2009屆新課標(biāo)物理考點(diǎn)預(yù)測(8)

熱   學(xué)

 

一、考點(diǎn)介紹

本考點(diǎn)的命題多集中分子動(dòng)理論、估算分子數(shù)目和大小、熱力學(xué)兩大定律的應(yīng)用、氣體狀態(tài)參量的意義及與熱力學(xué)第一定律的綜合,還有氣體實(shí)驗(yàn)定律和氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用及圖象表示氣體狀態(tài)的變化過程等知識點(diǎn)上,多以選擇題和填空題的形式出現(xiàn);對熱學(xué)前面知識的考查往往在一題中容納更多的知識點(diǎn),把熱學(xué)知識綜合在一起進(jìn)行考查,多以選擇題和填空題的形式出現(xiàn);對后者的考查多以計(jì)算題的形式出現(xiàn),著重考查熱學(xué)狀態(tài)方和的應(yīng)用.《物理課程新標(biāo)準(zhǔn)》在課程性質(zhì)中指出:“高中物理課程有助于學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)基本的物理知識與技能,增強(qiáng)創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力,發(fā)展探索自然、理解自然的興趣與熱情”. 近兩年來熱學(xué)考題中還涌現(xiàn)了許多對熱現(xiàn)象的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力考查的新情景試題.同時(shí),本考點(diǎn)還可以與生活、生產(chǎn)的實(shí)際相聯(lián)來考查熱學(xué)知識在實(shí)際中的應(yīng)用.

 

二、高考真題

1.(2008年高考寧夏卷.理綜.31①)如圖1所示,由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi),活塞與氣缸壁之間無摩擦,活塞上方存有少量液體。將一細(xì)管插入液體,由于虹吸現(xiàn)象,活塞上方液體逐漸流出。在此過程中,大氣壓強(qiáng)與外界的溫度保持不變。關(guān)于這一過程,下列說法正確的是          。(填入選項(xiàng)前的字母,有填錯(cuò)的不得分)

A.氣體分子的平均動(dòng)能逐漸增大

B.單位時(shí)間氣體分子對活塞撞擊的次數(shù)增多                                      圖1

C.單位時(shí)間氣體分子對活塞的沖量保持不變

D.氣體對外界做功等于氣體從外界吸收的熱量 

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2.(2008年高考上海卷.物理.9)已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比。如圖2所示的實(shí)線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線,則在整個(gè)過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能

A.先增大后減小                   B.先減小后增大                           圖2

C.單調(diào)變化                          D.保持不變

 

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3.(2008年高考海南卷.物理.17①)下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法正確的是            (填入正確選項(xiàng)前的字母,每選錯(cuò)一個(gè)扣1分,最低得分為0分).

A.氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開,這是因?yàn)闅怏w分子之間存在勢能的緣故

B.一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽,其分子之間的勢能增加

C.對于一定量的氣體,如果壓強(qiáng)不變,體積增大,那么它一定從外界吸熱

D.如果氣體分子總數(shù)不變,而氣體溫度升高,氣體分子的平均動(dòng)能增大,因此壓強(qiáng)必然增大

E.一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子之間勢能的總和

F.如果氣體溫度升高,那么所有分子的速率都增加

 

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4.(2007年高考江蘇卷.物理.9)如圖3所示,絕熱氣缸中間用固定栓將可無摩擦移動(dòng)的導(dǎo)熱隔板固定,隔板質(zhì)量不計(jì),左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣(視為理想氣體)。初始時(shí),兩室氣體的溫度相等,氫氣的壓強(qiáng)大于氧氣的壓強(qiáng),松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡,下列說法中正確的是

A.初始時(shí)氫分子的平均動(dòng)能大于氧分子的平均動(dòng)能

B.系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí),氫氣的內(nèi)能比初始時(shí)的小

C.松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中有熱量從氧氣傳遞到氫氣

D.松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中,氧氣的內(nèi)能先增大后減小       圖3

 

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5.(2008年高考全國1卷.理綜. 15)已知地球半徑約為6.4×106 m,空氣的摩爾質(zhì)量約為29×10-3 kg/mol,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為1.0×105 Pa.利用以上數(shù)據(jù)可估算出地球表面大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為(  )

A.4×1016 m3      B.4×1018 m3    C. 4×1020 m3               D. 4×1022 m3

 

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6.(2008年高考海南卷.物理.17⑵)如圖4所示,一根粗細(xì)均勻、內(nèi)壁光滑、

豎直放置的玻璃管下端密封,上端封閉但留有一抽氣孔.管內(nèi)下部被活塞封住一

定量的氣體(可視為理想氣體),氣體溫度為T1.開始時(shí),將活塞上方的氣體緩

慢抽出,當(dāng)活塞上方的壓強(qiáng)達(dá)到p0時(shí),活塞下方氣體的體積為V1,活塞上方玻    圖4

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璃管的容積為2.6V1;钊蛑亓Χa(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.5p0。繼續(xù)將活塞上方抽成真空并密封.整個(gè)抽氣過程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變.然后將密封的氣體緩慢加熱.求:

①活塞剛碰到玻璃管頂部時(shí)氣體的溫度;

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②當(dāng)氣體溫度達(dá)到1.8T1時(shí)氣體的壓強(qiáng).

             

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7.(2008年上海卷。物理.13)如圖5所示,兩端開口的彎管,左管插

入水銀槽中,右管有一段高為h的水銀柱,中間封有一段空氣,則(    )

(A)彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h

(B)若把彎管向上移動(dòng)少許,則管內(nèi)氣體體積增大

(C)若把彎管向下移動(dòng)少許,則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升

(D)若環(huán)境溫度升高,則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升                            

圖5

 

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8.(2008年高考江蘇卷.物理.12)(1)空氣壓縮機(jī)在一次壓縮過程中,活塞對氣缸中的氣體做功為2.0×105J,同時(shí)氣體的內(nèi)能增加了1.5×l05J.試問:此壓縮過程中,氣體            (填“吸收”或“放出”)的熱量等于             J.

