新高考版《物理》資料：習題部分課堂專題專練試題-熱學

新高考版《物理》資料：習題部分課堂專題專練試題-熱學新高考版《物理》資料：習題部分課堂專題專練試題-熱學PAGE/PAGE1新高考版《物理》資料：習題部分課堂專題專練試題-熱學專題十四熱學基礎(chǔ)篇考點一分子動理論內(nèi)能1.(2022江蘇,6,4分)自主學習活動中,同學們對密閉容器中的氫氣性質(zhì)進行討論,下列說法中正確的是()A.體積增大時,氫氣分子的密集程度保持不變B.壓強增大是因為氫氣分子之間斥力增大C.因為氫氣分子很小,所以氫氣在任何情況下均可看成理想氣體D.溫度變化時,氫氣分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會變化答案D2.(2021北京,4,3分)比較45℃的熱水和100℃的水蒸氣,下列說法正確的是()A.熱水分子的平均動能比水蒸氣的大B.熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸氣的小C.熱水分子的速率都比水蒸氣的小D.熱水分子的熱運動比水蒸氣的劇烈答案B3.(2020北京,10,3分)分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示.將兩分子從相距r=r2處釋放,僅考慮這兩個分子間的作用,下列說法正確的是()A.從r=r2到r=r0分子間引力、斥力都在減小B.從r=r2到r=r1分子力的大小先減小后增大C.從r=r2到r=r0分子勢能先減小后增大D.從r=r2到r=r1分子動能先增大后減小答案D4.[2021廣東,15(1),6分]在高空飛行的客機上某乘客喝完一瓶礦泉水后,把瓶蓋擰緊.下飛機后發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶變癟了,機場地面溫度與高空客艙內(nèi)溫度相同.由此可判斷,高空客艙內(nèi)的氣體壓強(選填”大于”、”小于”或”等于”)機場地面大氣壓強;從高空客艙到機場地面,礦泉水瓶內(nèi)氣體的分子平均動能(選填”變大”、”變小”或”不變”).

答案小于不變5.[2021河北,15(1),4分]兩個內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B,汽缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉完全相同的理想氣體,如圖1所示.現(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細沙,若A中細沙的質(zhì)量大于B中細沙的質(zhì)量,重新平衡后,汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能(填”大于”“小于”或”等于”)汽缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能.圖2為重新平衡后A、B汽缸中氣體分子速率分布圖像,其中曲線(填圖像中曲線標號)表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律.

圖1圖2答案大于①考點二固體、液體和氣體1.[2021T8聯(lián)考(1),15(1)](多選)下列說法正確的是()A.液晶顯示器利用了液晶對光具有各向同性的特性B.醫(yī)用脫脂棉脫脂的目的在于使它從不被水浸潤變?yōu)榭梢员凰?以便吸取藥液C.一定質(zhì)量的單晶體在熔化過程中,分子勢能一定增大D.兩個相鄰的分子間的距離增大時,分子間的引力增大,斥力減小E.夏天中午時車胎內(nèi)的氣壓比清晨時的高,且車胎體積較大,胎內(nèi)氣體對外界做功,內(nèi)能較大(胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體)答案BCE2.[2020江蘇單科,13A(1)(2)](1)玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史,它是一種非晶體.下列關(guān)于玻璃的說法正確的有.

A.沒有固定的熔點B.天然具有規(guī)則的幾何形狀C.沿不同方向的導熱性能相同D.分子在空間上周期性排列(2)一瓶酒精用了一些后,把瓶蓋擰緊,不久瓶內(nèi)液面上方形成了酒精的飽和汽,此時(選填”有”或”沒有”)酒精分子從液面飛出.當溫度升高時,瓶中酒精飽和汽的密度(選填”增大”“減小”或”不變”).

答案(1)AC(2)有增大3.[2019江蘇單科,13A(2)]由于水的表面張力,荷葉上的小水滴總是球形的.在小水滴表面層中,水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為(選填”引力”或”斥力”).分子勢能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖所示,能總體上反映小水滴表面層中水分子Ep的是圖中(選填”A”“B”或”C”)的位置.

