2021年最新高考物理能力訓(xùn)練-熱學(xué)含答案

1、題群訓(xùn)練3熱學(xué)灌（時間：100分鐘，賦分150分）潼訓(xùn)練指要.本套試題訓(xùn)練和考查的重點是：分子動理論、熱學(xué)中的能量守恒、氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量、氣態(tài)方程等有關(guān)內(nèi)容.第17題、第18題、第21題為創(chuàng)新題.這種類型的題把熱學(xué)中的有關(guān)物理 概念與生產(chǎn)、生活中的實際問題緊密聯(lián)系起來，有利于提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力.一、選擇題（每小題6分，共60分）潼1. （2001年全國高考綜合能力試題）一定質(zhì)量的理想氣體 由狀態(tài)A經(jīng)過圖3-3-1中所示過程變到狀態(tài) B.在此過程中氣 體的密度圖 3-3-1A. 一直變小B.一直變大C.先變小后變大D.先變大后變小潼2 .只要知道下列哪一組物理量，就可以估算出氣

2、體分子間的 平均距離A.阿伏加德羅常數(shù)，該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量 灌B.阿伏加德羅常數(shù)，該氣體的摩爾質(zhì)量和密度C.阿伏加德羅常數(shù)，該氣體的摩爾質(zhì)量和體積D.該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量潼3 .兩個分子甲和乙相距較遠（此時它們之間的分子力可以忽 略）.設(shè)甲固定不動，乙逐漸向甲靠近，直到不能再靠近，在整個 移動過程中A.分子力做正功潼B.克服分子力做功,C.前段是分子力做正功，后段是克服分子力做功D.前段是克服分子力做功，后段是分子力做正功液4 .假設(shè)在一個完全密封絕熱的室內(nèi)，放一臺打開門的電冰 箱，然后遙控接通電源，令電冰箱工作一段較長的時間后再遙控 斷開電源，等室內(nèi)各處溫度達到平衡時， 室內(nèi)氣溫

3、與接通電源相 比.A.一定升高了潼B.一定降低了C. 一定不變D.可能升高，可能降低，也可能不變 潼5 .已知離地面愈高時大氣壓強愈小， 溫度也愈低.現(xiàn)有一氣球 由地面向上緩慢升起，試問大氣壓強與溫度對此氣球體積的影響 如何A.大氣壓強減小有助于氣球體積增大,溫度降低有助于氣球體積增大B.大氣壓強減小有助于氣球體積變小,溫度降低有助于氣球體積減小C.大氣壓強減小有助于氣球體積變小,溫度降低有助于氣球D.大氣壓強減小有助于氣球體積增大,溫度降低有助于氣球體積減小6 .如圖3 32所示，柱形容器內(nèi)封有一定質(zhì)量的空氣，光滑活塞C （質(zhì)量為m）與容器由良好的隔熱材料制成， 另有質(zhì) 量為M的物體從活塞上

4、方的 A點自由下落到活塞上，弁隨活塞 一起到達最低點B,在這一過程中，空氣內(nèi)能的改變量為A E、外 界對空氣所做的功 W與物體及活塞的重力勢能的變化關(guān)系為圖 3-3-2A.Mgh + mg Ah= AE+W 潼B. AE= W,W= Mgh + mg Ah 潼C.AE=W,W<Mgh +mg Ah 潼D. AEW,W< Mgh + mg Ah 潼7 .下列說法中正確的是潼A.布朗運動就是液體分子的運動灌8 .一定質(zhì)量的理想氣體吸熱時內(nèi)能可以不變.C.當(dāng)分子間距離增大時，分子力一定變小D.做減速運動的物體，內(nèi)能將逐漸減小 潼8 .質(zhì)量一定的水由20 c加熱至40 C,下列說法中正確的