(2)若一定質(zhì)量的理想氣體分別按圖6所示的三種不同過程變化,其中表示等壓變化的是

             (填“A”、“B”或“C”),該過程中氣體的內(nèi)能         (填“增加”、“減

少”或“不變”)。

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圖6

 

 

(3)設(shè)想將1g水均勻分布在地球表面上,估算1cm2的表面上有多少個(gè)水分子?(已知1mol   

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水的質(zhì)量為18g,地球的表面積約為5×1014m2,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

 

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9.(2008年高考廣東卷.物理。13)(1)如圖7所示,把一塊潔凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接觸水面,如果你想使玻璃板離開水面,必須用比玻璃板重力    的拉力向上拉橡皮筋,原因是水分子和玻璃的        圖7

分子間存在    作用。          

(2)往一杯清水中滴入一滴紅墨水,一段時(shí)間后,整杯水都變成了紅色,這一現(xiàn)象在物理學(xué)中稱為    現(xiàn)象,是由于分子的    而產(chǎn)生的,這一過程是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性     的方向進(jìn)行的。                

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10.(2008年高考寧夏卷.理綜.31.)如圖8所示,一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi),活塞相對于底部的高度為h,可沿氣缸無摩擦地滑動(dòng)。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完時(shí),活塞下降了h/4。再取相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界天氣的壓強(qiáng)和溫度始終保持不變,求此次沙子倒完時(shí)活塞距氣缸底部的高度。                                                  圖8

 

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11.(2008年上海物理卷考題)汽車行駛時(shí)輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故,太低又會(huì)造成耗油上升。已知某型號輪胎能在-40℃90℃正常工作,為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時(shí)的最高胎壓不超過3.5atm,最低胎壓不低于1.6atm,那么在t=20℃時(shí)給該輪胎充氣,充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適?(設(shè)輪胎容積不變)

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12.(2008年山東理綜卷物理.36)如圖9所示,噴霧器內(nèi)有10 L水,上部封閉有1atm的空氣2L。關(guān)閉噴霧閥門,用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入1atm的空氣3L(設(shè)外界環(huán)境溫度一定,空氣可看作理想氣體)。                                                 

(1)當(dāng)水面上方氣體溫度與外界溫度相等時(shí),求氣體壓強(qiáng),并從微觀上解釋氣體壓強(qiáng)變化的原因。                                    圖9

(2)打開噴霧閥門,噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹,此過程氣體是吸熱還是放熱?簡要說明理由。

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三、名校試題

1.(海南省民族中學(xué)2009屆高三月考試卷.物理.3)如圖10所示,導(dǎo)熱性能良好的氣缸內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的空氣,氣缸固定不動(dòng),外界溫度恒定。一條細(xì)線左端連接在活塞上,另一端跨過定滑輪后連接在一個(gè)小桶上,開始時(shí)活塞靜止,F(xiàn)在不斷向小桶中添加細(xì)沙,使活塞緩慢向右移動(dòng)(活塞始終未被拉出氣缸)。忽略氣             

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體分子間相互作用,則在活塞移動(dòng)過程中,下列說法正確的是(  )

A.氣缸內(nèi)氣體的分子平均動(dòng)能變小  B.氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變小

C.氣缸內(nèi)氣體向外放出熱量    D.氣缸內(nèi)氣體從外界吸收熱   

                                                                    圖10

 

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2.(遼寧省錦州市2009屆普通高中高三測試卷.物理.6) 一定質(zhì)量的氣體(不計(jì)氣體分子間的作用力)由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D(如圖線所示),這個(gè)過程中(     )

A.氣體從外界吸收熱量,內(nèi)能增加

B.氣體體積增大,單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少

C.氣體溫度升高,每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都會(huì)增大

D.氣體對光的折射率將變小,光在其中的傳播速度會(huì)增大

 

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3.(浙江東陽中學(xué)2009屆高三第三次月考卷.理綜.18)對一定量的氣體, 下列說法正確的是(  )

A.氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

B.氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈, 氣體溫度就越高

C.氣體對器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的

D.當(dāng)氣體膨脹時(shí),氣體分子之間的勢能減小,因而氣體的內(nèi)能減少

 

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4.(鹽城市2008屆第一次調(diào)研卷.物理.30)如圖11所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的氣體,已知容器橫截面積為S,活塞重為G,大氣壓強(qiáng)為P0 。若活塞固定,密封氣體溫度升高1℃,需吸收的熱量為Q 1 ; 若活塞不固定,且可無摩擦滑動(dòng),仍使密封氣體溫度升高1℃,需吸收的熱量為Q 2 。

(1)Q 1和Q 2哪個(gè)大些?氣體在定容下的比熱容與在定壓下的比熱容為什么會(huì)不同?

(2)求在活塞可自由滑動(dòng)時(shí),密封氣體溫度升高1℃,活塞上升的高度h。   圖11

 

 

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5.(2008屆廣東華師附中5月沖刺練習(xí)卷.物理.14)(1)關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律,下列說法中正確的是                   

A.只要知道氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù),就可以算出氣體分子的體積

B.懸浮在液體中的固體微粒越小,布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯

C.一定質(zhì)量的理想氣體,保持氣體的壓強(qiáng)不變,溫度越高,體積越大

D.一定溫度下,飽和汽的壓強(qiáng)是一定的

E.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律

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F.由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,液面分子間只有引力,沒有斥力,所以液體表面具有收縮的趨勢

(2)如圖12所示p-V圖中,一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程至狀態(tài)B,氣體對外做功280J,放出熱量410J;氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A,這一過程中氣體對外界做功200J.求:

①ACB過程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少?變化量是多少?

②BDA過程中氣體是吸熱還是放熱?吸收或放出的熱量是多少?              圖12

                    

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6.(江蘇揚(yáng)州市2008屆第四次調(diào)研卷.物理.28)

(1)下列說法中正確的是(   。

A.只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量,就可以計(jì)算出阿伏伽德羅常數(shù)

B.懸浮微粒越大,在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越多,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯

C.在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r>10-9m)減小到很難再靠近的過程中,分子間作用力先減小后增大;分子勢能不斷增大

D.溫度升高,分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大,但并非所有分子的速率都增大

E.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)等溫壓縮后,其壓強(qiáng)一定增大

F.內(nèi)能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化是有條件的,即環(huán)境中必須存在溫度差,通過科技創(chuàng)新,我們能夠研制出內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱機(jī)

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(2)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖13所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27℃。則:

①該氣體在狀態(tài)B、C時(shí)的溫度分別為多少℃?

