2019届高考物理二轮复习 专题七 物理选考 考点1 热学限时集训

考点1 热学限时45分钟1(2018石家庄一模)(1)(多选)下列说法中正确的是A液体中的扩散现象是由液体的对流形成的B液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现C只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等D分子间引力和斥力都是随着分子间距离的减小而增大E自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的(2)如图715所示，在两端封闭粗细均匀的竖直玻璃管内，用一可自由移动的绝热活塞A封闭体积相等的两部分气体。开始时玻璃管内的气体温度都为T0480 K，下部分气体的压强p1.25105 Pa，活塞质量m0.25 kg，玻璃管内的横截面积S1 cm2。现保持玻璃管下部分气体温度不变，上部分气体温度缓慢降至T，最终玻璃管内上部分气体体积变为原来的，若不计活塞与玻璃管壁间的摩擦，g 10 m/s2，求此时：图715下部分气体的压强；上部分气体的温度T。解析(1)液体中的扩散现象是液体分子的无规则热运动造成的，A错误；液体的表面张力和浸润现象，都是分子力作用的表现，B正确；内能还与物质的量有关，相同温度、体积下等质量的两物体，内能不一定相等，C错误；根据分子力的特点可知，分子间同时存在着引力和斥力，分子间的引力和斥力都是随着分子间距离的减小而增大，D正确；根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，E正确。(2)设初状态时两部分气体体积均为V0对下部分气体，等温变化pV0p2VVV0解得p21105 Pa对上部分气体，初态p1p末态p2p2根据理想气体状态方程，有解得T270 K。答案(1)BDE(2)1105 Pa270 K2(1)(多选)下列说法中正确的是A布朗运动是悬浮在气体或液体中固体颗粒分子的无规则运动B分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小C温度相同的不同物体，它们分子的平均动能一定相同D在潮湿的天气里，空气的相对湿度小，有利于蒸发E一定质量的理想气体分别经等容过程和等压过程温度均由T1升高到T2，等压过程比等容过程吸收的热量多(2)内径相同、导热良好的“”形细管竖直放置，管的水平部分左、右两端封闭，竖直管足够长并且上端开口与大气相通。管中有水银将管分成三部分，A、B两部分封有理想气体，各部分长度如图716中所示。将水银缓慢注入竖直管中直到B中气柱长度变为8 cm，取大气压P076 cmHg，设外界温度不变。求：图716此时A、B两管中气柱长度之比；注入管中水银柱的长度。解析(1)布朗运动是悬浮在气体或液体中固体颗粒的无规则运动，不是固体颗粒分子的无规则运动，选项A错误；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，选项B正确；根据温度的微观意义，温度相同的不同物体，它们分子的平均动能一定相同，选项C正确；在潮湿的天气里，空气的相对湿度大，不利于蒸发，选项D错误；由于理想气体的内能只与温度有关，等容过程不对外做功，一定质量的理想气体，分别经过等容过程和等压过程温度均由T1升高到T2，根据热力学第一定律，等压过程比等容过程吸收的热量多，选项E正确。(2)对A气体：pA1LA1SpA2LA2S对B气体：pB1LB1SpB2LB2S且pA1pB1，pA2pB2，LA120 cm，LB110 cm，LB28 cm联立解得：LA216 cm，LA2LB221据题意：pB196 cmHg，LB110 cm，LB28 cmpB1LB1SpB2LB2S解得：pB2120 cmHg可得注入水银柱的长度：L(1207620) cm(LA1LA2)(LB1LB2)解得：L30 cm。答案(1)BCE(2)2130 cm3(2018武汉调研)(1)(多选)关于固体和液体，下列说法正确的是A晶体中的原子都是按照一定的规则排列的，具有空间周期性，因而原子是固定不动的B毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，都是分子力作用的结果C液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D在密闭容器中，液面上方的蒸汽达到饱和状态时，从宏观上看蒸发现象停止E空气中水蒸气的实际压强越大，相对湿度就越大(2)如图717所示，一水平放置的两端开口的固定气缸内有两个卡环C、D，活塞A的横截面积是活塞B的2倍，两活塞用一根长为2L的不可伸长的轻线连接。已知大气压强为P0，两活塞与缸壁间的摩擦忽略不计，气缸始终不漏气。当两活塞在图示位置时，封闭气体的温度为T0。现对封闭气体加热，使其温度缓慢上升到T，此时封闭气体的压强可能是多少？图717解析(1)晶体中的原子都是按照一定的规则排列的，具有空间周期性，但是原子在平衡位置附近振动，选项A错误；毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，都是分子力作用的结果，选项B正确；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，选项C正确；在密闭容器中，液面上方的蒸汽达到饱和状态时，从宏观上看蒸发现象停止，选项D正确；空气中的水蒸气的实际压强越大，绝对湿度越大，相对湿度不一定就越大，选项E错误。(2)升温时封闭气体先做等压膨胀，设活塞B的横截面积为S，当活塞B刚移至CD处时封闭气体的温度为T，则：解得：TT0当TT0时，pp0当TT0时，解得：pp0。答案(1)BCD(2)P04(2018郑州质检)(1)(多选)下列说法中正确的是A布朗运动间接反映了分子运动的无规则性B两个相邻的分子间的距离增大时，分子间的引力增大，斥力减小C温度相同的氢气和氧气中，氢气分子和氧气分子的平均速率不同D热量不能自发地从低温物体传到高温物体E不违背能量守恒定律的第二类永动机是有可能制成的(2)如图718所示，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管都是绝热的。