2020年高考物理二轮复习专项训练---热学(解析版)

1、2020年高考物理二轮复习专项训练-热学1.下列说法正确的是A.第二类永动机违反了热力学第二定律，也违反了能量守恒定律B.布朗运动的规律反映出分子热运动的规律，即小颗粒的运动是液体分子无规则运动C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发 吸热的结果E.从微观上看，气体压强的大小与分子平均动能和分子的密集程度有关【解析】 第二类永动机违反了热力学第二定律，但没有违反能量守恒定律，A 项错误 布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，反映的是液体分子热运动的规律，B 项错误2.关于热现象，

2、下列说法正确的是()A.将1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一块单层油酸薄膜，测出薄膜的厚度 d,可 认为是油酸分子的直径B 假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零，当两个分子间距离为平衡距离0时，分子势能最低C.符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生D 如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管E.用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功 900 J,同时汽缸向外散热 210 J,汽缸里空 气的内能增加了1110 J答案ABD解析将 1 滴油酸滴在水面上，水面上会形成一块单层油酸薄膜，测出薄膜的厚度d，可认为 d 是油酸分子的直径，A 正确； 假定两个分子的距离为无穷远时

3、它们的分子势能为零，当两个分子间距离为平衡距离r0 时，由于从无穷远处到分子间距离为平衡距离的过程中分子力为引力，做正功，分子间距离继续减小时，分子力为斥力，做负功，则在平衡位置时分子势能最低，B 正确； 根据热力学第二定律可知，符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能真的发生，C错误；根据毛细现象可知，如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松,破坏土壤里的毛细管，D正确；用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功900 J,同时汽缸向外散热210 J,汽缸里空气的内能增加了900 J- 210 J=690 J, E错误。故选 A、B、D。3.以下说法正确的是（）A.将0.02 mL浓度为0.05%的油

4、酸酒精溶液滴入水中，测得油膜面积为200 cm2,则可测得油酸分子的直径为10 9 mB.密闭容器中液体上方的饱和汽压随温度的升高而增大C.一种溶液是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系D.玻璃管的裂口烧熔后会变钝是由于烧熔后表面层的表面张力作用引起的E某气体的摩尔体积为 V,每个分子的体积为 V。，则阿伏加德罗常数可表示为NA = -VV0【答案】BCD【解析】根据题意，一滴油酸酒精溶液含有的油酸体积为：V=0.02 X 0.05% mL= 1 X 105 mL,所以油酸分子的直径大小：d = V= 1cm= 5X108 cm=5X1010 m.故A错误；液S 200体的饱和汽压仅仅与

5、温度有关，所以密闭容器中液体上方的饱和汽压随温度的升高而增大.故B正确；水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固 体与这两种物质的性质都有关系.故C正确；由于熔融的液态玻璃存在表面张力，使表面收 缩，表面积变小，因此玻璃管的裂口烧熔后会变钝，与表面张力有关.故D正确；气体分子较小，而气体的体积可以占据任意大的空间，故不能用摩尔体积求解分子体积.故E错误.4.以下说法正确的是（）A.当一定质量气体吸热时，其内能可能减小B.单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体都没有固定的熔点C. 一定质量的理想气体在等温变化的过程中，随着体积减小，气体压强增大D.已知阿伏加德罗常数、气体

6、的摩尔质量和密度，可估算出该气体分子间的平均距离E.给自行车打气时越往下压，需要用的力越大，是因为压缩气体使得分子间距减小，分子间作用力表现为斥力导致的答案 ACD解析 当一定质量气体吸热时， 若气体对外做的功大于吸收的热量，则其内能减小，故A正确；单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故 B错误；根据pV=C 可知，一定质量的理想气体在等温变化的过程中，随着体积减小，气体压强增大，故C正确；已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，用气体的摩尔质量除以密度可得摩尔体 积，再除以阿伏加德罗常数，可得一个分子运动占据的空间的体积，把每个分子占据的空间的体积看做是立方体，从而可估算出

