2019-2020年高考物理二輪復習 專題五 熱學部分.doc

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2019-2020年高考物理二輪復習 專題五 熱學部分 高考試卷中，這部分有三小題組成：一道選擇、一道填空、一道小計算，選擇題四個選項公布在整個3——3一本書中，填空和計算主要考查是：①分子大小與數(shù)量的計算；②熱力學第一定律；③氣體定律的應用。 一．重點知識回顧 1． 分子動理論 (1)分子大小 ①阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.021023 mol－1. ②分子體積：V0＝(占有空間的體積)． ③分子質(zhì)量：m0＝. ④油膜法估測分子的直徑：d＝ . (2)分子熱運動的實驗基礎： 和布朗運動． ①擴散現(xiàn)象特點：溫度越高，擴散越快． ②布朗運動特點：液體內(nèi)固體小顆粒永不停息、無規(guī)則的運動，顆粒 、溫度 ，運動越劇烈． (3)分子間的相互作用力和分子勢能 ①分子力：分子間引力與斥力的 。分子間距離增大，引力和斥力均 ；分子間距離減小，引力和斥力均 ，但斥力總比引力變化得 ． ②分子勢能：分子力做正功，分子勢能 ；分子力做負功，分子勢能 ；當分子間距為r0時，分子勢能最?。? 2． 固體和液體 (1)晶體和非晶體的分子結構不同，表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同．晶體具有確定的 ．單晶體表現(xiàn)出各向 ，多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向 ．晶體和非晶體在適當?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化． (2)液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間．液晶具有 性，在光學、電學物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向 ． (3)液體的表面張力使液體表面具有收縮到 的趨勢，表面張力的方向跟液面 ． 3． 氣體實驗定律 (1)等溫變化：pV＝C或p1V1＝p2V2； (2)等容變化：＝C或＝； (3)等壓變化：＝C或＝； (4)理想氣體狀態(tài)方程：＝C或＝. 4． 熱力學定律 (1)物體內(nèi)能變化的判定：溫度變化引起分子 的變化；體積變化，分子間的分子力做功，引起 的變化． (2)熱力學第一定律 ①公式：ΔU＝ ； ②符號規(guī)定：外界對系統(tǒng)做功，W>0，系統(tǒng)對外界做功，W<0；系統(tǒng)從外界吸收熱量，Q>0，系統(tǒng)向外界放出熱量，Q<0.系統(tǒng)內(nèi)能增加，ΔU>0，系統(tǒng)內(nèi)能減少，ΔU<0. 二．典型例題分析： 1．（1）下列說法中正確的是 A．布朗運動是懸浮在液體中的固體分子所做的無規(guī)則運動 B．多晶體沒有固定的熔點 C．液晶的光學性質(zhì)具有各向異性 D．由于液體表面分子間距離小于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力 p T T0 2T0 p0 2p0 O A B C （2）一定質(zhì)量的理想氣體壓強p與熱力學溫度T的關系圖象如圖所示，AB、BC分別與p軸和T軸平行，氣體在狀態(tài)A時的壓強為p0、體積為V0，在狀態(tài)B時的壓強為2p0，則氣體在狀態(tài)B時的體積為 ；氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，對外做的功為W，內(nèi)能增加了ΔU，則此過程氣體 （選填“吸收”或“放出”）的熱量為 ． （3）已知汞的摩爾質(zhì)量M=0.20kg/mol，密度ρ=1.36104kg/m3，阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.01023mol-1，將體積V0=1.0cm3的汞變?yōu)閂=3.4103cm3的汞蒸氣，則1cm3的汞蒸氣所含的分子數(shù)為多少？ 2．(1)下列說法中正確的是 。 A．布朗運動就是液體分子的熱運動 B．分子間距離等于分子間平衡距離時，分子勢能最小 C．一定質(zhì)量的理想氣體在溫度不變的條件下，壓強增大，則氣體對外界做功 D．當液晶中電場強度不同時，它對不同顏色的光吸收強度不同，就能顯示各種顏色 (2)在“用油膜法估測分子直徑”的實驗中，有下列操作步驟： A．用滴管將濃度為0.05％的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，記下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴數(shù)N B．將痱子粉末均勻地撒在淺盤內(nèi)的水面上，用滴管吸取濃度為0．05％的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面積足夠大，且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n C． D．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長lcm的正方形為單位，計算出輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)m E．用上述測量的物理量可以估算出單個油酸分子的直徑d。 請你補充實驗步驟C的內(nèi)容及寫出實驗步驟E中d的計算表達式。 (3)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過程I變至狀態(tài)B時，從外界吸收熱量420J，同時膨脹對外做功300J。當氣體從狀態(tài)B經(jīng)過程Ⅱ回到狀態(tài)A時，外界壓縮氣體做功200J，求此過程中氣體吸收或放出的熱量。 3．（1）若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關于氣泡中的氣體， 下列說法正確的是 。（填寫選項前的字母） （A）氣體分子間的作用力增大 （B）氣體分子的平均速率增大 （C）氣體分子的平均動能減小 （D）氣體組成的系統(tǒng)地熵增加 （2）若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中，對外界做了0.6J的功，則此過程中的氣泡 （填“吸收”或“放出”）的熱量是 J。氣泡到達湖面后，溫度上升的過程中，又對外界做了0.1J的功，同時吸收了0.3J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了 J （3）已知氣泡內(nèi)氣體的密度為1.29kg/，平均摩爾質(zhì)量為0.29kg/mol。阿伏加德羅常數(shù) ，取氣體分子的平均直徑為，若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請估算液體體積與原來氣體體積的比值。（結果保留一位有效數(shù)字） 4．(1)下列說法正確的是________． A．晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 B．布朗運動是由于液體分子撞擊的不平衡引起的 C．0℃的冰融化成0℃的水的過程中，分子平均動能增大 D．油膜法測定油酸分子直徑時，用一滴油酸酒精溶液的體積除以油膜的面積就得到油酸分子的直徑 (2)某冰箱冷藏室容積為V，已知此狀態(tài)下空氣的摩爾體積為Vmol，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該冷藏室內(nèi)有________個空氣分子，空氣分子間的平均距離為________． (3)如圖所示的導熱汽缸固定于水平面上，缸內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，外界大氣壓強保持不變．現(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體溫度從27℃緩慢升高到87℃，此過程中氣體對活塞做功240 J，內(nèi)能增加了60 J．活塞與汽缸間無摩擦、不漏氣，且不計氣體的重力，活塞可以緩慢自由滑動．求： ①缸內(nèi)氣體從外界吸收了多少熱量？ ②升溫后缸內(nèi)氣體體積是升溫前氣體體積的多少倍？ 5．(1)下列說法中正確的是________． A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(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，布朗運動就越明顯 C．由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，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 D．液晶既具有液體的流動性，又具有光學各向異性 (2)如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C.已知狀態(tài)A溫度為300 K．氣體在狀態(tài)B的溫度為________ K；由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體________(填“吸熱”或“放熱”)． （3）如圖所示，倒懸的導熱汽缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體．輕質(zhì)活塞可無摩擦地上下移動，活塞的橫截面積為S，活塞的下面吊著一個重為G的物體，大氣壓強恒為p0.起初環(huán)境的熱力學溫度為T0時，活塞到汽缸底面的距離為L.當環(huán)境溫度逐漸升高，導致活塞緩慢下降，該過程中活塞下降了0.1L，汽缸中的氣體吸收的熱量為Q.求： ①汽缸內(nèi)部氣體內(nèi)能的增量ΔU； ②最終的環(huán)境溫度T. 6．(1)下列現(xiàn)象中,能說明液體存在表面張力的有 _________. (A) 水黽可以停在水面上 (B) 葉面上的露珠呈球形 (C) 滴入水中的紅墨水很快散開 (D) 懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動 (2)密閉在鋼瓶中的理想氣體,溫度升高時壓強增大. 從分子動理論的角度分析,這是由于分子熱運動的 _________增大了. 該氣體在溫度T1、T2 時的分子速率分布圖象如題12A-1 圖所示,則T1 _________(選填“大于”或“小于”)T2. (3)如題12A-2 圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A 經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B. 此過程中,氣 體壓強p =1.0105 Pa,吸收的熱量Q =7.0102J,求此過程中氣體內(nèi)能的增量. 專題五能力提升練習 A.三顆微粒運動 位置的連線 C.食鹽晶體 D.小草上的露珠 B.分子間的作用力 與距離的關系 斥力 引力 F r r0 O 1．