2021高考物理（选择性考试）人教版一轮章末检测：12 热学

2021高考物理（选择性考试）人教版一轮章末检测：12 热学

www.ks5u.com 章末检测12　热　　学 ‎(时间90分钟　满分100分)‎ 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分．选对但不全的得2分．有选错或不选的得0分)‎ ‎1．(2019·宁夏银川一中月考)下列说法中正确的是(　　)‎ A．当两分子间距离大于平衡距离r0时，分子间的距离越大，分子势能越小 B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 C．在空气中一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能 D．对一定质量的气体做功，气体的内能不一定增加 E．热量不可以从低温物体向高温物体传递 答案：BCD ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．一定质量的气体，在体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减少 B．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大 C．空调既能制热又能制冷，说明在不自发地条件下热传递方向性可以逆向 D．外界对气体做功时，其内能一定会增大 E．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成 答案：ACE ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．扩散现象说明分子总在做无规则热运动 B．物体吸热，物体分子平均动能必定增大 C．内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化 D．分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小 E．一切热现象的自发过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行 答案：ADE ‎4．关于热现象的描述，下列说法正确的是(　　)‎ A．悬浮在水里的花粉颗粒越大，撞击花粉颗粒的水分子越多，布朗运动反而越不明显 B．气体的温度越高，每个气体分子的动能都越大 C．零摄氏度的水比等质量的零摄氏度的冰分子势能大 D．对于一定质量的理想气体，如果体积增大，就会对外做功，所以内能一定减少 E．热量既能够从高温物体传递到低温物体，也能够从低温物体传递到高温物体 解析：悬浮在液体中的小颗粒周围有大量的液体分子，由于液体分子对悬浮颗粒无规则撞击，造成小颗粒受到的冲力不平衡而引起小颗粒的运动，撞击它的分子数越多，越易平衡，布朗运动越不明显，选项A正确；温度是分子平均动能的标志，满足统计规律，对个别分子没有意义，温度越高，分子的平均动能越大，并不是每个分子的动能都增大，选项B错误；一定质量的零摄氏度的冰变化成了零摄氏度的水，需吸收热量，内能增大，由于温度相同，分子平均动能相同，那么水的分子势能更大，选项C 正确；气体体积增大时，对外做功，但有可能吸收热量，故内能变化情况未知，选项D错误；热量既能够从高温物体传递到低温物体，也能够从低温物体传递到高温物体，但会引起其他变化，选项E正确．‎ 答案：ACE ‎5．质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由固态Ⅰ到气态Ⅲ变化过程中温度T随加热时间t变化关系如图所示，单位时间所吸收的热量可看作不变，气态Ⅲ可看成理想气体．下列说法正确的是(　　)‎ A．该物质是晶体 B．该物质分子平均动能随着时间的增大而增大 C．在t1～t2时间内，该物质分子势能随着时间的增大而增大 D．在t4～t5时间内，该物质的内能随着时间的增加而增大 E．在t4～t5时间内，气体膨胀对外做功，分子势能增大 解析：Ⅱ态为固液共存态，温度不变说明物质是晶体，A正确；在t1～t2及t3～t4时间内温度不变，分子平均动能不变，B错误；在t1～t2时间内，分子平均动能不变，吸收的热量用以增加分子势能，即该物质分子势能随着时间的增加而增大，C正确；在t4～t5时间内，温度不断升高，分子动能不断增大，而理想气体分子势能忽略不计，故在t4～t5时间内，该物质的内能随时间增加而增大，D正确；在t4～t5时间内，气体为理想气体，分子势能为零，E错误．‎ 答案：ACD ‎6．(2019·宁夏银川质检)一定质量的理想气体经历一系列变化过程，如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．b→c过程中，气体压强不变，体积增大 B．a→b过程中，气体体积增大，压强减小 C．c→a过程中，气体压强增大，体积不变 D．c→a过程中，气体内能增大，体积变小 E．c→a过程中，气体从外界吸热，内能增大 解析：b→c过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖—吕萨克定律＝C得知，体积应减小，故A错误；a→b过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化，压强减小，根据玻意耳定律pV＝C得知，体积增大，故B正确；c→a过程中，由图可知p与T成正比，则气体发生等容变化，体积不变，故C正确，D错误；一定质量的理想气体的内能只与气体温度有关，并且温度越高气体的内能越大，则知c→a过程中，温度升高，气体内能增大，而体积不变，气体没有对外做功，外界也没有对气体做功，所以气体一定吸收热量，故E正确．