②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是多大?

③該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱,還是放熱?傳遞的熱量是多少? 圖13

 

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 7.(汕頭市2008年普通高校招生模擬考試卷.物理.31)(1)1821年,德國物理學(xué)家塞貝克發(fā)現(xiàn)了一種怪現(xiàn)象:如圖14所示,把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電流計(jì)串聯(lián)成閉合電路,然后把銅鐵絲的一個(gè)聯(lián)接點(diǎn)放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫,另一個(gè)聯(lián)接點(diǎn)放在火焰上加熱,升到很高的溫度時(shí),發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),表明閉合電路中產(chǎn)生了電流,這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象。問:這一實(shí)驗(yàn)是否違反熱力學(xué)第二定律?簡述這一過程中能的轉(zhuǎn)化情況。                              

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(2)如圖15所示,豎直放置的圓筒形注射器,活塞上端接有氣壓表,                                              圖14

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能夠方便測出所封閉理想氣體的壓強(qiáng).開始時(shí),活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)氣體體積為30cm3,氣壓表讀數(shù)為1.0×105Pa.若用力向下推動(dòng)活塞,使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離,穩(wěn)定后氣壓表讀數(shù)為1.2×105Pa.不計(jì)活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦,環(huán)境溫度保持不變。

①簡要說明活塞移動(dòng)過程中,被封閉氣體的吸放熱情況.                

②求活塞移動(dòng)后氣體的體積.                                   圖15

 

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8.(江蘇省南京市2008屆高三質(zhì)量檢測卷.物理.30)某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖16所示,蓋好密封鍋蓋,將壓力閥套在出氣孔,給壓力鍋加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí),氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥頂起時(shí),停止加熱。

(1)若此時(shí)鍋內(nèi)氣體的體積為V,摩爾體積為V0,阿伏加德羅常數(shù)為NA,寫出鍋內(nèi)氣體分子數(shù)的估算表達(dá)式。

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(2)假定在一次放氣過程中,鍋內(nèi)氣體對壓力閥及外界做功1.5J,并向外界釋放了2.5J的熱量,鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化?變化了多少?

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(3)若已知某高壓鍋的壓力閥質(zhì)量為m=0.1kg,排氣孔直徑為d=0.3cm,則鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)多少?設(shè)壓強(qiáng)每增加3.6×103Pa,水的沸點(diǎn)相應(yīng)增加1℃,則鍋內(nèi)的最高溫度可達(dá)多高?(外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,取g=10m/s2

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9.(山東省濟(jì)寧市2009屆高三復(fù)習(xí)第一階段質(zhì)量檢測卷.

物理.31)某登山運(yùn)動(dòng)員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過程中,

在接近山頂時(shí)他裸露在手腕上的防水手表的表盤玻璃突然爆                圖16

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裂了.而手表沒有受到任何撞擊,該手表出廠時(shí)給出的參數(shù)為:27℃時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.0Pa(常溫下的大氣壓強(qiáng)值),當(dāng)內(nèi)外壓強(qiáng)差超過6.0×104Pa時(shí)表盤玻璃將爆裂。      當(dāng)時(shí)登山運(yùn)動(dòng)員攜帶的溫度計(jì)的讀數(shù)是 一21℃,表內(nèi)氣體體積的變化可忽略不計(jì).

   (1)通過計(jì)算判斷手表的表盤是向外爆裂還是向內(nèi)爆裂的?

   (2)當(dāng)時(shí)外界的大氣壓強(qiáng)為多少?

 

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文本框:  10.(山東省濰坊市2008年高三教學(xué)質(zhì)量檢測卷.物理.29)如圖17所示,一圓柱形絕熱氣缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體;钊馁|(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h,F(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體,當(dāng)氣體吸收熱量Q時(shí),活塞上升上h,此時(shí)氣體的溫為T1。已知大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g,不計(jì)活塞與氣缸的摩擦,求:

(1)氣體的壓強(qiáng)。

   (2)加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量。                           圖17

(3)現(xiàn)停止對氣體加熱,同時(shí)在活塞上緩慢添加砂粒,當(dāng)添加砂粒的質(zhì)量為m0時(shí),活塞恰好回到原來的位置,求此時(shí)氣體的溫度。

 

(一)文字介紹

預(yù)測2009年高考熱學(xué)命題方向?yàn)椋海?)分子動(dòng)理論要點(diǎn),分子力、分子大小、質(zhì)量、數(shù)目估算;(2)內(nèi)能的變化及改變內(nèi)能的物理過程以及氣體壓強(qiáng)的決定因素;(3)理想氣體狀態(tài)方程和用圖表示氣體狀態(tài)的變化;(4)熱現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)與探索過程的方法;(5)以科技前沿、社會(huì)熱點(diǎn)及與生活生產(chǎn)聯(lián)系的問題為背景來考查熱學(xué)知識在實(shí)際中的應(yīng)用

(二)   考點(diǎn)預(yù)測題

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四、考點(diǎn)預(yù)測

1.下面關(guān)于分子力的說法中正確的有(  )

A.鐵絲很難被拉長,這一事實(shí)說明鐵絲分子間存在引力

B.水很難被壓縮,這一事實(shí)說明水分子間存在斥力

C.將打氣管的出口端封住,向下壓活塞,當(dāng)空氣被壓縮到一定程度后很難再壓縮,這一事實(shí)說明這時(shí)空氣分子間表現(xiàn)為斥力

D.磁鐵可以吸引鐵屑,這一事實(shí)說明分子間存在引力

 

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2.假如全世界60億人同時(shí)數(shù)1 g水的分子個(gè)數(shù),每人每小時(shí)可以數(shù)5000個(gè),不間斷地?cái)?shù),則完成任務(wù)所需時(shí)間最接近(阿伏加德羅常數(shù)NA取6×1023 mol-1)

A.10年                     B.1千年                    C.10萬年                  D.1千萬年

 

試題詳情

3.圖18為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置圖,用絕熱性能良好的材料將容器包好,重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器里的水,引起水溫升高。關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是

試題詳情

A.這個(gè)裝置可測定熱功當(dāng)量    

B.做功增加了水的熱量                 

C.做功增加了水的內(nèi)能    

D.功和熱量是完全等價(jià)的,無區(qū)別       

 