7、该气体分子间的平均距离，故 D正确；给自行车打气 时越往下压，需要用的力越大，是因为压缩气体时体积减小，压强变大，从而感觉越费力， 与分子间的斥力无关，故 E错误。故选 A、C、Do5 .一定质量的理想气体经历一系列变化过程，如图1所示，下列说法正确的是（）图1A.b-c过程中，气体压强不变，体积增大B.a-b过程中，气体体积增大，压强减小C.c-a过程中，气体压强增大，体积不变D.c-a过程中，气体内能增大，体积变小E.c-a过程中，气体从外界吸热，内能增大【答案】BCE【解析】b-c过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖吕萨克定律V=C得知,体积应减小.故A错误.a-b过程中，气体的温度保

8、持不变，即气体发生等温变化，压强减小， 根据玻意耳定律 pV=C得知，体积增大.故B正确.c-a过程中，由图可知，p与T成正比， 则气体发生等容变化， 体积不变.故C正确，D错误；一定质量的理想气体与气体温度有关， 并且温度越高气体的内能增大，则知c-a过程中，温度升高，气体内能增大，而体积不变，气体没有对外做功，外界也没有对气体做功，所以气体一定吸收热量.故E正确.6 .下列说法中正确的是（）A 热机中燃气的内能不可能全部转化为机械能B 一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，则气体对外界做功，气体分子的 平均动能减小C.第二类永动机不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律D 当分子间距离

9、增大时，分子间斥力减小，引力增大E.相对湿度100%,表明在当时的温度下，空气中的水汽已达到饱和状态答案ABE解析无论用任何设备和手段进行能转化，总是遵循“机械能可以全部转化为内能，但热机内能不能全部转化为机械能”，故 A 正确；一定质量的理想气体经历缓慢的绝热膨胀过程，则气体对外界做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B 正确；第二类永动机不可能制成，是因为它违反了热力学第二定律，故C 错误；当分子间距离增大时，分子间斥力和引力都减小，故D 错误；由相对湿度的定义可知，相对湿度100%，表明在当时的温度下，空气中的水汽已达到饱和状态，故E 正确。故选A、 B、 E。7 .关于分

10、子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是()A. 空气相对湿度越大时，水蒸发越快B.物体的温度越高，分子平均动能越大C.第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律D.两个分子间的距离由大于10 9 m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大E.若一定量气体膨胀对外做功50 J ,内能增加80 J,则气体一定从外界吸收130 J的热量【答案】BDE【解析】空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，故A 错误；温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，分子平均动能越大，故 B 正确； 第二类永动机不可能制成是因

11、为它违反了热力学第二定律，不违反热力学第一定律，故C 错误；两个分子间的距离由大于10 9 m 处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先表现为引力，引力先增大到最大值后减小到零，之后，分子 间作用力表现为斥力，从零开始增大，故 D正确；若一定量气体膨胀对外做功 50 J,即W =-50 J,内能增加80 J,即AU = 80 J,根据热力学第一定律 AU = Q+W,彳寻Q= AUW = 130 J,即气体一定从外界吸收 130 J的热量.故E正确.8.如图所示是分子间作用力跟距离的关系。下列关于分子动理论的有关说法正确的是()分子间的作用打跳即嘉的关系A.分子间距离为0时，分子间既有斥

12、力作用，也有引力作用8 .分子间距离为r。时，分子间势能最小C.物体中的分子势能总和与物体体积大小有关D.物体间的扩散作用主要是分子间斥力作用的结果E.物体具有内能是分子间作用力的宏观表现答案 ABC解析 分子间同时存在引力和斥力，分子间距离为0时，分子间的斥力等于引力， 故A正确；由图可知，分子间平衡距离为0,设分子间距离为 r,当r0时分子力表现为引力，分子间距离越大，分子势能越大，当r0时分子力表现为斥力，分子间距离越小，分子势能越大，故当r=0时分子力为0,分子势能最小，故 B正确；对于一个质量确定的物体来 说，其分子势能的大小跟物体的体积大小有关，故 C正确；物体间的扩散作用主要是分

13、子 在不停地做无规则的运动的结果，故D错误；分子间作用力的宏观表现为固体或液体很难被压缩，说明斥力的存在，固体或液体有一定的体积，说明分子引力的存在，故E错误。故选A、B、C。9 .下列说法正确的是()A .液体表面张力的方向为液体表面的切向B.脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液C.扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，它们都是分子热运动D 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶 体E. 一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量，则在该过程中 气体的压强一定减小答案ABE解析液体表面张力的原因是分子间距离较