⑴下列四幅圖分別對應四種說法，其中正確的是 A．微粒運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，即布朗運動 B．當兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們間相互作用的引力和斥力大小相等 C．食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個方向都是一樣的 O V p a c b d D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用 ⑵如圖，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c，吸收了340J的熱量，并對外做功120J。若該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時，對外做功40J，則這一過程中氣體 （填“吸收”或“放出”） J熱量。 ⑶已知水的摩爾質(zhì)量為18g/mol、密度為1.0103kg/m3，阿伏伽德羅 常數(shù)為6.01023mol-1，試估算1200ml水所含的水分子數(shù)目（計算 結果保留一位有效數(shù)字）。 2．⑴下列說法中正確的是 A．晶體一定具有規(guī)則的幾何外形 B．葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用 O t/℃ V B A C．當液晶中電場強度不同時，液晶對不同顏色光的吸收強度不同 D．當氫氣和氧氣的溫度相同時，它們分子的平均速率相同 ⑵一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，如圖所示，則對應的壓強pA pB（選填“大于”、“小于”或“等于”），該過程中氣體 熱量（選填“吸收”或“放出”）。 ⑶鐵的密度ρ=7.8103kg/m3、摩爾質(zhì)量M=5.610-2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.01023mol-1。鐵原子視為球體，估算鐵原子的直徑大小。（保留一位有效數(shù)字） 3． (1)下列說法正確的是________． A．同種物質(zhì)可能以晶體或非晶體兩種形態(tài)出現(xiàn) B．冰融化為同溫度的水時，分子勢能增加 C．分子間引力隨距離增大而減小，而斥力隨距離增大而增大 D．大量分子做無規(guī)則運動的速率有大有小，所以分子速率分布沒有規(guī)律 (2)已知二氧化碳摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，在海面處容器內(nèi)二氧化碳氣體的密度為ρ.現(xiàn)有該狀態(tài)下體積為V的二氧化碳，則含有的分子數(shù)為________．實驗表明，在2 500 m深海中，二氧化碳濃縮成近似固體的硬膠體．將二氧化碳分子看作直徑為D的球，則該容器內(nèi)二氧化碳氣體全部變成硬膠體后體積約為________． (3)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，內(nèi)能增加了10 J．已知該氣體在狀態(tài)A時的體積為1.010－3m3.求： ①該氣體在狀態(tài)B時的體積； ②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，氣體與外界傳遞的熱量． 4． (1)下列說法中正確的是________． A．布朗運動是指在顯微鏡下觀察到的液體分子的無規(guī)則運動 B．葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用 C．不具有規(guī)則幾何形狀的物體一定不是晶體 D．氫氣和氮氣的溫度相同時，它們分子的平均速率相同 (2)如圖甲所示，取一支大容量的注射器，拉動活塞吸進一些乙醚，用橡皮帽把小孔堵住，迅速向外拉動活塞到一定程度時，注射器里的液態(tài)乙醚消失而成為氣態(tài)，此時注射器中的溫度________(“升高”、“降低”或“不變”)，乙醚氣體分子的速率分布情況最接近圖乙中的________線(“A”、“B”、“C”)．(圖中f(v)表示速率v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率) (3)如圖所示，一彈簧豎直懸掛汽缸的活塞，使汽缸懸空靜止，活塞與汽缸間無摩擦，缸壁導熱性能良好．已知汽缸重為G，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強為p0，環(huán)境溫度為T，活塞與缸底間的距離為d，當溫度升高ΔT時，求： ①活塞與缸底間的距離變化量； ②此過程中氣體對外做的功． 5．（1）如圖一活塞與汽缸密封了一定質(zhì)量的氣體，活塞與汽缸之間摩擦不計，可在汽缸中自有移動，汽缸固定在地面上不動?，F(xiàn)通過一熱源對汽缸加熱，某同學測出氣體吸收的熱量為2.0106J，算出活塞移動對外做功為2.5106J，則氣體內(nèi)能 （選填“增加”或“減少”） J,該同學測算出的數(shù)據(jù)有何問題？ （2）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一段變化過程，可用圖上的直線AB表示，則A到B氣體內(nèi)能變化為 （選填“正值”、“負值”、“零”），氣體 （選填“吸收”或“放出”）熱量 （3）試估算通常情況下氣體分子間的距離（結果保留兩位有效數(shù)字） 6．（1）下列說法中正確的有 A．氣缸內(nèi)的氣體具有很大的壓強，是因為氣體分子間表現(xiàn)為斥力 B．