（江蘇選考）2023版高考物理二輪復(fù)習(xí)第一部分專題六選考模塊專題跟蹤檢測(cè)（二十四）熱學(xué)

PAGEPAGE1專題跟蹤檢測(cè)〔二十四〕熱學(xué)一、選擇題1．(2022·泰州三模)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．當(dāng)分子間引力大于斥力時(shí)，隨著分子間距增加，分子間作用力的合力一定減小B．單晶硅中原子排列成空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，因此其他物質(zhì)分子不能擴(kuò)散到單晶硅中C．液晶具有液體的流動(dòng)性，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性D．密閉容器中水的飽和汽壓隨溫度和體積的變化而變化解析：選C當(dāng)分子間引力大于斥力時(shí)，分子間距離r＞r0，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，隨著分子間距增加，分子力先增大，后減小，故A錯(cuò)誤；單晶硅中原子排列成空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，但分子之間仍然存在間隙，其他物質(zhì)分子能擴(kuò)散到單晶硅中，故B錯(cuò)誤；液晶是一種特殊的物態(tài)，液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，故C正確；水的飽和汽壓僅僅與溫度有關(guān)，與體積無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。2．在溫度不變的情況下，增大液面上方飽和汽的體積，再次平衡時(shí)，下面有關(guān)說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．飽和汽的質(zhì)量不變，飽和汽的密度減小B．飽和汽的密度不變，飽和汽的壓強(qiáng)減小C．飽和汽的密度不變，飽和汽的壓強(qiáng)增大D．飽和汽的質(zhì)量增大，飽和汽的壓強(qiáng)不變解析：選D飽和汽壓只與溫度有關(guān)，故在溫度不變的情況下，飽和汽的分子密度是不變的。增大液面上方飽和汽的體積，再次平衡時(shí)，飽和汽的質(zhì)量增大，飽和汽的壓強(qiáng)不變，故D正確。3.如下圖，縱坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間引力、斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個(gè)分子的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．a(chǎn)b為斥力曲線，cd為引力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10－10B．a(chǎn)b為引力曲線，cd為斥力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10－10C．假設(shè)兩個(gè)分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)，那么分子間作用力表現(xiàn)為引力D．假設(shè)兩個(gè)分子間距離越來(lái)越大，那么分子勢(shì)能也越來(lái)越大解析：選BC在F-r圖像中，隨著距離的增大，斥力比引力變化快，所以ab為引力曲線，cd為斥力曲線，當(dāng)分子間的距離等于分子直徑數(shù)量級(jí)時(shí)，引力等于斥力，所以e點(diǎn)的橫坐標(biāo)為10－10m，故A錯(cuò)誤，B正確；假設(shè)兩個(gè)分子間距離大于e4．(2022·南通模擬)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．兩分子間的距離從r0處逐漸增大，分子間表現(xiàn)出的引力先增大后減小B．從水里逸出的水分子數(shù)目與撞回水里的水分子數(shù)之差越大，水面上方的空氣越潮濕C.理想氣體向真空中自由膨脹時(shí)，壓強(qiáng)減小，同時(shí)從外界吸熱D．液滴在完全失重狀態(tài)下，其形狀可以做如下圖虛線方向的周期性微小變化，這是外表張力產(chǎn)生的效果解析：選AD根據(jù)分子力的特點(diǎn)可知，兩分子間的距離從r0處逐漸增大，分子間表現(xiàn)出的引力先增大后減小，故A正確；根據(jù)對(duì)蒸發(fā)與液化的平衡微觀解釋可知，從水里逸出的水分子數(shù)目與撞回水里的水分子數(shù)之差越大，水面上方的空氣越枯燥，故B錯(cuò)誤；理想氣體向真空中自由膨脹時(shí)，氣體不對(duì)外做功，壓強(qiáng)雖然減小，但不一定會(huì)從外界吸熱，故C錯(cuò)誤；液滴在完全失重狀態(tài)下，由于外表張力的作用，其形狀近似為球體，故D正確。5．(2022·徐州期中)如下圖，對(duì)于圖片中所描述的物理過(guò)程，以下分析中正確的選項(xiàng)是()A．圖甲，厚玻璃筒內(nèi)的空氣被壓縮，空氣的內(nèi)能增大B．圖乙，瓶子內(nèi)的空氣推動(dòng)塞子跳起時(shí)，空氣的內(nèi)能增大C．圖丙，試管內(nèi)的水蒸氣推動(dòng)了塞子沖出時(shí)，水蒸氣的內(nèi)能減小D．圖丁，汽缸內(nèi)的氣體推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣體的內(nèi)能增大解析：選AC題圖甲，厚玻璃筒內(nèi)的空氣被壓縮時(shí)，活塞對(duì)空氣做功，瓶?jī)?nèi)空氣溫度升高，空氣的內(nèi)能增大，故A正確；題圖乙，瓶子內(nèi)的空氣推動(dòng)塞子跳起時(shí)，空氣對(duì)活塞做功，空氣的內(nèi)能減小，故B錯(cuò)誤；題圖丙，試管內(nèi)的水蒸氣推動(dòng)了塞子沖出時(shí)，水蒸氣對(duì)塞子做功，水蒸氣的內(nèi)能減小，故C正確；題圖丁，汽缸內(nèi)的氣體推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，內(nèi)能減小，故D錯(cuò)誤。