2019-2020年高三物理二輪復習 第1部分 專題7 選修部分 第1講（選修3-3）熱學課時作業(yè)集訓.doc

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2019-2020年高三物理二輪復習 第1部分 專題7 選修部分 第1講（選修3-3）熱學課時作業(yè)集訓 1.(1)(5分)如圖，一個導熱氣缸豎直放置，氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的氣體，活塞與氣缸壁緊密接觸，可沿氣缸壁無摩擦地上下移動．若大氣壓保持不變，而環(huán)境溫度緩慢升高，在這個過程中________． A．氣缸內(nèi)每個分子的動能都增大 B．封閉氣體對外做功 C．氣缸內(nèi)單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多 D．封閉氣體吸收熱量 E．氣缸內(nèi)單位時間內(nèi)撞擊活塞的分子數(shù)減少 (2)(10分)某同學用一端封閉的U形管，研究一定質(zhì)量封閉氣體的壓強，如圖所示，U形管豎直放置，當封閉氣柱長為L0時，兩側(cè)水銀面的高度差為h，大氣壓強為p0. ①求封閉氣體的壓強(用cmHg作單位)； ②若L0＝20 cm，h＝8.7 cm，該同學用與U形管口徑相同的量筒柱U形管內(nèi)繼續(xù)緩慢注入水銀，當再注入13.3 cm水銀柱時，右側(cè)水銀面恰好與管口相平齊．設環(huán)境溫度不變，求大氣壓強是多少cmHg. 解析：　(2)①封閉氣體的壓強為 p＝p0＋ρgh 解得p＝(p0＋h)cmHg ②此時封閉氣柱長 L1＝L0－(h＋ΔL－L0)＝18 cm 由玻意爾定律 (p0＋h)L0＝(p0＋L1)L1 解得p0＝75 cmHg 答案：　(1)BDE　(2)①(p0＋h)cmHg?、?5 cmHg 2.(1)(5分)某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由氣缸和活塞組成．開箱時，密閉于氣缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖所示，在此過程中，若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體________． A．分子的平均動能減小 B．內(nèi)能增大 C．對外做功 D．溫度升高 E．缸內(nèi)氣體壓強減小 (2)(10分)如圖所示，大氣壓強為p0，氣缸水平固定，開有小孔的薄隔板將其分為A、B兩部分，光滑活塞可自由移動．初始時氣缸內(nèi)被封閉氣體溫度T，A、B兩部分容積相同．加熱氣體，使A、B兩部分體積之比為1∶2. ①氣體應加熱到多少溫度？ ②將活塞向左推動，把B部分氣體全部壓入A中，氣體溫度變?yōu)?T，求此時氣體壓強． 解析：　(2)①設A的容積為V，則初狀態(tài)A、B總體積為2V，末狀態(tài)A、B體積之比為1∶2，總體積為3V 等壓變化：＝ 解得T1＝T ②＝ 解得p2＝4p0. 答案：　(1)ACE　(2)①T?、?p0 3．(1)(5分)下列說法正確的是________． A．分子間距離增大時，分子間的引力和斥力都減小 B．布朗運動就是氣體或液體分子的無規(guī)則運動 C．食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性 D．做功和熱傳遞在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面是不等價的 E．第二類永動機雖不違背能量守恒定律，但也是不可能制成的 (2)(10分)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p－V圖象如圖所示．已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27 ℃，求： ①該氣體在狀態(tài)B時的溫度； ②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中與外界交換的熱量． 解析：　(2)①對于理想氣體：A→B，由理想氣體方程得＝ 即TB＝TA＝100 K，所以tB＝TB－273 ℃＝－173 ℃ ②B→C由＝得TC＝300 K，所以tC＝27 ℃ A、C溫度相等，ΔU＝0 A→C的過程，由熱力學第二定律ΔU＝Q＋W得 Q＝ΔU－W＝－pΔV＝－200 J，即氣體從外界吸熱200 J 答案：　(1)ACE　(2)①－173 ℃?、谖鼰?00 J 4．(1)(5分)下列說法中正確的是________． A．晶體都具有各向異性的物理性質(zhì) B．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用 C．1 g氧氣與2 g氫氣在20 ℃時分子平均動能相同 D．某氣體的摩爾體積為V，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則每個氣體分子的體積V0＝ E．空氣中所含水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和汽壓之比為空氣的相對濕度 (2)(10分)如圖所示，一個高為H＝60 cm，橫截面積S＝10 cm2的圓柱形豎直放置的導熱氣缸，開始活塞在氣缸最上方，將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，現(xiàn)在活塞上輕放一個質(zhì)量為5 kg的重物，待整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，測得活塞與氣缸底部距離變?yōu)閔.已知外界大氣壓強始終為p0＝1105 Pa，不計活塞質(zhì)量及其與氣缸之間的摩擦，取g＝10 m/s2.求： ①在此過程中被封閉氣體與外界交換的熱量． ②若開始環(huán)境溫度為27 ℃，現(xiàn)將氣缸開口朝上整體豎直放在87 ℃的熱水系統(tǒng)中，則穩(wěn)定后活塞與氣缸底部距離變?yōu)槎嗌伲? 解析：　(2)①封閉氣體發(fā)生等溫變化，氣體初狀態(tài)的壓強為p1＝p0＝1.0105 Pa，氣體末狀態(tài)的壓強為p2＝p0＋mg/S 根據(jù)玻意耳定律得p1HS＝p2hS 得：h＝0.40 m 外界對氣體做功W＝(p0S＋mg)(H－h(huán)) 根據(jù)熱力學第一定律：ΔU＝W＋Q＝0 得：Q＝－30 J，即放出30 J熱量 ②氣體發(fā)生等壓變化，得：＝ 代入數(shù)據(jù)可得：h1＝0.48 m 答案：　(1)BCE　(2)①放出熱量30 J?