液體表面具有張力是因為液體表面層的分子間表現(xiàn)為引力 C．晶體的物理性質(zhì)具有各向異性是因為晶體內(nèi)部微粒按一定規(guī)律排列的 D．溫度越高的物體，其內(nèi)能一定越大、分子運動越劇烈 （2）（4分）如圖所示，當一定質(zhì)量的理想氣體氣體由狀態(tài)a沿acb 到達狀態(tài)b，氣體對外做功為126J、吸收熱量為336J；當該氣體 由狀態(tài)b沿曲線ba返回狀態(tài)a時，外界對氣體做功為84J，則該 過程氣體是 熱（選填“吸”或“放”），傳遞的熱量等于 J。 （3）（4分）已知地球到月球的平均距離為384 400 km，金原子的直徑為3.4810－9m，金的摩爾質(zhì)量為197g/mol。若將金原子一個接一個地緊挨排列起來，筑成從地球通往月球的“分子大道”，試問： （1）該“分子大道”需要多少個原子？ （2）這些原子的總質(zhì)量為多少？ 7．⑴下列說法中正確的是 A．小昆蟲水黽可以站在水面上是由于液體表面張力的緣故 B．懸浮在水中的花粉顆粒運動不是因為外界因素的影響，而是由于花粉自發(fā)的運動 C．物體的內(nèi)能是所有分子動能與分子勢能的總和，物體內(nèi)能可以為零 D．天然水晶是晶體，但水晶熔化后再凝固就是非晶體 ⑵（4分）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的A→B、B→C、C→A三個變化過程，設氣體在狀態(tài)A、B時的溫度分別為TA和TB，已知TA=300 K，則TB = K；氣體從C→A的過程中做功為100J，同時吸熱250J，則此過程中氣體內(nèi)能是增加了 J． ⑶（4分）氫能是環(huán)保能源，常溫水中用氧化鈦晶體和鉑黑作電極，在太陽光照射下分解水可以從兩電極上分別獲得氫氣和氧氣。已知1mol的水分解可得到1mol氫氣，1mol氫氣完全燃燒可以放出2.858 105J的能量，阿伏伽德羅常數(shù)NA = 6.021023mol－1，水的摩爾質(zhì)量為1.810-2 kg /mol 求： ① 1g水分解后得到氫氣分子總數(shù)； ② 1g水分解后得到的氫氣完全燃燒所放出的能量．（結果取2位有效數(shù)字） 8．頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣，主要成分為甲烷，被公認是潔凈的能源． T1 O T2 c b p p1 p2 T a （1）一定質(zhì)量的頁巖氣(可看作理想氣體)狀態(tài)發(fā)生了一次循環(huán)變化，其壓強 p隨熱力學溫度T變化的關系如圖所示，O、a、b在同一直線上，bc與橫軸平行．則 ． A．a(chǎn)到b過程，氣體的體積減小 B．a(chǎn)到b過程，氣體的體積增大 C．b到c過程，氣體從外界吸收熱量 D．b到c過程，氣體向外界放出熱量 （2）將頁巖氣經(jīng)壓縮、冷卻，在－160℃下液化成液化天然氣（簡稱LNG）．在液化天然氣的表面層，其分子間的引力 ▲ （選填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．在LNG罐內(nèi)頂部存在一些頁巖氣，頁巖氣中甲烷分子的平均動能 ▲ （選填“大于”、“等于”或“小于”）液化天然氣中甲烷分子的平均動能． （3）某狀況下頁巖氣體積約為同質(zhì)量液化天然氣體積的600倍，已知液化天然氣的密度，甲烷的摩爾質(zhì)量，阿伏伽德羅常數(shù)，試估算該狀態(tài)下6 .0m3的頁巖氣中甲烷分子數(shù)． 9.（1）下列說法中正確的是　　　　 A．晶體一定具有各向異性，非晶體一定具有各向同性 B．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運動的平均動能可能相同 C．液晶既像液體一樣具有流動性，又跟某些晶體一樣具有光學性質(zhì)的各向異性 D．隨著分子間距離的增大，分子間作用力減小，分子勢能也減小 V P O V2 V1 P1 A B （2）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A(P1、V1)開始做等壓膨脹變化到狀態(tài)B(P1、V2)，狀態(tài)變化如圖中實線所示．氣體分子的平均動能 _ （選填“增大”“減小”或“不變”），氣體 （選填“吸收”或“放出”）熱量． （3）可燃冰是天然氣的固體狀態(tài)，深埋于海底和陸地永久凍土層中，它的主要成分是甲烷分子與水分子，是極具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉?。已?m3 可燃冰可釋放164 m3的天然氣（標準狀況下），標準狀況下1mol氣體的體積為2.2410–2 m3，阿伏加德羅常數(shù)取NA=6.021023mol-1。則1m3可燃冰所含甲烷分子數(shù)為多少？（結果保留一位有效數(shù)字） O A B C D V T 10．封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D，其體積V與熱力學溫度關T系如圖所示，該氣體的摩爾質(zhì)量為M，狀態(tài)A的體積為V0，溫度為T0，O、A、D三點在同一直線上，阿伏伽德羅常數(shù)為NA。 （1）由狀態(tài)A變到狀態(tài)D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，每個氣體分子的動能都會增大 D．氣體的密度不變 （2）在上述過程中，氣體對外做功為5J，內(nèi)能增加9J，則氣體 （選“吸收”或“放出”）熱量 J。 （3）在狀態(tài)D，該氣體的密度為ρ，體積為2V0，則狀態(tài)D的溫度為多少？該氣體的分子數(shù)為多少？