2020高考物理單元卷 第11章熱學 章末綜合檢測

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1、第11章末綜合檢測 一、選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分．在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有錯選的得0分) 1．液體表面張力產(chǎn)生的原因是 (　　) A．液體表面層分子較緊密，分子間斥力大于引力 B．液體表面層分子較緊密，分子間引力大于斥力 C．液體表面層分子較稀疏，分子間引力大于斥力 D．液體表面層分子較稀疏，分子間斥力大于引力 解析：液體表面層分子間距離介于氣體和液體之間．液體分子力可認為為零，則表面層分子力表現(xiàn)為引力，故C正確． 答案：C 2．(2020年廣東中山)下面說法正確的是

2、(　　) A．如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能一定增加 B．我們可以制造一種熱機，將流散到周圍環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化 C．假設(shè)兩個液體分子從緊靠在一起開始相互遠離，直到無窮遠處，在這一過程中分子力先做正功后做負功 D．空調(diào)制冷，雖然是人為的使熱量由低溫處傳到高溫處，但這不違背熱力學第二定律 解析：根據(jù)熱力學第一定律，物體吸收熱量但同時對外做功時，物體內(nèi)能有可能減少，A錯； B選項中描述的現(xiàn)象要實現(xiàn)必須引起其他變化．否則就違背了熱力學第二定律，B錯； 開始分子力表現(xiàn)為斥力，越過r0位置后分子力表現(xiàn)為引力，所以分子力先做正功后做負功，C選項正確； 雖

3、然熱量由低溫處向高溫處傳遞，但這引起了其他變化，就是消耗了電能，所以D選項正確． 答案：CD 3．關(guān)于晶體和非晶體的幾種說法中，正確的是 (　　) A．不具有規(guī)則幾何形狀的物體一定不是晶體 B．晶體的物理性質(zhì)與方向有關(guān)，這種特性叫做各向異性 C．若物體表現(xiàn)為各向同性，它就一定是非晶體 D．晶體有一定的熔化溫度，非晶體沒有一定的熔化溫度 解析：考查晶體、非晶體、多晶體和單晶體的特點及區(qū)別．單晶體物理性質(zhì)各向異性，多晶體物理性質(zhì)各向同性，單晶體有天然規(guī)則外形，多晶體沒有規(guī)則外形；晶體與非晶體的區(qū)別在于晶體有固定熔點． 答案：BD 4．溫室效應(yīng)嚴重威脅著人類生態(tài)環(huán)境的安全，為了減

4、少溫室效應(yīng)造成的負面影響，有的科學家受到了啤酒在較高壓強下能夠溶解大量的二氧化碳的啟發(fā)，設(shè)想了一個辦法：可以用壓縮機將二氧化碳送入深海底，永久貯存起來．海底深處，壓強很大，溫度很低，海底深水肯定能夠溶解大量的二氧化碳，這樣就為溫室氣體二氧化碳找到了一個永遠的“家”，從而避免溫室效應(yīng)．在將二氧化碳送入深海底的過程中，以下說法正確的是 (　　) A．壓縮機對二氧化碳做功，能夠使其內(nèi)能增大 B．二氧化碳與海水間的熱傳遞能夠使其內(nèi)能減少 C．二氧化碳分子平均動能會減少 D．每一個二氧化碳分子的動能都會減少 解析：考查熱力學第一定律．壓縮機壓縮氣體對氣體做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，A對；二

5、氧化碳壓入海底時比海水溫度高，因此將熱量傳遞給海水而內(nèi)能減小，B是對的．二氧化碳溫度降低，分子平均動能減小，但不是每個分子的動能都減小，C正確，D錯． 答案：ABC 圖1 5．某校開展探究性課外活動，一同學用如圖1所示的裝置研究氣體壓強、體積、溫度三量之間的變化關(guān)系．該同學選用導(dǎo)熱良好的氣缸將其開口向下，內(nèi)有理想氣體，并將氣缸固定不動，缸內(nèi)活塞可自由滑動且不漏氣．把一溫度計通過缸底小孔插入缸內(nèi)，插口處密封良好，活塞下掛一個沙桶，沙桶裝滿沙子時，活塞恰好靜止，現(xiàn)給沙桶底部鉆一個小洞，讓細沙慢慢漏出，外部環(huán)境溫度恒定，則 (　　) A．外界對氣體做功，內(nèi)能增大 B．外界對氣體做功，

