2022高考物理二轮复习第1部分专题9鸭模块第1讲热学限时检测含解析.doc

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1、第1讲热学对应学生用书第152页限时60分钟1(2022江苏卷)(1)在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体_。A分子的无规那么运动停息下来B每个分子的速度大小均相等C分子的平均动能保持不变D分子的密集程度保持不变(2)由于水的外表张力，荷叶上的小水滴总是球形的，在小水滴外表层中，水分子之间的相互作用总体上表现为_(选填“引力或“斥力)。分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图9116甲所示，能总体上反映小水滴外表层中水分子Ep的是图中_(选填“A“B或“C)的位置。图9116(3)如图乙所示，一定质量理想气体经历AB的等压过程，BC的绝热过程(气体与外界无热量交

2、换)，其中BC过程中内能减少900 J。求ABC过程中气体对外界做的总功。解析(1)在没有外界影响的情况下，分子的无规那么运动永不停息，分子的速率分布呈中间多两头少，不可能每个分子的速度大小均相等，选项AB错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，只要温度不变，分子的平均动能就保持不变，由于体积不变，所以分子的密集程度保持不变，选项CD正确。(2)在小水滴外表层中，分子之间的距离较大，水分子之间的作用力表现为引力。由于平衡位置对应的分子势能最小，在小水滴外表层中，分子之间的距离较大，所以能够总体上反映小水滴外表层中水分子势能Ep的是图中C位置。(3)AB过程W1p(VBVA)BC过程，根据热力学

3、第一定律W2U那么对外界做的总功W(W1W2)代入数据得W1 500 J。答案(1)CD(2)引力C(3)见解析2(2022河北九校高三联考)(1)以下说法正确的选项是_。A物体的温度越高，分子的平均动能就越大B气体从外界吸收热量，气体的内能一定增加C第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能D可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功E热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体(2)两端封闭、长度为l1 m的长玻璃管(粗细均匀)中间有一段长度h28 cm的水银柱将内部气体隔成A、B两局部，玻璃管竖直放置时水银柱正好在玻璃管正中

4、间位置，如图9117所示。此时B局部气体的压强pB70 cmHg，在距离水银柱下端9 cm处有一个小孔D被橡皮塞封住。大气压强p075 cmHg，保持玻璃管竖直且A端在上，拔去橡皮塞，由于小孔D处压强小于大气压强，空气进入(水银不流出)将水银柱从小孔D处分成两段，环境温度t027 不变。图9117求稳定后A、B两局部气体的体积之比。假设将B局部气体浸没在温水中，使下段水银柱的上外表恰好与小孔D相平，那么温水的温度t为多少摄氏度？解析(1)温度是分子平均动能的标志，所以温度越高，分子的平均动能就越大，A正确；由热力学第一定律UWQ可知，气体内能的变化不仅仅取决于吸收还是放出热量，还取决于气体对外

5、界做功还是外界对气体做功，故B错误；热力学第二定律说明，第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，但如果引起了其他变化，内能也可以全部转化为机械能，C错误；从单一热源吸收热量使之完全变成功而不引起其他变化，是不可能的，但如果引起了其他变化，那么是可能的，故D正确；热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体，E正确。(2)设玻璃管的横截面积为S，橡皮塞拔去前A、B两局部气体的体积相等，均为V0l0S，l036 cm，A局部气体的压强pApB28 cmHg42 cmHg；拔去橡皮塞后pAp0(289) cmHg56 cmHg、pBp09 cmHg84 cm

6、Hg设橡皮塞拔去后A、B两局部气体的体积分别为VAlAS、VBlBS，由玻意耳定律得pAl0SpAlASpBl0SpBlBS联立解得lA27 cm、lB30 cm那么稳定后A、B两局部气体的体积之比将B局部气体浸没在温水中，B局部气体做等压变化，根据盖吕萨克定律有其中T0t0273 K、Tt273 K代入数据解得t87 答案(1)ADE(2)87 3(2022石家庄二模)(1)(多项选择)以下说法中正确的选项是图9118A如图甲所示为热机工作能流分配图，如果在理想情况下没有任何漏气、摩擦、不必要的散热损失，热机的效率会到达100%B如图乙所示为分子间的引力和斥力随分子间距离变化的关系图，假设两

7、分子间距从r0开始逐渐增大，那么分子力先变大后变小，分子势能逐渐变大C如图丙所示为某理想气体分子速率分布图象，由图可知与0 相比，100 时速率大的分子所占比例较多D在某样品薄片上均匀涂上一层石蜡，然后用灼热的金属尖接触样品的反面，结果得到如图丁所示石蜡熔化的图样，那么该样品一定为非晶体E如图戊所示，透明塑料瓶内有少量水，水上方有水蒸气。用橡胶皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内会出现“白雾，这是由于气体膨胀对外做功温度降低造成的(2)一定质量的理想气体从状态A经状态B、C、D后又回到状态A，其状态变化过程中的VT图象如图9119所示。该气体在状态A时的压强为1 atm，气体由D状态

