2023年高考物理大一輪復(fù)習(xí)第13章熱學(xué)章末檢測(cè)

2023年高考物理大一輪復(fù)習(xí)第13章熱學(xué)章末檢測(cè)PAGEPAGE1十三熱學(xué)(時(shí)間：45分鐘總分值：90分)1．(1)(5分)(多項(xiàng)選擇)以下五幅圖分別對(duì)應(yīng)五種說(shuō)法，其中正確的選項(xiàng)是()A．微粒運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)那么熱運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等C．食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向都是一樣的D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液體外表張力的作用E．潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開(kāi)水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之間存在吸引力(2)(10分)如下圖，質(zhì)量m＝1kg的導(dǎo)熱汽缸倒扣在水平地面上，A為一T形活塞，汽缸內(nèi)充有理想氣體．汽缸的橫截面積S＝2×10－4m2.當(dāng)外界溫度為t＝27℃時(shí)，汽缸對(duì)地面恰好沒(méi)有壓力，此時(shí)活塞位于汽缸中央．不計(jì)汽缸壁厚度，內(nèi)壁光滑，活塞始終在地面上靜止不動(dòng)，大氣壓強(qiáng)為p0＝1×105Pa，g＝10m/s①汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；②環(huán)境溫度升高時(shí)，汽缸緩慢上升，溫度至少升高到多少時(shí)，汽缸不再上升．③汽缸不再上升后，溫度繼續(xù)升高，從微觀角度解釋壓強(qiáng)變化的原因．解析：(1)微粒運(yùn)動(dòng)反映了液體分子的無(wú)規(guī)那么熱運(yùn)動(dòng)，微粒運(yùn)動(dòng)即布朗運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等，B正確；食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向是不一樣的，C錯(cuò)誤；由于外表張力的作用，液體要收縮至外表積最小，所以小草上的露珠呈球形，D正確；潔凈的玻璃板接觸水面，由于水分子和玻璃分子之間存在吸引力，要使玻璃板離開(kāi)水面，拉力必須大于或等于玻璃板的重力與水分子和玻璃分子之間的引力之和，E正確．(2)①汽缸對(duì)地面恰好沒(méi)有壓力，對(duì)汽缸進(jìn)行受力分析，mg＋p0S＝pS，解得氣體的壓強(qiáng)為p＝1.5×105Pa.②溫度升高時(shí)，汽缸緩慢上升，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，根據(jù)蓋—呂薩克定律有eq\f(\f(V,2),T1)＝eq\f(V,T2)，解得T2＝600K.③溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，體積不變，分子密集程度不變，所以壓強(qiáng)變大．答案：(1)BDE(2)①1.5×105Pa②600K③見(jiàn)解析2．(1)(5分)(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．懸浮在液體中的微小固體顆粒的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)那么的，說(shuō)明液體分子的運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)那么的B．物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的總和等于物體的內(nèi)能C．橡膠無(wú)固定熔點(diǎn)，是非晶體D．熱機(jī)的效率可以等于100%E．對(duì)于同一種氣體，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大(2)(10分)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過(guò)程的p—V圖象如下圖．該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27℃.求：①該氣體在狀態(tài)B、C時(shí)的溫度分別為多少攝氏度？②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？解析：(1)根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)可知懸浮在液體中的固體小顆粒的無(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)，間接說(shuō)明液體分子的運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)那么的，所以A項(xiàng)正確．因?yàn)槲矬w的內(nèi)能是分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤．晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體無(wú)固定熔點(diǎn)，C項(xiàng)正確．因?yàn)闊釞C(jī)工作時(shí)必有能量耗散，所以熱機(jī)的效率不可能到達(dá)100%，D項(xiàng)錯(cuò)誤．因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的唯一標(biāo)志，所以E項(xiàng)正確．(2)①氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B：eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)得TB＝200K即tB＝－73℃氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C：eq\f(VC,TC)＝eq\f(VB,TB)得TC＝300K即tC＝27℃②氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C過(guò)程中是吸熱吸收的熱量Q＝pΔV＝200J答案：(1)ACE(2)①－73℃27℃②吸熱200J3．(1)(5分)(多項(xiàng)選擇)以下各種說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．