章末验收检测(十三)　热学(选修3-3)-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（老高考）

章末验收检测(十三)　热学(选修3-3) 1.(2022·广东卷)(1)利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境,这个过程　　　　(选填“是”或“不是”)自发过程。该过程空调消耗了电能,空调排放到室外环境的热量　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)从室内吸收的热量。  (2)玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示,潜水员在水面上将80 mL水装入容积为380 mL的玻璃瓶中,拧紧瓶盖后带入水底,倒置瓶身,打开瓶盖,让水进入瓶中,稳定后测得瓶内水的体积为230 mL。将瓶内气体视为理想气体,全程气体不泄漏且温度不变。大气压强p0取1.0×105 Pa,重力加速度g取10 m/s2,水的密度ρ取1.0×103 kg/m3。求水底的压强p和水的深度h。 解析　(1)空调将热量从温度低的室内传递到温度较高的室外,这个过程要消耗电能,不是自发的过程;由于空调的压缩机做功,使得空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量。 (2)对瓶中所封的气体,由玻意耳定律可知p0V0=pV, 代入数据得1.0×105×(380-80)=p×(380-230), 解得p=2.0×105 Pa, 根据p=p0+ρgh,解得h=10 m。 答案　(1)不是　大于　(2)2.0×105 Pa　10 m 2.(2022·湖南卷)(1)利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图,一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中,然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进,分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位,而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时,中心部位气流与分离挡板碰撞后反向,从A端流出,边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是 (　　) A.A端为冷端,B端为热端 B.A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的 C.A端流出的气体内能一定大于B端流出的 D.该装置气体进出的过程满足能量守恒定律,但违背了热力学第二定律 E.该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律,也满足热力学第二定律 (2)如图,小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积V0=9.9 L的导热汽缸下接一圆管,用质量m1=90 g、横截面积S=10 cm2的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量m2=10 g的U形金属丝,活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中,缓慢升起汽缸,使金属丝从液体中拉出,活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离h=10 cm,外界大气压强p0=1.01×105 Pa,重力加速度取10 m/s2,环境温度保持不变,求: (ⅰ)活塞处于A位置时,汽缸中的气体压强p1; (ⅱ)活塞处于B位置时,液体对金属丝拉力F的大小。 解析　(1)依题意,中心部位为热运动速率较低的气体,与挡板相作用后反弹,从A端流出,而边缘部分热运动速率较高的气体从B端流出;同种气体分子平均热运动速率较大,其对应的温度也就较高,所以A端为冷端,其分子热运动平均速率较小,平均动能较小;B端为热端,其分子热运动平均速率较大,平均动能较大,A、B两项正确;由于两部分气体的质量不明确,其内能关系不能确定,C项错误;该装置将冷热不均气体进行分离,喷嘴处有高压,即通过外界做功而实现的,并非是自发进行的,没有违背热力学第二定律;温度较低的从A端出、较高的从B端出,也符合能量守恒定律,故D项错误,E项正确。 (2)(ⅰ)将活塞与金属丝视为一整体,由平衡条件有p0S=p1S+(m1+m2)g, 代入数据解得p1=1×105 Pa。 (ⅱ)当活塞在B位置时,汽缸内压强为p2,气体做等温变化,有p1V0=p2(V0+Sh), 代入数据解得p2=9.9×104 Pa, 将活塞与金属丝视为一整体,由平衡条件得 p0S=p2S+(m1+m2)g+F, 联立解得F=1 N。 答案　(1)ABE (2)(ⅰ)1×105 Pa　(ⅱ)1 N 3.(1)(多选)下列叙述正确的是 (　　) A.布朗运动是悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动 B.分子的引力和斥力是同时存在的 C.温度升高每个分子的动能都增大 D.外界对物体做功,物体的内能一定增加 E.一定质量的理想气体,等压压缩、温度降低是可能发生的过程 (2)如图所示,内径粗细均匀的U形管,右侧B管上端封闭,左侧A管(足够长)上端开口,管内注入水银,并在A管内装有光滑且质量不计的活塞,使两管中封入长度均为l=25 cm的空气柱。已知活塞上方的大气压强为p0=76 cmHg,这时两管内水银面高度差h=6 cm。今用外力竖直向上缓慢拉动活塞,直到两管内水银面相平。设温度保持不变,求A管中活塞向上移动的距离。