2013年高考物理 考前回歸教材單元綜合突破十一 熱學(xué)

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1、2013年高考物理考前回歸教材之單元綜合突破十一 (熱學(xué)) 本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，試卷滿分為100分． 考試時間為90分鐘． 第Ⅰ卷(選擇題，共40分) 一、選擇題(本題共10小題，每題4分，共40分．有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)) 1．分子動理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱學(xué)性質(zhì)．據(jù)此可判斷下列說法中錯誤的是(　　) A．顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運動，這反映了液體分子運動的無規(guī)則性 B．分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大 C．分子勢能隨著分子間距離的

2、增大，可能先減小后增大 D．在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素 解析：A選項中小炭粒做布朗運動反映了液體分子的無規(guī)則熱運動，故A是正確的；B選項中分子間的相互作用力在間距rr0的范圍內(nèi)，隨分子間距的增大而減小，故B是錯誤的；C選項中分子勢能在rr0時，分子勢能隨r的增大而增大，故C選項是正確的；D選項中真空環(huán)境是為防止其他雜質(zhì)的介入，而高溫條件下，分子熱運動劇烈，有利于所摻入元素分子的擴散，故錯誤選項為B. 答案：B 2．在一定溫度下，某種理想氣體的速率分

3、布應(yīng)該是(　　) A．每個分子速率都相等 B．每個分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目都很少 C．每個分子速率一般都不相等，但在不同速率范圍內(nèi)，分子數(shù)的分布是均勻的 D．每個分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目都很多． 解析：由麥克斯韋氣體分子速率分布規(guī)律知，氣體分子速率大部分集中在某個數(shù)值附近，速率很大的和速率很小的分子數(shù)目都很少，所以B正確． 答案：B 3．下列說法錯誤的是(　　) A．晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀，是因為物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的 B．有的物質(zhì)能夠生成種類不同的幾種晶體，因為它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的空間結(jié)構(gòu) C．凡各向同性的物質(zhì)

4、一定是非晶體 D．晶體的各向異性是由晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的 解析：晶體的外形、物理性質(zhì)都是由晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定的，A、B、D正確；各向同性的物質(zhì)不一定是非晶體，多晶體也具有這樣的性質(zhì)，C錯誤． 答案：C 4．一房間內(nèi)，上午10時的溫度為15℃，下午2時的溫度為25℃.假定大氣壓無變化，則下午2時與上午10時相比較，房間內(nèi)的(　　) A．空氣密度增大 B．空氣分子的平均動能增大 C．空氣分子的速率都增大 D．空氣質(zhì)量增大 解析：溫度升高，氣體分子的平均動能變大，平均每個分子給器壁的沖量將變大，但氣壓并未改變，可見單位體積的分子數(shù)一定減少，所以有ρ空減小，m空＝ρ空V減?。? 答案：

5、B 圖1 5．如圖1所示，U形管封閉端內(nèi)有一部分氣體被水銀封住，已知大氣壓為p0，則被封閉部分氣體的壓強p(以汞柱為單位)為(　　) A．p0＋h2　　　　　　 B．p0－h(huán)1 C．p0－(h1＋h2) D．p0＋h2－h(huán)1 解析：取最低液面為研究對象，列出平衡方程．選右邊最低液面為研究對象，右邊液面受到向下的大氣壓強p0，在相同高度的左邊液面受到液柱h1向下的壓強h1，上面氣體向下的壓強p，根據(jù)連通器原理可知：p＋h1＝p0，得：p＝p0－h(huán)1，所以選項B正確． 答案：B 圖2 6．如圖2所示，固定容器及可動活塞P都是絕熱的，中間有一導(dǎo)熱的固定隔板B，B的兩邊分別

