專(zhuān)題（85）熱學(xué) 元過(guò)關(guān)檢測(cè)（解析版）

2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)全攻關(guān)專(zhuān)題（85）熱學(xué)元過(guò)關(guān)檢測(cè)（解析版）選擇題：本題共10小題，每小題6分，滿分60分。在每小題給出的選項(xiàng)中有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1．（2020江蘇卷）玻璃的出現(xiàn)和使用在人類(lèi)生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體。下列關(guān)于玻璃的說(shuō)法正確的有A．沒(méi)有固定的熔點(diǎn)B．天然具有規(guī)則的幾何形狀C．沿不同方向的導(dǎo)熱性能相同D．分子在空間上周期性排列【答案】AC【解析】根據(jù)非晶體的特點(diǎn)可知非晶體是指組成物質(zhì)的分子（或原子、離子）不呈空間有規(guī)則周期性排列的固體。它沒(méi)有一定規(guī)則的外形。它的物理性質(zhì)在各個(gè)方向上是相同的，叫“各向同性”。它沒(méi)有固定的熔點(diǎn)。故選AC。2．（單選）（2020年天津卷）水槍是孩子們喜愛(ài)的玩具，常見(jiàn)的氣壓式水槍儲(chǔ)水罐示意如圖。從儲(chǔ)水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口。扣動(dòng)扳機(jī)將閥門(mén)M打開(kāi)，水即從槍口噴出。若在不斷噴出的過(guò)程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體A．壓強(qiáng)變大 B．對(duì)外界做功C．對(duì)外界放熱 D．分子平均動(dòng)能變大【答案】B【解析】A．隨著水向外噴出，氣體的體積增大，由于溫度不變，根據(jù)恒量可知?dú)怏w壓強(qiáng)減小，A錯(cuò)誤；BC．由于氣體體積膨脹，對(duì)外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律氣體溫度不變，內(nèi)能不變，一定從外界吸收熱量，B正確，C錯(cuò)誤；D．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，由于溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，D錯(cuò)誤。故選B。3、如圖甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離x的關(guān)系如圖所示．圖中分子勢(shì)能的最小值為－E0，若兩分子所具有的總能量為零，則下列說(shuō)法中正確的是()A．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，加速度最大B．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，動(dòng)能為E0C．乙分子在Q點(diǎn)(x＝x1)時(shí)，處于平衡狀態(tài)D．乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1【答案】BD【解析】乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，分子勢(shì)能最小，可知該點(diǎn)分子力為零，加速度為零，即加速度最小，故A錯(cuò)誤．乙分子在P點(diǎn)分子勢(shì)能為－E0，兩分子所具有的總能量為零，則其動(dòng)能為E0，故B正確．乙分子在Q點(diǎn)，分子勢(shì)能為零，合力表現(xiàn)為分子斥力，故C錯(cuò)誤．當(dāng)x＜x1時(shí)分子勢(shì)能為正，總能量為0，動(dòng)能應(yīng)為負(fù)，是不可能的，因此分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1，故D正確．4．（2020新課標(biāo)Ⅱ卷）下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的敘述，違背熱力學(xué)第一定律的有_______，不違背熱力學(xué)第一定律、但違背熱力學(xué)第二定律的有_______。A．汽車(chē)通過(guò)燃燒汽油獲得動(dòng)力并向空氣中散熱B．冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C．某新型熱機(jī)工作時(shí)將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影響D．冰箱的制冷機(jī)工作時(shí)從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)【答案】BC【解析】A．燃燒汽油產(chǎn)生的內(nèi)能一方面向機(jī)械能轉(zhuǎn)化，同時(shí)熱傳遞向空氣轉(zhuǎn)移。既不違背熱力學(xué)第一定律，也不違背熱力學(xué)第二定律；B．冷水倒入保溫杯后，沒(méi)有對(duì)外做功，同時(shí)也沒(méi)有熱傳遞，內(nèi)能不可能減少，故違背熱力學(xué)第一定律；C．某新型熱機(jī)工作時(shí)將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，必然產(chǎn)生其他影響故違背熱力學(xué)第二定律；D．制冷機(jī)消耗電能工作時(shí)從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)，發(fā)生了內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，同時(shí)對(duì)外界產(chǎn)生了影響。