(新课标)高考物理一轮复习 第十三章 热学章末热点集训课件
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第十三章 热学
章末热点集训
1
对分子动理论的理解 (2015·高考山东卷)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
16
设流入 A 管的水银柱的长度为 x，则温度为 2.4T0 时，压强 pA2＝pB2－ρ(h＋x)g＝(62－x) cmHg 体积 VA2＝(h1－x)S A 中气体状态变化符合理想气体状态方程，则 pAT1V0 A1＝p2A.24VTA02 代入数据整理得：x2－72x＋140＝0 解得：x＝2 cm(另一解舍去)． 答案：2 cm
7 6V0
1.4T0
14
3.(2017·河北三市联考)如图 所示，一连通器与贮有水银的瓶 M 用软管 相连，连通器的两直管 A 和 B 竖直放置， 两管粗细相同且上端封闭，直管 A 和 B 内 充有水银，当气体的温度为 T0 时，水银面 的高度差 h＝10 cm，两管空气柱长均为 h1＝10 cm，A 管中 气体的压强 p1＝20 cmHg.现使两管中的气体的温度都升高 到 2.4T0，同时调节 M 的高度，使 B 管中的水银面的高度不 变，求流入 A 管的水银柱的长度．
11
p′1V′1＝p′2V′2⑥
由⑤⑥式得 p′2＝43p0.
答案：(1)320 K
4 (2)3p0
12
气体状态方程的应用 如图所示，绝热汽缸 A 与导热汽缸 B 均固定于地面 上，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸均无摩擦．两汽缸内 装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 V0、温度均 为 T0.缓慢加热 A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压 强为原来的 1.2 倍．设环境温度始终保持不变，求汽缸 A 中 气体的体积 VA 和温度 TA.
6
[解析] 肥皂泡内气体做等容变化，冻结后，设膜内气体压 强为 p2，则Tp11＝Tp22，得 p2＝TT21p1，则肥皂膜内外气体的压强 差 Δp＝p2－p0＝TT21p1－p0. [答案] TT21p1－p0
7
2．(高考全国卷Ⅱ)如图， 两汽缸 A、B 粗细均匀、等高且内壁光 滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径是 B 的 2 倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两汽 缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热．两汽缸中各有一厚度 可忽略的绝热轻活塞 a、b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方 充有氧气．当大气压为 p0，外界和汽缸内气体温度均为 7 ℃ 且平衡时，活塞 a 离汽缸顶的距离是汽缸高度的14，活塞 b 在汽缸的正中间．
2
[解析] 墨汁与水混合均匀的过程，是水分子和碳粒做无规 则运动的过程，这种运动与重力无关，也不是化学反应引起 的．微粒越小、温度越高，无规则运动越剧烈，可见，B、C 正确，A、D 错误． [答案] BC
3
1. 关 于 热 现 象 和 热 学 规 律 ， 说 法 正 确 的 是 () A．布朗运动表明，构成悬浮微粒的分子在做无规则运动 B．两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0 的过程中，分子 间的引力和斥力都在减小 C．温度高的物体内能不一定大 D．物体的摄氏温度变化了 1 ℃，其热力学温度变化了 273 K E．两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0 的过程中，它们 的分子势能先减小后增大
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由①②③式和题给数据得 T2＝320 K．④ (2)活塞 b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞 a 开始向上 移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的116时，活塞 a 上方 的氧气做等温变化，设氧气初态体积为 V′1，压强为 p′1，末 态体积为 V′2，压强为 p′2，由题给数据和玻意耳定律得 V′1＝14V0，p′1＝p0，V′2＝136V0⑤
13
[解析] 设初态压强为 p0，膨胀后 A、B 压强相等，即 pB＝ 1.2p0，B 中气体始末状态温度相等，由玻意耳定律得 p0V0＝1.2p0VB 又 2V0＝VA＋VB
所以 VA＝76V0
对 A 部分气体，由理想பைடு நூலகம்体状态方程得
pT0V0 0＝1.2TpA0VA
所以 TA＝1.4T0.
[答案]
4
解析：选 BCE.布朗运动是指微粒的运动，A 错；分子间的引 力和斥力均随分子间距离的增大而减小，B 对；物体的内能 不单是由温度决定的，C 对；摄氏温度变化 1 ℃，热力学温 度变化 1 K，D 错；由分子势能曲线知，E 对．
5
对气体实验定律的考查 (2015·高考重庆卷)北方某地的冬天室外气温很低，吹 出的肥皂泡会很快冻结．若刚吹出时肥皂泡内气体温度为 T1、压强为 p1，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为 T2.整个过程 中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强 为 p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差．
15
解析：由题意可知，当温度为 T0 时 B 管中气体的压强 pB1＝ 30 cmHg 当温度为 2.4T0 时，B 管中气体体积不变，设其压强为 pB2， B 中气体状态变化为等容过程，由查理定律有： pB1＝ pB2 T0 2.4T0 解得：pB2＝72 cmHg 当温度为 T0 时 A 管中气体的压强 pA1＝20 cmHg，体积为 VA1 ＝h1S
8
(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞 b 恰好升至顶部时， 求氮气的温度； (2)继续缓慢加热，使活塞 a 上升．当活塞 a 上升的距离是汽 缸高度的116时，求氧气的压强．
9
解析：(1)活塞 b 升至顶部的过程中，活塞 a 不动，活塞 a、b 下方的氮气做等压变化，设汽缸 A 的容积为 V0，氮气初态体 积为 V1，温度为 T1，末态体积为 V2，温度为 T2，按题意， 汽缸 B 的容积为V40，由题给数据和盖－吕萨克定律得 V1＝34V0＋12×V40＝78V0① V2＝34V0＋14V0＝V0② V1＝V2③ T1 T2
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章末热点集训
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对分子动理论的理解 (2015·高考山东卷)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
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设流入 A 管的水银柱的长度为 x，则温度为 2.4T0 时，压强 pA2＝pB2－ρ(h＋x)g＝(62－x) cmHg 体积 VA2＝(h1－x)S A 中气体状态变化符合理想气体状态方程，则 pAT1V0 A1＝p2A.24VTA02 代入数据整理得：x2－72x＋140＝0 解得：x＝2 cm(另一解舍去)． 答案：2 cm
7 6V0
1.4T0
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3.(2017·河北三市联考)如图 所示，一连通器与贮有水银的瓶 M 用软管 相连，连通器的两直管 A 和 B 竖直放置， 两管粗细相同且上端封闭，直管 A 和 B 内 充有水银，当气体的温度为 T0 时，水银面 的高度差 h＝10 cm，两管空气柱长均为 h1＝10 cm，A 管中 气体的压强 p1＝20 cmHg.现使两管中的气体的温度都升高 到 2.4T0，同时调节 M 的高度，使 B 管中的水银面的高度不 变，求流入 A 管的水银柱的长度．
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p′1V′1＝p′2V′2⑥
由⑤⑥式得 p′2＝43p0.
