高考物理二輪《熱學(xué)》專題訓(xùn)練選修3-

1、2012 屆高考物理二輪熱學(xué)（選修3-3 ）專題訓(xùn)練1. 下列敘述正確的是()a只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)b只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積c懸浮在液體中的固體微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯d當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力變大而斥力減小摩爾質(zhì)量解析：根據(jù) na知， a 項(xiàng)正確；氣體分子間距離遠(yuǎn)大于分子大小，其摩爾體積除分子質(zhì)量以阿伏加德羅常數(shù)，結(jié)果是分子占據(jù)的空間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子體積，b 項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，微粒越小，運(yùn)動(dòng)越明顯，溫度越高運(yùn)動(dòng)越劇烈，可判斷c 項(xiàng)錯(cuò)誤；分子間的引力和斥力均隨分子間距離的增大而減小，d 項(xiàng)錯(cuò)誤

2、。答案： a2下列說(shuō)法中正確的是()a在冬季， 剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過(guò)一個(gè)夜晚后，第二天拔瓶口的軟木塞時(shí)覺(jué)得很緊，不易拔出，是因?yàn)榘滋鞖鉁厣?，大氣壓?qiáng)變大b一定質(zhì)量的理想氣體，先等溫膨脹，再等壓壓縮，其體積必低于起始體積c布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的運(yùn)動(dòng)d在輪胎爆裂這一短暫過(guò)程中，氣體膨脹，溫度下降解析：軟木塞不易拔出是因?yàn)榕績(jī)?nèi)溫度降低，壓強(qiáng)減小， 小于大氣壓的緣故，a 錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體，先等溫膨脹，再等壓壓縮，其體積不一定低于起始體積，b 錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，c 錯(cuò)誤；在輪胎爆裂這一短暫過(guò)程中，氣體膨脹，對(duì)外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，d 正確。答案：

3、 d3下列說(shuō)法中正確的是()a水可以浸潤(rùn)玻璃，但是不能浸潤(rùn)石蠟，這個(gè)現(xiàn)象表明一種液體是否浸潤(rùn)某種固體與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系b擴(kuò)散現(xiàn)象就是布朗運(yùn)動(dòng)c蔗糖受潮后會(huì)粘在一起，沒(méi)有確定的幾何形狀，它是非晶體d對(duì)任何一類與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程進(jìn)行方向的說(shuō)明，都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述解析：一種液體是否浸潤(rùn)某種固體與它們的性質(zhì)都有關(guān)系，選項(xiàng)a 正確；擴(kuò)散現(xiàn)象是分子彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象而布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，所以選項(xiàng)b 錯(cuò)用心愛(ài)心專心- 1 -誤；蔗糖受潮后會(huì)粘在一起，雖然沒(méi)有確定的幾何形狀，但有確定的熔點(diǎn)，是多晶體，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律揭示了大量分子參與宏觀過(guò)程的方

4、向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性，選項(xiàng)d 正確。答案： ad4(2011 新課標(biāo)全國(guó)卷) 對(duì)于一定量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是_ 。a若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變b若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變c若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大d氣體溫度每升高1 k 所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過(guò)程有關(guān)e當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體的內(nèi)能一定增大pv解析：一定質(zhì)量的理想氣體，t 常量， p、 v 不變，則t 不變，分子平均動(dòng)能不變，又理想氣體分子勢(shì)能為零，故氣體內(nèi)能不變，a 項(xiàng)正確；理想氣體內(nèi)能不變，則溫度t 不變，由pvt 常量知， p 及 v

5、可以變化，故狀態(tài)可以變化，b 錯(cuò)誤；等壓變化過(guò)程，溫度升高、體積增大，故 c 錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律u qw知，溫度升高1 k，內(nèi)能增量u一定，而外界對(duì)氣體做的功w與經(jīng)歷的過(guò)程可能有關(guān)( 如體積變化時(shí) ) ，因此吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過(guò)程也有關(guān)， d 項(xiàng)正確；溫度升高，平均動(dòng)能增大，分子勢(shì)能不變，內(nèi)能一定增大，e 項(xiàng)正確。答案： ade5(2011 山東高考)(1)人類對(duì)物質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)是從宏觀到微觀不斷深入的過(guò)程，以下說(shuō)法正確的是_。a液體的分子勢(shì)能與體積有關(guān)b晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的c溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大d露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用(2) 氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖 10 5