5、是 iffiA.每個分子熱運動的速率都會增加 潼9 .每個分子熱運動的動能都會增加 2倍潼C.分子的平均動能增加.D.分子相互作用的引力及斥力均增大 港10 （2000年全國高考試題）圖3 33中活塞將氣缸分成兩氣室，氣缸、活塞（連同拉桿）是絕熱的，且不漏氣 .以E甲、 E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將桿緩慢向外拉 的過程中潢圖 3-3-3A.E甲不變，E乙減小B.E甲增大，E乙不變潘C.E甲增大，E乙減小潼D.E甲不變，E乙增大港10 .如圖3 3 4所示，玻璃管內(nèi)活塞 P下方封閉著空氣,P上有細線系住，線上端懸于 O點，P上面有水銀柱，如不計水 銀、活塞與玻璃管的摩擦力， 大氣

6、壓強為P0保持不變，則當(dāng)氣體 溫度升高時（水銀不溢出）潼0過»L=_ X圖 3-3-4A.管內(nèi)氣體壓強恒為po+ pgh （ p為水銀密度）浦B.管內(nèi)氣柱壓強將增大 .C.細線上的拉力將減小D.玻璃管的位置將降低潼二、填空題（每小題6分，共36分）潼11 .容積為2 L的開口容器，放在大氣壓強恒為1標準大氣壓的環(huán)境中.當(dāng)溫度由-3 C升高到27 C的過程中，容器中減少的 分子個數(shù)為 取1位有效數(shù)字）.潼12 .某壓縮噴霧器容積為15 L,裝入13.5 L藥液后封閉.今 用容積為250 cm 3的打氣筒給噴霧器充氣至 6X105 Pa,應(yīng)打 次（設(shè)空氣壓強P0=1 X105 Pa.充氣

7、后可向外噴藥液譴13 .如圖3 3 5所示，水平放置的圓柱形氣缸內(nèi)用活塞封 閉一定質(zhì)量的氣體，活塞面積為 10 cm3,氣缸初溫為27 C,體 積為100 cm3,開始時內(nèi)外壓強均為105 Pa,活塞與缸壁間的 最大靜摩擦力 Ffm=5N.當(dāng)溫度升高到 37 c時，氣體的體積為cM,當(dāng)溫度升高到127 c時氣體的體積為 cm3.ifT_ _ _圖 3 3 514 .如圖336兩個半球競拼成的球形容器內(nèi)部已抽成真 空，球形容器的半徑為 R,大氣壓強為po,為使兩個球殼沿圖中 箭頭方向互相分離，應(yīng)施加的力 F至少為謹圖 3-3-6圖 33 715 .如圖3 3 7所示，A、B、C三只相同的試管，用

8、細繩 拴住封閉端懸掛在天花板上， 開口端插入水銀槽中，試管內(nèi)封有 氣體，三管靜止時，三根細繩的張力分別為Fa、Fb、Fc, A管內(nèi)水銀面與管外相平，B管內(nèi)水銀面比管外低，C管內(nèi)水銀面比管 外高，則三管中氣體壓強最小的是 管，F(xiàn)a、Fb、Fc的大小關(guān)系是潼16 .如圖3 3 8所示，一圓柱形的堅固容器，高為 h,上 底有一可以打開和關(guān)閉的密封閥門.現(xiàn)把此容器沉入水深為 H的 湖底，弁打開閥門，讓水充滿容器，然后關(guān)閉閥門，如圖所示 . 設(shè)大氣壓強為p0,湖水密度為p,則容器內(nèi)部底面受到的向下的 壓強為若把此容器從湖底取出，這時容器內(nèi)部底面受到的向下壓強為謹圖 3-3-8三、計算題（共54分）潼17