溫度低的物體內(nèi)能小B．分子運(yùn)動(dòng)的平均速度可能為零，瞬時(shí)速度不可能為零C．液體與大氣相接觸，外表層內(nèi)分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引D．0℃的鐵和0℃的冰，它們的分子平均動(dòng)能相同E．氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度有關(guān)(2)(10分)如下圖為一簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警裝置．其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當(dāng)溫度升高時(shí)，水銀柱上升，使電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的響聲.27℃時(shí)，空氣柱長(zhǎng)度L1為20cm，水銀上外表與導(dǎo)線下端的距離L2為10cm，管內(nèi)水銀柱的高度h為8cm，大氣壓強(qiáng)為75cm水銀柱高．①當(dāng)溫度到達(dá)多少℃時(shí)，報(bào)警器會(huì)報(bào)警？②如果要使該裝置在87℃時(shí)報(bào)警，那么應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)注入多少cm高的水銀柱？③如果大氣壓增大，那么該報(bào)警器的報(bào)警溫度會(huì)受到怎樣的影響？解析：(1)物體的內(nèi)能為所有分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，物體的內(nèi)能不僅與溫度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量、體積有關(guān)，A錯(cuò)誤．分子在永不停息地做無(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)，所以瞬時(shí)速度可能為0，B錯(cuò)誤．當(dāng)液體與大氣相接觸；外表層內(nèi)分子所受其他分子的斥力和引力，其中引力大于斥力表現(xiàn)為相互吸引、故C項(xiàng)正確．因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的標(biāo)志，故D項(xiàng)正確．根據(jù)氣體壓強(qiáng)的定義可知，單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度決定氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，所以E項(xiàng)正確．(2)①根據(jù)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，V1＝L1S，V2＝(L1＋L2)S，T1＝300K，解得：T2＝450K，t＝450℃－273℃＝177℃②設(shè)應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)注入xcm高的水銀柱，那么V3＝(L1＋L2－x)S，根據(jù)eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T3)，T1＝300K，T3＝360K，V1＝L1S，p1＝(75＋8)cmHg，p3＝(75＋8＋x)cmHg，解得：x＝8.14cm.③如果大氣壓增大，那么該報(bào)警器的報(bào)警溫度會(huì)升高．答案：(1)CDE(2)①177℃②8.14cm③升高4．(1)(5分)(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．毛細(xì)現(xiàn)象是液體的外表張力作用的結(jié)果B．晶體在熔化時(shí)要吸熱，說(shuō)明晶體在熔化過(guò)程中分子動(dòng)能增加C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．用活塞壓縮汽缸里的空氣，對(duì)空氣做功3.0×105J，假設(shè)空氣向外界放出熱量2.5×105J，那么空氣內(nèi)能增加5×104JE．液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)和非晶體相似，具有各向同性(2)(10分)如下圖，一左端開(kāi)口、右端封閉、左右兩管等長(zhǎng)的U形玻璃管豎直放置．左管的下部封有長(zhǎng)l1＝25.0cm的空氣柱，中間有一段長(zhǎng)l2＝25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長(zhǎng)度l3＝40.0cm.水平局部管長(zhǎng)l4＝35.0cm.大氣壓強(qiáng)為p0＝75.0cmHg，空氣視為理想氣體．現(xiàn)將一活塞(圖中未畫(huà)出)從左管開(kāi)口處緩慢往下推，使管中水銀剛好全部進(jìn)入水平管中．假設(shè)活塞下推過(guò)程中沒(méi)有漏氣，空氣柱溫度與外界溫度始終一致，求下推活塞的距離．解析：(1)毛細(xì)現(xiàn)象是液體的外表張力作用的結(jié)果，A正確；晶體在熔化時(shí)要吸熱，說(shuō)明晶體在熔化過(guò)程中分子勢(shì)能增加，B錯(cuò)誤；由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，C正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，選項(xiàng)D正確；液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)和某些晶體相似，具有各向異性，E錯(cuò)誤．(2)以cmHg為壓強(qiáng)單位．在活塞下推前，左管下部空氣柱的壓強(qiáng)為p1＝p0＋l2活塞下推后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1′，由玻意耳定律得p1(l3＋l2＋2l1＋l4)＝p1′(l3＋l2＋l1＋l4－l2設(shè)活塞下推距離為Δx，那么此時(shí)左管中空氣柱的長(zhǎng)度為l3′＝l3＋l2＋l1－Δx設(shè)此時(shí)左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p3′，那么p3′＝p1′由玻意耳定律得p0l3＝p3′l3聯(lián)立各式解得Δx＝70.0cm.答案：(1)ACD(2)70.0cm5．(1)(5分)(多項(xiàng)選擇)如下圖，小朋友坐在滑梯上勻速下滑，在這個(gè)過(guò)程中()A．小朋友的機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，總能量不變B．