答案引力C4.[2022廣東,15(2),6分]玻璃瓶可作為測量水深的簡易裝置.如圖所示,潛水員在水面上將80mL水裝入容積為380mL的玻璃瓶中,擰緊瓶蓋后帶入水底,倒置瓶身,打開瓶蓋,讓水進入瓶中,穩(wěn)定后測得瓶內(nèi)水的體積為230mL.將瓶內(nèi)氣體視為理想氣體,全程氣體不泄漏且溫度不變.大氣壓強p0取1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2,水的密度ρ取1.0×103kg/m3,求水底的壓強p和水的深度h.答案2.0×105Pa10m5.[2022河北,15(2),12分]水平放置的氣體阻尼器模型截面如圖所示,汽缸中間有一固定隔板,將汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的某種理想氣體分為兩部分,”H”形連桿活塞的剛性連桿從隔板中央圓孔穿過,連桿與隔板之間密封良好.設(shè)汽缸內(nèi)、外壓強均為大氣壓強p0,活塞面積為S,隔板兩側(cè)氣體體積均為SL0,各接觸面光滑,連桿的截面積忽略不計.現(xiàn)將整個裝置緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向,穩(wěn)定后,上部氣體的體積為原來的12.設(shè)整個過程溫度保持不變,求(ⅰ)此時上、下兩部分氣體的壓強;(ⅱ)”H”形連桿活塞的質(zhì)量(重力加速度大小為g).答案(ⅰ)2p023p0(ⅱ)6.[2021全國乙,33(2),10分]如圖,一玻璃裝置放在水平桌面上,豎直玻璃管A、B、C粗細均勻,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.已知外界大氣壓為p0=75cmHg.求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差.答案1cm考點三熱力學定律與能量守恒定律1.(2021天津,6,5分)(多選)列車運行的平穩(wěn)性與車廂的振動密切相關(guān),車廂底部安裝的空氣彈簧可以有效減振,空氣彈簧主要由活塞、汽缸及內(nèi)封的一定質(zhì)量的氣體構(gòu)成.上下乘客及劇烈顛簸均能引起車廂振動,上下乘客時汽缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢,氣體與外界有充分的熱交換;劇烈顛簸時汽缸內(nèi)氣體的體積變化較快,氣體與外界來不及熱交換.若汽缸內(nèi)氣體視為理想氣體,在氣體壓縮的過程中()A.上下乘客時,氣體的內(nèi)能不變B.上下乘客時,氣體從外界吸熱C.劇烈顛簸時,外界對氣體做功D.劇烈顛簸時,氣體的溫度不變答案AC2.[2020課標Ⅲ,33(1),5分](多選)如圖,一開口向上的導熱汽缸內(nèi),用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與汽缸壁間無摩擦.現(xiàn)用外力作用在活塞上,使其緩慢下降.環(huán)境溫度保持不變,系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài).在活塞下降過程中()A.氣體體積逐漸減小,內(nèi)能增加B.氣體壓強逐漸增大,內(nèi)能不變C.氣體壓強逐漸增大,放出熱量D.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能不變E.外界對氣體做功,氣體吸收熱量答案BCD3.(2021山東,2,3分)如圖所示,密封的礦泉水瓶中,距瓶口越近水的溫度越高.一開口向下、導熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中,小瓶中封閉一段空氣.擠壓礦泉水瓶,小瓶下沉到底部;松開后,小瓶緩慢上浮.上浮過程中,小瓶內(nèi)氣體()A.內(nèi)能減少B.對外界做正功C.增加的內(nèi)能大于吸收的熱量D.增加的內(nèi)能等于吸收的熱量答案B4.[2022湖南,15(1),5分](多選)利用”渦流效應”可實現(xiàn)冷熱氣體的分離.如圖,一冷熱氣體分離裝置由噴嘴、渦流室、環(huán)形管、分離擋板和冷熱兩端管等構(gòu)成.高壓氮氣由噴嘴切向流入渦流室中,然后以螺旋方式在環(huán)形管中向右旋轉(zhuǎn)前進,分子熱運動速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位,而分子熱運動速率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位.氣流到達分離擋板處時,中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向,從A端流出,邊緣部位氣流從B端流出.下列說法正確的是()A.A端為冷端,B端為熱端B.A端流出的氣體分子熱運動平均速率一定小于B端流出的C.A端流出的氣體內(nèi)能一定大于B端流出的D.該裝置氣體進出的過程滿足能量守恒定律,但違背了熱力學第二定律E.該裝置氣體進出的過程既滿足能量守恒定律,也滿足熱力學第二定律答案ABE5.[2022廣東,15(1),6分]利用空調(diào)將熱量從溫度較低的室內(nèi)傳遞到溫度較高的室外環(huán)境,這個過程(選填”是”或”不是”)自發(fā)過程.該過程空調(diào)消耗了電能,空調(diào)排放到室外環(huán)境的熱量(選填”大于”“等于”或”小于”)從室內(nèi)吸收的熱量.