6、盛有氣體甲和乙．現(xiàn)將活塞P緩慢地向B移動一段距離，已知氣體的溫度隨其內(nèi)能的增加而升高，則在移動P的過程中(　　) A．外力對乙做功；甲的內(nèi)能增加 B．外力對乙做功；乙的內(nèi)能不變 C．乙傳遞熱量給甲；乙的內(nèi)能增加 D．乙的內(nèi)能增加；甲的內(nèi)能不變 解析：當(dāng)活塞P向B移動時，活塞壓縮氣體對氣體乙做功，乙的內(nèi)能增加，溫度升高．由于隔板B是導(dǎo)熱的，乙升溫后會傳遞熱量給甲，由于氣體與外界是絕熱的，故當(dāng)最后達(dá)到熱平衡時的溫度比最初的溫度有所升高，甲、乙的內(nèi)能均增加，選項A、C正確． 答案：AC 7．如圖3所示，氣缸內(nèi)盛有一定量的理想氣體，氣缸壁是導(dǎo)熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與氣缸壁的接觸是光

7、滑的，但不漏氣，現(xiàn)將活塞桿與外界連接緩慢地向右移動，這樣氣體將等溫膨脹并通過桿對外做功，若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則下列說法正確的是(　　) 圖3 A．氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，因此此過程違反熱力學(xué)第二定律 B．氣體是從單一熱源吸熱，但并不全部用來對外做功，所以此過程不違反熱力學(xué)第二定律 C．氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，但此過程不違反熱力學(xué)第二定律 D．以上說法都不對 解析：氣體是從單一熱源吸熱，氣體從外部環(huán)境吸收熱量，然后全部用來做功，保持自己的內(nèi)能不變，要保持外部環(huán)境溫度不變，需要有別的變化來維持，另外，外界必須發(fā)生某種變化，才能拉動桿．

8、故此過程不違反熱力學(xué)第二定律． 答案：C 8．關(guān)于永動機和熱力學(xué)定律的討論，下列敘述正確的是(　　) A．第二類永動機違反能量守恒定律 B．如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能一定增加 C．外界對物體做功，則物體的內(nèi)能一定增加 D．做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點來看這兩種改變方式是有區(qū)別的 解析：第二類永動機違反熱力學(xué)第二定律并不違反能量守恒定律，故A錯．據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知內(nèi)能的變化由做功W和熱傳遞Q兩個方面共同決定，只知道做功情況或只知道傳熱情況，則無法確定內(nèi)能的變化情況，故B、C錯誤．做功和熱傳遞都可改變物體的內(nèi)能，但做功是不同形式能

9、的轉(zhuǎn)化，而熱傳遞是同種形式能間的轉(zhuǎn)移，這兩種方式是有區(qū)別的，故D正確． 答案：D 9．(2011·山東卷)人類對物質(zhì)屬性的認(rèn)識是從宏觀到微觀不斷深入的過程，以下說法正確的是(　　) A．液體的分子勢能與體積有關(guān) B．晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的 C．溫度升高，每個分子的動能都增大 D．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用 解析：液體體積與分子間相對位置相聯(lián)系，從宏觀上看，分子勢能與體積有關(guān)，A正確．多晶體表現(xiàn)各向同性，B錯誤．溫度升高，分子速率增大，遵循統(tǒng)計規(guī)律，C錯誤．露珠表面張力使其表面積收縮到最小，呈球狀，D正確． 答案：AD 10．(2011·江蘇卷)如圖4所示，一演示

10、用的“永動機”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片．輕推轉(zhuǎn)輪后，進入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動．離開熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動．下列說法正確的是(　　) 圖4 A．轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動，不需要消耗外界能量 B．轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身 C．轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高 D．葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量 解析：形狀記憶合金從熱水中吸收熱量后，伸展劃水時一部分熱量轉(zhuǎn)變?yōu)樗娃D(zhuǎn)輪的動能，另一部分釋放到空氣中，根據(jù)能量守恒定律可知只有D項正確． 答案：D 第Ⅱ卷(非選擇題，共60分)

