2019-2020年高考模拟试题分类及详解八、热学.doc

2019-2020年高考模拟试题分类及详解八、热学互动：本考点的命题多集中分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义及与热力学第一定律的综合，还有气体实验定律和气体状态方程的应用及图象表示气体状态的变化过程等知识点上，多以选择题和填空题的形式出现；对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点，把热学知识综合在一起进行考查，多以选择题和填空题的形式出现；对后者的考查多以计算题的形式出现，着重考查热学状态方和的应用物理课程新标准在课程性质中指出：“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能，增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情” 近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题同时，本考点还可以与生活、生产的实际相联来考查热学知识在实际中的应用预测xx年高考热学命题方向为：（1）分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；（2）内能的变化及改变内能的物理过程以及气体压强的决定因素；（3）理想气体状态方程和用图表示气体状态的变化；（4）热现象实验与探索过程的方法；（5）以科技前沿、社会热点及与生活生产联系的问题为背景来考查热学知识在实际中的应用1（海南省民族中学xx届高三月考试卷物理3）如图10所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的空气，气缸固定不动，外界温度恒定。一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上，开始时活塞静止。现在不断向小桶中添加细沙，使活塞缓慢向右移动（活塞始终未被拉出气缸）。忽略气 体分子间相互作用，则在活塞移动过程中，下列说法正确的是（ ）A气缸内气体的分子平均动能变小 B气缸内气体的压强变小C气缸内气体向外放出热量 D气缸内气体从外界吸收热 图102（辽宁省锦州市xx届普通高中高三测试卷物理6） 一定质量的气体（不计气体分子间的作用力）由状态A变为状态D（如图线所示），这个过程中（ ）A.气体从外界吸收热量，内能增加B.气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少C.气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大D.气体对光的折射率将变小，光在其中的传播速度会增大3（浙江东阳中学xx届高三第三次月考卷理综18）对一定量的气体， 下列说法正确的是（ ）A气体的体积是所有气体分子的体积之和B气体分子的热运动越剧烈， 气体温度就越高C气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少4（盐城市xx届第一次调研卷物理30）如图11所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体，已知容器横截面积为S，活塞重为G，大气压强为P0 。若活塞固定，密封气体温度升高1，需吸收的热量为Q 1 ； 若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度升高1，需吸收的热量为Q 2 。（1）Q 1和Q 2哪个大些？气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同？（2）求在活塞可自由滑动时，密封气体温度升高1，活塞上升的高度h。 图115（xx届广东华师附中5月冲刺练习卷物理14）（1）关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是 A只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积B悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大D一定温度下，饱和汽的压强是一定的E第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律opVABDCF由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势（2）如图12所示pV图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280J，放出热量410J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中气体对外界做功200J求：ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？ 图12 6（江苏扬州市xx届第四次调研卷物理28）（）下列说法中正确的是（）只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显在使两个分子间的距离由很远（r10-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大；分子势能不断增大温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大 内能向机械能转化是有条件的，即环境中必须存在温度差，通过科技创新，我们能够研制出内能全部转化为机械能的热机（）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p-V图象如图13所示。已知该气体在状态A时的温度为27。则：该气体在状态B、C时的温度分别为多少？该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？ 图13 7.(汕头市xx年普通高校招生模拟考试卷物理31)（1）1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种怪现象：如图14所示，把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜铁丝的一个联接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温，另一个联接点放在火焰上加热，升到很高的温度时，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明闭合电路中产生了电流，这就是温差发电现象。问：这一实验是否违反热力学第二定律？简述这一过程中能的转化情况。 （2）如图15所示，竖直放置的圆筒形注射器，活塞上端接有气压表， 图14能够方便测出所封闭理想气体的压强开始时，活塞处于静止状态，此时气体体积为30cm3，气压表读数为1.0105Pa若用力向下推动活塞，使活塞缓慢向下移动一段距离，稳定后气压表读数为1.2105Pa不计活塞与气缸内壁间的摩擦，环境温度保持不变。