2025版高考物理全程一輪復習單元素養(yǎng)評價十四熱學習題

單元素養(yǎng)評價(十四)熱學一、單項選擇題(本題共6小題，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．[2024·河北邢臺巨鹿中學校聯(lián)考]下列敘述正確的是()A.晶體熔化時吸收熱量，分子的平均動能增大，內(nèi)能增加B.液晶既具有液體的流動性，又具有單晶體的光學各向異性的特點C.用氣筒給自行車打氣，越壓縮越費勁，這是因為氣體分子之間斥力變大D.機械能自發(fā)地轉變?yōu)閮?nèi)能的實際宏觀過程是可逆過程2．[2024·南京六校聯(lián)考]對于以下配圖的說明，正確的是()A.甲圖為油膜法估算分子直徑的實驗圖，實驗中需將痱子粉撒的盡量厚一些B.乙圖為布朗運動產(chǎn)生原因示意圖，說明微粒越大，液體分子沿各方向撞擊它的數(shù)量越多，布朗運動越明顯C.丙圖為模擬氣體壓強產(chǎn)生機理實驗圖，說明氣體壓強是由大量氣體分子對器壁頻繁碰撞產(chǎn)生的D.丁圖為熱機工作時的能流分配圖，說明熱機的效率可能達到100%3．以下實驗中，說法正確的是()A.“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗中，充電時電流逐漸增大，放電時電流逐漸減小B.“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，滴入油酸酒精溶液后，需盡快描下油膜輪廓，測出油膜面積C.“觀察光敏電阻特性”和“觀察金屬熱電阻特性”實驗中，光照強度增加，光敏電阻阻值減??；溫度升高，金屬熱電阻阻值減小D.“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系”實驗中，如果可拆變壓器的“橫梁”鐵芯沒裝上，原線圈接入10V的交流電時，副線圈輸出電壓不為零4．[2024·天津南開區(qū)一模]某地突發(fā)洪澇災害，救援人員駕駛氣墊船施救，到達救援地點后，將圍困在水中的群眾拉上氣墊船，如圖所示．若在救援人員將群眾拉上氣墊船的過程中，氣墊船中氣墊內(nèi)的氣體視為理想氣體溫度不變，氣墊不漏氣，則在該過程中，下列說法正確的是()A.氣墊內(nèi)的氣體內(nèi)能增加B.外界對氣墊內(nèi)的氣體做負功C.氣墊內(nèi)的氣體從外界吸收熱量D.氣墊內(nèi)的氣體單位時間、單位面積撞擊氣墊壁的分子數(shù)增加5.一定質量的理想氣體由狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)c，其過程如p-V圖中a→c直線段所示，狀態(tài)b對應該線段的中點．下列說法正確的是()A.a→b是等溫過程B.a→b過程中氣體吸熱C.a→c過程中狀態(tài)b的溫度最低D.a→c過程中外界對氣體做正功6．肺活量是指在標準大氣壓p0下，人盡力呼氣時呼出氣體的體積，是衡量心肺功能的重要指標．如圖所示為某同學自行設計的肺活量測量裝置，體積為V0的空腔通過細管與吹氣口和外部玻璃管密封連接，玻璃管內(nèi)裝有密度為ρ的液體用來封閉氣體．測量肺活量時，被測者盡力吸足空氣，通過吹氣口將肺部的空氣盡力吹入空腔中，若此時玻璃管兩側的液面高度差設為h，大氣壓強為p0保持不變，重力加速度為g，忽略氣體溫度的變化，則人的肺活量為()A.eq\f(ρgh＋2p0,p0)V0B．eq\f(ρgh＋p0,p0)V0C.eq\f(ρgh,p0)V0D．eq\f(ρgh－p0,p0)V0二、多項選擇題(本題共2小題，在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求)7．[2024·海南省嘉積中學校考一模]一定質量的理想氣體，其內(nèi)能與熱力學溫度成正比．該理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)一系列變化，最終又回到狀態(tài)A，其變化過程的V-T圖像如圖所示，其中BA的延長線經(jīng)過坐標原點，BC與橫軸平行，氣體在狀態(tài)A時的內(nèi)能為U.