統(tǒng)考版2024高考物理二輪專題復習專題強化訓練15熱學

專題強化訓練15熱學1．(1)氧氣分子在0℃和100℃溫度下，各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示．根據(jù)圖中提供的信息，圖中曲線乙是氧氣分子在________℃溫度下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨分子速率的變化曲線；100℃氧氣的分子的平均速率比0℃氧氣的分子的平均速率________(選填“大”或“小”).(2)工業(yè)測量中，常用充氣的方法較精確地測量特殊容器的容積和檢測密封性能．為測量某空香水瓶的容積，將該瓶與一帶活塞的氣缸相連，氣缸和香水瓶內(nèi)氣體壓強均為p0，氣缸內(nèi)封閉氣體體積為V0，推動活塞將氣缸內(nèi)所有氣體緩慢推入瓶中，測得此時瓶中氣體壓強為p，香水瓶導熱性良好，環(huán)境溫度保持不變．(ⅰ)求香水瓶容積V；(ⅱ)若密封程度合格標準為：在測定時間內(nèi)，漏氣質(zhì)量小于原密封質(zhì)量的1%視為合格．將該空香水瓶封裝并靜置較長一段時間，現(xiàn)使瓶內(nèi)氣體溫度從300K升高到360K，測得其壓強由p變?yōu)?.15p，試判斷該瓶密封性能是否合格．2．(1)關(guān)于熱現(xiàn)象，下列說法正確的是________．A．國產(chǎn)航母“山東艦”艦載機尾焰的溫度超過1000℃，尾焰噴射到鋼板上時鋼板上所有分子的動能都增大B．1000℃的氣體和1000℃的鋼板，它們的分子平均動能相同C．科學家發(fā)現(xiàn)鉍晶體具有某種特殊的導電性質(zhì)，被稱為“拓撲絕緣體”，鉍晶體各項物理性質(zhì)均表現(xiàn)為各向異性D．一定量的100℃的水變成100℃的水蒸氣，分子平均動能不變，其分子勢能增大E．農(nóng)諺“鋤板底下有水”是指把地面的土壤鋤松，目的是破壞這些土壤里的毛細管，保存水分(2)如圖所示，內(nèi)徑粗細均勻的U形管兩端等高，豎直放置，左側(cè)管上端開口，并用h1＝5cm的水銀柱封閉有長l1＝15cm的理想氣體，右側(cè)管上端封閉，管上部有長l2＝24cm的理想氣體，左右兩管內(nèi)水銀面高度差h2＝10cm，若把該裝置垂直紙面緩慢放倒到水平狀態(tài)，大氣壓強恒為p0＝75cmHg，不計一切摩擦，求：(ⅰ)封閉端氣柱的長度；(ⅱ)水銀是否從開口端流出，若不流出求左側(cè)水銀到管口的距離．3.(1)某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成．開箱時，密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖所示，在此過程中，若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體對外做________(選填“正”或“負”)功，分子的平均動能________(選填“增大”“減小”或“不變”)，內(nèi)能________(選填“增大”“減小”或“不變”).(2)一定質(zhì)量的理想氣體的體積V與熱力學溫度T的關(guān)系圖象如圖所示，氣體在狀態(tài)A時的壓強pA＝p0，溫度TA＝T0，線段AB與V軸平行，BC的延長線過原點．(ⅰ)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，對外界做的功為15J，求該過程中氣體吸收的熱量Q；(ⅱ)求氣體在狀態(tài)C時的壓強pC和溫度T.4．(1)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)過一個壓縮過程后，體積減小為原來的一半，這個過程可以是等溫的、絕熱的或等壓的過程，如圖所示，在這三個過程中______。A．絕熱過程不做功B．a(chǎn)、b、c、d中d的溫度最高C．等壓過程內(nèi)能減小D．等溫過程要吸熱E．絕熱過程內(nèi)能增加(2)如圖所示，兩個導熱良好的汽罐A和B通過一體積不計的細管相連，兩光滑活塞A和B封閉有一定質(zhì)量的空氣，初始時刻，兩活塞距汽罐底的距離均為h，不考慮活塞的厚度，且SB＝2SA＝2S，活塞B的質(zhì)量為2m，B活塞到兩個光滑卡子MN的距離為eq\f(1,4)h，外界大氣壓為p0，eq\f(mg,S)＝eq\f(1,4)p0，則：(ⅰ)活塞A的質(zhì)量多大；(ⅱ)在兩活塞上分別緩慢加上質(zhì)量為m的沙子，穩(wěn)定后兩邊活塞距汽罐底的距離分別為多高．專題強化訓練15熱學1．解析：（1）由圖可知，對于具有最大比例的速率區(qū)間，100℃時對應的速率大，則曲線乙是氧氣分子在100℃下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨分子速率的變化曲線．