高考物理一轮复习单元素养评价（十四）热学含答案

单元素养评价(十四)　热学

一、单项选择题

1．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是(　　)

A.微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动

B.当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力都为零

C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的

D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用

2．[2022·山东威海一模]下列说法正确的是(　　)

A.扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的

B.水流速度越大，水分子的热运动越剧烈

C.某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动

D.0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律

3.

如图所示，每天清晨环卫工人开着洒水车把路面洒湿，可使路面不起灰尘、空气更加清新，给人们一天的生活带来好心情．洒水车在缓慢洒水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则 (　　)

A.胎内气体对外界做正功

B.轮胎与地面摩擦发热，故胎内气体的内能增加

C.胎内气体温度不变，故与外界无热传递

D.胎内气体温度不变，故每个气体分子的速率都不变

4．如图所示为一定质量的理想气体状态的两段变化过程，一个从c到b，另一个是从a到b，其中c与a的温度相同，比较两段变化过程，则 (　　)

A.c到b过程气体放出热量较多

B.a到b过程气体放出热量较多

C.c到b过程内能减少较多

D.a到b过程内能减少较多

5.

将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A.分子Q由A运动到C的过程中，先加速再减速

B.分子Q在C点时分子势能最大

C.分子Q在C点时加速度最大

D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大

6．[2022·山东威海一模]如图所示，a、b、c为一定质量的理想气体变化过程中的三个不同状态，下列说法正确的是(　　)

A.a、b、c三个状态的压强相等

B.从a到c气体的内能减小

C.从a到b气体吸收热量

D.从a到b与从b到c气体对外界做功的数值相等

7.

右图是一体积不变的绝热容器，现打开排气孔的阀门，使容器中充满与外界大气压强相等的理想气体，然后关闭阀门．开始时容器中气体的温度为T0＝300 K．现通过加热丝(未画出)对封闭气体进行加热，使封闭气体的温度升高到T1＝350 K，温度升高到T1＝350 K后保持不变，打开阀门使容器中的气体缓慢漏出，当容器中气体的压强再次与外界大气压强相等时，容器中剩余气体的质量与原来气体质量之比为    (　　)

A．3∶4　　　     B．5∶6

C.6∶7　　　      D．7∶8

二、多项选择题

8.

如图所示．透明瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，用橡皮塞把瓶口封住，用气筒向瓶内打气，然后瓶塞会突然跳出，此时观察到瓶内有白雾产生．关于上述过程下列说法正确的有(　　)

A.快速向瓶内打入气体的过程，气体状态变化是等容变化

B.快速向瓶内打入气体时，瓶内水蒸气分子密度保持不变

C.瓶塞突然跳出瞬间气体对外做功，瓶内气体温度降低

D.瓶内瞬间形成的白雾是悬浮在气体中的小水滴

9.

气象探测气球内充有常温常压的氦气，从地面上升至某高空的过程中，气球内氦气的压强随外部气压减小而逐渐减小，其温度因启动加热装置而保持不变．高空气温为－7.0 ℃，球内氦气可视为理想气体，下列说法中正确的是(　　)

A.在此过程，气球内氦气体积逐渐增大

B.在此高空，关闭加热装置后，氦气分子平均动能增大

C.在此高空，关闭加热装置后，氦气将对外界做功

D.在此高空，关闭加热装置后，氦气将对外放热

10．下列说法正确的是(　　)

A.气体总是很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现

B.“油膜法”估测分子大小实验中，需将纯油酸直接滴入浅盘的水面上

C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功

D.若铜的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则1 m3的铜所含原子数为

三、非选择题

11．如图，用一个带两根细管的橡皮塞塞紧烧瓶的瓶口，压强传感器通过其中一根不带阀门的细管连通烧瓶中的空气，另一根带阀门的细管连通注射器．开始时阀门处于关闭状态，注射器针筒的最大刻度线到阀门之间充满了水．现利用该装置进行验证玻意耳定律的实验．依图示连接好实验器材，运行DIS软件进入实验界面，点击“开始记录”后：

①打开阀门，推注射器活塞向烧瓶内注入适量的水，关闭阀门；

②记录气体的压强p，并在表格中记录注入的水的体积V；

③保持烧瓶中气体的温度不变，重复实验得到多组实验数据，点击“停止记录”．

(1)实验中通过________测得注入烧瓶中的水的体积；

(2)为验证玻意耳定律，采用图像法处理实验数据时，应选择    (　　)

A.p ­ V图像     B．p ­ 图像

C.V ­ 图像     D． ­ 图像

(3)根据上述实验数据的图像可以测得________；上述实验中存在着可能影响实验精确度的主要因素有_________________________________________________________________

________________________________________________________________________(写出一条即可).

12.

[2022·贵阳模拟]如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22 cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞重力．问：

(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，则压缩后气体的压强为多大？

(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1 cm2)

13．如图甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量m＝1 kg、横截面积S＝5×10－4 m2，原来活塞处于A位置．现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置B，在此过程中，缸内气体的V ­ T图像如图乙所示，已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g取10 m/s2.