14、大，表现为引力，它的方向跟液面相切，故A 正确； 脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，故 B正确；布朗运动是固体小颗粒的运动，不是分子热运动，故C 错误；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，由于云母片导热的各向异性，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，故D 错误；一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量，根据热力学第一定律，气体一定对外做功，气体体积增大，则在该过程中气体的压强一定减小，故 E 正确。10.以下说法正确的是()A.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一 温度下水的饱和汽压的差距B.功转变为

15、热的实际宏观过程一定是可逆过程C.用油膜法估测分子直径的实验中，把用酒精稀释过的油酸滴在水面上，待测油酸面 扩散后又收缩的原因是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复以及酒精挥发后液面收缩D 液晶具有液体的流动性又具有晶体的各向异性，从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的E.温度高的物体分子平均动能和内能一定大【答案】ACD【解析】 影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距，差距越大蒸发越快，人们感觉干燥，差距越小蒸发越慢，人们感觉空气潮湿，A 正确功转变为热的实际宏观过程是不可逆的，B 错误由实验过程知，C正确.液晶

16、的特点就是液晶既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性，从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的，D正确.温度是分子平均动能的标志，内能由平均动能、势能和分子数共同决定，E错误.11 .如图，一定质量理想气体从状态 A依次经状态B和C后再回到状态 A,对此气体下 列说法正确的是（ ）L4（rfA. A-B过程中气体对外界做功B. A-B过程中气体放出的热量等于外界对气体做的功C. B-C过程中气体分子对器壁单位面积碰撞的平均冲力减少D. C-A过程中气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量E. B一C过程中气体放出的热量大于 C一A过程中吸收的热量答案 ADE解析

17、A-B过程中为等温变化，压强减小，由公式 pV=C可知，体积增大，气体对外 做功，故A正确；由热力学第一定律得：AU = Q + W可知，A- B过程中气体要吸收热量，且吸收的热量等于气体对外做的功，故 B错误；B-C过程为等压变化，由 p= F可知气体 S分子对器壁单位面积碰撞的平均冲力不变，故C错误；C-A为等容变化，温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知， 气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量，故D正确；B-C过程为等压变化，由热力学第一定律可知，AU=Q + W,所以Q= AU-W,其AU为负值，W为正值，C-A为等容变化，由热力学第一定律可知，AU = Q+W,所以AU = Q

18、,由于两过程温度变化相同，所以气体内能变化AU相同，所以B-C过程中气体放出的热量大于CfA过程中吸收的热量，故 E正确。故选A、D、E。12 .近期我国多个城市的 PM 2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾 笼罩，大气污染严重.PM 2.5是指空气中直径等于或小于 2.5微米的悬浮颗粒物， 其飘浮在 空中做无规则运动， 很难自然沉降到地面， 吸入后对人体形成危害. 矿物燃料燃烧的排放是形成PM 2.5的主要原因.下列关于 PM 2.5的说法中正确的是()A. PM 2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B. PM 2.5在空气中的运动属于布朗运动C.温度越低PM 2.

19、5活动越剧烈D .倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM 2.5在空气中的浓度E. PM 2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈【答案】BDE【解析】“PM2.5是指直径小于或等于 2.5微米的颗粒物，PM2.5的尺度远大于空气中 氧分子的尺寸的数量级，A错误.PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动，属于布朗运动，B正确.大量空气分子对 PM 2.5无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒的撞击越剧烈， 则PM 2.5的运动越激烈，C错误.导致PM 2.5增多的主要原因是环境污染，故应该提倡低 碳生活，有效减小 PM 2.5在空气中白浓度，D正确.PM 2.5中颗粒小一

