2021届课标版高考物理一轮复习专题训练：专题十四 热 学

上方有一横截面积为S、质量不计的大活塞.现将汽缸甲中的气体缓慢升温到T0,同时在大活塞上增加砝码,稳定后细管中的小活塞仍停在原位置.外界大气压强为p0,乙汽缸中气体温度保持不变,两汽缸内气体的质量及一切摩擦均不计,重力加速度大小为g.求: (1)大活塞上增加的砝码的质量m; (2)大活塞下移的距离L.

13.[2020吉林长春质量监测,10分]如图所示,一端开口、一端封闭的导热玻璃管,封闭有一定质量的理想气体,开口端浸入固定在地面上的水银槽中,用弹簧测力计拉着玻璃管的封闭端,此时管内外水银面高度差为h1,外界大气压强为p0,温度为T0,弹簧测力计示数为F1.若外界气压保持不变,温度变为T(未知),稳定后管内外水银面高度差为h2(仍然是管内水银面较高),弹簧测力计示数为F2(未知).已知玻璃管封闭端到槽内水银面的高度始终为H,不计玻璃管所受浮力,水银密度为ρ,玻璃管横截面积为S,重力加速度为g.求: (1)变化后的温度T; (2)弹簧测力计的示数F2.

14.[8分]实验室内有一容积为V0的储气罐,里面充有压强为6p0的空气(可视为理想气体),现用该储气罐给原来气体压强为p0的篮球充足气,使篮球内气体的压强达到1.5p0.已知每个篮球的体积为V0.不考虑温度变化及篮球体积的变化. (1)求给两个篮球充气后,储气罐中气体的压强大小; (2)该储气罐最多能给几个这种篮球充足气?

15.[10分]在一上面盖有活塞的汽缸中密封一定质量的理想气体,该气体在初状态A时的温度为tA=27 ℃,体积为VA=2×10-3 m3,压强为pA=3×105 Pa.气体保持体积不变从状态A变化到状态B,

压强降低为pB=2×105 Pa.然后保持压强不变从状态B变化到状态C,体积增大到VC=3×10-3 m3. (1)求该气体在状态B、C时的温度;

(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?

16.[10分]如图所示,一端封闭的导热U形管竖直放置,左管横截面积是右管的两倍,一段水银柱封闭了一定量的理想气体,右管水银柱上表面到管口的距离为2 cm,右管水银柱液面比左管水银柱液面高2 cm,左管液柱高也为2 cm.若将U形管倒置,没有水银流出,且右管水银柱下表面刚好与管口平齐.已知大气压强为76 cmHg,环境温度恒为300 K,忽略U形管底部连接处的影响.(计算结果均保留整数) (1)求U形管倒置前封闭空气柱的长度;

(2)若U形管不导热,不倒置,设法缓慢加热管内封闭气体,直至右管中水银柱上表面与管口平齐,求此时封闭气体的温度.

答案解析

1.ADE 液体与大气相接触时,表面层分子比较稀疏,分子间距离r>r0,分子间的作用表现为相互吸引,选项A正确;水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,这时蒸发和凝结仍在进行,达到动态平衡,选项B错误;温度不同时,未饱和汽的压强不一定小于饱和汽的压强,选项C错误;空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距影响蒸发快慢及人们对干爽与潮湿的感受,选项D正确;不浸润现象的附着层,分子间距离r>r0,分子力表现为引力,附着层有收缩的趋势,选项E正确.

2.BCE 第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律,第二类永动机不可能制成才是因为热机效率无法达到100%,A错;一定质量的理想气体等温降压膨胀,对外做的功等于从外界吸收的热量,内能不变,B对;一切与热有关的自发过程总是向无序性增加的方向进行,C对;一个孤立系统的总熵不变或增加,D错;热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的特殊表达形式,E对.

3.BCE 同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒可以按不同的规律排列,显示出不同的性

质,如金刚石和石墨,A错误;有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体,如金刚石是晶体,石墨也是晶体,组成它们的微粒均是碳原子,B正确;在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,C正确;温度是分子平均动能的标志,晶体硫熔化过程中,温度不变,分子平均动能不变,D错误;在一定条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体,E正确.

4.BDE 温度是分子平均动能的标志,物体温度升高,分子平均动能增大,是对大量分子统计的结果,个别分子的速率可能减小,A错误;由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,物体吸收热量,没有对外界做功,内能增大,B正确;理想气体在等容变化过程中,对外不做功,根据=C可知,温度可能变化,内能可能变化,C错误;功和热转化是有方向性的,功可以全部变成热,但热不能自发地全部转化为功,即功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程,D正确;如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡,E正确.

5.BCE 如果活塞迅速下压,活塞对气体做功,气体来不及散热,由热力学第一定律可知,气体内能增加,温度升高,压强增大,A错,B对;活塞迅速下压时汽缸内气体分子间距离减小,分子势能增加,C对;当活塞下压后被迅速反弹时,气体对外做功,来不及吸热,气体内能减小,温度降低,分子平均速率减小,但不是每个气体分子的速率都减小,有些分子的速率可能增大,D错,E对. 6.CDE 酒精气体弥散是酒精分子在做扩散运动,A、B错;由理想气体状态方程可知当温度不变时,体积增大,压强减小,C对;由热力学第一定律可知,理想气体温度不变时,则内能不变,若体积增大,气体对外做功,则需从外界吸热,D、E对.

7.BCD 当r=r0时,分子力的合力为零,若从rr0,从r0到r1分子力表现为引力,引力做负功,分子势能增大,因此r1处分子势能不是最小,选项E错误.

8.BDE 悬浮微粒的运动(即布朗运动)反映了液体分子的无规则热运动,但不是物质分子的运动,选项A错误;当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等,分子处于平衡位置,选项B正确;食盐晶体是单晶体,物理性质上具有各向异性,选项C错误;小草上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力,选项D正确;根据热力学第二定律可知,热量总是自发地从温度较高的物体传递到温度较低的物体,而温度是分子平均动能的标志,所以热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体,选项E正确.

9.ACE 由于气闸舱B内为真空,所以气体在膨胀过程中不会对外做功,又系统与外界没有热交

换,则气体内能不变,故A正确,D错误;根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的宏观变化都是不可逆的,故B错误;对于一定质量的理想气体内能不变,则温度不变,由pV=C,且气体体积增大可知,气体压强减小,故C正确;气体体积变大,分子数密度n减小,温度不变,分子平均动能不变,平均速率