9、 . （10分）速度為8 m/s的水平方向的風(fēng)，垂直吹向直徑 為6 m的風(fēng)車使它轉(zhuǎn)動，風(fēng)車轉(zhuǎn)動時攪動它下面水槽中質(zhì)量為 100 kg的水，使水溫升高.若不計風(fēng)的壓力和溫度的變化，弁設(shè) 風(fēng)的動能有30%使風(fēng)車轉(zhuǎn)動，且通過做功轉(zhuǎn)化為其他形式的能 問：（1） 1 m3空氣的動能是多少？（已知空氣的密度為 1.29kg/m 3)（2）如果風(fēng)車對水做的功全部用于增加水的內(nèi)能，那么 1 h 內(nèi)水溫升高多少？,18 . （11分）（2001年全國高考試題）在一密封的啤酒瓶中， 下方為溶有CO2的啤酒，上方為純 CO2氣體.在20 C時，溶于 啤酒中的CO2的質(zhì)量為 mA=1.050 X10-3 kg,上方氣

10、體狀態(tài) CO2 的質(zhì)量為mB=0.137 X10-3 kg,壓強為po=1標準大氣壓.當(dāng)溫度 升高到40 c時，啤酒中溶解的 CO2的質(zhì)量有所減少，變?yōu)?mA, = mA-Am,瓶中氣體CO2的壓強上升到p1，已知：皿=0.60 X& ,mAP2啤酒的體積不因溶入 CO2而變化，且不考慮容器體積和啤酒體 積隨溫度的變化.又知對同種氣體，在體積不變的情況下p/T與m成正比，試計算pi等于多少標準大氣壓？（結(jié)果保留兩位有 效數(shù)字）.19 .（11分）如圖3 39所示，在光滑桌面上靜止放置一質(zhì) 量為M的氣缸.不計摩擦、質(zhì)量為 m。的活塞封閉了溫度為 T。、 體積為V0的一定質(zhì)量的理想氣體.氣

11、體與外界無熱交換，大氣壓 強為po,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、速度為V0的子彈水平射入活塞弁留 在活塞中，活塞向右推進而壓縮氣體，設(shè)活塞在推進過程中的任意時刻，封閉的理想氣體均處于相應(yīng)的平衡狀態(tài).當(dāng)氣體壓縮到最小體積為?時，壓強為2.5p0,求：潼圖 3 39（1）此時氣體的溫度；潼（2）活塞壓縮氣體過程中氣體內(nèi)能的增量 潼20 . （11分）（2001年上海高考試題）如圖3 310所示, 一定量氣體放在體積為 V。的容器中，室溫為Tq=300 K,有一光 滑導(dǎo)熱活塞C （不占體積）將容器分成A、B兩室，B室的體積是 A室的兩倍.A室容器上連接有一 U形管（U形管內(nèi)氣體的體積忽 略不計），兩邊水銀柱高度

12、差為 76 cm.右室容器中連接有一閥門 K,可與大氣相通.（外界大氣壓等于76 cm汞柱）求：?；?J圖 3310（1）將閥門K打開后，A室的體積變?yōu)槎嗌伲夸?）打開閥門K后將容器內(nèi)的氣體從 300 K分別加熱到400 K和540 K , U形管內(nèi)兩邊水銀面的高度差各為多少？潼21 . （11分）1964年制成了世界上第一盞用海浪發(fā)電的航標燈.它的氣室示意圖如圖3-3-11所示，其工作原理是利用海浪 上下起伏的力量將空氣吸入氣室，壓縮后推入工作室，然后推動渦輪機帶動發(fā)電機發(fā)電.當(dāng)海水下降時閥門Ki關(guān)閉，K2打開，吸入 壓強為1.0X105 Pa的空氣(可視為理想氣體)，吸氣后氣室中空 氣的