20、些的，空气分子对 颗粒的撞击越不均衡，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈，E正确.13 .如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中，当温度为280 K时，被封闭的气柱长 L=25 cm,两边水银柱高度差 h=5 cm ,大气压强 po= 75 cmHg。(1)为使左端水银面下降 h1= 5 cm,封闭气体温度应变为多少；(2)封闭气体的温度保持(1)问中的值不变，为使两液面相平，需从底端放出的水银柱长 度为多少。答案 (1)384 K (2)9 cm解析(1)左端水银面下降 hi,则右端水银面上升 hi,设左端水银面下降前封闭气体的 压强为pi,温度

21、为Ti,体积为Vi;下降后封闭气体的压强为p2,温度为T2,体积为V2,玻璃管横截面积为S,贝u： pi = po- p gh70 cmHg, Ti=280 K, Vi = LSp2=po+ p(2hih)=80 cmHg , V2=(L + hi)S由理想气体状态方程得：piVi=p2V2 TiT2代入数值解得：T2 = 384 Ko(2)两液面相平时，气体的压强为：p3= po设气体体积为V3,左端液面下降h2,则右管液面下降：h2+ 5 cm由波意耳定律得：p2 V2= p3V3其中 V3=(L+ hi + h2)S解得：h2 = 2 cm所以放出的水银柱长度：H = 2h2 + 5 c

22、m =9 cm。14 .如图所示，竖直放置的U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为I、温度为T的空气柱，左右两管水银面高度差为 h cm,外界大气压为 ho cmHg.(i)若向右管中缓慢注入水银，直至两管水银面相平(原右管中水银没全部进入水平部分)，求在右管中注入水银柱的长度hi(以cm为单位)；(2)在两管水银面相平后，缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度1,求此时空气柱的温度.【解析】(1)封闭气体等温变化：Pi = ho h, p2=ho,pi1 = p21, hi = h+3(1 1)解得 hi=h+31-hi(2)空气柱的长

23、度变为开始时的长度1时，左管水银面下降jh01,右管水银面会上升2jh01,此时空气柱的压强初,日 T，h2+3hl解得 T =7TT ho (ho h)【答案】(i)h+3jh| (2) *3? Tho，ho ( ho h)15 .农药喷雾器的原理如图所示，储液筒与打气筒用软细管相连，先在筒内装上药液，再拧紧筒盖并关闭阀门 K,用打气筒给储液筒充气增大储液筒内的气压，然后再打开阀门，储液筒的液体就从喷雾头喷出，已知储液筒容积为i0 L(不计储液筒两端连接管体积 )，打气筒每打一次气能向储液筒内压入空气200 mL,现在储液筒内装入 8 L的药液后关紧筒盖和喷雾头开关，再用打气筒给储液筒打气。

24、(设周围大气压恒为 i个标准大气压，打气过程中储液筒内气体温度与外界温度相同且保持不变)求：他液茴(i)要使储液筒内药液上方的气体压强达到3 atm,打气筒活塞需要循环工作的次数;(2)打开喷雾头开关 K直至储液筒的内外气压相同，储液筒内剩余药液的体积。答案(i)20 (2)4 L解析(1)设需打气的次数为n,每次打入的气体体积为V0,储液筒药液上方的气体体积为V,则开始打气前，储液筒液体上方气体的压强：pi = po = 1 atm,气体的体积为：Vi = V+nVo打气完毕时，储液筒内药液上方的气体体积为：V2=V,压强为：p2= 3 atm打气过程为等温变化，所以：piVi = p2V2

25、代入数据解得：n=20。(2)打开喷雾头开关 K直至储液筒内外气压相同时，设储液筒上方气体的体积为V3,此过程为等温变化，所以：p3V3= p2V2代入数据解得：V3 = 3V2 = 6 L所以喷出的药液的体积 V= V3 - V2= 4 Lo16 .如图所示，一水平放置的汽缸，由截面积不同的两圆筒连接而成.活塞A、B用一长为31的刚性细杆连接，B与两圆筒连接处相距l = 1.0 m ,它们可以在筒内无摩擦地沿左右滑 动.A、B的截面积分别为 Sa= 30 cm2、Sb= 15 cm2.A、B之间封闭着一定质量的理想气体.两活塞外侧(A的左方和B的右方)都是大气，大气压强始终保持po= 1.0