‎ 答案：BCE ‎7．(2018·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：气体的内能是指所有气体分子热运动的动能和相互作用的势能之和，不包括分子的重力势能和气体整体运动的动能，选项A、C 错误，B、E正确；气体体积变化时，其分子势能可能增加、可能减小，而分子的动能可能增加、可能减小，其内能可能不变，选项D正确．‎ 答案：BDE ‎8．(2018·全国卷Ⅲ)如图所示，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示．在此过程中(　　)‎ A．气体温度一直降低 B．气体内能一直增加 C．气体一直对外做功 D．气体一直从外界吸热 E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功 解析：根据理想气体方程＝C，气体的压强和体积都增加，所以气体温度升高，内能增加，A错，B对；气体的体积增大，气体对外做功，C对；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，其中ΔU>0，W<0，所以Q>0，从外界吸收热量，D对；气体吸收的热量，一部分对外做功，另一部分增加了气体的内能，E错误．‎ 答案：BCD ‎9．下列说法正确的是(　　)‎ A．布朗运动是液体分子的运动，它说明了分子在永不停息地做无规则运动 B．温度是分子平均动能的标志，温度较高的物体每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大 C．物体体积增大，分子势能可能减小 D．某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为Vm，密度为ρ，用NA表示阿伏加德罗常数，则每个气体分子的质量m0＝，每个气体分子平均占据的空间V0＝ E．当分子间的距离变小时，分子间的作用力可能增大，也可能减小 解析：布朗运动是液体中悬浮小颗粒的运动，反映了液体分子的无规则热运动，故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度较高的物体分子平均动能较大，但由于分子的运动是无规则的，因此不是每个分子的动能都比温度较低的物体分子的动能大，B错误；物体体积增大，分子势能可能减小，例如，0 ℃的水结冰，体积增大，分子势能减小，C正确；应用m0＝计算出的是每个气体分子的质量，应用V0＝计算出的是每个气体分子所占空间的体积，D正确；当分子间的距离变小时，分子力可能减小，也可能增大，故E正确．‎ 答案：CDE ‎10．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是(　　)‎ A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B．外界对物体做功，物体内能一定增加 C．温度越高，布朗运动越显著 D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大 解析：温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大．选项A 正确；外界对物体做功，若存在散热，物体内能不一定增加，选项B错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项D错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E正确．‎ 答案：ACE ‎11．下列说法正确的是(　　)‎ A．第二类永动机违反了热力学第二定律，也违反了能量守恒定律 B．布朗运动反映出分子热运动的规律，即小颗粒的运动是液体分子的无规则运动 C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果 D．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 E．从微观上看，气体压强的大小与分子平均动能和分子的密集程度有关 解析：第二类永动机违反了热力学第二定律，但没有违反能量守恒定律，A项错误；布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，反映的是液体分子热运动的规律，B项错误．‎ 答案：CDE ‎12．如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是 (　　)‎ A．气体A吸热，内能增加 B．气体B吸热，对外做功，内能不变 C．气体A分子的平均动能增大 D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大 E．气体B的温度与气体A的相等 解析：气体A做等容变化，则W＝0，根据ΔU＝W＋Q可知气体A吸收热量，内能增加，温度升高，气体A分子的平均动能变大，但不是每个分子的动能都增加，选项A、C正确，D错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，重新平衡后温度与气体A的温度相等，则温度升高，内能增加；又因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，选项B错误，E正确．‎ 答案：ACE 二、非选择题(共52分)‎ ‎13.