6、所示。玻璃測(cè)溫泡a內(nèi)充有理想氣體，通過(guò)細(xì)玻璃管b 和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連。開(kāi)始時(shí)a 處于冰水混合物中，左管 c中水銀面在 o點(diǎn)處，右管 d中水銀面高出o點(diǎn) h1 14 cm。后將a放入待測(cè)恒溫槽中， 上下移動(dòng) ，使中水銀面仍在o點(diǎn)處，測(cè)得ddc中水銀面高出 o點(diǎn) h 44 cm。( 已知外界大氣壓為1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76 cmhg)圖 10 5求恒溫槽的溫度。此過(guò)程 a 內(nèi)氣體內(nèi)能 _( 填“增大”或“減小” ) ，氣體不對(duì)外做功，氣體將_( 填“吸熱”或者“放熱” ) 。解析：液體分子的勢(shì)能與體積有關(guān)，a 正確。多晶體的物理性質(zhì)是各向同性，b 錯(cuò)。溫度用心愛(ài)心專心- 2 -升

7、高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，但并非是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，c 錯(cuò)。由于液體的表面張力作用，露珠呈球形，d 正確。(2) 設(shè)恒溫槽的溫度為 t2，由題意知 t1273 ka 內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得p1p2t1t2p1 p0 ph1p2 p0 ph2聯(lián)立以上三式，代入數(shù)據(jù)得t2 364 k( 或 91)溫度升高， a 內(nèi)氣體內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律wqu，w 0，u 0，所以q 0，即吸熱。答案： (1)ad(2) 364 k( 或 91)增大吸熱1(8 分)(2011 福建高考)(1)如圖 1 所示，曲線m、n分別表示晶體和非晶體在一定壓強(qiáng)下的熔化過(guò)程，圖中橫軸表示時(shí)間t ，縱軸表

8、示溫度 t。從圖中可以確定的是_。 ( 填選項(xiàng)前的字母)a晶體和非晶體均存在固定的熔點(diǎn)t0b曲線 的bc段表示固液共存狀態(tài)mc曲線 m的 ab 段、曲線 n的 ef 段均表示固態(tài)圖 1d曲線 m的 cd 段、曲線 n的 fg 段均表示液態(tài)(2) 一定量的理想氣體在某一過(guò)程中，從外界吸收熱量2.5 10 4 j ，氣體對(duì)外界做功41.0 10 j ，則該理想氣體的 _。 ( 填選項(xiàng)前的字母 )a溫度降低，密度增大b溫度降低，密度減小c溫度升高，密度增大d溫度升高，密度減小解析： (1) 晶體與非晶體間關(guān)鍵區(qū)別在于晶體存在固定的熔點(diǎn)，固液共存態(tài)時(shí)吸熱且溫度不變，而非晶體沒(méi)有。b 正確。(2) 理想

9、氣體從外界吸熱大于對(duì)外做功，所以內(nèi)能增大，對(duì)外做功則說(shuō)明體積增大。溫度是理想氣體內(nèi)能的標(biāo)志，內(nèi)能增大，溫度一定升高；氣體對(duì)外做功，體積膨脹，質(zhì)量不變，所以密度要減小。 d 正確。答案： (1)b(2)d2(8 分 )(1) 關(guān)于永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)定律的討論，下列敘述正確的是_。用心愛(ài)心專心- 3 -a第二類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律b如果物體從外界吸收了熱量，則內(nèi)能一定增加c如果物體從外界吸收了熱量，則溫度一定升高d做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來(lái)看這兩種改變方式是有區(qū)別的(2) 下列說(shuō)法中正確的是 _。a一定質(zhì)量的理想氣體在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p 與攝氏溫度t 成正比b

10、液體的表面張力是由于液體表面層分子間表現(xiàn)為相互吸引所致c控制液面上方飽和汽的體積不變，升高溫度， 則達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后該飽和汽的質(zhì)量增大，密度增大，壓強(qiáng)不變d溫度可以改變某些液晶的光學(xué)性質(zhì)解析： (1) 由熱力學(xué)第一定律可知b、 c 錯(cuò)誤，由熱力學(xué)第二定律可知a 錯(cuò)誤。做功是能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程，熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移，d 正確。(2) 一定質(zhì)量的理想氣體在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p 與熱力學(xué)溫度t 成正比， a 選項(xiàng)錯(cuò)誤；飽和汽的壓強(qiáng)隨溫度升高而增大，c 選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案： (1)d(2)bd3(10 分 ) 某學(xué)習(xí)小組做了如下實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶， 并迅速把一個(gè)氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了

