高考物理二輪總復(fù)習(xí)專題能力訓(xùn)練16熱學(xué)

專題能力訓(xùn)練16熱學(xué)(時間:45分鐘滿分:90分)1.(2021·全國卷Ⅱ)(1)(5分)如圖所示,一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個不同過程,分別由體積—溫度(Vt)圖上的兩條直線Ⅰ和Ⅱ表示,V1和V2分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標(biāo);t0是它們的延長線與橫軸交點的橫坐標(biāo),t0=273.15℃;a為直線Ⅰ上的一點。由圖可知,氣體在狀態(tài)a和b的壓強(qiáng)之比papb=;氣體在狀態(tài)b和c的壓強(qiáng)之比p(2)(10分)如圖所示,一汽缸中由活塞封閉有一定量的理想氣體,中間的隔板將氣體分為A、B兩部分;初始時,A、B的體積均為V,壓強(qiáng)均等于大氣壓p0。隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置,當(dāng)隔板兩邊壓強(qiáng)差超過0.5p0時隔板就會滑動,否則隔板停止運動。氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動活塞,使B的體積減小為V2①求A的體積和B的壓強(qiáng)。②再使活塞向左緩慢回到初始位置,求此時A的體積和B的壓強(qiáng)。2.(2022·安徽合肥八中高考押題卷)(1)(5分)下列說法錯誤的是。

A.煙花三月,鮮花盛開,香氣撲鼻,人能夠聞到花香是因為鮮花釋放的有香氣的物質(zhì)分子做布朗運動的結(jié)果B.夏天車胎容易爆胎是因為隨著溫度升高,胎內(nèi)氣體分子間斥力增大的緣故C.封裝在汽缸中的氣體,汽缸容積不變,氣體溫度升高,單位時間碰撞內(nèi)壁單位面積的分子數(shù)增多D.理想氣體的壓強(qiáng)與單位體積的分子數(shù)、溫度以及氣體的摩爾質(zhì)量有關(guān)E.1mol的理想氫氣和1mol的理想氧氣,氣體溫度相同時,氧氣分子的平均速率較小(2)(10分)某同學(xué)利用實驗室閑置的1m長的玻璃管和一個標(biāo)稱4.5L的金屬容器做了一個簡易溫度計,如圖所示。將1m長的刻度尺和玻璃管固定在豎直木板上,刻度尺與玻璃管兩端對齊,玻璃管左端A開口,玻璃管右端B處用細(xì)軟管與金屬容器連接,接口處均密封良好,在玻璃管內(nèi)有一小段密封良好、可自由滑動的圓柱體蠟塊(長度可以忽略),蠟塊與玻璃管的摩擦不計。大氣壓強(qiáng)始終為p0,軟管內(nèi)部體積可忽略,玻璃管內(nèi)橫截面積為10cm2。當(dāng)溫度為27℃時,蠟塊剛好在玻璃管的正中間。①該溫度計刻度是否均勻,并計算出這個溫度計的測量范圍。②如果玻璃管的左端A用密封蓋密封,現(xiàn)用一個打氣筒通過A端向玻璃管打氣,打氣筒每次可將壓強(qiáng)為p0的2509mL氣體完全壓入玻璃管中,需要多少次才能把蠟塊從玻璃管中間位置壓到玻璃管右端B3.(2021·全國卷Ⅰ)(1)(5分)如圖所示,一定量的理想氣體從狀態(tài)a(p0,V0,T0)經(jīng)熱力學(xué)過程ab、bc、ca后又回到狀態(tài)a。對于ab、bc、ca三個過程,下列說法正確的是(填正確答案標(biāo)號)。

A.ab過程中,氣體始終吸熱B.ca過程中,氣體始終放熱C.ca過程中,氣體對外界做功D.bc過程中,氣體的溫度先降低后升高E.bc過程中,氣體的溫度先升高后降低(2)(10分)如圖所示,一玻璃裝置放在水平桌面上,豎直玻璃管A、B、C粗細(xì)均勻,A、B兩管的上端封閉,C管上端開口,三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通。A、B兩管的長度分別為l1=13.5cm,l2=32cm。將水銀從C管緩慢注入,直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差h=5cm。已知外界大氣壓p0相當(dāng)于75cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差。4.(2022·廣西南寧二模)(1)(5分)下列說法正確的是。

A.當(dāng)分子間引力和斥力相等時,分子勢能最大B.晶體一定表現(xiàn)出各向異性,非晶體一定表現(xiàn)出各向同性C.可以通過升溫的方式使飽和汽變成不飽和汽D.同一液體對不同的固體,可能是浸潤的,也可能是不浸潤的E.一定質(zhì)量的理想氣體,如果溫度升高,則氣體分子的平均動能增大,壓強(qiáng)可能不變(2)(10分)如圖所示,一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置,A側(cè)上端封閉,B側(cè)上端與大氣相通,下端開口處開關(guān)S關(guān)閉;A側(cè)空氣柱的長度為l=10.0cm,管中氣體溫度為300K;B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)=3.0cm。已知大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于75.0cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。①若僅通過加熱封閉氣體使B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)1=9.0cm,求此時A側(cè)氣體的溫度。②若封閉氣體溫度不變,僅將開關(guān)S打開,從U形管中放出部分水銀,當(dāng)兩側(cè)水銀面相平時將開關(guān)S關(guān)閉。求從底端流出的水銀的長度(整個裝置中管的橫截面均相同)。5.(1)(多選)(5分)右圖為分子間的作用力與分子間距離的關(guān)系曲線,正值表示斥力,負(fù)值表示引力,則下列關(guān)于分子間作用力和分子勢能的說法正確的是。