答案：(1)320 K
4 (2)3p0
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气体状态方程的应用 如图所示，绝热汽缸 A 与导热汽缸 B 均固定于地面 上，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸均无摩擦．两汽缸内 装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 V0、温度均 为 T0.缓慢加热 A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压 强为原来的 1.2 倍．设环境温度始终保持不变，求汽缸 A 中 气体的体积 VA 和温度 TA.
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[解析] 肥皂泡内气体做等容变化，冻结后，设膜内气体压 强为 p2，则Tp11＝Tp22，得 p2＝TT21p1，则肥皂膜内外气体的压强 差 Δp＝p2－p0＝TT21p1－p0. [答案] TT21p1－p0
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2．(高考全国卷Ⅱ)如图， 两汽缸 A、B 粗细均匀、等高且内壁光 滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径是 B 的 2 倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两汽 缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热．两汽缸中各有一厚度 可忽略的绝热轻活塞 a、b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方 充有氧气．当大气压为 p0，外界和汽缸内气体温度均为 7 ℃ 且平衡时，活塞 a 离汽缸顶的距离是汽缸高度的14，活塞 b 在汽缸的正中间．
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[解析] 墨汁与水混合均匀的过程，是水分子和碳粒做无规 则运动的过程，这种运动与重力无关，也不是化学反应引起 的．微粒越小、温度越高，无规则运动越剧烈，可见，B、C 正确，A、D 错误． [答案] BC
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1. 关 于 热 现 象 和 热 学 规 律 ， 说 法 正 确 的 是 () A．布朗运动表明，构成悬浮微粒的分子在做无规则运动 B．两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0 的过程中，分子 间的引力和斥力都在减小 C．温度高的物体内能不一定大 D．物体的摄氏温度变化了 1 ℃，其热力学温度变化了 273 K E．两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0 的过程中，它们 的分子势能先减小后增大
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由①②③式和题给数据得 T2＝320 K．④ (2)活塞 b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞 a 开始向上 移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的116时，活塞 a 上方 的氧气做等温变化，设氧气初态体积为 V′1，压强为 p′1，末 态体积为 V′2，压强为 p′2，由题给数据和玻意耳定律得 V′1＝14V0，p′1＝p0，V′2＝136V0⑤
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[解析] 设初态压强为 p0，膨胀后 A、B 压强相等，即 pB＝ 1.2p0，B 中气体始末状态温度相等，由玻意耳定律得 p0V0＝1.2p0VB 又 2V0＝VA＋VB
所以 VA＝76V0
对 A 部分气体，由理想பைடு நூலகம்体状态方程得
pT0V0 0＝1.2TpA0VA
所以 TA＝1.4T0.
[答案]
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解析：选 BCE.布朗运动是指微粒的运动，A 错；分子间的引 力和斥力均随分子间距离的增大而减小，B 对；物体的内能 不单是由温度决定的，C 对；摄氏温度变化 1 ℃，热力学温 度变化 1 K，D 错；由分子势能曲线知，E 对．
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对气体实验定律的考查 (2015·高考重庆卷)北方某地的冬天室外气温很低，吹 出的肥皂泡会很快冻结．若刚吹出时肥皂泡内气体温度为 T1、压强为 p1，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为 T2.整个过程 中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强 为 p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差．
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解析：由题意可知，当温度为 T0 时 B 管中气体的压强 pB1＝ 30 cmHg 当温度为 2.4T0 时，B 管中气体体积不变，设其压强为 pB2， B 中气体状态变化为等容过程，由查理定律有： pB1＝ pB2 T0 2.4T0 解得：pB2＝72 cmHg 当温度为 T0 时 A 管中气体的压强 pA1＝20 cmHg，体积为 VA1 ＝h1S
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(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞 b 恰好升至顶部时， 求氮气的温度； (2)继续缓慢加热，使活塞 a 上升．当活塞 a 上升的距离是汽 缸高度的116时，求氧气的压强．
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解析：(1)活塞 b 升至顶部的过程中，活塞 a 不动，活塞 a、b 下方的氮气做等压变化，设汽缸 A 的容积为 V0，氮气初态体 积为 V1，温度为 T1，末态体积为 V2，温度为 T2，按题意， 汽缸 B 的容积为V40，由题给数据和盖－吕萨克定律得 V1＝34V0＋12×V40＝78V0① V2＝34V0＋14V0＝V0② V1＝V2③ T1 T2
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