既不違背熱力學(xué)第一定律，也不違背熱力學(xué)第二定律。5．下列說(shuō)法正確的是()A．溫度相同的物體，內(nèi)能不一定相等B．布朗運(yùn)動(dòng)是指在顯微鏡下觀察到的液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．所有晶體都有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)D．液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏，分子力表現(xiàn)為引力E．若不考慮分子勢(shì)能，則質(zhì)量、溫度都相同的氫氣和氧氣內(nèi)能相等【答案】ACD【解析】溫度相同的物體，分子平均動(dòng)能相同，但是物體的內(nèi)能還與分子的數(shù)目、體積有關(guān)，故內(nèi)能不一定相等，故A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的小顆粒的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，但不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；區(qū)分晶體與非晶體要看有沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，所有晶體都有確定的熔點(diǎn)，非晶體都沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，故C正確；液體表面層的分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離；分子力表現(xiàn)為引力，故D正確；不考慮分子勢(shì)能，則質(zhì)量、溫度相同的氫氣和氧氣的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同，但由于氫氣分子的分子數(shù)多，故氫氣的內(nèi)能較大，故E錯(cuò)誤．6．氣閘艙是載人航天器中供航天員進(jìn)入太空或由太空返回時(shí)用的氣密性裝置，其原理圖如圖2所示．座艙A與氣閘艙B之間裝有閥門(mén)K，座艙A中充滿空氣，氣閘艙B內(nèi)為真空．航天員由太空返回氣閘艙時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)K，A中的氣體進(jìn)入B中，最終達(dá)到平衡．假設(shè)此過(guò)程中系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱交換，艙內(nèi)氣體可視為理想氣體，下列說(shuō)法正確的是()A．氣體并沒(méi)有對(duì)外做功，氣體內(nèi)能不變B．B中氣體可自發(fā)地全部退回到A中C．氣體體積膨脹，對(duì)外做功，內(nèi)能減小D．氣體溫度不變，體積增大，壓強(qiáng)減小E．氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)座艙A艙壁單位面積的碰撞次數(shù)將減少【答案】ADE【解析】因?yàn)闅忾l艙B內(nèi)為真空，氣體自由擴(kuò)散，體積膨脹，但沒(méi)有對(duì)外做功，又因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱交換，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知內(nèi)能不變，故A正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)熵增加原理可知一切宏觀熱現(xiàn)象均具有方向性，故B中氣體不可能自發(fā)地全部退回到A中，故B錯(cuò)誤；內(nèi)能不變，故溫度不變，平均動(dòng)能不變，根據(jù)玻意耳定律可知pV為定值，擴(kuò)散后則體積V增大，壓強(qiáng)p減小，氣體分子的密集程度減小，可知?dú)怏w分子單位時(shí)間對(duì)座艙A艙壁單位面積的碰撞次數(shù)將變少，故D、E正確．如圖一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過(guò)程如p－V圖中從a到b的直線所示．在此過(guò)程中()A．氣體溫度一直降低B．氣體內(nèi)能一直增加C．氣體一直對(duì)外做功D．氣體一直從外界吸熱E．氣體吸收的熱量一直全部用于對(duì)外做功【答案】BCD【解析】在p－V圖中理想氣體的等溫線是雙曲線的一支，而且離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)溫度越高，故從a到b溫度升高，A錯(cuò)；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，溫度越高，內(nèi)能越大，B對(duì)；氣體體積膨脹，對(duì)外做功，C對(duì)；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，得Q＝ΔU－W，由于ΔU>0、W<0，故Q>0，氣體吸熱，D對(duì)；由Q＝ΔU－W可知，氣體吸收的熱量一部分用來(lái)對(duì)外做功，一部分用來(lái)增加氣體的內(nèi)能，E錯(cuò)．8.下列說(shuō)法正確的是A．所有晶體都有固定熔點(diǎn)B．分子之間的距離增加時(shí)，分子勢(shì)能一直減小C．被凍結(jié)在冰塊中的小碳粒不能做布朗運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)楸械乃肿硬贿\(yùn)動(dòng)D．由于液體表面層的分子間距離大于體內(nèi)部分子間的距離，所以液體表面具有收縮的趨勢(shì)E.