2025版衡水中學(xué)學(xué)案高考物理二輪專題與專項第1部分專題6第14講含答案及解析

第一部分專題六第14講A組·基礎(chǔ)練1.(多選)(2024·四川達(dá)州模擬)下列有關(guān)熱現(xiàn)象的說法正確的是()A．甲圖為布朗運動產(chǎn)生原因的示意圖，微粒越大，液體分子沿各方向撞擊它的數(shù)量越多，布朗運動越明顯B．乙圖中，液體表面層分子間相互作用表現(xiàn)為引力，正是因為引力才使得水黽可以停在水面上C．丙圖是氣體分子速率分布圖，由圖可知T1代表的溫度小于T2代表的溫度，但T1圖像與坐標(biāo)軸包圍的面積大于T2圖像與坐標(biāo)軸包圍的面積D．丁圖是分子間作用力與分子間距離示意圖，在r＝r0處引力和斥力等大，分子力為零，分子勢能最小【答案】BD【解析】甲圖是布朗運動示意圖，懸浮在液體中的顆粒越大，某一瞬間跟顆粒碰撞的液體分子數(shù)目就會越多，撞擊的不平衡性越不明顯，布朗運動越不顯著，故A錯誤；乙圖水黽停在水面上是由于水的表面張力，B正確；丙圖是氣體分子速率分布圖，溫度越高，速率大的分子占總分子數(shù)的百分比更大，則T1代表的溫度小于T2代表的溫度；但T1圖像與坐標(biāo)軸包圍的面積等于T2圖像與坐標(biāo)軸包圍的面積，均為1，C錯誤，在r＝r0處引力與斥力等大，分子力為零，分子勢能最小，D正確。2.(2024·北京卷)一個氣泡從恒溫水槽的底部緩慢上浮，將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，且氣體分子個數(shù)不變，外界大氣壓不變。在上浮過程中氣泡內(nèi)氣體()A．內(nèi)能變大 B．壓強(qiáng)變大C．體積不變 D．從水中吸熱【答案】D【解析】上浮過程氣泡內(nèi)氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，故A錯誤；氣泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)p＝p0＋ρ水gh，故上浮過程氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，故B錯誤；由玻意耳定律pV＝C知，氣體的體積變大，故C錯誤；上浮過程氣體體積變大，氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知，氣體從水中吸熱，故D正確。3.(2024·山東菏澤模擬)“唯有牡丹真國色，花開時節(jié)動京城”，2024年4月7日，第33屆“菏澤國際牡丹花會”盛大開幕，花會的宗旨是“以花為媒、廣交朋友、文化搭臺、經(jīng)貿(mào)唱戲、開發(fā)旅游、振興經(jīng)濟(jì)”，充分體現(xiàn)了菏澤“牡丹之鄉(xiāng)”的特點。下列說法正確的是()A．水黽能站立在牡丹園內(nèi)池塘水面上，是因為它受到了水的浮力作用B．牡丹仙子的雕塑是用漢白玉制作，漢白玉、橡膠、石墨、食鹽和石英都是晶體C．牡丹園內(nèi)花香四溢是分子擴(kuò)散運動的結(jié)果D．一定質(zhì)量的牡丹油，溫度升高時，所有分子的熱運動速率都會增加【答案】C【解析】水黽能站立在牡丹園內(nèi)池塘水面上，是因為表面張力的作用，故A錯誤；漢白玉、橡膠屬于非晶體，石墨、食鹽和石英屬于晶體，故B錯誤；牡丹園內(nèi)花香四溢是分子擴(kuò)散運動的結(jié)果，故C正確；一定質(zhì)量的牡丹油，溫度升高時，分子的平均運動速率會增加，但不一定所有分子的熱運動速率都會增加，故D錯誤。4.(2024·重慶模擬)自熱米飯因其便于加熱和攜帶越來越受到廣大釣友的歡迎。自熱米飯盒內(nèi)有一個發(fā)熱包，遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生大量熱能，不需要明火，溫度可超過100℃，蓋上盒蓋便能在10～15分鐘內(nèi)迅速加熱食品。自熱米飯的蓋子上有一個透氣孔，如果透氣孔堵塞，容易造成小型爆炸。下列說法正確的是()A．自熱米飯盒爆炸前，盒內(nèi)氣體溫度升高，標(biāo)志著每一個氣體分子速率都增大了B．圖乙為氣體分子速率分布曲線，加熱前自熱米飯盒內(nèi)氣體所對應(yīng)的曲線為b，由于盒內(nèi)氣體溫度升高，密閉氣體的分子速率分布曲線可能會變成a曲線C．在自熱米飯盒爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體溫度降低D．