【優(yōu)化探究】2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 11模塊綜合檢測

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1、 (時間90分鐘，滿分100分) 1．(6分)(2020年高考廣東理綜)圖是密閉的氣缸，外力推動活塞P壓縮氣體，對缸內(nèi)氣體做功800 J，同時氣體向外界放熱200 J，缸內(nèi)氣體的(　　) A．溫度升高，內(nèi)能增加600 J B．溫度升高，內(nèi)能減少200 J C．溫度降低，內(nèi)能增加600 J D．溫度降低，內(nèi)能減少200 J 解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體內(nèi)能增量ΔU＝W＋Q＝800 J－200 J＝600 J，對于一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能增加溫度必然升高，故A選項正確． 答案：A 2．(6分) (2020年高考上海單科)如圖，上端開口的圓柱形氣缸豎直放置，截面積為5

2、×10－3 m2，一定質(zhì)量的氣體被質(zhì)量為2.0 kg的光滑活塞封閉在氣缸內(nèi)，其壓強為________ Pa(大氣壓強取1.01×105 Pa，g取10 m/s2)．若從初溫27 ℃開始加熱氣體，使活塞離氣缸底部的高度由0.50 m緩慢地變?yōu)?.51 m，則此時氣體的溫度為________ ℃. 解析：p1＝＝＝ Pa＝0.04×105 Pa，所以p＝p1＋p0＝0.04×105 Pa＋1.01×105 Pa＝1.05×105 Pa，由蓋·呂薩克定律得＝，即＝，所以t＝33 ℃. 答案：1.05×105　33 3．(7分)空氣壓縮機在一次壓縮過程中，活塞對汽缸中的氣體做功為2.0×105

3、J，同時氣體的內(nèi)能增加了1.5×105 J．試問： (1)此壓縮過程中，氣體________(選填“吸收”或“放出”)的熱量等于________ J. (2)若一定質(zhì)量的理想氣體分別按如圖所示的三種不同過程從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，其中表示等壓變化的是________(選填“A”、“B”或“C”)，該過程中氣體的內(nèi)能________(選填“增加”、“減少”或“不變”)． 答案：(1)放出　5×104　(2)C　增加 4．(10分)(1)下列關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)象的說法正確的是________． A．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在勢能的緣故 B．一定量100

4、 °C的水變成100 °C的水蒸氣，其分子之間的勢能增加 C．對于一定量的氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱 D．如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強必然增大 E．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和 F．如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增加 (2) 如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的汽缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，活塞與汽缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體．將一細(xì)管插入液體，由于虹吸現(xiàn)象，活塞上方液體逐漸流出．在此過程中，大氣壓強與外界的溫度保持不變．關(guān)于這一過程，下列說法正確的是_____

5、_______．(填入選項前的字母，有填錯的不得分) A．氣體分子的平均動能逐漸增大 B．單位時間氣體分子對活塞撞擊的次數(shù)增多 C．單位時間氣體分子對活塞的平均沖力保持不變 D．氣體對外界做功等于氣體從外界吸收的熱量 解析：(1)氣體分子間的作用力近似為零，所以沒有容器的約束，氣體分子由于自身的熱運動會擴散到很大空間，A錯．一定量的100 °C的水變成100 °C的水蒸氣，需吸收一定熱量，其內(nèi)能增加；而分子個數(shù)、溫度均未變，表明其分子勢能增加，B對．氣體的壓強與氣體分子數(shù)密度和分子的平均速率有關(guān)，整體的體積增大，分子數(shù)密度減小，要保證其壓強不變，氣體分子的平均速率要增大，即要吸收熱量