8、向A状态变化过程中放热70 J。求：图9119气体在B、C状态时的温度；将该循环过程用pV图表示出来；气体经过一次循环又回到初态过程中，气体所做的功。解析(1)根据热力学第二定律可知，如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率也不可以到达100%，故A项错误；如图乙所示为分子间的引力和斥力随分子间距离变化的关系图，假设两分子间距从r0开始逐渐增大，那么分子力先变大后变小，由于分子力做负功，分子势能逐渐变大，故B项正确；如图丙所示为某理想气体分子速率分布图象，由图可知与0 相比，100 时速率大的分子所占比例较多，故C项正确；在某样品薄片上均匀涂上一层石蜡，然后用灼热的金属尖接触样

9、品的反面，由图可知，该样品具有各向同性，那么该样品可以是非晶体和多晶体，故D项错误；如图戊所示，透明塑料瓶内有少量水，水上方有水蒸气。用橡胶皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内会出现“白雾，这是由于气体膨胀对外做功温度降低造成的，故E项正确。(2)A状态B状态气体发生等压变化，那么有由图知VA1.0 L，VB2.5 L，TA270 K解得TB675 K状态C状态D气体发生等压变化，那么有由图知VD2.0 L，VC2.5 L，TD270 K解得TC337.5 K如下图DA过程等温，由热力学第一定律得W1QU0解得W1Q(70 J)70 J且有pDVDpAVA解得pD0.5 atmAB过

10、程等压，气体做的功W2pA(VBVA)1105(2.51.0)103 J150 JBC过程等容，气体不做功CD过程等压，气体做的功W3pD(VCVD)0.5105(2.52.0)103 J25 J所以气体经过一次循环又回到初态过程中，气体所做的功WW1W2W355 J。答案(1)BCE(2)675 K337.5 KpV图见解析55 J4(2022长春市普通高中高三质量检测)(1)以下说法正确的选项是_。A在完全失重的宇宙飞船中，水的外表仍存在外表张力B热力学系统在吸热的同时没有对外做功，其内能一定增加C用显微镜观察到的布朗运动就是液体分子的无规那么运动D阿伏加德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，

11、可估算该种气体分子体积的大小E气体向真空的自由扩散是不可逆的(2)如图9120所示，绝热汽缸开口向上放置在水平地面上，一质量m10 kg，横截面积S50 cm2的活塞可沿汽缸无摩擦滑动；被封闭的理想气体温度t27 时，气柱长L22.4 cm。大气压强为标准大气压p01.0105 Pa，标准状况下(压强为一个标准大气压，温度为0 )理想气体的摩尔体积为22.4 L，阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1，g10 m/s2。求：(计算结果保存两位有效数字)图9120被封闭理想气体的压强；被封闭气体内所含分子的数目。解析(1)液体的外表张力是分子之间的相互作用力，与是否失重无关，应选项A正确；系

12、统没有对外做功，即W0，系统吸热，Q0，由热力学第一定律知，系统的内能一定增加，应选项B正确；布朗运动是悬浮微粒的运动，不是液体分子的运动，应选项C错误；阿伏加德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，可估算该种气体分子平均占有的空间体积，不是分子本身的体积，应选项D错误；气体向真空的自由扩散是不可逆的，应选项E正确。(2)()被封闭理想气体的压强为pp0p1.2105 Pa()由得标准状况下的体积为V0被封闭气体内所含分子的数目为NNA解得N3.31022个。答案(1)ABE(2)1.2105 Pa3.31022个5(2022银川三校一模)(1)(多项选择)以下说法中正确的选项是_。A物体温度不变，

13、内能一定不变B热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，热力学第二定律指出内能不可能完全转化为机械能，故二者是相互矛盾的C热力学第一定律实际上就是内能与其他能量发生转化时的能量守恒定律D大量气体分子对容器壁的持续性作用形成气体的压强E对于一定质量的理想气体，温度不变，压强增大时，气体的体积一定减小(2)如图9121所示，粗细均匀的两端封闭的“L形玻璃管竖直放置，玻璃管的总长度为L96 cm，竖直段长20 cm。水平段中间有一段长为h16 cm的水银柱，当A、B两局部气体的温度均为13 时，B局部气体长度为40 cm，两局部气体的压强均为p03 cmHg，现将玻璃管绕玻璃管最右端在该平面

14、内逆时针缓慢旋转90。图9121求旋转后A、B两局部气体的长度LA和LB；旋转后，再给B局部气体缓慢加热(A局部气体温度始终不变)，需要加热到多少摄氏度才能使水银柱刚好没有进入此时的水平段。解析(1)物体温度不变，物体的内能有可能改变，比方单晶体在熔化过程中吸收热量，但温度不变，A错误；热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的表达，热力学第二定律那么指出了能量转化的方向性，二者并不矛盾，B错误；能量守恒定律告诉我们，各种形式的能都可以相互转化，所以热力学第一定律实际上就是内能与其他能量发生转化时能量守恒定律的具体表达，C正确；根据气体压强产生的原因知，气体的压强就是大量气体分子对容器壁的持续性

