2020年高考物理计算题强化专练-热学解析版

合集下载

高考物理真题(2020-2022)专项演练—热学(含解析)

解得
（2）设当A中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为p，则此时Ⅳ内的气体压强也等于p，设此时Ⅳ内的气体的体积为V，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体被压缩的体积为V0-V，则对气体Ⅳ
对Ⅱ、Ⅲ两部分气体
联立解得
12、（2022·全国乙卷·T33（2））如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、m，面积分别为、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。
【答案】；10m
【解析】
对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知
即
解得
根据
解得
h=10m
11、（2022·全国甲卷·T33（2））如图，容积均为、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为、温度为的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通：汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为和、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。
（1）此时上、下部分气体的压强；
（2）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。
【答案】（1），；（2）
【解析】
（1）旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知
解得旋转后上部分气体压强为
旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为，则
解得旋转后下部分气体压强为
（2）对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知

【2020】最新高考物理热学复习试题-Word版试卷及答案解析

一、选择题1. 一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”（1）关于气球内气体的压强，下列说法正确的是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（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(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7. 假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数,每人每小时可以数5 000个,不间断地数,则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023 mol-1) ( )A.10年B.1千年C.10万年D.1千万年答案： CA.弯管左管内外水银面的高度差为hC.若把弯管向下移动少许,右管内的水银柱沿管壁上升D.若环境温度升高,右管内的水银柱沿管壁上升答案： ACD9.已知地球半径约为 6.4×106 m,空气的摩尔质量约为29×10-3kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为 ( )A.4×1016 m3B.4×1018 m3C.4×1020 m3D.4×1022 m3答案： B10.对一定量的气体,下列说法正确的是( )A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.气体分子的热运动越剧烈,气体温度就越高C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的答案： BC11.已知理想气体的内能与温度成正比,如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线则在整个过程中气缸内气体的内能 ( )B.先减小后增大C.单调变化D.保持不变答案：B12.下列说法正确的是( )B.热量只能从高温物体向低温物体传递C.遵守热力学第一定律的过程一定能实现D.做功和热传递是改变物体内能的两种方式答案： D13.地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交换忽略不计,已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能) ( )A.体积减小,温度降低B.体积减小,温度不变C.体积增大,温度降低D.体积增大,温度不变答案： C(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水,一段时间后,整杯水都变成了红色.这一现象在物理学中称为现象,是由于分子的而产生的,这一过程是沿着分子热运动的无序性的方向进行的.答案： (1)大分子引力 (2)扩散无规则运动(热运动) 增加15.如图所示,喷雾器内有10 L水,上部封闭有1 atm的空气2 L.关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3 L(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体).(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因.答案：(1)2.5 atm 温度不变,分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加(2)吸热气体对外做功而内能不变,根据热力学第一定律可知气体吸热16.（I）下列说法正确的是（A）气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和；（C）功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功；（D）热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体；（E）一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小；（1）氦气在停止加热前的体积；（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。

专题4 热学（解析版）

2020年各地高考模拟物理试题分项解析（二）专题15 热学一．选择题1. （5分）（2020高考模拟示范卷1）下列说法中正确的是_________（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）A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B．气体的体积指的是该气体所有分子的体积之和C．布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动D．在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变E．被踩扁的乒乓球（表面没有开裂）放在热水里浸泡，恢复原状的过程中，球内气体对外做正功的同时会从外界吸收热量【参考答案】ADE【名师解析】气体放出热量，若同时外界对气体做功，且做功的数值大于放出的热量的数值，气体分子的平均动能可能增大，选项A正确；气体的体积通常指的是盛气体的容器的容积，而不是该气体所有分子的体积之和，选项B错误；布朗运动的激烈程度跟温度有关，但是布朗运动不叫热运动，分子的无规则运动叫做热运动，选项C错误；饱和汽的压强仅与温度有关，与饱和汽的体积无关，选项D正确；被踩扁的乒乓球放在热水里浸泡，在恢复原状的过程中，气体体积增大，气体对外做功，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律，球内气体从外界吸收热量，选项E正确。

2．（2020山东淄博质检）给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加【参考答案】A【名师解析】在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，分子平均动能不变，不计分子间势能，则胎内气体内能不变，选项CD错误；在缓慢放水过程中，压强减小，体积增大，对外界做功，由热力学第一定律，从外界吸热，选项A正确B错误。

3．（2020山东淄博质检）2020年初，新冠病毒来袭。

我国广大医务工作者表现出无私无畏的献身精神，给国人留下了深刻的印象。

2020年高考物理实验题强化专练-研究匀变速直线运动含答案

实验题强化专练-研究匀变速直线运动一、实验题（本大题共5小题，共25.0分）1.某实验小组利用如图1示的装置探究小车做匀变速直线运动规律（1）对于该实验，下列说法正确的是______A．实验前应抬高木板，使小车匀速下滑后再做次实验B．打点计时器的电源应选交流电源C．应保证小车质量远大于钩码质量D．开始时应让小车尽量靠近打点计时器（2）在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已知在每条纸带每5个计时点取好一个计数点，两个计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点时间顺序编号为0、1、2、3、4、5，由于不小心，纸带被撕断了，如图2所示。

请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答①在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应是______。

②打A纸带时，物体的加速度大小是______m/s2。

（3）在（2）的条件下，若每个点到0点距离为d，每个点的瞬时速度为v，做出v2-d的图象，该图象斜率的值应为______。

2.在做“研究匀变速直线运动”的实验中：（1）实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计。

其中在本实验中不需要的器材是______。

（2）某同学想用纸带求出小车的加速度。

电源频率f=50Hz，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点。

因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：S A=16.6mm、S B=126.5mm、S D=624.5mm。

可由以上信息推知：①相邻两计数点的时间间隔为______s；②打C点时物体的速度大小为______m/s（取2位有效数字）；③物体的加速度大小为______（用S A、S B、S D和f表示，不必计算结果）3.如图所示为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中某时刻的照片，（1）按照实验要求应该______A．先释放小车，再接通电源B．先接通电源，再释放小车C．同时释放小车和接通电源（2）如图为在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中得到的纸带，从中确定五个计数点，量得：d1=8.00cm，d2=17.99cm，d3=30.00cm，d4=44.01cm，每相邻两个计数点间的时间间隔是0.1s．则打C点时小车的速度v C=______m/s，小车的加速度a=______m/s2．（结果保留2位有效数字）4.图示纸带记录的为在研究匀变速直线运动规律的实验中小车的运动情况，A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1s，则：（计算结果保留两位有效数字）（1）下列操作中正确的有______（填选项代号）A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端C．应先接通电源，后释放小车D．电火花计时器应使用低压交流电源（2）D点的瞬时速度大小为______m/s；（3）运动小车的加速度大小为______m/s2；（4）若电源实际频率高于50Hz，计算时仍按照50Hz计算，则加速度大小的测量值比真实值______（选填“偏大”“偏小”或“不变）。

2020年高考物理实验题强化专练-探究加速度与力、质量的关系含答案

实验题强化专练-探究加速度与力、质量的关系一、实验题（本大题共5小题，共25.0分）1.为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置。

其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。

（滑轮质量不计）（1）实验时，一定要进行的操作是______；A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E．减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2（结果保留三位有效数字）；（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图丙a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。

2.为了测量两个质量不等沙袋的质量，由于没有可直接测量的工具（如天平、弹簧秤等），某实验小组应用下列器材测量：轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略）、一套总质量为m=0.5kg砝码，细线、米尺、秒表，他们根据所学的物理知识改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量（g取10m/s2）．具体操作如下：（1）实验装置如图所示，设左右两边沙袋的质量分别为m2、m1；（2）从m中取出质量为△m的砝码放在右边沙袋中（剩余砝码都放在左边沙袋中，发现质量为m1的沙袋下降，质量为m2的沙袋上升（质量为m1的沙袋下降过程未与其他物体相碰）；（3）用米尺测出质量为m1的沙袋从静止开始下降的距离h，用秒表测出质量为m1的沙袋下降距离h所对应的时间t，则可求沙袋的加速度大小为a=______；（4）改变右边砝码的质量△m，测量相应的加速度a，得到多组△m及a的数据，作出“a～△m”图线；（5）若求得图线的斜率k=4m/kg•s2，截距为b=2m/s2，沙袋的质量m1=______ kg，m2=______kg．3.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图1的实验装置。

2020年高考物理《热学》专题训练卷及答案解析

2020年高考物理热学专题训练卷一、选择题1.对于实际的气体，下列说法正确的是A．气体的内能包括气体分子的重力势能B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的体积变化时，其内能可能不变E．气体的内能包括气体分子热运动的动能解析气体的内能是指所有气体分子热运动的动能和相互作用的势能之和，不包括分子的重力势能和气体整体运动的动能，选项A、C错误，B、E正确；气体体积变化时，其分子势能可能增加、可能减小，而分子的动能可能增加、可能减小，其内能可能不变，选项D 正确。

答案BDE2.如图所示，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解析由于隔板右侧是真空，隔板抽开后，气体自发扩散至整个汽缸，并不做功也没有热量交换，所以自发扩散前后内能相同，故选项A正确，选项C错误；气体被压缩过程中，外界对气体做功，没有热量交换，根据ΔU＝W＋Q，气体的内能增大，故选项B、D正确；气体被压缩过程中，温度升高，分子平均动能增大，故选项E错误。

