2024版新教材高考物理全程一轮总复习单元素养评价十四热学

这是一份2024版新教材高考物理全程一轮总复习单元素养评价十四热学，共9页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示．甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是 ( )
A．甲一定是单晶体
B．乙可能是金属薄片
C．丙在一定条件下可能转化成乙
D．甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的
2．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是( )
A．微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力都为零
C．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
3．[2021·重庆卷]图甲、乙中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律，r0为平衡位置．现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是( )
A．①③②B．②④③
C．④①③D．①④③
4.
景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，可点燃艾绒．在筒内封闭的气体被推杆压缩过程中 ( )
A．气体温度升高，压强不变
B．气体温度升高，压强变大
C．气体对外界做正功，气体内能增加
D．外界对气体做正功，气体内能减少
5．[2023·重庆押题卷]如图所示，夏天，从湖底形成的气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂．若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强不变，将泡内气体视为理想气体．则在气泡缓慢上升的过程中，对于泡内气体，下列说法正确的是( )
A．每一个气体分子的热运动都变快
B．对气泡壁单位面积单位时间内的冲量变小
C．对气泡壁做负功，内能减少
D．内能增大，放热
6．[2023·山东押题卷]桶装纯净水及压水装置原理如图所示．柱形水桶直径为24cm，高为35cm；柱压水蒸气囊直径为6cm，高为8cm，水桶颈部的长度为10cm.当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细出水管流出．已知水桶所在处大气压强相当于10m水压产生的压强，当桶内的水还剩5cm高时，桶内气体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的体积．至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从出水管流出？(不考虑温度的变化)( )
A．2次 B．3次C．4次 D．5次
7．一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态可视为平衡态．下列说法中正确的是( )
A．状态A气体分子的平均动能比状态B气体分子的平均动能大
B．状态C到状态D，气体的内能保持不变
C．状态B到状态C，气体将放出热量
D．状态D到状态A，气体对外做功
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8．设某种物质的摩尔质量为μ，原子间的平均距离为d，已知阿伏加德罗常数为NA，下列判断正确的是( )
A．假设分子为球体，该物质的密度ρ＝eq \f(3μ,4πd3NA)
B．假设分子为正方体，该物质的密度ρ＝eq \f(μ,d3NA)
C．假设分子为正方体，该物质的密度ρ＝eq \f(3μ,4πd3NA)
D．假设分子为球体，该物质的密度ρ＝eq \f(6μ,πd3NA)
9．[2023·河北八校联考]分子势能的大小由分子间距离r决定．规定两分子间距离为无穷远时分子势能为零，两分子A、B间势能与分子间距离r的关系如图所示．若分子A固定于原点O，分子B从距O点很远处向O点运动．下列说法正确的是( )
A．在两分子间距离从无穷大减小到r2的过程中，分子间的作用力先增大后减小
B．在两分子间距离从r2减小到r1的过程中，分子间的作用力一直减小
C．在两分子间距离从r1再减小到某一距离的过程中，分子间的作用力一直增大
D．在两分子间距离等于r2处，分子间的作用力等于0
10．一定质量的理想气体，经历如图所示的循环，该过程每个状态均视为平衡态，各状态参数如图，已知a状态的体积为2.0×10－3m3，则下列说法正确的是 ( )
A．各状态气体体积Va＝Vb>Vc＝Vd
B．从b→c过程中，气体吸热
C．c→d过程中，气体内能增加
D．d→a过程中，外界对气体做功200J
三、非选择题(本题共5个小题，共54分)
11．(6分)[2023·德州质检]某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律．
(1)关于该实验，下列说法正确的是______．
A.实验前应将注射器的空气完全排出
B．空气柱体积变化应尽可能地快些
C．空气柱的压强随体积的减小而减小
D．作出p－eq \f(1,V)的图像可以直观反映出p与V的关系
(2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的p－V图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1______T2(选填“<”“＝”或“>”).