15、作用形成的，D正确；由理想气体状态方程知，对于一定质量的理想气体，温度不变，压强增大时，气体体积一定减小，E正确。(2)旋转后，两局部气体均为等温变化，设玻璃管的横截面积为S对A局部气体有p0LA0SpALAS对B局部气体有p0LB0SpBLBS其中LA040 cm，其中LB040 cmpApBh，LALBLh解得LB50 cm，LA30 cm(负值不合题意，已舍去)给B局部气体加热后，使水银柱刚好没有进入此时的水平段，A局部气柱长度变为LA20 cm，B气柱长度LB60 cm，此时A、B两局部气体压强关系为pApBh对B局部气体，根据理想气体状态方程，有对A局部气体，由玻意耳定律，有p0LA

16、0pALA解得T572 K故需将B局部气体加热到299 。答案(1)CDE(2)LA30 cmLB50 cm299 6(2022聊城二模)(1)(多项选择)以下说法中正确的选项是_。A零摄氏度的物体的内能为零B气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果C温度相同的氧气和臭氧气体，分子平均动能相同D对于气体，分子之间的引力，斥力依然同时存在，且分子力表现为斥力E浸润现象是分子间作用力引起的(2)如图9122所示，一体积为V，横截面积为S且内壁光滑的导热汽缸被质量为m的活塞分成体积相等的、两局部，初始时局部通过阀门K与大气连通，大气压强为p0，重力加速度大小为g，活塞的厚度不计，

17、且mgp0S。现将阀门与打气筒连接，打气筒每打一次，可将压强为p0，体积为V的气体压入汽缸的局部，整个过程中汽缸内气体的温度不变，为使活塞下降到距离汽缸底的高度为汽缸高度的处，打气筒需要打气多少次？图9122解析(2)由题意可知，当活塞位于汽缸中央时，设局部气体的压强为p2，对活塞进行受力分析可得：p2p02p0当活塞下降到距汽缸底部为汽缸的处时，设此时局部气体的压强为p2，那么由玻意耳定律可得p2Vp2V解得p2p0设此时局部气体的压强为p1，对活塞受力分析有p2Sp1Smg代入数据可解得p1p0那么该局部气体在压强为p1时的体积为V，那么有p0Vp0V1解得V1V气体体积的增量为V1V1V

18、V故需要打气的次数为N40。答案(1)BCE(2)407(2022大连模拟)(1)(多项选择)以下说法中正确的选项是_。A物体从外界吸热，其内能不一定增大B液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点C温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率不相同D用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以估算气体分子的体积E当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大(2)如图9123所示，两竖直且正对放置的导热汽缸底部由细管道(体积忽略不计)连通，两活塞a、b用刚性轻杆相连，可在两汽缸内无摩擦地移动。上、下两活塞(厚度不计)的横截面积分别为S110 cm2、S2 20 cm2，两活塞总质量

19、为M5 kg，两汽缸高度均为H10 cm。汽缸内封闭有一定质量的理想气体，系统平衡时活塞a、b到汽缸底部距离均为l5 cm(图中未标出)。大气压强为p01.0105 Pa，环境温度为T0300 K，重力加速度g取10 m/s2。图9123假设缓慢升高环境温度，使活塞缓慢移到一侧汽缸的底部，求此时环境温度；假设保持温度不变，用竖直向下的力缓慢推活塞b，在活塞b由开始运动到汽缸底部过程中，求向下推力的最大值。解析(1)根据热力学第一定律公式UQW，物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，A正确；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，B错误；温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均动能相

20、同，由于氢气分子和氧气分子的质量不相同，那么它们分子的平均速率不相同，C正确；摩尔体积除以阿伏加德罗常数算出的是气体分子占据的空间，气体分子间的空隙很大，所以气体分子占据的空间不等于气体分子的体积，D错误；当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力做负功，分子力和分子势能随分子间距离的减小而增大，E正确。(2)汽缸内气体压强不变，温度升高，气体体积变大，故活塞向上移动，由盖吕萨克定律得：代入数据得：T400 K设初始气体压强为p1，由平衡条件有p0S1p1S2Mgp0S2p1S1代入数据得：p11.5105 Pa活塞b刚要到达汽缸底部时，向下的推力最大，此时气体的体积为HS1，压强为p2由玻意耳定律，p1(lS1lS2)p2HS1代入数据得：p22.25105 Pa由平衡条件有：p0S1p2S2Mgp0S2p2S1F代入数据得：F75 N。答案(1)ACE(2)400 K75 N8