2021高考物理一轮复习限时检测12热学含解析新人教版

1第十二章热学综合过关规范限时检测满分：100分考试时间：90分钟一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．(2020·北京通州区一模)如图所示为一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，下列关于布朗运动的说法正确的是(A)A．悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的B．布朗运动就是液体分子的无规则运动C．液体温度越低，布朗运动越剧烈D．悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显[解析]本题考查布朗运动。悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，选项A正确；布朗运动是悬浮微粒的运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项B错误；液体温度越高，布朗运动越剧烈，选项C错误；悬浮微粒越小，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显，选项D错误。2．(2020·山东高考模拟)如图所示，水平放置的封闭绝热气缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。已知a部分气体为1mol氧气，b部分气体为2mol氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb，下列说法正确的是(D)A．VaVb，TaTbB．VaVb，TaTbC．VaVb，TaTbD．VaVb，TaTb[解析]解除锁定前，两部分气体温度相同，体积相同，由PV＝nRT可知b部分压强大，故活塞左移，平衡时VaVb，Pa＝Pb。活塞左移过程中，a气体被压缩内能增大，温度增大，b气体向外做功，内能减小，温度减小，平衡时TaTb。23．(2020·北京市高考适应性考试)下列说法正确的是(B)A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．随液体的温度升高，布朗运动更加剧烈C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．内能是物体中所有分子热运动动能的总和[解析]布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，能间接反映液体分子的无规则运动，A错误；液体温度越高，布朗运动越剧烈，B正确；做功和热传递都能改变物体内能，当物体从外界吸收热量，同时对外界做功，其内能不一定增加，C错误；内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，D错误。4．(2020·北京市高考适应性考试)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是(D)A．若体积不变、温度升高，则每个气体分子热运动的速率都增大B．若体积减小、温度不变，则器壁单位面积受气体分子的碰撞力不变C．若体积不变、温度降低，则气体分子密集程度不变，压强可能不变D．若体积减小、温度不变，则气体分子密集程度增大，压强一定增大[解析]温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均速率会增大，但每个气体分子热运动的速率不一定增大，A错误；温度不变，分子的平均动能不变，体积减小，分子的密集程度增大，则器壁单位面积受气体分子的碰撞力会增大，B错误；由公式pVT＝C可知，体积不变、温度降低时，压强一定减小，C错误；体积减小，则气体分子密集程度增大，体积减小、温度不变时，由公式pVT＝C可知，压强一定增大，D正确。5．(2020·辽宁沈阳高三模拟)如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图。在输液过程中(A)A．A瓶中的药液先用完B．B瓶中的药液先用完C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐减小D．随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变[解析]药液从B瓶中流下，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知，气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶补充，使B瓶液面保持不变，直到A瓶液体全3部流入B瓶，所以A瓶液体先用完，故A正确，B错误；A瓶瓶口处压强和大气压相等，但液面下降，液体产生压强减小，因此封闭气体压强增大，故C、D错误。6．(2020·山东德州高三模拟)如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气(B)A．体积不变，压强变小B．体积变小，压强变大C．体积不变，压强变大D．体积变小，压强变小[解析]由于气体温度不变，属于等温变化，水位升高，封闭气体的体积减小，根据理想气体状态方程pV＝C(C为定值)，压强增大，故B正确。7．(2020·湖南长沙高三模拟)如图所示，带有活塞的气缸中封闭着一定质量的气体(不考虑分子势能)。将一个热敏电阻(电阻值随温度升高而减小)置于气缸中，热敏电阻与气缸外的欧姆表连接，气缸和活塞均具有良好的绝热性能。下列说法正确的是(C)A．若拉动活塞使气缸内气体体积增大，需加一定的拉力，说明气体分子间有引力B．若拉动活塞使气缸内气体体积增大，则欧姆表读数将变小C．若发现欧姆表读数变大，则气缸内气体内能一定减小D．若发现欧姆表读数变大，则气缸内气体内能可能不变[解析]若拉动活塞使气缸内气体体积增大，则需加一定的拉力，是克服内外气压差做功，故A错误；若拉动活塞使气缸内气体体积增大，气体对外界做功，温度降低，故欧姆表读数将变大，故B错误；欧姆表读数变大，说明气体温度降低，故内能减小，所以C正确，D错误。8．(2020·天津高三月考)给一定质量、温度为0℃的水加热，在水的温度由0℃上升到4℃的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能。在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的。