13、總體積為0.8 m3.當(dāng)海水上升時K2立即關(guān)閉，海水推動活塞壓 縮吸入的空氣，可以認為這一過程空氣溫度不變，當(dāng)空氣的體積 被壓縮到 0.2 m 3時，閥門Ki被推開，活塞繼續(xù)推動空氣使之進 入工作室，同時工作室中的空氣推動渦輪機工作，渦輪機帶動發(fā) 電機發(fā)電給航標燈提供電能，這一過程渦輪機帶動發(fā)電機工作 5 s 時間.；氣室 話罌嬴一至渦輪發(fā)動機圖 3311(1)試求閥門K1剛被推開時，氣室內(nèi)空氣的壓強；董(2)若這一過程航標燈得到的功率為2.0 X103 W,渦輪機及發(fā)電機的總效率為80% ,求空氣對渦輪機所做的功謹參考答案一、1.A 2.B 3.C 4.A 5.D 6.C 7.B 8.C9

14、.C 由于氣缸、活塞是絕熱的，因此氣體與外界不發(fā)生熱交換，氣缸中氣體內(nèi)能的變化只決定于對內(nèi)還是對外做功.在緩慢向外拉桿的過程中，甲體積減小，乙體積增大，即外界(活塞)對甲做功，乙對外界(活塞)做功，因此E甲增大，E乙減小，C正確.10 .D 以活塞為對象，由受力分析有 T+pS=p0S+ pghS得p= po+ pgh-T ,故A錯誤甚S以玻璃試管為對象ps+ Mg=p0s得p=po- Mg管內(nèi)氣柱壓強 s不變，B是錯誤的品以試管活塞、水銀整體為對象有 T= (M+m ) g是定值，C 是錯誤的.由以上分析知氣柱做等壓變化，溫度升高，氣柱體積增大，但細線上的拉力不變，必然有玻璃管的位置降低.D

15、正確鼐二、11.6X1021 璇 12.30;7.5 慕 13.100;12714 .po7tR2 15.C；Fc>Fa>Fb算 16.po+ pgH ；po+ pgH 甚1 c 1二、17. (1) Ek= 2mv2= - pVv2=41.28 J 星(2) 1小時內(nèi)吹向風(fēng)車的空氣總體積為：慕V總=svt= 7t(D-)2vt 甚=3.14 X(|)2X8X3600 m 3=8.14 X105 m3慕設(shè)空氣的總動能為：Ek=41.28 V總第由題意30% Ek= cm At甚所以At=3°%且=24 C星 cm18.在40 C時，溶入啤酒的 CO2的質(zhì)量為其mA = m

16、A- Am 晶因質(zhì)量守恒，氣態(tài) CO2質(zhì)量為mB=mB+Am篇由題設(shè)得皿0.602 mAP0由于對同種氣體，體積不變時，p/T與m成正比，可得PimB3131 產(chǎn)P0mB 293由以上各式解得：mA1 AmBpi=mA 0.6 mB293313即pi=1.6標準大氣壓甚19.(1)設(shè)氣體體積壓縮至 V0/2時，其溫度填為Tf亦葛由理想氣體狀態(tài)方程得：2.5 p0 -y-竽得：t=5t°脅甚T0T4子彈沖擊活塞后的瞬間，設(shè)其共同速度為V1,有mv0= (m + m0)V1當(dāng)氣體壓縮至最小體積時，活塞與氣缸有共同速度V2 ,則mv0= (M + m + mo) V2氣體體積由V。變?yōu)閂0

17、時，大氣壓強做功為poV0,故在氣體壓縮過程中內(nèi)能的增量為:AE=p0x” 12(m+m 0) V12- 2 (M+m+m 0) V22得AE=PoVo22Mm0 V022(Mm0)(Mm m0)20.(1)設(shè)大氣壓強為p0,則K打開前pAO=2p0, Vao= V032打開KB, pA= P0.由玻息耳je律得PaoVao = PaVa.所以Va= -V03<Vo(2)溫度從300 K升到T時，設(shè)A室中氣體體積為 Vo,壓強為PA=P0,則由蓋呂薩克定律得T=TOVaX300 K=450 KIMTi =400K V 450K,所以pAi= pA= p。,水銀柱高度差為 0.慕T2=540K >450K