开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的热力学温度增加为原来的1.2倍，已知外界大气压强为P0，求此过程中活塞下降的距离和气体内能的增加量。图718解析(1)布朗运动是指悬浮在液体(或气体)中的小颗粒的无规则运动，其间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性，A正确；两分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，B错误；温度是分子平均动能的标志，因此温度相同的氢气和氧气的分子平均动能相等，由于氢气分子与氧气分子的质量不同，则氢气分子和氧气分子的平均速率不同，C正确；热量不能自发地从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，D正确；违背热力学第一定律和违背热力学第二定律的永动机都不可能制成，E错误。(2)设气体压强为p，由活塞受力平衡得pSMgp0S设气体初态的温度为T，系统达到新平衡时活塞下降的高度为x，由盖吕萨克定律得解得xH又系统绝热，即Q0外界对气体做功为WpSx根据热力学第一定律得UWQ(Mgp0S)H答案(1)ACD(2)H(Mgp0S)H5(2018东北三省四市联合模拟)(1)(多选)下列说法中正确的是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719所示，两竖直且正对放置的导热气缸底部由细管道(体积忽略不计)连通，两活塞a、b用刚性轻杆相连，可在两气缸内无摩擦地移动。上、下两活塞(厚度不计)的横截面积分别为S110 cm2、S2 20 cm2，两活塞总质量为M5 kg，两气缸高度均为H10 cm。气缸内封闭有一定质量的理想气体，系统平衡时活塞a、b到气缸底部距离均为l5 cm(图中未标出)。已知大气压强为p01.0105 Pa，环境温度为T0300 K，重力加速度g取10 m/s2。图719若缓慢升高环境温度，使活塞缓慢移到一侧气缸的底部，求此时环境温度；若保持温度不变，用竖直向下的力缓慢推活塞b，在活塞b由开始运动到气缸底部过程中，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同，由于氢气分子和氧气分子的质量不相同，则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)气缸内气体压强不变，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刚要到达气缸底部时，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 N6(2018福建质检)(1)(多选)下列说法正确的是A理想气体从外界吸热后内能一定增大B同一液体在不同温度下的饱和蒸汽压不同C悬浮在液体中的颗粒越大布朗运动越明显D当两分子间的引力和斥力大小相等时分子势能最小E叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用(2)某潜艇位于海面下200 m深处。如图，艇上有一个容积为3 m3的贮气钢筒，筒内贮有压缩气体，压缩气体的压强为2.0107 Pa。将贮气钢筒内一部分压缩气体通过节流阀压入水舱，排出海水10 m3(节流阀可控制其两端气压不等，水舱有排水孔和海水相连)，在这个过程中气体温度视为不变。海面大气压为1.0 105 Pa，海水密度取1.0103 kg/m3，重力加速度g取10 m/s2。求：图720海面下200 m深处的压强P1；贮气钢筒内剩余气体的压强p2。解析(1)理想气体从外界吸热若同时对外做功，则内能不一定增大，A错误。某种液体的饱和蒸汽压与温度有关，因此同一液体在不同温度下的饱和蒸汽压不同，B正确。颗粒越大，与其相撞的液体分子个数越多，来自各方向的撞击越趋近于平衡，从而引起颗粒的布朗运动越不明显，C错误。分子间同时存在斥力和引力，当分子间距离大于平衡位置的距离r0时，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当分子间距离小于平衡位置的距离r0时，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；所以当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小，D正确。液体表面层的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，正是因为这种张力的作用使叶面上的小露珠呈球形，E正确。(2)设海面下200 m深处的压强为p1p1p0p海水gh代入数据得p12.1106 Pa。设贮气钢筒内原有气体的压强为p，注入水舱的气体注入前在贮气钢筒内的体积为V，由玻意耳定律，有pVp1V1，其中V1V水10 m3设贮气钢筒容积为V0，对贮气钢筒内剩余的气体，由玻意耳定律，有p(V0V)p2V0代入数据得p21.3107 Pa。答案(1)BDE(2)2.1106 Pa1.3107 Pa7(2018贵州适应性考试)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pV图象如图721所示，若该气体在状态A时的温度为17 ，求：图721(1)气体在状态C时的温度；(2)气体从状态A到状态C与外界交换的热量。解析设状态A的压强、体积与温度分别为pA、VA、TA，状态C的压强、体积与温度分别为pc、VC、TC，由理想气体状态方程得已知TA290 K代入数据得TC290 K则tC17 由热力学第一定律得UWQ状态A与状态C温度相同，U0，状态A到状态C气体膨胀对外做功，所以气体从外界吸收热量QUWpV200 J。即气体从外界吸热200 J。答案(1)tC17 (2)200 J9