2019-2020年高三物理第二轮专题复习 热学试题 .doc

2019-2020年高三物理第二轮专题复习 热学试题1.下列说法正确的是 A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小D. 单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大2为研究影响家用保温瓶保温效果的因素，某同学在保温瓶中灌入热水，现测量初始水温，经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件， 先后共做了6次实验，实验数据记录如下表：序号瓶内水量（mL）初始水温（0C）时间（h）末态水温（0C）110009147821000988743150091480415009810755xx914826xx981277下列眼镜方案中符合控制变量方法的是A若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第1、3、5次实验数据B若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第2、4、6次实验数据C若研究初始水温与保温效果的关系，可用第1、2、3次实验数据D若研究保温时间与保温效果的关系，可用第4、5、6次实验数据ab3如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（270C）中达到的平衡状态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法正确的是A、与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多 B、与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大C、在相同时间内，a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等 D、从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体对外界释放了热量4.如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比 A右边气体温度升高，左边气体温度不变B左右两边气体温度都升高C左边气体压强增大D右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量5.做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是 A分子无规则运动的情况B某个微粒做布朗运动的轨迹C某个微粒做布朗运动的速度时间图线D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线6.气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 A温度和体积 B体积和压强C温度和压强D压强和温度7.如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为DVA、DVB，压强变化量为DpA、DpB，对液面压力的变化量为DFA、DFB，则 A水银柱向上移动了一段距离BDVADVBCDpADpBDDFADFB8.温度计是生活、生产中常用的测温装置。右图为一个简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为，A、D间刻度均匀分布。由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为A.、 B.、C.、 D.、9.已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能 A.先增大后减小 B.先减小后增大C.单调变化 D.保持不变10.如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则 A.弯管左管内外水银面的高度差为hB.若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大C.若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升D.若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升11.（1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是 。（填写选项前的字母）（A）气体分子间的作用力增大 （B）气体分子的平均速率增大（C）气体分子的平均动能减小 （D）气体组成的系统地熵增加（2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中的气泡 （填“吸收”或“放出”）的热量是 J。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J的功，同时吸收了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了 J。 （3）已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。（结果保留一位有效数字）。12.喷雾器内有10L水，上部封闭有latm的空气2L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L（设外界环境温度一定，空气可看作理想气体）。（1）当水面上方气体温度与外界沮度相等时，求气体压强，并从徽观上解释气体压强变化的原因。（2）打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由。13.如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求： （1）稳定后右管内的气体压强p；（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p076cmHg）14.（1）如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出。在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程，下列说法正确的是 。（填入选项前的字母，有填错的不得分）A.气体分子的平均动能逐渐增大B.单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多C.单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变D.气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量（2）一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完时，活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界天气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。15.（1）带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或进过过程ac到状态c，b、c状态温度相同，如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb、和PC，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则 （填入选项前的字母，有填错的不得分） （ C ）A. Pb Pc，QabQac B. Pb Pc，QabQac C. Pb Qac D. Pb Pc，QabQac (2)下图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。 