夏季天旱時(shí)，給莊稼松土是為了破壞土壤中的毛細(xì)管，防止水分蒸發(fā)【答案】ADE【解析】A．晶體都有固定熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定熔點(diǎn)；故A正確.B．兩分子之間的距離大于r0，分子力為引力，故當(dāng)分子之間的距離增加時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加；故B錯(cuò)誤.C．分子的運(yùn)動(dòng)是永不停息的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)；故C錯(cuò)誤.D．由于蒸發(fā)等原因，液體表面分子數(shù)較為稀疏，故液體表面的分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，這樣才能在分子間表現(xiàn)為引力；故D正確.E．夏季天旱時(shí)，給莊稼松土是利用毛細(xì)現(xiàn)象，為了破壞土壤中的毛細(xì)管，可防止水分蒸發(fā)，故E正確.9．根據(jù)熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A．滿足能量守恒定律的客觀過(guò)程并不是都可以自發(fā)地進(jìn)行B．知道某物質(zhì)摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)，就可求出其分子體積C．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同D．熱量可以從低溫物體傳到高溫物體E．液體很難被壓縮的原因是：當(dāng)液體分子間的距離減小時(shí)，分子間的斥力增大，分子間的引力減小，所以分子力表現(xiàn)為斥力【答案】ACD【解析】根據(jù)熱力學(xué)第二定律，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都是不可逆的，故A正確；知道某物質(zhì)的密度、摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)，可以求出一個(gè)分子占據(jù)的空間，但不一定是分子的體積，因?yàn)榉肿娱g的空隙有時(shí)是不可忽略的，故B錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，內(nèi)能不同的物體，溫度可能相同，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律知，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，但是會(huì)引起其他變化，故D正確；液體很難被壓縮的原因是當(dāng)液體分子的距離減小時(shí)，分子間的斥力增大，分子間的引力也增大，但分子斥力增大得更快，分子力表現(xiàn)為斥力，故E錯(cuò)誤．10．根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能一定減少B．第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)制不成，是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第一定律C．熱力學(xué)第二定律是從另一個(gè)側(cè)面闡述能量守恒定律D．從微觀意義上講，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律E.熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序性的量度，一個(gè)孤立的系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展【答案】BDE【解析】一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹，溫度升高，內(nèi)能增加，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)制不成，是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第一定律，選項(xiàng)B正確；熱力學(xué)第二定律是反映宏觀自然過(guò)程的方向性的定律，并不是從另一個(gè)側(cè)面闡述能量守恒定律，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從微觀意義上講，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，選項(xiàng)D正確；熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序性的量度，從微觀角度看，一個(gè)孤立的系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展，選項(xiàng)E正確。二、非選擇題（本題共5小題，滿分40分）11．（4分）（2020江蘇卷）一瓶酒精用了一些后，把瓶蓋擰緊，不久瓶?jī)?nèi)液面上方形成了酒精的飽和汽，此時(shí)_____（選填“有”或“沒(méi)有”）酒精分子從液面飛出。當(dāng)溫度升高時(shí)，瓶中酒精飽和汽的密度_____（選填“增大”“減小”或“不變”）?！敬鸢浮坑性龃蟆窘馕觥啃纬娠柡蜌夂螅凭€是會(huì)蒸發(fā)，只是液體里跑到氣體中的分子和氣體中的分子跑到液體里的速度一樣快，整體來(lái)看是不變的。即此時(shí)仍然會(huì)有酒精分子從液面飛出；溫度升高使氣體分子的動(dòng)能增大，離開(kāi)液體表面的氣體分子更多，飽和汽密度增大。