26、 X fCPa.活塞B的中心连一不能伸长的细线，细线的另一端固定在墙上.当汽缸内气体温度=540 K,活塞A、B的平衡位置如图所示，此时细线中的张力为F1= 30 N.3fJ(1)现使汽缸内气体温度由初始的540 K缓慢下降，温度降为多少时活塞开始向右移动？(2)继续使汽缸内气体温度缓慢下降，温度降为多少时活塞 A刚刚右移到两圆筒连接处?【解析】(1)设汽缸内气体压强为 pi, Fi为细线中的张力，则活塞 A、B及细杆整体的平衡条件为 PoSapiSA+ piSB-poSB+Fi=0一 1Fi斛信 Pi=P+sa-Sb代入数据得pi = po +FiSaSb=i.2 X i0 Pa由式看出，只

27、要气体压强 pipo,细线就会拉直且有拉力，于是活塞不会移动，汽缸 内气体等容变化，当温度下降使压强降到 po时，细线拉力变为零，再降温时活塞开始向右 移动，设此时温度为 丁2,压强p2=p0.得 丁2=450 K(2)再降温，细线松了，要平衡必有气体压强p=po,是等压降温过程，活塞右移，体积相应减小，当A到达两圆筒连接处时，温度为T3, 2空 SBl = 莘(2分)T2T3得 T3=270 K【答案】(i)450 K (2)270 K17 .两个相同的薄壁型汽缸 A和B,活塞的质量都为 m,横截面积都为 S,汽缸的质量都 为M，m = 3,汽缸B的筒口处有卡环可以防止活塞离开汽缸。将汽缸B

28、的活塞跟汽缸 A的汽缸筒底用细线相连后，跨过定滑轮，汽缸B放在倾角为30的光滑斜面上，汽缸 A倒扣在水平地面上，汽缸 A和B内装有相同质量的同种气体，体积都为Vo,温度都为27如图所示，此时汽缸A的汽缸筒恰好对地面没有压力。设汽缸内气体的质量远小于活塞的质量，大气对活塞的压力等于活塞重的i.5倍。(i)若使汽缸A的活塞对地面的压力为0,汽缸A内气体的温度是多少度?4(2)若使汽缸B中的气体体积变为5V0,汽缸B内的气体的温度是多少度?答案 (1) 160.5 (2) 63 解析(1)对汽缸 A 有：PAS+FT=Mg+poS,对汽缸B和活塞组成的整体有：Ft= (M + m)gsin30 口

29、M 2且=W，poS= 1.5mg联立并代入数据可得：PA= 2MgS汽缸A的活塞对地面压力为 0时，有：PaiS+ mg= poS汽缸A内气体体积不变，有：PA1 = pA Ti To，3To有 Ti=7-= 112.5 K,即一160.5 8(2)A整体静止，B缸体上移，活塞离开卡环，设此时B内压强为pB1,有:poS= pB1 S+ Mgsin30 4pB1 Vo5_ pbVoT3= TopB= pA解得 T3=O.7To=21O K,即一63 18 .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|/(x io5 Pa)1IliIIVII I Illi图象

30、如图所示.已知该气体在状态A时的温度为27求o123456r/(x l0 3m3)(1)该气体在状态B和C时的温度分别为多少 ？(2)该气体从状态 A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？【解析】(1)对一定质量的理想气体由图象可知，A-B等容变化，由查理定律得PA-=烂 Ta Tb即代入数据得Tb=450 K即tB= 177A- C由理想气体状态方程得PAVA= 喑 TaTc代入数据得Tc= 300 K即tc=27(2)由于Ta = Tc,该气体在状态 A和状态C内能相等，AU = 0从A到B气体体积不变，外界对气体做功为0,从B到C气体体积减小，外界对气体做正功，W= p AV由p-V图线与横轴所围成的面积可得(Pb+ pc)( Vb Vc)W= p / 2 -= 1 200 J由热力学第一定律 AU = W+ Q可得 Q = - 1 200 J即气体向外界放出热量，传递的热量为1 200 J.【答案】 (1)17727(2)放热，1 200 J19 .如图甲所示为“形上端开口的玻璃管， 管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗细部分截面积分别为S1 = 2 cm2、S2=1 cm2。封闭气体初始温度为 451 K,气体长度为L = 22 cm,图乙为对