2020版物理新增分大一轮新高考（京津鲁琼）讲义：第十三章热学本章综合能力提升练
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一、多项选择题
1.(2018·重庆市上学期期末抽测)关于热现象的描述，下列说法正确的是( )
A.漂浮在水面上的花粉颗粒越大，撞击花粉颗粒的水分子越多，布朗运动反而越不明显
B.气体的温度越高，每个气体分子的动能都越大
C.零摄氏度的水比等质量的零摄氏度的冰分子势能大
D.内能既能够从高温物体传递到低温物体，也能够从低温物体传递到高温物体
答案 ACD
解析 悬浮在液体中的小颗粒周围有大量的液体分子，由于液体分子对悬浮颗粒无规则撞击，造成小颗粒受到的冲力不平衡而引起小颗粒的运动，撞击它的分子数越多，布朗运动越不明显，故A正确；温度是分子平均动能的标志，满足统计规律，对个别分子没有意义，温度越高，分子的平均动能越大，并不是每个分子的动能都增大，故B错误；零摄氏度的冰变化成零摄氏度的水吸热，可知水比冰的内能大.由于温度相同，分子平均动能相同， 那么水的分子势能就大，故C正确；内能既能够从高温物体传递到低温物体，也能够从低温物体传递到高温物体，但会引起其他变化，故D正确.
2.(2012·山东卷·36(1)改编)下列说法正确的是( )
A.普通液晶显示器在严寒地区不能工作，是因为物质的液晶态是在一定温度范围内
B.扩散现象表明，分子在永不停息地运动
C.当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
D.一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小
答案 AB
解析 普通液晶显示器在严寒地区不能工作，是因为物质的液晶态是在一定温度范围内，选项A正确；扩散现象说明分子在永不停息地运动，选项B正确；当分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，选项C错误；根据＝C知，一定质量的理想气体，在等压膨胀时，温度升高，分子的平均动能增大，选项D错误.
3.(2018·广东省深圳市第一次调研)下列说法正确的是( )
A.液晶具有流动性，其光学性质表现为各向异性
B.太空舱中的液滴呈球状是由于完全失重情况下液体表面张力的作用
C.用打气筒的活塞压缩气体很费劲，说明分子间有斥力
D.第二类永动机是不可能制造出来的，因为它违反了能量守恒定律
答案 AB
解析 液晶具有流动性，其光学性质表现为各向异性，选项A正确；太空舱中的液滴呈球状是由于完全失重情况下液体表面张力的作用，选项B正确；用打气筒的活塞压缩气体很费劲，这是气体压强作用的结果，不能说明分子间有斥力，选项C错误；第二类永动机是不可能制造出来的，因为它违反了热力学第二定律，不违反能量守恒定律，选项D错误.
4.(2018·湖北省4月调研)关于热现象，下列说法正确的是( )
A.两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小
B.液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性
C.处于失重状态的宇宙飞船中，由于消除了重力的影响，一大滴水银的表面将收缩到最小面积——球面，水银滴成为球形
D.物体温度升高，其内能一定增大
答案 AC
解析 两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小，选项A正确；液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，选项B错误；处于失重状态的宇宙飞船中，由于消除了重力的影响，一大滴水银的表面将收缩到最小面积——球面，水银滴成为球形，选项C正确；内能是所有分子的动能和势能的和，不仅与温度有关，还与物体的体积有关，只知道温度一个因素的变化情况，无法确定物体内能的变化，选项D错误.
5.(2018·河南省新乡市第三次模拟)下列说法正确的是( )
A.只要减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
B.随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也一定减小
C.同种物质要么是晶体，要么是非晶体，不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
D.温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同
答案 AD
解析 温度是分子热运动的标志，则只要减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低，选项A正确；随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小；若分子力表现为引力，则随分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大；若分子力表现为斥力，则随分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小，选项B错误；同种物质可能是晶体，也可能是非晶体，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，故温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同，选项D正确.
6.(2018·湖南省益阳市4月调研)下列关于热现象的叙述，正确的是( )
A.液晶与多晶体一样具有各向同性
B.石墨晶体是层状结构，层与层原子间作用力小，可用作固体润滑剂
C.雨水不能透过布雨伞是因为液体表面存在张力
D.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
答案 BC
解析 液晶的某些性质具有各向异性，故A错误；石墨晶体是层状结构，层与层原子间作用力小，可用作固体润滑剂，故B正确；由于液体表面存在张力，故雨水不能透过布雨伞，故C正确；理想气体的分子势能不计，内能只与温度有关，与体积无关，故D错误.
