2021年高考物理一輪復習考點全攻關專題（85）熱學元過關檢測（解析版）選擇題：本題共10小題，每小題6分，滿分60分。在每小題給出的選項中有多項符合題目要求，全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1．（2020江蘇卷）玻璃的出現和使用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體。下列關于玻璃的說法正確的有A．沒有固定的熔點B．天然具有規則的幾何形狀C．沿不同方向的導熱性能相同D．分子在空間上周期性排列【答案】AC【解析】根據非晶體的特點可知非晶體是指組成物質的分子（或原子、離子）不呈空間有規則周期性排列的固體。它沒有一定規則的外形。它的物理性質在各個方向上是相同的，叫“各向同性”。它沒有固定的熔點。故選AC。2．（單選）（2020年天津卷）水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意如圖。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關閉充氣口。扣動扳機將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在不斷噴出的過程中，罐內氣體溫度始終保持不變，則氣體A．壓強變大 B．對外界做功C．對外界放熱 D．分子平均動能變大【答案】B【解析】A．隨著水向外噴出，氣體的體積增大，由于溫度不變，根據恒量可知氣體壓強減小，A錯誤；BC．由于氣體體積膨脹，對外界做功，根據熱力學第一定律氣體溫度不變，內能不變，一定從外界吸收熱量，B正確，C錯誤；D．溫度是分子平均動能的標志，由于溫度不變，分子的平均動能不變，D錯誤。故選B。3、如圖甲分子固定在坐標原點O，乙分子沿x軸運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x的關系如圖所示．圖中分子勢能的最小值為－E0，若兩分子所具有的總能量為零，則下列說法中正確的是()A．乙分子在P點(x＝x2)時，加速度最大B．乙分子在P點(x＝x2)時，動能為E0C．乙分子在Q點(x＝x1)時，處于平衡狀態D．乙分子的運動范圍為x≥x1【答案】BD【解析】乙分子在P點(x＝x2)時，分子勢能最小，可知該點分子力為零，加速度為零，即加速度最小，故A錯誤．乙分子在P點分子勢能為－E0，兩分子所具有的總能量為零，則其動能為E0，故B正確．乙分子在Q點，分子勢能為零，合力表現為分子斥力，故C錯誤．當x＜x1時分子勢能為正，總能量為0，動能應為負，是不可能的，因此分子的運動范圍為x≥x1，故D正確．4．（2020新課標Ⅱ卷）下列關于能量轉換過程的敘述，違背熱力學第一定律的有_______，不違背熱力學第一定律、但違背熱力學第二定律的有_______。A．汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱B．冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C．某新型熱機工作時將從高溫熱源吸收的熱量全部轉化為功，而不產生其他影響D．冰箱的制冷機工作時從箱內低溫環境中提取熱量散發到溫度較高的室內【答案】BC【解析】A．燃燒汽油產生的內能一方面向機械能轉化，同時熱傳遞向空氣轉移。既不違背熱力學第一定律，也不違背熱力學第二定律；B．冷水倒入保溫杯后，沒有對外做功，同時也沒有熱傳遞，內能不可能減少，故違背熱力學第一定律；C．某新型熱機工作時將從高溫熱源吸收的熱量全部轉化為功，必然產生其他影響故違背熱力學第二定律；D．制冷機消耗電能工作時從箱內低溫環境中提取熱量散發到溫度較高的室內，發生了內能的轉移，同時對外界產生了影響。既不違背熱力學第一定律，也不違背熱力學第二定律。5．下列說法正確的是()A．溫度相同的物體，內能不一定相等B．布朗運動是指在顯微鏡下觀察到的液體分子的無規則運動C．所有晶體都有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點D．液體表面層分子的分布比內部稀疏，分子力表現為引力E．若不考慮分子勢能，則質量、溫度都相同的氫氣和氧氣內能相等【答案】ACD【解析】溫度相同的物體，分子平均動能相同，但是物體的內能還與分子的數目、體積有關，故內能不一定相等，故A正確；布朗運動是懸浮在液體中的小顆粒的運動，是液體分子無規則運動的反映，但不是液體分子的運動，故B錯誤；區分晶體與非晶體要看有沒有確定的熔點，所有晶體都有確定的熔點，非晶體都沒有確定的熔點，故C正確；液體表面層的分子間距離大于液體內部分子間距離；分子力表現為引力，故D正確；不考慮分子勢能，則質量、溫度相同的氫氣和氧氣的分子熱運動的平均動能相同，但由于氫氣分子的分子數多，故氫氣的內能較大，故E錯誤．