自熱米飯盒爆炸，是盒內(nèi)氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的結(jié)果【答案】C【解析】自熱米飯盒爆炸前，盒內(nèi)氣體溫度升高，氣體平均分子動能增大，不是每一個氣體分子速率都增大，故A錯誤；圖乙為氣體分子速率分布曲線，加熱前自熱米飯盒內(nèi)氣體所對應(yīng)的曲線為b，由于盒內(nèi)氣體溫度升高，氣體平均分子動能增大，密閉氣體的分子速率分布曲線可能會變成c曲線，故B錯誤；在自熱米飯盒爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體對外做功，且來不及與外界進(jìn)行熱量交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知盒內(nèi)氣體內(nèi)能減少，溫度降低，故C正確；自熱米飯盒爆炸，是盒內(nèi)氣體溫度升高，氣體壓強(qiáng)急劇增大的結(jié)果，故D錯誤。5.(2024·山東煙臺模擬)一乒乓球放在室外，若乒乓球內(nèi)氣體可視為理想氣體，且其質(zhì)量和體積保持不變，則在室外環(huán)境溫度降低的過程中，乒乓球內(nèi)的氣體()A．吸收熱量，內(nèi)能增加B．壓強(qiáng)減小，分子平均動能減少C．不對外做功，瓶內(nèi)每個氣體分子的速率均減小D．壓強(qiáng)減小，氣體分子對球壁的平均作用力大小不變【答案】B【解析】根據(jù)題意可知乒乓球內(nèi)氣體做等容變化，溫度降低，則分子平均動能減少，根據(jù)eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)可知乒乓球內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小，故B正確；乒乓球內(nèi)氣體做等容變化，則氣體分子不對外做功，分子平均動能減少，則分子的平均速率減小，但不是每個氣體分子的速率都減小，故C錯誤；氣體分子溫度降低，則內(nèi)能減少，分子不對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知氣體分子放出熱量，故A錯誤；氣體壓強(qiáng)減小，根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀意義可知氣體分子對球壁的平均作用力減小，故D錯誤。6.(多選)(2024·河北卷)如圖，水平放置的密閉絕熱氣缸被導(dǎo)熱活塞分成左右兩部分，左側(cè)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，右側(cè)為真空，活塞與氣缸右壁中央用一根輕質(zhì)彈簧水平連接。氣缸內(nèi)壁光滑且水平長度大于彈簧自然長度，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)且體積忽略不計?；钊跏紩r靜止在氣缸正中間，后因活塞密封不嚴(yán)發(fā)生緩慢移動，活塞重新靜止后()A．彈簧恢復(fù)至自然長度B．活塞兩側(cè)氣體質(zhì)量相等C．與初始時相比，汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加D．與初始時相比，活塞左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少【答案】ACD【解析】初始狀態(tài)活塞受到左側(cè)氣體向右的壓力和彈簧向左的彈力處于平衡狀態(tài)，彈簧處于壓縮狀態(tài)。因活塞密封不嚴(yán)，可知左側(cè)氣體向右側(cè)真空漏出。左側(cè)氣體壓強(qiáng)變小，右側(cè)出現(xiàn)氣體，對活塞有向左的壓力，最終左、右兩側(cè)氣體壓強(qiáng)相等，且彈簧恢復(fù)原長，故A正確；由題知活塞初始時靜止在氣缸正中間，但由于活塞向左移動，左側(cè)氣體體積小于右側(cè)氣體體積，則左側(cè)氣體質(zhì)量小于右側(cè)氣體質(zhì)量，故B錯誤；密閉的氣缸絕熱，與外界沒有能量交換，但彈簧彈性勢能減少了，可知氣體內(nèi)能增加，故C正確；初始時氣體在左側(cè)，最終氣體充滿整個氣缸，則初始左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)應(yīng)該是最終左側(cè)的兩倍，故D正確。