溫度越高，大速率的分子所占的百分比越大，分子的平均動能越大，則100℃氧氣分子的平均速率比0℃氧氣分子的平均速率大．（2）（?。┚徛兓^程中，由玻意耳定律可得p0（V0＋V）＝pV解得V＝eq\f(p0V0,p－p0)（ⅱ）設(shè)溫度由T1＝300K變化為T2＝360K后，壓強由p變?yōu)?.15p，體積變?yōu)閂1，根據(jù)氣體狀態(tài)方程有eq\f(pV,T1)＝eq\f(p1V1,T2)解得eq\f(V,V1)＝eq\f(1.15,1.2)＝95.8%，故漏氣量占比為4.2%，故該香水瓶瓶蓋密封性不合格．答案：（1）100大（2）（?。〆q\f(p0V0,p－p0)（ⅱ）該香水瓶瓶蓋密封性不合格．2．解析：（1）鋼板溫度升高，分子平均動能增大，并不是所有分子的動能都增大，A錯誤；溫度是分子熱運動平均動能的標志，1000℃的氣體和1000℃的鋼板，它們的分子平均動能相同，B正確；單晶體的某些物理性質(zhì)是各向異性的，但并不是鉍晶體所有物理性質(zhì)均表現(xiàn)為各向異性，C錯誤；一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，因溫度不變，分子的平均動能不變，而內(nèi)能增加，所以其分子之間的勢能增加，D正確；土壤的水分蒸發(fā)要通過土壤里的毛細管進行，鋤地松土后土壤里的毛細管被破壞，可以防止水分上升，保存水分，E正確．（2）（?。┏鯛顟B(tài)時右側(cè)管中理想氣體壓強p2＝p0＋ph1－ph2＝70cmHg放到水平之后，右側(cè)封閉氣體的壓強為p0，對右側(cè)封閉氣體應用玻意耳定律，有p2l2＝p0l′2解得l′2＝22.4cm.（ⅱ）左側(cè)氣柱放到水平后的長度為l′1，對左側(cè)氣體應用玻意耳定律，有p1l1＝p0l′1開始左側(cè)氣體壓強p1＝p0＋h1＝80cmHg解得l′1＝16cm假設(shè)水銀不會溢出h1＋h2＋l′1＋l′2＝53.4cm因為2（h2＋l2）＝68cm>53.4cm，故水銀不會溢出左側(cè)水銀到管口的距離為Δx＝68cm－53.4cm＝14.6cm.答案：（1）BDE（2）（?。?2.4cm（ⅱ）不流出，左側(cè)水銀到管口的距離為14.6cm3．解析：（1）密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，則缸內(nèi)氣體對外做正功；若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則氣體內(nèi)能是所有分子動能之和，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體對外做功，氣體的內(nèi)能減小，溫度降低，分子的平均動能減?。?）（?。顟B(tài)A至狀態(tài)B過程是等溫變化，氣體內(nèi)能不變，即ΔU＝0，氣體對外界做功，W＝－15J根據(jù)熱力學第一定律有ΔU＝W＋Q解得Q＝－W＝15J（ⅱ）由B到C是等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律得eq\f(VB,TB)＝eq\f(VC,TC)解得TC＝eq\f(1,2)T0A到C是等容變化，根據(jù)查理定律得eq\f(pA,TA)＝eq\f(pC,TC)解得pC＝eq\f(1,2)p0.答案：（1）正減小減?。?）（?。?5J（ⅱ）eq\f(1,2)p0eq\f(1,2)T04．解析：（1）由p-V圖象知ab是等壓過程，ac過程壓強與體積乘積為一個定值2pV，即ac是等溫過程，ad是絕熱過程．p-V圖象中面積表示氣體做功，由圖象知Wab<Wac<Wad，即絕熱過程外界對氣體做功，A錯誤；由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知熱力學溫度Tb<Tc＝Ta<Td，B正確；理想氣體的內(nèi)能取決于溫度和分子個數(shù)，等壓過程ab，溫度減小，內(nèi)能減小，C正確；等溫ac過程內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律有ΔU＝W＋Q，體積減小，外界對氣體做功，則氣體放熱，D錯誤；絕熱ad過程，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增加，E正確．（2）（ⅰ）對A活塞進行受力分析有mAg＋p0SA＝p1SA對B活塞進行受力分析有2mg＋p0SB＝p1SB解得mA＝m.（ⅱ）加上質(zhì)量為m的沙子后，對A活塞進行受力分析有（mA＋m）g＋p0SA＝p2SA解得p2＝p0＋eq\f(2mg,S)對B活塞進行受力分析有3mg＋p0SB＝p′2SB解得p′2＝p0＋eq\f(3mg,2S)<p2則表明A活塞到