高考物理一轮复习单元训练卷第十四单元热学A卷(含解析)

第十四单元  

注意事项：

1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、 (本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．阿伏加德罗常数是NA(mol-1)，铜的摩尔质量是μ(kg/mol)，铜的密度是ρ(kg/m3)，则下列说法不正确的是(　　)

A．1 m3铜中所含的原子数为               B．一个铜原子的质量是

C．一个铜原子所占的体积是               D．1 kg铜所含有的原子数目是

2．环绕地球做匀速圆周运动的航天飞机舱内密封着一定质量的空气，则(　　)

A．由于气体处于完全失重状态，故气体对舱壁无压力

B．当对舱内气体加热时，气体的压强和内能均增大

C．若舱内有少量气体漏出，但气体的温度不变，则舱内气体的内能也不变

D．若向舱内再充入空气，并保持舱内温度不变，则舱内气体的内能一定不变

3．如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则(　　)

A．Tb>Tc，Qab>Qac

B．Tb>Tc，Qab<Qac

C．Tb＝Tc，Qab>Qac

D．Tb＝Tc，Qab<Qac

4．如图所示，竖直放置的弯曲玻璃管a端封闭，b端开口，水银将两段空气封闭在管内，管内各液面间高度差为h1、h2、h3且h1＝h2＝h3；K1、K2为两个阀门，K2位置与b管水银面等高，打开阀门后可与外界大气相通。打开K1或K2，下列判断正确的是(　　)

A．打开K1，h1、h2和h3均变为零

B．打开K1，h1增大，h2和h3均变为零

C．打开K2，h1、h2和h3均变为零

D．打开K2，h1、h2、h3的长度保持不变

5．如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝20 cm。活塞A上方的水银深H＝10 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0相当于75 cm高的水银柱产生的压强，则此时封闭气体的压强为(　　)

A．100 cmHg     B．95 cmHg     C．85 cmHg     D．75 cmHg

6．以下说法正确的是(　　)

A．无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数

B．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律

C．1 g氢气和1 g氧气含有的分子数相同，都是6.02×1023个

D．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动

7．关于分子间作用力和分子势能，下列叙述正确的是(　　)

A．分子间距离增大时，分子间引力增大，斥力减小

B．分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大

C．物体的体积减小时，内部分子势能一定减小

D．一个物体在分子间显引力时分子势能一定比显斥力时分子势能要多

8．下列说法正确的是(　　)

A．如图甲，迅速压下有机玻璃筒中的活塞，密闭气体体积减小，压强增大，可视为等温变化

B．如图乙，一定质量的理想气体处于A状态时温度为TA＝300 K，则气体从状态A沿直线变化到状态B的过程中的最高温度为400 K

C．如图丙，一端封闭一端开口的细管开口向下竖直放置，两段空气柱的长度分别为l1和l2，若将两段水银柱和空气柱分别合在一起，则此时管中空气柱的长度l＜l1＋l2

D. 如图丁，容器A、B中各有一个可自由移动的轻活塞，两容器底部由带阀门K的管相连。已知整个装置与外界绝热且大气压恒定。现打开阀门使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，则此过程中大气压对水做功，水的内能增加

9．如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是(　　)

A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0

B．曲线M的bc段表示固液共存状态

C．曲线M的ab段表示固态、曲线N的ef段不表示固态

D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态

10．下列说法正确的是(　　)

A．分子间距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大

B．当分子间的作用力表现为引力时，随分子间距离的增大，分子势能增大

C．一定质量的理想气体发生等温膨胀，一定从外界吸收热量

D．一定质量的理想气体发生等压膨胀，一定向外界放出热量

E．熵的大小可以反映物体内分子运动的无序程度

11．如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是(　　)

A．过程①中气体的压强逐渐减小

B．过程②中气体对外界做正功

C．过程④中气体从外界吸收了热量

D．状态c、d的内能相等

E．状态d的压强比状态b的压强小

12．如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，在此过程中如果环境温度恒定，下列说法正确的是(　　)

A．每个气体分子的速率都不变

B．气体分子平均动能不变

C．水平外力F逐渐变大

D．气体对外界做功，气体内能减小

E．气体对外界做功，吸收热量

二、(本题共5小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

13．(8分) “用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：

A．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油酸膜的面积S；

B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上；

C．用浅盘装入约2 cm深的水；

D．用公式d＝，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小；

E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。

上述步骤中有步骤遗漏或不完整的，请指出：

(1)____________________________________________________

(2)____________________________________________________

上述实验步骤的合理顺序是________。

某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________。

A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算

B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理

C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数

D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开

14．(10分)(2018·全国Ⅰ卷)热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27℃。氩气可视为理想气体。

