[K12学习]2019版高考物理总复习 专题十四 热学考题帮
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高考物理热学复习试题及答案-Word
一、选择题
1. 一位质量为60 kg的同学为了表演“轻
功”,他用打气筒给4只相同的气
球充以相等质量的空气(可视为理想气体),然后
将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上,在气球的上方放置一轻质塑料板,如图所示。
(1)关于气球内气体的压强,下列说法正确的是
A.大于大气压强
B.是由于气体重力而产生的
C.是由于气体分子之间的斥力而产生的
D.是由于大量气体分子的碰撞而产生
的
(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中,球内气体温度可视为不变。
下列说法正确的是
A.球内气体体积变大
B.球内气体体积变小
C.球内气体内能变大
D.球内气体内能不变
(3) 为了估算气球内气体的压强,这位同学在气球的外表面涂上颜料,在轻质塑料板面和气球一侧表面贴上间距为2.0 cm的方格纸。
表演结束后,留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图所示若表演时大气压强为1.013105Pa,取g=10 m/s2,则气球内气体的压强为 Pa。
(取4位有效数字)
气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”,这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积存在什么关系?
答案:(1)AD ;(2)BD;(3)1.053*105Pa 面积相同
2.关于热力学定律,下列说法正确的是()。
历年(2019-2023)高考物理真题专项(热学)练习(附答案)
历年(2019-2023)高考物理真题专项(热学)练习 一、单选题1.(2023ꞏ北京ꞏ统考高考真题)夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。
与白天相比,夜间轮胎内的气体()A.分子的平均动能更小B.单位体积内分子的个数更少C.所有分子的运动速率都更小D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大2.(2023ꞏ海南ꞏ统考高考真题)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是()A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力B.分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大C.分子势能在r0处最小D.分子间距离小于r0且减小时,分子势能在减小3.(2023ꞏ辽宁ꞏ统考高考真题)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。
“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的p-T图像如图所示。
该过程对应的p-V图像可能是( )A.B.C.D.4.(2023ꞏ江苏ꞏ统考高考真题)如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。
该过程中()A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小5.(2023ꞏ天津ꞏ统考高考真题)如图是爬山所带氧气瓶,氧气瓶里的气体容积质量不变,爬高过程中,温度减小,则气体( )A.对外做功B.内能减小C.吸收热量D.压强不变6.(2022ꞏ重庆ꞏ高考真题)2022年5月15日,我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。
若在浮空艇某段上升过程中,艇内气体温度降低,体积和质量视为不变,则艇内气体( )(视为理想气体)A.吸收热量B.压强增大C.内能减小D.对外做负功7.(2022ꞏ北京ꞏ高考真题)2021年5月,中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)取得新突破,成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行,创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录,向核聚变能源应用迈出重要一步。
2019高考物理热学专题复习练习及答案解析
山东省济南市2019高考物理热学专题复习练习1.下列说法正确的是()A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变2.以下说法正确的是()A.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关B.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子不停息地做无规则热运动C.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体的平均动能一定增大,因此压强也必然增大E.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小3.下列说法正确的是()A.布朗运动反映了微粒中分子运动的不规则性B.分子间距离增大时,分子间引力增大,斥力减小C.扩散现象说明分子间存在斥力D.一定质量的理想气体对外做功800J,同时吸收300J热量,则这气体温度降低,内能减小4.下列说法正确的是()A.物体从外界吸收热量,其内能一定增加B.物体对外界做功,其内能一定减少C.气体温度升高时,每个分子运动速率都会增大D.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递5.分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分子间的()A.引力增加,斥力减小B.引力增加,斥力增加C.引力减小,斥力减小D.引力减小,斥力增加6.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F>0为斥力,F<0为引力,A、B、C、D为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从A处由静止释放,选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系,其中大致正确的是()A.B.C.D.7.如图是某种喷雾器示意图,在贮液筒装入一些药液后将密封盖盖好.多次拉压活塞后,把空气打入贮液筒内,贮液筒与外界热交换忽略不计,打开喷嘴开关,活塞位置不变,药液就可以持续地喷出,药液喷出过程中,贮液筒内的空气()A.分子间的引力和斥力都在增大B.体积变大,压强变大C.气体分子的平均动能不变D.气体的内能减小8.一定质量的理想气体,当温度保持不变时,压缩气体,气体的压强会变大.这是因为气体分子的()A.密集程度增加B.密集程度减小C.平均动能增大D.平均动能减小9.如图所示,一个内壁光滑、绝热的汽缸固定在地面上,绝热的活塞下方封闭着空气,若用竖直向上的力F将活塞向缓慢上拉一些距离,则缸内封闭着的气体()A.分子平均动能不变B.单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少C.每个分子对缸壁的冲力都会减小D.若活塞重力不计,拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量10.如下图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象,它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC,则下列关系式中正确的是(填选项前的字母)()A.TA<TB,TB<TCB.TA>TB,TB=TCC.TA>TB,TB<TCD.TA=TB,TB>TC11.一个带活塞的汽缸内盛有一定量的气体,若此气体的温度随其内能的增大而升高,则() A.将热量传给气体,其温度必升高B.压缩气体,其温度必升高C.压缩气体,同时气体向外界放热,其温度必不变D.压缩气体,同时将热量传给气体,其温度必升高12.如图所示,天平右盘放砝码,左盘是一个水银气压计,玻璃管固定在支架上,天平已调节平衡,若大气压强增大,则()A.天平失去平衡,左盘下降B.天平失去平衡,右盘下降C.天平仍平衡D.无法判定天平是否平衡13.如图是压力保温瓶结构简图,活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体.假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换,则向下压a的过程中,瓶内气体()A.内能增大B.体积增大C.压强不变D.温度不变14.一定质量的理想气体,由状态A(1,3)沿直线AB变化到C(5,1),如图所示,气体在A、B、C三个状态中的温度之比是()A.1∶1∶1B.1∶2∶3C.3∶4∶3D.3∶6∶515.对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是()A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小16.用密封性好,充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示,充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体()A.体积减小,内能增大B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能增大D.对外界做正功,压强减小17.下列说法正确的是()A.物体做加速运动时速度越来越大,物体内分子的平均动能也越来越大B.“用油膜法估测分子的大小”实验中油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积C.第二类永动机没有违反能量守恒定律D.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加E.液晶既有液体的流动性,又具有光学各向异性18.