A.當(dāng)分子間的距離r>r0時,分子間的作用力表現(xiàn)為引力B.當(dāng)r<r0且分子間的距離減小時,對分子間的斥力影響更大C.當(dāng)分子間的距離增大時,分子間的作用力會做負(fù)功,分子勢能增大D.當(dāng)分子間的距離r=r0時,分子勢能最小E.若取分子間的距離無窮大時的分子勢能為零,則分子間的距離r=r0時分子勢能也為零(2)(10分)如圖所示,絕熱汽缸A與導(dǎo)熱汽缸B均固定于地面,由剛性桿連接的絕熱活塞與兩汽缸間均無摩擦,兩活塞之間為真空,汽缸B活塞的面積為汽缸A活塞面積的2倍。兩汽缸內(nèi)裝有理想氣體,兩活塞處于平衡狀態(tài),汽缸A中氣體的體積為V0,壓強(qiáng)為p0,溫度為T0,汽缸B中氣體的體積為2V0。緩慢加熱A中氣體,停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后,A中氣體壓強(qiáng)為原來的2倍。設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變,汽缸A中活塞不會脫離汽缸A,求:①停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后汽缸B中氣體的體積VB;②停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后汽缸A中氣體的溫度TA。6.(1)(多選)(5分)下列說法正確的是。

A.密閉容器中裝有某種液體及其飽和汽,若溫度升高,同時增大容器的容積,飽和汽壓可能會減小B.空氣的相對濕度越大,空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近同溫度下水的飽和汽壓C.單晶體具有固定的熔點,多晶體沒有固定的熔點D.當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,分子勢能隨分子間距離的減小而增大E.一定質(zhì)量的氣體,在壓強(qiáng)不變時,分子每秒對單位面積的器壁平均碰撞的次數(shù)隨著溫度降低而增加(2)(10分)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的pV圖像如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃。①求該氣體在狀態(tài)B和C時的溫度。②該氣體從狀態(tài)A經(jīng)B再到C的全過程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少?

