2020届高考物理 精准培优专练二十二 热学（含解析）

热学一、选择题，每题有3个选项正确。1下列说法正确的是()A1 g水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多B布朗运动就是物质分子的无规则热运动C一定质量的理想气体压强增大，其分子的平均动能可能减小D气体如果失去了容器的约束就会散开，这是气体分子的无规则的热运动造成的E0 的铁和0 的冰，它们的分子平均动能相等2下列说法中正确的是()A温度高的物体比温度低的物体热量多B温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多C温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大D相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等E分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大3人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程以下说法正确的是()A液体的分子势能与体积有关B晶体的物理性质都是各向异性的C温度升高，每个分子的动能都增大D露珠呈球状是由于液体表面张力的作用E液体表面层内分子分布比液体内部稀疏，所以分子间作用力表现为引力4一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为()A气体分子的平均速率不变B气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大C单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多D气体分子的总数增加E气体分子的密度增大5下列说法中正确的是()A悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越明显B用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间的分子力表现为斥力C当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小D一定质量的理想气体，温度升高，体积减小，则单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加E内能全部转化为机械能的热机是不可能制成的6一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示。下列判断正确的是()A过程ab中气体一定吸热B过程bc中气体既不吸热也不放热C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热Da、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小Eb和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同7下列说法中正确的是()A布朗运动反映的是液体分子的无规则运动B根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体C物体放出热量，温度一定降低D气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的E热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度8下列关于热学中的相关说法正确的是()A液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性B燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能增加C气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，故气体的压强一定增大D汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝E某种液体的饱和汽压不一定比未饱和汽压大9关于生活中的热学现象，下列说法正确的是()A夏天和冬天相比，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，在相对湿度相同的情况下，夏天的绝对湿度较大B民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是用镊子夹一棉球，沾一些酒精，点燃，在罐内迅速旋转一下再抽出，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上，其原因是，当火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强增大C盛有氧气的钢瓶，在27的室内测得其压强是9.0106 Pa，将其搬到3的工地上时，测得瓶内氧气的压强变为7.2106 Pa，通过计算可判断出钢瓶漏气D热量能够自发地从内能多的物体传递到内能少的物体E一辆空载的卡车停在水平地面上，在缓慢装沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，若把车胎内气体看成理想气体，则胎内气体向外界放热二、计算题，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。10如图所示，两端开口的U形管粗细均匀，左右两管竖直，底部的直管水平。水银柱的长度如图中标注所示，水平管内两段空气柱a、b的长度分别为10 cm、5 cm。在左管内缓慢注入一定量的水银，稳定后右管的水银面比原来升高了h10 cm。已知大气压强p076 cmHg，求向左管注入的水银柱长度。11. 如图所示，绝热气缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，气缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T，活塞距离气缸底部为h0，细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为，大气压强为p0，气缸横截面积为S，重力加速度为g，求：(1)U形细管内两侧水银柱的高度差；(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降h0，求此时的温度；此加热过程中，若气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化。12如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的VT图象已知气体在状态A时的压强是1.5105 Pa。(1)说出AB过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中TA的温度值。(2)请在图乙所示的坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的pT图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程。13 如图，一个质量为m的T形活塞在汽缸内封闭一定量的理想气体，活塞体积可忽略不计，距汽缸底部h0处连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计)。