内燃机的做功过程是气缸内高温高压气体的膨胀过程,如图.对这一过程气缸内的气体,下列叙述正确是( )A.气体对外做功,部分内能转化为机械能B.气体的分子势能减少C.气体从外界吸收热量D.气体的温度下降19.下列说法中正确的有()A.悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动叫做布朗运动B.金属铁有固定的熔点C.液晶的光学性质具有各向异性D.由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离,故液体表面存在表面张力E.随着高度的增加,大气压和温度都在减小,一个正在上升的氢气球内的氢气内能减小20.以下说法中正确的是()A.分子间距离为r0时,分子间不存在引力和斥力B.悬浮在液体中的微粒足够小,来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则C.在绝热条件下压缩气体,气体的内能一定增加D.气体做等温膨胀,气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少E.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积21.如图所示,a,b,c,d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平行于横坐标轴,ab的延长线过原点,dc平行于纵轴,以下说法正确的是()A.从状态d到c,气体不吸热也不放热B.从状态c到b,气体放热C.从状态a到d,气体对外做功D.从状态b到a,气体吸热22.(多选)下列说法正确的是()A.当一定质量的气体吸热时,其内能可能减小B.玻璃、石墨和金刚石都是晶体,石蜡是非晶体C.单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体没有固定的熔点D.当液体与大气相接触时,液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部E.空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比23.(多选)关于固体、液体性质,下列说法正确的是()A.晶体和非晶体在一定的条件下可以转化B.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势C.当液晶中电场强度不同时,它对不同颜色的光吸收强度就不同D.蔗糖受潮后会粘在一起,没有确定的几何形状,它是非晶体24.(多选)下列说法中正确的是()A.气体放出热量,其分子的平均动能可能增大B.布朗运动不是液体分子的运动,但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学第一定律E.某气体的摩尔体积为v,每个分子的体积为v0,则阿伏加德罗常数可表示为N A=25.(多选)绝热汽缸的质量为M,绝热活塞的质量为m,活塞与汽缸壁之间无摩擦且不漏气,汽缸中密封一部分理想气体,最初汽缸被销钉固定在足够长的光滑固定斜面上.如图所示,现拔去销钉,让汽缸在斜面上自由下滑,当活塞与汽缸相对静止时,被封气体与原来汽缸静止在斜面上时相比较,以下说法正确的是()A.气体的压强不变B.气体的内能减少C.气体的温度升高D.气体的体积增大26.(多选)在用油膜法计算分子直径实验中,若已知该种油的摩尔质量为M,密度为ρ,油滴质量为m,油滴在液面上扩大后的最大面积为S,N A为阿伏加德罗常数.以上各物理量的单位,均为国际单位,那么下列各式正确的是()A.油分子直径d=B.油分子直径d=C.油滴所含的分子数N=D.油滴所含的分子数N=27.(多选)下列说法中正确的是()A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积B.悬浮在液体中的微粒足够小,来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则C.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势D.液晶既具有液体的流动性,又具有光学各向异性28.(多选)如图所示,一个导热汽缸竖直放置,汽缸内封闭有一定质量的气体,活塞与汽缸壁紧密接触,可沿汽缸壁无摩擦地上下移动.若大气压保持不变,而环境温度缓慢升高,在这个过程中()A.汽缸内每个分子的动能都增大B.封闭气体对外做功C.汽缸内单位体积内的分子数增多D.封闭气体吸收热量E.汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少29.(多选)下列说法中正确的有()A.汽缸内的气体具有很大的压强,是因为气体分子间表现为斥力B.液体表面具有张力是因为液体表面层的分子间表现为引力C.晶体的物理性质具有各向异性是因为晶体内部微粒按一定规律排列的D.温度越高的物体,其内能一定越大、分子运动越剧烈30.(多选)关于一定量的气体,下列说法正确的是()A.气体体积指的是该气体所有分子能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和B.气体分子热运动的剧烈程度增强时,气体的温度可能降低C.外界对气体做功时,其内能可能会减少D.气体在等温压缩的过程中一定放出热量E.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零《热学练习题》1.下列说法正确的是()A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变【答案】B【解析】温度是物体的分子平均动能的标志,温度升高,物体分子的平均动能一定增大,A错误,B正确;内能是所有分子的动能和势能的和,不仅与温度有关,还与物体的体积有关,只知道温度一个因素的变化情况,无法确定物体内能的变化,C、D错误。
2019高考物理专题热学测试题(答案及解释)
2019高考物理专题热学测试题一、单选题(共12小题)1.清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠.这一物理过程中,水分子间的()A.引力消失,斥力增大B.斥力消失,引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大2.分子甲和乙相距较远(此时它们的分子力近似为零),如果甲固定不动,乙逐渐向甲靠近越过平衡位置直到不能再靠近.在整个过程中()A.先是乙克服分子力做功,然后分子力对乙做正功B.先是分子力对乙做正功,然后乙克服分子力做功C.两分子间的斥力不断减小D.两分子间的引力不断减小3.在下列叙述中,正确的是()A.物体的温度越高,分子热运动越剧烈,分子平均动能越大B.布朗运动就是液体分子的热运动C.对一定质量的气体加热,其内能一定增加D.分子间的距离r存在某一值r0,当r<r0时,斥力小于引力,当r>r0时,斥力大于引力4.下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是()A.答案AB.答案BC.答案CD.答案D5.两瓶质量不等的同种气体,在压强相等的条件下,其密度的大小是()A.温度高的密度小B.温度低的密度小C.质量小的密度小D.体积大的密度小6.一般物质分子非常小,分子质量也非常小。
科学家采用摩尔为物质的量的单位,实现了微观物理量与宏观物理量间的换算。
1摩尔的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量为称阿伏伽德罗常数N A。
通过下列条件可以得出阿伏伽德罗常数的是()A.已知水的密度和水的摩尔质量B.已知水分子体积和水分子质量C.已知水的摩尔质量和水分子质量D.已知水分子体积和水的摩尔质量7.分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分子间的( )A.引力增加,斥力减小B.引力增加,斥力增加C.引力减小,斥力减小D.引力减小,斥力增加8.下列说法中正确的是()A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.布朗运动是指液体中悬浮颗粒的无规则运动C.温度降低了,物体内每个分子动能一定减小D.温度低的物体内能一定小9.下列说法中正确的是()A.温度低的物体内能小B.外界对物体做功时,物体的内能一定增加C.温度低的物体分子运动的平均动能小D.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大10.如图甲所示,P-T图上的a→b→c表示一定质量理想气体的状态变化过程,这一过程在P—V图上的图线应是图乙中的()(P、V和T分别表示气体的压强、体积和热力学温度)A.答案AB.答案BC.答案CD.答案D11.气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和,其大小与气体的状态有关,分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的()A.温度和压强B.体积和压强C.温度和体积D.压强和温度12.下列说法正确的是()A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同二、实验题(共3小题)13.在“用油膜法测量分子直径”的实验中,将浓度为的一滴油酸溶液,轻轻滴入水盆中,稳定后形成了一层单分子油膜.测得一滴油酸溶液的体积为V0,形成的油膜面积为S,则其中纯油酸的体积为,油酸分子的直径约为,如果把油酸分子看成是球形的(球的体积公式为,d为球直径),该滴油酸溶液所含油酸分子数约为.14.(1)在课本上粗测油酸分子的大小的实验中,油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL,用注射器量得1mL上述溶液有200滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1cm,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_______mL,油酸膜的面积是______cm2,根据上述数据,估测出油酸分子的直径是________m。
2019版高考物理江苏版一轮配套讲义:专题十四 热学 含解析 精品
专题十四热学【考纲解读】分析解读本专题为选考内容,概念、规律繁多,但要求较低,全部是Ⅰ级要求,复习时应注意以下几点:(1)加强对基本概念和基本规律的理解和记忆。