試題詳情

4.為研究影響家用保溫瓶保溫效果的因素,某同學(xué)在保溫瓶中灌入熱水,現(xiàn)測量初始水溫,經(jīng)過一段時(shí)間后再測量末態(tài)水溫。改變實(shí)驗(yàn)條件,                                圖18

先后共做了6次實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表:

序號

瓶內(nèi)水量(mL)

初始水溫(0C

時(shí)間(h)

末態(tài)水溫(0C

1

1000

91

4

78

2

1000

98

8

74

3

1500

91

4

80

4

1500

98

10

75

5

2000

91

4

82

6

2000

98

12

77

下列眼鏡方案中符合控制變量方法的是(  )

試題詳情

A.若研究瓶內(nèi)水量與保溫效果的關(guān)系,可用第1、3、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

試題詳情

B.若研究瓶內(nèi)水量與保溫效果的關(guān)系,可用第2、4、6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

試題詳情

C.若研究初始水溫與保溫效果的關(guān)系,可用第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

試題詳情

D.若研究保溫時(shí)間與保溫效果的關(guān)系,可用第4、5、6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

 

試題詳情

5.如圖19所示,質(zhì)量為m的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸內(nèi),活塞與氣缸之間無摩擦。a態(tài)是氣缸放在冰水混合物中氣體達(dá)到的平衡狀態(tài),b態(tài)是氣缸從容器中移出后,在室溫(270C)中達(dá)到的平衡狀態(tài)。氣體從a態(tài)變化到b態(tài)的過程中大氣壓強(qiáng)保持不變。若忽略氣體分子之間的勢能,下列說法正確的是(    )

A、與b態(tài)相比,a態(tài)的氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊活塞的個(gè)數(shù)較多            圖19

B、與a態(tài)相比,b態(tài)的氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對活塞的沖量較大

C、在相同時(shí)間內(nèi),a、b兩態(tài)的氣體分子對活塞的沖量相等              

D、從a態(tài)到b態(tài),氣體的內(nèi)能增加,外界對氣體做功,氣體對外界釋放了熱量

 

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6.對一定質(zhì)量的氣體,下列說法正確的是(   )

A.在體積緩慢不斷增大的過程中,氣體一定對外界做功

B.在壓強(qiáng)不斷增大有過程中,外界對氣體一定做功

C.在體積不斷被壓縮的過程中,內(nèi)能一定增加

D.在與外界沒有發(fā)生熱量交換的過程中,內(nèi)能一定不變

 

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7..氧氣鋼瓶充氣后壓強(qiáng)高于外界人氣壓,假設(shè)緩慢漏氣時(shí)瓶內(nèi)外溫度始終相等且保持不變,氧氣分子之間的相互作用.在該漏氣過程中瓶內(nèi)氧氣

A.分子總數(shù)減少,分子總動(dòng)能不變   B.密度降低,分子平均動(dòng)能不變

C.吸收熱量,膨脹做功   D.壓強(qiáng)降低,不對外做功

 

試題詳情

8.如圖20所示,用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣,活塞上放一砝碼,活塞和砝碼的總質(zhì)量為m,現(xiàn)對汽缸緩緩加熱使汽缸內(nèi)的空氣溫度從TI升高到T2,且空氣柱的高度增加了∆l, 已知加熱時(shí)氣體吸收的熱量為Q,外界大氣壓強(qiáng)為p0,問此過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少?請?jiān)谙旅娴膱D乙的V-T圖上大致作出該過程的圖象(包括在圖象上標(biāo)出過程的方向).

 

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9.煤氣泄漏到不通風(fēng)的廚房是很危險(xiǎn)的。當(dāng)泄漏的煤氣與廚房的空氣混合,使得混合后廚房內(nèi)氣體的壓強(qiáng)達(dá)到1.05atm(設(shè)廚房原來的空氣壓強(qiáng)為1.00atm),如果此時(shí)遇到火星就會(huì)發(fā)生爆炸。設(shè)某居民家廚房的長高寬為4m×2m×3m,且門窗封閉。煤氣管道內(nèi)的壓強(qiáng)為4.00 atm,且在發(fā)生煤氣泄漏時(shí)管內(nèi)壓強(qiáng)保持不變。

(1)管道內(nèi)多少升煤氣泄漏到該居民的廚房,遇到火星就會(huì)姓爆炸?

試題詳情

(2)設(shè)煤氣泄漏使得廚房內(nèi)的氣體壓強(qiáng)恰好達(dá)到1.05 atm時(shí)遇到了火星并發(fā)生了爆炸。爆炸時(shí)廚房的溫度由常溫迅速上升至2000℃,估算此時(shí)產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的多少倍?

(3)從能量的角度分析爆炸前后能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的情況。

 

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10.高空實(shí)驗(yàn)火箭起飛前,儀器艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng),溫度,在火箭豎直向上飛行的過程中,加速度的大小等于重力加速度g,儀器艙內(nèi)水銀氣壓計(jì)的示數(shù)為已知儀器艙是密封的,那么,這段過程中艙內(nèi)的溫度是多少?水銀的密度。

 

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11.為估算池中睡蓮葉面承受出滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng),小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺,測得1小時(shí)內(nèi)杯中水上升了45 mm.查詢得知,當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為12 m/s.據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為(設(shè)雨滴撞擊睡蓮后無反彈,不計(jì)雨滴重力,雨水的密度為1×103  kg/m3)A

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A.0.15 Pa              B.0.54 Pa     C.1.5  Pa             D.5.4  Pa

 

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12.(1)利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以得到物質(zhì)表面原子排列的圖像,從而可以研究物質(zhì)的構(gòu)成規(guī)律。圖21的照片是一些晶體材料表面的STM圖像,通過觀察、比較,可以看到這些材料都是由原子在空間排列而構(gòu)成的,具有一定的結(jié)構(gòu)特征。則構(gòu)成這些材料的原子在物質(zhì)表面排列的共同特點(diǎn)是:                            圖21

a. _________________________ ;                     

  b._________________________ 。

(2)制冷機(jī)是一種利用工作物質(zhì)(制冷劑)的逆循環(huán),使熱從低溫物體傳到高溫物體的裝置,通過制冷機(jī)的工作可以使一定空間內(nèi)的物體溫度低于環(huán)境溫度并維持低溫狀態(tài).夏天,將房間中一臺正工作的電冰箱的門打開,試分析這是否可以降低室內(nèi)的平均溫度? 為什么? 

