高中物理一轮复习单元综合测试十一(热学)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．
第Ⅰ卷(选择题，共40分)
一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1．如图1所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的关系如图1中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是( )
A．乙分子在P点(x＝x2)时加速度最大 B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0 C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态 D．乙分子的运动范围为x≥x1
2．一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S.已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，下列表达式正确的有( )
Mm
A．油酸分子的直径d＝ B．油酸分子的直径d＝
ρSρSmM
C．油酸所含的分子数n＝NA D．油酸所含的分子数n＝NA
Mm
3．分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质．据此可判断下列说法中错误的是( ) A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性 B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素 4．下列现象哪些是由于表面张力的作用而发生的( )
A．身体纤细的小虫在平静的水面上可以自由活动 B．小船浮在水面上 C．把毛巾的一端放入水中，过一段时间另一端也会湿润 D．打湿的鞋袜不容易脱下来 5．(2009·重庆高考)密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)( ) A．内能增大，放出热量 B．内能减小，吸收热量 C．内能增大，对外界做功 D．内能减小，外界对其做功 6．(2009·四川高考)关于热力学定律，下列说法正确的是( )
A．在一定条件下物体的温度可以降到0 K B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C．吸收了热量的物体，其内能一定增加 D．压缩气体总能使气体的温度升高
7．(2009·福建高考)现代科学技术的发展与材料科学、能源的开发密切相关，下列关于材料、能源的
- 1 -
说法正确的是( )
A．化石能源为清洁能源 B．纳米材料的粒度在1～100 μm之间 C．半导体材料的导电性能介于金属导体和绝缘体之间 D．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向同性
8．(2009·福建高考)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程( )
A．气体从外界吸收热量2.0×105 J B．气体向外界放出热量2.0×105 J C．气体从外界吸收热量6.0×104 J D．气体向外界放出热量6.0×104 J
9．(2009·辽宁/宁夏高考)带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如V—T图所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则( )
A．pb>pc，Qab>Qac C．pb
B．pb>pc，Qab 10．(2010·江苏苏、锡、常、镇四市一模)下列说法正确的是( ) A．机械能和内能的转化具有方向性 B．大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体 C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的 D．当温度由20 ℃变为40 ℃，物体分子的平均动能应变为原来的2倍 第Ⅱ卷(非选择题，共60分) 二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分) 11．(2009·广东高考)(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过________方式改变物体的内能，把________转变成内能． (2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图3.这是因为烧瓶里的气体吸收了水的________，温度________，体积________． 12．一定量的理想气体与两种实际气体Ⅰ、Ⅱ在标准大气压下做等压变化时的V—T关系如图4(a)所V－V01示，图中＝.用三份上述理想气体作为测温物质制成三个相同的温度计，然后将其中两个温度计中 V0－V′2的理想气体分别换成上述实际气体Ⅰ、Ⅱ.在标准大气压下，当环境温度为T0时，三个温度计的示数各不相同，如图4(b)所示，温度计(ⅱ)中的测温物质应为实际气体________(图中活塞质量忽略不计)；若此时温度计(ⅱ)和(ⅲ)的示数分别为21℃和24℃，则此时温度计(ⅰ)的示数为________℃；可见用实际气体作为 - 2 - 测温物质时，会产生误差．为减小在T1～T2范围内的测量误差，现针对T0进行修正，制成如图4(c)所示的复合气体温度计，图中无摩擦导热活塞将容器分成两部分，在温度为T1时分别装入适量气体Ⅰ和Ⅱ，则两种气体体积之比VⅠ∶VⅡ应为________． 