2012高考物理单元卷 第11章热学 章末综合检测

用心 爱心 专心1 第第 1111 章末综合检测章末综合检测 一 选择题 本题共 8 小题 每小题 4 分 共 32 分 在每小题给出的四个选项中 有 的只有一个选项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 有错选的得 0 分 1 液体表面张力产生的原因是 A 液体表面层分子较紧密 分子间斥力大于引力 B 液体表面层分子较紧密 分子间引力大于斥力 C 液体表面层分子较稀疏 分子间引力大于斥力 D 液体表面层分子较稀疏 分子间斥力大于引力 解析 液体表面层分子间距离介于气体和液体之间 液体分子力可认为为零 则表面 层分子力表现为引力 故 C 正确 答案 C 2 2009 年广东中山 下面说法正确的是 A 如果物体从外界吸收了热量 则物体的内能一定增加 B 我们可以制造一种热机 将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引 起其他变化 C 假设两个液体分子从紧靠在一起开始相互远离 直到无穷远处 在这一过程中分子 力先做正功后做负功 D 空调制冷 虽然是人为的使热量由低温处传到高温处 但这不违背热力学第二定律 解析 根据热力学第一定律 物体吸收热量但同时对外做功时 物体内能有可能减少 A 错 B 选项中描述的现象要实现必须引起其他变化 否则就违背了热力学第二定律 B 错 开始分子力表现为斥力 越过r0位置后分子力表现为引力 所以分子力先做正功后做 负功 C 选项正确 虽然热量由低温处向高温处传递 但这引起了其他变化 就是消耗了电能 所以 D 选 项正确 答案 CD 3 关于晶体和非晶体的几种说法中 正确的是 A 不具有规则几何形状的物体一定不是晶体 用心 爱心 专心2 B 晶体的物理性质与方向有关 这种特性叫做各向异性 C 若物体表现为各向同性 它就一定是非晶体 D 晶体有一定的熔化温度 非晶体没有一定的熔化温度 解析 考查晶体 非晶体 多晶体和单晶体的特点及区别 单晶体物理性质各向异性 多晶体物理性质各向同性 单晶体有天然规则外形 多晶体没有规则外形 晶体与非晶体 的区别在于晶体有固定熔点 答案 BD 4 温室效应严重威胁着人类生态环境的安全 为了减少温室效应造成的负面影响 有 的科学家受到了啤酒在较高压强下能够溶解大量的二氧化碳的启发 设想了一个办法 可 以用压缩机将二氧化碳送入深海底 永久贮存起来 海底深处 压强很大 温度很低 海 底深水肯定能够溶解大量的二氧化碳 这样就为温室气体二氧化碳找到了一个永远的 家 从而避免温室效应 在将二氧化碳送入深海底的过程中 以下说法正确的是 A 压缩机对二氧化碳做功 能够使其内能增大 B 二氧化碳与海水间的热传递能够使其内能减少 C 二氧化碳分子平均动能会减少 D 每一个二氧化碳分子的动能都会减少 解析 考查热力学第一定律 压缩机压缩气体对气体做功 气体温度升高 内能增大 A 对 二氧化碳压入海底时比海水温度高 因此将热量传递给海水而内能减小 B 是对 的 二氧化碳温度降低 分子平均动能减小 但不是每个分子的动能都减小 C 正确 D 错 答案 ABC 图 1 5 某校开展探究性课外活动 一同学用如图 1 所示的装置研究气体压强 体积 温度 三量之间的变化关系 该同学选用导热良好的气缸将其开口向下 内有理想气体 并将气 缸固定不动 缸内活塞可自由滑动且不漏气 把一温度计通过缸底小孔插入缸内 插口处 密封良好 活塞下挂一个沙桶 沙桶装满沙子时 活塞恰好静止 现给沙桶底部钻一个小 洞 让细沙慢慢漏出 外部环境温度恒定 则 用心 爱心 专心3 A 外界对气体做功 内能增大 B 外界对气体做功 温度计示数不变 C 气体体积减小 温度计示数减小 D 外界对气体做功 温度计示数增加 解析 细沙漏出 气缸内气体压强增大 体积减小 外界对气体做功 气缸导热良好 细沙慢慢漏出 外部环境温度稳定 气体温度不变 亦即内能不变 选项 B 正确 答案 B 6 2010 年广东江门 以下有关热现象说法正确的是 A 扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关 所以扩散现象和布朗运动也叫做热 运动 B 气体分子的平均动能增大 气体的压强一定增大 C 两个分子从远处逐渐靠近 直到不能再靠近为止的过程中 分子间相互作用的合力 先变大后变小 再变大 D 第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律 图 2 