 

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13.(1)請問高壓鍋的設(shè)計(jì)運(yùn)用了哪些物理知識?

(2)小明在有關(guān)媒體上看到了由于出氣孔堵塞,致使高壓鍋爆炸的報(bào)道后,給廠家提出了一個(gè)增加易熔片(熔點(diǎn)較低的合金材料)的改進(jìn)建議,F(xiàn)在生產(chǎn)的高壓鍋已普遍增加了含有易熔片的出氣孔(如圖22所示),試說明小明建議的物理道理。

試題詳情

(3)小明測得家中高壓鍋出氣孔的直徑為4mm,壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為80g.通過計(jì)算并對照圖像(圖23)說明利用這種高壓鍋燒水時(shí),最高溫度大約是多少?假若要把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售,你認(rèn)為需要做哪方面的改進(jìn),如何改進(jìn)?

 

試題詳情

14.小明同學(xué)家想購買一臺熱水器.為此,小明通過調(diào)查得到有關(guān)太陽能熱水器和電熱水器的相關(guān)資料和數(shù)據(jù)如下:

試題詳情

某型號的太陽能熱水器:水箱的容積為100L,熱水器集熱管的采光面積為1.5m2,熱效率為40%.太陽光的日照強(qiáng)度為1.0×103J/(m2 •s).(日照強(qiáng)度表示每平方米面積上1秒鐘得到的太陽光的能量.)

試題詳情

某型號的電熱水器的功率為1.5kw,水箱容積為100L,效率為80%.

試題詳情

如果要將100Kg的水從20℃加熱到40℃,已知C=4.2×103J/(Kg•℃).

    請問:(1)用上述型號的電熱水器來加熱,需要消耗多少電能?加熱多長時(shí)間?

(2)用上述型號的太陽能熱水器來加熱,需要多長時(shí)間?

(3)根據(jù)(1)和(2)的計(jì)算分析說明太陽能熱水器和電熱水器各有哪些優(yōu)點(diǎn)?

 

試題詳情

                                  高考真題

1.【解析】因溫度保持不變,分子的平均動(dòng)能不變,所以選項(xiàng)A錯(cuò);活塞上方液體逐漸流出,理想氣體壓強(qiáng)減小,體積增大,所以氣體分子對活塞撞擊的次數(shù)減小,單位時(shí)間氣體分子對活塞的沖量保持減小,由熱力學(xué)第一定律,氣體對外界做功等于氣體從外界吸收的熱量,選項(xiàng)D對.

【答案】D

2.【解析】由PV/T為恒量,由圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表達(dá)PV乘積,從實(shí)線與虛線等溫線比較可得出,該面積先減小后增大,說明溫度T先減小后增大,內(nèi)能先將小后增大。所以選項(xiàng)B正確

【答案】B

3.【解析】A錯(cuò)誤之處在于氣體分子是無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)的,故失去容器后就會(huì)散開;D選項(xiàng)中沒考慮氣體的體積對壓強(qiáng)的影響;F選項(xiàng)對氣溫升高,分子平均動(dòng)能增大、平均速率增大,但不是每個(gè)分子速率增大,對單個(gè)分子的研究是毫無意義的。

【答案】BCE      

4.【解析】初始時(shí),兩室氣體的溫度相同,故分子平均動(dòng)能相等,A錯(cuò);因?yàn)闅飧资墙^熱的,所以氣缸內(nèi)氣體的總的內(nèi)能守恒,由于隔板導(dǎo)熱,重新平衡后兩種氣體溫度仍相同,即氣體內(nèi)能仍相等,所以每種氣體內(nèi)能均不變,B錯(cuò);氫氣通過隔板對氧氣做功,而內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律可知?dú)錃庖欢ㄎ樟藖碜匝鯕獾臒崃,C正確;達(dá)到平衡的過程中,氫氣對氧氣做功,氧氣內(nèi)能增加;熱量從氧氣傳遞到氫氣內(nèi)能又減少,D正確。

【答案】CD

5.【解析】大氣壓是由大氣重量產(chǎn)生的。大氣壓強(qiáng)p==,帶入數(shù)據(jù)可得地球表面大氣質(zhì)量m=5.2×1018kg。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1mol氣體的體積為v=22.4×10-3m3,故地球表面大氣體積為V=v=×22.4×10-3m3=4×1018m3,B對。

【答案】B

6.【解析】①由玻意耳定律得:

式中V是抽成真空后活塞下方氣體體積

        由蓋?呂薩克定律得:             

                    解得:T/=1.2T

      ②由查理定律得:

                解得:p2=0.75p0

7.【解析】封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓與水銀柱產(chǎn)生壓強(qiáng)之差,故左管內(nèi)外水銀面高度差也為h,A對;彎管上下移動(dòng),封閉氣體溫度和壓強(qiáng)不變,體積不變,B錯(cuò)C對;環(huán)境溫度升高,封閉氣體體積增大,則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升,D對。

【答案】ACD

8.【解析】(1)由熱力學(xué)第一定律△U = W+Q,代入數(shù)據(jù)得:1.5×105 = 2.0×105+Q,解得Q = -5×104;

(2)由PV/T=恒量,壓強(qiáng)不變時(shí),V隨溫度T的變化是一次函數(shù)關(guān)系,故選擇C圖;

(3)1g水的分子數(shù) N = NA ,1cm2的分子數(shù) n =N≈7×103 (6×103~7×103都算對)。

【答案】(1)答案:放出;5×104;(2)C;增加;(3)7×103(6×103~7×103都算對)

9.【解析】(1)物體間存在分子力,所以要想想使玻璃板離開水面,必須用比玻璃板重力,因?yàn)榉肿娱g存間相互用用力;擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),是由于分子永不停息地作無規(guī)律運(yùn)動(dòng)

【答案】小于,分子的無規(guī)律運(yùn)動(dòng).