、?.48 m 5．(1)(5分)下列說法正確的是________． A．單晶體冰糖磨碎后熔點不會發(fā)生變化 B．足球充足氣后很難壓縮，是足球內(nèi)氣體分子間斥力作用的結果 C．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等容過程，吸收熱量，其內(nèi)能一定增加 D．自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的 E．一定質(zhì)量的理想氣體保持體積不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，雖然溫度升高，單位時間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)不變 (2)(10分)如圖所示，兩端開口、粗細均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中，管的頂部有一定長度的水銀．兩段空氣柱被封閉在左右兩側(cè)的豎直管中．開啟頂部連通左右水銀的閥門A，右側(cè)空氣柱長為L0，右側(cè)空氣柱底部水銀面比槽中水銀面高出h，右側(cè)空氣柱頂部水銀面比左側(cè)空氣柱頂部水銀面低h. ①試根據(jù)上述條件推測左側(cè)空氣柱的長度為________，左側(cè)空氣柱底部水銀面與槽中水銀面的高度差為________； ②若初始狀態(tài)溫度為T0，大氣壓強為p0，關閉閥門A，則當溫度升至多少時，右側(cè)氣柱底部水銀面與水銀槽中的水銀面相平？(不考慮水銀柱下降對大水銀槽中液面高度的影響，大氣壓強保持不變) 解析：　(1)冰糖磨碎不改變其微觀結構，仍是晶體，所以不改變其熔點，A項正確；足球充足氣后很難被壓縮，是壓強的作用效果，不是分子斥力的作用，B項錯誤；等容過程中，由氣體實驗定律和熱力學第一定律可知，吸收熱量其內(nèi)能一定增大，C項正確；由熱力學第二定律(熵增加原理)可知，D項正確；由理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體體積不變，溫度升高，壓強一定增大，由壓強的微觀解釋可知，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，但由于溫度升高，分子平均動能增大，故單位時間內(nèi)撞擊在單位面積上的分子數(shù)一定增大，E項錯． (2)以右側(cè)氣柱為研究對象，初態(tài)T1＝T0，p1＝p0－h(huán)，L1＝L0①(1分) 末態(tài)p2＝p0，L2＝L0＋h②(1分) 根據(jù)：＝③(2分) 得：T2＝T0④(2分) 答案：　(1)ACD　(2)①L0　2h?、赥0 6．(1)(5分)下列說法正確的是________． A．做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的 B．布朗運動就是液體分子的熱運動 C．分子間的引力和斥力是不能同時存在的，有引力就不會有斥力 D．一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關，溫度越高，內(nèi)能越大 E．一定質(zhì)量的理想氣體吸熱時，其溫度不一定升高 (2)(10分)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C.已知狀態(tài)A的溫度為300 K. ①求氣體在狀態(tài)B的溫度； ②由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由． 解析：　(1)做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式，A正確；布朗運動是固體小顆粒的無規(guī)則運動，B錯誤；分子間的引力和斥力是同時存在的，C錯誤；由于理想氣體無分子勢能，只有分子動能，分子動能大小由溫度決定，故一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關，溫度越高，內(nèi)能越大，因此D正確；若氣體吸熱的同時也對外界做功則內(nèi)能就可能減小，溫度也就可能降低，故E正確． (2)①由理想氣體的狀態(tài)方程＝ 得氣體在狀態(tài)B的溫度TB＝＝1 200 K ②由狀態(tài)B到狀態(tài)C，氣體做等容變化，由查理定律得＝， 則TC＝TB＝600 K 氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C為等容變化，氣體不做功，但溫度降低，內(nèi)能減?。鶕?jù)熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，ΔU＜0，W＝0，故Q＜0，可知氣體要放熱． 答案：　(1)ADE　(2)①1 200 K　②放熱 7．(1)(5分)下列有關熱現(xiàn)象的敘述，正確的是________． A．布朗運動是指懸浮在液體中花粉分子的無規(guī)則熱運動 B．隨著分子間距離的增大，若分子間的相互作用力先增大后減小，此時分子間的作用力一定是引力 C．第二類永動機沒有違反能量守恒定律，但違反了熱力學第一定律 D．一定質(zhì)量的理想氣體在等溫變化時，其內(nèi)能一定不變 E．熱量可以從高溫物體傳遞到低溫物體，也可以從低溫物體傳遞到高溫物體 (2)(10分)如圖所示，L形一端開口的玻璃管在豎直平面內(nèi)，管是由粗細不同的兩部分組成的，豎直部分粗管的橫截面積是水平部分細管橫截面積的2倍，管的封閉端水平放置，水平段管長為100 cm，豎直段管長為30 cm，在水平管內(nèi)有一段長為12 cm的水銀封閉著一段長為80 cm的空氣柱．已知氣柱的溫度為27 ℃，大氣壓強為75 cmHg，現(xiàn)對氣體緩慢加熱，求：當溫度上升到119 ℃時，封閉端空氣柱的長度． 解析：　(2)設水銀柱將要進入豎直管內(nèi)所需溫度為t1，由氣體狀態(tài)方程：＝，p1＝p2 解得：T2＝330 K，t1＝57 ℃ 設水銀柱剛好全部到豎直管內(nèi)所需溫度為t2，由氣體狀態(tài)方程：＝ 解得：T3＝405 K，t2＝132 ℃ 可見119 ℃時水平管內(nèi)還有水銀，設豎直管內(nèi)水銀柱高為x， 把數(shù)據(jù)代入對應氣體狀態(tài)方程易得： ＝ 解得：x＝5 cm 所以空氣柱長為98 cm 答案：　(1)BDE　(2)98 cm