6、、升高溫度，C對．對于一定量的氣體，溫度升高，分子平均速率變大，但若氣體體積增加得更多，氣體的壓強可能會降低，D錯．根據(jù)內(nèi)能的定義可知，E項正確．氣體的溫度升高，分子的平均速率肯定會增大，但并不是所有分子的速率都增大，F(xiàn)錯． (2)液體流出時，封閉氣體等溫膨脹，根據(jù)玻意耳定律，其體積增大，壓強減小，因為氣體溫度不變，所以氣體分子的平均動能不變， A項錯誤；因為體積增大，氣體分子數(shù)密度減小，所以氣體分子對活塞的撞擊次數(shù)減少，B項錯誤；因為壓強減小，所以氣體對活塞的壓力減小，單位時間對活塞的平均沖力減小，C項錯誤；因為氣體溫度不變，氣體內(nèi)能不變，所以氣體對外界做功等于氣體從外界吸收的熱量，D項正

7、確． 答案：(1)BCE　(2)D 5．(8分) (1)如圖所示，在有活塞的汽缸中密閉著一定質(zhì)量的理想氣體，將一個半導(dǎo)體熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減小)R置于汽缸中，汽缸固定不動，缸內(nèi)活塞可以自由移動且不漏氣，活塞下掛一沙桶，沙桶裝滿沙子時活塞恰好能夠靜止．熱敏電阻R與汽缸外的電源E和靈敏電流表組成閉合回路，汽缸和活塞具有良好的絕熱性能．如果在沙桶的底部鉆上一個小孔，那么在細(xì)沙緩緩漏出的過程中，以下判斷正確的是________． A．氣體內(nèi)能將一定增大　　　B．氣體壓強將一定減小 C．氣體將一定對外做功 D．電流表的示數(shù)將變小 (2)一種冷暖兩用型空調(diào)，銘牌標(biāo)注：輸

8、入功率1 kW，制冷能力為1.2×104 kJ/h，制熱能力為1.3×104 kJ/h.這樣，該空調(diào)在制熱時，每消耗1 J電能，將放出3 J多熱量，是指標(biāo)錯誤嗎？答：______________________； 能量守恒嗎？答：___________________________. 解析：(1)由于汽缸具有良好的絕熱性，在沙漏出的過程中，氣體壓強增大，體積減小，外力對氣體做功，氣體內(nèi)能一定增大． (2)空調(diào)制冷、制熱靠壓縮機做功，從室內(nèi)(室外)吸收熱量放到室外(室內(nèi))．空調(diào)從室外吸收的熱量放到室內(nèi)，完全可以大于電能消耗．這既不違背熱力學(xué)第一定律，也不違背熱力學(xué)第二定律，即指標(biāo)正確，總

9、能量仍守恒． 答案：(1)A　(2)否　守恒 6．(10分) 如圖是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，開始時封閉的空氣柱長度為22 cm，現(xiàn)用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉的空氣柱長度變?yōu)? cm，人對活塞做功100 J，大氣壓強為p0＝1.0×105 Pa，不計活塞的重力．問： (1)若用足夠長的時間緩慢壓縮，求壓縮后氣體的壓強有多大？ (2)若以適當(dāng)?shù)乃俣葔嚎s氣體時，向外散失的熱量為20 J，則氣體的內(nèi)能增加多少？(活塞的橫截面積S＝1 cm2) 解析：(1)設(shè)壓縮后氣體的壓強為p，活塞的橫截面積為S，l0＝22 cm，l＝2 cm，V0＝l0S，V＝lS，緩慢壓縮

10、，氣體溫度不變，由玻意耳定律得：p0V0＝pV 解得p＝1.1×106 Pa. (2)大氣壓力對活塞做功W1＝p0S(l0－l)＝2 J 人做功W2＝100 J，由熱力學(xué)第一定律： ΔU＝W1＋W2－Q. 代入數(shù)據(jù)，解得ΔU＝82 J. 答案：(1)1.1×106 Pa　(2)82 J 7．(10分) 如圖，一根粗細(xì)均勻、內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔．管內(nèi)下部被活塞封住一定量的氣體(可視為理想氣體)，氣體溫度為T1.開始時，將活塞上方的氣體緩慢抽出，當(dāng)活塞上方的壓強達(dá)到p0時，活塞下方氣體的體積為V1，活塞上方玻璃管的容積為2.6V1.活塞因重