答案不是大于綜合篇拓展一微觀量的計算1.(2021福建莆田統(tǒng)考,20)某兒童的肺活量約為2L,在標準狀態(tài)下,空氣的摩爾體積為22.4L/mol,他一次吸氣能吸入的空氣分子數(shù)約為(已知阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1)()A.5×1021個B.5×1022個C.5×1023個D.5×1024個答案B2.[2022河北邢臺階段性檢測,15(2)]科學家創(chuàng)造出一種利用細菌將太陽能轉(zhuǎn)化為液體燃料的”人造樹葉”系統(tǒng),使太陽取代石油成為可能.假設(shè)該”人造樹葉”工作一段時間后,能將10-6g的水分解為氫氣和氧氣.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3、摩爾質(zhì)量M=1.8×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1.試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(ⅰ)被分解的水中含有水分子的總數(shù)N;(ⅱ)一個水分子的體積V.答案(ⅰ)3×1016個(ⅱ)3×10-29m3拓展二氣體狀態(tài)方程與熱力學第一定律的綜合應用1.(2021海南,12,4分)(多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā),經(jīng)過等容過程到達狀態(tài)b,再經(jīng)過等溫過程到達狀態(tài)c,直線ac過原點.則氣體()A.在狀態(tài)c的壓強等于在狀態(tài)a的壓強B.在狀態(tài)b的壓強小于在狀態(tài)c的壓強C.在b→c的過程中內(nèi)能保持不變D.在a→b的過程對外做功答案AC2.(2022江蘇,7,4分)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)歷a→b和a→c兩個過程,其中a→b為等溫過程,狀態(tài)b、c的體積相同.則()A.狀態(tài)a的內(nèi)能大于狀態(tài)bB.狀態(tài)a的溫度高于狀態(tài)cC.a→c過程中氣體吸收熱量D.a→c過程中外界對氣體做正功答案C3.(2022山東,5,3分)如圖所示,內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸內(nèi)用絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,初始時汽缸開口向上放置,活塞處于靜止狀態(tài),將汽缸緩慢轉(zhuǎn)動90°過程中,缸內(nèi)氣體()A.內(nèi)能增加,外界對氣體做正功B.內(nèi)能減小,所有分子熱運動速率都減小C.溫度降低,速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例減少D.溫度升高,速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增加答案C4.[2022全國甲,33(1),5分](多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-T圖上從a到b的線段所示.在此過程中()A.氣體一直對外做功B.氣體的內(nèi)能一直增加C.氣體一直從外界吸熱D.氣體吸收的熱量等于其對外做的功E.氣體吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量答案BCE5.[2022全國乙,33(1),5分](多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b變化到狀態(tài)c,其過程如T-V圖上的兩條線段所示.則氣體在()A.狀態(tài)a處的壓強大于狀態(tài)c處的壓強B.由a變化到b的過程中,氣體對外做功C.由b變化到c的過程中,氣體的壓強不變D.由a變化到b的過程中,氣體從外界吸熱E.由a變化到b的過程中,從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能答案ABD6.[2022河北,15(1),6分]如圖,絕熱密閉容器中裝有一定質(zhì)量的某種理想氣體和一個充有同種氣體的氣球.容器內(nèi)溫度處處相同,氣球內(nèi)部壓強大于外部壓強.氣球緩慢漏氣后,容器中氣球外部氣體的壓強將(填”增大”“減小”或”不變”),溫度將(填”升高”“降低”或”不變”).