則下列說法中正確的是()A.氣體由狀態(tài)A至狀態(tài)B的過程中，外界對氣體做負功B.氣體由狀態(tài)B至狀態(tài)C的過程中，氣體對外界做正功C.氣體由狀態(tài)A至狀態(tài)B的過程中，氣體吸收的熱量大于eq\f(U,2)D.氣體由狀態(tài)C至狀態(tài)A的過程中，氣體釋放的熱量等于U8．氣壓式升降椅通過汽缸上下運動來支配椅子升降，其簡易結構如圖乙所示，圓柱形汽缸與椅面固定連接，柱狀氣動桿與底座固定連接．可自由移動的汽缸與氣動桿之間封閉一定質量的理想氣體，設汽缸氣密性、導熱性能良好，不計氣動桿與汽缸之間的摩擦．設氣體的初始狀態(tài)為A，某人坐上椅面，椅子緩慢下降一段距離后達到穩(wěn)定狀態(tài)B，此過程溫度不變．然后開空調(diào)讓室內(nèi)溫度降低到某設定溫度，穩(wěn)定后氣體狀態(tài)為C；接著人離開座椅，椅子重新處于另一個穩(wěn)定狀態(tài)D.則氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)D的過程中，關于p、V、T的關系圖或敘述中正確的有()A.氣體的V-T圖如圖甲B.氣體的p-eq\f(1,V)圖如圖乙C.從狀態(tài)A到狀態(tài)D，氣體向外放出的熱量大于外界對氣體做的功D.與狀態(tài)A相比，處于狀態(tài)D時，單位時間內(nèi)碰撞單位面積容器壁的分子數(shù)增多三、非選擇題(本題共3小題，按要求答題)9．在“用DIS研究溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系”實驗中，某同學采用如圖1所示的實驗裝置，一個帶刻度的導熱試管內(nèi)封閉一定質量的氣體，有一定厚度的活塞可在試管內(nèi)無摩擦地滑動，試管的右端通過一個小軟管與壓強傳感器相連．該同學向右緩慢推動活塞左側的手柄，在這個過程中未用手接觸試管，每次從活塞左邊沿對應的試管刻度讀取體積值，并輸入計算機，同時由壓強傳感器測得對應的壓強值．實驗共測了6次，實驗結果如表所示．序號體積V/mL壓強p/(×105Pa)12001.01121801.12331601.26441401.44451201.68561002.022(1)在圖2所示的坐標紙上已經(jīng)標出4組數(shù)據(jù)點，請將余下的兩組數(shù)據(jù)在坐標紙上標出，并作出對應的圖像．(2)該同學經(jīng)老師提醒后發(fā)現(xiàn)自己的體積數(shù)據(jù)記錄有誤，漏記了小軟管內(nèi)氣體的體積．你認為他的體積數(shù)據(jù)記錄還存在什么問題：______________________________________________．結合圖2中畫出的圖像，判斷該同學________________(選填“需要”或“不需要”)修正體積的數(shù)據(jù)記錄．(3)該同學從分子動理論的角度分析實驗過程：試管內(nèi)封閉一定質量的氣體，溫度保持不變，氣體分子的________和________一定；氣體的體積減小時，單位時間內(nèi)撞擊單位面積的分子數(shù)________(選填“增大”“減小”或“不變”)，宏觀表現(xiàn)為氣體的____________．10．[2024·江蘇省丹陽聯(lián)考]某興趣小組設計了一溫度報警裝置，原理圖如圖．一定質量的理想氣體被一上表面涂有導電物質的輕活塞密封在導熱汽缸內(nèi)，活塞厚度不計，橫截面積S＝100cm2，開始時活塞距汽缸底部的高度為h＝0.3m，周圍環(huán)境溫度為t0＝27℃，當環(huán)境溫度上升，活塞上移Δh＝0.01m時，活塞上表面與a、b兩觸點接觸，報警器報警．不計一切摩擦，大氣壓強恒為p0＝1.0×105Pa，求：(1)該報警裝置的報警溫度為多少攝氏度；(2)若上述過程氣體吸收的熱量為30J，則此過程氣體內(nèi)能的增加量為多少．11．