7.(2018·全国卷Ⅲ·33(1)改编)如图1，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p－V图中从a到b的直线所示.在此过程中( )
图1
A.气体内能一直增加
B.气体一直对外做功
C.气体一直从外界吸热
D.气体吸收的热量一直全部用于对外做功
答案 ABC
解析 在p－V图中理想气体的等温线是双曲线的一支，而且离坐标轴越远温度越高，故从a到b温度升高，理想气体的内能由温度决定，温度越高，内能越大，A对；气体体积膨胀，对外做功，B对；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得Q＝ΔU－W，由于ΔU>0、W<0，故Q>0，气体吸热，C对；由Q＝ΔU－W可知，气体吸收的热量一部分用来对外做功，一部分用来增加气体的内能，D错.
8.(2019·山西省榆社中学上学期第一次联考)如图2所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历 ABCDE过程到达状态E，其中BA的延长线经过原点，BC与横轴平行，DE与纵轴平行.下列说法正确的是( )
图2
A.AB过程中气体的体积逐渐减小
B.BC过程中气体从外界吸热
C.CD过程气体内能不变
D.DE过程气体对外界做功
答案 BD
解析 由理想气体状态方程整理得：p＝T，AB过程中图象的斜率不变，故气体的体积不变，A错误；BC过程为等压过程，压强不变，T增大，气体体积增大，对外做功，理想气体的内能随温度升高而增大，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，知气体从外界吸热，B正确；CD过程气体温度升高，内能增大，C错误；DE段为等温过程，温度不变，压强降低，由＝C可知，气体体积增大，对外界做功，D正确.
二、非选择题
9.(2018·山东省临沂市一模)某货船在运送货物过程中，不慎将200升纯油酸渗漏到某湖泊中，几天后，水面上有漂浮的油酸，当地环保部门为了评估本次泄漏事故对环境的影响，对油酸在湖面上的扩散情况进行拍照并将图片完整的绘制到坐标纸上，得到如图3所示的轮廓图，已知坐标纸上每个小方格的边长为1 cm，轮廓图的比例尺为1∶10 000(比例尺等于图上距离与实际距离的比)，据测算在湖面上形成的油膜仅由全部泄露油酸的形成，假设形成的油膜为单分子油膜，根据以上信息，可以算出：(结果均保留两位有效数字)
图3
(1)该湖面上油膜的实际面积约为________ m2；
(2)油酸分子的直径约为________ m.
答案 (1)2.8×105 (2)7.1×10－10
解析 (1)由于每格边长为1 cm，则每一格面积就是1 cm2，估算油膜的面积时超过半格算一格，小于半格就舍去，共估算出28格，而轮廓图的比例尺为1∶10 000，
那么该湖面上油膜的实际面积约为S＝28×100×100 m2＝2.8×105 m2；
(2)在湖面上形成的油膜对应的油酸体积是：V＝×200 L＝0.2 L
分子直径为d＝＝ m≈7.1×10－10 m.
10.(2011·山东卷·36(2))气体温度计结构如图4所示.玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连.开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1＝14 cm，后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2＝44 cm.(已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76 cmHg)
图4
(1)求恒温槽的温度.
(2)此过程A内气体内能________(填“增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将________(填“吸热”或“放热”).
答案 (1)364 K(或91 ℃) (2)增大 吸热
解析 (1)设恒温槽的温度为T2，由题意知T1＝273 K
A内气体发生等容变化，根据查理定律得＝①
p1＝p0＋ph1②
p2＝p0＋ph2③
联立①②③式，代入数据得T2＝364 K(或91 ℃)
(2)玻璃测温泡A放入待测恒温槽的过程中，温度升高，A内气体内能增大，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，W＝0，ΔU>0，故Q>0，气体将吸热.
11.如图5为一注射器，针筒上所标刻度是注射器的容积，最大Vm＝20 mL，其活塞的横截面积为2 cm2.先将注射器活塞移到刻度V1＝18 mL的位置，然后用橡胶帽密封住注射器的针孔.已知环境温度t1＝27 ℃，大气压p0＝1.0×105 Pa，为使活塞移到最大刻度处，试问(活塞质量及活塞与针筒内壁间的摩擦均忽略不计.)
图5
(1)若把注射器浸入水中缓慢加热，水温须升至多少℃；
(2)若沿注射器轴线用力向外缓慢拉活塞，拉力须达到多大.
答案 (1)60 ℃ (2)2 N
解析 (1)设水温度升至T时，活塞移到最大刻度处，根据理想气体状态方程可得：
＝，将T1＝t1＋273 K＝300 K
代入可得：T≈333 K，t＝T－273 K＝60 ℃
(2)设拉力为F时，活塞运动到最大刻度处，此时针筒内气压为p，
根据玻意耳定律得p0V1＝pVm
解得p＝9.0×104 Pa
由活塞平衡条件可得：F＝(p0－p)S＝2 N.