答案增大升高應用篇模型一氣體的變質(zhì)量問題模型1.(2021山東,4,3分)血壓儀由加壓氣囊、臂帶、壓強計等構(gòu)成,如圖所示.加壓氣囊可將外界空氣充入臂帶,壓強計示數(shù)為臂帶內(nèi)氣體的壓強高于大氣壓的數(shù)值.充氣前臂帶內(nèi)氣體壓強為大氣壓強,體積為V;每次擠壓氣囊都能將60cm3的外界空氣充入臂帶中,經(jīng)5次充氣后,臂帶內(nèi)氣體體積變?yōu)?V,壓強計示數(shù)為150mmHg.已知大氣壓強等于750mmHg,氣體溫度不變.忽略細管和壓強計內(nèi)的氣體體積.則V等于()A.30cm3B.40cm3C.50cm3D.60cm3答案D2.[2021廣東,15(2),6分]為方便抽取密封藥瓶里的藥液,護士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液,如圖所示.某種藥瓶的容積為0.9mL,內(nèi)裝有0.5mL的藥液,瓶內(nèi)氣體壓強為1.0×105Pa.護士把注射器內(nèi)橫截面積為0.3cm2、長度為0.4cm、壓強為1.0×105Pa的氣體注入藥瓶,若瓶內(nèi)外溫度相同且保持不變,氣體視為理想氣體,求此時藥瓶內(nèi)氣體的壓強.答案1.3×105Pa3.[2021河北,15(2),8分]某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣,溫度為27℃時,壓強為3.0×103Pa.(ⅰ)當夾層中空氣的溫度升至37℃,求此時夾層中空氣的壓強;(ⅱ)當保溫杯外層出現(xiàn)裂隙,靜置足夠長時間,求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值.設(shè)環(huán)境溫度為27℃,大氣壓強為1.0×105Pa.答案(ⅰ)3.1×103Pa(ⅱ)974.(2021河北省級聯(lián)考,16)家用轎車輪胎氣壓的安全范圍為2.3~2.5bar(bar是胎壓單位,計算時可以近似認為1bar=1atm).已知當某汽車正常胎壓為2.4bar時,此時輪胎內(nèi)氣體體積為V0.長時間行駛后,發(fā)現(xiàn)左前輪胎胎壓顯示為2.0bar,且輪胎內(nèi)氣體體積為1920V0.現(xiàn)用電動氣泵給左前輪胎充氣,每秒鐘充入壓強為1atm、體積為ΔV=1200V0的氣體,求如果使胎壓達到2.4bar,電動氣泵需要給左前輪胎充氣多長時間?(答案100s5.(2022山東,15,7分)某些魚類通過調(diào)節(jié)體內(nèi)魚鰾的體積實現(xiàn)浮沉.如圖所示,魚鰾結(jié)構(gòu)可簡化為通過閥門相連的A、B兩個密閉氣室,A室壁厚,可認為體積恒定,B室壁薄,體積可變;兩室內(nèi)氣體視為理想氣體,可通過閥門進行交換.質(zhì)量為M的魚靜止在水面下H處,B室內(nèi)氣體體積為V,質(zhì)量為m;設(shè)B室內(nèi)氣體壓強與魚體外壓強相等,魚體積的變化與B室氣體體積的變化相等,魚的質(zhì)量不變,魚鰾內(nèi)氣體溫度不變.水的密度為ρ,重力加速度為g,大氣壓強為p0,求：(1)魚通過增加B室體積獲得大小為a的加速度,需從A室充入B室的氣體質(zhì)量Δm;(2)魚靜止于水面下H1處時,B室內(nèi)氣體質(zhì)量m1.答案(1)MmaρgV(2)p模型二氣體關(guān)聯(lián)模型1.(2021全國甲,33,15分)(1)如圖,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(V-t)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;t0為它們的延長線與橫軸交點的橫坐標,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的壓強之比papb=;氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比pb(2)如圖,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,壓強均等于大氣壓p0.隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置,當隔板兩邊壓強差超過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V2(ⅰ)求A的體積和B的壓強;(ⅱ)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.答案(1)1V2(2)(ⅰ)0.4V2p0(ⅱ)(5-1)V3+542.[2019課標Ⅲ,33(2),10分]如圖,一粗細均勻的細管開口向上豎直放置,管內(nèi)有一段高度為2.0cm的水銀柱,水銀柱下密封了一定量的理想氣體,水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm.若將細管倒置,水銀柱下表面恰好位于管口處,且無水銀滴落,管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同.已知大氣壓強為76cmHg,環(huán)境溫度為296K.(ⅰ)求細管的長度;(ⅱ)若在倒置前,緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體,直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止,求此時密封氣體的溫度.答案(ⅰ)41cm(ⅱ)312K3.(2021湖北,14,9分)質(zhì)量為m的薄壁導熱柱形汽缸,內(nèi)壁光滑,用橫截面積為S的活塞封閉一定量的理想氣體.在下述所有過程中,汽缸不漏氣且與活塞不脫離.當汽缸如圖(a)豎直倒立靜置時,缸內(nèi)氣體體積為V1,溫度為T1.已知重力加速度大小為g,大氣壓強為p0.(1)將汽缸如圖(b)豎直懸掛,缸內(nèi)氣體溫度仍為T1.求此時缸內(nèi)氣體體積V2;(2)如圖(c)所示,將汽缸水平放置,穩(wěn)定后對汽缸緩慢加熱,當缸內(nèi)氣體體積為V3時,求此時缸內(nèi)氣體的溫度.答案(1)p0S+mgp4.[2022全國乙,33(2),10分]如圖,一豎直放置的汽缸由兩個粗細不同的圓柱形筒組成,汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之間封閉有一定量的理想氣體,兩活塞用一輕質(zhì)彈簧連接,汽缸連接處有小卡銷,活塞Ⅱ不能通過連接處.活塞Ⅰ、Ⅱ的質(zhì)量分別為2