(2)固体、液体部分内容常结合实例考查晶体和非晶体的特点及表面张力产生的原因,会用表面张力解释一些生活现象。
(3)建立宏观量与微观量的关系。
分子动能与温度相对应,分子势能与体积相对应。
(4)加强贴近高考的典型题的练习,提高分析问题和解决问题的能力。
【命题探究】核心考点审题结果思路分析解答过程命题技巧【五年高考】考点一 分子动理论1.[2017江苏单科,12A(2)(3)](2)甲图和乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片,记录炭粒位置的时间间隔均为30 s,两方格纸每格表示的长度相同。
比较两张图片可知:若水温相同, (选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大;若炭粒大小相同, (选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈。
(3)科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。
资料显示,某种蛋白的摩尔质量为66 kg/mol,其分子可视为半径为3×10-9 m 的球,已知阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol -1。
请估算该蛋白的密度。
(计算结果保留一位有效数字) 答案 (2)甲 乙 (3)见解析2.(2017北京理综,13,6分)以下关于热运动的说法正确的是( ) A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈 B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大答案C3.[2015课标Ⅱ,33(1),5分](多选)关于扩散现象,下列说法正确的是()A.温度越高,扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的答案ACD4.[2015福建理综,29(1),6分]下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是。
2019高考物理考前第14题 :热学计算题
庆威约你学物理高中物理研究见证坚持的力量2019高考物理考前第14题:热学计算题河南省信阳高级中学陈庆威 2019.05.261.如图,一个上下都与大气相通的竖直放置的圆筒,中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。
A、B都可沿圆筒无摩擦上下滑动且不漏气,B与轻质弹簧相连,轻质弹簧另一端固定在水平面上,初始时A、B间的距离为l0。
现用竖直向下的力F压A,使之缓慢向下移动一段距离后,保持平衡(气体温度保持不变)。
已知A的质量不计,B有一定质量,直圆筒内部的横截面积S = 0.01 m2,弹簧劲度系数k = 5×103 N/m,大气压p0 = 1×105 Pa,l0 = 0.6 m,F = 500 N。
求A下移的距离。
【答案】l=0.3m【解析】设A下移距离为l,B下移距离为x,由玻意耳定律得p0l0S=(p0+F)(l0+x−l)S根据胡克定律得F=kx联立解得:l=0.3 m2.如图所示为一固定的直立汽缸,它由上、下两个圆筒构成,中间由一细而短的管道连通。
上、下部圆筒中各有一个活塞,活塞4质量为2m、面积为2S,活塞B质量为m、面积为S,且活塞B 下方与大气连通。
已知汽缸壁、连接管及活塞均绝热,两活塞均可在各自的圆筒内无摩擦地上下滑动,且不漏气。
现向活塞A上方充八1mol理想气体,活塞A、B间也充入一定量的理想气体。
初始时整个系统处于平衡状态,大气压强为p0,A上方气体温度为T0,活塞A位于上部圆筒一半高度处,距离上部圆筒顶端H2。
现通过置于顶端的电热丝对活塞A上方气体缓慢加热,直至活塞A刚好到达上圆筒底端,该过程中传递给A上方气体的热量为多少?(已知理想气体每摩尔的内能U=CT,其中C为常量,F为热力学温度)【答案】Q=p0SH−2mgH+CT0【解析】对活塞B进行受力分析,如图甲,有:p0S=mg+p1S对活塞A进行受力分析,如图乙,有:p1⋅2S=2mg+p2⋅2S联立解得:p2⋅S=p0⋅S−2mg可知升温过程中,A上方得气体处于等压膨胀过程中,该过程气体对外做功,W=p2⋅△V=p0SH−2mgH,且W<0,由气体状态方程等压变化:V1T0=V2T2,解得:T2=2T0,由:U=CT,△U=CT2−CT1=CT0,根据热力学第一定律:△U=W+Q,解得:Q=p0SH−2mgH+CT03.如图所示,足够长的圆柱形绝热气缸竖直放置,其横截面积1×10-3m2,气缸内有质量m=l0kg的活塞,活塞与气缸壁封闭良好,不计摩擦.开始时活塞被插销K固定于离缸底18cm的位置,此时气缸内被封闭气体的压强2.0×105Pa,温度为300K,外界大气压为1.0×105Pa,g=10m/s2。
2019年高考物理题库【考点14】热学(含答案)
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考点14 热学1.(2018·重庆理综·T15)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由气缸和活塞组成.开箱时,密闭于气缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如题图所示.在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体( )A.对外做正功,分子的平均动能减小B. 对外做正功,内能增大C. 对外做负功,分子的平均动能增大D. 对外做负功,内能减小 【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析:【精讲精析】选A.当气体体积膨胀时,气体对外做功,又没有热传递,由热力学第一定律知,气体的内能减少,温度降低,而温度又是分子平均动能的标志,所以A 正确.2.(2018·福建理综·T28(1))如图所示,曲线M 、N 分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程,图中横轴表示时间t ,纵轴表示温度T 。
从图中可以确定的是_______。
(填选项前的字母) A.晶体和非晶体均存在固定的熔点0T B.曲线M 的bc 段表示固液共存状态C.曲线M 的ab 段、曲线N 的ef 段均表示固态D.曲线M 的cd 段、曲线N 的fg 段均表示液态【思路点拨】解答本题时应知道以下知识:晶体有一定熔点而非晶体没有一定熔点逐步熔化直到全部变为液态 【精讲精析】选B.由图像可知曲线M 表示晶体,bc 段表示晶体熔化过程,处于固液共存状态,B 对;N 表示非晶体,没有固定熔点,A 错;由于非晶体没有一定熔点逐步熔化,因此C 、D 错.3.(2018·福建理综·T28(2))一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量 2.5×104J ,气体对外界做功1.0×104J ,则该理想气体的_______。
(填选项前的字母) A.温度降低,密度增大 B.温度降低,密度减小 C.温度升高,密度增大 D.温度升高,密度减小【思路点拨】解答本题时应理解热力学第一定律与气体的状态参量的变化关系【精讲精析】选D.由热力学第一定律Q W E +=∆,Q=2.5×104J ,W=-1.0×104J 可知E ∆大于零,气体内能增加,温度升高,A 、B 错;气体对外做功,体积增大,密度减小,C 错D 对.4.(2018·江苏物理·T12.A )如题12A-1图所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片,轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水”,推动转轮转动。
2019年高考物理二轮复习专题14热学练含答案解析
热学
1.如图,一竖直放置的气缸上端开口,气缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。
已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,
不计他们之间的摩擦。
开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0。
现用电热丝缓慢加热气
缸中的气体,直至活塞刚好到达b处。
求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。
重力加速度大
小为g。
【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国II卷)
【答案】
此后,汽缸中的气体经历等压过程,直至活塞刚好到达b处,设此时汽缸中气体的温度为T2;活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。
根据盖—吕萨克定律有
④。
14.专题十四 热学
命题分析预测
本专题中分子动理论和热力学定律及气体状态方程的应用仍是高考命题的 热点,题型以选择题和计算题为主.
物理 专题十四:热学
考点1 分子动理论、内能
A.考点帮·知识全通关 考点2 固体、液体和气体
考点3 热力学定律与能量守恒定律
考点1
分子动理论、内能
1.分子动理论 (1)物体是由大量分子组成的 ①分子直径的数量级是10-10 m,可以用油膜法测量分子的大小. ②阿伏加德罗常数即1 mol任何物质所含有的粒子数,NA=6.02×1023 mol-1. (2)分子在做永不停息的无规则运动 ①扩散现象 a.定义:不同物质能够彼此进入对方的现象. b.实质:不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由自身物质分子 的无规则运动产生的. c.特点:温度越高,扩散越快,气体、固体、液体都可以扩散,气体和液体扩散 较快,固体扩散较慢.
(3)分子间的相互作用力 分子间同时存在引力和斥力,均随分子间的距离增大而减小,但斥力比引力 减小得更快.分子力是分子间引力和斥力的合力.
物理 专题十四:热学
(3)分子间的相互作用力 ①分子间同时存在相互作用的引力和斥力. ②分子力:引力和斥力的合力. ③r0为分子间引力和斥力大小相等时的距离,其数量级为10-10 m. ④如图所示,分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,随分子 间距离的减小而增大,但引力没有斥力变化快.