11、力而產(chǎn)生的壓強為0.5p0.繼續(xù)將活塞上方抽成真空并密封．整個抽氣過程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變．然后將密封的氣體緩慢加熱，求： (1)活塞剛碰到玻璃管頂部時氣體的溫度； (2)當(dāng)氣體溫度達(dá)到1.8 T1時氣體的壓強． 解析：(1)活塞上方的壓強為p0時，活塞下方氣體的體積為V1，抽氣過程為等溫過程，活塞上面抽成真空時，下面氣體的壓強為0.5p0.由玻意耳定律得＝① 式中V是抽成真空時活塞下面氣體的體積．此后，氣體等壓膨脹，由蓋—呂薩克定律得＝② 式中T′是活塞碰到玻璃管頂部時氣體的溫度．由①②得 T′＝1.2T1.③ (2)活塞碰到頂部后的過程是等容升溫過程．由查理定律得＝④

12、 式中p2是氣體溫度達(dá)到1.8T1時氣體的壓強．由③④式得p2＝0.75p0. 答案：(1)1.2T1　(2)0.75p0 8．(9分 )某同學(xué)設(shè)計了如下一個用“油膜法測分子大小”的實驗．他配制的油酸酒精溶液的濃度為103 mL溶液中有純油酸1 mL，用注射器量得1 mL上述油酸酒精溶液中有液滴50滴，將其中的1滴滴入水面撒有痱子粉的淺盤里，待穩(wěn)定后，形成了清晰的油膜輪廓．他然后將一有機玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下了油膜的形狀．但他沒有坐標(biāo)紙，就先用游標(biāo)卡尺測量了該玻璃板的厚度如甲圖所示，然后用剪刀剪出了面積量等于油膜形狀的有機玻璃板，如乙圖所示，并用天平稱出了其質(zhì)量為0.3

13、kg，已知該有機玻璃板的密度為ρ＝3×103 kg/m3，請根據(jù)以上數(shù)據(jù)估測： (1)油酸膜的實際面積； (2)油酸分子的直徑． 解析：(1)由圖甲讀出有機玻璃板的厚度d＝2.5×10－3 m 油酸膜的實際面積 S＝＝ m2 ＝4×10－2 m2. (2)每滴油酸的體積 V＝××10－6 m3＝2×10－11 m3 油酸分子直徑d＝＝5×10－10 m. 答案：(1)4×10－2 m2　(2)5×10－10 m 9．(8分)(1)一定 質(zhì)量的理想氣體，由初始狀態(tài)A開始，按圖中箭頭所示的方向進(jìn)行了一系列狀態(tài)變化，最后又回到初始狀態(tài)A，即A→B→C→A(其中BC與縱軸平

14、行，CA與橫軸平行)，這一過程稱為一個循環(huán)，則： ①由A→B，氣體分子的平均動能________．(填“增大”、“減小”或“不變”) ②由B→C，氣體的內(nèi)能________．(填“增大”、“減小”或“不變”) ③由C→A，氣體________熱量．(填“吸收”或“放出”) (2)熱力學(xué)第二定律常見的表述方式有 兩種，其一是：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體而不引起其他變化；其二是：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化．第一種表述方式可以用右圖來表示，根據(jù)你對第二種表述的的理解，如果也用類似的示意圖來表示，你認(rèn)為下列圖示中正確的是________．

15、 解析：(1)①由A→B，溫度升高，分子平均動能增大． ②由B→C，對于理想氣體，溫度降低，內(nèi)能減?。? ③由C→A，體積減小，外界對氣體做功W為正，溫度降低，內(nèi)能減小，ΔU為負(fù)值． 由ΔU＝Q＋W可知，Q為負(fù)值即放熱． (2)第二種描述：熱機吸收熱，對外做功同時把熱從高溫物體傳到低溫物體． 答案：(1)①增大?、跍p小　③放出　(2)B 10．(10分)重1 000 kg的氣錘從2.5 m高處落下，打在質(zhì)量為200 kg的鐵塊上，要使鐵塊的溫度升高40 °C以上，氣錘至少應(yīng)落下多少次？設(shè)氣錘撞擊鐵塊時做的功有60%用來使鐵塊溫度升高，且鐵的比熱c＝0.11 cal/(g·°C)，g取