解析 热运动是分子运动 布朗运动虽然与温度有关 但不是分子的运动 而是大颗 粒集团的运动 故 A 项错误 气体分子的平均动能增大 说明气体的温度升高 气体压强 的大小除了受温度影响外 还与单位体积内分子的个数有关 仅温度升高 不能判断气体 压强就一定增大 故 B 项错误 由分子力的图像可知 C 项正确 第二类永动机违背的是 热力学第二定律 而不是违背能量守恒定律 故 D 项错误 答案 C 图 3 7 如图 3 所示 带有活塞的气缸中封闭一定质量的气体 不考虑分子势能 将一个热 敏电阻 电阻值随温度升高而减小 置于气缸中 热敏电阻与气缸外的欧姆表连接 气缸和 活塞均具有良好的绝热性能 下列说法正确的是 A 若发现欧姆表读数变大 则气缸内气体内能一定减小 用心 爱心 专心4 B 若推动活塞使气缸内气体体积减小 则气缸内气体内能减小 C 若推动活塞使气缸内气体体积减小 则气缸内气体压强减小 D 若推动活塞使气缸内气体体积减小 则欧姆表读数将变小 解析 发现欧姆表读数变大 由热敏电阻特性知 缸内气体温度降低 气体的内能减 小 A 正确 推动活塞使缸内气体体积减小 对气体做功 又因气缸和活塞均具有良好的 绝热性能 没有热量交换 由热力学第一定律知 缸内气体的内能增大 温度升高 热敏 电阻阻值变小 欧姆表读数将变小 而气体的压强将变大 B C 均错误 D 正确 答案 AD 图 4 8 2010 年上海虹口期末 用如图 4 所示的实验装置来研究气体等体积变化的规 律 A B管下端由软管相连 注入一定量的水银 烧瓶中封有一定量的理想气体 开始时 A B两管中水银面一样高 那么为了保持瓶中气体体积不变 A 将烧瓶浸入热水中时 应将A管向上移动 B 将烧瓶浸入热水中时 应将A管向下移动 C 将烧瓶浸入冰水中时 应将A管向上移动 D 将烧瓶浸入冰水中时 应将A管向下移动 解析 由 C 常量 可知 在体积不变的情况下 温度升高 气体压强增大 右管 A 水 pV T 银面要比左管 B 水银面高 故选项 A 正确 同理可知选项 D 正确 答案 AD 二 实验题 本题包括 2 小题 共 10 分 图 5 9 2008 年广东物理 1 如图 5 所示 把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端 使玻 璃板水平地接触水面 如果你想使玻璃板离开水面 必须用比玻璃板重力 的拉 力向上拉橡皮筋 原因是水分子和玻璃的分子间存在 作用 2 往一杯清水中滴入一滴红墨水 一段时间后 整杯水都变成了红色 这一现象在物 用心 爱心 专心5 理学中称为 现象 是由于分子的 而产生的 这一过程是沿着分子热 运动的无序性 的方向进行的 解析 1 由于玻璃分子与液体分子间存在引力的作用 所以向上的拉力大于玻璃本身 的重力 2 分子永不停息地做无规则运动 扩散现象就是一个很好的例证 根据热力学第 二定律 任何宏观的热学现象总是向着无序性增加的方向进行 答案 1 大 分子引力 2 扩散 无规则运动 热运动 增加 10 在用油膜法估测分子的大小实验中 已知一滴溶液中油酸的体积为V 配制的油 酸溶液中 纯油酸与溶液体积之比为 1 500 1 mL 溶液油酸是 250 滴 那么一滴溶液的体 积是 mL 所以一滴溶液中纯油酸体积为 cm3 若实验中测得结果如下表 所示 请根据所给数据填写出空白处的数值 并与公认的油酸分子长度值L0 1 12 10 10 m 做比较 判断此实验是否符合数量级的要求 次数 S cm2 L cm V S L的平均值 1533 2493 3563 解析 由题给条件得 一滴溶液的体积V mL 1 25 由题意可知 一滴溶液中油酸体积 cm3 8 10 6 cm3 1 500 1 25 据此算得 3 次测得L的结果分别为 1 50 10 8 cm 1 62 10 8 cm 1 42 10 8 cm 其平均值L 1 51 10 8 cm 1 51 10 10 m 这与公认值的数量级相 L1 L2 L3 3 吻合 故本次估测数值符合数量级的要求 答案 8 10 6 1 50 10 8 cm 1 62 10 8 cm 1 25 1 42 10 8 cm 1 51 10 10 m 三 填空与计算题 本题包括 7 小题 共 58 分 解答应写出必要的文字说明 方程式 和重要演算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数 值和单位 用心 爱心 专心6 图 6 11 2009 年浙江卷 一位质量为 60 kg 的同学为了表演 轻功 他用打气筒给 