物理 专题十四:热学
②布朗运动与分子热运动的比较
布朗运动
活动主体
分子热运动
区别
共同点 联系
固体小颗粒 分子 悬浮在液体中的固体微粒做 分子的运动,分子无论大小都做 永不停息的无规则运动,微 热运动 粒越小运动越明显 都是无规则运动,温度越高运动越剧烈 布朗运动是由于微粒受液体分子无规则运动的撞击而产生的, 布朗运动的无规则性间接反映了液体分子运动的无规则性
2019年高考物理真题模拟试题分项汇编:(14)热学
热学1、【2019·新课标全国I卷】(1)某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好,空气可视为理想气体。
初始时容器中空气的温度与外界相同,压强大于外界。
现使活塞缓慢移动,直至容器中的空气压强与外界相同。
此时,容器中空气的温度__________(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度,容器中空气的密度__________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度。
(2)热等静压设备广泛用于材料加工中。
该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改部其性能。
一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为013 m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。
已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106Pa;室温温度为27 ℃。
氩气可视为理想气体。
(i)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;(i i)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强。
2、【2019·新课标全国II卷】(1)如p-V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3。
用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数,则N1______N2,T1______T3,T3,N2______N3。
(填“大于”“小于”或“等于”)(2)如图,一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成,容器平放在地面上,汽缸内壁光滑。
整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气。
平衡时,氮气的压强和体积分别为p0和V0,氢气的体积为2V0,空气的压强为p。
现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求:(i)抽气前氢气的压强;(ii)抽气后氢气的压强和体积。
专题14 热学(测) 2019年高考物理二轮复习讲练测Word版含解析
【满分:110分时间:90分钟】一、选择题(本大题共12小题,填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)1.下列说法正确的是________A.机械波和电磁波本质上相同,都能发生反射、折射、干涉和衍射现象B.人耳能听见的声波比超声波更容易发生明显衍射C.沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象D.水中的气泡,看起来特别明亮是因为光线从气泡中射向水中时,一部分光在界面上发生了全反射E. 在水中的鱼斜向上看岸边的物体时,看到的物体将比物体所处的实际位置高【答案】BCE【解析】【详解】2.节日放飞的氢气球,升到高空后会破裂,氢气球在破裂之前的上升过程中,下列说法正确的是___ 。
A.气球内氢气的内能减小B.气球内氢气分子的速率都在减小C.气球内的氢气对外做功D.气球内的氢气分子的速率总是呈“中间多,两头少”的分布规律E. 气球内的氢气分子的运动也叫布朗运动【答案】ACD【解析】AC.在气球上升过程中,随着高度的增加,温度降低,空气的密度减小,大气压强逐渐减小,由于大气压强在逐渐减小,而球内氢气的压强大于外界大气压,会使得氢气球向外膨胀,气球的体积变大,气体对外做功,其体内能减小,故A正确,C正确;B.氢气温度降低,分子平均动能减小,平均速率减小,速率总是呈“中间多,两头少”的分布规律,不一定所有分子速率都减小,故B错误,D正确;6.下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是( )A.分子间距离减小时分子势能一定减小B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性E. 非晶体、多晶体的物理性质为各向同性【答案】BCE考点:物体的内能;晶体和非晶体【名师点睛】本题考查分子动理论内容,难度不大,需要强化记忆.分子势能与电势能和重力势能具有相同的变化规律,可以类比9.一定质量的某种气体,在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图象如图所示,下列说法正确的是________。
[配套K12]2019版高考物理总复习 专题十四 热学考题帮
专题十四热学题组1分子动理论、内能1.[2017全国卷Ⅱ,33(1),5分][多选]如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸.待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.下列说法正确的是( )A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C.在自发扩散过程中,气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变2.[2016北京高考,20,6分]雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果.雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm 的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写).某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内, PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化.据此材料,以下叙述正确的是()A.PM10表示直径小于或等于1.0×10-6 m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大3.[2016全国卷Ⅲ,33(1),5分][多选]关于气体的内能,下列说法正确的是()A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大C.气体被压缩时,内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加4.[2015上海高考,4,2分]一定质量的理想气体在升温过程中()A.分子平均势能减小B.每个分子速率都增大C.分子平均动能增大D.分子间作用力先增大后减小5.[2015福建高考,29(1),6分]下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是()A.分子间距离减小时分子势能一定减小B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性6.[2015山东高考,37(1),4分][多选]墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀.关于该现象的分析正确的是()A.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动C.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速D.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的7.[2014福建高考,29(1),6分]如图所示,横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比.图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是()A.曲线①B.曲线②C.曲线③D.曲线④8.[2015全国卷Ⅰ,33(2),10分]如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1=2.50 kg,横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg,横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为p=1.00×105 Pa,温度为T=303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距,两活塞间封闭气体的温度为T1=495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2.求:(i)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度;(ii)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.题组2固体、液体和气体9.[2016江苏高考,12(1),4分][多选]在高原地区烧水需要使用高压锅.水烧开后,锅内水面上方充满饱和汽.停止加热,高压锅在密封状态下缓慢冷却.在冷却过程中,锅内水蒸气的变化情况为()A.压强变小B.压强不变C.一直是饱和汽D.变为未饱和汽10.[2014福建高考,29(2),6分]图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象,它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为T A、T B、T C,则下列关系式中正确的是()A.T A<T B,T B<T CB.T A>T B,T B=T CC.T A>T B,T B<T CD.T A=T B,T B>T C11.[2013全国卷Ⅱ,33(1),5分][多选]关于一定量的气体,下列说法正确的是 ()A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子的体积之和B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高12.[2015江苏高考,12(2),4分]在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时,对包装袋缓慢地施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力(选填“增大”“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能(选填“增大”“减小”或“不变”).13.[2017全国卷Ⅱ,33(2),10分]一热气球体积为V,内部充有温度为T a的热空气,气球外冷空气的温度为T b.已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g.(i)求该热气球所受浮力的大小;(ii)求该热气球内空气所受的重力;(iii)设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量.14.[2017全国卷Ⅲ,33(2),10分]一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2.K1长为l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通.开始测量时,M与K2相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K1,且K1中水银面比顶端低h,如图(b)所示.设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变.已知K1和K2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g.求:图(a) 图(b)(i)待测气体的压强;(ii)该仪器能够测量的最大压强.15.[2016江苏高考,8分](1)如图1所示,在斯特林循环的p-V图象中,一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,整个过程由两个等温和两个等容过程组成.B→C的过程中,单位体积中的气体分子数目(选填“增大”、“减小”或“不变”).状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示,则状态A对应的是(选填“①”或“②”).图1图2(2)如图1所示,在A→B和D→A的过程中,气体放出的热量分别为4 J和20 J.在B→C和C→D 的过程中,气体吸收的热量分别为20 J和12 J.求气体完成一次循环对外界所做的功. 16.