初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离汽缸底部为1.5h0，两边水银柱存在高度差已知水银密度为，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分高为1.2h0，重力加速度为g，求：(1)通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平；(2)从开始至两水银面恰好相平的过程中，若气体放出的热量为Q，求气体内能的变化。答案对点速练一、选择题，每题有3个选项正确。1下列说法正确的是()A【答案】CDE【解析】水的摩尔质量是18 g/mol，1 g水中含有的分子数为：n6.010233.31022个，地球的总人数约为70亿，选项A错误；布朗运动是悬浮在液体(气体)中的固体颗粒受到液体(气体)分子撞击作用的不平衡造成的，不是物体分子的无规则热运动，选项B错误；温度是分子的平均动能的标志，气体的压强增大，温度可能减小，选项C正确；气体分子间距大于10r0，分子间无作用力，打开容器，气体散开是气体分子的无规则运动造成的，选项D正确；铁和冰的温度相同，分子平均动能必然相等，选项E正确。2【答案】BCE【解析】热量是在热传递过程中传递的能量，不是状态量，选项A错误；物体的内能与物体的温度、体积等有关，温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多，温度是分子平均动能的标志，温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大，选项B、C正确；相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，内能不一定相等，选项D错误；由分子势能与分子间距的关系可知，分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，选项E正确。3【答案】ADE【解析】分子势能与分子间距有关，而分子间距与物体的体积有关，则知液体的分子势能和体积有关，选项A正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体物理性质表现为各向异性，多晶体物理性质表现为各向同性，选项B错误；温度升高时，分子的平均动能增大但不是每一个分子动能都增大，选项C错误；露珠由于受到表面张力的作用表面积有收缩到最小的趋势即呈球形，选项D正确；液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的作用力表现为引力，选项E正确。4【答案】ACE【解析】气体温度不变，分子平均动能、平均速率均不变，A正确；理想气体经等温压缩，压强增大，体积减小，分子密度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，故C、E正确，B、D错误。5【答案】ADE【解析】悬浮在液体中的固体小颗粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因而布朗运动就越明显，选项A正确；用气筒给自行车打气，越打越费劲，不能说明气体分子之间的分子力表现为斥力，选项B错误；当分子之间表现为引力时，分子势能随着分子之间距离的增大而增大，选项C错误；一定质量的理想气体，温度升高，体积减小时，单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加，所以其压强增大，选项D正确；热力学第二定律指出，任何热机的效率都不可能达到100%，选项E正确。6【答案】ADE【解析】由pT图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab中气体一定吸热，选项A正确；过程bc中温度不变，即内能不变，由于过程bc体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；过程ca中压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，由pT图象可知，a状态气体温度最低，则分子平均动能最小，选项D正确；b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确。7【答案】ADE【解析】布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，故A正确；热量可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他方面的变化，故B错误；物体放出热量时，若同时外界对物体做功，则温度可以升高，故C错误；大量气体分子对器壁的持续撞击引起了气体对容器壁的压强，故D正确；热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度，故E正确。8【答案】ABE【解析】根据液晶特点和性质可知：液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，故A正确；燃气由液态变为气态的过程中要吸收热量，故分子的分子势能增加，选项B正确；若温度升高的同时，体积膨胀，压强可能不变，故C错误；根据热力学第二定律可知，混合气体不能自发地分离，选项D错误；液体的饱和汽压与液体的温度有关，随温度的升高而增大，相同的温度下，同种液体的饱和汽压一定比未饱和汽压大，不同温度时，某种液体的饱和汽压不一定比未饱和汽压大，选项E正确。9【答案】ACE【解析】夏天和冬天相比，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，在相对湿度相同的情况下，夏天的绝对湿度较大，A正确；把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上，B错误；若不漏气，则气体做等容变化，由，=8.1106Pa，由于p2 7.2106 Pa，所以钢瓶在搬运过程中漏气，C正确；热量只能自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，而内能多的物体温度不一定高，故D错误；汽车在缓慢装沙的过程中，压强增大，而气体温度不变，所以体积变小，外界对气体做功，内能不变，放出热量，E正确。二、计算题，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。10【解析】设初状态a、b两部分空气柱的压强均为p1，由题意知：p190 cmHg因右管水银面升高的高度10 cm12 cm，故b空气柱仍在水平直管内设末状态a、b两部分空气柱的压强均为p2，则：p2100 cmHg设末状态a、b两部分空气柱的长度分别为La2、Lb2，对a部分空气柱，根据玻意耳定律：p1La1Sp2La2S对b部分空气柱，根据玻意耳定律：p1Lb1Sp2Lb2S代入数据解得：La29 cm，Lb24.5 cm设左管所注入的水银柱长度为L，由几何关系得：L2h(La1Lb1)(La2Lb2)代入数据解得：L21.5 cm。11. 【解析】(1)设封闭气体的压强为P，对活塞分析：用水银柱表达气体的压强：解得：。(2)加热过程中气体变化是等压变化：气体对外做功为根据热力学第一定律：可得：。12【解析】(1)从题图甲可以看出，A与B连线的延长线过原点，所以AB是一个等压变化，即pApB根据盖吕萨克定律可得所以TATB300 K200 K。(2)由题图甲可知，由BC是等容变化，根据查理定律得所以pCpBpBpB1.5105 Pa2.0105 Pa则可画出由状态ABC的pT图象如图所示。13【解析】(1)初态时，对活塞受力分析，可求气体压强p1p0体积V11.5h0S，温度T1T0要使两边水银面相平，汽缸内气体的压强p2p0，此时活塞下端一定与汽缸底接触，V21.2h0S设此时温度为T2，由理想气体状态方程有得：T2。(2)从开始至活塞竖直部分恰与汽缸底接触，气体压强不变，外界对气体做功Wp1V0.3h0S由热力学第一定律有UWQ得：U0.3h0SQ。9