2018届高考物理一轮复习单元质检十三热学.docx

单元质检十三热学(选修3-3)(时间:45分钟满分:90分)1.(15分)(1)(5分)(多选)下列说法正确的是。A.液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的光学各向异性特征B.第二类永动机违反了能量守恒定律,所以它是制造不出来的C.一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热D.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动越明显E.空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示(2)(2016全国理综丙)(10分)一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0相当于76 cm高汞柱产生的压强。环境温度不变。导学号17420468解析(1)由液晶的特性可知A正确;第二类永动机不违反能量守恒定律,而是违反热力学第二定律,B错误;如果压强不变,由=C知,体积增大,温度升高,内能增大,又因气体膨胀对外做功,由U=W+Q知,气体从外界吸热,C正确;由布朗运动显著条件知D正确;相对湿度是所含的水蒸气的实际压强与同温度水的饱和汽压的比值,故E错误。(2)设初始时,右管中空气柱的压强为p1,长度为l1;左管中空气柱的压强为p2=p0,长度为l2。活塞被下推h后,右管中空气柱的压强为p1,长度为l1;左管中空气柱的压强为p2,长度为l2。以cmHg为压强单位。由题给条件得p1=p0+(20.0-5.00) cmHgl1=20.0- cm由玻意耳定律得p1l1=p1l1联立式和题给条件得p1=144 cmHg依题意p2=p1l2=4.00 cm+ cm-h由玻意耳定律得p2l2=p2l2联立式和题给条件得h=9.42 cm答案(1)ACD(2)144 cmHg9.42 cm2.(15分)(1)(5分)(多选)下列说法中正确的是。A.扩散现象不仅能发生在气体和液体中,固体中也可以B.岩盐是立方体结构,粉碎后的岩盐不再是晶体C.地球大气的各种气体分子中氢分子质量小,其平均速率较大,更容易挣脱地球吸引而逃逸,因此大气中氢含量相对较少D.从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关E.温度相同的氢气和氧气,分子平均动能相同(2)(10分)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27 ,求:该气体在状态B时的温度;该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量。导学号17420469解析(1)扩散现象也可以在固体中发生,A项正确;粉碎后的岩盐颗粒仍具有立方体结构,仍为晶体,B项错误;从微观角度看气体压强与分子平均动能和气体分子密集程度两个因素有关,D项错误;根据分子动理论,分子的平均动能取决于温度,与分子种类无关,E项正确;温度是分子平均动能的量度,温度越高,分子平均动能越大,质量越小,速率越大,氢分子质量小,其平均速率较大,更容易挣脱地球吸引而逃逸,因此大气中氢含量相对较少,C项正确。(2)对于理想气体,AB过程为等容变化,根据查理定律有,得TB=100 K,所以tB=-173 。BC过程为等压变化,根据盖吕萨克定律有,得TC=300 K,所以tC=27 。由于状态A与状态C温度相同,气体内能相等,而AB过程是等容变化,气体对外不做功,BC过程中气体体积膨胀对外做功,即从状态A到状态C气体对外做功,根据热力学第一定律可知气体应从外界吸收热量即Q=-W=pV=1105(310-3-110-3) J=200 J。答案(1)ACE(2)-173 吸热200 J3.(15分)(1)(5分)(多选)下列说法中正确的是。A.已知水的摩尔质量和水分子的质量,就可以计算出阿伏加德罗常数B.布朗运动说明分子在永不停息地做无规则运动C.两个分子由很远(r10-9 m)距离减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用E.物体的温度升高,则物体中所有分子的分子动能都增大(2)(10分)(2016河北衡水中学模拟)质量m0=10 kg的缸体与质量m=4 kg的活塞,封闭一定质量的理想气体(气体的重力可以忽略),不漏气的活塞被一劲度系数k=20 N/cm的轻弹簧竖直向上举起立于空中,如图所示。环境温度为T1=1 500 K时被封气柱长度l1=30 cm,缸口离地的高度为h=5 cm。若环境温度变化时,缸体有良好的导热性能。已知活塞与缸壁间无摩擦,弹簧原长l0=27 cm,活塞横截面积S=210-3 m2,大气压强p0=1.0105 Pa,当地重力加速度g取10 m/s2,求环境温度降到多少时汽缸着地,温度降到多少时能使弹簧恢复原长。解析(1)NA=,故A正确;布朗运动是分子热运动的实验基础,B正确;当r=r0时,分子力为0,两分子从很远到很近,分子力先增大后减小再增大,分子势能先减小后增大,C错误;液体的表面张力使液体表面积趋于最小,D正确;物体的温度升高,分子的平均动能增大,并不是所有分子动能都增大,E错误。(2)因汽缸悬空,先降温汽缸着地前为等压变化,压强恒为p1=p0+=1.5p0设汽缸着地时环境温度为T2根据盖吕萨克定律有代入数据得T2=1 250 K待缸口着地后,再降温时内部气体压强减小活塞上移,弹簧逐渐恢复原长,由kx=(m0+m)g知弹簧的形变量为x=7 cm设弹簧恢复原长时的环境温度为T3,气体压强为p3,气柱长度为l3,由活塞受力平衡知p3=p0-=0.8p0,由几何关系知l3=l1-x-h=18 cm根据,整理可得T3=480 K。答案(1)ABD(2)1 250 K480 K4.(15分)(1)(5分)(多选)(2017湖北宜昌模拟)下列说法不正确的是。A.竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是“上凸”的,这是表面张力的作用B.相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值C.