因?yàn)槟芰渴鞘睾愕?，小朋友的機(jī)械能大小不變C．該過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能可以讓小朋友再運(yùn)動(dòng)到滑梯頂端，而不產(chǎn)生其他影響D．由于摩擦，小朋友滑過(guò)的滑梯溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，但不是其中每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大E．由于摩擦，小朋友的褲子溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大(2)(10分)如下圖，導(dǎo)熱性能良好的汽缸的開(kāi)口向下，內(nèi)有體積為V0的理想氣體，外界大氣壓強(qiáng)為p0，環(huán)境溫度為T(mén)0，輕活塞的橫截面積為S，輕活塞與汽缸之間的摩擦不計(jì)．現(xiàn)在活塞下面掛一個(gè)質(zhì)量為m的小桶，活塞緩慢下移，并最終處于某一位置靜止不動(dòng)．重力加速度為g.①求掛上小桶后系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，汽缸內(nèi)氣體的體積V.②拿掉小桶后，假設(shè)要保持汽缸內(nèi)氣體的體積V不變，環(huán)境溫度需要升高到多少？汽缸吸熱還是放熱？解析：(1)小朋友沿滑梯勻速下滑的過(guò)程中，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，故機(jī)械能減小，減小的重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，總能量不變，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，但不是每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大，選項(xiàng)D、E正確．(2)①掛上小桶后，穩(wěn)定時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p＝p0－eq\f(mg,S)氣體等溫變化，根據(jù)玻意耳定律，有p0V0＝pV解得V＝eq\f(p0V0S,p0S－mg)②最初及末狀態(tài)，氣體壓強(qiáng)不變，根據(jù)蓋－呂薩克定律，有eq\f(V0,T0)＝eq\f(V,T)，解得T＝eq\f(T0p0S,p0S－mg)(也可由氣體等容變化過(guò)程，根據(jù)查理定律得eq\f(p0,T)＝eq\f(p,T0)，求解得T)氣體體積不變，溫度升高，汽缸要吸熱答案：(1)ADE(2)見(jiàn)解析6．(1)(5分)(多項(xiàng)選擇)如下圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，A、B和C、D為等溫過(guò)程，B、C為等壓過(guò)程，D、A為等容過(guò)程，那么在該循環(huán)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．A、B過(guò)程中，氣體放出熱量B．B、C過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大C．C、D過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D．D、A過(guò)程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化E．假設(shè)氣體在B、C過(guò)程中內(nèi)能變化量的數(shù)值為2kJ，與外界交換的熱量為7kJ，那么在此過(guò)程中氣體對(duì)外做的功為5kJ(2)(10分)如下圖，固定的光滑斜面傾角為θ＝30°，一質(zhì)量為M＝4kg、底面積為S＝2cm2的汽缸放在斜面上．導(dǎo)熱活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中，活塞通過(guò)一根細(xì)桿固定在斜面底端，細(xì)桿與斜面平行，活塞和汽缸內(nèi)壁間光滑．初始時(shí)汽缸內(nèi)、外氣體壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，活塞與汽缸底部距離為l0＝0.2m，將汽缸由靜止釋放，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后汽缸靜止，重力加速度g取10m/s2.①求汽缸最終靜止時(shí)活塞與汽缸底部距離；②整個(gè)過(guò)程中，汽缸內(nèi)氣體是從外界吸收熱量還是向外界釋放熱量？數(shù)值為多少？解析：(1)因?yàn)锳、B為等溫過(guò)程，壓強(qiáng)變大，體積變小，故外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU＝W＋Q，溫度不變，那么內(nèi)能不變，故氣體一定放出熱量，選項(xiàng)A正確；B、C為等壓過(guò)程，因?yàn)轶w積增大，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，氣體溫度升高，內(nèi)能增加，故氣體分子的平均動(dòng)能增大，選項(xiàng)B正確；C、D為等溫過(guò)程，壓強(qiáng)變小，體積增大，因?yàn)闇囟炔蛔儯蕷怏w分子的平均動(dòng)能不變，壓強(qiáng)變小說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、A為等容過(guò)程，體積不變，壓強(qiáng)變小，由eq\f(pV,T)＝C可知，溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，故氣體分子的速率分布曲線會(huì)發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；B、C為等壓過(guò)程，體積增大，氣體對(duì)外做功，該過(guò)程中氣體的溫度升高，那么氣體的內(nèi)能增加2kJ，氣體從外界吸收的熱量為7kJ，氣體對(duì)外界做功為5kJ，應(yīng)選項(xiàng)E正確．(2)①釋放汽缸時(shí)，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p0，體積為l0S；汽缸最終靜止時(shí)，設(shè)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p，活塞與汽缸底部距離為l，對(duì)汽缸受力分析如下圖．由平衡條件有pS＝p0S＋Mgsinθ解得p＝p0＋eq\f(Mgsinθ,S)由玻意耳定律得p0l0S＝解得l＝eq\f(p0Sl0,p0S＋M