[2016全国卷Ⅰ,33(2),10分]在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp=,其中σ=0.070 N/m.现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升.已知大气压强p0=1.0×105 Pa,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2.(i)求在水下10 m处气泡内外的压强差;(ii)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.17.[2016全国卷Ⅱ,33(2),10分]一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压.某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气.若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.18.[2016全国卷Ⅲ,33(2),10分]一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞.初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示.用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg.环境温度不变.19[2015上海高考,30,10分]如图,气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开,活塞与气缸光滑接触.初始时两侧气体均处于平衡态,体积之比V1∶V2=1∶2,温度之比T1∶T2=2∶5.先保持右侧气体温度不变,升高左侧气体温度,使两侧气体体积相同;然后使活塞导热,两侧气体最后达到平衡.求:(1)两侧气体体积相同时,左侧气体的温度与初始温度之比;(2)最后两侧气体的体积之比.20.[2015全国卷Ⅱ,33(2),10分]如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关K关闭;A侧空气柱的长度为l=10.0 cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0 cm.现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm 时将开关K关闭.已知大气压强p0=75.0 cmHg.(i)求放出部分水银后A侧空气柱的长度;(ii)此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银面达到同一高度,求注入的水银在管内的长度.21.[2014山东高考,37(2),8分]一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示.将一质量M=3×103 kg、体积V0=0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上.向浮筒内充入一定量的气体,开始时筒内液面到水面的距离h1=40 m,筒内气体体积V1=1 m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升.当筒内液面到水面的距离为h2时,拉力减为零,此时气体体积为V2,随后浮筒和重物自动上浮.求V2和h2.已知大气压强p0=1×105 Pa,水的密度ρ=1×103 kg/m3,重力加速度的大小g=10 m/s2.不计水温变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略.题组3热力学定律与能量守恒22.[2017全国卷Ⅲ,33(1),5分][多选]如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是()A.在过程ab中气体的内能增加B.在过程ca中外界对气体做功C.在过程ab中气体对外界做功D.在过程bc中气体从外界吸收热量E.在过程ca中气体从外界吸收热量23.[2017江苏高考,12(1),4分][多选]一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V-T图象如图所示.下列说法正确的有()A.A→B的过程中,气体对外界做功B.A→B的过程中,气体放出热量C.B→C的过程中,气体压强不变D.A→B→C的过程中,气体内能增加24.[2014全国卷Ⅰ,33(1),6分][多选]一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T图象如图所示.下列判断正确的是()A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同25.[2014广东高考,17,6分][多选]用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示.充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体()A.体积减小,内能增大B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能增大D.对外界做正功,压强减小26.[2015山东高考,37(2),8分]扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300 K,压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303 K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立刻减为p0,温度仍为303 K.再经过一段时间,内部气体温度恢复到300 K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求:(i)当温度上升到303 K且尚未放气时,封闭气体的压强;(ii)当温度恢复到300 K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力.一、选择题(每小题5分,共35分)1.[2018湖北武汉部分学校调研,16(1)][多选]在“用油膜法估测分子大小”的实验中,下列做法正确的是()A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,若100滴溶液的体积是1 mL,则1滴溶液中含有油酸10-2 mLB.往浅盘里倒入适量的水,再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液,同时将玻璃板放在浅盘上,并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓范围内正方形的个数,并求得油膜的面积E.根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d=,即油酸分子的大小2.[2018江西南宁毕业班摸底联考,33(1)][多选]运用分子动理论的相关知识,判断下列说法正确的是( )A.分子间距离增大时,可能存在分子势能相等的两个位置B.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关C.某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏加德罗常数可表示为N A=D.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动不是布朗运动E.生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成3.[2017河北衡水中学9月大联考,17(1)][多选]下列说法正确的是()A.单晶体在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样B.热量不可能从低温物体向高温物体传递C.一定质量的理想气体,保持气体的压强不变,温度越高,体积越大D.功可以完全转化为热量,而热量不能完全变为功,即不可能从单一热源吸热使之全部变为有用的功E.若气体的温度不变,压强增大,说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多4.[2017安徽合肥高三第三次质量检测,33(1)][多选]下列说法正确的是()A.相对湿度与同温度水的饱和汽压无关B.松香在熔化过程中温度不变,分子平均动能不变C.若一个系统与另一个系统达到热平衡,则两系统温度一定相同D.若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量,则压强一定增大E.液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离略大于平衡距离5.[2017湖南师大附中月考,18][多选]下列说法中正确的是()A.一定质量的理想气体的内能随着温度升高一定增大B.第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律C.当分子间距r>r0时,分子间的引力随着分子间距的增大而增大,分子间的斥力随着分子间距的增大而减小,所以分子力表现为引力D.大雾天气学生感觉到教室潮湿,说明教室内的相对湿度较大E.一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的6.[2017山东济南高三针对性训练,33(1)][多选]下列说法中正确的有()A.用气筒给自行车打气,越打越费劲,说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力B.合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体C.空载的卡车停在水平地面上,在缓慢装载沙子的过程中,车胎不漏气,胎内气体可视为理想气体,温度不变,不计分子间势能,则胎内气体对外放热D.汽车尾气中含有多种有害气体污染空气,可以想办法使它们自发分离,既清洁了空气又变废为宝E.PM 2.5是指空气中直径等于或小于2.5 μm的悬浮颗粒物,在空中做无规则运动,它是空气中分子无规则热运动的反映7.[2017湖北武汉5月模拟,33(1)][多选]如图所示,在一定质量的理想气体压强随体积变化的p-V图象中,气体先后经历了ab、bc、cd、da四个过程,其中ab垂直于cd,ab垂直于V轴且与p轴平行,bc、da是两条等温线.下列判断正确的是()A.气体在状态a时的温度低于在状态c时的温度B.从a→b的过程,气体分子密集程度不变,分子平均动能增加C.从a→b→c的过程,气体密度不断减小,温度先升高后不变D.从c→d的过程,气体放出的热量大于外界对气体做的功E.从a→b→c→d的过程,设气体对外做功为W1,外界对气体做功为W2,气体吸热为Q1,放热为Q2,则W1-W2<Q1-Q2二、非选择题(共29分)8.[2018甘肃重点中学第一次联考,13(2),10分]如图所示,两个截面积都为S的圆柱形容器,右边容器高为H,上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞.两容器由装有阀门的极细管道相连,容器、活塞和细管都是绝热的.开始时阀门关闭,左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直到系统达到新的平衡,此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍,已知外界大气压强为p0,求此过程中气体内能的增加量.9.[2018广东湛江高三调研,33(2),10分]一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系如图所示,气体在状态A时的压强p A=p0,温度T A=T0,体积V A=V0,线段AB与V轴平行,线段AC 与T轴平行,BC的延长线过原点.(1)求气体在状态B时的压强p B;(2)气体从状态A变化到状态B的过程中,对外界做的功为10 J,该过程中气体吸收的热量Q 为多少?(3)求气体在状态C时的压强p C和温度T C.10.[2018河北武汉重点中学起点考试,17(2),9分]两端开口、粗细均匀的足够长U形玻璃管插在容积很大的水银槽中,管的上部有一定长度的水银,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中.开启阀门A,各水银液面稳定时,位置如图所示,此时两部分气体温度均为300 K.已知h1=5 cm,h2=10 cm,右侧气体柱长度L1=60 cm,大气压为p0=75 cmHg.(1)求左侧竖直管内气体柱的长度L2;(2)关闭阀门A,当右侧竖直管内的气体柱长度为L'1=68 cm时(管内气体未溢出),气体温度应升高到多少?一、选择题(每小题5分,共30分)1.[多选]下列说法正确的是()A.悬浮在液体中的小颗粒越小,布朗运动越明显B.一定质量的气体,在体积膨胀的过程中,内能一定减小C.有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体D.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关E.自然界凡是符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生2.[多选]以下说法正确的是()A.已知阿伏加德罗常数、铜的摩尔质量和密度,可算出铜原子的直径B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.