[2024·安徽模擬預測]如圖，兩等高、內(nèi)壁光滑、導熱性良好的圓柱形汽缸豎直放置，左、右兩側汽缸的橫截面積分別為S、2S，汽缸頂部由細管(體積不計)連通，右側汽缸底部帶有閥門K，兩汽缸中均有一厚度可忽略的活塞a、b，兩活塞的質量m＝eq\f(p0S,g)相同與汽缸密閉且不漏氣．初始時，閥門K關閉，活塞b處于左側汽缸的頂部且與頂部無彈力，封閉著氣體C，活塞a處于右側汽缸的中間位置，將汽缸分成A、B兩部分，A中氣體的壓強為1.5p0、體積為V0.現(xiàn)打開閥門K，用打氣筒通過K給右側汽缸下部分充氣，每次將體積為eq\f(V0,12)、壓強為p0的空氣打入汽缸中，直至活塞b下降到整個汽缸高度的eq\f(2,3)處．已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，整個過程中，周圍環(huán)境溫度不變，其他量均為未知量．求：(1)初始時，左側汽缸中封閉的氣體C的壓強pC；(2)充氣后，右側汽缸中封閉的氣體A的壓強p；(3)打氣次數(shù)n.單元素養(yǎng)評價（十四）熱學1．解析：晶體熔化時吸收熱量，內(nèi)能增加，但溫度不變，分子平均動能不變，故A錯誤；液晶既具有液體的流動性，又具有單晶體的光學各向異性的特點，故B正確；氣體分子之間的作用力可以忽略不計，用氣筒給自行車打氣，越壓縮越費勁，這是因為車輪胎的內(nèi)外壓強差變大，故C錯誤；機械能轉變?yōu)閮?nèi)能的實際宏觀過程是不可逆過程，故D錯誤．故選B.答案：B2．解析：甲圖為油膜法估算分子直徑的實驗圖，實驗中需將痱子粉撒的盡量薄一些，選項A錯誤；乙圖為布朗運動產(chǎn)生原因示意圖，說明微粒越大，液體分子沿各方向撞擊它的數(shù)量越多，布朗運動越不明顯，選項B錯誤；丙圖為模擬氣體壓強產(chǎn)生機理實驗圖，說明氣體壓強是由大量氣體分子對器壁頻繁碰撞產(chǎn)生的，選項C正確；丁圖為熱機工作時的能流分配圖，高溫熱庫的熱量一部分做功，一部分排放到低溫熱庫，說明熱機的效率不可能達到100%，選項D錯誤．答案：C3．解析：“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗中，充電時電流逐漸減小，放電時電流也逐漸減小，故A錯誤；“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，滴入油酸酒精溶液后，需待油酸溶液全部散開，形狀穩(wěn)定后，用一玻璃板輕輕蓋在淺盤上，然后用水筆把油酸溶液的輪廓畫在玻璃板上，測出油膜面積，故B錯誤；“觀察光敏電阻特性”實驗中，光照強度增加，光敏電阻阻值減??；“觀察金屬熱電阻特性”實驗中，溫度升高，金屬熱電阻阻值增大，故C錯誤；“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系”實驗中，如果可拆變壓器的“橫梁”鐵芯沒裝上，原線圈接入10V的交流電時，變壓器的效率會很低，副線圈磁通量還是會發(fā)生變化，副線圈輸出電壓不為零，故D正確．故選D.答案：D4．解析：由于該過程中氣墊內(nèi)的氣體溫度不變，因此氣墊內(nèi)的氣體內(nèi)能不變，該過程中氣墊內(nèi)的氣體壓強增大，根據(jù)玻意耳定律可知，氣墊內(nèi)的氣體體積減小，外界對氣墊內(nèi)的氣體做正功，結合熱力學第一定律可知，該過程中氣墊內(nèi)的氣體放熱，選項A、B、C均錯誤；由于溫度不變，氣墊內(nèi)的氣體分子平均動能不變，而氣體壓強增大，因此該過程中氣墊內(nèi)的氣體單位時間、單位面積撞擊氣墊壁的分子數(shù)增加，選項D正確．答案：D5．解析：根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知a→b氣體溫度升高，內(nèi)能增加，且體積增大氣體對外界做功，則W<0，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知a→b過程中氣體吸熱，A錯誤、B正確；根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，p-V圖像的坐標值的乘積反映溫度，a狀態(tài)和c狀態(tài)的坐標值的乘積相等，而中間狀態(tài)的坐標值乘積更大，a→c過程的溫度先升高后降低，且狀態(tài)b的溫度最高，C錯誤；a→c過程氣體體積增大，外界對氣體做負功，D錯誤．