6、溫度計示數(shù)不變 C．氣體體積減小，溫度計示數(shù)減小 D．外界對氣體做功，溫度計示數(shù)增加 解析：細沙漏出，氣缸內(nèi)氣體壓強增大，體積減小，外界對氣體做功；氣缸導(dǎo)熱良好，細沙慢慢漏出，外部環(huán)境溫度穩(wěn)定，氣體溫度不變，亦即內(nèi)能不變，選項B正確． 答案：B 6．(2020年廣東江門)以下有關(guān)熱現(xiàn)象說法正確的是 (　　) A．擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關(guān)，所以擴散現(xiàn)象和布朗運動也叫做熱運動 B．氣體分子的平均動能增大，氣體的壓強一定增大 C．兩個分子從遠處逐漸靠近，直到不能再靠近為止的過程中，分子間相互作用的合力先變大后變小，再變大 D．第二類永動機不可能制成是因為它違反了能

7、量守恒定律 圖2 解析：熱運動是分子運動，布朗運動雖然與溫度有關(guān)，但不是分子的運動，而是大顆粒集團的運動，故A項錯誤；氣體分子的平均動能增大，說明氣體的溫度升高，氣體壓強的大小除了受溫度影響外，還與單位體積內(nèi)分子的個數(shù)有關(guān)，僅溫度升高，不能判斷氣體壓強就一定增大，故B項錯誤；由分子力的圖像可知，C項正確；第二類永動機違背的是熱力學第二定律，而不是違背能量守恒定律，故D項錯誤． 答案：C 圖3 7．如圖3所示，帶有活塞的氣缸中封閉一定質(zhì)量的氣體(不考慮分子勢能)．將一個熱敏電阻(電阻值隨溫度升高而減小)置于氣缸中，熱敏電阻與氣缸外的歐姆表連接，氣缸和活塞均具有良好的絕熱性能．下

8、列說法正確的是 (　　) A．若發(fā)現(xiàn)歐姆表讀數(shù)變大，則氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能一定減小 B．若推動活塞使氣缸內(nèi)氣體體積減小，則氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能減小 C．若推動活塞使氣缸內(nèi)氣體體積減小，則氣缸內(nèi)氣體壓強減小 D．若推動活塞使氣缸內(nèi)氣體體積減小，則歐姆表讀數(shù)將變小 解析：發(fā)現(xiàn)歐姆表讀數(shù)變大，由熱敏電阻特性知，缸內(nèi)氣體溫度降低，氣體的內(nèi)能減小，A正確；推動活塞使缸內(nèi)氣體體積減小，對氣體做功，又因氣缸和活塞均具有良好的絕熱性能，沒有熱量交換，由熱力學第一定律知，缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增大，溫度升高，熱敏電阻阻值變小，歐姆表讀數(shù)將變小，而氣體的壓強將變大，B、C均錯誤，D正確． 答案：AD 圖4 8．

9、(2020年上海虹口期末)用如圖4所示的實驗裝置來研究氣體等體積變化的規(guī)律．A、B管下端由軟管相連，注入一定量的水銀，燒瓶中封有一定量的理想氣體，開始時A、B兩管中水銀面一樣高，那么為了保持瓶中氣體體積不變 (　　) A．將燒瓶浸入熱水中時，應(yīng)將A管向上移動 B．將燒瓶浸入熱水中時，應(yīng)將A管向下移動 C．將燒瓶浸入冰水中時，應(yīng)將A管向上移動 D．將燒瓶浸入冰水中時，應(yīng)將A管向下移動 解析：由＝C(常量)可知，在體積不變的情況下，溫度升高，氣體壓強增大，右管(A)水銀面要比左管(B)水銀面高，故選項A正確；同理可知選項D正確． 答案：AD 二、實驗題(本題包括2小題，共10分)

10、 圖5 9．(2020年廣東物理)(1)如圖5所示，把一塊潔凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接觸水面．如果你想使玻璃板離開水面，必須用比玻璃板重力__________的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子間存在__________作用． (2)往一杯清水中滴入一滴紅墨水，一段時間后，整杯水都變成了紅色．這一現(xiàn)象在物理學中稱為__________現(xiàn)象，是由于分子的__________而產(chǎn)生的．這一過程是沿著分子熱運動的無序性__________的方向進行的． 解析：(1)由于玻璃分子與液體分子間存在引力的作用，所以向上的拉力大于玻璃本身的重力．(2)分子永不停息地做無規(guī)