4 只 相同的气球充以相等质量的空气 可视为理想气体 然后将这 4 只气球以相同的方式放在 水平放置的木板上 在气球的上方放置一轻质塑料板 如图 6 所示 1 关于气球内气体的压强 下列说法正确的是 A 大于大气压强 B 是由于气体重力而产生的 C 是由于气体分子之间的斥力而产生的 D 是由于大量气体分子的碰撞而产生的 2 在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中 球内气体温度可视为不变 下 列说法正确的是 A 球内气体体积变大 B 球内气体体积变小 C 球内气体内能变大 D 球内气体内能不变 3 为了估算气球内气体的压强 这位同学在气球的外表面涂上颜料 在轻质塑料板面 向气球一侧表面贴上间距为 2 0 cm 的方格纸 表演结束后 留下气球与方格纸接触部分的 印迹 如图 7 所示 若表演时大气压强为 1 013 105 Pa 取g 10 m s2 则气球内气 体的压强为 Pa 取 4 位有效数字 图 7 气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下 印迹 这一 印迹 面积与方格纸上留 下的 印迹 面积存在什么关系 解析 1 由于气球被充气 所以 气球内空气的密度比大气的密度大 内部压强也高 于一个大气压 因此 A 正确 根据气体压强的微观解释 气体对器壁产生的压强是由大量 气体分子频繁碰撞而产生的 D 正确 2 一定质量的理想气体 内能只与温度有关 温度不变 理想气体的内能就不变 所 用心 爱心 专心7 以 D 正确 根据 常数 当压强p增大时 若保持温度T不变 体积V必减小 B 正 pV T 确 3 以球壁为研究对象 内部气体的压强等于大气压与塑料板产生的压强之和 即P内 P0 从图中数据得 4 个 印迹 共 376 格 即s 376 4 10 4 m2 0 1504 m2代入上 F s 式 可得P内 1 053 105 Pa 以整个气球为研究对象 下层木板对气体的支持力应该等 于上层塑料板对气球的压力 由于气球内部压强处处相等 所以上下两个面上的 印迹 面积是相等的 答案 1 AD 2 BD 3 1 053 105 Pa 面积相同 12 物理学家帕平发明了高压锅 高压锅与普通锅不同 锅盖通过几个牙齿似的锅齿 与锅体镶嵌旋紧 加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈 所以锅盖与锅体之间不会漏气 在锅盖中间有一排气孔 上面再套上类似砝码的限压阀 将排气孔堵住 当加热高压锅 锅内气体压强增加到一定程度时 气体就把限压阀顶起来 这时蒸气就从排气孔向外排 出 由于高压锅内的压强大 温度高 食物容易煮烂 若已知排气孔的直径为 0 3 cm 外 界大气压为 1 0 105 Pa 温度为 20 要使高压锅内的温度达到 120 则限压阀的质 量应为多少 g取 10 m s2 解析 选锅内气体为研究对象 则 初状态 T1 293 K p1 1 0 105 Pa 末状态 T2 393 K 由查理定律得 p2 Pa 1 34 105 Pa T2p1 T1 393 1 0 105 293 对限压阀受力分析可得 mg p2S p1S p2 p1 S p2 p1 d2 4 1 34 105 1 0 105 3 14 N 0 3 10 2 2 4 0 24 N 所以m 0 024 kg 用心 爱心 专心8 图 8 答案 0 024 kg 13 2009 年宁夏卷 1 带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体 气体开始处于状 态a 然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c b c状态温度相同 如V T图 8 所示 设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb和Pc 在过程ab和ac中吸收的热 量分别为Qab和Qac 则 填入选项前的字母 有填错的不得分 A Pb pc Qab Qac B Pb pc Qab Qac C PbQac D Pb pc Qab Qac 图 9 2 图 9 中系统由左右两个侧壁绝热 底部导热 截面均为S的容器组成 左容器足够 高 上端敞开 右容器上端由导热材料封闭 两容器的下端由可忽略容积的细管连通 容器内两个绝热的活塞A B下方封有氮气 B上方封有氢气 大气的压强为p0 温度 为T0 273 K 