物理性质表现为各向同性的固体一定是非晶体D.压缩气体需要用力,这是气体分子间有斥力的表现E.汽缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时,单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少(2)(10分)如图,体积为V、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞;汽缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体。p0和T0分别为大气的压强和温度。已知气体内能U与温度T的关系为U=aT,a为正的常量;容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。求:汽缸内气体与大气达到平衡时的体积V1。在活塞下降过程中,汽缸内气体放出的热量Q。导学号17420470解析(1)竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是“上凸”的,这是表面张力产生的浸润现象所致,故A正确;空气的相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的比值,故B错误;物理性质表现为各向同性的固体可能是多晶体,不一定是非晶体,故C错误;气体之间分子距离很大,分子力近似为零,用力才能压缩气体是由于气体内部与容器外之间的压强差造成的,并非由于分子之间的斥力造成,故D错误;汽缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时,根据理想气体的状态方程=C可知,压强不变而体积增大,则气体的温度一定升高,温度是分子的平均动能的标志,温度升高则分子的平均动能增大,单个分子对器壁的撞击力增大,压强不变则单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少,故E正确。(2)在气体由压强p=1.2p0到p0时,V不变,温度由2.4T0变为T1,由查理定律得解得T1=2T0在气体温度由T1变为T0的过程中,体积由V减小到V1,气体压强不变,由盖吕萨克定律得解得V1=0.5V活塞下降过程中,活塞对气体做的功为W=p0(V-V1)在这一过程中,气体内能的减少为U=a(T1-T0)由热力学第一定律得,汽缸内气体放出的热量为Q=W+U解得Q=p0V+aT0。答案(1)BCD(2)汽缸内气体与大气达到平衡时的体积为0.5V在活塞下降过程中,汽缸内气体放出的热量为p0V+aT05.(15分)(1)(5分)(多选)(2016河南六市联考)下列说法正确的是()A.在一定条件下物体的温度可以降到0 KB.一定质量的100 的水吸收热量后变成100 的水蒸气,则吸收的热量大于增加的内能C.物理性质各向同性的固体一定是非晶体D.0 的冰与0 的水,分子的平均动能相同E.即使使用高科技手段,也不能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(2)(10分)如图所示,圆柱形汽缸的上部有小挡板,可以阻止活塞滑离汽缸,汽缸内部的高度为d,质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内,开始时活塞离底部高度为d,温度为t1=27 ,外界大气压强为p0=1.0105 Pa。现对气体缓慢加热。求:气体温度升高到t2=127 时,活塞离底部的高度;气体温度升高到t3=387 时,缸内气体的压强(本问结果保留三个有效数字)。解析(1)由气体实验事实可知,绝对零度只能是无限接近,但不可达到,所以A项错;水吸热后变成水蒸气,体积增大,对外做功,根据热力学第一定律U=Q+W,因WU,B项正确;因为多晶体物质也具有各向同性的特点,所以C项错;温度是分子平均动能的标志,所以0 的冰和0 的水的分子平均动能相同,D项对;因为能量耗散后无法重新收集起来加以利用而不引起其他变化,符合热力学第二定律,所以E项正确。(2)假设气体温度达到tc时,活塞恰好移动到挡板处,此过程气体做等压变化,设汽缸横截面积为S,由盖吕萨克定律,得解得tc=177 因为t2小于tc,所以在温度升高到127 过程,气体做等压变化,设活塞最后离底部的高度为h,由盖吕萨克定律得解得h=d。当气体温度高于177 后,活塞受到挡板的阻碍,气体体积不再发生变化,以后的变化为等容变化由查理定律,得p3=p01.47105 Pa。答案(1)BDE(2)d1.47105 Pa6.(15分)(1)(5分)(多选)(2016全国理综丙)关于气体的内能,下列说法正确的是。A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大C.气体被压缩时,内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加(2)(10分)如图所示,A容器容积为10 L,里面充满1.2106 Pa、温度为300 K的理想气体,B容器是真空。现将A中气体温度升高到400 K,然后打开阀门S,将A中的气体释放一部分到B容器,当A容器内压强降到4105 Pa时,关闭阀门,这时B容器内的压强是3105 Pa。不考虑气体膨胀过程中温度的变化,求B容器的容积。导学号17420471解析(1)气体的内能在宏观上由物质的量、温度和体积决定,质量相同的气体,物质的量不一定相同,选项A错误;若是理想气体,不考虑分子势能,其内能由物质的量和温度共同来决定;若是一定质量的理想气体,其内能仅由温度来决定,选项D正确;由=C(C为常数)知,一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,温度一定升高,内能一定增加,选项E正确;气体整体运动的速度对应气体的宏观动能,属于机械能,选项B错误;改变内能有两种方式:做功和热传递。气体被压缩时,外界对气体做功,但气体吸、放热情况不知,气体内能可能升高、不变或降低,故选项C正确。(2)A容器容积为VA=10 L,温度T0=300 K时,压强为p0=1.2106 Pa;设温度升高到T1=400 K时,压强为p1,根据