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1、2013 年高考物理考前回归教材之单元综合突破十一（ 热学 ）本试卷分第I卷（选择题）和第n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 分子动理论较好地解释了物质的宏观热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
2、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解析：A选项中小炭粒做布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故A是正确的；B选项中分子间的相互作用力在间距rro的范围内，随分子间距的增大而减小，故B是错误的；C选项中分子势能在rro时，分子势能随的增大而增大，故 C选项是正确的；D 选项中真空环境是为防止其他杂质的介入，而高温条件下，分子热运动剧烈，有利于所掺入 元素分子的扩散，故错误选项为 B.答案： B2 在一定温度下，某种理想气体的速率分布应该是（）A.每个分子速率都相等8 .每个分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目都很少C.每个分子速率一般都不相等
3、，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的D.每个分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目都很多.解析：由麦克斯韦气体分子速率分布规律知，气体分子速率大部分集中在某个数值附近，速率很大的和速率很小的分子数目都很少，所以 B 正确答案： B9 下列说法错误的是（）A.晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结 构C.凡各向同性的物质一定是非晶体D.晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的解析：晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的，A、日D正确；各向同性的物质不一定是非晶体，多晶体也具有这样的
4、性质，C错误.答案：C4 .一房间内，上午 10时的温度为15C,下午2时的温度为25c.假定大气压无变化， 则下午2时与上午10时相比较，房间内的（）A.空气密度增大B.空气分子的平均动能增大C.空气分子的速率都增大D.空气质量增大解析：温度升高，气体分子的平均动能变大，平均每个分子给器壁的冲量将变大，但气压并未改变，可见单位体积的分子数一定减少，所以有 p空减小，m= p空V减小.答案：B图15 .如图1所示，U形管封闭端内有一部分气体被水银封住，已知大气压为pc,则被封闭部分气体的压强p（以汞柱为单位）为（）A. po+h2B. pc- h1C. po一（+h2）D. p+h2h1解析：
5、取最低液面为研究对象，列出平衡方程.选右边最低液面为研究对象，右边液面 受到向下的大气压强 po,在相同高度的左边液面受到液柱h1向下的压强h1,上面气体向下的压弓虽p,根据连通器原理可知：p+h1 = p。，得：p= po-hb所以选项B正确.答案：B乙jy尸 1:瓦 7甲；产”图26.如图2所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B, B的两边分别盛有气体甲和乙.现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动 P的过程中（）A.外力对乙做功；甲的内能增加B.外力对乙做功；乙的内能不变C.乙传递热量给甲；乙的内能增加D.乙的内能增加；甲的内
6、能不变解析：当活塞P向B移动时，活塞压缩气体对气体乙做功，乙的内能增加，温度升高.由于隔板B是导热的，乙升温后会传递热量给甲，由于气体与外界是绝热的，故当最后达到热 平衡时的温度比最初的温度有所升高，甲、乙的内能均增加，选项A、C正确.答案：AC7.如图3所示，气缸内盛有一定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温， 活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气，现将活塞杆与外界连接缓慢地向右移动，这样气 体将等温膨胀并通过杆对外做功，若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的 是（）恒温图3A.气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律B.气体是从单一热源吸热
7、，但并不全部用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定 律C.气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D.以上说法都不对解析：气体是从单一热源吸热，气体从外部环境吸收热量，然后全部用来做功，保持自 己的内能不变，要保持外部环境温度不变，需要有别的变化来维持，另外，外界必须发生某 种变化，才能拉动杆.故此过程不违反热力学第二定律.答案：C8.关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是（）A.第二类永动机违反能量守恒定律B.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C.外界对物体做功，则物体的内能一定增加D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的
8、观点来看这两种改变方 式是有区别的解析：第二类永动机违反热力学第二定律并不违反能量守恒定律，故 A错.据热力学第 一定律Al Q+ W知内能的变化由做功 W和热彳递Q两个方面共同决定，只知道做功情况或 只知道传热情况，则无法确定内能的变化情况，故B、C错误.做功和热传递都可改变物体的内能，但做功是不同形式能的转化，而热传递是同种形式能间的转移，这两种方式是有区别 的，故D正确.答案：D9. （2011 山东卷）人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正 确的是（）A.液体的分子势能与体积有关B.晶体的物理性质都是各向异性的C.温度升高，每个分子的动能都增大D.露珠呈球状是由于
9、液体表面张力的作用解析：液体体积与分子间相对位置相联系，从宏观上看，分子势能与体积有关，A正确.多晶体表现各向同性，B错误.温度升高，分子速率增大，遵循统计规律，C错误.露珠表面张力使其表面积收缩到最小，呈球状，D正确.答案：AD10. （2011 江苏卷）如图4所示，一演示用的“永动机”转轮由 5根轻杆和转轴构成, 轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片.轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划 水”，推动转轮转动.离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动.下列说 法正确的是（）L卷状记忆合金图4A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C