11、則運動，擴散現(xiàn)象就是一個很好的例證，根據(jù)熱力學第二定律，任何宏觀的熱學現(xiàn)象總是向著無序性增加的方向進行． 答案：(1)大　分子引力　(2)擴散　無規(guī)則運動(熱運動)　增加 10．在用油膜法估測分子的大小實驗中，已知一滴溶液中油酸的體積為V，配制的油酸溶液中，純油酸與溶液體積之比為1∶500，1 mL溶液油酸是250滴，那么一滴溶液的體積是________ mL，所以一滴溶液中純油酸體積為________ cm3.若實驗中測得結(jié)果如下表所示，請根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫出空白處的數(shù)值，并與公認的油酸分子長度值L0＝1.12×10－10 m做比較，判斷此實驗是否符合數(shù)量級的要求. 次數(shù) S/cm2

12、 L＝/cm L的平均值 1 533 2 493 3 563 　　解析：由題給條件得，一滴溶液的體積V＝ mL 由題意可知：一滴溶液中油酸體積 × cm3＝8×10－6 cm3 據(jù)此算得3次測得L的結(jié)果分別為1.50×10－8 cm、1.62×10－8 cm、1.42×10－8 cm，其平均值L＝＝1.51×10－8 cm＝1.51×10－10 m，這與公認值的數(shù)量級相吻合，故本次估測數(shù)值符合數(shù)量級的要求． 答案：　8×10－6　1.50×10－8 cm　1.62×10－8 cm 1．42×10－8 cm　1.51×10－10

13、m 三、填空與計算題(本題包括7小題，共58分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 圖6 11．(2020年浙江卷)一位質(zhì)量為60 kg的同學為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體)，然后將這4只氣球以相同的方式放在水平放置的木板上，在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板，如圖6所示． (1)關(guān)于氣球內(nèi)氣體的壓強，下列說法正確的是 (　　) A．大于大氣壓強 B．是由于氣體重力而產(chǎn)生的 C．是由于氣體分子之間的斥力而產(chǎn)生的 D．是由于大量氣體分子的碰撞而

14、產(chǎn)生的 (2)在這位同學慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過程中，球內(nèi)氣體溫度可視為不變．下列說法正確的是 (　　) A．球內(nèi)氣體體積變大　　　 B．球內(nèi)氣體體積變小 C．球內(nèi)氣體內(nèi)能變大 D．球內(nèi)氣體內(nèi)能不變 (3)為了估算氣球內(nèi)氣體的壓強，這位同學在氣球的外表面涂上顏料，在輕質(zhì)塑料板面向氣球一側(cè)表面貼上間距為2.0 cm的方格紙．表演結(jié)束后，留下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”如圖7所示．若表演時大氣壓強為1.013×105 Pa，取g＝10 m/s2，則氣球內(nèi)氣體的壓強為________ Pa.(取4位有效數(shù)字) 圖7 氣球在沒有貼方格紙的下層木板上也會留下“

15、印跡”，這一“印跡”面積與方格紙上留下的“印跡”面積存在什么關(guān)系？ 解析：(1)由于氣球被充氣，所以，氣球內(nèi)空氣的密度比大氣的密度大，內(nèi)部壓強也高于一個大氣壓，因此A正確．根據(jù)氣體壓強的微觀解釋，氣體對器壁產(chǎn)生的壓強是由大量氣體分子頻繁碰撞而產(chǎn)生的，D正確． (2)一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度不變，理想氣體的內(nèi)能就不變，所以D正確；根據(jù)＝常數(shù)，當壓強p增大時，若保持溫度T不變，體積V必減小，B正確． (3)以球壁為研究對象，內(nèi)部氣體的壓強等于大氣壓與塑料板產(chǎn)生的壓強之和，即P內(nèi)＝P0＋.從圖中數(shù)據(jù)得4個“印跡”共376格，即s＝376×4×10－4 m2＝0.1504 m2