关于这个问题的下列说法4中正确的是(D)A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功[解析]温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能最大；由题意，在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的，说明了分子之间的相互作用力对分子做负功，即吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功，A、B、C错误，D正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．(2019·福建莆田期末)下列说法中正确的是(ABC)A．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小B．布朗运动反映了气体或液体分子的无规则运动C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性D．做功和热传递在改变系统内能方面是不等价的[解析]本题考查分子力晶体、改变内能的方式等知识点。分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，A项正确；布朗运动反映了气体或液体分子的无规则运动，B项正确；组成晶体的离子或原子按一定的规律分布，具有空间上的周期性，C项正确；做功和热传递在改变系统内能方面是等价的，D项错误。10．(2020·河南模拟)气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置；其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空，航天员由太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是(AD)A．气体并没有对外做功，气体内能不变B．B中气体可自发地全部退回到A中C．气体体积膨胀，对外做功，内能减小D．气体温度不变，体积增大，压强减小[解析]本题考查热力学第一定律、气体压强的微观解释等。气体自由扩散，对外不做功，又因为整个系统与外界没有热交换，根据ΔU＝W＋Q可知气体内能不变，故A正确，C5错误；根据熵增加原理可知一切宏观热现象均具有方向性，故B中气体不可能自发地全部退回到A中，故B错误；因为气体内能不变，故温度不变。因为气闸舱B内为真空，根据玻意耳定律pV＝C，可知扩散后气体体积V增大，压强p减小，故D正确。11．(2019·安徽定远育才学校模拟)下列说法正确的是(ABC)A．物体从外界吸收热量的同时，物体的内能可能在减小B．分子间的引力和斥力，当rr0时(r0为引力与斥力大小相等时分子间距离)，都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化快C．水黾(一种小型水生昆虫)能够停留在水面上而不陷入水中是由于液体表面存在张力D．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能[解析]本题考查热力学第一定律水的表面张力、气体压强的微观含义等。由ΔU＝Q＋W知，若物体对外界做功的同时吸收热量，如果对外做功的大小大于吸收的热量的大小，物体的内能减小，故A正确；当分子间的距离小于r0时，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化快，分子间相互作用力的合力表现为斥力，故B正确；液体表面层中的分子比液体内部的分子稀疏，分子间的距离比液体内部的分子大一些，分子间的相互作用力表现为引力，这个引力即为表面张力，正是因为这种张力的存在，水黾才能在水面上停留，故C正确；第二类永动机不能制成，说明内能不能在全部转化为机械能的同时不引起其他变化，故D错误。12．(2019·四川成都二诊)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程：从a到b，b到c，c到a回到原状态，其V－T图象如图所示。用pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强，下列说法正确的是(AB)A．papc＝pbB．由a到b的过程中，气体一定吸热C．由b到c的过程中，气体放出的热量一定等于外界对气体做的功D．由b到c的过程中，每一个气体分子的速率都减小[解析]本题考查对V－T图象的理解。由理想气体状态方程可知pa·3V0T0＝pb·3V03T0，所以pb＝3pa，同理可得pa·3V0T0＝pc·V0T0，所以pc＝3pa，所以pc＝pbpa，故A正确；ab过程中气体的体积不变，没有做功，温度升高，内能增大，所以气体一定吸热，故B正确；由图象6可知，bc过程气体体积减小，外界对气体做功，W0，气体温度降低，内能减小，ΔU0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气体要放出热量，而且bc过程中气体放出的热量一定大于外界对气体做的功，故C错误；温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，不能反映单个分子的运动情况，所以bc过程中气体的温度降低，分子平均动能减小，并不是每一个分子的速率减小，故D错误。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．(6分)(2020·江苏省高三模拟)某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。(1)每滴油酸酒精溶液的体积为V0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。已知500mL油酸酒精溶液中含有纯油酸1mL，则油酸分子直径大小的表达式为d＝V0500S。(2)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是(多选)AC。A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理[解析](1)纯油酸的体积V等于油酸酒精溶液的体积乘以浓度，即：V＝V0500×1，油滴面积为S，则分子直径大小的公式为d＝V0500S；(2)根据d＝V0500S，则有：A项错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则计算时所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，故A正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故B错误；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故C正确；计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则计算所用的面积S偏大，会导致计算结果偏小，故D错误。14．(8分)(2020·上海高三模拟)如图，用一个带两根细管的橡