16、10 m/s2. 解析：氣錘下落過程中只有重力做功，機械能守恒，因而氣錘撞擊鐵塊時動能為 Ek＝mgh＝103×10×2.5 J＝2.5×104 J 由動能定理知氣錘撞擊鐵塊所做的功為 W＝Ek－0＝2.5×104 J 使鐵塊溫度升高的熱量 Q＝cmΔt＝0.11×200×103×40 cal＝3.696×106 J 設(shè)氣錘下落n次才能使鐵塊溫度升高40 °C，由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律有：nWη＝Q n＝＝＝246.4 故氣錘至少要下落247次． 答案：247 11．(8分)為了測試某種安全閥在外界環(huán)境為一個大氣壓時所能承受的最大內(nèi)部壓強，某同學(xué)自行設(shè)計制作了一個簡易的測試裝

17、置．該裝置是一個裝有電加熱器和溫度傳感器的可密閉容器．測試過程可分為如下操作步驟： A．記錄密閉容器內(nèi)空氣的初始的溫度t1 B．當(dāng)安全閥開始漏氣時，記錄容器內(nèi)空氣的溫度t2 C．用電加熱器加熱容器內(nèi)的空氣 D．將待測安全閥安裝在容器蓋上 E．蓋緊裝有安全閥的容器蓋，將一定量的空氣密封在容器內(nèi) (1)將每一步驟前的字母按正確的操作順序填寫： _______________ (2)若測得的溫度分別為t1＝27 ℃、t2＝87 ℃，已知大氣壓強為1.0×105 Pa，則測試結(jié)果是：這個安全閥能承受的最大內(nèi)部壓強是________． 解析：(1)將安全閥安裝在容器蓋上，然后密封空氣，

18、記錄其初始溫度t1，然后加熱密封空氣，待漏氣時記錄容器內(nèi)空氣溫度t2，故正確操作順序為DEACB. (2)已知T1＝300 K，T2＝360 K，p0＝1.0×105 Pa，由于密封空氣的體積不變，由查理定律可得：＝， p＝＝ Pa＝1.2×105 Pa. 答案：(1)DEACB　(2)1.2×105 Pa 12．(8分)(1)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的A→B、B→C、C→A三個變化過程，其中符合查理定律的變化過程是________，設(shè)氣體在狀態(tài)A、C時的溫度分別為tA和tC，則tA________tC(填“大于”、“小于”或“等于”)． (2)以下說法正確的是____

19、____． A．同一種物質(zhì)不可能呈現(xiàn)晶體和非晶體兩種不同的形態(tài) B．一切自然過程總是沿著熵增大的方向進(jìn)行 C．溫度降低，水的飽和汽壓增大 D．浸潤與不浸潤均是分子力作用的表現(xiàn) 解析：(1)查理定律描述的是體積不變時氣體狀態(tài)變化的規(guī)律，圖中B→C過程體積不變．C→A變化過程中壓強不變，體積增大，根據(jù)蓋－呂薩克定律，氣體溫度升高，所以tA大于tC. (2)同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，如天然水晶是晶體，而熔化以后再凝結(jié)的水晶(即石英玻璃)就是非晶體，選項A錯誤；根據(jù)熵增加原理，選項B正確；同一種液體的飽和汽壓隨著溫度的升高而迅速增大，選項C錯誤；浸潤時附著層里液體分子相互作用力表現(xiàn)為斥力，不浸潤時附著層里液體分子相互作用力表現(xiàn)為引力，選項D正確． 答案：(1)B→C　大于　(2)BD