6．氣閘艙是載人航天器中供航天員進入太空或由太空返回時用的氣密性裝置，其原理圖如圖2所示．座艙A與氣閘艙B之間裝有閥門K，座艙A中充滿空氣，氣閘艙B內為真空．航天員由太空返回氣閘艙時，打開閥門K，A中的氣體進入B中，最終達到平衡．假設此過程中系統與外界沒有熱交換，艙內氣體可視為理想氣體，下列說法正確的是()A．氣體并沒有對外做功，氣體內能不變B．B中氣體可自發地全部退回到A中C．氣體體積膨脹，對外做功，內能減小D．氣體溫度不變，體積增大，壓強減小E．氣體分子單位時間內對座艙A艙壁單位面積的碰撞次數將減少【答案】ADE【解析】因為氣閘艙B內為真空，氣體自由擴散，體積膨脹，但沒有對外做功，又因為整個系統與外界沒有熱交換，根據ΔU＝W＋Q可知內能不變，故A正確，C錯誤；根據熵增加原理可知一切宏觀熱現象均具有方向性，故B中氣體不可能自發地全部退回到A中，故B錯誤；內能不變，故溫度不變，平均動能不變，根據玻意耳定律可知pV為定值，擴散后則體積V增大，壓強p減小，氣體分子的密集程度減小，可知氣體分子單位時間對座艙A艙壁單位面積的碰撞次數將變少，故D、E正確．如圖一定量的理想氣體從狀態a變化到狀態b，其過程如p－V圖中從a到b的直線所示．在此過程中()A．氣體溫度一直降低B．氣體內能一直增加C．氣體一直對外做功D．氣體一直從外界吸熱E．氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功【答案】BCD【解析】在p－V圖中理想氣體的等溫線是雙曲線的一支，而且離坐標軸越遠溫度越高，故從a到b溫度升高，A錯；一定質量的理想氣體的內能由溫度決定，溫度越高，內能越大，B對；氣體體積膨脹，對外做功，C對；根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，得Q＝ΔU－W，由于ΔU>0、W<0，故Q>0，氣體吸熱，D對；由Q＝ΔU－W可知，氣體吸收的熱量一部分用來對外做功，一部分用來增加氣體的內能，E錯．8.下列說法正確的是A．所有晶體都有固定熔點B．分子之間的距離增加時，分子勢能一直減小C．被凍結在冰塊中的小碳粒不能做布朗運動，是因為冰中的水分子不運動D．由于液體表面層的分子間距離大于體內部分子間的距離，所以液體表面具有收縮的趨勢E.夏季天旱時，給莊稼松土是為了破壞土壤中的毛細管，防止水分蒸發【答案】ADE【解析】A．晶體都有固定熔點，非晶體沒有固定熔點；故A正確.B．兩分子之間的距離大于r0，分子力為引力，故當分子之間的距離增加時，分子力做負功，分子勢能增加；故B錯誤.C．分子的運動是永不停息的無規則熱運動；故C錯誤.D．由于蒸發等原因，液體表面分子數較為稀疏，故液體表面的分子間距離大于液體內部分子間的距離，這樣才能在分子間表現為引力；故D正確.E．夏季天旱時，給莊稼松土是利用毛細現象，為了破壞土壤中的毛細管，可防止水分蒸發，故E正確.9．根據熱力學定律和分子動理論，下列說法正確的是()A．滿足能量守恒定律的客觀過程并不是都可以自發地進行B．知道某物質摩爾質量和阿伏加德羅常數，就可求出其分子體積C．內能不同的物體，它們分子熱運動的平均動能可能相同D．熱量可以從低溫物體傳到高溫物體E．液體很難被壓縮的原因是：當液體分子間的距離減小時，分子間的斥力增大，分子間的引力減小，所以分子力表現為斥力【答案】ACD【解析】根據熱力學第二定律，一切與熱現象有關的宏觀過程都是不可逆的，故A正確；知道某物質的密度、摩爾質量和阿伏加德羅常數，可以求出一個分子占據的空間，但不一定是分子的體積，因為分子間的空隙有時是不可忽略的，故B錯誤；溫度是分子平均動能的標志，內能不同的物體，溫度可能相同，它們分子熱運動的平均動能可能相同，故C正確；根據熱力學第二定律知，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，但是會引起其他變化，故D正確；液體很難被壓縮的原因是當液體分子的距離減小時，分子間的斥力增大，分子間的引力也增大，但分子斥力增大得更快，分子力表現為斥力，故E錯誤．10．根據熱力學第一定律可知，一定質量的理想氣體等壓膨脹對外做功，內能一定減少B．第一類永動機制不成，是因為它違反了熱力學第一定律C．熱力學第二定律是從另一個側面闡述能量守恒定律D．從微觀意義上講，熱力學第二定律是一個統計規律E.熵是系統內分子運動無序性的量度，一個孤立的系統總是從熵小的狀態向熵大的狀態發展【答案】BDE【解析】一定質量的理想氣體等壓膨脹，溫度升高，內能增加，選項A錯誤；第一類永動機制不成，是因為它違反了熱力學第一定律，選項B正確；熱力學第二定律是反映宏觀自然過程的方向性的定律，并不是從另一個側面闡述能量守恒定律，選項C錯誤；從微觀意義上講，熱力學第二定律是一個統計規律，選項D正確；熵是系統內分子運動無序性的量度，從微觀角度看，一個孤立的系統總是從熵小的狀態向熵大的狀態發展，選項E正確。