10.【解析】本題考查玻馬定律,對氣體作為研究對象,分第一次加小盒沙子和第二次加沙子兩次列玻馬定律方程求解。

設(shè)大氣和活塞對氣體的總壓強(qiáng)為p0,加一小盒沙子對氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p,圖8

 

由玻馬定律得

                        ①     

由①式得

                                   ②

再加一小盒沙子后,氣體的壓強(qiáng)變?yōu)閜0+2p。設(shè)第二次加沙子后,活塞的高度為h′

′                                          ③

聯(lián)立②③式解得

h′=                                                     ④

【答案】h

11.【解析】由于輪胎容積不變,輪胎內(nèi)氣體做等容變化。設(shè)在T0=293K充氣后的最小胎壓為Pmin,最大胎壓為Pmax。依題意,當(dāng)T1=233K時(shí)胎壓為P1=1.6atm。根據(jù)查理定律

,即解得:Pmin=2.01atm

當(dāng)T2=363K是胎壓為P2=3.5atm。根據(jù)查理定律

,即解得:Pmax=2.83atm

【答案】:Pmax=2.83atm    Pmax=2.83atm

12.【解析】(1)設(shè)氣體初態(tài)壓強(qiáng)為p1,體積為V1;末態(tài)壓強(qiáng)為p2,體積為V2,由玻意耳定律

p1V1= p1V1              代入數(shù)據(jù)得p2=2.5 atm                    

 微觀察解釋:溫度不變,分子平均動(dòng)能不變,單位體積內(nèi)分子數(shù)增加,所以壓強(qiáng)增加。

        (2)吸熱。氣體對外做功而內(nèi)能不變,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w吸熱。

【答案】分子平均動(dòng)能不變,單位體積內(nèi)分子數(shù)增加,所以壓強(qiáng)增加p2=2.5 atm

名校試題

1.【解析】因溫度不變,所以內(nèi)能不變,活塞緩慢向右移動(dòng),體積變大,壓強(qiáng)減小,對外界做功,由熱力學(xué)第一定律必吸收熱量,所以選項(xiàng)BD對

【答案】BD

2.【解析】由于不計(jì)氣體分子間的作用力,則不考慮分子勢能,氣體分子的內(nèi)能即為分子的總動(dòng)能。由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B時(shí),氣體的溫度升高,則內(nèi)能增加,而體積增大,氣體對外做功,據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,物體需要從外接吸收熱量。單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)與兩個(gè)因素有關(guān):分子數(shù)密度和分子的平均速率。氣體的體積增大,分子數(shù)密度跟體積有關(guān),體積變大,分子數(shù)密度減;溫度升高,分子的平均速率增大,故而該選項(xiàng)不能確定。氣體溫度升高,分子的平均動(dòng)能增大,但是并非每個(gè)分子的動(dòng)能都增加,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由于氣體的體積變大,密度減小,氣體對光的折射率將變小,光在其中的傳播速度會(huì)增大,選項(xiàng)D正確。

【答案】AD

3.【解析】氣體分子距離遠(yuǎn)大于分子大小,所以氣體的體積遠(yuǎn)大于所有氣體分子體積之和,A項(xiàng)錯(cuò);溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,是表示分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的物理量,B項(xiàng)正確;氣體壓強(qiáng)的微觀解釋是大量氣體分子頻繁撞擊產(chǎn)生的,C項(xiàng)正確;氣體膨脹,說明氣體對外做功,但不能確定吸、放熱情況,故不能確定內(nèi)能變化情況,D項(xiàng)錯(cuò)。

【答案】BC

4.【解析】⑴設(shè)密閉氣體溫度升高1℃,內(nèi)能的增量為△U,則有

△U=Q1                                               ①

△U=Q2+W                                            ②

對活塞用動(dòng)能定理得:

W內(nèi)+W大氣-Gh=0                                       ③

W大氣=-P0Sh                                           ④

W=-W內(nèi)                                                                            

解②③④⑤得:Q2=△U+(P0S+G)h                      ⑥

∴Q1 <Q2                                                                                                                             

由此可見,質(zhì)量相等的同種氣體,在定容和定壓兩種不同情況下,盡管溫度變化相同,但吸收的熱量不同,所以同種氣體在定容下的熱比容與在定壓下的熱比容不同

⑵解①⑥兩式得:

h=            

【答案】(1)質(zhì)量相等的同種氣體,在定容和定壓兩種不同情況下,盡管溫度變化相同,但吸收的熱量不同,所以同種氣體在定容下的熱比容與在定壓下的熱比容不同

    (2)

5.【解析】1.BCD 

2.(1)ACB過程內(nèi)能增加   ACB過程中  W1=-280J,Q1=410J

由熱力學(xué)第一定律 UB-UA=W1+Q1=130J                      

   氣體內(nèi)能的變化量為130J

(2)BDA過程中氣體放熱   

 因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù),BDA過程中氣體內(nèi)能變化量

  UA-UB=-130J      又因氣體對外界做功200J

 由熱力學(xué)第一定律   UA-UB=W2+Q2

 Q2=-330J           放出熱量330J

【答案】(1)BCD   (2)330J

6.【解析】(1)ADE

(2)①對于理想氣體:

A→B      ∴     

B→C       ∴ 

②A→C  由溫度相等得:

⑶A→C的過程中是吸熱.吸收的熱量

【答案】(1)ADE   (2)  (3)吸收的熱量

7.【解析】(1)不違反,內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能,而不產(chǎn)生其他影響(2分).產(chǎn)生電能是因?yàn)楸换鹧婕訜岬你~鐵絲內(nèi)能的轉(zhuǎn)化(1分),其內(nèi)能一部分轉(zhuǎn)化為電能(1分),一部分傳遞給冰水(1分)

(2)①理想氣體溫度不變,內(nèi)能不變,體積減小,外界對氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律知,氣體放熱.   (2分)

②根據(jù)玻意耳定律:     (2分)

活塞移動(dòng)后氣體的體積為:=25 cm3  

【答案】(1)不違反  (2)25 cm3  

         

        (2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律   △U=W+Q=-4J  (2分)

        鍋內(nèi)氣體內(nèi)能減少,減少了4J   (2分)

        (3)當(dāng)限壓閥受到的向上的壓力等于限壓閥的重力和大氣壓力的合力時(shí),氣體將排出鍋外,鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再升高,壓強(qiáng)達(dá)最大,此時(shí)溫度最高。