布朗运动指的是悬浮在液体中的固体小颗粒的分子运动D.当两分子间距离大于平衡位置的距离r0时,分子间的距离越大,分子势能越小E.温度升高时,分子热运动的平均速率一定增大,但并非所有分子的速率都增大3.[多选]如图所示为分子间作用力与分子间距离的关系图,其中c点的横坐标表示分子力为零时分子间的距离,下列与分子间作用力和分子势能的有关说法正确的是 ()A.分子间距离x=c时,分子不受引力和斥力B.分子间距离由x=d增加到x=c时,分子的引力和斥力都减小C.分子间距离x=b时,分子的引力达到最大值D.分子间距离x=c时,分子势能最小E.分子间距离由x=c变化到x=a过程中,图线与x轴围成的面积大小为分子势能的增加量4.[多选]以下说法正确的是()A.分子间距离增大时,分子势能也增大B.已知某种液体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N A,则该液体分子间的平均距离可以表示为或C.空气压缩到一定程度很难再压缩是因为分子间存在斥力的作用D.液体的饱和汽压与温度以及液体的种类有关E.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动5.一定质量的理想气体,由状态a经b变化到c,如图所示,则下图中能正确反映出这一变化过程的是()6.[多选]下列说法正确的是()A.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的B.一定质量的气体在绝热膨胀的过程中,温度一定降低C.内能不同的物体,它们的分子热运动的平均动能可能相同D.一定质量的气体在等容变化的过程中吸热,内能不一定增加E.热量可以由低温物体传给高温物体二、非选择题(共36分)7.[10分]孔明灯是一种古老的汉族手工艺品,在古代多作军事用途,现代人放孔明灯多作为祈福之用.如图所示,孔明灯的质量m=0.2 kg、体积恒为V=1 m3,空气温度t0=27 ℃,大气压强p0=1.013×105 Pa,该条件下空气密度ρ0=1.2 kg/m3.重力加速度g=10 m/s2.对灯内气体缓慢加热,直到灯刚能浮起时,求:(1)灯内气体密度ρ;(2)灯内气体温度t.8.[10分]一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图所示,p-T图象和V-T图象各记录了其部分变化过程,试求:图甲图乙(1)温度为600 K时气体的压强;(2)在p-T图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整.9.[10分]在一个密闭的气缸内有一定质量的理想气体,如图2所示是它从状态A变化到状态B的V-T图象,已知AB的反向延长线通过坐标原点O,气体在状态A时的压强为p=1.0×105Pa,在从状态A变化到状态B的过程中,气体吸收的热量Q=7.0×102J,求此过程中气体内能的增量ΔU.图1图210.[6分]如图所示,粗细均匀、上端封闭的三通细玻璃管中用水银与活塞封闭了两段温度相同、长度分别为l A=25 cm和l B=30 cm的理想气体A、B,竖直管中两段水银柱长均为h=15 cm,水平管中水银柱足够长,右端和大气相通,大气压强p0=75 cmHg.现缓慢抽动玻璃管下端的活塞,使A、B两部分气体体积相同,求活塞下移的距离.答案:1.ABD抽开隔板,气体自发扩散过程中,气体对外界不做功,与外界没有热交换,因此气体的内能不变,A项正确,C项错误;气体在被压缩的过程中,外界对气体做正功,D项正确;由于气体与外界没有热交换,根据热力学第一定律可知,气体在被压缩的过程中内能增大,因此气体的温度升高,气体分子的平均动能增大,B项正确,E项错误.2.C PM10表示直径小于或等于1.0×10-5m的悬浮颗粒物,A项错误;PM10悬浮在空气中,受到的空气分子作用力的合力等于其所受到的重力,B项错误;由题意推断,D项错误;PM10和大颗粒物的悬浮是由于空气分子的撞击,故它们都在做布朗运动,C项正确.3.CDE 温度相同的气体分子平均动能相同,仅质量相同,分子质量不同的气体,所含分子数不同,气体的动能也不同,所以内能不一定相同,A项错误;气体的内能与整体运动的机械能无关,B项错误;理想气体等温压缩过程中,其内能不变,C项正确;理想气体不考虑分子间相互作用力,分子势能为零,一定量的气体,分子数量一定,温度相同时分子平均动能相同,由于内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和,所以D项正确;由盖-吕萨克定律可知,一定量的理想气体,等压膨胀过程中,温度一定升高,则其内能一定增加,E项正确.4.C温度是分子平均动能的宏观标志,即气体温度升高,分子平均动能增大,但并不是每个分子的速率都增大,B项错误,C项正确;理想气体分子间作用力和分子势能可忽略不计,A、D 项错误.5.B当分子间的相互作用力表现为斥力时,分子间距离减小分子势能增大,所以A项错误;温度越高,分子热运动越剧烈,所以B项正确;温度越高,热运动速率大的分子数所占总分子数的比例越大,所以C项错误;因为多晶体的物理性质具有各向同性,所以D项错误.6.BC墨滴入水后碳粒的运动是布朗运动,是由于受水分子撞击不平衡引起的,是水分子无规则运动的反映,碳粒越小,布朗运动越明显,综上所述,选项A、D错误,选项B、C正确.7.D某一温度下气体分子的麦克斯韦速率呈“中间多,两头少”的分布,故选项D正确.8.(i)330 K(ii)1.01×105 Pa解析:(i)设初始时气体体积为V1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为V2,温度为T2.由题给条件得V1=S2(l-)+S1()①V2=S2l ②在活塞缓慢下移的过程中,用p1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p)③。
专题14 热学(解析版)
2020年高考物理三轮冲刺与命题大猜想专题14 热学目录猜想一:以填空题的形式对热学某一知识点进行考查 (1)猜想二:联系实际考查理想气体状态方程 (3)猜想三:以汽缸或液柱模型为载体考查气体实验定律 (5)最新模拟冲刺练习 (9)猜想一:以填空题的形式对热学某一知识点进行考查【猜想依据】2019年全国三套试卷热学均以填空题的形式对热学某一知识点进行了考查,考虑命题的延续性,今年仍可能以填空题的形式考查。
题目综合性可能会略微增加尤其是与图像结合的问题更能体现对物理学科核心素养的考查。
【例1】(2020·四川省成都市高三下续期二诊)如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换).这就是著名的“卡诺循环”.(1)该循环过程中,下列说法正确的是________.A.A→B过程中,外界对气体做功B.B→C过程中,气体分子的平均动能增大C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D .D →A 过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中,内能减小的过程是________(选填“A →B ”“B →C ”“C →D ”或“D →A ”).若气体在A →B 过程中吸收63 kJ 的热量,在C →D 过程中放出38 kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.【答案】 (1)C (2)B →C 25【解析】 (1)在A →B 的过程中,气体体积增大,故气体对外界做功,A 错误;B →C 的过程中,气体对外界做功,W <0,且为绝热过程,Q =0,根据ΔU =Q +W ,知ΔU <0,即气体内能减小,温度降低,气体分子的平均动能减小,B 错误;C →D 的过程中,气体体积减小,单位体积内的分子数增多,故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,C 正确;D →A 的过程为绝热压缩,故Q =0,W >0,根据ΔU =Q +W ,ΔU >0,即气体的内能增加,温度升高,所以气体分子的速率分布曲线发生变化,D 错误.(2)从A →B 、C →D 的过程中气体做等温变化,理想气体的内能不变,内能减小的过程是B →C ,内能增大的过程是D →A .气体完成一次循环时,内能变化ΔU =0,热传递的热量Q =Q 1-Q 2=(63-38)kJ =25 kJ ,根据ΔU =Q +W ,得W =-Q =-25 kJ ,即气体对外做功25 kJ.【例2】(2020·陕西渭南教学质量检测)一定质量的理想气体,状态从A →B →C →D →A 的变化过程可用如图所示的p -V 图描述,图中p 1、p 2、V 1、V 2和V 3为已知量.(1)气体状态从A 到B 是________过程(选填“等容”“等压”或“等温”);(2)状态从B 到C 的变化过程中,气体的温度________(选填“升高”“不变”或“降低”);(3)状态从C 到D 的变化过程中,气体________(选填“吸热”或“放热”);(4)状态从A →B →C →D 的变化过程中,气体对外界所做的总功为______________________.【答案】:(1)等压 (2)降低 (3)放热(4)p 2(V 3-V 1)-p 1(V 3-V 2)【解析】:(1)A →B ,对应压强值恒为p 2,即为等压过程.(2)B →C ,由pV T=恒量,V 不变,p 减小,T 降低. (3)C →D ,由pV T=恒量,p 不变,V 减小,可知T 降低.外界对气体做功,内能减小,由ΔU =W +Q 可知C →D过程放热.(4)A →B ,气体对外界做功W AB =p 2(V 3-V 1)B →C ,V 不变,气体不做功C →D ,V 减小,外界对气体做功W CD =-p 1(V 3-V 2)状态从A →B →C →D 的变化过程中,气体对外界做的总功W =W AB +W BC +W CD =p 2(V 3-V 1)-p 1(V 3-V 2).【例3】在“用油膜法估测分子的大小”实验中,所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL ,用注射器测得1 mL 上述溶液为75滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如图所示,坐标中正方形方格的边长为 1 cm.则(1)油酸薄膜的面积是________cm 2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL.(取1位有效数字)(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为______m .(取1位有效数字)【答案】:(1)115(112~118均可) (2)8×10-6(3)7×10-10【解析】:(1)根据数方格数的原则“多于半个的算一个,不足半个的舍去”可查出共有115个方格,故油膜的面积:S =115×1 cm 2=115 cm 2.(2)一滴油酸酒精溶液的体积:V ′=175 mL ,一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积:V =6104V ′=8×10-6 mL. (3)油酸分子的直径:d =V S =8×10-12115×10-4 m≈7×10-10 m. 猜想二 :联系实际考查理想气体状态方程【猜想依据】课程标准一直强调试题与实际生活的联系,因此高考备考中也要注意这方面的内容。
热学计算题专题复习(含答案)(K12教育文档)
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热学专题复习二1、(10分)如图所示,水平地面上固定两个完全相同导热性能良好的足够长的气缸,两气缸内各有一个用轻杆相连接的活塞,活塞和气缸封闭着一定质量的理想气体,活塞到气缸底部的距离均为d,活塞与气缸之间无摩擦,轻杆无压力,大气压强为p,现锁定两个活塞,使右侧气缸与一个恒温热源接触,使右侧气体的热力学温度升高为原来的2倍,求:(i) 若右侧气缸的温度升高后,右侧气缸内的气体压强变为多大.(ii)若保证右侧气缸与上述恒温热源的接触,解除两侧活塞的锁定,求稳定后活塞向左移动的距离。
2、(9分) 如图所示的玻璃管ABCDE,CD部分水平,其余部分竖直(B端弯曲部分长度可忽略),玻璃管截面半径相比其长度可忽略,CD内有一段水银柱,初始时数据如图,环境温度是300K,大气压是75cmHg.现保持CD水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,当水平段水银柱刚好全部进入DE竖直管内时,保持玻璃管静止不动。
问:(i)玻璃管A端插入大水银槽中的深度是多少?(即水银面到管口A 的竖直距离)?(ii)当管内气体温度缓慢降低到多少K时,DE中的水银柱刚好回到CD水平管中?3、(9分)如图所示除气缸右壁外其余部分均绝热,轻活塞K与气缸壁接触光滑,K把密闭气缸分隔成体积相等的两部分,分别装有质量、温度均相同的同种气体a和b,原来a、b两部分气体的压强为p0、温度为27 ℃、体积均为V.现使气体a温度保持27℃不变,气体b温度降到-48℃,两部分气体始终可视为理想气体,待活塞重新稳定后,求:最终气体a的压强p、体积V a。