16、代入上式，可得P內(nèi)＝1.053×105 Pa，以整個氣球為研究對象，下層木板對氣體的支持力應(yīng)該等于上層塑料板對氣球的壓力，由于氣球內(nèi)部壓強處處相等，所以上下兩個面上的“印跡”面積是相等的． 答案：(1)AD　(2)BD　(3)1.053×105 Pa　面積相同 12．物理學家帕平發(fā)明了高壓鍋，高壓鍋與普通鍋不同，鍋蓋通過幾個牙齒似的鍋齒與鍋體鑲嵌旋緊，加上鍋蓋與鍋體之間有橡皮制的密封圈，所以鍋蓋與鍋體之間不會漏氣，在鍋蓋中間有一排氣孔，上面再套上類似砝碼的限壓閥，將排氣孔堵?。敿訜岣邏哄?，鍋內(nèi)氣體壓強增加到一定程度時，氣體就把限壓閥頂起來，這時蒸氣就從排氣孔向外排出．由于高壓鍋內(nèi)的壓強大

17、，溫度高，食物容易煮爛．若已知排氣孔的直徑為0.3 cm，外界大氣壓為1.0×105 Pa，溫度為20℃，要使高壓鍋內(nèi)的溫度達到120℃，則限壓閥的質(zhì)量應(yīng)為多少？(g取10 m/s2) 解析：選鍋內(nèi)氣體為研究對象，則 初狀態(tài)：T1＝293 K，p1＝1.0×105 Pa 末狀態(tài)：T2＝393 K 由查理定律得 p2＝＝ Pa＝1.34×105 Pa 對限壓閥受力分析可得 mg＝p2S－p1S＝(p2－p1)S ＝(p2－p1)π· ＝(1.34×105－1.0×105)×3.14× N ＝0.24 N 所以m＝0.024 kg. 圖8 答案：0.024 kg

18、 13．(2020年寧夏卷)(1)帶有活塞的氣缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體．氣體開始處于狀態(tài)a；然后經(jīng)過過程ab到達狀態(tài)b或經(jīng)過過程ac到達狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如V—T圖8所示．設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強分別為Pb和Pc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則__________(填入選項前的字母，有填錯的不得分) A．Pb>pc，Qab>Qac B．Pb>pc，QabQac D．Pb

19、器上端由導(dǎo)熱材料封閉．兩容器的下端由可忽略容積的細管連通． 容器內(nèi)兩個絕熱的活塞A、B下方封有氮氣，B上方封有氫氣．大氣的壓強為p0，溫度為T0＝273 K，兩活塞因自身重量對下方氣體產(chǎn)生的附加壓強均為0.1p0.系統(tǒng)平衡時，各氣柱的高度如圖9所示．現(xiàn)將系統(tǒng)底部浸入恒溫熱水槽中，再次平衡時A上升了一定高度．用外力將A緩慢推回第一次平衡時的位置并固定，第三次達到平衡后，氫氣柱高度為0.8h.氮氣和氫氣均可視為理想氣體．求： (ⅰ)第二次平衡時氮氣的體積； (ⅱ)水的溫度． 解析：(1)由V＝T可知V－T圖線的斜率越大，壓強p越小，故pb

20、c，所以ΔEab＝ΔEac，而Wab>Wac，故Qab>Qac.綜上C正確． (2)(ⅰ)考慮氫氣的等溫過程．該過程的初態(tài)壓強為p0，體積為hS，末態(tài)體積為0.8hS.設(shè)末態(tài)的壓強為p，由玻意耳定律得 p＝＝1.25p0 ① 活塞A從最高點被推回第一次平衡時位置的過程是等溫過程．該過程的初態(tài)壓強為1.1p0，體積為V；末態(tài)壓強為p′，體積為V′，則 p′＝p＋0.1p0＝1.35p0

21、 ② V′＝2.2hS ③ 由玻意耳定律得 V＝×2.2hS＝2.7hS ④ (ⅱ)活塞A從最初位置升到最高點的過程為等壓過程．該過程的初態(tài)體積和溫度分別為2hS和T0＝273 K，末態(tài)體積為2.7hS.設(shè)末態(tài)溫度為T，由蓋·呂

22、薩克定律得 T＝T0＝368.55 K ⑤ 答案：(1)C　(2)(ⅰ)2.7hS　(ⅱ)368.55 K 圖10 14．(2020年山東濰坊二檢)如圖10所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C.已知狀態(tài)A的溫度為480 K．求： (1)氣體在狀態(tài)C時的溫度； (2)試分析從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的整個過程中，氣體是從外界吸收熱量還是放出熱量． 解析：(1)A、C兩狀態(tài)體積相等，則有＝