6．(2022·南京四模)以下說(shuō)法正確的有()A．天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)仍然是晶體B．大氣中氫含量較少的原因是氫分子平均速率較大，更容易從地球逃逸C．相同的溫度下，液體的擴(kuò)散速度等于固體的擴(kuò)散速度D．人類使用能量的過(guò)程是將髙品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能解析：選BD天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)是非晶體，故A錯(cuò)誤；在動(dòng)能一定的情況下，質(zhì)量越小，速率越大，地球大氣中氫含量少，是由于外層氣體中氫分子平均速率大，更容易大于地球的第一宇宙速度，更易從地球逃逸，故B正確；在相同的溫度下，液體的擴(kuò)散速度要比固體的擴(kuò)散速度快，故C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，能量在利用過(guò)程中，總是由高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能，故D正確。7.(2022·徐州二模)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖ABCDA的循環(huán)過(guò)程，其中A→B、C→D是兩個(gè)等壓過(guò)程，B→C、D→A是兩個(gè)絕熱過(guò)程。關(guān)于氣體狀態(tài)及其能量變化，以下說(shuō)法中正確的有()A．A→B過(guò)程，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增大B．B→C過(guò)程，氣體分子平均動(dòng)能增大C．ABCDA循環(huán)過(guò)程中，氣體吸熱，對(duì)外做功D．ABCDA循環(huán)過(guò)程中，A狀態(tài)氣體溫度最低解析：選ACA→B過(guò)程，氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，氣體對(duì)外做功，根據(jù)蓋—呂薩克定律知，體積與熱力學(xué)溫度成正比，體積增大，溫度升高，內(nèi)能增大，故A正確；B→C是絕熱過(guò)程，體積增大，氣體對(duì)外界做功，W＜0，絕熱過(guò)程，Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q＜0，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤；ABCDA循環(huán)過(guò)程中，從A→B→C氣體對(duì)外做功，C→D→A外界對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外做功大于外界對(duì)氣體做功，所以一個(gè)循環(huán)中表現(xiàn)為氣體對(duì)外做功，W＜0；經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)，氣體回到初狀態(tài)A，內(nèi)能不變，ΔU＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知Q＞0，氣體吸熱，故C正確；ABCDA循環(huán)過(guò)程中，從D→A，體積減小，外界對(duì)氣體做功，W＞0，絕熱過(guò)程，Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q知ΔU＞0，內(nèi)能增加，溫度升高，D狀態(tài)溫度比A狀態(tài)溫度低，即A狀態(tài)溫度不是最低，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題8.(2022·徐州模擬)一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)p與攝氏溫度t的關(guān)系如下圖，氣體從狀態(tài)A變到狀態(tài)B，那么氣體在狀態(tài)A的體積______(選填“＞〞、“＝〞或“＜〞)在狀態(tài)B的體積；此過(guò)程中，氣體做功的絕對(duì)值為W，內(nèi)能變化量的絕對(duì)值為ΔU，那么氣體與外界之間傳遞的熱量為_(kāi)_________。解析：在p-t圖像中分別作出過(guò)A、B兩點(diǎn)的等容線，延長(zhǎng)線交于同一點(diǎn)－273.15℃，等容線斜率越大，體積越小，所以氣體在狀態(tài)A的體積小于在狀態(tài)B的體積，氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，溫度降低，內(nèi)能減小，ΔU＜0，此過(guò)程中氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，W＜0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，代入：－ΔU＝－W＋Q，解得：Q＝W－ΔU。答案：＜W－ΔU9．(2022·蘇錫常二模)我國(guó)科技人員用升溫析晶法制出了超大尺寸單晶鈣鈦礦晶體，尺寸超過(guò)71mm，這是世界上首次報(bào)道尺寸超過(guò)0.5英寸的鈣鈦礦單晶。假設(shè)該單晶體的體積為V，密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)NA，那么該晶體所含有的分子數(shù)為_(kāi)_______，分子直徑為_(kāi)_______。