二、非選擇題（本題共5小題，滿分40分）11．（4分）（2020江蘇卷）一瓶酒精用了一些后，把瓶蓋擰緊，不久瓶內液面上方形成了酒精的飽和汽，此時_____（選填“有”或“沒有”）酒精分子從液面飛出。當溫度升高時，瓶中酒精飽和汽的密度_____（選填“增大”“減小”或“不變”）。【答案】有增大【解析】形成飽和氣后，酒精還是會蒸發，只是液體里跑到氣體中的分子和氣體中的分子跑到液體里的速度一樣快，整體來看是不變的。即此時仍然會有酒精分子從液面飛出；溫度升高使氣體分子的動能增大，離開液體表面的氣體分子更多，飽和汽密度增大。（4分）某貨船在運送貨物過程中，不慎將200升純油酸滲漏到某湖泊中，幾天后，水面上有漂浮的油酸，當地環保部門為了評估本次泄漏事故對環境的影響，對油酸在湖面上的擴散情況進行拍照并將圖片完整的繪制到坐標紙上，得到如圖4所示的輪廓圖，已知坐標紙上每個小方格的邊長為1cm，輪廓圖的比例尺為1∶10000(比例尺等于圖上距離與實際距離的比)，據測算，在湖面上形成的油膜僅由全部泄露油酸的eq\f(1,1000)形成，假設形成的油膜為單分子油膜，根據以上信息，可以算出：(結果均保留兩位有效數字)(1)該湖面上油膜的實際面積約為________m2；(2)油酸分子的直徑約為________m.【答案】(1)2.8×105(2)7.1×10－10【解析】(1)由于每格邊長為1cm，則每一格面積就是1cm2，估算油膜的面積時超過半格算一格，小于半格就舍去，共計28格，而輪廓圖的比例尺為1∶10000，那么該湖面上油膜的實際面積約為S＝28×100×100m2＝2.8×105m2.(2)在湖面上形成的油膜對應的油酸體積是：V＝eq\f(1,1000)×200L＝0.2L分子直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(0.2×10－3,2.8×105)m≈7.1×10－10m.13．（4分）如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態A變化到狀態B，再由狀態B變化到狀態C，最后由狀態C變化到狀態A.氣體完成這個循環，內能的變化ΔU＝_______，對外做功W＝_______，氣體從外界吸收的熱量Q＝_______.(用圖中已知量表示)【答案】0eq\f(1,2)p0V0eq\f(1,2)p0V0【解析】氣體完成一個循環過程，溫度的變化量為零，則內能的變化ΔU＝0；對外做功等于圖中三角形ABC的面積，即W＝eq\f(1,2)p0V0；根據熱力學第一定律可知，氣體吸熱：Q＝W＝eq\f(1,2)p0V0.14．（14分）打籃球是同學們喜愛的一種體育活動，小明和同學們在室外打了一段時間籃球后，發現籃球內氣壓不足，于是他拿到室內充氣，已知室外溫度為－3℃，室內溫度為17℃，籃球體積V＝5L．假定在室外時，籃球內部氣體的壓強為1.3個標準大氣壓．充氣筒每次充入0.12L、壓強為1.0個標準大氣壓(p0)的空氣，整個過程中，不考慮籃球體積的變化和充氣過程中氣體溫度的變化，計算時，籃球內部氣體按理想氣體處理．試問：小明在室內把籃球內氣體的壓強充到1.6個標準大氣壓以上，他至少充氣多少次？【答案】7次【解析】設籃球從室外拿到室內后內部氣體的壓強為p2，則：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)即：eq\f(1.3p0,273－3)＝eq\f(p2,273＋17)解得p2＝1.45p0設充氣次數為n，設充入的氣體壓強變為p2時，體積為V2，由玻意耳定律得p2V2＝np0V0則p2(V＋V2)＝p3V，其中p3＝1.6p0，聯立解得n≈6.5則在室內把籃球內氣體的壓強充到1.6個標準大氣壓以上，他至少充氣7次．15．（14分）（2020新課標Ⅱ卷）潛水鐘是一種水下救生設備，它是一個底部開口、上部封閉的容器，外形與鐘相似。潛水鐘在水下時其內部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險的需要。為計算方便，將潛水鐘簡化為截面積為S、高度為h、開口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為H的水下，如圖所示。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g，大氣壓強為p0，Hh，忽略溫度的變化和水密度隨深度的變化。（1）求進入圓筒內水的高度l；（2）保持H不變，壓入空氣使筒內的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強為p0時的