(3)另一小组根据实验数据作出的V－eq \f(1,p)图线如图丙所示，若他们的实验操作无误，造成图线不过原点的原因可能是
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12．(10分)如图所示是一种探究气体的体积和压强的变化规律的装置．将气球、压强传感器和大型注射器用T形管连通．初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积为V0，压强为p0.T形管与传感器内少量气体体积可忽略不计．缓慢推动活塞，保持温度不变，装置密封性良好．
(1)该装置可用于验证________定律．
(2)将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为eq \f(2,3)V0，压强传感器读数为p1，则此时气球内气体的体积为________．
(3)继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强，计算出对应的气球内气体的体积，得到如图所示的气球内的气体体积和压强关系图．根据该图像估算：若初始时注射器内仅有体积为0.5V0、压强为p0的气体，则当气体全部被压入气球后，气球内气体的压强将变为________p0.(保留3位小数)
13．(10分)航模小组用容积为2.0L的可乐瓶制作了一支水火箭，箭身及其配重质量M＝0.1kg，现向瓶中装入0.5L的水后用带气嘴的橡胶塞塞紧瓶口，将火箭竖直放置，如图所示．用打气筒向里打气，已知打气筒每打一次气能把0.5L、1atm的空气压入瓶内，当瓶内空气压强达到6atm时橡胶塞脱落，水流高速喷出，火箭向上飞起．
(1)设打气过程气体温度保持不变，求打气的次数；
(2)若火箭以v＝25m/s的速度一次性向下喷出水流m＝0.3kg，已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10m/s2，忽略空气阻力和喷水过程重力的影响．求火箭上升的最大高度．
14.(12分)如图所示，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内理想气体(只有一种气体)分隔为A、B两部分，两部分气体的温度相等、质量相同，它们的体积之比eq \f(VA,VB)＝eq \f(3,2).
(1)求A、B两部分气体的压强之比eq \f(pA,pB)；
(2)若其他条件不变，使A、B两部分气体升高相同的温度，试通过计算判断水银柱将如何移动．
15．(16分)如图所示，横截面积为S＝0.01m2的汽缸开口向下竖直放置，a、b为固定在汽缸内壁的卡口，a、b之间的距离为h＝5cm，b与汽缸底部的距离为H＝45cm，质量为m＝10kg的活塞与汽缸内壁接触良好，只能在a、b之间移动，活塞厚度可忽略，汽缸、活塞导热性良好，活塞与汽缸之间的摩擦忽略不计；已知大气压为p0＝1×105Pa，刚开始时缸内气体压强也为p1＝1×105Pa，活塞停在a处，环境温度为T1＝400K，重力加速度为g＝10m/s2.若缓慢降低周围环境温度，求：
(1)活塞刚好离开a时环境温度；
(2)活塞刚好与b接触时环境温度．
单元素养评价（十四）
1．解析：由于单晶体是各向异性的，熔化在单晶体表面的石蜡应该是椭圆形，而非晶体和多晶体是各向同性，则熔化在表面的石蜡是圆形，因此丙是单晶体，根据温度随加热时间变化关系可知，甲是多晶体，乙是非晶体，金属属于晶体，故乙不可能是金属薄片，故A、B错误；一定条件下，晶体和非晶体可以相互转化，故C正确；甲和丙都是晶体，所以其内部的微粒排列都是规则的，故D错误．
答案：C
2．解析：微粒运动反映了液体分子的无规则热运动，微粒运动即布朗运动，选项A错误；当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等但不为零，选项B错误；食盐晶体的物理性质沿各个方向是不一样的，选项C错误；由于表面张力的作用，液体要收缩至表面积最小，所以小草上的露珠呈球形，选项D正确．
答案：D
3．解析：根据分子之间距离为r0时分子势能最小可知，曲线Ⅰ为分子势能随分子之间距离r变化的图像；根据分子之间距离为r0时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子间引力和斥力的合力随分子之间距离r变化的图像；根据分子间斥力随分子间距离的增大而减小，且分子间距离r答案：D
4．解析：封闭的气体被推杆压缩过程中，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，并且气体体积减小，压强增大，综上知B正确．
答案：B
5．解析：如果气体温度升高，分子的平均动能增大，并不是每一个分子热运动的速率都增加，A错误；根据气体压强定义及其微观意义，气泡内气体压强减小，气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小I＝Ft，易知气泡内气体分子对气泡壁单位面积单位时间内的冲量一定减小，B正确；气泡上升过程中，温度升高，与水面的距离减小p＝p＋ρgh，压强减小，则根据eq \f(pV,T)＝C，可知气体对气泡壁做功，内能减小，C错误；湖内水的温度越高，气体的温度升高，气体内能增大，根据以上选项分析，可知体积增大，气泡内气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气泡内气体吸热，D错误．
答案：B
6．解析：设至少需要把气囊完全压n次，才能有水从出水管流出，设大气压强为p0，水桶内气体体积为V0，气囊体积为V1，根据玻意耳定律可得p0（V0＋nV1）＝p1V0
其中p0＝ρgh＝10ρg, V0＝4320πcm3, V1＝72πcm3，p1＝ρg（h＋0.4m）＝10.4ρg
联立解得n＝2.4≈3
即至少需要把气囊完全压3次，故选B.