(8分)(多选)(2019·全国卷Ⅱ)p-V图象如图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1______N2，T1________T3，N2________N3(均选填“大于”“小于”或“等于”)．‎ 解析：从状态1到状态3，由理想气体状态方程知＝知T1‎ ‎＝T3；从状态1到状态2，体积不变，分子密集程度相等，由理想气体状态方程知＝知T1＝2T2，温度高则碰撞次数多，故N1>N2；从状态2到状态3，温度升高，分子平均动能增大，但压强不变，则碰撞次数减少，故N2＞N3.‎ 答案：大于　等于　大于 ‎14．(12分)(1)如图所示为“探究气体等温变化的规律”的实验装置，气体的压强可从仪表上读出，一段空气柱被橡胶塞和柱塞封闭在针筒内，从刻度尺上可读出空气柱的长度．实验过程中气体压缩太快会使气体温度________(选填“升高”“不变”或“降低”)．实验中气体向外漏气，测得气体的体积与压强的乘积________(选填“变大”“不变”或“变小”)．‎ ‎(2)如图所示是探究气体等温变化规律的简易装置图，下表是某小组的数据．若要研究p、V之间的关系，绘制图象时应选用________作为坐标系；仔细观察发现p-V的值越来越小，可能的原因是_________________________________.‎ 解析：(1)实验过程中气体压缩太快，外界对气体做了功，而气体向外界散热较少，气体的内能增大，气体温度升高；实验过程中，气体做等温变化，气体的压强p、体积V和温度T之间满足关系式pV＝‎ nRT，其中n为气体的摩尔数，R为常数，T为气体温度，也恒定不变，如果实验中气体向外漏气，那么n就会减小，所以气体的体积与压强的乘积变小．(2)由表得，pV近似为定值，用p-坐标时，图象类似为直线，而用p-V作为坐标系时为曲线，所以应选用p-作为坐标系．系统pV的值下降，可能原因是温度下降、有气体泄漏等原因，因是等温变化，所以是漏气．‎ 答案：(1)升高　变小　(2)p-　漏气 ‎15．(10分)如图所示，喷洒农药用的某种喷雾器，其药液桶的总容积为15 L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为2 L，打气筒活塞每次可以打进1 atm，150 cm3的空气，忽略打气和喷药过程中气体温度的变化．‎ ‎(1)若要使药液上方气体压强增大到2.5 atm，应打气多少次？‎ ‎(2)如果压强达到2.5 atm时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有多少升？‎ 解析：(1)设应打n次气，则有p1＝1 atm，‎ V1＝150 cm3·n＋2 L＝0.15n L＋2 L，‎ p2＝2.5 atm，V2＝2 L.‎ 根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，‎ 解得n＝20.‎ ‎(2)由题意可知V2＝2 L，p2＝2.5 atm，p3＝1 atm，‎ 根据玻意耳定律得p2V2＝p3V3，‎ 解得V3＝V2＝5 L，‎ 故剩下的药液V＝15 L－5 L＝10 L.‎ 答案：(1)20次　(2)10 L ‎16．(10分)(2019·济南模拟)如图所示，是一个连通器装置，连通器的右管半径为左管的两倍，左端封闭，封有长为30 cm的空气柱，左右两管水银面高度差为37.5 cm，左端封闭端下60 cm处有一细管用开关D封闭，细管上端与大气连通，若将开关D打开(空气能进入左管但水银不会进入细管)，稳定后会在左管内产生一段新的空气柱．已知外界大气压强p0＝75 cmHg.求稳定后左端管内的所有空气柱的总长度为多少？‎ 解析：空气进入后将左端水银柱隔为两段，上段为30 cm，‎ 初始状态左端上面空气柱压强 p1＝p0－ph1＝75 cmHg－37.5 cmHg＝37.5 cmHg，‎ 末状态左端上面空气柱压强 p2＝p0－ph2＝75 cmHg－30 cmHg＝45 cmHg，‎ 由玻意耳定律p1L1S＝p2L2S，‎ 得L2＝＝ cm＝25 cm.‎ 上段水银柱上移5 cm，下段水银柱下移到与右端水银柱等高，‎ 设下移的距离为x，由于U形管右管半径为左管半径的2倍，则右管横截面积为左管的4倍，由7.5 cm－x＝，解得x＝6 cm，‎ 所以左管所有空气柱总长为 L＝(6＋5＋25)cm＝36 cm.‎ 答案：36 cm ‎17．(12分)如图所示，上端带卡环的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上，汽缸内部被质量均为m的活塞A和活塞B分成高度相等的三部分，下边两部分封闭有理想气体P和Q，活塞A导热性能良好，活塞B绝热．两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦．汽缸下面有加热装置，初始状态温度均为T0，汽缸的截面积为S，外界大气压强大小为且保持不变，现对气体Q缓慢加热．求：‎ ‎(1)当活塞A恰好到达汽缸上端卡口时，气体Q的温度T1；‎ ‎(2)活塞A恰接触汽缸上端卡口后，继续给气体Q加热，当气体P体积减为原来一半时，气体Q的温度T2.‎ 解析：(1)设P、Q初始体积均为V0，在活塞A接触卡扣之前，两部分气体均等压变化，对气体Q由盖—吕萨克定律得 ＝，‎ 解得T1＝2T0.‎ ‎(2)当活塞A恰接触汽缸上端卡口后，P气体做等温变化，对气体P由玻意耳定律得·V0＝p1·，‎ 解得p1＝.‎ 此时Q气体的压强为 p2＝p1＋＝，‎ 当P气体体积变为原来一半时，Q气体的体积为V0，‎ 此过程Q气体由理想气体状态方程得 ＝，‎ 解得T2＝T0.‎ 答案：(1)2T0　(2)T0‎