        鍋內(nèi)最大壓強(qiáng)為                

        代入數(shù)據(jù)得  p=2.4×10Pa    (1分)

        此時(shí)水的沸點(diǎn)  ℃ 

        【答案】(1) NA    (2)   減少了4J   (3)

        9.【解析】(1)以表內(nèi)氣體為研究對象,初狀態(tài)的壓強(qiáng)為,溫度為

            T1=273+27=300K,設(shè)末狀態(tài)的壓強(qiáng)為p2,溫度為T2=273―21=252K,根據(jù)氣體狀態(tài)方程,有

                                                                            

            解得                                            

            如果手表的表盤玻璃是向內(nèi)爆裂的,則外界的大氣壓強(qiáng)至少為

        ,大于山腳下的大氣壓強(qiáng)(即常溫下大氣壓強(qiáng)),這顯然是不可能的,所以可判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂的。

           (2)當(dāng)時(shí)外界的大氣壓強(qiáng)為:   

        【答案】(1)手表的表盤玻璃是向外爆裂的 (2)

        10.【解析】(1)取活塞為研究對象,由受力平衡得 …………①

           (2)氣體對外做功 …………②

            由熱力學(xué)第一定律得 …………③

            解得 …………④

           (3)設(shè)活塞回到原位置時(shí),氣體的溫度為T2

            則 …………⑤

            由氣態(tài)方程             …………⑥

            解得      …………⑦

         【答案】 (1) (2)  

        (3)

        考點(diǎn)預(yù)測題

        1.【解析】A、B正確。無論怎樣壓縮,氣體分子間距離一定大于r0,所以氣體分子間一定表現(xiàn)為引力?諝鈮嚎s到一定程度很難再壓縮不是因?yàn)榉肿映饬Φ淖饔茫菤怏w分子頻繁撞擊活塞產(chǎn)生壓強(qiáng)的結(jié)果,應(yīng)該用壓強(qiáng)增大解釋,所以C不正確。磁鐵吸引鐵屑是磁場力的作用,不是分子力的作用,所以D也不正確

        【答案】ABD

        2.【解析】1 g水的分子個(gè)數(shù)個(gè),則完成任務(wù)所需時(shí)間t = =6×1018小時(shí),約為100000年。所以選項(xiàng)C正確。

        【答案】C      

        3.【解析】做功和傳遞熱量都可以使物體的內(nèi)能發(fā)生改變,焦耳實(shí)驗(yàn)中是通過做功來增加水的內(nèi)能,所以選項(xiàng)C正確;就放體內(nèi)能的改變來說,做功和熱傳遞是等效的,這是研究熱功當(dāng)量的前提,通過焦耳實(shí)驗(yàn)可測定熱淚盈眶功當(dāng)量,所以選項(xiàng)A正確,一個(gè)物體的內(nèi)能是無法測量的,而在某種過程中物體內(nèi)能的變化卻是可以測定的,熱量就是用來測定內(nèi)能變化的一個(gè)物體量,所以選項(xiàng)B和D都錯(cuò)。                                                   

        【答案】AC

        4.【解析】研究瓶內(nèi)水量與保溫效果的關(guān)系,則水量變化而其它因素不變,1、3、5滿足要求,而2、4、6時(shí)間因素發(fā)生變化,A正確B錯(cuò);若研究初始水溫與保溫效果的關(guān)系,則初始水溫不同,其它因素相同,C不滿足要求,錯(cuò);若研究保溫時(shí)間與保溫效果的關(guān)系,則保溫時(shí)間不同其它因素相同,D不能滿足要求。

        【答案】A

        5.【解析】由于兩種狀態(tài)下壓強(qiáng)相等,所以在單位時(shí)間單位面積里氣體分子對活塞的總沖量肯定相等,B錯(cuò)C對;由于b狀態(tài)的溫度比a狀態(tài)的溫度要高,所以分子的平均動(dòng)量增大,因?yàn)榭倹_量保持不變,因此b狀態(tài)單位時(shí)間內(nèi)沖到活塞的分子數(shù)肯定比a狀態(tài)要少,A對;由a到b,氣體溫度升高,內(nèi)能增大,體積增大,對外做功,由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w一定吸熱,D錯(cuò)。

        【答案】AC

        6.【解析】當(dāng)氣體增大時(shí),氣體對外界做功,當(dāng)氣體減小時(shí),外界對氣體做功;故A選正確;根據(jù)=常數(shù),p增大時(shí),V不一定變化,故B選項(xiàng)錯(cuò);在V減小的過程中,可能向外界放熱,根據(jù)ΔE=W+Q可知,內(nèi)能不一定增大,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤;Q=0的過程中,W不一定為0,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。考查熱力學(xué)第一定律、氣體壓強(qiáng)、體積、溫度三者的關(guān)系。難度較易。

        【答案】A

        7.【解析】由于是漏氣過程,鋼瓶內(nèi)氧氣分子總數(shù)在減少,但是溫度不變,分子的平均動(dòng)能不變,(因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的標(biāo)志),故選項(xiàng)A錯(cuò),由于分子數(shù)目的減少,氧氣瓶內(nèi)容積不變,密度必然降低,選項(xiàng)B正確;在溫度不變的情況下,鋼瓶內(nèi)分子數(shù)目減少,相同時(shí)間撞擊單位面積的容器壁的分子數(shù)目減少,氧氣分子對鋼瓶壁的壓強(qiáng)將變小。氧氣瓶在緩慢地漏氣過程中,氣體的總體積是變大了,氧氣對外做了功,選項(xiàng)D錯(cuò);氧氣對外做了功,自身內(nèi)能將減少,溫度應(yīng)該降低,但是瓶內(nèi)溫度不變,說明必然吸收了外界的熱量,選項(xiàng)C項(xiàng)正確

        【答案】BC

        8.【解析】由受力分析和做功分析知,在氣體緩緩膨脹過程中,活塞與砝碼的壓力對氣體做負(fù)功,大氣壓力對氣體做負(fù)功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律得

        ∆U=W + Q                   

              

        【答案】  

        9.【解析】此題以煤氣泄漏到不通風(fēng)的廚房是很危險(xiǎn)的進(jìn)行設(shè)問,巧妙考查熱學(xué)中理想氣體的等溫、等容規(guī)律,以及改變內(nèi)能的兩種方式。

        (1)居民廚房的體積為V2=24m3=24000L

        設(shè)有V­1煤氣泄漏出來,將其作為研究對象,它經(jīng)歷等溫過程,泄漏前后的氣壓為P1和P2。由    P1V1=P2V2

        達(dá)到發(fā)生爆炸的氣壓條件是:P2=0.05atm

        V1=P2V2/P1

        代入數(shù)值,得V1=0.05×24000/4.00=300L

        (2)爆炸瞬間氣體來不及外泄,經(jīng)歷的是一個(gè)等容過程。

        爆炸前的溫度和壓強(qiáng)力:

        T1=(27+273)K=300K       P1=1.05atm

        爆炸后的溫度和壓強(qiáng)為:T2=(200+273)K=2273K        P2=?