(球的體積公式V＝eq\f(1,6)πD3，D為球的直徑)解析：該單晶體的質(zhì)量m＝ρV，那么分子數(shù)為：n＝eq\f(ρV,M)NA，單個(gè)分子體積V0＝eq\f(V,n)＝eq\f(M,ρNA)＝eq\f(πD3,6)解得：D＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))。答案：eq\f(ρV,M)NAeq\r(3,\f(6M,πρNA))10.(2022·徐州模擬)如下圖，豎直放置的內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸中封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞到缸底的距離h＝0.5m?；钊|(zhì)量m＝2kg，橫截面積S＝1×10－2m2，環(huán)境溫度t＝0℃且保持不變，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的摩爾體積Vmol＝22.4L/mol，g＝10m/s2(1)汽缸水平放置時(shí)，被封閉氣體的體積V；(2)汽缸內(nèi)空氣分子的個(gè)數(shù)(結(jié)果保存一位有效數(shù)字)。解析：(1)根據(jù)平衡條件得，封閉氣體的壓強(qiáng)：p1＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.2×105Pa體積V1＝Sh＝5×10－3由玻意耳定律有：p1V1＝p0V解得V＝6×10－3m(2)汽缸內(nèi)空氣分子的個(gè)數(shù)N＝eq\f(V,Vmol)×NA＝eq\f(6×10－3,22.4×10－3)×6×1023≈2×1023(個(gè))。答案：(1)6×10－3m3(2)2×1011．(2022·宿遷三模)成年人在正常狀態(tài)下1分鐘呼吸18次，每次吸入的空氣約為500mL，空氣中氧氣的含量約為21%，氧氣的密度約為1.4kg/m3、摩爾質(zhì)量為3.2×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023mol－1(1)吸入氧氣的質(zhì)量；(2)吸入氧氣的分子數(shù)。(結(jié)果均保存一位有效數(shù)字)解析：(1)吸入氧氣的體積V＝eq\f(T,t)n0V0η＝eq\f(24×60,1)×18×500×10－6×21%m3≈2.72m3，吸入氧氣的質(zhì)量m＝ρV＝1.4×2.72kg≈4kg。(2)吸入的氧氣分子數(shù)N＝eq\f(m,M)NA解得N＝eq\f(4,3.2×10－2)×6.0×1023≈8×1025(個(gè))。答案：(1)4kg(2)8×1025個(gè)12.(2022·淮安一模)如下圖，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一局部氣體，活塞與容器壁間能無(wú)摩擦滑動(dòng)，容器的橫截面積為S。開(kāi)始時(shí)氣體的溫度為T0，活塞與容器底的距離為h0。將整個(gè)裝置放在大氣壓恒為p0的空氣中后，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q，活塞緩慢上升d后再次平衡。求：(1)外界空氣的溫度；(2)在此過(guò)程中密封氣體的內(nèi)能增加了多少。解析：(1)取密封氣體為研究對(duì)象，活塞上升過(guò)程為等壓變化，由蓋—呂薩克定律得：eq\f(h0S,T0)＝eq\f(h0＋dS,T)解得：外界空氣的溫度為T＝eq\f(h0＋d,h0)T0。(2)活塞上升的過(guò)程，密封氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，所以外界對(duì)系統(tǒng)做的功W＝－(mg＋p0S)d。根據(jù)熱力學(xué)第一定律得密閉氣體增加的內(nèi)能ΔU＝Q＋W＝Q－(mg＋p0S)d。答案：(1)eq\f(h0＋d,h0)T0(2)Q－(mg＋p0S)d13.如圖，在水平固定放置的汽缸內(nèi)，用不漏氣的輕質(zhì)活塞封閉有一定量的理想氣體，開(kāi)有小孔的薄隔板將氣體分為A、B兩局部?；钊臋M截面積為S，與汽缸壁之間無(wú)摩擦。初始時(shí)A、B兩局部體積相同，溫度為T，大氣壓強(qiáng)為p0。(1)加熱氣體，使A、B兩局部體積之比到達(dá)1∶2，求此時(shí)的溫度T′；(2)將氣體溫度加熱至2T，然后在活塞上施加一向左的水平恒力F＝5p0S，推動(dòng)活塞，直至最終到達(dá)平衡，推動(dòng)活塞過(guò)程中溫度始終維持2T不變，求最終氣體壓強(qiáng)p′。解析：(1)設(shè)A的體積為V，那么初狀態(tài)A、B總體積為2V，末狀態(tài)總體積為3V由蓋—呂薩克定律得：eq\f(2V,T)＝eq\f(3V,T′)解得T′＝1.5T。(2)假設(shè)活塞被推至隔板時(shí)氣體壓強(qiáng)為p臨eq\f(p0×2V,T)＝eq\f(p臨V,2T)解得p臨＝4p0＜eq\f(F,S)由此可以判斷，活塞一直被推至隔板，此后氣體體積、溫度均不變，那么壓強(qiáng)不再改變，p′＝4p0。答案：(1)1.5T(2)4p014．(2022·蘇州模擬)冬天天氣寒冷，有時(shí)室內(nèi)需要加溫。如果有一房間室內(nèi)面積為22.4m2，高為3.0m，室內(nèi)空氣通過(guò)房間縫隙與外界大氣相通，開(kāi)始時(shí)室內(nèi)溫度為0℃，通過(guò)加熱使室內(nèi)溫度升為20℃。假設(shè)上述過(guò)程中大氣壓強(qiáng)不變，氣體在0℃的摩爾體積為22.4L/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol－1解析：0℃時(shí)室內(nèi)氣體分子總數(shù)N＝eq\f(Sh,Vmol)NA＝eq\f(22.4×3