2012高考物理二轮 专题训练22 热学部分(选修3－3)

1、2012高考物理二轮专题训练22热学部分(选修33)1(8分)如图1所示，在水平固定的筒形绝热汽缸中，用绝热的活塞封闭一部分气体，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气活塞的横截面积为0.2 m2，外界大气压强为105 Pa，气体温度为27 时，活塞与汽缸底相距45 cm用一个电阻丝R给气体加热，活塞将会缓慢移动，使汽缸内温度升高到77 图1(1)活塞移动了多大距离？(2)已知被封闭气体的温度每升高1 ，其内能增加74.8 J，求电阻丝对气体提供的热量为多少？(3)请分析说明，升温后单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数如何变化2(8分)(1)一种油的密度为，摩尔质量为M取体积为V的油慢慢滴出，可滴

2、n滴将其中一滴滴在广阔水面上形成面积为S的单分子油膜，求阿伏加德罗常数(2)如图2所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左边汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9 p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现缓慢加热缸内气体，当气体的温度升高到多高时，活塞恰好到达A处？ 图23(8分)如图3所示，导热性能良好的汽缸竖直放置，开始时汽缸内封闭着长度为l022 cm的空气柱，现用竖直向下的力压活塞，使封闭空气柱的长度变为l2 cm，人对活塞做功100 J，已知大气压强P01×10

3、5Pa，活塞的横截面积S1 cm2，不计活塞重力，封闭气体可视为理想气体图3(1)若压缩过程缓慢，求压缩后气体的压强；(2)说明上述缓慢压缩过程中压强变化的微观原因；(3)若以一定的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？4(8分)(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加德罗常数，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F由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间

4、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4所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由B变化到状态C已知状态A的温度为300 K图4求气体在状态B的温度；由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由5(8分)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5所示已知该气体在状态A时的温度为27 图5(1)试求气体在状态B、C时的温度(2)试求气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量(3)该气体从状态B到状态C的过程中，对外做功为200 J，那么气体从状态A到状态C的过程中传递的热量是多少？是吸热，还

5、是放热？6(8分)某学校科技兴趣小组，利用废旧物品制作了一个简易气温计：在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱，接口处用蜡密封，将酒瓶水平放置，如图6所示已知： 图6该装置密封气体的体积为560 cm3，玻璃管内部横截面积为05 cm2，瓶口外的有效长度为48 cm当气温为7 时，水银柱刚好处在瓶口位置 (1)求该气温计能测量的最高气温(2)假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体从外界吸收32 J热量，问在这一过程中该气体的内能如何变化？变化了多少？(已知大气压为1×105Pa)7(8分)两个完全相同的钢瓶，甲装有3 L的液体和1

6、L、6个大气压的高压气体；乙内有1个大气压的4 L气体；现将甲瓶倒置按如图7所示连接，将甲瓶内液体缓慢压装到乙瓶中，(不计连接管道的长度和体积以及液体产生的压强) (1)试分析在压装过程中随着甲瓶内液体减少，甲瓶内部气体压强如何变化，试用分子动理论作出解释(2)甲瓶最多可向乙瓶内压装多少液体？ 图78(8分)(1)下列说法中正确的是()A气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律C压缩一定量的气体，气体的内能一定增加D分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处

7、时，a的动能一定最大(2)一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图8、9所示，pT和VT图各记录了其部分变化过程，试求：图8图9温度为600 K时气体的压强在pT图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整9(8分)(1)关于分子运动和热现象的说法，正确的是_(填入正确选项前的字母)A布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动B气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加C一定量100 的水变成100 的水蒸气，其分子之间的势能增加D空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律 (2)如图10所示，竖直放置的圆筒形注射

