选修3-3 热学测试题 word版含答案

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名称 选修3-3 热学测试题 word版含答案
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2019-04-24 16:33:28

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文档简介

高中物理教科版选修3-3热 学测试题 
满分:100分 考试时间:60分钟
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共计48分。1~4题为单选,5~8题为多选,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选或不选的得0分)
1.(2018·湖南省衡阳八中高三上学期第二次月考试题)如图所示,汽缸内封闭一定质量的气体,不计活塞与缸壁间的摩擦,也不考虑密封气体和外界的热传递,当外界大气压变化时,以下物理量中发生改变的有( D )
①弹簧弹力的大小 ②密封气体的体积
③密封气体的压强 ④密封气体的内能
A.① B.①④
C.②③ D.②③④
[解析] 以气缸和活塞组成的系统为研究对象,系统处于平衡状态,因此弹簧弹力等于系统重力,由于重力不变,因此弹簧弹力不变,故①错误;以气缸为研究对象,设大气压强为p0,有:p0S=mg+pS,当大气压强变化时,气体压强发生变化,气体体积发生变化,气体体积变化,气体做功,由于不考虑热传递,则气体内能变化,气体温度发生变化,气体内能发生变化,故②③④正确,故D正确;故选D。
2.(2018·湖南省衡阳八中高三上学期第二次月考试题)如图所示的压力锅,锅盖上的排气孔截面积约为7.0×10-6m2,限压阀重为0.7N。使用该压力锅煮水消毒,根据下列水的沸点与气压关系的表格,分析可知压力锅内的最高水温约为(大气压强为1.01×105Pa)( C )
p(×105Pa)
1.01
1.43
1.54
1.63
1.73
1.82
1.91
2.01
2.12
2.21