答案ABD3.下列说法中正确的是A．石墨和金刚石是晶体，玻璃和木炭是非晶体B．同种元素形成的晶体只能有一种排列规律C．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的D．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点E．晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的解析根据晶体和非晶体的特性和分类知A项正确；同种元素原子可以按不同结构排列，即具有不同的空间点阵，物理性质则不同，如石墨和金刚石，B项错误；晶体的分子(或原子、离子)排列规则，构成空间点阵，非晶体的分子(或原子、离子)排列不规则，C项正确；由于物质内部原子排列的明显差异，导致了晶体与非晶体物理化学性质的巨大差别，晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，D项正确；单晶体的物理性质是各向异性的，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的，故E项错误。

专辑15 热学(解析版)-2020年高考全国10套物理试题分项汇编

2020年全国全部10套高考物理试题全解全析汇编热学一、2020年高考物理试卷情况：1、全国I卷：河南、河北、湖南、湖北、山西、江西、安徽、广东、福建2、全国II卷：甘肃、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、新疆、陕西、重庆3、全国III卷：云南、广西、贵州、四川、西藏4、北京卷5、天津卷6、江苏卷7、浙江卷（1月卷和7月卷）8、山东卷9、海南卷二、2020年高考物理试题赏析：1、（2020·山东卷·T6）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。

已知三个状态的坐标分别为a（V0，2p0）、b（2V0，p0）、c（3V0，2p0）以下判断正确的是（）A. 气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功B. 气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量C. 在c→a过程中，外界对气体做功小于气体向外界放出的热量D. 气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量【答案】C【解析】A ．根据气体做功的表达式W Fx pSx p V ===⋅∆可知p V -图线和体积横轴围成的面积即为做功大小，所以气体在a b →过程中对外界做的功等于b c →过程中对外界做的功，A 错误；B ．气体从a b →，满足玻意尔定律pVC =，所以a b T T =所以0ab U ∆=，根据热力学第一定律U Q W ∆=+可知0ab ab Q W =+气体从b c →，温度升高，所以0bc U ∆>，根据热力学第一定律可知bc bc bc U Q W ∆=+结合A 选项可知0ab bc W W =<所以bc ab Q Q >b c →过程气体吸收的热量大于a b →过程吸收的热量，B 错误；C ．气体从c a →，温度降低，所以0ca U ∆<，气体体积减小，外界对气体做功，所以0ca W >，根据热力学第一定律可知ca Q <0，放出热量，C 正确；D ．理想气体的内能只与温度有关，根据a b T T =可知从ca bc T T ∆=∆所以气体从c a →过程中内能的减少量等于b c →过程中内能的增加量，D 错误。

2020年高考物理计算题强化专练-热学含答案

计算题强化专练-热学一、计算题（本大题共5小题，共50.0分）1.如图所示，质量为m=6kg的绝热气缸（厚度不计），横截面积为S=10cm2，倒扣在水平桌面上（与桌面有缝隙），气缸内有一绝热的“T”型活塞固定在桌面上，活塞与气缸封闭一定质量的理想气体，活塞在气缸内可无摩擦滑动且不漏气．开始时，封闭气体的温度为t0=27℃，压强P=0.5×105P a，g取10m/s2，大气压强为P0=1.0×105P a．求：①此时桌面对气缸的作用力大小；②通过电热丝给封闭气体缓慢加热到t2，使气缸刚好对水平桌面无压力，求t2的值．2.如图所示，用质量为m=1kg、横截面积为S=10cm2的活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。

开始时活塞距气缸底的高度为h=10cm且气缸足够高，气体温度为t=27℃，外界大气压强为p0=1.0×105Pa，取g=10m/s2，绝对零度取-273℃．求：（i）此时封闭气体的压强；（ii）给气缸缓慢加热，当缸内气体吸收4.5J的热量时，内能的增加量为2.3J，求此时缸内气体的温度。

3.如图所示，竖直放置的U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为l，温度为T的空气柱，左右两管水银面高度差为hcm，外界大气压为h0cmHg .(1)若向右管中缓慢注入水银，直至两管水银面相平(原右管中水银没全部进入水平部分)，求在右管中注入水银柱的长度h1(以cm为单位)；(2)在两管水银面相平后，缓慢升高气体的温度至空气柱的长度变为开始时的长度l，求此时空气柱的温度T′.4.一内壁光滑、粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一轻活塞．初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示．已知大气压强p0=75cmHg，环境温度不变．（1）求右侧封闭气体的压强p右；（2）现用力向下缓慢推活塞，直至管内两边水银柱高度相等并达到稳定．求此时右侧封闭气体的压强p右；（3）求第(2)问中活塞下移的距离x．5.如图所示，用细管连接A、B两个绝热的气缸，细管中有一可以自由移动的绝热活塞M，细管容积不计。

2020学年高考物理专题08静电场备考强化训练19带电粒子在电场中的直线运动新人教版

强化训练19 带电粒子在电场中的直线运动本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。

其目的在于：了解电容器的结构，理解平行板电容器及其电容决定式的意义。

通过本训练把握带电粒子在电场中运动的知识，熟悉利用电学搭台、力学唱戏的方法，分析和解决带电粒子在电场中运动的规律，以便了解本类知识在现代技术中的应用。

一、破解依据㈠电容：⑴定义式,计算式C=Q/U*⑵平行板电容器的电容 C=εS/4πKd S:两极板正对面积 d:两极板间的垂直距离 *⑶两个电容器的串、并联：21C C C +=并，）（串2121C C C C C +=。

㈡电场力及其功：若不计带电粒子的重力，无论均匀或不均匀电场，则电场力做的功都等于动能的增量。

⑴ma d qU qE F ===, 2r kQ q F ⋅=⑵2022121mv mv qU qEd Fd W t -==== ；)11(B A AB AB r r kQ q qU W -⋅== ㈢电势能及其变化：则用AA A r kQq q ⋅==ϕε及.AB AB W =∆ε㈣电加速、电偏转：⑴加速运动 (Vo=0) W=ΔE K qu=mV t 2/2 ，11)2(m qU v =，⑵类平抛运动 a=F/m=qE/m ，y =at 2/2；侧移：d U l U d mv l qU aty 12220222422===，方向：d U l U d mv l qU 122022tan ==ϕ二、精选习题㈠选择题（每小题5分，共40分） ⒈（16浙江）以下说法正确的是A ．在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低B ．外力对物体所做的功越多，对应的功率越大C ．电容器电容C 与电容器所带电荷量Q 成正比D ．在超重和失重现象中，地球对物体的实际作用力发生了变化2.（16新课标I ）一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。

若将云母介质移出，则电容器（）A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变3.（16天津）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P 点的点电荷，以E 表示两板间的电场强度，p E 表示点电荷在P 点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。

2020年高考物理计算题强化专练-力学综合含答案

计算题强化专练-力学综合一、计算题（本大题共5小题，共84.0分）1.如图所示，粗糙水平地面与半径为R=0.5m的粗糙半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上．质量为m=1kg的小物块在水平恒力F=15N的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到B点时撤去F，小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点，已知A、B间的距离为3m，小物块与地面间的动摩擦因数为0.3，重力加速度g取10m/s2．求：（1）小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小．（2）小物块离开D点后落到地面上的点与B点之间的距离．2.如图，一质量M=2.0kg的长木板AB静止在水平面上，木板的左侧固定一半径R=0.60m的四分之一圆弧形轨道，轨道末端的切线水平，轨道与木板靠在一起，且末端高度与木板高度相同．现在将质量m=1.0kg的小铁块（可视为质点）从弧形轨道顶端由静止释放，小铁块到达轨道底端时的速度v0=3.0m/s，最终小铁块和长木板达到共同速度．忽略长木板与地面间的摩擦．取重力加速度g=10m/s2．求：①小铁块在弧形轨道上滑动过程中克服摩擦力所做的功W f；②小铁块和长木板达到的共同速度v．3.如图，一块质量为，长的匀质木板放在足够长的光滑水平桌面上，初始时速度为零板的最左端放置一个质量的小物块，小物块与木板间的动摩擦因数为，小物块上连接一根足够长的水平轻质细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮细绳与滑轮间的摩擦不计，木板右端与滑轮之间距离足够长，求：若木板被固定，某人以恒力向下拉绳，则小木块滑离木板时的速度大小；若不固定木板，某人仍以恒力向下拉绳，则小木块滑离木板时的速度大小；若人以恒定速度向下匀速拉绳，同时给木板一个水平向左的初速度，求木块滑离木板所用的时间．4.如图所示，固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道，轨道半径R=0.6m。

平台上静止着两个滑块A、B，m A=0.1kg，m B=0.2kg，两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车，静止在光滑的水平地面上。

2020高考物理二轮专题复习专题15 多挡位电热器的相关计算(解析版)