11、一部分氣體，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣體逐漸膨脹起來(lái)，如圖2 所示。(1) 在氣球膨脹過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是_。圖 2a該密閉氣體分子間的作用力增大b該密閉氣體組成的系統(tǒng)熵增加c該密閉氣體的壓強(qiáng)是由于氣體重力而產(chǎn)生的d該密閉氣體的體積是所有氣體分子的體積之和(2) 若將該密閉氣體視為理想氣體，氣球逐漸膨脹起來(lái)的過(guò)程中，氣體對(duì)外做了0.6 j的功，同時(shí)吸收了0.9 j的熱量，則該氣體內(nèi)能變化了_j；若氣球在膨脹過(guò)程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內(nèi)氣體的溫度_( 填“升高”或“降低” ) 。解析： (1) 氣體分子間的作用力可忽略不計(jì)，a 錯(cuò)誤。由熵增加原理可知b 正確，由氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因可

12、知c 錯(cuò)誤，由氣體分子的特點(diǎn)可知d 錯(cuò)誤。答案： (1)b(2)0.3降低4(10 分 )(1) 在將空氣壓縮裝入氣瓶的過(guò)程中，溫度保持不變，外界做了24 kj 的功?，F(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過(guò)程中，瓶中空氣的質(zhì)量保持不變，且放出了5kj 的熱量。 在上述兩個(gè)過(guò)程中，空氣的內(nèi)能共減小_ kj，空氣 _( 選填“吸收”或“放出” ) 的總熱量為_(kāi)kj 。用心愛(ài)心專心- 4 -(2) 已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3 和 2.1 kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為 0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)a6.02 10 23mol 1。若潛水員呼吸一次吸入

13、2 l空n氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)。( 結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析： (1) 第一個(gè)過(guò)程內(nèi)能不變，第二個(gè)過(guò)程放熱，內(nèi)能減小。(2) 設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為，在海底和岸上的密度分別為海和 岸，一次吸入空氣的體m積為 ，則有 海 岸v a，代入數(shù)據(jù)得n310 22個(gè)。vnmn答案： (1)5放出 29(2)3 1022 個(gè)5(8 分 ) 在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為每 104ml 溶液中有純油酸5 ml。用注射器測(cè)得1 ml 上述溶液有液滴 50 滴。把 1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里，待穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上描出油膜輪廓，再將玻璃板放在

14、坐標(biāo)紙上，其形狀如圖3 所示，坐標(biāo)紙中正方形小方格的邊長(zhǎng)為1 cm 。則：(1) 油膜的面積約為 _( 保留兩位有效數(shù)字 ) 。圖 3(2) 根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑 d _( 保留一位有效數(shù)字 ) 。解析： (1) 查格知共 84 格，油膜面積 s84 cm 2。(2) 根據(jù)題意可知每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為v45ml1.0 10 51050v1.0 10 5 7ml，則油酸分子的直徑ds84cm 110cm。答案： (1)84 cm 2(2)1 10 7 cm6(12 分 )(1) 下列說(shuō)法正確的是 _。a氣體的內(nèi)能是分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子間的勢(shì)能之和b氣體的溫度變化

15、時(shí)，其分子平均動(dòng)能和分子間勢(shì)能也隨之改變c功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功d熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體e一定量的氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小f一定量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加(2) 一氣象探測(cè)氣球，在充有壓強(qiáng)為 1.00 atm( 即 76.0 cm hg) 、溫度為 27.0 的氦氣時(shí)，體積為 3.50 m 3。在上升至海拔 6.50 km 高空的過(guò)程中，氣球內(nèi)氦氣的壓強(qiáng)逐漸減小到此高度上的大氣壓 36.0 cmhg ，氣球內(nèi)部因啟動(dòng)一持續(xù)加熱裝置而維持其

16、溫度不變。此后停止加熱，保持高度不變。已知在這一海拔高度氣溫為 48.0 。求：氦氣在停止加熱前的體積；用心愛(ài)心專心- 5 -氦氣在停止加熱較長(zhǎng)一段時(shí)間后的體積。解析： (1)adef(2) 在氣球上升至海拔 6.50 km 高空的過(guò)程中，氣球內(nèi)氦氣經(jīng)歷一等溫過(guò)程。根據(jù)玻意耳定律有 p1v1 p2v2式中， p1 76.0 cmhg ， v1 3.50 m 3，p2 36.0 cmhg ， v2 是在此等溫過(guò)程末氦氣的體積。由上式得v2 7.39 m 3。在停止加熱較長(zhǎng)一段時(shí)間后，氦氣的溫度逐漸從t1 300 k 下降到與外界氣體溫度相同，即 t2 225 k 。這是一等壓過(guò)程。根據(jù)蓋呂薩克定