100
110
112
114
116
118
120
122
124
126
A.100℃ B.112℃
C.122℃ D.124℃
[解析] 由表格数据知,气压越大,沸点越高,即锅内最高温度越高。对限压阀分析受力,当mg+p0S=pS时恰好要放气,此时p=+p0=Pa+p0=2.01×105Pa达到最大值,对应的最高温度为122℃。
3.(2018·山东滕州月考)如图所示,一定质量的理想气体,经过图线A→B→C→A的状态变化过程,AB的延长线过O点,CA与纵轴平行。由图线可知( B )
A.A→B过程压强不变,外界对气体做功
B.B→C过程压强增大,外界对气体做功
C.C→A过程压强不变,气体对外做功
D.C→A过程压强减小,外界对气体做功
[解析] 由图可知,A→B过程,气体体积与热力学温度成正比,则气体发生等压变化,气体压强不变,体积减小,外界对气体做功,选项A正确;如图所示,作过C的等容线,则体积相等的情况下,C状态的温度高,所以C状态的压强一定比A、B状态的压强大,由图可知B→C体积减小,外界对气体做功,选项B正确;由选项B知C状态的压强一定比A状态的压强大,所以C→A过程压强减小;由图可知气体的体积增大,温度不变,气体对外界做功,选项C、D错误。
4.(2018·湖南省衡阳八中高三上学期第二次月考试题)如图所示,一端封闭的粗细均匀的玻璃管,开口向上竖直放置,管中有两段水银柱封闭了两段空气柱,开始时V1=2V2。现将玻璃管缓慢地均匀加热,则下列说法中正确的是( A )
A.加热过程中,始终保持V1′=2V2′
B.加热后V1′>2V2′
C.加热后V1′<2V2′
D.条件不足,无法确定
[解析] 在整个加热过程中,上段气柱的压强始终保持为p0+h1不变,下段气柱的压强始终为p0+h1+h2不变,所以整个过程为等压变化。根据盖-吕萨克定律得
=,即V1′=V1
=,即V2′=V2
所以==,即V1′=2V2′
5.(2018·甘肃重点中学协作体联考)下列说法中正确的是( CDE )
A.一个绝热容器中盛有气体,假设把气体中分子速率很大的如大于v的分子全部取走,则短时间内气体的温度会下降,此后气体中不再存在速率大于v的分子
B.温度高的物体分子平均动能一定大,内能也一定大
C.气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关
D.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大
[解析] 把速率大的分子取走,则短时间内气体分子的温度会下降,此后气体由于碰撞等原因,仍然会出现速率大的分子,故A错误;温度是分子平均动能的标志,但内能是所有分子动能和分子势能的总和,温度高的物体内能不一定大,故B错误;气体对容器壁的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的,压强的大小与气体的平均动能和密集程度有关,故C正确;分子间距离较小时,分子力表现为斥力,当距离增大时,分子力做正功,分子势能减小,当分子间距离大于某一值时,分子力表现为引力,则距离继续增大,分子力做负功,分子势能增大,所以当分子间距离增大时,分子势能可能先减小后增大,故D正确。
6.(2018·山东日照一模)下列说法正确的是( BCD )
A.松软的面包很容易压缩,说明分子之间存在着空隙
B.非晶体沿着各个方向的物理性质都是一样的,即各向同性
C.浸润现象中,附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离
D.第一类永动机造不出来,因为它违反了能量守恒定律
E.热量不可能从低温物体传到高温物体
[解析] 松软的面包很容易压缩,不是因为分子之间存在着空隙,而是因为蒸面包的过程中气体飞出而留下空隙,A错误;根据晶体与非晶体的特点可知,单晶体的物理性质具有各向异性,非晶体和多晶体的物理性质具有各向同性,B正确;浸润现象中,附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离,分子间表现为斥力,出现浸润现象,C正确;第一类永动机造不出来,因为它违反了能量守恒定律,D正确;热量可以从低温物体传到高温物体但要消耗其他形式的能量,如冰箱,E错误。
7.(2018·吉林省实验中学一模)下列说法正确的是( ACE )
A.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小
B.相对湿度定义为空气中水蒸气的压强与水的饱和汽压之比
C.有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体
D.液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力
E.液晶具有流动性和光学性质各向异性
[解析] 根据热力学第二定律,在任何自然的过程中,一个孤立的系统的总熵不会减小,A正确;相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和汽压之比,B错误;某些物质在不同条件下能够生成不同的晶体,如金刚石是晶体,石墨也是晶体,但组成它们的微粒均是碳原子,C正确;液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,分子之间的作用力表现为引力,所以液体表面存在表面张力,D错误;液晶是一类介于晶体与液体之间的特殊物质,它具有流动性和光学性质各向异性,E正确。
8.(2019·景德镇月考)下列说法正确的是( ACE )
A.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
B.悬浮在水中的花粉的布朗运动反应了花粉分子的热运动
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故
E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加
[解析] 空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果,选项A正确;悬浮在水中的花粉的布朗运动反应了水分子的热运动,选项B错误;彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,选项C正确;高原地区水的沸点较低,这是高原地区气压较低的缘故,选项D错误;一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,体积增大,温度升高,则内能一定增加,选项E正确。
二、非选择题(共3小题,共52分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分)
9.(16分)(2019·四川攀枝花模拟)一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0cmHg。环境温度不变。
[答案] 144cmHg 9.42cm
[解析] 设初始时,右管中空气柱压强为p1,长度为l1;左管中空气柱压强为p2=p0,长度为l2。活塞被下推h后,右管中空气柱的压强为p1′,长度为l1′;左管中空气柱的压强为p2′,长度为l2′。以cmHg为压强单位。由题给条件得
p1=p0+(20.0-5.00)cmHg ①
l1′=(20.0-)cm ②
由玻意耳定律得p1l1=p1′l1′ ③
联立①②③式和题给条件得p1′=144cmHg ④
依题意p2′=p1′ ⑤
l2′=4.00cm+cm-h ⑥
由玻意耳定律得p2l2=p2′l2′ ⑦
联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h=9.42cm
10.(16分)(2019·兰州一中期中)如图所示,一个质量为m的T形活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞的体积可忽略不计,距汽缸底部h0处连接一U形细管(管内气体体积可忽略),初始时,封闭气体温度为T0,活塞水平部分距离汽缸底部1.4h0。现缓慢降低气体的温度,直到U形管中两边水银面恰好相平,此时T形活塞的竖直部分与汽缸底部接触。已知大气压强为p0,汽缸横截面积为S,活塞竖直部分高为1.2h0,重力加速度为g。求:
(1)汽缸底部对T形活塞的支持力大小;
(2)两水银面相平时气体的温度。
[答案] (1)FN=mg (2)T2=
[解析] (1)由U形管两边的液面相平可知
P0S+mg=P0S+FN
FN=mg
(2)初态时,P1=P0+,V1=1.4h0S,T1=T0
末态时,P2=P0,V2=1.2h0S
由理想气体状态方程得,=
解得,T2=
11.(20分)(2018·江西上饶二模)某压力锅的结构图如图所示。盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起。假定在海平面上压力阀被顶起时,压力锅内的温度为T1,之后每隔t0顶起一次。
(1)若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内气体分子数的估算表达式;
(2)已知在一次释放气体过程中,锅内气体对压力阀及外界做功W,并向外界释放了q的热量,在单位时间内锅损耗能量为E。则在时间t内锅需要从外界吸收多少热量?
(3)试分析在不同的海拔高度使用压力锅时,压力阀被顶起时锅内气体的温度TH跟海拔高度H的关系式。已知大气压强p随海拔高度H的变化满足p=p0(1-αH),其中常数α>0,已知压力阀的质量为m,出气孔的横截面积为S。
[答案] (1)NA (2)(W+q)+tE (3)T1
[解析] (1)锅内气体分子数n=NA
(2)每次释放气体损失能量E0=W+q
故时间t内锅需要从外界吸收热量Q=(W+q)+tE
(3)气体的压强为pH=p+=p0(1-αH)+
由查理定律得=
解得阀被顶起时锅内气体的温度TH=T1=T1