专题15 多挡位电热器的相关计算多挡位电热器是焦耳定律的一个重要应用，涉及到电热、电功、电功率的综合性问题，是电学问题的重点和难点。

多挡位电热器的相关计算是中考中一个重要的考点，更侧重电功率的考查。

通过多挡位电热器的考查，能很好的考查学生对电路结构的认识，同时更能考查对电功率和电热的计算能力。

1、多挡位电热器是利用电流的热效应工作的。

电热器电路是纯电阻电路，一般接在家庭电路，电压为220V ，是个常量，所以：（1）比较电热的多少一般用Q=W=2U Rt ，比较功率的大小用2=U P R 。

（2）如果已知各挡功率，计算电热（电功）用Q=W=Pt 。

（3）如果没有已知功率，通常通过2=U P R 计算出电功率，再用Q=W=2U Rt 计算电热。

当然根据题目已知也可以用其他公式进行计算。

2、多个加热电阻的电热器：多挡位电热器，顾名思义，电热器有多个挡位，不同挡位电功率不同。

由于用电器多接在220V 电压下工作，所以依据2U P R可知： ①当电路中电阻越大，电功率越小，为低挡位（保温挡）工作； ②当电路中电阻越小，电功率越大，为高挡位（加热挡）工作； ③当电阻介于大电阻和小电阻之间时，为中温挡。

通常家用多挡电热器是通过改变开关状态，改变工作电路结构，从而改变用电器消耗的电功率，实现高温挡、中温挡和低温挡的转换的。

高温挡——通过开关的转换，实现电路的并联，并联支路越多，电阻越小，功率越大，温度越高；低温挡——通过开关的转换，实现电路的串联联，串联电阻越多，电阻越大，功率越小，温度越低； 3、只有一个加热电阻的电热器：串联电阻分压，使加热管的电压改变从而引起电功率变化。

这类题目中要特别注意区分加热电阻和分压电阻，分压电阻的电热是不能用来加热的。

4、电热器是用来加热的，所以常常与比热容相关计算联系起来，考查被加热的物质吸收的热量、温度变化等，进而计算加热效率。

被加热的物质吸收的热量Q 吸=cm △t ，消耗的电能W=Pt ，加热效率100%Q Wη=⨯吸。

2020届高考物理专题训练：热学(两套附详细答案解析)

A．打开 K1，h1、h2 和 h3 均变为零 B．打开 K1，h1 增大，h2 和 h3 均变为零 C．打开 K2，h1、h2 和 h3 均变为零 D．打开 K2，h1、h2、h3 的长度保持不变【答案】D 【解析】设 h1＝h2＝h3＝h，由题图可知，中间封闭气体的压强 p＝p0－h2＝p0－h<p0，左边气体压强 pa＝p－h3＝p－h＝p0－2h<p0；打开 K1，中间部分气体压强等于大气压强 p0，则 h2 和 h1 均变为零，左边气体压强变大，气体体积减小，h3 增大，故 A、B 错误；打开 K2，各部分气体压强均不变，则 h1、h2、h3 均不变，故 C 错误，D 正确。 5．如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的 3 倍，细筒足够长，粗筒中 A、B 两轻质活塞间封有气体，气柱长 L＝20 cm。活塞 A 上方的水银深 H＝10 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞 B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞 B 缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强 p0 相当于 75 cm 高的水银柱产生的压强，则此时封闭气体的压强为( ) A．100 cmHg B．95 cmHg C．85 cmHg D．75 cmHg 【答案】B
C．用浅盘装入约 2 cm 深的水；
D．用公式 d＝VS，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小；
E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 V。
故 D 错误。
9．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( )
A．晶体和非晶体均存在固定的熔点 T0 B．曲线 M 的 bc 段表示固液共存状态 C．曲线 M 的 ab 段表示固态、曲线 N 的 ef 段不表示固态 D．曲线 M 的 cd 段、曲线 N 的 fg 段均表示液态【答案】BC 【解析】只有晶体存在固定的熔点 T0，曲线 M 的 bc 段表示固液共存状态，曲线 M 的 ab 段表示固态，曲线 N 的 ef 段不表示固态，曲线 N 的 fg 段不表示液态，选项 B、C 正确，A、D 错误。 10．下列说法正确的是( ) A．分子间距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大 B．当分子间的作用力表现为引力时，随分子间距离的增大，分子势能增大 C．一定质量的理想气体发生等温膨胀，一定从外界吸收热量 D．一定质量的理想气体发生等压膨胀，一定向外界放出热量 E．熵的大小可以反映物体内分子运动的无序程度【答案】BCE 【解析】分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，选项 A 错误；当分子间的作用力表现为引力时，随分子间距离的增大，分子势能增大，选项 B 正确；一定质量的理想气体发生等温膨胀，温度不变，内能不变，对外做功，一定从外界吸收热量，选项 C 正确；一定质量的理想气体发生等压膨胀，对外做功，根据盖—吕萨克定律，等压膨胀，温度一定升高，内能增大，一定吸收热量，选项 D 错误；熵是系统内分子运动无序性的量度，其大小可以反映物体内分子运动的无序程度，选项 E 正确。 11．如图，一定质量的理想气体从状态 a 开始，经历过程①、②、③、④到达状态 e。对此气体，下列说法正确的是( ) A．过程①中气体的压强逐渐减小 B．过程②中气体对外界做正功 C．过程④中气体从外界吸收了热量 D．状态 c、d 的内能相等 E．状态 d 的压强比状态 b 的压强小【答案】BDE 【解析】过程①气体发生等容变化，温度升高，根据pTV＝C 可知气体压强增大，故 A 错误；

物理专题强化热学计算(解析版)

物理专题强化1 热学计算例1．如图所示，水平放置的导热气缸A 和B 底面积相同，长度分别为2L 和L ，两气缸通过长度为L 的绝热管道连接；厚度不计的绝热活塞a 、b 可以无摩擦地移动，a 的横截面积为b 的两倍．开始时A 、B 内都封闭有压强为p 0、温度为T 0的空气，活塞a 在气缸A 最左端，活塞b 在管道最左端．现向右缓慢推动活塞a ，当活塞b 恰好到管道最右端时，停止推动活塞a 并将其固定，接着缓慢加热气缸B 中的空气直到活塞b 回到初始位置，求（i ）活塞a 向右移动的距离；（ii ）活塞b 回到初始位置时气缸B 中空气的温度．【答案】(i) 76x L = (ii) 0125T T = 【解析】【详解】(i)设绝热活塞b 到达管道口右边且右端面与管口齐平时，A 气缸中的活塞a 向右移动x ，此时A 、B 中气体压强为p ，则：对A 气体：()01222p LS p L x S LS ⎡⎤⋅=-+⎢⎥⎣⎦对B 气体：012p LS LS pLS ⎛⎫+=⎪⎝⎭联立解得： 032p p =，76x L = (ii)设气缸B 的温度为T 、压度为p '时，绝热活塞b 回到初始位置，对气体B: 012p LS LS pLST T⎛⎫+ ⎪⎝⎭=' 对气体A: ()()1222p L x S LS p L x S ⎡⎤-+=-⎢⎥⎣'⎦联立解得：0125T T =拓展练习1．中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器--哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的、导热性良好的平底大烧瓶．在一次实验中，体积为V =1L 的瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个截面积为S =2cm 2的轻质橡皮塞，橡皮塞与玻璃瓶间的最大静摩擦f m =60N ．瓶内由气球和轻质橡皮塞封闭一定质量的气体，不计实验开始前气球中的少量气体和气球膜厚度，向气球中缓慢打气，假设气球缓慢膨胀过程中球内外气压近似相等．已知：实验室环境温度T =290K 恒定，环境空气密度ρ=1.20kg /m 3，压强为标准大气压P 0=105pa ，求：（1）橡皮塞被弹出时瓶内气体的压强（2）为了使橡皮塞被弹出，需要向气球内打入空气的质量【答案】①5410Pa ⨯ ②3.6×10－3kg【解析】【详解】①橡皮塞即将弹出时对瓶塞受力分析得： pS=p 0S+f m 解得：50410mf p p S=+=⨯Pa ②瓶内气体等温变化: p 0V=pV 1 则 V 1= 0.25L对气球内气体：体积V 2=V －V 1=0.75L 气球内气体压强也为p 等温变化： p 0V 0=pV 2 可得 V 0= 3L打入空气质量 m=ρV 0=3.6×10－3kg例2．如图，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端封闭的竖直管相连，气缸和竖直管均导热，气缸与竖直管的横截面积之比为3：1，初始时，该装置底部盛有水银；左右两边均封闭有一定质量的理想气体，左边气柱高24cm ，右边气柱高22cm ；两边液面的高度差为4cm ．竖直管内气体压强为76cmHg ，现使活塞缓慢向下移动，使气缸和竖直管内的水银面高度相差8cm ，活塞与气缸间摩擦不计．求①此时竖直管内气体的压强； ②活塞向下移动的距离．【答案】①288cmHg P = ②h 5cm =【解析】试题分析：①先以右侧气体为研究对象，找出初末状态的参量，根据根据玻意尔定律求压强；②再以左侧气体为研究对象，找出初末状态的参量，根据根据玻意尔定律求气柱的长度，然后根据几何关系求解活塞向下移动的距离。

2020高考物理专题13 热学(讲)(解析版)

专题十三热学本专题主要解决的是分子动理论和热力学定律，并从宏观和微观角度理解固、液、气三态的性质。

新课程标准对本部分内容要求较低，《考试说明》明确提出“在选考中不出现难题”，高考命题的形式基本上都是小题的拼盘。

高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方面：①分子大小的估算；②分子动理论内容的理解；③物态变化中的能量问题；④气体实验定律的理解和简单计算；⑤固、液、气三态的微观解释和理解；⑥热力学定律的理解和简单计算；⑦油膜法测分子直径等内容。

