2013高考物理模擬新題特快專遞(第五期)專題十八、選修3-3熱學(xué)

1、12013 高考模擬新題特快專遞第五期專題十八、選修 3-3 熱學(xué)1. （2013 江蘇南京鹽城一模）下列說法中正確的是（）A. 布朗運(yùn)動(dòng)是指在顯微鏡下觀察到的液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B. 葉面上的 小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用C. 不具有規(guī)則幾何形狀的物體一定不是晶體D. 氫氣和氮?dú)獾臏囟认嗤瑫r(shí)，它們分子的平均速率相同答案：B解析：布朗運(yùn)動(dòng)是指在顯微鏡下觀察到的懸浮在液體中的小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用，選項(xiàng)B 正確 A 錯(cuò)誤；多晶體不具有規(guī)則幾何形狀，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；氫氣和氮?dú)獾臏囟认嗤瑫r(shí)，它們分子的平均動(dòng)能相同，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤。2. （6 分）（20

2、13 貴州六校聯(lián)考）如圖甲，一個(gè)導(dǎo)熱氣缸豎直放置，氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的氣體，活塞與氣缸壁緊密接觸，可沿汽缸壁無摩擦地上下移動(dòng)。若大氣壓保持不變，而環(huán)境溫度緩慢升高，在這個(gè)過程中 _（填入正確選項(xiàng)前的字母， 選對(duì) 1 個(gè)給 3 分,選對(duì) 2 個(gè)給 4 分，選對(duì) 3 個(gè)給 6 分，每選錯(cuò) 1 個(gè)扣 3 分，最低得分為 0 分）。A. 汽缸內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大B. 封閉氣體對(duì)外做功C. 汽缸內(nèi)單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多D. 封閉氣體吸收熱量E.汽缸內(nèi)單位時(shí)間內(nèi)撞擊活塞的分子數(shù)減少【答案】BDE【解析】環(huán)境溫度緩慢升高，說明封閉氣體從外界吸收熱量，溫度升高，體積增大，對(duì)外做功，由于大氣壓保持不變，氣體

3、壓強(qiáng)不變，質(zhì)量一定，分子數(shù)一定，體積增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少，所以汽缸內(nèi)單位時(shí)間內(nèi)撞擊活塞的分子數(shù)減少，汽缸內(nèi)分子的平均動(dòng)能增大，不一定每個(gè)分子的動(dòng)能都增大。3 （5 分）（2013 黑龍江哈爾濱名校質(zhì)檢）對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是第 33 題圖甲A.若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變B.若氣體的溫度不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大C .若氣體溫度升高 IK ,其等容過程所吸收的熱量一定大于等壓過程所吸收的熱量D.在完全失重的狀態(tài)下，氣體的壓強(qiáng)為零答案：A解析：若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，則溫度不變，其內(nèi)能也一定不變，選項(xiàng)A 正確；若氣體的溫度不斷升高，若體積不斷增大，其

4、壓強(qiáng)也不一定不斷增大，選項(xiàng)B 錯(cuò)誤；若氣體溫度升高 IK ,由于等容過程體積不變，不對(duì)外做功，其等容過程所吸收的熱量一定小 于等壓過程所吸收的熱量， 選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；由于氣體的壓強(qiáng)是由分子對(duì)器壁的頻繁碰撞產(chǎn) 生的，在完全失重的狀態(tài)下，氣體的壓強(qiáng)一定不為零，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤。4.（ 9 分）（2013 貴州六校聯(lián)考）某同學(xué)用一端封閉的U形管，研究一定質(zhì)量封閉氣體的壓強(qiáng)，如圖乙所示，U形管豎直放置，當(dāng)封閉氣柱長為Lo時(shí)，兩側(cè)水銀面的高度差為h，大氣壓強(qiáng)為Po。求：1封閉氣體的壓強(qiáng)（用 cmHg 作單位）；2若Lo=2Ocmh=8.7cm，該同學(xué)用與U形管口徑相同的量筒往U形管內(nèi)繼續(xù)緩慢注入水銀，當(dāng)再注

5、入 13.3cm 長水銀柱時(shí)，右側(cè)水銀面恰好與管 口相平齊。設(shè)環(huán)境溫度不變，求大氣壓強(qiáng)是多少cmHg?解析：封閉氣體的壓強(qiáng)為P=P0+pgh . （2 分）解得P= （F0+h） cmHg . （1 分）此時(shí)圭寸閉氣柱長Li=Lo（h+ALLo） =18cm . （2 分）由波意爾定律（Po+h）Lo= （P+Li）Li .（2 分）解得 R=75 cmHg . .（2 分）第 33 題圖乙5 （2oi3 江蘇南京鹽城一模）如圖甲所示，取一支大容量的注射V15器，拉動(dòng)活塞吸進(jìn)一些乙醚，用橡皮帽把小孔堵住，迅速向外拉動(dòng)活塞到一定程度時(shí)，注射器里的液態(tài)乙醚消失而成為氣態(tài)，此時(shí)注射器中的溫度_表示速