简要说明活塞移动过程中，被封闭气体的吸放热情况 求活塞移动后气体的体积 图158.（江苏省南京市xx届高三质量检测卷物理30）某压力锅结构如图16所示，盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。假定在压力阀顶起时，停止加热。（1）若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，写出锅内气体分子数的估算表达式。（2）假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1.5J，并向外界释放了2.5J的热量，锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？（3）若已知某高压锅的压力阀质量为m=0.1kg，排气孔直径为d=0.3cm，则锅内气体的压强最大可达多少？设压强每增加3.6103Pa，水的沸点相应增加1，则锅内的最高温度可达多高？（外界大气压强p0=1.0105Pa，取g=10m/s2）9.(山东省济宁市xx届高三复习第一阶段质量检测卷物理31）某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆 图16裂了而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27时表内气体压强为1.0Pa(常温下的大气压强值)，当内外压强差超过6.0104Pa时表盘玻璃将爆裂。 当时登山运动员携带的温度计的读数是 一21，表内气体体积的变化可忽略不计 （1）通过计算判断手表的表盘是向外爆裂还是向内爆裂的? （2）当时外界的大气压强为多少?10(山东省潍坊市xx年高三教学质量检测卷物理29)如图17所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，活塞上升上h，此时气体的温为T1。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦，求：（1）气体的压强。 （2）加热过程中气体的内能增加量。 图17（3）现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度。答案：1【解析】因温度不变，所以内能不变，活塞缓慢向右移动，体积变大，压强减小，对外界做功，由热力学第一定律必吸收热量，所以选项BD对【答案】BD2【解析】由于不计气体分子间的作用力，则不考虑分子势能，气体分子的内能即为分子的总动能。由状态A变为状态B时，气体的温度升高，则内能增加，而体积增大，气体对外做功，据热力学第一定律可知，物体需要从外接吸收热量。单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数与两个因素有关：分子数密度和分子的平均速率。气体的体积增大，分子数密度跟体积有关，体积变大，分子数密度减小；温度升高，分子的平均速率增大，故而该选项不能确定。气体温度升高，分子的平均动能增大，但是并非每个分子的动能都增加，选项C错误。由于气体的体积变大，密度减小，气体对光的折射率将变小，光在其中的传播速度会增大，选项D正确。【答案】AD3【解析】气体分子距离远大于分子大小，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A项错；温度是物体分子平均动能的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，B项正确；气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的，C项正确；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，D项错。【答案】BC4【解析】设密闭气体温度升高1，内能的增量为U，则有U=Q1 U=Q2+W 对活塞用动能定理得：W内+W大气Gh=0 W大气=P0Sh W=W内 解得：Q2=U+（P0S+G）h Q1 Q2 由此可见，质量相等的同种气体，在定容和定压两种不同情况下，尽管温度变化相同，但吸收的热量不同，所以同种气体在定容下的热比容与在定压下的热比容不同解两式得：h=【答案】（1）质量相等的同种气体，在定容和定压两种不同情况下，尽管温度变化相同，但吸收的热量不同，所以同种气体在定容下的热比容与在定压下的热比容不同 （2）5【解析】1.BCD2.（1）ACB过程内能增加 ACB过程中W1280J，Q1410J由热力学第一定律UBUAW1Q1130J 气体内能的变化量为130J（2）BDA过程中气体放热 因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数，BDA过程中气体内能变化量UAUB130J又因气体对外界做功200J由热力学第一定律 UAUBW2Q2Q2330J 放出热量330J【答案】（1）BCD （2）330J6【解析】(1)ADE(2)对于理想气体：AB BC AC 由温度相等得：AC的过程中是吸热.吸收的热量【答案】（1）ADE （2） （3）吸收的热量7【解析】（1）不违反，内能不可能全部转化为电能，而不产生其他影响（2分）.产生电能是因为被火焰加热的铜铁丝内能的转化（1分），其内能一部分转化为电能（1分），一部分传递给冰水（1分）（2）理想气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律知，气体放热 （2分）根据玻意耳定律： （2分）活塞移动后气体的体积为：=25 cm3 【答案】（1）不违反 （2）25 cm3 8【解析】（1）设锅内气体分子数为n NA （2分）（2）根据热力学第一定律 U=W+Q=4J （2分）锅内气体内能减少，减少了4J （2分）（3）当限压阀受到的向上的压力等于限压阀的重力和大气压力的合力时，气体将排出锅外，锅内气体压强不再升高，压强达最大，此时温度最高。锅内最大压强为 代入数据得 p=2.4105 Pa （1分）此时水的沸点 【答案】（1） NA （2） 减少了4J （3）9【解析】（1）以表内气体为研究对象，初状态的压强为，温度为 T1=273+27=300K，设末状态的压强为p2，温度为T2=27321=252K，根据气体状态方程，有 解得 如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的，则外界的大气压强至少为，大于山脚下的大气压强（即常温下大气压强），这显然是不可能的，所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的。 （2）当时外界的大气压强为： 【答案】（1）手表的表盘玻璃是向外爆裂的 （2）10【解析】（1）取活塞为研究对象，由受力平衡得 （2）气体对外做功 由热力学第一定律得 解得 （3）设活塞回到原位置时，气体的温度为T2 则 由气态方程