2019届高三物理二轮复习练习专题八第1讲热学课后演练强化提能Word版含解析

(建议用时：40分钟)一、选择题1．(2017·高考北京卷)以下关于热运动的说法正确的是()A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大解析：选C.水流的速度是机械运动的速度，不同于水分子无规则热运动的速度，A项错误；分子永不停息地做无规则运动，B项错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的热运动越剧烈，故C项正确；水的温度升高，水分子的平均动能增大，即水分子的平均运动速率增大，但不是每一个水分子的运动速率都增大，D项错误．2．(2018·遵义模拟)下列说法中错误的是()A．热力学第一定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．扩散现象说明了分子的运动就是要打破一切不均衡性，使之均衡C．表面张力是由于液体表面层内分子单纯具有一种引力所引起的D．一定质量的晶体，熔化时吸收的热量和凝固时放出的热量相等E．做功是改变内能的唯一方式，做功的多少只由物体的初、末状态决定解析：选ACE.热力学第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，A错误；扩散现象说明了分子的运动就是要打破一切不均衡性，使之均衡，B正确；液体表面层里的分子力比液体内部稀疏，就是分子间的距离比液体内部大些，那么分子间的引力大于分子斥力，分子间的相互作用表现为引力，C错误；一定质量的晶体，熔化时吸收的热量和凝固时放出的热量相等，D正确；做功和热传递均是改变内能的方式，E错误．3．(2018·高考全国卷Ⅱ)对于实际的气体，下列说法正确的是()A．气体的内能包括气体分子的重力势能B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的体积变化时，其内能可能不变E．气体的内能包括气体分子热运动的动能解析：选BDE.实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，所以B、D、E正确，A、C错误．4．(2018·郑州质检)如图所示为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是()A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r1时，分子间势能E p最小D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功E．当r等于r2时，分子间势能E p最小解析：选BDE.由题图知：r＝r2时分子势能最小，E对，C错；平衡距离为r2，r＜r2时分子力表现为斥力，A错，B对；r由r1变到r2的过程中，分子势能逐渐减小，分子力做正功，D对．5．(2016·高考全国卷Ⅲ)关于气体的内能，下列说法正确的是()A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C．气体被压缩时，内能可能不变D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加解析：选CDE.温度相同的气体分子平均动能相同，仅质量相同，分子质量不同的气体，所含分子数不同，气体的动能也不同，所以内能不一定相同，A项错误；气体的内能与整体运动的机械能无关，B项错误；理想气体等温压缩过程中，其内能不变，C项正确；理想气体不考虑分子间相互作用力，分子势能为零，一定量的气体，分子数量一定，温度相同时分子平均动能相同，由于内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和，所以D项正确；由盖－吕萨克定律可知，一定量的理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，则其内能一定增加，E项正确．6．(2016·高考全国卷Ⅱ)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p－T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是()A ．气体在a 、c 两状态的体积相等B ．气体在状态a 时的内能大于它在状态c 时的内能C ．在过程cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D ．在过程da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E ．在过程bc 中外界对气体做的功等于在过程da 中气体对外界做的功解析：选ABE .由pV T＝k 可知，p －T 图象中过原点的一条倾斜的直线是等容线，A 项正确；气体从状态c 到状态d 的过程温度不变，内能不变，从状态d 到状态a 的过程温度升高，内能增加，B 项正确；由于过程cd 中气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外放出的热量等于外界对气体做的功，C 项错误；在过程da 中气体内能增加，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，D 项错误；过程bc 中，外界对气体做的功W bc ＝p b (V b －V c )＝p b V b －p c V c ，过程da 中气体对外界做的功W da ＝p d (V a －V d )＝p a V a －p d V d ，由于p b V b ＝p a V a ，p c V c ＝p d V d ，因此过程bc 中外界对气体做的功与过程da 中气体对外界做的功相等，E 项正确．二、非选择题7．一U 形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p 0＝75.0 cmHg .环境温度不变．解析：设初始时，右管中空气柱的压强为p 1，长度为l 1；左管中空气柱的压强为p 2＝p 0，长度为l 2.活塞被下推h 后，右管中空气柱的压强为p ′1，长度为l ′1；左管中空气柱的压强为p ′2，长度为l ′2.以cmHg 为压强单位．