6、率：處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率。答案：降低 C解析：液態(tài)乙醚消失而成為氣態(tài)，吸收熱量，此時(shí)注射器中的溫 速率分布呈正態(tài)分布，最接近圖乙中的C 線。6.(2013 山東省名校期末檢測(cè))如圖所示，教室內(nèi)用截面積為0.2m2的絕熱活塞，將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在圓柱形汽缸內(nèi)，活塞與氣缸之間無摩擦，a狀態(tài)是汽缸放在冰水混合物中氣體達(dá)到的平衡狀態(tài)，活塞離汽缸底部的高度為0.6m ； b 狀態(tài)是汽缸從容器中移出后達(dá)到的平衡狀態(tài)，活塞離汽缸底部的高度為 0.65m。設(shè)室內(nèi)大氣壓強(qiáng)始終保持1.0 x105Pa,忽略活塞質(zhì)量。(1) 求教室內(nèi)的溫度；(2)若氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài) b的過程中，內(nèi)能增加了56

7、0J，求此過程中氣體吸收 的熱量。解析：(1)由題意知?dú)怏w做等壓變化，設(shè)教室內(nèi)溫度為T2(“升高”、“降低”或“不變”)， 乙醚氣體分子的速率分布情況最接近圖乙中的_ 線(“A”、“ B”、“C)。圖中 f(u)度降低。乙醚氣體分子的由出T1T2（2分）V16知T2二汪=295.75（ K）（ 2 分）73（2）氣體對(duì)外界做功為w二PoS（h2- hi） =10（2 分）據(jù)熱力學(xué)第一定律得Q =:U -W = 1560（ J）（ 2 分）7.（2013 年山東省德州名校期末檢測(cè)）一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，初始時(shí)氣體體積為 3.0X10-3nio用 DIS 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)得此時(shí)氣體的溫

8、度和壓強(qiáng)分雖為300K和 1.0X105Pa。加熱氣體緩慢推動(dòng)活塞， 測(cè)得氣體的溫度和壓強(qiáng)分雖為 320K 和 1.05X10 Pao1求此時(shí)氣體的體積。2保持溫度為 320K 不變，緩慢改變作用在活塞上的力，使氣體壓強(qiáng)變?yōu)?.0X104Pa,求此時(shí)氣體的體積。解析：由氣體狀態(tài)方程知兇二也，T0T1將V0=3.0 10m3,T0=300K, p0=1.0 105Pa,5人=320匚口=1.0 10 Pa代入上式，解得w =3.0 10m3.3 分氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有p1V p2V2將P2=8.0 104Pa 代入可得，V2=4.0 10；m3.3 分8.（2013 山東省聊城一中

9、期末）蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等熱機(jī)以及電冰箱工作時(shí)都利用了氣體狀態(tài)變化來實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，我們把這些氣體稱為工質(zhì)。某熱機(jī)經(jīng)過一個(gè)循環(huán)后，工質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰酫,對(duì)外做功W又對(duì)低溫?zé)嵩捶艧酫,工質(zhì)完全回復(fù)初始狀態(tài)，內(nèi)能沒有 變化。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，在工質(zhì)的一個(gè)循環(huán)中，Q、Q、W三者之間滿足的關(guān)系是_ 。熱機(jī)的效率=才不可能達(dá)到 100%,從能量轉(zhuǎn)換的角度，說明 _能不能完全轉(zhuǎn)化為 _ 能，而不引起任何變化。答案：Q=W+Q2 分）內(nèi)能（1 分）機(jī)械能（1 分）8解析：根據(jù)題述，工質(zhì)完全回復(fù)初始狀態(tài)，內(nèi)能沒有變化。由熱力學(xué)第一定律, 三者之間滿足的關(guān)系是Q=W+Q。熱機(jī)的效率H =一 不可能達(dá)到 10

10、0%從能量轉(zhuǎn)換的角度,Qi說明內(nèi)能不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起任何變化。9.(2013 山東省聊城一中期末)某居民樓發(fā)生爆炸，造成多人受傷，事故原因被認(rèn)定為使用煤氣不當(dāng)造成泄漏。 一般情況下，煤氣爆炸時(shí)房間內(nèi)氣體溫度會(huì)從常溫迅速升高到550C,甚至更高。請(qǐng)你估算出發(fā)生爆炸時(shí)產(chǎn)生的氣體的壓強(qiáng)是大氣壓的多少倍？解析：爆炸瞬間可認(rèn)為房間內(nèi)氣體經(jīng)歷了一個(gè)等容的過程，爆炸前室內(nèi)氣體可看作常溫常壓，故首先應(yīng)假設(shè)是一個(gè)等容的過程。初狀態(tài)參量：p1=1atm ,T1=(27+273)K=300 K ,設(shè)爆炸時(shí)氣體壓強(qiáng)為p2T2=(550+273)K=823 K ,由查理定律得，p2=T2pi/T12 分解得