故選ACD。B組·綜合練7.(多選)(2024·山東濟(jì)南模擬)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷a→b→c→d→a的變化過程，其壓強(qiáng)p與溫度t的關(guān)系圖像如圖所示，其中ad、bc與p軸平行，ab與cd平行，且ab的延長線與橫軸交點的橫坐標(biāo)為－273.15℃，cd的延長線過原點，下列說法正確的是()A．a(chǎn)→b過程，氣體的內(nèi)能減小B．b→c過程，氣體分子的平均動能不變C．c→d過程，氣體的體積不變D．d→a過程，氣體的密度增大【答案】BD【解析】a→b過程，溫度升高，氣體的內(nèi)能增加，故A錯誤；b→c過程，氣體溫度不變，則氣體分子的平均動能不變，故B正確；由理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(pV,t＋273.15K)＝C，由于cd的延長線過原點，令斜率為k，則有p＝kt，解得V＝eq\f(C,k)＋eq\f(273.15C,kt)，可知，c→d過程，隨溫度的降低，氣體的體積增大，故C錯誤；d→a過程，氣體溫度不變，壓強(qiáng)增大，根據(jù)玻意耳定律可知，氣體體積減小，則氣體的密度增大，故D正確。故選BD。8.(2024·山東卷)一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，a→b過程是等壓過程，b→c過程中氣體與外界無熱量交換，c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是()A．a(chǎn)→b過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功B．b→c過程，氣體對外做功，內(nèi)能增加C．a(chǎn)→b→c過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功D．a(chǎn)→b過程，氣體從外界吸收的熱量等于c→a過程放出的熱量【答案】C【解析】a→b過程壓強(qiáng)不變，是等壓變化且體積增大，氣體對外做功W<0，由蓋—呂薩克定律可知Tb>Ta即內(nèi)能增大，ΔUab>0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知a→b過程，氣體從外界吸收的熱量一部分用于對外做功，另一部分用于增加內(nèi)能，A錯誤；方法一：b→c過程中氣體與外界無熱量交換，即Qbc＝0，又由氣體體積增大可知Wbc<0，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知氣體內(nèi)能減少。方法二：c→a過程為等溫過程，所以Tc＝Ta，結(jié)合Tb>Ta分析可知，Tb>Tc，所以b到c過程氣體的內(nèi)能減少，B錯誤；c→a過程為等溫過程，可知Tc＝Ta，ΔUac＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知a→b→c過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功，C正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律結(jié)合上述解析可知：a→b→c→a一整個熱力學(xué)循環(huán)過程ΔU＝0，整個過程氣體對外做功，因此由熱力學(xué)第一定律可得ΔU＝Qab－Qca－W＝0，故a→b過程氣體從外界吸收的熱量Qab不等于c→a過程放出的熱量－Qca，D錯誤。9.(2024·浙江6月選考)如圖所示，測定一個形狀不規(guī)則小塊固體體積，將此小塊固體放入已知容積為V0的導(dǎo)熱效果良好的容器中，開口處豎直插入兩端開口的薄玻璃管，其橫截面積為S，接口用蠟密封。容器內(nèi)充入一定質(zhì)量的理想氣體，并用質(zhì)量為m的活塞封閉，活塞能無摩擦滑動，穩(wěn)定后測出氣柱長度為l1，將此容器放入熱水中，活塞緩慢豎直向上移動，再次穩(wěn)定后氣柱長度為l2、溫度為T2。已知S＝4.0×10－4m2，m＝0.1kg，l1＝0.2m，l2＝0.3m，T2＝350K，V0＝2.0×10－4m3，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，環(huán)境溫度T1＝300K。