由题给条件得p 1＝p 0＋(20.0－5.00)cmHg ①l ′1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫20.0－20.0－5.002cm ② 由玻意耳定律得p 1l 1＝p ′1l ′1③联立①②③式和题给条件得p ′1＝144 cmHg ④依题意p ′2＝p ′1⑤l ′2＝4.00 cm ＋20.0－5.002cm －h ⑥ 由玻意耳定律得p 2l 2＝p ′2l ′2⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h ＝9.42 cm .答案：见解析8．(2018·湖南长郡中学模拟)将如图所示的装置的右端部分汽缸B 置于温度始终保持不变的环境中，绝热汽缸A 和导热汽缸B 均固定在地面上，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦，开始时两形状相同的长方体汽缸内装有理想气体，压强均为p 0、体积均为V 0、温度均为T 0，缓慢加热A 中气体，使汽缸A 中气体的温度升高到1.5T 0，稳定后，求：(1)汽缸A 中气体的压强p A 以及汽缸B 中气体的体积V B ；(2)此过程中B 中气体吸热还是放热？试分析说明．解析：(1)因为此时活塞处于平衡状态，根据平衡条件可知p A ＝p B ，选汽缸A 中气体为研究对象，根据理想气体状态方程得p 0V 0·1T 0＝p A V A ·11.5T 0.选汽缸B 中气体为研究对象，根据玻意耳定律得p 0V 0＝p B V B ，又因为2V 0＝V A ＋V B ，联立得p A ＝p B ＝1.25p 0，V B ＝0.8V 0.(2)因为B 中气体温度不变，所以内能不变，活塞对B 中气体做正功，由热力学第一定律可知气体放热．答案： (1)1.25p 0 0.8V 0 (2)放热 见解析9．(2016·高考全国卷Ⅰ)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp与气泡半径r 之间的关系为Δp ＝2σr，其中σ＝0.070 N/m .现让水下10 m 处一半径为0.50 cm 的气泡缓慢上升．已知大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，重力加速度大小g ＝10 m/s 2.(1)求在水下10 m 处气泡内外的压强差；(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值．解析：(1)当气泡在水下h ＝10 m 处时，设其半径为r 1，气泡内外压强差为Δp 1，则Δp 1＝2σr 1①代入题给数据得Δp 1＝28 Pa .②(2)设气泡在水下10 m 处时，气泡内空气的压强为p 1，气泡体积为V 1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p 2，气泡内外压强差为Δp 2，其体积为V 2，半径为r 2.气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p 1V 1＝p 2V 2③由力学平衡条件有p 1＝p 0＋ρgh ＋Δp 1④p 2＝p 0＋Δp 2⑤气泡体积V 1和V 2分别为V 1＝43πr 31⑥ V 2＝43πr 32⑦ 联立③④⑤⑥⑦式得⎝⎛⎭⎫r 1r 23＝p 0＋Δp 2ρgh ＋p 0＋Δp 1⑧ 由②式知，Δp i ≪p 0，i ＝1、2，故可略去⑧式中的Δp i 项．代入题给数据得r 2r 1＝32≈1.3. 答案：(1)28 Pa (2)1.310．(2017·高考全国卷Ⅲ)(1)如图，一定质量的理想气体从状态a 出发，经过等容过程ab 到达状态b ，再经过等温过程bc 到达状态c ，最后经等压过程ca 回到初态a .下列说法正确的是________．A ．在过程ab 中气体的内能增加B ．在过程ca 中外界对气体做功C ．在过程ab 中气体对外界做功D ．在过程bc 中气体从外界吸收热量E ．在过程ca 中气体从外界吸收热量(2)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示，玻璃泡M 的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K 1和K 2.K 1长为l ，顶端封闭，K 2上端与待测气体连通；M 下端经橡皮软管与充有水银的容器R 连通．开始测量时，M 与K 2相通；逐渐提升R ，直到K 2中水银面与K 1顶端等高，此时水银已进入K 1，且K 1中水银面比顶端低h ，如图(b)所示．设测量过程中温度、与K 2相通的待测气体的压强均保持不变．已知K 1和K 2的内径均为d ，M 的容积为V 0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g .求：①待测气体的压强；②该仪器能够测量的最大压强． 解析：(1)ab 过程，气体压强增大，体积不变，则温度升高，内能增加，A 项正确；ab 过程发生等容变化，气体对外界不做功，C 项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定，bc 过程发生等温变化，内能不变，bc 过程，气体体积增大，气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，D 项正确；ca 过程发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做正功，B 项正确；ca 过程，气体温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体向外界放热，E 项错误．(2)①水银面上升至M 的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V ，压强等于待测气体的压强p .提升R ，直到K 2中水银面与K 1顶端等高时，K 1中水银面比顶端低h ；设此时封闭气体的压强为p 1，体积为V 1，则V ＝V 0＋14πd 2l ① V 1＝14πd 2h ② 由力学平衡条件得p 1＝p ＋ρgh ③整个过程为等温过程，由玻意耳定律得pV ＝p 1V 1④联立①②③④式得p ＝ρπgh 2d 24V 0＋πd 2（l －h ）.⑤。