17、律有v2v3t1t2式中， v3 是在此等壓過(guò)程末氦氣的體積。由上式得v3 5.54 m 3。答案： (1)adef (2) 7.39 m 3 5.54 m 37(12 分)(2011 江蘇高考)(1) 如圖 4 所示，一演示用的“永動(dòng)機(jī)”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成， 輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片。輕推轉(zhuǎn)輪后，進(jìn)入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。離開(kāi)熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是 _。圖 4a轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要消耗外界能量b轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來(lái)自形狀記憶合金自身c轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水，水溫升高d葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣

18、中釋放的熱量(2) 如圖 5 所示，內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在氣缸內(nèi)， 外界大氣壓強(qiáng)為 p0。現(xiàn)對(duì)氣缸緩慢加熱， 氣體吸收熱量 q后，體積由v 增大為v。則在此過(guò)程中，氣體分子平均動(dòng)能_( 選12填“增大”、“不變”或“減小”) ，氣體內(nèi)能變化了_。圖 5(3) 某同學(xué)在進(jìn)行“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)前，查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)得知：油酸的摩爾質(zhì)量 m 0.283 kgmol 13 3，密度 0.895 10kgm 。若 100 滴油酸的體積為 1 ml，則 1 滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？( 取 na6.02 1023mol 1，球的體積 v13)與直徑

19、d 的關(guān)系為 v d，結(jié)果保留一位有效數(shù)字6解析： (1) 通過(guò)分析題意可知，轉(zhuǎn)輪之所以能夠發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，是因?yàn)槿~片能吸收熱量，其內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能， 不是依靠慣性運(yùn)動(dòng)的， 其轉(zhuǎn)動(dòng)的能量來(lái)自于熱水中的內(nèi)能，a 錯(cuò)誤， b 錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水，需要消耗能量，水溫應(yīng)不斷降低，c錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒，葉片在用心愛(ài)心專心- 6 -熱水中吸收的能量應(yīng)等于葉片的機(jī)械能與葉片向空氣中釋放的能量之和，故d 正確。(2) 溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增大。根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：u q w，而 w p0sl p0v p0( v2 v1) ，所以氣體內(nèi)能變化了u q p0 ( v2

20、v1) 。m(3) 一個(gè)油酸分子的體積v na36由球的體積與直徑的關(guān)系得分子直徑dm na110 8m31101 2最大面積 ，解得msds答案： (1)d (2)增大 q p ( v v )021(3)1 10 1m28(10 分 ) 如圖 6所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，再?gòu)臓顟B(tài)b 變化到狀態(tài)c。已知狀態(tài)a 的溫度為 480 k ，求：(1) 氣體在狀態(tài) c時(shí)的溫度；(2) 試分析從狀態(tài) a 變化到狀態(tài) b 的整個(gè)過(guò)程中，氣體是從外界吸收熱量還是放出熱量。圖 6papc解析： (1) a、 c兩狀態(tài)體積相等，則有tatc得： tcpc0.5 480k 160 k 。ta1

21、.5pa(2) 由理想氣體狀態(tài)方程pava pbvbttabbp va0.5 3480得： t bbk 480 kt 1.5 1aap v由此可知 a、b 兩狀態(tài)溫度相同，故a、b 兩狀態(tài)內(nèi)能相等而該過(guò)程體積增大，氣體對(duì)外做功，氣體吸收熱量。答案： (1)160 k(2) 吸收熱量9(10 分) 一定質(zhì)量的理想氣體，由初始狀態(tài)a 開(kāi)始，按圖 7 中箭頭所示的方向進(jìn)行了一系列狀態(tài)變化，最后又回到初始狀態(tài)a，即 a b c d a( 其中 ad、 bc與縱軸平行， ab、cd與橫軸平行 ) ，這一過(guò)程稱為一個(gè)循環(huán)，則(1) 由 a b，氣體分子的平均動(dòng)能 _( 填“增大”“減少”或“不變” ) 。用心愛(ài)心專心- 7 -(2) 由 b c，氣體的內(nèi)能 _( 填“增大”“減少”或“不變” ) 。(3) 由 ，氣體 _熱量 ( 填“吸收”或“放出” ) 。圖 7c d(4) 已知?dú)怏w在 a 狀態(tài)時(shí)的溫度為 300