（4分）某貨船在運(yùn)送貨物過(guò)程中，不慎將200升純油酸滲漏到某湖泊中，幾天后，水面上有漂浮的油酸，當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)為了評(píng)估本次泄漏事故對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)油酸在湖面上的擴(kuò)散情況進(jìn)行拍照并將圖片完整的繪制到坐標(biāo)紙上，得到如圖4所示的輪廓圖，已知坐標(biāo)紙上每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)為1cm，輪廓圖的比例尺為1∶10000(比例尺等于圖上距離與實(shí)際距離的比)，據(jù)測(cè)算，在湖面上形成的油膜僅由全部泄露油酸的eq\f(1,1000)形成，假設(shè)形成的油膜為單分子油膜，根據(jù)以上信息，可以算出：(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)該湖面上油膜的實(shí)際面積約為_(kāi)_______m2；(2)油酸分子的直徑約為_(kāi)_______m.【答案】(1)2.8×105(2)7.1×10－10【解析】(1)由于每格邊長(zhǎng)為1cm，則每一格面積就是1cm2，估算油膜的面積時(shí)超過(guò)半格算一格，小于半格就舍去，共計(jì)28格，而輪廓圖的比例尺為1∶10000，那么該湖面上油膜的實(shí)際面積約為S＝28×100×100m2＝2.8×105m2.(2)在湖面上形成的油膜對(duì)應(yīng)的油酸體積是：V＝eq\f(1,1000)×200L＝0.2L分子直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(0.2×10－3,2.8×105)m≈7.1×10－10m.13．（4分）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，最后由狀態(tài)C變化到狀態(tài)A.氣體完成這個(gè)循環(huán)，內(nèi)能的變化ΔU＝_______，對(duì)外做功W＝_______，氣體從外界吸收的熱量Q＝_______.(用圖中已知量表示)【答案】0eq\f(1,2)p0V0eq\f(1,2)p0V0【解析】氣體完成一個(gè)循環(huán)過(guò)程，溫度的變化量為零，則內(nèi)能的變化ΔU＝0；對(duì)外做功等于圖中三角形ABC的面積，即W＝eq\f(1,2)p0V0；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸熱：Q＝W＝eq\f(1,2)p0V0.14．（14分）打籃球是同學(xué)們喜愛(ài)的一種體育活動(dòng)，小明和同學(xué)們?cè)谑彝獯蛄艘欢螘r(shí)間籃球后，發(fā)現(xiàn)籃球內(nèi)氣壓不足，于是他拿到室內(nèi)充氣，已知室外溫度為－3℃，室內(nèi)溫度為17℃，籃球體積V＝5L．假定在室外時(shí)，籃球內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)為1.3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．充氣筒每次充入0.12L、壓強(qiáng)為1.0個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(p0)的空氣，整個(gè)過(guò)程中，不考慮籃球體積的變化和充氣過(guò)程中氣體溫度的變化，計(jì)算時(shí)，籃球內(nèi)部氣體按理想氣體處理．試問(wèn)：小明在室內(nèi)把籃球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)充到1.6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓以上，他至少充氣多少次？【答案】7次【解析】設(shè)籃球從室外拿到室內(nèi)后內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)為p2，則：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)即：eq\f(1.3p0,273－3)＝eq\f(p2,273＋17)解得p2＝1.45p0設(shè)充氣次數(shù)為n，設(shè)充入的氣體壓強(qiáng)變?yōu)閜2時(shí)，體積為V2，由玻意耳定律得p2V2＝np0V0則p2(V＋V2)＝p3V，其中p3＝1.6p0，聯(lián)立解得n≈6.5則在室內(nèi)把籃球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)充到1.6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓以上，他至少充氣7次．15．（14分）（2020新課標(biāo)Ⅱ卷）潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個(gè)底部開(kāi)口、上部封閉的容器，外形與鐘相似。潛水鐘在水下時(shí)其內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險(xiǎn)的需要。為計(jì)算方便，將潛水鐘簡(jiǎn)化為截面積為S、高度為h、開(kāi)口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘由水面上方開(kāi)口向下吊放至深度為H的水下，如圖所示。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g，大氣壓強(qiáng)為p0，Hh，忽略溫度的變化和水密度隨深度的變化。（1）求進(jìn)入圓筒內(nèi)水的高度l；（2）保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強(qiáng)為p0時(shí)的