预测高考会涉及在以下方面：利用阿伏伽德罗常数进行微观量估算和涉及分子动理论内容的判断性问题，以选择填空题形式命题；气体压强为背景的微观解释问题，以简答形式命题；以理想气体为研究对象考查气体性质和热力学定律的问题，以计算题的形式命题。

知识点一、固体、液体、气体微观量的估算 1．固体、液体微观量的估算 (1)分子数、分子质量的计算分子数N ＝nN A ＝m M 0N A ＝VV 0N A分子质量m ′＝M 0N A ，其中M 0为摩尔质量，V 0为摩尔体积，N A 为阿伏加德罗常数．(2)分子体积(分子所占空间)的估算方法每个分子的体积V ′＝V 0N A ＝M 0ρN A，其中ρ为固体(或液体)的密度． (3)分子直径的估算方法如果把固体分子、液体分子看成球体，则分子直径d ＝36V ′π＝36V 0πN A；如果把固体、液体分子看成立方体，则d ＝3V ′＝3V 0N A.利用油酸在水面上形成的单层分子膜，可得油酸分子的直径d ＝VS，其中V 、S 分别为油酸的体积和油膜的面积．2．气体分子微观量的估算(1)物质的量n＝V22.4，V为气体在标准状况下的体积，其单位为L.(2)分子间距的估算方法：倘若气体分子均匀分布，每个分子占据一定的空间，假设为立方体，分子位于每个立方体的中心，则每个小立方体的边长就是分子间距；假设气体分子占有的体积为球体，分子位于球体的球心，则分子间距等于每个球体的直径．特别提醒：(1)分子直径的数量级为10－10 m，因此求出的数据只在数量级上有意义．(2)阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁．知识点二、分子力做功及物体的内能1．分子力的特点分子间作用力(指引力和斥力的合力)随分子间距离变化而变化的规律是：(1)r<r0时表现为斥力；(2)r＝r0时分子力为零；(3)r>r0时表现为引力；(4)r>10r0以后，分子力变得十分微弱，可以忽略不计，如图11－1.图11－12．分子力做功的特点及势能的变化分子力做正功时分子势能减小;分子力做负功时分子势能增大.(所有势能都有同样结论:重力做正功重力势能减小、电场力做正功电势能减小.)图11－2由上面的分子力曲线可以得出如果以分子间距离为无穷远时分子势能为零，则分子势能随分子间距离而变化的图象如图11－2.可见分子势能与物体的体积有关，体积变化，分子势能也变化．3．物体的内能及内能变化特别提醒：内能与机械能不同．前者由物体内分子运动和分子间作用决定，与物体的温度和体积有关，具体值难确定，但永不为零；后者由物体的速度、物体间相互作用、物体质量决定，可以为零；内能和机械能在一定条件下可以相互转化．知识点三、气体性质的比较知识点四、分子动理论 1．分子动理论的内容：(1)物体是由大量分子组成的：分子直径的数量级为10－10m ．分子的大小可用油膜法估测：将油酸分子看成一个个紧挨在一起的单分子层，若用V 表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S 为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的油膜面积，则分子直径(大小)d ＝V S.(2)分子永不停息地做无规则运动：布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，既不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动；布朗运动现象说明液体分子在做无规则运动．(3)分子间同时存在着引力和斥力：二者均随分子间距的增大而减小，且分子斥力随分子间距变化得比较显著．分子力指引力和斥力的合力，当r ＝r 0(数量级是10－10m)时，分子力为零．2．气体压强的微观解释：气体压强是大量气体分子作用在单位面积器壁上的平均作用力．其微观决定因素是分子平均动能和分子密集程度，宏观决定因素是温度和体积．3．内能：物体内所有分子的动能与分子势能的总和．从微观上看，物体内能的大小由组成物体的分子数、分子平均动能和分子间距决定；从宏观上看，物体内能的大小由物质的量(摩尔数)、温度和体积决定．知识点五、热力学定律1．热力学第一定律：ΔU ＝Q ＋W2.热力学第二定律：反映了涉及内能的宏观过程的不可逆性．(1)克劳修斯表述(热传导的方向性)：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化． (2)开尔文表述(机械能和内能转化的方向性)：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．(第二类永动机不可能制成)知识点六、气体实验定律与理想气体的状态方程1．气体实验定律：等温变化——玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2；等容变化——查理定律：p 1p 2＝T 1T 2；等压变化——盖·吕萨克定律：V 1V 2＝T 1T 2.只适用于一定质量的气体．2．理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pVT＝C (恒量)．适用于一定质量的理想气体．高频考点一分子动理论内能例1. （2019·北京卷）下列说法正确的是（）A ．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B ．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C ．气体压强仅与气体分子的平均动能有关D ．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变【答案】A【解析】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化，内能是分子平均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强。