两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为 0 1p0 系统平衡时 各 气柱的高度如图 9 所示 现将系统底部浸入恒温热水槽中 再次平衡时A上升了一定高 度 用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定 第三次达到平衡后 氢气柱高度为 0 8h 氮气和氢气均可视为理想气体 求 第二次平衡时氮气的体积 水的温度 解析 1 由V T可知V T图线的斜率越大 压强p越小 故pbWac 故Qab Qac 综上 C 正确 2 考虑氢气的等温过程 该过程的初态压强为p0 体积为hS 末态体积为 0 8hS 设末态的压强为p 由玻意耳定律得 p 1 25p0 p0hS 0 8hS 活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程 该过程的初态压强为 1 1p0 体积为V 末态压强为p 体积为V 则 p p 0 1p0 1 35p0 用心 爱心 专心9 V 2 2hS 由玻意耳定律得 V 2 2hS 2 7hS 1 35p0 1 1p0 活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程 该过程的初态体积和温度分别 为 2hS和T0 273 K 末态体积为 2 7hS 设末态温度为T 由盖 吕萨克定律得 T T0 368 55 K 2 7hS 2hS 答案 1 C 2 2 7hS 368 55 K 图 10 14 2010 年山东潍坊二检 如图 10 所示 一定质量的理想气体从状态A变化到状态 B 再从状态B变化到状态C 已知状态A的温度为 480 K 求 1 气体在状态C时的温度 2 试分析从状态A变化到状态B的整个过程中 气体是从外界吸收热量还是放出热 量 解析 1 A C两状态体积相等 则有 pA TA pC TC 得TC TA K 160 K pC pA 0 5 480 1 5 2 由理想气体状态方程得 pAVA TA pBVB TB 得TB TA K 480 K pBVB pAVA 0 5 3 480 1 5 1 用心 爱心 专心10 由此可知A B两状态温度相同 故A B两状态内能相等 即从A B U 0 又因为从A B 体积增大 对外做功W0 吸热 答案 1 160 K 2 吸热 图 11 15 如图 11 是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置 开始时封闭的空气柱长度 为 22 cm 现用竖直向下的外力F压缩气体 使封闭的空气柱长度变为 2 cm 人对活塞做 功 100 J 大气压强为p0 1 105 Pa 不计活塞的重力 问 1 若用足够长的时间缓慢压缩 求压缩后气体的压强有多大 2 若以适当的速度压缩气体时 向外散失的热量为 20 J 则气体的内能增加多少 活塞的横截面积S 1 cm2 解析 1 设压缩后气体的压强为p 活塞的横截面积为S l0 22 cm l 2 cm V0 l0S V lS 缓慢压缩 气体温度不变 由玻意耳定律得p0V0 pV 解得p 1 1 106 Pa 2 大气压力对活塞做功W1 p0S l0 l 2 J 人做功W2 100 J 由热力学第一定律得 U W1 W2 Q 代入数据 解得 U 82 J 答案 1 1 1 106 Pa 2 82 J 图 12 16 如图 12 所示装置是医生给病人输液用的普通输液器 在输液时 A管与空气相连 用心 爱心 专心11 B管下面连接一小容器C 然后再用皮管连接到注射器 溶液沿皮管下流到容器C中被隔断 C内有少量的空气 并以液滴形式下滴 再经皮管和注射器进入人体 试分析 1 容器C的作用 2 设输液瓶口到注射针头D的平均高度h为 70 cm 人体血管内血液的平均压强约为 一个大气压 普通人注射用针头的内径为 0 3 mm 并假设液体流动时 所受粘滞等阻力为 重力的 1 2 试估算注射 500 mL 盐水所需的时间 g取 10 m s2 解析 1 液体在皮管内连续流动 它的速度是很难观察 而液滴下滴的快慢是很容易 观察的 因此 小容器C主要是用来观察输液的快慢 医生开始输液时 总是先观察C中 液滴的快慢 并通过适当的调节以控制输液的速度 2 以管中液体为研究对象 受重力与阻力作用 其加速下落的加速度 a g 5 m s2 mg Ff m 1 2 设下落 70 cm 的速度为v 则v2 2ah v m s 2 64 m s 2ah2 5 0 7 单位时