11、 二、填空題(本題共2小題，每題8分，共16分) 11．(2011·江蘇卷) 圖5 如圖5所示，內(nèi)壁光滑的汽缸水平放置，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在汽缸內(nèi)，外界大氣壓強為p0.現(xiàn)對汽缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由V1增大為V2.則在此過程中，氣體分子平均動能________(選填“增大”、“不變”或“減小”)，氣體內(nèi)能變化了________． 解析：氣體等壓膨脹，由＝C可知T增大，所以氣體分子平均動能增大．由熱力學(xué)第一定律可得：ΔU＝Q－p0(V2－V1)． 答案：增大　Q－p0(V2－V1) 12．一定量的理想氣體與兩種實際氣體Ⅰ、Ⅱ在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下做等壓變化時的V—

12、T關(guān)系如圖6(a)所示，圖中＝.用三份上述理想氣體作為測溫物質(zhì)制成三個相同的溫度計，然后將其中兩個溫度計中的理想氣體分別換成上述實際氣體Ⅰ、Ⅱ.在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，當(dāng)環(huán)境溫度為T0時，三個溫度計的示數(shù)各不相同，如圖6(b)所示，溫度計(ⅱ)中的測溫物質(zhì)應(yīng)為實際氣體________(圖中活塞質(zhì)量忽略不計)；若此時溫度計(ⅱ)和(ⅲ)的示數(shù)分別為21℃和24℃，則此時溫度計(ⅰ)的示數(shù)為________℃；可見用實際氣體作為測溫物質(zhì)時，會產(chǎn)生誤差．為減小在T1～T2范圍內(nèi)的測量誤差，現(xiàn)針對T0進行修正，制成如圖6(c)所示的復(fù)合氣體溫度計，圖中無摩擦導(dǎo)熱活塞將容器分成兩部分，在溫度為T1時分別裝入適量

13、氣體Ⅰ和Ⅱ，則兩種氣體體積之比VⅠ∶VⅡ應(yīng)為________． 圖6 解析：本實驗是在教材探索性實驗的基礎(chǔ)上，考查考生綜合運用所學(xué)知識分析、處理實驗數(shù)據(jù)等能力，從而突出了對創(chuàng)新能力的考查．從V—T圖象可看出，溫度為T1時，氣體的體積相同；溫度為T0時，ⅱ的體積要小，所以溫度計ⅱ中的測溫物質(zhì)應(yīng)為實際氣體Ⅱ，在溫度為T0時，Tⅱ＝21℃，Tⅲ＝24℃，由于＝＝，代入數(shù)據(jù)可得T0＝23℃，對T0校正，在溫度T1時裝入氣體體積比為2∶1. 答案：Ⅱ　23　2∶1 三、計算題(本題共4小題，13、14題各10分，15、16題各12分，共44分，計算時必須有必要的文字說明和解題步驟，有

14、數(shù)值計算的要注明單位) 13．利用所學(xué)的熱學(xué)知識，回答下列問題： (1)我們知道分子熱運動的速率是比較大的，常溫下能達(dá)到幾百米每秒，生活中一些污染企業(yè)排放刺激性廢氣，同時發(fā)出噪聲，聲波在空氣中傳播速度約為340 m/s.按說離得較遠(yuǎn)的人聞到氣味和聽到噪聲應(yīng)差不多同時發(fā)生，而實際上往往是聽到噪聲較長時間后才會聞到氣味，為什么？ (2)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，近幾年來，出現(xiàn)了許多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等，摩擦焊接是使焊件的兩個接觸面高速地向相反方向旋轉(zhuǎn)，同時加上很大的壓力(約每平方厘米加幾千到幾萬牛頓的力)，瞬間就焊成一個整體了．試用所學(xué)知識分析摩擦焊接的原理． 解析：(1)分

15、子熱運動速率雖然較大，但分子之間的碰撞是很頻繁的，由于頻繁的碰撞使分子的運動不再是勻速直線運動，分子到鼻孔前走過了一段曲折的路程，況且引起人的嗅覺需要一定量的分子；聲波傳播速率與分子熱運動速率差不多，傳播距離也相等，但聲波在空氣中沿直線傳播，到達(dá)接收者的時間較短，所以聽到噪聲較長時間后，才會聞到發(fā)出的氣味． (2)摩擦焊接是利用分子引力作用．焊件的兩個接觸面高速地向相反方向旋轉(zhuǎn)且加上很大的壓力，就可以使兩個接觸面發(fā)生熔化使大多數(shù)分子之間的距離達(dá)到分子力發(fā)生明顯作用的范圍，靠摩擦熔化使大量的分子距離達(dá)到表現(xiàn)引力的距離范圍，使兩個焊件成為一個整體． 答案：見解析 14．新華社北京2008年1