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专题十四热学题组1分子动理论、内能1.[2017全国卷Ⅱ,33(1),5分][多选]如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸.待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.下列说法正确的是( )A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C.在自发扩散过程中,气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变2.[2016北京高考,20,6分]雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果.雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm 的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写).某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内, PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化.据此材料,以下叙述正确的是()A.PM10表示直径小于或等于1.0×10-6 m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大3.[2016全国卷Ⅲ,33(1),5分][多选]关于气体的内能,下列说法正确的是()A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大C.气体被压缩时,内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加4.[2015上海高考,4,2分]一定质量的理想气体在升温过程中()A.分子平均势能减小B.每个分子速率都增大C.分子平均动能增大D.分子间作用力先增大后减小5.[2015福建高考,29(1),6分]下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是()A.分子间距离减小时分子势能一定减小B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性6.[2015山东高考,37(1),4分][多选]墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀.关于该现象的分析正确的是()A.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动C.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速D.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的7.[2014福建高考,29(1),6分]如图所示,横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比.图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是()A.曲线①B.曲线②C.曲线③D.曲线④8.[2015全国卷Ⅰ,33(2),10分]如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1=2.50 kg,横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg,横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为p=1.00×105 Pa,温度为T=303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距,两活塞间封闭气体的温度为T1=495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2.求:(i)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度;(ii)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.题组2固体、液体和气体9.[2016江苏高考,12(1),4分][多选]在高原地区烧水需要使用高压锅.水烧开后,锅内水面上方充满饱和汽.停止加热,高压锅在密封状态下缓慢冷却.在冷却过程中,锅内水蒸气的变化情况为()A.压强变小B.压强不变C.一直是饱和汽D.变为未饱和汽10.[2014福建高考,29(2),6分]图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象,它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为T A、T B、T C,则下列关系式中正确的是()A.T A<T B,T B<T CB.T A>T B,T B=T CC.T A>T B,T B<T CD.T A=T B,T B>T C11.[2013全国卷Ⅱ,33(1),5分][多选]关于一定量的气体,下列说法正确的是 ()A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子的体积之和B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高12.[2015江苏高考,12(2),4分]在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时,对包装袋缓慢地施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力(选填“增大”“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能(选填“增大”“减小”或“不变”).13.[2017全国卷Ⅱ,33(2),10分]一热气球体积为V,内部充有温度为T a的热空气,气球外冷空气的温度为T b.已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g.(i)求该热气球所受浮力的大小;(ii)求该热气球内空气所受的重力;(iii)设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量.14.[2017全国卷Ⅲ,33(2),10分]一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2.K1长为l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通.开始测量时,M与K2相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K1,且K1中水银面比顶端低h,如图(b)所示.设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变.已知K1和K2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g.求:图(a) 图(b)(i)待测气体的压强;(ii)该仪器能够测量的最大压强.15.[2016江苏高考,8分](1)如图1所示,在斯特林循环的p-V图象中,一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,整个过程由两个等温和两个等容过程组成.B→C的过程中,单位体积中的气体分子数目(选填“增大”、“减小”或“不变”).状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示,则状态A对应的是(选填“①”或“②”).图1图2(2)如图1所示,在A→B和D→A的过程中,气体放出的热量分别为4 J和20 J.在B→C和C→D 的过程中,气体吸收的热量分别为20 J和12 J.求气体完成一次循环对外界所做的功. 16.[2016全国卷Ⅰ,33(2),10分]在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp=,其中σ=0.070 N/m.现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升.已知大气压强p0=1.0×105 Pa,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2.(i)求在水下10 m处气泡内外的压强差;(ii)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.17.[2016全国卷Ⅱ,33(2),10分]一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压.某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气.若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.18.[2016全国卷Ⅲ,33(2),10分]一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞.初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示.用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg.环境温度不变.19[2015上海高考,30,10分]如图,气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开,活塞与气缸光滑接触.初始时两侧气体均处于平衡态,体积之比V1∶V2=1∶2,温度之比T1∶T2=2∶5.先保持右侧气体温度不变,升高左侧气体温度,使两侧气体体积相同;然后使活塞导热,两侧气体最后达到平衡.求:(1)两侧气体体积相同时,左侧气体的温度与初始温度之比;(2)最后两侧气体的体积之比.20.[2015全国卷Ⅱ,33(2),10分]如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关K关闭;A侧空气柱的长度为l=10.0 cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0 cm.现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm 时将开关K关闭.已知大气压强p0=75.0 cmHg.(i)求放出部分水银后A侧空气柱的长度;(ii)此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银面达到同一高度,求注入的水银在管内的长度.21.[2014山东高考,37(2),8分]一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示.将一质量M=3×103 kg、体积V0=0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上.向浮筒内充入一定量的气体,开始时筒内液面到水面的距离h1=40 m,筒内气体体积V1=1 m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升.当筒内液面到水面的距离为h2时,拉力减为零,此时气体体积为V2,随后浮筒和重物自动上浮.求V2和h2.已知大气压强p0=1×105 Pa,水的密度ρ=1×103 kg/m3,重力加速度的大小g=10 m/s2.不计水温变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略.题组3热力学定律与能量守恒22.[2017全国卷Ⅲ,33(1),5分][多选]如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是()A.在过程ab中气体的内能增加B.在过程ca中外界对气体做功C.在过程ab中气体对外界做功D.在过程bc中气体从外界吸收热量E.在过程ca中气体从外界吸收热量23.[2017江苏高考,12(1),4分][多选]一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V-T图象如图所示.下列说法正确的有()A.A→B的过程中,气体对外界做功B.A→B的过程中,气体放出热量C.B→C的过程中,气体压强不变D.A→B→C的过程中,气体内能增加24.[2014全国卷Ⅰ,33(1),6分][多选]一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T图象如图所示.下列判断正确的是()A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同25.[2014广东高考,17,6分][多选]用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示.充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体()A.体积减小,内能增大B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能增大D.对外界做正功,压强减小26.[2015山东高考,37(2),8分]扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300 K,压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303 K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立刻减为p0,温度仍为303 K.