答案：B
7．解析：由图可知A状态的压强、体积都比B状态的小，由理想气体状态方程eq \f(pAVA,TA)＝eq \f(pBVB,TB)得TATC，所以气体从状态B到状态C内能减小，ΔU<0，W＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知Q<0，故气体将放出热量，故C正确；状态D到状态A，气体体积不变，气体对外做功为0，故D错误．
答案：C
8．解析：分子为球体时，1ml该物质的体积为eq \f(1,6)πd3NA，则ρ＝eq \f(μ,\f(1,6)πd3NA)＝eq \f(6μ,πd3NA)，A错误，D正确；分子为正方体时，1ml该物质的体积为d3NA，则ρ＝eq \f(μ,d3NA)，B正确，C错误．
答案：BD
9．解析：由图可知，分子B运动到r2处时分子势能最小，则r2为分子B的平衡位置，所以在两分子间距离从无穷大减小到r2的过程中，分子间的作用力先增大后减小，选项A正确；由于r2为分子B的平衡位置，在两分子间距离从r2减小到r1的过程中，分子间的作用力一直增大，选项B错误；由于r1答案：ACD
10．解析：根据eq \f(pV,T)＝C可知，p＝eq \f(C,V)T，可知过原点的直线为等容线，且斜率越大的等容线对应的气体的体积越小，由图像可知：Va＝Vb答案：BD
11．解析：（1）实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前注射器内的空气不能完全排出，故A错误；空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动注射器保证气体温度不变，故B错误；气体发生等温变化，空气柱的压强随体积的减小而增大，故C错误；p－eq \f(1,V)图像是一条倾斜的直线，作出p－eq \f(1,V)的图像可以直观反映出p与V的关系，故D正确．
（2）在p－V图像中，根据eq \f(pV,T)＝C，即pV＝CT，离坐标原点越远的等温线温度越高，故T1>T2.
（3）造成图线不过原点的原因可能是试管中气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体体积．
答案：（1）D （2）> （3）实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体体积
12．解析：（1）本实验研究在温度不变时气体的压强随体积的变化情况，所以该装置可用于验证玻意耳定律．
（2）将注射器内气体部分推入气球，压强传感器读数为p1，根据玻意耳定律得p1V1＝p0V0，所以V1＝eq \f(p0V0,p1)，读出此时注射器内剩余气体的体积为eq \f(2,3)V0，则此时气球内气体的体积为V1－eq \f(2,3)V0＝eq \f(p0V0,p1)－eq \f(2V0,3).
（3）根据图像可知，当0.5V0的气体全部推入气球后，气球内的压强为1.027p0.
答案：（1）玻意耳 （2）eq \f(p0V0,p1)－eq \f(2V0,3) （3）1.027
13．解析：（1）设需打气n次，根据玻意耳定律有p0（V＋nV′）＝6p0V
其中V＝（2.0－0.5）L＝1.5L
V′＝0.5L
解得n＝15（次）.
（2）喷水前，瓶内水的总质量m1＝ρV′＝0.5kg
喷水过程，系统动量守恒，有（M＋m1－m）v0＝mv
竖直方向，有v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＝2gh
联立代入相关数据，可得火箭上升的最大高度h＝31.5m.
答案：（1）15（次） （2）31.5m
14．解析：（1）由于A、B两部分气体的温度相等、质量相同，故pAVA＝pBVB
解得eq \f(pA,pB)＝eq \f(2,3).
（2）设升温前两部分气体的热力学温度为T，升温过程中两部分气体温度的变化量为ΔT，压强的变化量分别为ΔpA、ΔpB，假设水银柱不移动，根据查理定律，有eq \f(p,T)＝eq \f(Δp,ΔT)
则升温过程中A部分气体压强的变化量
ΔpA＝eq \f(ΔT,T)·pA
升温过程中B部分气体压强的变化量
ΔpB＝eq \f(ΔT,T)·pB
ΔT>0，pA答案：（1）eq \f(2,3) （2）水银柱向上移动
15．解析：（1）缸内气体温度缓慢降低，初状态p1＝1×105Pa，T1＝400K，V1＝（H＋h）S＝0.005m3，活塞刚好离开a时有p2S＋mg＝p0S，p2＝p0－eq \f(mg,S)＝9×104Pa，V2＝V1＝（H＋h）S＝0.005m3.
气体做等容变化，由查理定律可知eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2)，活塞刚好离开a时缸内气体的温度T2＝360K.
（2）温度继续缓慢降低，活塞缓慢上升，活塞刚好与b接触时，p3＝p2＝9×104Pa，V3＝HS＝0.0045m3.
气体做等压变化，由盖­吕萨克定律可知eq \f(V2,T2)＝eq \f(V3,T3)，活塞刚好与b接触时缸内气体的温度T3＝324K.
答案：（1）360K （2）324K