10、.转动的叶片不断搅动热水，水温升高D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量解析：形状记忆合金从热水中吸收热量后，伸展划水时一部分热量转变为水和转轮的动 能，另一部分释放到空气中，根据能量守恒定律可知只有D项正确.答案：D第H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. （2011 江苏卷）图5如图5所示，内壁光滑的汽缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞密封在汽缸内，外界大气压强为p0.现对汽缸缓慢加热，气体吸收热量 Q后，体积由V增大为V2.则在此过程中, 气体分子平均动能 （选填“增大”、“不变”或“减小”），气体内能变化了解析：气体等压膨胀，由
11、苧=C可知T增大，所以气体分子平均动能增大.由热力学第一定律可得：A U= Q- p0（ V V）.答案：增大 Q- p（V2V1）12. 一定量的理想气体与两种实际气体I、n在标准大气压下做等压变化时的V T关系,一 ，V- V）1 ，如图6（a）所示，图中=7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，V）V 2然后将其中两个温度计中的理想气体分别换成上述实际气体I、n.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 6（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21c和24C,则此时温
12、度计（i）的示数为 C;可见用实际气体作为测温物质时，会产生误差.为减小在 T1T2范围内的测量误差，现针对To进行修正，制成如图 6（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n ,则两种气体体积之比 W ： Vn应为.图6解析：本实验是在教材探索性实验的基础上，考查考生综合运用所学知识分析、处理实验数据等能力，从而突出了对创新能力的考查.从V T图象可看出，温度为 T1时，气体的体积相同；温度为 兀时，ii的体积要小，所以温度计ii中的测温物质应为实际气体H ,在温度,.V- V0 Th - To 1 为T0时，T-21C, K = 2
13、4C,由于二代入数据可得 To = 23C,对To校正，V VTo H 2在温度Ti时装入气体体积比为 2 ： 1.答案：II 23 2 ： 1三、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
14、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.解析：（1）分子热运动速率虽然较大，但分子之间的碰撞是很频繁的，由于频繁的碰撞使 分子的运动不再是匀速直线运动，分子到鼻孔前走过了一段曲折的路程，况且引起人的嗅觉 需要一定量的分子；声波传播速率与分子热运动速率差不多，传播距离也相等，但声波在空 气中沿直线传播，到达接收者的时间较短，所以听到噪声较长时间后，才会闻到发出的气味.（2）摩擦焊接是利用分子引力
15、作用.焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大 的压力，就可以使两个接触面发生熔化使大多数分子之间的距离达到分子力发生明显作用的 范围，靠摩擦熔化使大量的分子距离达到表现引力的距离范围，使两个焊件成为一个整体.答案：见解析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= 1.7X106n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
16、月球表面附近的大气压达到po=1.0X10 5 Pa,已知大气层厚度h =1.3X103 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成(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 X 10 2 kg/mol ,阿伏加德罗常数 N=6.0 x 1023 mol J解析：(1)月球的表面积 S= 4兀R2,月球大气的重力与大气压力大小相等mg= p6,所以4 Tt R2P0大气的总质量 m= g-p代入数据可得-1X3.1-IX 1JXI06m=1.62-X1.0 x 105 kg-8 -= 2.27X
17、1018 kg.(2)月球大气层的分子数为23个18 m 2.27X10N= c C、/ YC 2 x 6.0 x 10M 2.9X1043入= 4.7X10 个.(3)可以认为每一个气体分子占据空间为一个立方体，小立方体紧密排列，其边长即为分子间的距离.设分子间距离为a,大气层中气体的体积为V,则有V= 4兀R2h,-9 m15 . (2011 浙江自选)吸盘是由橡胶制成的一种生活用品，其上固定有挂钩用于悬挂物体.如图7所示，现有一吸盘，其圆形盘面的半径为2.0X102 m,当其与天花板轻轻接触时，吸盘与天花板所围容积为1.0X105m3;按下吸盘时，吸盘与天花板所围容积为2.0X10-6m
18、盘内气体可看作与大气相通，大气压强为p0= 1.0 X 10 5Pa.设在吸盘恢复原状过程中，盘面与天花板之间紧密接触，吸盘内气体初态温度与末态温度相同.不计吸盘的厚度及吸盘与挂钩 的重量.(1)吸盘恢复原状时，盘内气体压强为 (2)在挂钩上最多能悬挂重为 的物体;(3)请判断在吸盘恢复原状过程中盘内气体是吸热还是放热，并简述理由.解析：(1)吸盘恢复原状时盘内气体发生等温变化由P1V = P2W 可得 P2 =P1V1P0V16一 Pa1.0 X105X2.0 X 1051.0 X 10= 2.0 x 10 4Pa.(2)由平衡条件可得，G= (pc- P2) S= 100 N.(3)吸盘恢
19、复原状过程中盘内气体发生等温膨胀，其内能不变却对外做功，由热力学第 定律可知气体吸热.答案：(1)2.0 X10 4Pa (2)100 N (3)吸热 简述理由见解析图816 .如图8, 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V,活塞上方玻璃管的容积为2.6 V.活塞因重力而产生的压强为0.5 P0.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
20、碰到玻璃管顶部时气体的温度；(2)当气体温度达到1.8 T1时气体的压强.解析：(1)活塞上方的压强为 P0时，活塞下方气体的体积为V,抽气过程为等温过程，活塞上面抽成真空时，下面气体的压强为0.5 P0.由玻意耳定律得 .不.56V0.5 P。式中V是抽成真空时活塞下面气体的体积.此后，气体等压膨胀，由盖吕萨克定律得2.6 V + V T、=一V T1式中T是活塞碰到玻璃管顶部时气体的温度.由得T =1.2 T1.(2)活塞碰到顶部后的过程是等容升温过程.由查理定律得1.8T1_ P2T， 0.5 P0U式中P2是气体温度达到1.8 T1时气体的压强.由式得P2=0.75P。.答案:(1)1.2 T1 (2)0.75 P0