(1)求缸内气体的压强和活塞到达位置B时缸内气体的体积；

(2)若缸内气体原来的内能U0＝72 J，且气体内能与热力学温度成正比．求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量．

单元素养评价(十四)　热学

1．解析：微粒运动反映了液体分子的无规则热运动，微粒运动即布朗运动，选项A错误；当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等但不为零，选项B错误；食盐晶体的物理性质沿各个方向是不一样的，选项C错误；由于表面张力的作用，液体要收缩至表面积最小，所以小草上的露珠呈球形，选项D正确．

答案：D

2．解析：扩散运动是物理现象，没有发生化学反应，故选项A错误；水流速度是宏观物理量，水分子的运动速率是微观物理量，它们没有必然的联系，所以分子热运动剧烈程度和水流速度无关，故选项B错误；分子运动是无规则的，无法判断分子下一刻的运动方向，故选项C错误；0 ℃和100 ℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律，故选项D正确．

答案：D

3．解析：缓慢洒水过程中，胎内气体压强减小、温度不变，由＝C可知气体体积增大，故气体对外界做正功，A正确；由于不计分子间势能，气体内能只与温度有关，温度不变，内能不变，故B错误；由ΔU＝W＋Q知，ΔU＝0，W<0，故Q>0，气体从外界吸热．故C错误；温度不变，分子的平均动能不变，但每个分子的速率都是不断变化的，故D错误．

答案：A

4．解析：a和c状态温度相同，内能相同，降到b状态，内能的变化量相同；从a到b，气体做等压变化，温度降低，体积减小，外界对气体做功，则Q＝ΔU＋W，从c到b，气体做等容变化，体积不变．外界对气体不做功，则Q′＝ΔU，故Q′<Q，a到b过程气体放出热量较多．故选项A、C、D错误，B正确．

答案：B

5．解析：分子Q由A运动到C的过程中，一直受引力作用，速度一直增加，分子动能增加，分子势能减小，在C点的分子势能最小，选项A、B均错误；分子Q在C点时受到的分子力为零，故分子Q在C点时加速度大小为零，选项C错误；分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，分子间的引力先增大后减小，然后到C点左侧时分子力为斥力逐渐变大，故加速度先增大后减小再增大，选项D正确．

答案：D

6．解析：根据理想气体状态方程＝C，解得V＝T，若压强不变，则V ­ T图像应为过原点的倾斜直线，故选项A错误；从a到c气体温度升高说明内能增加，故选项B错误；从a到b气体体积增加说明对外做功，温度升高说明内能增加，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q知气体吸收热量，故选项C正确；从a到b与从b到c气体体积变化相同，但压强不同，因而对外界做功的数值不相等，故选项D错误．

答案：C

7．解析：由题意可知气体的加热过程为等容变化，由查理定律得＝，p1＝p0，打开阀门使容器中的气体缓慢漏出，设容器的体积为V0，膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律得p1V0＝p0V，解得V＝V0，设剩余气体的质量与原来气体质量的比值为k则k＝＝，C正确．

答案：C

8．解析：快速向瓶内打入气体的过程，在瓶塞未跳起前，压缩瓶内的气体做功，瓶内气体的内能增加，瓶内水蒸气分子密度增大，继续打气，当瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，温度降低，使瓶内的水蒸气液化成小水珠，出现白雾，A、B错误，故选项C、D正确．

答案：CD

9．解析：气体经历等温过程，压强减小，根据pV＝C，在此过程，气球内氦气体积逐渐增大，故选项A正确；在此高空，关闭加热装置后，温度降低，故氦气分子平均动能减小，选项B错误；在此高空，压强固定，关闭加热装置后，温度降低，根据＝C，体积减小，故外界对气体做功，选项C错误；在此高空，压强固定，关闭加热装置后，温度降低，故会对外放热，选项D正确．

答案：AD

10．解析：气体总是很容易充满整个容器，这是分子处于永不停息的无规则运动中，并忽略分子间的作用力的结果，故A错误；“油膜法”估测分子大小实验中，应将油酸酒精溶液滴入浅盘的水面上，让油膜在水面上尽可能散开，这里，为了形成单分子油膜，不可将纯油酸直接滴入浅盘的水面上，故B错误；不可能从单一热源吸收热量使之完全变为功而不引起其他变化，如果引起其他变化，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，故C正确；1 m3铜所含的原子数是：n＝NA＝，故D正确．

答案：CD

11．解析：(1)因为注射器上有刻度，所以通过注射器上的刻度 测得注入烧瓶中的水的体积．

(2)设烧瓶的体积为V0，由玻意耳定律可得p(V0－V)＝C，化简可得V＝－C＋V0，由此可以看出应该作V ­ 图像．

(3)由V＝－C＋V0可知，此图像的延长线与V轴的交点就是烧瓶的容积V0，所以由图像可以求出烧瓶的容积．影响实验精确度的因素有：烧瓶密封不严有漏气，或烧瓶中气体温度有变化，或压力传感器测量不准确．

答案：(1)注射器针筒上的刻度　(2)C　

(3)烧瓶的容积　烧瓶密封不严有漏气

12．解析：(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，l0＝22 cm，l＝2 cm，V0＝l0S，V＝lS

缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得：

p0V0＝pV，解得：p＝1.1×106 Pa

(2)大气压力对活塞做功：W1＝p0S(l0－l)＝2 J

人对活塞做功W2＝100 J，由热力学第一定律：

ΔU＝W1＋W2＋Q，将Q＝－20 J代入解得ΔU＝82 J.

答案：(1)1.1×106 Pa　(2)82 J

13．解析：(1)活塞从A位置缓慢移动到B位置，活塞受力平衡，气体为等压变化，以活塞为研究对象：pS＝p0S＋mg，解得：p＝p0＋＝1.2×105 Pa

由盖—吕萨克定律有：＝

解得VB＝＝6×10－4 m3

(2)由气体的内能与热力学温度成正比，

即＝，解得：UB＝108 J

外界对气体做功：W＝－p(VB－VA)＝－24 J

由热力学第一定律：ΔU＝UB－U0＝Q＋W

得气体变化过程中从电热丝吸收的总热量为Q＝60 J

答案：(1)1.2×105 Pa　6×10－4 m3　(2)60 J