2020新课标高考物理练习：专题六热学含解析

1.(2020·山东等级考模拟)如图所示、水平放置的封闭绝热汽缸、被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a 、b 两部分．已知a 部分气体为1 mol 氧气、b 部分气体为2 mol 氧气、两部分气体温度相等、均可视为理想气体．解除锁定、活塞滑动一段距离后、两部分气体各自再次达到平衡态时、它们的体积分别为V a 、V b 、温度分别为T a 、T b .下列说法正确的是( )A.V a >V b 、T a >T bB ．V a >V b 、T a <T b C.V a <V b 、T a <T b D ．V a <V b 、T a >T b解析：选D.解除锁定前、两部分气体温度相同、体积相同、由pV ＝nRT 可知b 部分压强大、故活塞左移、平衡时V a <V b 、p a ＝p b .活塞左移过程中、a 气体被压缩内能增大、温度增大、b 气体向外做功、内能减小、温度减小、平衡时T a >T b .考情分析典题再现2.(2020·山东等级考模拟)如图所示、按下压水器、能够把一定量的外界空气、经单向进气口压入密闭水桶内．开始时桶内气体的体积V 0＝8.0 L 、出水管竖直部分内外液面相平、出水口与大气相通且桶内水面的高度差h 1＝0.20 m ．出水管内水的体积忽略不计、水桶的横截面积S ＝0.08 m 2.现压入空气、缓慢流出了V 1＝2.0 L 水．求压入的空气在外界时的体积ΔV 为多少？已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3、外界大气压强p 0＝1.0×105Pa 、取重力加速度大小g ＝10 m/s 2、设整个过程中气体可视为理想气体．温度保持不变.解析：设流出2 L 水后、液面下降Δh 、则Δh ＝V1S此时、瓶中气体压强p 2＝p 0＋ρg (h 1＋Δh )、体积V 2＝V 0＋V 1设瓶中气体在外界压强下的体积为V′、则p2V2＝p0V′初始状态瓶中气体压强为p0、体积为V0、故ΔV＝V′－V0解得ΔV＝2.225L.答案：见解析考情分析典题再现3.(20xx·高考全国卷Ⅰ)(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)热等静压设备广泛应用于材料加工中．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、改善其性能．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0.13 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2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体.①求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；②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.解析：(1)由于初始时封闭在容器中的空气的压强大于外界压强、容器和活塞绝热性能良好、容器中空气与外界没有热量交换、容器中的空气推动活塞对外做功、由热力学第一定律可知、空气内能减小．根据理想气体内能只与温度有关可知、活塞缓慢移动后容器中空气的温度降低、即容器中的空气温度低于外界温度．因压强与气体温度和分子的密集程度有关、当容器中的空气压强与外界压强相同时、容器中空气温度小于外界空气温度、故容器中空气的密度大于外界空气密度.(2)①设初始时每瓶气体的体积为V0、压强为p0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p1.假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时、其体积膨胀为V1.由玻意耳定律p0V0＝p1V1 ①被压入炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为V′1＝V1－V0 ②设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2、体积为V2.由玻意耳定律p2V2＝10p1V′1 ③联立①②③式并代入题给数据得p2＝3.2×107 Pa. ④②设加热前炉腔的温度为T0、加热后炉腔温度为T1、气体压强为p3.由查理定律p3 T1＝p2T0⑤联立④⑤式并代入题给数据得p3＝1.6×108 Pa.答案：(1)低于大于(2)①3.2×107 Pa②1.6×108 Pa考情分析命题研究本讲中近几年高考重点考查：对分子动理论、内能、热力学定律的理解、固体、液体和气体的性质的理解、气体实验定律、气体状态变化图象与理想气体状态方程的理解及应用．考查题型固定：(1)为“五选三”的选择式填空题、(2)为小型计算题．山东模考此部分为必考题型、在单项选择题和计算题中都有考查、特别注重理论的应用、在备考时仍要加强对2．对三个气体实验定律要有充分的理解(1)定律在温度不太低、压强不太大的情况下适用；(2)一定质量的理想气体做等容变化时、气体的压强跟摄氏温度不成正比； (3)气体做等容变化时、气体压强的变化量与温度的变化量成正比、即p1T1＝p2T2＝ΔpΔT＝C . 以上(2)和(3)对等压变化同样适用． 3．封闭气体压强的计算方法 (1)“活塞模型”求活塞封闭的气体压强时、一般以活塞为研究对象(有时取汽缸为研究对象)、分析它受到的气体压力及其他各力、列出受力的平衡方程、求解压强．如图所示、活塞静止于光滑的汽缸中、活塞质量为m 、面积为S 、被封闭气体的压强为p 、大气压强为p 0、活塞受力如图所示、由平衡条件得pS ＝p 0S ＋mg 、解得p ＝p 0＋mgS.(2)“液柱模型”求液柱封闭的气体压强时、一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程、要注意： ①液体因重力产生的压强大小为p ＝ρgh (其中h 为至液面的竖直高度)； ②不要漏掉大气压强、同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力；③有时直接应用连通器原理——连通器内静止的液体、同种液体在同一水平面上各处压强相等；④当液体为水银时、可灵活应用压强单位“cmHg ”等、使计算过程简洁． 4．应用气体实验定律的解题思路 (1)选择对象——某一定质量的理想气体；(2)找出参量——气体在始末状态的参量p 1、V 1、T 1及p 2、V 2、T 2；(3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列出方程——选用某一实验定律或状态方程、代入具体数值求解、并讨论结果的合理性．若为两部分气体、除对每部分气体作上述分析外、还要找出它们始末状态参量之间的关系、列式联立求解．【典题例析】(20xx·高考全国卷Ⅲ)如图、一粗细均匀的细管开口向上竖直放置、管内有一段高度为2.0 cm的水银柱、水银柱下密封了一定量的理想气体、水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置、水银柱下表面恰好位于管口处、且无水银滴落、管内气体温度与环境温度相同．已知大气压强为76 cmHg、环境温度为296 K.(1)求细管的长度；(2)若在倒置前、缓慢加热管内被密封的气体、直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止、求此时密封气体的温度．[解析](1)设细管的长度为L、横截面的面积为S、水银柱高度为h、初始时、设水银柱上表面到管口的距离为h1、被密封气体的体积为V、压强为p；细管倒置时、气体体积为V1、压强为p1.由玻意耳定律有pV＝p1V1 ①由力的平衡条件有p＝p0＋ρgh②p1＝p0－ρgh③式中、ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小、p0为大气压强．由题意有V＝S(L－h1－h) ④V1＝S(L－h) ⑤由①②③④⑤式和题给条件得 L ＝41 cm.⑥(2)设气体被加热前后的温度分别为T 0和T 、由盖－吕萨克定律有 V T0＝V1T⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得 T ＝312 K ．⑧[答案] (1)41 cm (2)312 K【题组突破】角度1 实验：探究气体压强与体积的关系 1.如图甲、“探究气体压强与体积的关系”实验中：(1)研究对象是________、实验中应保持不变的参量是________、它的体积由________直接读出、它的压强由________传感器等计算机辅助系统得到．(2)某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中、测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示、仔细观察“p ·V ”一栏中的数值、发现越来越小、造成这一现象的可能原因是________．序号 V (mL) p (×105 Pa) p ·V (×105 Pa ·mL)1 20.0 1.001 0 20.0202 18.0 1.095 2 19.7143 16.0 1.231 3 19.7014 14.0 1.403 0 19.642 512.01.635 119.621A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大 B ．实验时环境温度增大了 C ．实验时外界大气压强发生了变化 D ．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏(3)某同学在一次实验中、计算机屏幕显示如图乙所示、其纵坐标表示封闭气体的压强、则横坐标表示的物理量是封闭气体的________．A ．热力学温度TB ．摄氏温度tC ．体积VD ．体积的倒数1V(4)实验过程中、下列哪些操作是错误的________． A ．推拉活塞时、动作要慢B ．推拉活塞时、手不能握住注射器含有气体的部分C ．压强传感器与注射器之间的软管脱落后、应迅速重新装上继续实验D ．活塞与针筒之间要保持气密性答案：(1)封闭在注射器内的气体温度和质量注射器压强 (2)D (3)D (4)C 2.某同学用如图所示注射器探究气体压强与体积的关系、实验开始时在注射器中用橡皮帽封闭了一定质量的空气、则：(1)若注射器上全部刻度的容积为V 、用刻度尺测得全部刻度长为L 、则活塞的横截面积可表示为________．(2)测得活塞和框架的总质量是M 、大气压强为p 0、当注射器内气体处于某状态时、在框架左右两侧对称挂两个砝码、每个砝码质量为m 、不计活塞与注射器管壁间摩擦、则稳定后注射器内气体的压强可表示为____________．解析：(1)注射器可看做圆柱体、由V ＝SL 得：S ＝VL①.(2)装置达到稳定状态后、设气体压强为p 、由平衡条件知p 0S ＋(M ＋2m )g ＝pS ② 由①②式可得：p ＝p 0＋（M ＋2m ）gLV.答案：(1)VL (2)p 0＋（M ＋2m ）gL V角度2 “玻璃管—水银柱”模型3.(20xx·高考全国卷 Ⅲ )在两端封闭、粗细均匀的U 形细玻璃管内有一段水银柱、水银柱的两端各封闭有一段空气．当U 形管两端竖直朝上时、左、右两边空气柱的长度分别为l 1＝18.0 cm 和l 2＝12.0 cm 、左边气体的压强为12.0 cmHg.现将U 形管缓慢平放在水平桌面上、没有气体从管的一边通过水银逸入另一边．求U 形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中、气体温度不变．解析：设U 形管两端竖直朝上时、左、右两边气体的压强分别为p 1和p 2.U 形管水平放置时、两边气体压强相等、设为p 、此时原左、右两边气柱长度分别变为l ′1和l ′2.