(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；

(2)将压入氩气后的炉腔加热到1227℃，求此时炉腔中气体的压强。

15．(10分)如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦．开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。

16．(10分) (2018·全国II卷)如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：

(i)抽气前氢气的压强；

(ii)抽气后氢气的压强和体积。

17．(14分)如图甲所示，一个粗细均匀的圆管，左端用一橡皮塞住，橡皮离右端管口的距离是20 cm，把一个带手柄的活塞从右端管口推入，将塞向左端缓慢推动到离橡皮5 cm时橡皮被推动。已知圆管的横截面积为S＝2.0×10－5 m2，手柄的横截面积为S′＝1.0×10－5 m2，大气压强为1.0×105 Pa，若活塞和圆管间的摩擦不计，且整个过程管内气体温度不变。求：

(1)橡皮与圆管间的最大静摩擦力f；

(2)这一过程中作用在活塞手柄上的推力F的最大值；

(3)在图乙的p－V图象中画出气体经历的状态变化过程图象，并用箭头标出状态变化的方向。

单元训练金卷·高三·物理(A)卷

第十四单元  答 案

一、 (本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．【答案】D

【解析】1m3铜中所含的原子数为，A正确；—个铜原子的质量是，B正确；一个铜原子所占的体积是，C正确；1 kg铜所含有的原子数目是，D错误。

2．【答案】B

【解析】气体压强的产生是由于气体分子作无规则热运动时，频繁的撞击容器壁产生，所以此时气体对舱壁有压力，故A错误；当对舱内气体加热时，气体温度升高，内能增加；由于气体体积不变，根据理想气体状态方程可知压强增加，故B正确；若舱内有少量气体漏出，但气体的温度不变，分子热运动的平均动能不变，故内能减小，故C错误；若向舱内再充入空气，并保持舱内温度不变，分子热运动的平均动能不变，故内能增加，故D错误。

3．【答案】C

【解析】根据理想气体状态方程有：＝＝，所以有Ta<Tb＝Tc，在ab过程中，吸收的热量Qab＝ΔU－W，其中W<0，在ac过程中，吸收的热量Qac＝ΔU，所以Qab>Qac，所以C正确，A、B、D错误。

4．【答案】D

【解析】设h1＝h2＝h3＝h，由题图可知，中间封闭气体的压强p＝p0－h2＝p0－h<p0，左边气体压强pa＝p－h3＝p－h＝p0－2h<p0；打开K1，中间部分气体压强等于大气压强p0，则h2和h1均变为零，左边气体压强变大，气体体积减小，h3增大，故A、B错误；打开K2，各部分气体压强均不变，则h1、h2、h3均不变，故C错误，D正确。

5．【答案】B

【解析】当有一半的水银被推入细筒中时，由于粗筒横截面积是细筒横截面积的3倍，因此，细筒中水银柱的高度为×3＝15 cm，活塞A上方水银柱的总高度为h＝15 cm＋＝20 cm，因活塞A的重力不计，所以封闭气体的压强p＝p0＋h＝95 cmHg，B正确。

6．【答案】A

【解析】由于物体的分子数等于摩尔数与阿伏加德罗常数的乘积，所以只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数，A正确；分子引力与分子斥力不是一对作用力和反作用力，它们的大小不一定相等，B错误；氢气分子和氧气分子的摩尔质量不同，所以1 g氢气和1 g氧气含有的分子数不同，C错误；布朗运动只有在显微镜下才能看到，人肉眼是看不到的，从阳光中看到的尘埃的运动是物体的机械运动，D错误。

7．【答案】B

【解析】分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大，A错误，B正确；物体的体积减小时，内部分子势能不一定减小，如0 ℃的冰熔化成0 ℃的水的过程中要不断吸热，内能增大，而温度不变，分子动能不变，分子势能增大，C错误；分子距离在大于平衡距离且分子间距离减小时，分子势能减小；分子距离在小于平衡距离且分子间距离减小时，分子势能增大，当r＝r0时分子间作用力为零，分子势能最小，D错误。

8．【答案】B

【解析】用活塞迅速压缩玻璃筒内的空气，气体的体积变小，玻璃筒来不及和外界发生热传递，则通过做功把机械能转化为筒内空气的内能，故气体的内能增大，温度升高，故A错误；由图示图象可知，气体体积为时气体压强为：，由理想气体状态方程可得：，当最大时，温度最高，解得时，最大，解得，故B正确；设上下两端水银柱的长为h1、h2，则两气体混合的过程由波意耳定律：，解得：，因，可得，故C错误；大气压对水做的总功：，由于，所以，即大气压力对水不做功，由于水的重心降低，重力势能减小，由能量守恒定律知水的内能增加，故D错误。