(1)在此過程中器壁單位面積所受氣體分子的平均作用力________(選填“變大”“變小”或“不變”)，氣體分子的數(shù)密度________(選填“變大”“變小”或“不變”)；(2)求此不規(guī)則小塊固體的體積V；(3)若此過程中氣體內(nèi)能增加10.3J，求吸收熱量Q?！敬鸢浮?1)不變變小(2)4×10－5m3(3)14.4J【解析】(1)溫度升高后，活塞緩慢上升，受力不變，故封閉氣體的壓強(qiáng)不變，根據(jù)p＝eq\f(F,S)可知器壁單位面積所受氣體分子的平均作用力不變；由于體積變大，故氣體分子的數(shù)密度變小。(2)氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律eq\f(V0－V＋l1S,T1)＝eq\f(V0－V＋l2S,T2)解得V＝4×10－5m3。(3)整個過程中外界對氣體做功為W＝－p1S(l2－l1)對活塞受力分析p1S＝mg＋p0S解得W＝－4.1J根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W其中ΔU＝10.3J解得Q＝14.4J故氣體吸收熱量為14.4J。10.(2024·甘肅卷)如圖，剛性容器內(nèi)壁光滑、盛有一定量的氣體，被隔板分成A、B兩部分，隔板與容器右側(cè)用一根輕質(zhì)彈簧相連(忽略隔板厚度和彈簧體積)。容器橫截面積為S、長為2l。開始時系統(tǒng)處于平衡態(tài)，A、B體積均為Sl，壓強(qiáng)均為p0，彈簧為原長?，F(xiàn)將B中氣體抽出一半，B的體積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(3,4)。整個過程系統(tǒng)溫度保持不變，氣體視為理想氣體。求：(1)抽氣之后A、B的壓強(qiáng)pA、pB。(2)彈簧的勁度系數(shù)k?！敬鸢浮?1)eq\f(4,5)p0eq\f(2,3)p0(2)eq\f(8p0S,15l)【解析】(1)設(shè)抽氣前兩體積為V＝SL，對氣體A分析：抽氣后VA＝2V－eq\f(3,4)V＝eq\f(5,4)V根據(jù)玻意耳定律得p0V＝pAeq\f(5,4)V解得pA＝eq\f(4,5)p0對氣體B分析，若體積不變的情況下抽去一半的氣體，則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼囊话爰磂q\f(1,2)p0，則根據(jù)玻意耳定律得eq\f(1,2)p0V＝pBeq\f(3,4)V解得pB＝eq\f(2,3)p0。(2)由題意可知，彈簧的壓縮量為eq\f(l,4)，對活塞受力分析有pAS＝pBS＋F根據(jù)胡克定律得F＝keq\f(l,4)聯(lián)立得k＝eq\f(8p0S,15l)。11.(2024·廣東卷)差壓閥可控制氣體進(jìn)行單向流動，廣泛應(yīng)用于減震系統(tǒng)。如圖所示，A、B兩個導(dǎo)熱良好的氣缸通過差壓閥連接，A內(nèi)輕質(zhì)活塞的上方與大氣連通，B內(nèi)氣體體積不變。當(dāng)A內(nèi)氣體壓強(qiáng)減去B內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于Δp時差壓閥打開，A內(nèi)氣體緩慢進(jìn)入B中；當(dāng)該差值小于或等于Δp時差壓閥關(guān)閉。當(dāng)環(huán)境溫度T1＝300K時，A內(nèi)氣體體積VA1＝4.0×10－2m3，B內(nèi)氣體壓強(qiáng)pB1等于大氣壓強(qiáng)p0，已知活塞的橫截面積S＝0.10m2，Δp＝0.11p0，p0＝1.0×105Pa，重力加速度大小取g＝10m/s2，A、B內(nèi)的氣體可視為理想氣體，忽略活塞與氣缸間的摩擦、差壓閥與連接管內(nèi)的氣體體積不計。當(dāng)環(huán)境溫度降到T2＝270K時：(1)求B內(nèi)氣體壓強(qiáng)pB2；(2)求A內(nèi)氣體體積VA2；(3)在活塞上緩慢倒入鐵砂，若B內(nèi)氣體壓強(qiáng)回到p0并保持不變，求已倒入鐵砂的質(zhì)量m?！敬鸢浮?1)9×104Pa(2)3.6×10－2m3(3)1.1×102kg【解析】(1)(2)假設(shè)溫度降低到T2時，差壓閥沒有打開，A、B兩個氣缸導(dǎo)熱良好，B內(nèi)氣體做等容變化，初態(tài)pB1＝p0，T1