8、器，活塞上端接有气压表，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30 cm3，气压表读数为1.1×105 Pa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2.2×105 Pa不计活塞与汽缸内壁间的摩擦，环境温度保持不变简要说明活塞移动过程中，被封闭气体是吸热还是放热？求活塞稳定后气体的体积 图1010(8分)(1)下列说法正确的是_A区分晶体与非晶体的最有效方法是看有没有规则的几何外形B已知某种液体的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该液体分子间的平均距离可以表示为或 C分子间距离减小时，分子力一定增大D空气

9、的相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温度下水的饱和汽压的比值(2)用活塞将一定量的理想气体密封在汽缸内，当汽缸开口竖直向上时封闭气柱的长度为h将汽缸慢慢转至开口竖直向下时，封闭气柱的长度为4h/3已知汽缸的导热性能良好，活塞与缸壁间的摩擦不计，外界温度不变，大气压强为P0此过程气体是吸热还是放热？_汽缸开口向上时，缸内气体的压强为多少？答案1(1)7.5 cm(2)5 240 J(3)见解析解析(1)气体发生的是等压变化，设活塞面积为S，开始时V1SL1，T1300 K，升温后V2SL2，T2350 K应有 (1分)解得L2525 cm (1分)即活塞移动的距离xL2L175 cm (1分)(2

10、)气体对外做功 Wp0Sx1 500 J (1分)气体内能增加量U748×50 J3 740 J (1分)由热力学第一定律得QUW5 240 J (1分)(3)温度升高后，分子热运动的平均动能增加，平均每次对器壁的撞击力度增加，而压强不变，所以单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少 (2分)2(1)或(2)363 K3(1)1.1×106 Pa(2)见解析(3)82 J解析(1)设压缩后气体的压强为p，由玻意耳定律得p0V0pV(2分)代入数据解得p1.1×106Pa(1分)(2)微观原因：缓慢压缩时温度近似保持不变，气体分子的平均动能不变，由于气体体积减小，分子

11、数密集程度变大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积的碰撞冲击力变大，导致气体压强变大(2分)(3)大气压力对封闭气体做功W1p0S(l0l)2 J人的压力做功W2100 J对气体所做的总功WW1W2102 J(1分)对外散热Q20 J由热力学第一定律得UWQ82 J(2分)4(1)BCD(2)1 200 K见解析解析(1)BCD(全对得4分，不全对的，选对1个给1分，选错1个扣1分，扣完为止)(2)由理想气体的状态方程， (1分)得气体在状态B的温度TB1 200 K (1分)由状态BC，气体做等容变化，由查理定律得：，TBTC600 K (1分)故气体由B到C为等容变化，不做功，但温度降低，

12、内能减小根据热力学第一定律UWQ，可知气体要放热 (1分)5(1)173 27 (2)0 (3)200 J吸收6(1)19 (2)增加08 J7(1)见解析(2)2 L解析(1)缓慢压缩过程中甲瓶内气体膨胀，单位体积内的分子数减少，温度不变，分子的平均动能不变，单位时间内撞击到单位器壁面积上的分子数减少，压强变小 (2分)(2)设甲内液体最多有x L进入乙瓶，乙瓶中灌装液体前，气体压强为p乙1 atm，体积为V乙4 L；灌装后体积最小变为V乙(4x) L，此时乙瓶中压强与甲瓶内压强相等，为p，由等温变化得：p乙V乙pV乙 (2分)甲瓶中气体开始气压为p甲6 atm，体积为V甲1 L，结束后压强为p，体积为V甲(1x) L由等温变化得：p甲V甲pV甲 (2分)联立代入解得：x2 L (2分)8(1)D(2)见解析图解析(1)D (2分)(2)p11.0×105 Pa，V12.5 m3，T1400 KV23 m3，T2600 K (1分)由理想气体方程： (2分)得：p21.25×105 Pa (1分)由题图可知，温度在400 K到500 K之间时，体积恒定，由查理定律得，pCT ，温度在500 K到600 K之间时，可经计算得压强p恒定，由盖吕萨克定律知VCT，而图中图象显示体积与温度也成正比，符合条件，温度从500 K升高到600 K，压强不变，为p1.