專題能力訓(xùn)練16熱學(xué)1.答案:(1)1V(2)①0.4V2p0②(51)V3+54解析:(1)延長線過絕對零度,說明是等壓線,a和b兩點都在等壓線Ⅰ上,兩者壓強(qiáng)相同,壓強(qiáng)之比為1∶1;研究兩個等壓線在0℃時的狀態(tài)參量,根據(jù)玻意耳定律得pbV1=pcV2,氣體在狀態(tài)b和c的壓強(qiáng)之比pb(2)①對于B中的氣體,根據(jù)玻意耳定律得p0V=pBV解得pB=2p0對于A中的氣體,根據(jù)玻意耳定律得p0V=pAVA又pA=pB+0.5p0=2.5p0解得VA=0.4V。②使活塞向左緩慢回到初始位置,對于B中的氣體,根據(jù)玻意耳定律得2p0×12V=pB2VB對于A中的氣體,根據(jù)玻意耳定律得2.5p0×0.4V=pA2VA2又VA2+VB2=2V,pB2pA2=0.5p0聯(lián)立求得pB2=3+54p0,VA2=(51)2.答案:(1)ABD(2)①均勻270~330K(或者3~57℃)②22次解析:(1)人能夠聞到花香是因為鮮花釋放的具有香味的分子在空氣中做無規(guī)則運動的結(jié)果,故A錯誤;氣體分子間幾乎不存在相互作用力,夏天車胎容易爆胎是因為隨著溫度升高,胎內(nèi)氣體分子無規(guī)則運動加劇,氣體壓強(qiáng)變大的緣故,故B錯誤;封裝在汽缸中的氣體,汽缸容積不變,單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變,氣體溫度升高,分子運動的劇烈程度增加,單位時間碰撞內(nèi)壁單位面積的分子數(shù)增多,故C正確;理想氣體的壓強(qiáng)與單位體積的分子數(shù)以及溫度有關(guān),與氣體的摩爾質(zhì)量無關(guān),故D錯誤;1mol的理想氫氣和1mol的理想氧氣,氣體溫度相同時,分子的平均動能相同,但氧氣分子質(zhì)量較大,因此氧氣分子的平均速率較小,故E正確。(2)①因被封的氣體進(jìn)行等壓變化,根據(jù)V則蠟塊移動的距離與溫度的變化量成正比,可知該溫度計刻度是均勻的;設(shè)金屬容器的體積為V,由題意可知V其中V=4500cm3,解得T1=270K=3℃T2=330K=57℃即這個溫度計的測量范圍為270~330K(或者3~57℃)。②蠟塊從玻璃管中間位置壓到玻璃管右端B點,此時容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p,則p0V+12LS=pV解得p=109p則對蠟塊左邊的氣體以及打入的氣體,由玻意耳定律得p0×nV0+p0L2p0×n×2509cm3+p0×50×10cm3=p×100×10cm解得n=22次。3.答案:(1)ABE(2)1cm解析:(1)a到b氣體的體積不變,壓強(qiáng)增大,溫度升高,內(nèi)能增大,因此氣體始終從外界吸熱,選項A正確。c到a氣體的壓強(qiáng)不變,體積減小,溫度降低,內(nèi)能減小,外界對氣體做正功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律知,氣體始終放熱,選項B正確,C錯誤。b到c的過程,pV的乘積先增大后減小,故氣體的溫度先升高后降低,選項D錯誤,E正確。(2)以B管中的氣體為研究對象有p0l2=(p0+ρgh)l2'解得l2'=30cmB管中的水銀柱高Δl=l2l2'=2cm設(shè)A、B管中水銀柱的高度差為h'以A管中氣體為研究對象有p0l1=(p0+ρgh+ρgh')[l1(Δlh')]解得h'=1cm。4.答案:(1)CDE(2)①420K②3.8cm解析:(1)當(dāng)分子間引力和斥力相等時,分子位于平衡位置,分子勢能最小,故A錯誤;單晶體表現(xiàn)出各向異性,非晶體和多晶體表現(xiàn)出各向同性,故B錯誤;溫度越高飽和汽壓越大,故可以通過升溫的方式使飽和汽變成不飽和汽,故C正確;同一液體與不同的固體接觸,附著層分子間距不同,可能是浸潤的,也可能是不浸潤的,故D正確;一定質(zhì)量的理想氣體,溫度升高,分子平均動能增大,如果氣體體積膨脹,壓強(qiáng)可能不變,故E正確。(2)①對A側(cè)氣體進(jìn)行分析。初態(tài)體積:V1=lS,溫度:T1=300K,壓強(qiáng):p1=p0+ph加熱后氣體壓強(qiáng):p2=p0+ph1,體積:V2=l2S其中l(wèi)2=l+h1-由一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程可得p解得T2=420K。②當(dāng)兩液面相平時,對A管氣體分析,壓強(qiáng):p3=p0,體積:V3=l3S由玻意耳定律可得p1V1=p3V3解得l3=10.4cm從底端流出的水銀的長度為Δh=h+2(l3l)代入數(shù)據(jù)解得Δh=3.8cm。5.答案:(1)ABD(2)①V0②3T0解析:(1)當(dāng)分子間的距離r>r0時,分子間的引力大于斥力,分子間的作用力表現(xiàn)為引力,選項A正確;由題圖可以看出,當(dāng)r<r0且分子間的距離減小時,分子間的斥力隨分子間距離變化較明顯,選項B正確;當(dāng)分子間的距離增大時,分子間的作用力可能做正功,也可能做負(fù)功,主要看初始時是r<r0還是r>r0,選項C錯誤;分子間作用力做正功,分子勢能減小,分子間作用力做負(fù)功,分子勢能增大,當(dāng)分子間的距離r=r0時,分子間作用力等于零,無論分子間距離增大還是減小,分子間作用力都做負(fù)功,所以r=r0時分子勢能最小但不一定為零,選項D正確,選項E錯誤。(2)①汽缸A末態(tài)壓強(qiáng)為2p0,汽缸B活塞的面積為汽缸A活塞面積的2倍,初狀態(tài)選兩活塞為研究對象,根據(jù)平衡條件有pASA=pBSB,解得pB=p末狀態(tài)選兩活塞為研究對象,根據(jù)平衡條件有2p0SA=pB'SB,解得pB'=p0汽缸B中氣體初末溫度不變,根據(jù)玻意耳定律得pB×2V0=pB'VB,解得汽缸B中氣體體積VB=V0。②兩活塞移動的距離相同,汽缸B活塞面積為汽缸A活塞的面積的2倍,汽缸B中氣體體積減小了V0,則汽缸A中氣體體積增加了V02,則加熱后汽缸A中體積為VA根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得p解得TA=3T0。6.答案:(1)BDE(2)①177℃27℃②放熱1200J解析:(1)飽和汽壓只與溫度有關(guān),溫度升高,飽和汽壓增大,選項A錯誤;相對濕度是指空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同溫度下水的飽和汽壓的比值,所以空氣的相對濕度越大,空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近同溫度下水的飽和汽壓,選項B正確;單晶體和多晶體都具有固定的熔點,選項C錯誤;當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,分子距離減小,克服斥力做功,故分子勢能隨分子間距離的減小而增大,選項D正確;一定質(zhì)量的氣體,在壓強(qiáng)不變時,分子在單位時間單位面積上的沖擊力不變,隨著溫度降低,分子的平均動能減小,分子