由力的平衡条件有p 1＝p 2＋ρg (l 1－l 2)①式中ρ为水银密度、g 为重力加速度大小由玻意耳定律有 p 1l 1＝pl ′1 ② p 2l 2＝pl ′2③两边气柱长度的变化量大小相等 l ′1－l 1＝l 2－l ′2④由①②③④式和题给条件得 l ′1＝22.5 cml ′2＝7.5 cm. 答案：见解析角度3 “活塞—汽缸”模型4．(20xx·高考全国卷Ⅱ)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、容器平放在水平地面上、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p 0和V 0、氢气的体积为2V 0、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(1)抽气前氢气的压强； (2)抽气后氢气的压强和体积．解析：(1)设抽气前氢气的压强为p 10、根据力的平衡条件得 (p 10－p )·2S ＝(p 0－p )·S ① 得p 10＝12(p 0＋p )．②(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p 1和V 1、氮气的压强和体积分别为p 2和V 2. 根据力的平衡条件有p 2·S ＝p 1·2S ③由玻意耳定律得 p 1V 1＝p 10·2V 0 ④ p 2V 2＝p 0V 0⑤由于两活塞用刚性杆连接、故 V 1－2V 0＝2(V 0－V 2)⑥联立②③④⑤⑥式解得 p 1＝12p 0＋14pV 1＝4（p0＋p ）V02p0＋p.答案：(1)12(p 0＋p ) (2)12p 0＋14p4（p0＋p ）V02p0＋p角度4 变质量问题的处理5．一氧气瓶的容积为0.08 m 3、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 m 3.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．解析：设氧气开始时的压强为p 1、体积为V 1、压强变为p 2(2个大气压)时、体积为V 2、根据玻意耳定律得 p 1V 1＝p 2V 2①重新充气前、用去的氧气在p 2压强下的体积为 V 3＝V 2－V 1② 设用去的氧气在p 0(1个大气压)压强下的体积为V 0、则有p 2V 3＝p 0V 0③设实验室每天用去的氧气在p 0压强下的体积为ΔV 、则氧气可用的天数为N ＝V0ΔV ④联立①②③④式、并代入数据得N ＝4(天)．答案：4天角度5 气体的微观解释6.(20xx·高考全国卷Ⅱ)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T 1、T 2、T 3.用N 1、N 2、N 3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平均次数、则N 1________N 2、T 1________T 3、N 2________N 3.(填“大于”“小于”或“等于”)解析：对一定质量的理想气体、pVT 为定值、由p －V 图象可知、2p 1·V 1＝p 1·2V 1>p 1·V 1、所以T 1＝T 3>T 2.状态1与状态2时气体体积相同、单位体积内分子数相同、但状态1下的气体分子平均动能更大、在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多、所以N 1>N 2；状态2与状态3时气体压强相同、状态3下的气体分子平均动能更大、在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少、所以N 2>N 3.答案：大于等于大于命题角度解决方法易错辨析“玻璃管—水银柱”模型以水银柱为研究对象进行受力分析、联系两部分气体的p 、V 、T 等参量；再结合实验定律求解问题准确找到液柱高度差是求解压强的关键点“活塞—汽缸”模型分析活塞的受力情况、结合运动状态、求解封闭气体的压强找出封闭气体初、末状态的参量、结合实验定律求解结果“充气、抽气”变质量问题转“变质量”问题为“不变质量”问题、把全部气体作为研究对象选取的研究对象一定要在变化前后都包括进去、否则质量变化、实验定律不再适用的过程中、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、选项B 错误；C →D 的过程中、气体分子的平均动能不变、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、选项C 正确；D →A 的过程为绝热压缩、故Q ＝0、W ＞0、根据ΔU ＝Q ＋W 、知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、选项D 错误．(2)从A →B 气体为等温变化、根据玻意耳定律有p A V A ＝p B V B 、所以V B ＝pAVA pB ＝pA×1023pA L ＝15 L所以单位体积内的分子数n ＝NA VB ＝6.0×102315 个/L ＝4×1022 个/L＝4×1025 个/m 3.[答案] (1)C (2)4×1025 个【题组突破】1.(20xx·高考全国卷Ⅲ)如图、一定量的理想气体从状态a 变化到状态b 、其过程如p －V 图中从a 到b 的直线所示．在此过程中( )A ．气体温度一直降低B ．气体内能一直增加C ．气体一直对外做功D ．气体一直从外界吸热E ．气体吸收的热量一直全部用于对外做功解析：选BCD.一定量的理想气体从a 到b 的过程、由理想气体状态方程paVa Ta ＝pbVb Tb 可知、T b >T a 、即气体的温度一直升高、选项A 错误；根据理想气体的内能只与温度有关、可知气体的内能一直增加、选项B 正确；由于从a 到b 的过程中气体的体积增大、所以气体一直对外做功、选项C 正确；根据热力学第一定律、从a 到b 的过程中、气体一直从外界吸热、选项D 正确；气体吸收的热量一部分增加内能、一部分对外做功、选项E 错误．2．(20xx·湖北八校高三4月联考)一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B 再变化到状态C 、其状态变化过程的p －V 图象如图所示．已知该气体在状态A 时的温度为27 ℃.C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目D．与0 ℃时相比、100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大解析：选B.根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知、题图中两条曲线下面积相等、选项A错误；题图中实线占百分比较大的分子速率较大、分子平均动能较大、根据温度是分子平均动能的标志、可知实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形、选项B正确；根据分子速率分布图可知、题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比、不能得出任意速率区间的氧气分子数目、选项C错误；由分子速率分布图可知、与0 ℃时相比、100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较小、选项D错误．6．(20xx·山东十校联考)下列说法中不正确的是()A．非晶体呈各向同性、晶体也有可能呈各向同性B．布朗运动虽不是分子运动、但是它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动C．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡、那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡、用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度D．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变、则气泡内部气体(视为理想气体)内能不变解析：选 B.非晶体呈各向同性、多晶体也有可能呈各向同性、而单晶体大多表现为各向异性、A正确；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动、是液体分子无规则热运动的反映、不是组成固体颗粒的分子在做无规则运动、B错误；根据热力学第零定律、如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡、那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡、用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度、C正确；温度是分子的平均动能的标志、若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变、则分子的平均动能不变；而且气体的内能与体积无关、所以气泡内部气体(视为理想气体)内能不变、D正确．7.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中气体的内能不变B．在过程ab中气体对外界做功C．在过程bc中气体从外界吸收热量D．在过程ca中气体从外界吸收热量解析：选C.ab过程、气体压强增大、体积不变、则温度升高、内能增加、A项错误；ab 过程发生等容变化、气体对外界不做功、B项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定、bc过程发生等温变化、内能不变、bc过程、气体体积增大、气体对外界做正功、根据热力学第一定律可知气体从外界吸热、C 项正确；ca 过程、气体温度降低、内能减小、外界对气体做正功、根据热力学第一定律可知气体向外界放热、D 项错误．8．下列说法正确的是( )A ．热平衡是指一个系统内部的状态不再改变时所处的状态B ．布朗运动的规律反映出分子热运动的规律、即小颗粒的运动是液体分子无规则运动C ．分子质量不同的两种气体、温度相同时、其分子的平均动能一定相同D ．物块在自由下落过程中、分子的平均动能增大、分子势能减小解析：选C.处于热平衡的系统温度保持不变、但是压强和体积等物理量可以改变、故A 错误；布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动、反映的是液体分子热运动的规律、故B 错误；温度是分子平均动能的标志、分子质量不同的两种气体、温度相同时、其分子的平均动能一定相同、选项C 正确；分子动能与分子势能都与机械能无关、物块在自由下落过程中、动能增加、重力势能减小、而分子平均动能和分子势能不变、故D 错误．二、非选择题9．如图所示、汽缸内封闭一定质量的某种理想气体、活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡、已知活塞距缸口h ＝50 cm 、活塞面积S ＝10 cm 2、封闭气体的体积为V 1＝1 500 cm 3、温度为0 ℃、大气压强p 0＝1.0×105 Pa 、物体重力G ＝50 N 、活塞重力及一切摩擦不计．缓慢升高环境温度、封闭气体吸收了Q ＝60 J 的热量、使活塞刚好升到缸口．求：(1)活塞刚好升到缸口时、气体的温度；(2)汽缸内气体对外界做的功；(3)气体内能的变化量．解析：(1)封闭气体初态：V 1＝1 500 cm 3、T 1＝273 K末态：V 2＝1 500 cm 3＋50×10 cm 3＝2 000 cm 3缓慢升高环境温度、封闭气体做等压变化则有V1T1＝V2T2解得T 2＝364 K.(2)设封闭气体做等压变化的压强为p对活塞：p 0S ＝pS ＋G汽缸内气体对外界做功W ＝pSh解得W ＝25 J.(3)由热力学第一定律得、汽缸内气体内能的变化量ΔU ＝Q －W得ΔU ＝35 J。