三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 13．利用所学的热学知识，回答下列问题： (1)我们知道分子热运动的速率是比较大的，常温下能达到几百米每秒，生活中一些污染企业排放刺激性废气，同时发出噪声，声波在空气中传播速度约为340 m/s.按说离得较远的人闻到气味和听到噪声应差不多同时发生，而实际上往往是听到噪声较长时间后才会闻到气味，为什么？ (2)随着科学技术的不断发展，近几年来，出现了许多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等，摩擦焊接是使焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转，同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力)，瞬间就焊成一个整体了．试用所学知识分析摩擦焊接的原理． 14．新华社北京2008年11月12日电：在中国探月工程一期即“嫦娥一号”圆满成功的同时，中国探月工程二期也已启动．其中，嫦娥二号卫星将于2011年底前完成发射．已知大气压强是由于大气的重力而产生的，某学校兴趣小组的同学，通过查资料知道：月球半径R＝1.7×106 m，月球表面重力加速度g＝1.6 m/s2.为开发月球的需要，设想在月球表面覆盖一层厚度为h的大气，使月球表面附近的大气压达到p0＝1.0×105 Pa，已知大气层厚度h＝1.3×103 m比月球半径小得多，假设月球表面初始没有空气．试估算 (1)应在月球表面添加的大气层的总质量m； (2)月球大气层的分子数为多少？ (3)分子间的距离为多少？(空气的平均摩尔质量M＝2.9×102 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 － mol1) － - 3 - 15．喷雾器内有10 L水，上部封闭有1 atm的空气2 L．关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3 L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)． (1)当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因． (2)打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由． 16．如图6，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定量的气体(可视为理想气体)，气体温度为T1.开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为2.6V1.活塞因重力而产生的压强为0.5p0.继续将活塞上方抽成真空并密封．整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．求： (1)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度； (2)当气体温度达到1.8T1时气体的压强． - 4 - 1解析：分子处于平衡位置时分子势能最小，所以在x2位置上有最大的速度，根据题中“总能量为0”知BD正确． 答案：BD mm 2解析：考查分子动理论，设油酸分子的直径为d，则有dS＝?d＝，故选项B正确；设油酸所含 ρρSm 的分子数为n，则有n＝NA，故选项C正确． M 答案：BC 3解析：题目涉及了分子的无规则运动、分子间的相互作用力和分子势能的知识，明确分子动理论的内容是解题的关键．分子间相互作用力随距离的变化而变化，若r＞r0，随分子间距离r的增大，分子力可能先增大而后减小，故B项是错误的． 答案：B 4解析：小船浮在水面上，是由于浮力的原因；毛巾的另一端湿润是由于毛细现象；湿鞋袜不容易脱下来是由于分子间存在着相互作用力的结果． 答案：A 5解析：本题考查热力学第一定律，意在考查考生对基本的定律的掌握情况．气体的温度降低，则内能减小，又外界对气体做了功，由热力学第一定律知，气体要向外放出热量． 答案：D 6解析：本题考查热力学温标、热力学第一定律、热力学第二定律，意在考查考生对热学基础知识的理解.0 K是低温的极限，任何物体的温度只能接近而不能达到，所以A项错误；根据热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸收热量全部用来对外做功而不产生其他影响，但在“产生其他影响的情况”下，也可以从单一热源吸收热量全部用来做功，所以B项正确；内能的改变与热传递和做功同时有关，所以C、D错误． 答案：B 7解析：选项A错误：化石能源是指煤炭、石油和天然气，这些能源在燃烧时要产生大量的废气、粉尘等会对环境带来污染．选项B错误：纳米材料指的是直径在1～100 nm的颗粒或直径在1～100 nm的细纤维构成的材料．选项C正确：半导体就是指导电性能介于导体和绝缘体之间的材料．选项D 错误：液晶介于液体和晶体之间，既具有液体的流动性又具有晶体的某些物理性质的各向异性． 答案：C 8解析：由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，Q＝ΔU－W＝－1.3×105 J－7.0×104 J＝－2.0×105 J，负号表示放出热量，所以B正确，其他选项错误． 答案：B 9解析：本题主要考查理想气体状态方程、热力学第一定律、V—T图象，意在考查考生综合应用理想pV 气体状态方程和热力学第一定律的能力. 根据＝nR，且Vb>Vc，所以Pb T定律W＋Q＝ΔU得：Qab>Qac，C对D错． 答案：C - 5 -