23、 ① 得TC＝TA＝ K＝160 K． ② (2)由理想氣體狀態(tài)方程得＝ ③ 得TB＝TA＝ K＝480 K ④ 由此可知A、B兩狀態(tài)溫度相同，故A、B兩狀態(tài)內(nèi)能相等． 即從A→B，ΔU＝0 又因為從A→B，體積增大，對外做功W<0，由熱力學第一定律： ΔU＝W＋Q可知Q>0，吸熱． 答案：(1)160 K　(2)吸熱

24、 圖11 15．如圖11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＝1×105 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?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，氣體溫度不變，由玻意耳定律得p0V0＝pV 解得

25、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 由熱力學第一定律得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 圖12 16．如圖12所示裝置是醫(yī)生給病人輸液用的普通輸液器．在輸液時，A管與空氣相連，B管下面連接一小容器C，然后再用皮管連接到注射器，溶液沿皮管下流到容器C中被隔斷(C內(nèi)有少量的空氣)，并以液滴形式下滴，再經(jīng)皮管和注射器進入人體．試分析： (1)容器C的作用． (2)設(shè)輸液瓶口到注射針頭D的平均高度h為70 cm，人體血管內(nèi)血液的平均壓強約

26、為一個大氣壓，普通人注射用針頭的內(nèi)徑為0.3 mm，并假設(shè)液體流動時，所受粘滯等阻力為重力的1/2，試估算注射500 mL鹽水所需的時間．(g取10 m/s2) 解析：(1)液體在皮管內(nèi)連續(xù)流動，它的速度是很難觀察，而液滴下滴的快慢是很容易觀察的．因此，小容器C主要是用來觀察輸液的快慢．醫(yī)生開始輸液時，總是先觀察C中液滴的快慢，并通過適當?shù)恼{(diào)節(jié)以控制輸液的速度． (2)以管中液體為研究對象，受重力與阻力作用，其加速下落的加速度：a＝＝g＝5 m/s2 設(shè)下落70 cm的速度為v，則v2＝2ah v＝＝ m/s＝2.64 m/s 單位時間內(nèi)流出的液體體積為 Q＝v·S＝v·πR2

27、＝2.64×3.14×(1.5×10－4)2 m3 ＝1.87×10－7 m3 所用時間t＝ s＝2673 s≈45分鐘． 大多數(shù)情況下，醫(yī)生要根據(jù)不同的病情，用皮管上的夾子控制輸液的速度，因此實際輸液時間往往是它的二到三倍． 答案：(1)用來觀察輸液的快慢　(2)45分鐘 17．(2020年山東聊城模擬)某同學家新買了一臺雙門電冰箱，冷藏室容積107 L，冷凍室容積118 L，假設(shè)室內(nèi)空氣為理想氣體． (1)若室內(nèi)空氣摩爾體積為22.5×10－3 m3/mol，阿伏加德羅常量為6.0×1023 mol－1，在家中關(guān)閉冰箱密封門后，電冰箱的冷藏室和冷凍室內(nèi)大約共有多少個空氣分子

28、？ (2)若室內(nèi)溫度為27 ℃，大氣壓為1×105 Pa，關(guān)閉冰箱密封門通電工作一段時間后，冷藏室溫度降為6 ℃，冷凍室溫度降為－9 ℃，此時冷藏室與冷凍室中空氣的壓強差多大？ (3)冰箱工作時把熱量從溫度較低的冰箱內(nèi)部傳到溫度較高的冰箱外部，請分析說明這是否違背熱力學第二定律． 解析：(1)N＝NA ＝×6.0×1023 ＝6.0×1024個 (2)設(shè)氣體初始溫度為t0，壓強為p0；后來冷藏室與冷凍室中的溫度和壓強分別為t1、p1和t2、p2，由于兩部分氣體分別做等容變化，根據(jù)查理定律 ＝，p1＝p0 同理：p2＝p0，得Δp＝p1－p2＝p0 代入數(shù)據(jù)得Δp＝5.0×103 Pa (3)不違背熱力學第二定律，因為熱量不是自發(fā)的由低溫向高溫傳遞，電冰箱工作過程中要消耗電能． 答案：(1)6.0×1024個　(2)5.0×103 Pa　(3)不違背