高考物理模拟新题特快专递第五期专题十八、选修3热学

1、2013高考模拟新题特快专递第五期专题十八、选修3-3热学（2013江苏南京盐城一模）下列说法中正确的是（）A.布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.不具有规则几何形状的物体一定不是晶体D.氢气和氮气的温度相同时，它们分子的平均速率相同答案：B解析：布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，选项B正确A错误；多晶体不具有规则几何形状，选项C错误；氢气和氮气的温度相同时，它们分子的平均动能相同，选项 D错误。（6分）（2013贵州六校联考）如图甲，一个导热气缸竖直放

2、置，气缸内封闭有一定质量的气体，活塞与气缸壁紧密接触，可沿汽缸壁无摩擦地上下移动。若大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，在这个过程中 （填入正确选项前的字母，选又1个给3分,选又2个给4分，选又3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。 TOC o 1-5 h z A.汽缸内每个分子的动能都增大j|B.封闭气体对外做功; gC.汽缸内单位体积内的分子数增多l第33题图甲D.封闭气体吸收热量E.汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少【答案】BDE【解析】环境温度缓慢升高，说明封闭气体从外界吸收热量，温度升高，体积增大，对外做功，由于大气压保持不变，气体压强不变，质量一定，分子数一定，体积增大

3、，单位体积内的分子数减少， 所以汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少，汽缸内分子的平均动能增大，不一定每个分子的动能都增大。3 （5分）（2013黑龙江哈尔滨名校质检）对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是A.若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B.若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大C.若气体温度升高1K,其等容过程所吸收的热量一定大于等压过程所吸收的热量D.在完全失重的状态下，气体的压强为零答案：A解析：若气体的压强和体积都不变，则温度不变，其内能也一定不变，选项A正确；若气体的温度不断升高，若体积不断增大，其压强也不一定不断增大，选项B错误；若气体温度升高1K,由于等容过程

4、体积不变，不对外做功，其等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量， 选项C错误；由于气体的压强是由分子对器壁的频繁碰撞产生的，在完全失重的状态下，气体的压强一定不为零，选项 D错误。4. （9分）（2013贵州六校联考）某同学用一端封闭的U形管，研究一定质量封闭气体第33题图乙的压强，如图乙所示，U形管竖直放置，当封闭气柱长为Lo时，两侧水银面的高度差为h ,大气压强为Poo求：封闭气体的压强（用 cmHg作单位）；若L=20cm, h=8.7cm,该同学用与 U形管口径相同的量筒往 U形管 内继续缓慢注入水银，当再注入13.3cm长水银柱时，右侧水银面恰好与管口相平齐。设环境温度不变

5、，求大气压强是多少cmHg?解析：封闭气体的压强为P=Po+ p gh . （2 分） TOC o 1-5 h z 解得 P=（P0+h） cmHg （1 分）此时封闭气柱长L尸 Lo （h+ALLo） =18cm （2 分）由波意尔定律（2分）（P0+h） Lo= （R+ L1） L1解得 P）=75 cmHg .（2 分）5 （2。13江苏南京盐城一模）如图甲所示，取一支大容量的注射器，拉动活塞吸进一些乙醛，用橡皮帽把小孔堵住，迅速向外拉动活塞到一定程度时，注射 器里的液态乙醛消失而成为气态，此时注射器中的温度 （“升高”、“降低”或“不变”），乙醛气体分子的速率分布情况最接近图乙中的 线

6、（“A”、 B、C）。图中f（u ） 表示速率u处单位速率区间内的分子数百分率。答案：降低 C解析：液态乙醛消失而成为气态，吸收热量，此时注射器中的温度降低。乙醛气体分子的速率分布呈正态分布，最接近图乙中的C线。6. （2013山东省名校期末检测）如图所示，教室内用截面积为0.2m2的绝热活塞，将一定质量的理想气体封闭在圆柱形汽缸内，活塞与气缸之间无摩擦，a状态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，活塞离汽缸底部的高度为0.6m; b状态是汽缸从容器中移出后达到的平衡状态，活塞离汽缸底部的高度为 0.65m。设室内大气压强始终保持1.0 xl05Pa,忽略活塞质量。（1）求教室内的温度；（

7、2）若气体从状态 a变化到状态b的过程中，内能增加了 560J,求此过程中气体吸收 的热量。 TOC o 1-5 h z 解析：（1）由题意知气体做等压变化，设教室内温度为T24 V1 V2八由一=（2分）T1T2.V2T1知丁2 =295.75 （K）（2 分）V1 TOC o 1-5 h z （2）气体对外界做功为 w = P0S（h2 -h1） =103（2分）据热力学第一定律得 Q =AU -W =1560（ J） （ 2分）（2013年山东省德州名校期末检测）一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，初始 时气体体积为3.0 X 10-3福用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分虽为