故選B.答案：B6．解析：設人的肺活量為V，將空腔中的氣體和人肺部的氣體一起研究，初狀態(tài)p1＝p0，V1＝V0＋V末狀態(tài)p2＝p0＋ρgh，V2＝V0根據(jù)玻意耳定律有p1V1＝p2V2聯(lián)立解得V＝eq\f(ρgh,p0)V0故選C.答案：C7．解析：由題意可知，氣體由狀態(tài)A至狀態(tài)B為等壓變化，體積增大，外界對氣體做負功，A項正確；氣體由狀態(tài)B變化至狀態(tài)C為等容變化，氣體對外界不做功，B項錯誤；由狀態(tài)A變化至狀態(tài)B為等壓變化，由eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)解得TA＝200K由題意可知eq\f(U,TA)＝eq\f(UB,TB)＝eq\f(UC,TC)解得UB＝1.5U，UC＝2U氣體由狀態(tài)A變化至狀態(tài)B，外界對氣體做負功，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體吸收的熱量大于eq\f(U,2)，C項正確；由狀態(tài)C變化至狀態(tài)A，外界對氣體做正功，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體釋放的熱量大于U，D項錯誤．故選AC.答案：AC8．解析：A到B的過程中，氣體等溫壓縮，壓強增大，體積減?。粡腂到C的過程中，氣體等壓降溫，溫度降低，體積減?。粡腃到D的過程中，等溫膨脹，壓強減小，體積增加，而且此時D狀態(tài)的壓強又恢復到最初A狀態(tài)的壓強，其V-T圖像和p-eq\f(1,V)圖像如圖所示AB錯誤；根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，由于氣體溫度降低，內(nèi)能減小，因此氣體向外放出的熱量大于外界對氣體做的功，C正確；由于狀態(tài)A與狀態(tài)D壓強相等，而狀態(tài)D溫度更低，單個分子撞擊容器壁力減小，因此單位時間內(nèi)碰撞單位面積容器壁的分子數(shù)更多，D正確．故選CD.答案：CD9．解析：（1）將余下的兩組數(shù)據(jù)在坐標紙上標出，并用平滑線連接各個點，如圖所示．（2）該同學將有一定厚度的活塞體積也計入氣體體積值．結合圖像可知，溫度不變時，壓強與體積成反比，所以不需要修正．（3）因為氣體溫度及質量不變，所以氣體分子的分子總數(shù)和分子平均動能不變，氣體的體積減小時，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，所以單位時間內(nèi)撞擊單位面積的分子數(shù)增大．每個分子撞擊的平均作用力不變，但是單位時間內(nèi)撞擊的分子數(shù)增多，所以宏觀表現(xiàn)為氣體的壓強增大．答案：（1）見解析圖（2）將有一定厚度的活塞體積也計入氣體體積值不需要（3）分子平均動能（或平均速率）總分子數(shù)增大壓強增大10．解析：（1）氣體發(fā)生等壓變化，由蓋-呂薩克定律有eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，得eq\f(hS,300K)＝eq\f(（h＋Δh）S,（t2＋273）K)，代入數(shù)據(jù)解得t2＝37℃.（2）氣體等壓膨脹對外做功，則W＝－p0·ΔV＝－p0（S·Δh），代入數(shù)據(jù)得W＝－10J，由熱力學第一定律得ΔU＝W＋Q，代入數(shù)據(jù)得ΔU＝－10J＋30J＝20J.答案：（1）37℃（2）20J11．解析：（1）初始時，對活塞b，根據(jù)受力平衡有pCS＝mg＋pBS對活塞a，根據(jù)受力平衡有pB·