容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0，温度为T0=273K，连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求（i）第二次平衡时氮气的体积；（ii）水的温度。16.小明同学家想购买一台热水器为此，小明通过调查得到有关太阳能热水器和电热水器的相关资料和数据如下： 某型号的太阳能热水器：水箱的容积为100L，热水器集热管的采光面积为1.5m2，热效率为40太阳光的日照强度为1.0103J/(m2 s)(日照强度表示每平方米面积上1秒钟得到的太阳光的能量)某型号的电热水器的功率为1.5kw，水箱容积为100L，效率为80%如果要将100Kg的水从20加热到40，已知C水=4.2103/(Kg) 请问：（1）用上述型号的电热水器来加热，需要消耗多少电能？加热多长时间？（2）用上述型号的太阳能热水器来加热，需要多长时间？（3）根据（1）和（2）的计算分析说明太阳能热水器和电热水器各有哪些优点？参考答案及解析1.【答案】A【解析】本题考查气体部分的知识.根据压强的定义A正确,B错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D错。2.【答案】A【解析】研究瓶内水量与保温效果的关系，则水量变化而其它因素不变，1、3、5满足要求，而2、4、6时间因素发生变化，A正确B错；若研究初始水温与保温效果的关系，则初始水温不同，其它因素相同，C不满足要求，错；若研究保温时间与保温效果的关系，则保温时间不同其它因素相同，D不能满足要求。3【答案】AC【解析】由于两种状态下压强相等,所以在单位时间单位面积里气体分子对活塞的总冲量肯定相等，B错C对；由于b状态的温度比a状态的温度要高，所以分子的平均动量增大，因为总冲量保持不变，因此b状态单位时间内冲到活塞的分子数肯定比a状态要少，A对；由a到b，气体温度升高，内能增大，体积增大，对外做功，由热力学第一定律可知气体一定吸热，D错。4. 【答案】BC【解析】本题考查气体.当电热丝通电后,右的气体温度升高气体膨胀,将隔板向左推,对左边的气体做功,根据热力学第一定律,内能增加,气体的温度升高.根据气体定律左边的气体压强增大.BC正确,右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功,D错。5. 【答案】D【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误，对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度-时间图线，故C项错误；故只有D项正确。6. 【答案】A【解析】由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积。因此答案A正确。7. 【答案】AC【解析】首先假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气体A：；对气体B：，又初始状态满足，可见使A、B升高相同温度，因此，因此液柱将向上移动，A正确，C正确；由于气体的总体积不变，因此DVA=DVB，所以B、D错误。8. 【答案】C【解析】根据题意可知，温度越高，水柱上升的高度越高，A点温度最高，D点温度最低，故选项A、B错误。由于A、D间的刻度均匀分布，故水柱下端的温度为，选项C正确。9. 【答案】B【解析】由PV/T为恒量，由图像与坐标轴围成的面积表达PV乘积，从实线与虚线等温线比较可得出，该面积先减小后增大，说明温度T先减小后增大，内能先将小后增大。10. 【答案】ACD【解析】封闭气体的压强等于大气压与水银柱产生压强之差，故左管内外水银面高度差也为h，A对；弯管上下移动，封闭气体温度和压强不变，体积不变，B错C对；环境温度升高，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升，D对。11. 【答案】A. (1) D ；(2) 吸收；0.6；0.2；(3) 设气体体积为，液体体积为，气体分子数, (或)则 （或）解得 (都算对) 【解析】（1）掌握分子动理论和热力学定律才能准确处理本题。气泡的上升过程气泡内的压强减小，温度不变，由玻意尔定律知，上升过程中体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间引力减小，温度不变所以气体分子的平均动能、平均速率不变，此过程为自发过程，故熵增大。D 项正确。（2）本题从热力学第一定律入手，抓住理想气内能只与温度有关的特点进行处理。理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律，物体对外做功0.6J，则一定同时从外界吸收热量0.6J，才能保证内能不变。而温度上升的过程，内能增加了0.2J。（3）微观量的运算，注意从单位制检查运算结论，最终结果只要保证数量级正确即可。设气体体积为，液体体积为，气体分子数, (或)则 （或）解得 (都算对) 12. 【解析】(l）设气体初态压强为，体积为；末态压强为，体积为，由玻意耳定律 代人数据得 微观解释：沮度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加。(2）吸热。气体对外做功而内能不变根据热力学第一定律可知气体吸热。13. 【解析】（1）插入水银槽后右管内气体：由玻意耳定律得：p0l0Sp（l0Dh/2）S，所以p78cmHg；（2）插入水银槽后左管压强：pprgDh80cmHg，左管内外水银面高度差h14cm，中、左管内气体p0lpl，l38cm，左管插入水银槽深度hlDh/2lh17cm。14.【解析】（1）D（2）设大气和活塞对气体的总压强为，加一小盒沙子对气体产生的压强为，由玻马定律得 由式得 再加一小盒沙子后，气体的压强变为p0+2p。设第二次加沙子后，活塞的高度为h 联立式解得h= 本题考查玻马定律，对气体作为研究对象，分第一次加小盒沙子和第二次加沙子两次列玻马定律方程求解。15. 【解析】（i）考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为，体积为hS，末态体积为0.8hS。设末态的压强为P，由玻意耳定律得 活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程。该过程的初态压强为1.1，体积为V；末态的压强为，体积为，则 由玻意耳定律得 (i i) 活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程。该过程的初态体积和温度分别为和，末态体积为。设末态温度为T，由盖-吕萨克定律得 16. 【解析】（由于生活周边人们可以利用的能源不断的减少，做为新能源的太阳能正逐渐受到人们的关注，太阳能热水器就是直接利用太阳光的辐射加热水的，此过程中将太阳能直接转化为水的内能由于技术条件的限制，在利用太阳能加热的过程中还不能做到完全转化，所以太阳能热水器在利用过程中还有一个效率的问题（1）将100Kg的水从20加热到40时，水吸收的热量为：Qcm（tt0）4.2103/（Kg）100 Kg208.4106消耗的电能：8.410680%1.051073KWh加热时间：t3KWh1.52h （2） t 8.41061.0103J（m2 s）1.5 m240% 1.4104s4h （3）-通过（1）和（2）的计算说明：电热水器的优点是加热同样多的水所需时间短；太阳能热水器的优点是节约能源【答案】（1）2h （2）4h （3）电热水器的优点是加热同样多的水所需时间短；太阳能热水器的优点是节约能源