        由等容過程P1/T1=P2/T2

        得  P2=(T2/T1)P1           

        代入數(shù)值,得P2=(2273/300)×1.05atm=7.96atm≈8 atm   

        (3)爆炸時(shí),煤氣將其化學(xué)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,爆炸后的氣體將其內(nèi)能通過發(fā)光、推動(dòng)周圍的空氣膨脹產(chǎn)生聲波、作用于墻壁等方式轉(zhuǎn)移。

        【答案】(1)300L  (2)8 atm

        10.【解析】設(shè)氣壓計(jì)玻璃管內(nèi)水銀柱的截面積為S,質(zhì)量為m,儀器艙飛行過程中,艙內(nèi)氣體的溫度為T,壓強(qiáng)為P,對水銀柱應(yīng)用牛頓第二定律有

             ①

        由于儀器艙內(nèi)被封閉氣體的體積不變,故對被封閉氣體在起飛前后的過程應(yīng)用查理定律有:

           ②

        由①得   

        由②得   

        【答案】

        11.【解析】此題以考生較熟悉生活現(xiàn)象為題材,考查平均壓強(qiáng)的概念和動(dòng)量定理,以及考生的估算能力。以1秒內(nèi)下落的雨滴為研究對象,設(shè)圓柱形水杯的底成積為S,其質(zhì)量為,根據(jù)動(dòng)量定理,而,所以P=,故選項(xiàng)A正確。

        【答案】A

        12.【解析】(1)本小題是一道聯(lián)系高新科技實(shí)際的題目, 考查考生收集、處理信息和獲取新知識的能力,考查對熱力學(xué)第二定律的理解,考查實(shí)驗(yàn)探究能力。

        (1)a. 原子在確定方向上有規(guī)律地排列,在不同方向上原子的排列規(guī)律一般不同。( 3分)

         b. 原子排列具有一定對稱性。

        (2) 制冷機(jī)正常工作時(shí),室內(nèi)工作器從室內(nèi)吸收熱量,同時(shí)將冷風(fēng)向室內(nèi)散發(fā), 室外工作器向外散熱。若將一臺正在工作的電冰箱的門打開,盡管它可以不斷地向室內(nèi)釋放冷氣,但同時(shí)冰箱的箱體向室內(nèi)散熱,就整個(gè)房間來說,由于外界通過電流不斷有能量輸入,室內(nèi)的溫度會(huì)不斷升高。

        【答案】(1)a. 原子在確定方向上有規(guī)律地排列,在不同方向上原子的排列規(guī)律一般不同。 b. 原子排列具有一定對稱性。(2)室內(nèi)的溫度會(huì)不斷升高。

        13.【解析】高壓鍋是現(xiàn)代家庭廚房中常見的炊具之一,以物理角度看:高壓鍋從外形到工作過程都包含有許多的物理知識在里面.高壓鍋的基本原理就是利用增大鍋內(nèi)的氣壓,來提高烹飪食物的溫度,從而能夠比較快的將食物煮熟.

        (1)①水的沸點(diǎn)隨液面上方氣壓的增大而升高; ②力的平衡;

         ③壓強(qiáng) ;④熔點(diǎn)(熔化).

        (2)高壓鍋一旦安全閥失效,鍋內(nèi)氣壓過大,鍋內(nèi)溫度也隨之升高,當(dāng)溫度達(dá)到易熔片的熔點(diǎn)時(shí),再繼續(xù)加熱易熔片就會(huì)熔化,鍋內(nèi)氣體便從放氣孔噴出,使鍋內(nèi)氣壓減小,從而防止爆炸事故發(fā)生.

        (3)

        P=Po+Pm=1.01×105Pa+=1.63×105Pa

        由圖像可得鍋內(nèi)最高溫度大約為115℃

        若要把這種鍋向西藏地區(qū)銷售,由于西藏大氣壓較小,要使鍋內(nèi)最高溫度仍為115℃,鍋內(nèi)外壓強(qiáng)差變大,應(yīng)適當(dāng)提高鍋的承壓能力,并適當(dāng)增加安全閥的質(zhì)量.

        【答案】(1) 見上  (2)見上    (3)大約為115℃

        14.【解析】(由于生活周邊人們可以利用的能源不斷的減少,做為新能源的太陽能正逐漸受到人們的關(guān)注,太陽能熱水器就是直接利用太陽光的輻射加熱水的,此過程中將太陽能直接轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能.由于技術(shù)條件的限制,在利用太陽能加熱的過程中還不能做到完全轉(zhuǎn)化,所以太陽能熱水器在利用過程中還有一個(gè)效率的問題.

        (1)將100Kg的水從20℃加熱到40℃時(shí),水吸收的熱量為:

        Q=cm(t-t0

        =4.2×103J/(Kg•℃)×100 Kg×20℃=8.4×106J 

        消耗的電能:

        W=Q/η=8.4×106J/80%=1.05×107J≈3KW•h 

        加熱時(shí)間:t=W/P=3KW•h/1.5KW=2h

        (2) t =8.4×106J/[1.0×103J/(m2 •s)×1.5 m2×40%]

        =1.4×104s≈4h

        (3) 通過(1)和(2)的計(jì)算說明:電熱水器的優(yōu)點(diǎn)是加熱同樣多的水所需時(shí)間短;太陽能熱水器的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約能源.

        【答案】(1)2h  (2)4h   (3)電熱水器的優(yōu)點(diǎn)是加熱同樣多的水所需時(shí)間短;太陽能熱水器的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約能源.

         

         

         


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