11、：p2=2.74atm，即約等于大氣壓的2.74 倍。2 分10. (2013 年山東省濟(jì)寧市一中期末)如圖所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m 的活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能支摩擦滑動(dòng)，容器的橫截面積為S。開始時(shí)氣體的溫度為 To,活塞與容器底的距離為 ho?，F(xiàn)將整 個(gè)裝置放在大氣壓恒為 po的空氣中，當(dāng)氣體從外界吸收 熱量 Q 后，活塞緩慢上升 d 次后再次平衡，求：(1)外界空氣的溫度是多少？(2)在此過程中的密閉氣體的內(nèi)能增加了多少？解析：(1 )取密閉氣體為研究對(duì)象，活塞上升過程為等壓變化，由蓋呂薩克定律有VV0 0得外界溫度Q、Q、W(2 分)9(2)活塞上升的過程，密

12、閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，所以外界對(duì)系統(tǒng)做的功W = -(mg PoS)d根據(jù)熱力學(xué)第一定律得密閉氣體增加的內(nèi)能11(2013 山東省淄博市實(shí)驗(yàn)中學(xué)期末)如圖所示，氣缸放置在水平平臺(tái)上,橫截面積 50cmf,厚度 1cm 氣缸全長 21cm,氣缸質(zhì)量 2Okg，大5氣壓強(qiáng)為 1x10 Pa，當(dāng)溫度為 7C時(shí)，活塞封閉的氣柱長10cm,若將氣缸倒過來放置時(shí)，活塞下方的空氣能通過平臺(tái)上的缺口與大氣相通。g取 10m/s2求：(1)氣柱多長?(2)當(dāng)溫度多高時(shí)，活塞剛好接觸平臺(tái)？解：(1)設(shè)氣缸倒置前后被圭寸閉氣體的壓強(qiáng)分別為R和P2,氣柱長度分別為L1和L2.P1=F0mg=1.2 10

13、5Pa(1分)sPPo_mg=0.8 105Pa(1分)s倒置過程為等溫變化，由玻意耳定律可得P1L1=PL2(2 分)P L21L1=15cm (1 分)P2(2)設(shè)倒置后升溫前后封閉氣柱溫度分別為匸和屯，升溫后氣柱長度為L3.T2=(273 7)K =280KL2= 15cm, L3= 20cm升溫過程為等壓變化，由蓋呂薩克定律可得Ls(2 分)T2T3.T3=土丁2=373K(1分)3L22T2TO2VohoShohoSTo（2分）（2分）E = Q W =Q _（mg poS）d（2分）活塞質(zhì)量為 10kg,1012 （2013 江蘇南京鹽城一模）如圖所示，一彈簧豎直懸掛氣缸的活塞，使

14、氣缸懸空靜止, 活塞與氣缸間無摩擦，缸壁導(dǎo)熱性能良好。已知?dú)飧字貫镚 活塞截面積為 S,外界大氣壓強(qiáng)為 Po,環(huán)境溫度為 T,活塞與筒底間的距離為d，當(dāng)溫度升高 T 時(shí)，求：（1 ）活塞與筒底間的距離變化量；（2）此過程中氣體對(duì)外做的功。解析：此過程是等壓變化：生二丫2-,T2ATdS _ .：dS T T 所以：，d =血T氣體壓強(qiáng)P二Po-GS所以W =PS：d =P0S-G13（10 分）（2013 河南名校質(zhì)檢）圖中系統(tǒng)由左右連個(gè)側(cè)壁絕熱、底部、截面均為S 的容器組成。左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉。兩個(gè)容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通。容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、B 下方封有氮?dú)?，B 上方封有氫氣。大氣的壓強(qiáng) P0,溫度為 T=273K,連個(gè)活塞因自身重量對(duì)下方氣體產(chǎn)生的附加壓 強(qiáng)均為0.1 p。系統(tǒng)平衡時(shí)，各氣體柱的高度如圖所示。現(xiàn)將系 統(tǒng)的底部浸入恒溫?zé)崴壑?，再次平衡時(shí)A 上升了一定的高度。用外力將 A 緩慢推回第一次平衡時(shí)的位置并固定，第三次達(dá)到平衡后，氫氣柱高度為 0.8h。氮?dú)夂蜌錃饩梢暈槔硐霘怏w。求（i）第二次平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積;（ii）水的溫度。解析：（i）考慮氫氣的等溫過程。該過程的初態(tài)壓強(qiáng)為 末態(tài)體積為 0.8hS。Po，體積為 h