16、1月12日電：在中國探月工程一期即“嫦娥一號”圓滿成功的同時，中國探月工程二期也已啟動．其中，嫦娥二號衛(wèi)星將于2011年底前完成發(fā)射．已知大氣壓強是由于大氣的重力而產(chǎn)生的，某學(xué)校興趣小組的同學(xué)，通過查資料知道：月球半徑R＝1.7×106 m，月球表面重力加速度g＝1.6 m/s2.為開發(fā)月球的需要，設(shè)想在月球表面覆蓋一層厚度為h的大氣，使月球表面附近的大氣壓達(dá)到p0＝1.0×105 Pa，已知大氣層厚度h＝1.3×103 m比月球半徑小得多，假設(shè)月球表面初始沒有空氣．試估算 (1)應(yīng)在月球表面添加的大氣層的總質(zhì)量m； (2)月球大氣層的分子數(shù)為多少？ (3)分子間的距離為多少？(空氣的平

17、均摩爾質(zhì)量M＝2.9×10－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023 mol－1) 解析：(1)月球的表面積S＝4πR2，月球大氣的重力與大氣壓力大小相等mg＝p0S，所以大氣的總質(zhì)量m＝ 代入數(shù)據(jù)可得 m＝×1.0×105 kg ≈2.27×1018 kg. (2)月球大氣層的分子數(shù)為 N＝NA＝×6.0×1023個 ≈4.7×1043個． (3)可以認(rèn)為每一個氣體分子占據(jù)空間為一個立方體，小立方體緊密排列，其邊長即為分子間的距離．設(shè)分子間距離為a，大氣層中氣體的體積為V，則有V＝4πR2h，a＝ a＝＝≈1.0×10－9 m. 答案：(1)2.27×101

18、8 kg　(2)4.7×1043個　(3)1.0×10－9 m 圖7 15．(2011·浙江自選)吸盤是由橡膠制成的一種生活用品，其上固定有掛鉤用于懸掛物體．如圖7所示，現(xiàn)有一吸盤，其圓形盤面的半徑為2.0×10－2 m，當(dāng)其與天花板輕輕接觸時，吸盤與天花板所圍容積為1.0×10－5m3；按下吸盤時，吸盤與天花板所圍容積為2.0×10－6m3，盤內(nèi)氣體可看作與大氣相通，大氣壓強為p0＝1.0×105Pa.設(shè)在吸盤恢復(fù)原狀過程中，盤面與天花板之間緊密接觸，吸盤內(nèi)氣體初態(tài)溫度與末態(tài)溫度相同．不計吸盤的厚度及吸盤與掛鉤的重量． (1)吸盤恢復(fù)原狀時，盤內(nèi)氣體壓強為________；

19、 (2)在掛鉤上最多能懸掛重為________的物體； (3)請判斷在吸盤恢復(fù)原狀過程中盤內(nèi)氣體是吸熱還是放熱，并簡述理由． 解析：(1)吸盤恢復(fù)原狀時盤內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化由p1V1＝p2V2可得p2＝＝＝Pa ＝2.0×104Pa. (2)由平衡條件可得，G＝(p0－p2)S＝100 N. (3)吸盤恢復(fù)原狀過程中盤內(nèi)氣體發(fā)生等溫膨脹，其內(nèi)能不變卻對外做功，由熱力學(xué)第一定律可知氣體吸熱． 答案：(1)2.0×104Pa　(2)100 N　(3)吸熱　簡述理由見解析 圖8 16．如圖8，一根粗細(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)

20、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1.8T1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 式中p2是氣體溫度達(dá)到1.8T1時氣體的壓強．由③④式得p2＝0.75p0.⑤ 答案：(1)1.2T1　(2)0.75p0