再经过一段时间,内部气体温度恢复到300 K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求:(i)当温度上升到303 K且尚未放气时,封闭气体的压强;(ii)当温度恢复到300 K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力.一、选择题(每小题5分,共35分)1.[2018湖北武汉部分学校调研,16(1)][多选]在“用油膜法估测分子大小”的实验中,下列做法正确的是()A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,若100滴溶液的体积是1 mL,则1滴溶液中含有油酸10-2 mLB.往浅盘里倒入适量的水,再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液,同时将玻璃板放在浅盘上,并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓范围内正方形的个数,并求得油膜的面积E.根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d=,即油酸分子的大小2.[2018江西南宁毕业班摸底联考,33(1)][多选]运用分子动理论的相关知识,判断下列说法正确的是( )A.分子间距离增大时,可能存在分子势能相等的两个位置B.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关C.某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏加德罗常数可表示为N A=D.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动不是布朗运动E.生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成3.[2017河北衡水中学9月大联考,17(1)][多选]下列说法正确的是()A.单晶体在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样B.热量不可能从低温物体向高温物体传递C.一定质量的理想气体,保持气体的压强不变,温度越高,体积越大D.功可以完全转化为热量,而热量不能完全变为功,即不可能从单一热源吸热使之全部变为有用的功E.若气体的温度不变,压强增大,说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多4.[2017安徽合肥高三第三次质量检测,33(1)][多选]下列说法正确的是()A.相对湿度与同温度水的饱和汽压无关B.松香在熔化过程中温度不变,分子平均动能不变C.若一个系统与另一个系统达到热平衡,则两系统温度一定相同D.若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量,则压强一定增大E.液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离略大于平衡距离5.[2017湖南师大附中月考,18][多选]下列说法中正确的是()A.一定质量的理想气体的内能随着温度升高一定增大B.第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律C.当分子间距r>r0时,分子间的引力随着分子间距的增大而增大,分子间的斥力随着分子间距的增大而减小,所以分子力表现为引力D.大雾天气学生感觉到教室潮湿,说明教室内的相对湿度较大E.一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的6.[2017山东济南高三针对性训练,33(1)][多选]下列说法中正确的有()A.用气筒给自行车打气,越打越费劲,说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力B.合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体C.空载的卡车停在水平地面上,在缓慢装载沙子的过程中,车胎不漏气,胎内气体可视为理想气体,温度不变,不计分子间势能,则胎内气体对外放热D.汽车尾气中含有多种有害气体污染空气,可以想办法使它们自发分离,既清洁了空气又变废为宝E.PM 2.5是指空气中直径等于或小于2.5 μm的悬浮颗粒物,在空中做无规则运动,它是空气中分子无规则热运动的反映7.[2017湖北武汉5月模拟,33(1)][多选]如图所示,在一定质量的理想气体压强随体积变化的p-V图象中,气体先后经历了ab、bc、cd、da四个过程,其中ab垂直于cd,ab垂直于V轴且与p轴平行,bc、da是两条等温线.下列判断正确的是()A.气体在状态a时的温度低于在状态c时的温度B.从a→b的过程,气体分子密集程度不变,分子平均动能增加C.从a→b→c的过程,气体密度不断减小,温度先升高后不变D.从c→d的过程,气体放出的热量大于外界对气体做的功E.从a→b→c→d的过程,设气体对外做功为W1,外界对气体做功为W2,气体吸热为Q1,放热为Q2,则W1-W2<Q1-Q2二、非选择题(共29分)8.[2018甘肃重点中学第一次联考,13(2),10分]如图所示,两个截面积都为S的圆柱形容器,右边容器高为H,上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞.两容器由装有阀门的极细管道相连,容器、活塞和细管都是绝热的.开始时阀门关闭,左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直到系统达到新的平衡,此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍,已知外界大气压强为p0,求此过程中气体内能的增加量.9.[2018广东湛江高三调研,33(2),10分]一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系如图所示,气体在状态A时的压强p A=p0,温度T A=T0,体积V A=V0,线段AB与V轴平行,线段AC 与T轴平行,BC的延长线过原点.(1)求气体在状态B时的压强p B;(2)气体从状态A变化到状态B的过程中,对外界做的功为10 J,该过程中气体吸收的热量Q 为多少?(3)求气体在状态C时的压强p C和温度T C.10.[2018河北武汉重点中学起点考试,17(2),9分]两端开口、粗细均匀的足够长U形玻璃管插在容积很大的水银槽中,管的上部有一定长度的水银,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中.开启阀门A,各水银液面稳定时,位置如图所示,此时两部分气体温度均为300 K.已知h1=5 cm,h2=10 cm,右侧气体柱长度L1=60 cm,大气压为p0=75 cmHg.(1)求左侧竖直管内气体柱的长度L2;(2)关闭阀门A,当右侧竖直管内的气体柱长度为L'1=68 cm时(管内气体未溢出),气体温度应升高到多少?一、选择题(每小题5分,共30分)1.[多选]下列说法正确的是()A.悬浮在液体中的小颗粒越小,布朗运动越明显B.一定质量的气体,在体积膨胀的过程中,内能一定减小C.有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体D.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关E.自然界凡是符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生2.[多选]以下说法正确的是()A.已知阿伏加德罗常数、铜的摩尔质量和密度,可算出铜原子的直径B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.布朗运动指的是悬浮在液体中的固体小颗粒的分子运动D.当两分子间距离大于平衡位置的距离r0时,分子间的距离越大,分子势能越小E.温度升高时,分子热运动的平均速率一定增大,但并非所有分子的速率都增大3.[多选]如图所示为分子间作用力与分子间距离的关系图,其中c点的横坐标表示分子力为零时分子间的距离,下列与分子间作用力和分子势能的有关说法正确的是 ()A.分子间距离x=c时,分子不受引力和斥力B.分子间距离由x=d增加到x=c时,分子的引力和斥力都减小C.分子间距离x=b时,分子的引力达到最大值D.分子间距离x=c时,分子势能最小E.分子间距离由x=c变化到x=a过程中,图线与x轴围成的面积大小为分子势能的增加量4.[多选]以下说法正确的是()A.分子间距离增大时,分子势能也增大B.已知某种液体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N A,则该液体分子间的平均距离可以表示为或C.空气压缩到一定程度很难再压缩是因为分子间存在斥力的作用D.液体的饱和汽压与温度以及液体的种类有关E.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动5.一定质量的理想气体,由状态a经b变化到c,如图所示,则下图中能正确反映出这一变化过程的是()6.[多选]下列说法正确的是()A.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的B.一定质量的气体在绝热膨胀的过程中,温度一定降低C.内能不同的物体,它们的分子热运动的平均动能可能相同D.一定质量的气体在等容变化的过程中吸热,内能不一定增加E.热量可以由低温物体传给高温物体二、非选择题(共36分)7.[10分]孔明灯是一种古老的汉族手工艺品,在古代多作军事用途,现代人放孔明灯多作为祈福之用.如图所示,孔明灯的质量m=0.2 kg、体积恒为V=1 m3,空气温度t0=27 ℃,大气压强p0=1.013×105 Pa,该条件下空气密度ρ0=1.2 kg/m3.重力加速度g=10 m/s2.对灯内气体缓慢加热,直到灯刚能浮起时,求:(1)灯内气体密度ρ;(2)灯内气体温度t.8.[10分]一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图所示,p-T图象和V-T图象各记录了其部分变化过程,试求:图甲图乙(1)温度为600 K时气体的压强;(2)在p-T图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整.9.[10分]在一个密闭的气缸内有一定质量的理想气体,如图2所示是它从状态A变化到状态B的V-T图象,已知AB的反向延长线通过坐标原点O,气体在状态A时的压强为p=1.0×105Pa,在从状态A变化到状态B的过程中,气体吸收的热量Q=7.0×102J,求此过程中气体内能的增量ΔU.图1图210.[6分]如图所示,粗细均匀、上端封闭的三通细玻璃管中用水银与活塞封闭了两段温度相同、长度分别为l A=25 cm和l B=30 cm的理想气体A、B,竖直管中两段水银柱长均为h=15 cm,水平管中水银柱足够长,右端和大气相通,大气压强p0=75 cmHg.现缓慢抽动玻璃管下端的活塞,使A、B两部分气体体积相同,求活塞下移的距离.答案:1.ABD抽开隔板,气体自发扩散过程中,气体对外界不做功,与外界没有热交换,因此气体的内能不变,A项正确,C项错误;气体在被压缩的过程中,外界对气体做正功,D项正确;由于气体与外界没有热交换,根据热力学第一定律可知,气体在被压缩的过程中内能增大,因此气体的温度升高,气体分子的平均动能增大,B项正确,E项错误.2.C PM10表示直径小于或等于1.0×10-5m的悬浮颗粒物,A项错误;PM10悬浮在空气中,受到的空气分子作用力的合力等于其所受到的重力,B项错误;由题意推断,D项错误;PM10和大颗粒物的悬浮是由于空气分子的撞击,故它们都在做布朗运动,C项正确.3.CDE 温度相同的气体分子平均动能相同,仅质量相同,分子质量不同的气体,所含分子数不同,气体的动能也不同,所以内能不一定相同,A项错误;气体的内能与整体运动的机械能无关,B项错误;理想气体等温压缩过程中,其内能不变,C项正确;理想气体不考虑分子间相互作用力,分子势能为零,一定量的气体,分子数量一定,温度相同时分子平均动能相同,由于内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和,所以D项正确;由盖-吕萨克定律可知,一定量的理想气体,等压膨胀过程中,温度一定升高,则其内能一定增加,E项正确.4.C温度是分子平均动能的宏观标志,即气体温度升高,分子平均动能增大,但并不是每个分子的速率都增大,B项错误,C项正确;理想气体分子间作用力和分子势能可忽略不计,A、D 项错误.5.B当分子间的相互作用力表现为斥力时,分子间距离减小分子势能增大,所以A项错误;温度越高,分子热运动越剧烈,所以B项正确;温度越高,热运动速率大的分子数所占总分子数的比例越大,所以C项错误;因为多晶体的物理性质具有各向同性,所以D项错误.6.BC墨滴入水后碳粒的运动是布朗运动,是由于受水分子撞击不平衡引起的,是水分子无规则运动的反映,碳粒越小,布朗运动越明显,综上所述,选项A、D错误,选项B、C正确.7.D某一温度下气体分子的麦克斯韦速率呈“中间多,两头少”的分布,故选项D正确.8.(i)330 K(ii)1.01×105 Pa解析:(i)设初始时气体体积为V1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为V2,温度为T2.由题给条件得V1=S2(l-)+S1()①V2=S2l ②在活塞缓慢下移的过程中,用p1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p)③。