8、300K和1.0 x 105Pa。加热气体缓慢推动活塞， 测得气体的温度和压强分虽为320K和1.0 x 105Pa。求此时气体的体积。保持温度为 320K不变，缓慢改变作用在活塞上白勺力,使气体压强变为8.0 X104Pa,求此时气体的体积。解析：由气体状态方程知p0V0 = p1V1 , T0工将V0 =3.0 10m3,T0 -300K, p0 -1.0 105 Pa,T1 =320K,r =1.0M105Pa 代入上式，解得v1 =3.0父10工m3 3分气体发生等温变化，根据玻意耳定律有p1Vl = p2V2将 p2 =8.0M104Pa代入可得 V =4.0M10，m3 3分（20

9、13山东省聊城一中期末）蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质。某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热 Q,对外做功 W又对低温热源放热 Q,工质完全回复初始状态，内能没有 变化。根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，Q、Q、W三者之间满足的关系是。热机的效率”=W不可能达到100%,从能量转换的角度，说明 能 Qi不能完全转化为 能，而不引起任何变化。答案：Q=W+Q2分）内能（1分）机械能（1分）解析：根据题述，工质完全回复初始状态，内能没有变化。由热力学第一定律，Q、Q、W三者之间满足的关系是 Q=W+热机的效率W =W

10、不可能达到100%从能量转换的角度，Qi说明内能不能完全转化为机械能，而不引起任何变化。(2013山东省聊城一中期末)某居民楼发生爆炸，造成多人受伤，事故原因被认定为使用煤气不当造成泄漏。 一般情况下，煤气爆炸时房间内气体温度会从常温迅速升高到550 C,甚至更高。请你估算出发生爆炸时产生的气体的压强是大气压的多少倍？解析：爆炸瞬间可认为房间内气体经历了一个等容的过程，爆炸前室内气体可看作常温常压，故首先应假设是一个等容的过程。初状态参量：pi=1a tm , Ti=(27+273)K=300 K ,设爆炸时气体压强为 p2T2=(550+273)K=823 K ,由查理定律得，p2=T2pi

11、/T12分解得：p2=2.74 a tm ,即约等于大气压的 2.74倍。2分(2013年山东省济宁市一中期末)如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能支摩擦滑动，容器的横截面积为So开始时气体的温度为 T。，活塞与容器底的距离为 h。现将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，当气体从外界吸收j. 一一热量Q后，活塞缓慢上升d次后再次平衡，求：(1)外界空气的温度是多少？下i(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？F. 一T ,解析：(1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖吕萨克定律有（2分）V _ TV。 T0得外界温度T /To

12、=Vo(ho d)hoSTo =hoTo(2分)所以外界对系统做的（2）活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功,功 TOC o 1-5 h z W = （mg + PoS）d（2 分）根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能AE=Q +W=Q（mg + poS）d（2 分）11 （2O13山东省淄博市实验中学期末）如图所示，气缸放置在水平平台上， 活塞质量为1Okg,横截面积5Ocm2,厚度1cn气缸全长 21cm,气缸质量2Okg,大气压强为1X1O5Pa,当温度为7c时，活塞封闭的气柱长1Ocm,II若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。g取10m/

13、s2求：,11（1）气柱多长？（2）当温度多高时，活塞刚好接触平台？解：（1）设气缸倒置前后被封闭气体的压强分别为P1和P2,气柱长度分别为 Li和匕.Pi =P0 +胆=1.2 X105 Pa（1 分）sPi =Po -胆=0.8 X105 Pa（1 分）s倒置过程为等温变化，由玻意耳定律可得PiLi=BL2 （2分）, L2 =且 L1=15cm （1 分）P2（2）设倒置后升温前后封闭气柱温度分别为F和T3,升温后气柱长度为 L3.T2 =T1 =（273 7）K =280KL2 =15cm,L3 = 20cm升温过程为等压变化，由盖吕萨克定律可得纤（2分）T2 一 T3二丁3 =豆丁2

14、 =373K（1 分）L212 （2013江苏南京盐城一模）如图所示，一弹簧竖直悬挂气缸的活塞，使气缸悬空静止,活塞与气缸间无摩擦，缸壁导热性能良好。为S,外界大气压强为 p,环境温度为温度升高AT时，求：（1）活塞与筒底间的距离变化量；（2）此过程中气体对外做的功。解析：此过程是等压变化:V1V2 _ VT1 T2 TdS ：dS一=,T T所以：d =5T气体压强P = P0 - GS所以W 二PS d =！PS-G 513（10分）（2013河南名校质检）图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容 积

15、的细管连通。容器内两个绝热的活塞 A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强 p0,温度为T=273K,连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0O系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将AS慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求（i）第二次平衡时氮气的体积；po ,体积为hS,（ii）水的温度。解析：（i ）考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为末态体积为0.8hS。设末态的压强为P,由玻意耳定律得Pohsp 二0.8hS= 1.25p。1.1 Po,活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程。该过程的初态压强为 体积为V;末态的压强为P ,体积为V ,则 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bo