2020新课标高考物理课后演练：热学含解析

教课资料范本2020新课标高考物理课后操练：热学含分析编辑： __________________时间： __________________(建议用时： 45 分钟 )一、单项选择题1．(20xx ·考北京卷高 )对于分子动理论，以下说法正确的选项是()A．气体扩散的快慢与温度没关B．布朗运动是液体分子的无规则运动C．分子间同时存在着引力和斥力D．分子间的引力老是随分子间距增大而增大分析：选 C.在其余条件不变的状况下，温度越高，气体扩散得越快，故 A 错误；布朗运动是固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故 B 错误；分子间同时存在着引力和斥力，故 C 正确；分子间的引力老是跟着分子间距增大而减小，故 D 错误．2．(20xx 衡·水高三调研)以下说法中不正确的选项是()A ．－ 2 ℃时水已经结为冰，水分子停止了热运动B．物体温度越高，物体内部分子热运动的均匀动能越大C．内能不一样的物体，物体内部分子热运动的均匀动能可能同样D．必定质量的气体分子的均匀速率增大，气体的压强可能减小分析：选 A. 分子做永不暂停的无规则热运动，选项 A 错误；物体温度越高，分子的均匀动能就越大，物体的内能不一样，但温度可能同样则物体分子热运动的均匀动能可能同样，选项 B、 C 正确；必定质量的气体分子的均匀速率增大，气体分子温度高升，但压强与温度和体积均相关，若气体的体积也增大，则压强不必定增大，也可能减小，选项 D 正确．3．(20xx 武·汉 4 月调研 )以下说法不正确的选项是()A．第二类永动机违犯了热力学第二定律，也违犯了能量守恒定律B．在环绕地球飞翔的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果C．两分子间分子势能不必定随距离的增大而增大D．从微观上看，气体压强的大小与分子均匀动能和分子的密集程度相关分析：选 A. 第二类永动机违犯了热力学第二定律，但没有违犯能量守恒定律， A 项错误．4．(20xx 陕·西汉中高三一模 )以下说法正确的选项是()A．晶体必定拥有规则的形状且有各向异性的特点B．液体的分子势能与液体的体积没关C．实质的气体的体积变化时，其内能可能不变D．构成固体、液体、气体的物质分子依据必定的规律在空间齐整地摆列成“空间点阵”分析：选 C.单晶体必定拥有规则的形状，且有各向异性的特点，而多晶体的物理性质表现为各向同性，选项 A 错误；分子势能的产生是因为分子间存在作使劲，微观上分子间距离的变化惹起宏观上体积的变化，分子间作使劲变化，分子势能才变化，选项 B 错误；当气体体积变化时，若温度同时发生变化，气体内能可能不变，选项 C 正确；只有晶体的分子依据必定的规律在空间齐整地摆列成“空间点阵”，选项 D 错误．5．氧气分子在0 ℃和 100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．以下说法正确的选项是()A．图中两条曲线下边积不相等B．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情况C．图中曲线给出了随意速率区间的氧气分子数量D．与 0 ℃时对比， 100 ℃时氧气分子速率出此刻0～ 400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大分析：选 B.依据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下边积相等，选项 A 错误；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子均匀动能较大，依据温度是分子均匀动能的标记，可知实线对应于氧气分子在100 ℃时的情况，选项 B 正确；依据分子速率散布图可知，题图中曲线给出了随意速率区间的氧气分子数量占总分子数的百分比，不可以得出随意速率区间的氧气分子数量，选项 C 错误；由分子速率散布图可知，与0 ℃时对比， 100 ℃时氧气分子速率出此刻0～ 400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较小，选项 D 错误．6．(20xx ·东十校联考山)以下说法中不正确的选项是()A．非晶体呈各向同性，晶体也有可能呈各向同性B．布朗运动虽不是分子运动，可是它证了然构成固体颗粒的分子在做无规则运动C．假如两个系统分别与第三个系统达到热均衡，那么这两个系统相互之间也必然处于热均衡，用来表征它们所拥有的“共同热学性质”的物理量叫做温度D．若一气泡从湖底上涨到湖面的过程中温度保持不变，则气泡内部气体(视为理想气体)内能不变分析：选 B.非晶体呈各向同性，多晶体也有可能呈各向同性，而单晶体大多表现为各向异性， A 正确；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则热运动的反应，不是构成固体颗粒的分子在做无规则运动， B 错误；依据热力学第零定律，假如两个系统分别与第三个系统达到热均衡，那么这两个系统相互之间也必然处于热均衡，用来表征它们所拥有的“共同热学性质”的物理量叫做温度， C 正确；温度是分子的均匀动能的标记，若一气泡从湖底上涨到湖面的过程中温度保持不变，则分子的均匀动能不变；并且气体的内能与体积没关，因此气泡内部气体 (视为理想气体 )内能不变， D 正确．7.如图，必定质量的理想气体从状态 a 出发，经过等容过程ab 抵达状态b，再经过等温过程bc 抵达状态 c，最后经等压过程ca 回到初态 a.以下说法正确的是()A ．在过程ab 中气体的内能不变B．在过程ab 中气体对外界做功C．在过程bc 中气体从外界汲取热量D．在过程ca 中气体从外界汲取热量分析：选 C.ab 过程，气体压强增大，体积不变，则温度高升，内能增添， A 项错误； ab 过程发生等容变化，气体对外界不做功， B 项错误；必定质量的理想气体内能仅由温度决定，bc 过程发生等温变化，内能不变，bc 过程，气体体积增大，气体对外界做正功，依据热力学第必定律可知气体从外界吸热， C 项正确； ca 过程，气体温度降低，内能减小，外界对气体做正功，依据热力学第必定律可知气体向外界放热， D 项错误．8．以下说法正确的选项是()A．热均衡是指一个系统内部的状态不再改变时所处的状态B．布朗运动的规律反应出分子热运动的规律，即小颗粒的运动是液体分子无规则运动C．分子质量不一样的两种气体，温度同样时，其分子的均匀动能必定同样D．物块在自由着落过程中，分子的均匀动能增大，分子势能减小分析：选 C.处于热均衡的系统温度保持不变，可是压强和体积等物理量能够改变，故A 错误；布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，反应的是液体分子热运动的规律，故B错误；温度是分子均匀动能的标记，分子质量不一样的两种气体，温度同样时，其分子的均匀动能必定同样，选项 C 正确；分子动能与分子势能都与机械能没关，物块在自由着落过程中，动能增添，重力势能减小，而分子均匀动能和分子势能不变，故 D 错误．二、非选择题9．如下图，汽缸内封闭必定质量的某种理想气体，活塞经过滑轮和一重物连结并保持均衡，已知活塞距缸口h＝ 50 cm，活塞面积 S＝ 10 cm2，封闭气体的体积为 V1＝ 1 500 cm3，温度为 0 ℃，大气压强p0＝ 1.0× 105 Pa，物体重力 G＝ 50 N ，活塞重力及全部摩擦不计．缓慢高升环境温度，封闭气体汲取了Q＝ 60 J 的热量，使活塞恰好升到缸口．求：(1)活塞恰好升到缸口时，气体的温度；(2)汽缸内气体对外界做的功；(3)气体内能的变化量．分析： (1) 封闭气体初态：V1＝1 500 cm 3， T1＝ 273 K末态： V2＝ 1 500 cm3＋ 50× 10 cm3＝ 2 000 cm3迟缓高升环境温度，封闭气体做等压变化则有 V1＝V2T1 T2解得 T2＝ 364 K.(2)设封闭气体做等压变化的压强为p对活塞： p0S＝ pS＋ G汽缸内气体对外界做功W＝ pSh解得 W＝ 25 J.(3)由热力学第必定律得，汽缸内气体内能的变化量U＝Q－W得 U＝35 J故汽缸内的气体内能增添了35 J.答案： (1)364 K(2)25 J(3)35 J10．如图，用质量m＝ 1 kg 的绝热活塞在绝热汽缸内封闭必定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦力忽视不计，开始时活塞距离汽缸底部的高度h1＝ 0.5 m，气体的温度 t1＝ 27 ℃.现用汽缸内一电热丝 (未画出 )给气体迟缓加热，加热至t2＝ 267 ℃，活塞迟缓上涨到距离汽缸底某一高度 h2处，此过程中被封闭气体增添的内能增添U ＝ 400 J．已知大气压强p0＝52－421.0× 10 Pa，重力加快度 g 取10 m/s ，活塞横截面积S＝5.0× 10m ，求：(1)初始时汽缸内气体的压强p1和迟缓加热后活塞距离汽缸底部的高度h2；(2)此过程中汽缸内气体汲取的热量Q.分析： (1) 开始时，活塞受力均衡，有p0S＋mg＝p1S解得 p1＝ p0＋mgS＝ 1.2×105 Pa气体做等压变化，依据盖—吕萨克定律可得h1S＝h2ST1T2解得 h2＝ 0.9 m.(2)气体在膨胀过程中外界对气体做功为W＝－ p1V＝－ 1.2× 105× (0.9－0.5)× 5× 10－4 J＝－ 24 J由热力学第必定律U＝W＋Q解得 Q＝U－ W＝ 400 J－( － 24 J)＝424 J.答案： (1)0.9 m(2)424 J11．如图，容积均为V 的汽缸A、 B 下端有细管 (容积可忽视 )连通，阀门K 2位于细管的中部， A、 B 的顶部各有一阀门K 1、 K 3； B 中有一可自由滑动的活塞( 质量、体积均可忽略 )．初始时，三个阀门均翻开，活塞在 B 的底部；封闭K 2、K 3，经过K 1给汽缸充气，使A 中气体的压强达到大气压p0的 3 倍后封闭K 1.已知室温为27 ℃，汽缸导热．(1)翻开 K 2，求稳准时活塞上方气体的体积和压强；(2)接着翻开 K 3 ，求稳准时活塞的地点；(3)再迟缓加热汽缸内气体使其温度高升 20 ℃，求此时活塞下方气体的压强．分析： (1) 设翻开 K 2 后，稳准时活塞上方气体的压强为p 1，体积为 V 1.依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程．由玻意耳定律得p V ＝p V 1①1(3p 0)V ＝ p 1(2V －V 1) ②联立 ①② 式得 V 1＝ V ③2p 1＝ 2p 0 .④(2)翻开 K 3 后，由 ④式知，活塞必然上涨．设在活塞下方气体与A 中气体的体积之和为V (V ≤ 2V)时，活塞下气体压强为 p .由玻意耳定律得 (3p )V ＝ p V2⑤2 22 0 2由⑤ 式得3Vp 2＝V2p 0⑥由⑥ 式知，翻开 K 3 后活塞上涨直到B 的顶部为止；此时3p 0.p 2 为 p ′2＝2(3)设加热后活塞下方气体的压强为p 3，气体温度从 T 1＝ 300 K 高升到 T 2＝ 320 K 的等容过程中，由查理定律得p ′2p3⑦＝T1 T2将相关数据代入 ⑦ 式得p 3＝ 1.6p 0 .答案：看法析。