9．【答案】BC

【解析】只有晶体存在固定的熔点T0，曲线M的bc段表示固液共存状态，曲线M的ab段表示固态，曲线N的ef段不表示固态，曲线N的fg段不表示液态，选项B、C正确，A、D错误。

10．【答案】BCE

【解析】分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，选项A错误；当分子间的作用力表现为引力时，随分子间距离的增大，分子势能增大，选项B正确；一定质量的理想气体发生等温膨胀，温度不变，内能不变，对外做功，一定从外界吸收热量，选项C正确；一定质量的理想气体发生等压膨胀，对外做功，根据盖—吕萨克定律，等压膨胀，温度一定升高，内能增大，一定吸收热量，选项D错误；熵是系统内分子运动无序性的量度，其大小可以反映物体内分子运动的无序程度，选项E正确。

11．【答案】BDE

【解析】过程①气体发生等容变化，温度升高，根据＝C可知气体压强增大，故A错误；过程②气体体积增大，气体对外做正功，故B正确；过程④气体发生等容变化，气体对外不做功，温度降低，内能减小，根据ΔU＝Q＋W可知气体对外放热，故C错误；状态c、d的温度相同，气体内能相等，故D正确；由＝C可得T＝V，在T－V图象中，坐标点与坐标原点的连线的斜率k＝，如图所示，所以状态d的压强比状态b的压强小，故E正确。

12．【答案】BCE

【解析】封闭气体等温膨胀过程，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，但不是每个分子速率都不变，故A错误，B正确;气体等温膨胀，根据玻意耳定律pV＝C，可以知道气压不断减小，故内外压力差变大，向左，故F逐渐变大，故C正确；封闭气体等温膨胀过程，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，气体分子势能不计，故内能不变，故D错误；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，内能不变，气体膨胀，对外做功，即气体对外界做功，吸收热量，故E正确。

二、(本题共5小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

13．【答案】 (1)C步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉 (2分)    (2)实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目(2分)       CFBAED   (2分)   ACD  (2分)

14．【解析】(1)设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0，使用后气瓶中剩余气体的压强为p1。假设体积为V0，压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1，由玻意耳定律得：p0V0＝p0V1  (2分)

被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为：Vʹ＝V1－V0  (2分)

设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律得：p2V2＝10p1Vʹ

联立方程并代入数据得：p2＝3.2×107 Pa。(2分)

(2)设加热前炉腔的温度为T0，加热后炉腔的温度为T1，气体压强为p3，由查理定律得：  (2分)

联立方程并代入数据得：p3＝1.6×108 Pa。(2分)

15．【解析】开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有＝　①   (1分)

根据力的平衡条件有p1S＝p0S＋mg　②  (1分)

联立①②式可得T1＝T0　③   (1分)

此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有

＝　④  (1分)

式中V1＝SH　⑤  (1分)

V2＝S(H＋h)　⑥  (1分)

联立③④⑤⑥式解得T2＝T0　⑦  (2分)

从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为

W＝(p0S＋mg)h  (2分)

16．【解析】(i)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得

(p10–p)·2S＝(p0–p)·S    ①  (2分)

得p10＝(p0＋p)   ②  (1分)

(ii)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氢气的压强和体积分别为p2和V2，根据力的平衡条件有

p2·S＝p1·2S    ③   (1分)

由玻意耳定律得p1V1＝p10·2V0      ④ (1分)

p2V2＝p0·V0⑤    (1分)

由于两活塞用刚性杆连接，故V1–2V0＝2(V0–V2)   ⑥(2分)

联立②③④⑤⑥式解得

⑦   (1分)

⑧   (1分)

17．【解析】(1)将活塞向左端缓慢推动的过程中，管内气体温度不变，初态p1＝1.0×105 Pa

V1＝l1S＝0.2×2.0×10－5 m3＝4×10－6 m3   (1分)

末态V2＝l2S＝0.05×2.0×10－5 m3＝1×10－6 m3  (1分)

由玻意耳定律可知p1V1＝p2V2  (1分)

p2＝＝4×105 Pa  (2分)

以橡皮为研究对象，橡皮刚被推动时受到的静摩擦即为最大静摩擦力p2S＝p0S＋f  (2分)

f＝p2S－p0S＝6 N  (1分)

(2)以活塞为研究对象：p2S＝p0S＋F  (2分)

F＝p2S－p0S＝6 N  (1分)

(3)由第1问可知，p－V图象为  (3分)