2020版物理新增分大一轮人教通用版讲义：第十三章热学本章综合能力提升练

本章综合能力提升练

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.对于一定质量的理想气体，如果体积增大，就会对外做功，所以内能一定减少

E.热量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　ACE

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了零摄氏度的水吸热，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；气体体积增大时，对外做功，但有可能吸收热量，故内能变化情况未知，故D错误；热量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E正确.

2.(2018·湖北省天门中学模拟)下列说法中正确的是(　　)

A.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用

B.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动

C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点

D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小

E.一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的

答案　ACE

解析　叶面上的小露珠呈球形是由于在液体表面张力作用下表面收缩的结果，故A正确；布朗运动是固体小颗粒的运动，故B错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，显示出不同的颜色，故C正确；当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子力表现为引力，分子间的距离越大，分子力做负功，分子势能越大，故D错误；一定温度下，液体表面飞出的水分子和空气中进入液体的水分子数目是相等的，因而压强不变，故E正确.

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

E.在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体

答案　ABE

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；在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，加工后做成玻璃就是非晶体，选项E正确.

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.液面上部的蒸汽达到饱和时，就没有液体分子从液面飞出，所以从宏观上看液体不再蒸发

E.热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，但要从低温物体向高温物体传递，必须有第三者的介入

答案　ACE

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的距离的增大而减小，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；液面上部的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，故D错误；热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，但要从低温物体向高温物体传递，必须有第三者的介入，选项E正确.

5.(2019·河南省洛阳市模拟)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.在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变

E.温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同

答案　ADE

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，分子势能也增大；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，故C错误；饱和汽压仅与温度有关，在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变，故D正确；温度是分子热运动的平均动能的标志，则温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同，选项E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.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近该温度下水的饱和汽压

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

E.当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小

答案　BCE

解析　液晶的某些性质具有各向异性，故A错误；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近该温度下水的饱和汽压，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，只与温度有关，与体积无关，故D错误；当r>r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，则分子势能增大，当r<r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，则分子势能增大，所以当r＝r0时，分子势能最小，故E正确.

7.(2018·全国卷Ⅲ·33(1))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.气体温度一直降低

B.气体内能一直增加

C.气体一直对外做功

D.气体一直从外界吸热

E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功

答案　BCD

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，A错；一定质量的理想气体的内能由温度决定，温度越高，内能越大，B对；气体体积膨胀，对外做功，C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，D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，E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

E.状态A的体积比状态E的体积小

答案　BDE

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，气体对外做功，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；由＝C知＝，则p－T图象斜率越小，气体体积越大，故E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.(2018·湖南省株洲市第二次质检)如图4所示，左端封闭、右端开口的等臂U形玻璃管竖直放置，管内水银在左管内封闭一段长l0＝15 cm、温度为300 K的空气柱，左右两管水银面高度差为h0＝10 cm，大气压强为75 cmHg.

图4

(1)在温度不变的条件下，需要从开口端加入多长的水银柱才能使左右两管的水银面等高？

(2)左右两管内水银面刚好相平后，即停止补充水银，并给左管的气体加热，当右管内水银面刚好上升到与管口齐平时，左管内气体的温度为多少？

答案　(1)14 cm　(2)808 K

解析　(1)设左管水银柱上升x，玻璃管内部横截面积为S，由玻意耳定律

(p0－h0) l0S＝p0(l0－x)S

需要加入的水银柱长度为l＝2x＋h0

解得：l＝14 cm

(2)当右管内水银面刚好上升到与管口齐平时，左管内气体的压强

p3＝ p0＋2(l0－x) cmHg＝101 cmHg

左管内气体的体积V3＝2(l0－x)S

由理想气体状态方程：＝

解得T3＝808 K.

11.(2019·湖北省十堰市调研)如图5所示，有两个不计质量的薄活塞M、N将两部分理想气体封闭在绝热汽缸内，温度均是27 ℃.M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S＝2 cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为H＝27 cm，N活塞相对于底部的高度为h＝18 cm，活塞足够高.现将一质量为m＝400 g的小物体放在M活塞的上表面，活塞下降.已知大气压强为p0＝1.0×105 Pa，取重力加速度g＝10 m/s2.

图5

 (1)求稳定后活塞N下部分气体的压强；

(2)现通过加热丝对N下部分气体进行缓慢加热，使N下部分气体的温度变为127 ℃，分别求稳定后活塞M与活塞N距离底部的高度.

答案　(1)1.2×105 Pa　(2)27.5 cm　20 cm

解析　(1)将两个活塞和小物体作为整体进行受力分析得：pS＝mg＋p0S

代入数据解得p＝1.2×105 Pa

(2)对N下部分气体进行分析，由理想气体状态方程得：

＝

解得：h2＝20 cm

对M下部分气体进行分析，根据玻意耳定律得：

p0(H－h)S＝pLS

解得：L＝7.5 cm

故此时活塞M距离底部的距离为H2＝h2＋L＝20 cm＋7.5 cm＝27.5 cm.