2020年高考物理高考试题+模拟新题分类汇编专题8 热学

H单元热学H1 分子动理论13．F3[2020·广东卷] 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13．D [解析] 水由气态的水汽凝结成液态的水，分子间距离变小．而分子间同时存在引力和斥力，且引力和斥力都随着分子间距离的减小而增大，故D正确．12．A.[2020·江苏卷](1)H1下列现象中，能说明液体存在表面张力的有________．A．水黾可以停在水面上B．叶面上的露珠呈球形C．滴入水中的红墨水很快散开D．悬浮在水中的花粉做无规则运动(2)H1密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大．从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的________增大了．该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图所示，则T1________(选填“大于”或“小于”)T2.12．A.[答案] (1)AB (2)平均动能小于(3)5.0×102 J[解析] (1)滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象，悬浮在水中的花粉的运动是布朗运动，它说明水分子永不停息地做无规则运动．(2)温度升高，气体分子的平均动能增加，随着温度的升高，分子速率随时间分布的峰值向分子速率增大的方向移动，因此T1小于T2.28．(1)H1、H3 [2020·福建卷] 关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是________．(填选项前的字母)A．一定量气体吸收热量，其内能一定增大B．不可能使热量由低温物体传递到高温物体C．若两分子间距离增大，分子势能一定增大D．若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大28．(1)D [解析] 根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，内能的变化还与气体做功有关，A错．根据热力学第二定律，热量可以由低温物体传到高温物体，只是会引起其他变化，B错．r<r时，分子间作用力表现为斥力，r增加，分子力做正功，分子势能减小；r>r时，分子间作用力表现为引力，r增加，分子力做负功，分子势能增加，C错．H2 固体、液体、气体的性质14．H2[2020·全国卷] 下列关于布朗运动的说法，正确的是( )A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的14．BD [解析] 布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，A错误；布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的，D正确，C 错误；液体温度越高，液体分子无规则运动越剧烈，对悬浮粒子撞击力越大，悬浮粒子越小，液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡机会越多，布朗运动也就越剧烈，因此B正确．28．(2)H2 [2020·福建卷] 空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L，现再充入1.0 atm的空气9.0 L．设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为________．(填选项前的字母)A．2.5 atm B．2.0 atmC．1.5 atm D．1.0 atm28．(2)A [解析] 充气过程为等温过程，气体原来的压强为1.0 atm、体积为15.0 L；后来气体的体积变为 6.0 L，根据玻意耳定律，p1V1＝p2V2，解得充气后储气罐中气体压强为2.5 atm.H3 内能热力学定律33．H3(1)[2020·课标全国卷]关于热力学定律，下列说法正确的是______．A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程33．(1)[答案] ACE[解析] 做功和热传递是改变内能的两种方式，A正确，B错误；可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，也可以使热量从低温物体传给高温物体，但要引起其他变化，C正确，D错误；根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，E错误．12. H3 [2020·江苏卷](3)如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中，气体压强p＝1.0×105 Pa，吸收的热量Q＝7.0×102 J，求此过程中气体内能的增量．图11[解析] (3)理想气体经历等压变化，由盖－吕萨克定律得VATA＝VBTB，解得VB＝8.0×10－3 m3，对外做的功W＝p(VB －VA)＝1.0×105×(8.0×10－3－6.0×10－3) J＝2×102 J.根据热力学第一定律ΔU＝Q－W，解得ΔU＝7.0×102J－2.0×102J＝5.0×102 J.28．(1)H1、H3 [2020·福建卷] 关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是________．(填选项前的字母)A．一定量气体吸收热量，其内能一定增大B．不可能使热量由低温物体传递到高温物体C．若两分子间距离增大，分子势能一定增大D．若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大28．(1)D [解析] 根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，内能的变化还与气体做功有关，A错．根据热力学第二定律，热量可以由低温物体传到高温物体，只是会引起其他变化，B错．r<r时，分子间作用力表现为斥力，r增加，分子力做正功，分子势能减小；r>r时，分子间作用力表现为引力，r增加，分子力做负功，分子势能增加，C错．H4 实验：用油膜法估测分子的大小H5 热学综合16．H5 [2020·重庆卷] 图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是( )A ．温度降低，压强增大B ．温度升高，压强不变C ．温度升高，压强减小D ．温度不变，压强减小16.A [解析] 设玻璃泡中气体压强为p ，外界大气压强为p′，则p′＝p ＋ρgh，且玻璃泡中气体与外界大气温度相同．液柱上升，气体体积减小，根据理想气体的状态方程pV T ＝C 可知，p T 变大，即p′T变大，BCD 均不符合要求，A 正确．14．H5 [2020·四川卷] 物体由大量分子组成，下到说法正确的是( ) A ．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大 B ．分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小 C ．物体的内能跟物体的温度和体积有关 D ．只有外界对物体做功才能增加物体的内能14．C [解析] 分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，但并非每个分子的动能都越大，A 错误；分子间引力随分子间的距离减小而增大，B 错误；物体的内能与分子动能和分子势能有关，即与温度和体积有关，C 正确；通过热传递也可以增加物体的内能，D 错误．36．H5(1)[2020·山东卷] 以下说法正确的是________．A．水的饱和汽压随温度的升高而增大B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小D．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小36．(1)AB [解析] 温度升高，就有更多的水分子离开液体，变成水蒸气，所以温度越高，水的饱和气压越大，故A正确．扩散现象说明分子在永不停息地运动，故B正确．分子间的引力与斥力都随着分子间距离的增大而减小，故C错．一定质量的理想气体等压膨胀，由理想气体状态方程pVT＝C可知，因p不变而V变大，则T变大，气体分子的平均动能增大，故D错．36．H5(2)[2020·山东卷] 如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高．现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10 cm.(环境温度不变，大气压强p＝75 cmHg)①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)．②此过程左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)．36．(2)[答案] ①50 cmHg②做正功吸热[解析] ①设U形管横截面面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p 1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p.左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p 1V1＝p2V2①10p 2＝p＋ph③V 1＝l1S④V 2＝l2S⑤由几何关系得h＝2(l2－l1)⑥联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50 cmHg⑦②左管气体体积变大，对外界做正功；理想气体温度不变，内能不变；根据热力学第一定律，应吸收热量．33．(2)H5[2020·课标全国卷]如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C 浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的3倍．阀门S将A和B两部分隔开．A 内为真空，B和C内都充有气体．U形管内左边水银柱比右边的低60 mm.打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等．假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积．图11(ⅰ)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位)；(ⅱ)将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60 mm，求加热后右侧水槽的水温．33．(2)[解析] (ⅰ)在打开阀门S前，两水槽水温均为T＝273 K．设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有p 1＝pC＝Δp①式中Δp＝60 mmHg.打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB.依题意，有B C玻璃泡A和B中气体的体积为V 2＝VA＋VB③根据玻意耳定律得p 1VB＝pBV2④联立①②③④式，并代入题给数据得p C ＝VBVAΔp＝180 mmHg⑤(ⅱ)当右侧水槽的水温加热至T′时，U形管左右水银柱高度差为Δp.玻璃泡C 中气体的压强为p′C ＝pB＋Δp⑥玻璃泡C的气体体积不变，根据查理定律得p C T 0＝p′CT′⑦联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得T′＝364 K⑧14．H5[2020·广东卷] 景颇族的祖先发明的点火器如图1所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒．猛推推杆，艾绒即可点燃．对筒内封闭的气体．在此压缩过程中( )图1A．气体温度升高，压强不变B．气体温度升高，压强变大C．气体对外界做正功，气体内能增加D．外界对气体做正功，气体内能减少14．B [解析] 猛推杆的过程可以看成是一个绝热过程，故Q＝0，而压缩气体，气体体积减小，外界对气体做功，故W＞0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知ΔU＞0，气体内能增加，温度升高，故C 、D 错误；T 增大、V 减小，由理想气体状态方程pVT＝C 知p 增大，故A 错误、B 正确．1．2020·柳铁月考关于热学，下列说法正确的是( )A ．分子间的作用力表现为引力时，若分子间的距离增大，则分子力减小，分子势能增大B ．对于一定种类的大量气体分子，在一定温度时，处于一定速率范围内的分子数所占百分比是确定的C ．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化D ．若气体的温度升高，则每个气体分子的平均动能增大1．B [解析] 当分子表现为引力时，随着分子间距增大，分子力先增大后减小，但分子力始终做负功，分子动能减小，分子势能增大，选项A 错误；根据气体分子的速率和统计规律可知，选项B 正确；热力学第二定律提示了有大量分子参与的自然宏观过程的方向性，或者说自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，能量耗散和热传递都具有方向性，如机械能可以完全转化为内能，内能却不能全部转化为机械能而不引起其他变化，选项C 错误；气体的温度升高，表示气体的平均分子动能增大，而不是每个气体分子的平均动能都增大，选项D 错误．2．2020·湖北联考有关热学，下列说法正确的是( )A ．甲分子固定不动，乙分子从很远处向甲靠近到不能再靠近的过程中，分子间的分子势能是先增大后减小B ．一定量的理想气体在体积不变的条件下，吸收热量，内能和压强一定增大C．已知阿伏伽德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，标准状况下水蒸气的密度为ρ(均为国际单位制单位)，则1个水分子的体积是M ρNAD．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的2．BD [解析] 分子乙靠近甲的过程中，分子力先对乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子间的分子势能先减小后增大，选项A错误；由热力学第一定律，气体体积不变时，吸收的热量全部转化为气体的内能，气体温度升高，气体压强一定增大，选项B正确；气体分子间距远大于分子大小，MρNA表示一个水蒸气分子平均占据的体积，选项C错误；自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，选项D正确．3．2020·上海联考下列说法正确的是( )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3．C [解析] 物体的内能跟物体所含的分子数、物体的温度和体积等因素有关，所以温度低的物体内能不一定小，选项A错误；做功和热传递均能改变物体的内能，当外界对物体做功，而物体放热时，物体的内能有可能减小，选项B错误；物体的温度低表示物体分子运动的平均动能小，选项C正确；物体做机械运动时的动能与物体分子做热运动时的动能不同，显然，选项D错误．4．2020·陕西模拟关于内能的概念，下列说法正确的是( )A．若把氢气和氧气看作理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气具有相等的内能B．一定质量0℃水的分子势能比0℃冰的分子势能小C．物体吸收热量后，内能一定增加D．一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能4．D [解析] 相同质量的氢气和氧气所含分子数不同，选项A错误；一定质量0 ℃水要放热才能变成0℃冰，所以比0℃冰的分子势能大，选项B错误；物体吸收热量而对外做功，内能有可能减少，选项C错误；一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，因为要对外界做功，所以吸收的热量大于增加的内能，故选项D正确．5．2020·武昌调研对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大C．气体经过等容过程温度升高1 K所吸收的热量一定大于经过等压过程温度升高1 K所吸收的热量D．在完全失重状态下，气体的压强为零5．A [解析] 由理想气体状态方程pVT＝c(常量)可知：若气体的压强p和体积V都不变，气体的温度T也不变，所以其内能也一定不变，选项A正确；若气体的温度T不断升高，气体的压强p和体积V的乘积一定增大，但其压强p不一定增大，选项B错误；气体经过等容过程后温度升高1 K与其经过等压过程后温度升高1 K 相比，气体内能的增加量ΔU相等，而前者外界做功W＝0，而后者W＜0时，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知，前者气体吸收的热量Q＝ΔU，而后者Q＞ΔU，选项C错误；从微观角度看，气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞产生的，即使在完全失重状态下，只要容器密闭，气体分子仍然会不停地频繁碰撞器壁，所以气体仍有压强，选项D错误．6．2020·忻州联考用力拉活塞，使封闭在绝热气缸内的气体的体积迅速增大为原来的两倍，若气缸不漏气，那么此时气缸内气体压强p2和原来的压强p1相比较有( )A．p2＝p12B．p2＞p12C．p2＜p12D．无法确定6．C [解析] 用力迅速拉活塞时，活塞内的气体膨胀对外做功，气体的内能减小，温度T减小，根据理想气体状态方程pVT＝c(常量)可知，当温度T减小，体积变为2V时，压强p小于原来的一半，即p2＜p12，选项C正确．。