考點(diǎn)十六 熱學(xué)-2019年高考物理分類題庫

考點(diǎn)十六熱學(xué)1.（2019·北京高考·T15）下列說法正確的是 ()A.溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和C.氣體壓強(qiáng)僅與氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)D.氣體膨脹對(duì)外做功且溫度降低,分子的平均動(dòng)能可能不變【解析】選A。溫度是分子平均動(dòng)能的宏觀表現(xiàn),溫度越高,分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,選項(xiàng)A正確;物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子之間由于相互作用而具有的分子勢(shì)能之和,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;氣體壓強(qiáng)與溫度和體積有關(guān),體積大小影響分子密度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;氣體溫度降低,分子平均動(dòng)能減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(2019·江蘇高考·T13A（1）)在沒有外界影響的情況下,密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間后,該氣體()A.分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)停息下來B.每個(gè)分子的速度大小均相等C.分子的平均動(dòng)能保持不變D.分子的密集程度保持不變【解析】選C、D。密閉容器內(nèi)的理想氣體在沒有外界影響的情況下,分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)也不會(huì)停止,壓強(qiáng)、體積和溫度都不會(huì)改變,則分子的平均動(dòng)能和密集程度不會(huì)改變,選項(xiàng)C、D正確,A錯(cuò)誤;分子的平均動(dòng)能不變,但分子之間的碰撞以及速度的變化是頻繁發(fā)生的,其分子速率按中間多兩頭少的分布情況不變,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤。（2019·全國卷I·T33（1））某容器中的空氣被光滑活塞封住,容器和活塞絕熱性能良好,空氣可視為理想氣體。初始時(shí)容器中空氣的溫度與外界相同,壓強(qiáng)大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng),直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同。此時(shí),容器中空氣的溫度(選填“高于”“低于”或“等于”)外界溫度,容器中空氣的密度(選填“大于”“小于”或“等于”)外界空氣的密度。

【解析】容器與活塞絕熱性能良好,容器中空氣與外界不發(fā)生熱交換(Q=0),活塞移動(dòng)的過程中,容器中空氣壓強(qiáng)減小,則容器中空氣正在膨脹,體積增大,對(duì)外界做功,即W<0。根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知:容器中空氣內(nèi)能減小,溫度降低,容器中空氣的溫度低于外界溫度。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有pVT=C,又ρ=mV,聯(lián)立解得:ρ=mpCT答案：低于大于4.(2019·全國卷Ⅱ·T33（1）)如p-V圖所示,1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài),對(duì)應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù),則N1N2,T1T3,N2N3。(均選填“大于”“小于”或“等于”)

【解析】氣體在1、2狀態(tài),p1V1T1=p2V2T2,由于V1=V2,氣體的分子數(shù)密度相等,p1>p2,故T1>T2,氣體分子在狀態(tài)1的平均動(dòng)能大于在狀態(tài)2的平均動(dòng)能,N1大于N2;氣體在狀態(tài)1、3,由理想氣體狀態(tài)方程得p1V1T1=p3V3T3,解得T1=T3;氣體在狀態(tài)2、3,壓強(qiáng)相等,則V2T2=V3T答案：大于等于大于5.(2019·全國卷Ⅲ·T33（1）)用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)中,首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液,稀釋的目的是。實(shí)驗(yàn)中為了測(cè)量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積,可以。為得到油酸分子的直徑,還需測(cè)量的物理量是。

【解析】稀釋的目的是使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜;為了測(cè)量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積,可以把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,測(cè)出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù),就能得到一滴溶液中純油酸的體積。為得到油酸分子的直徑,我們還需測(cè)量出單分子層油膜的面積。答案：見解析(2019·江蘇高考·T13A（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(shì)能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖象如圖所示,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?！窘馕觥啃∷伪砻鎸拥姆肿颖纫后w內(nèi)部的分子稀疏一些,分子間的距離大于液體內(nèi)部分子引力和斥力相平衡的距離表現(xiàn)為引力,小水滴表面層中的分子的勢(shì)能處于分子勢(shì)能Ep圖中C的位置。答案:引力C7.（2019·全國卷I·T33（2））熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備工作時(shí),先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)預(yù)抽真空的爐腔中,然后爐腔升溫,利用高溫高氣壓環(huán)境對(duì)放入爐腔中的材料加工處理,改善其性能。一臺(tái)熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13m3,爐腔抽真空后,在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2m3,使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5×107Pa,使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為2.0×106Pa;室溫溫度為27℃。氬氣可視為理想氣體。①求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng);②將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227℃,求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)?！窘馕觥竣僭O(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為V0,壓強(qiáng)為p0;使用后氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為p1。假設(shè)體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體壓強(qiáng)變?yōu)閜1時(shí),其體積膨脹為V1。由玻意耳定律p0V0=p1V1 ①被壓入進(jìn)爐腔的氣體在室溫和p1條件下的體積為V1'=V1-V0 ②設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為p2,體積為V2。由玻意耳定律p2V2=10p1V1' ③聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得p2=3.2×107Pa④②設(shè)加熱前爐腔的溫度為T0,加熱后爐腔溫度為T1,氣體壓強(qiáng)為p3,由查理定律p3T1=聯(lián)立④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得p3=1.6×108Pa⑥答案:①3.2×107Pa②1.6×108Pa8.(2019·全國卷Ⅱ·T33（2）)如圖,一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個(gè)汽缸連通而成,容器平放在地面上,汽缸內(nèi)壁光滑。整個(gè)容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分,分別充有氫氣、空氣和氮?dú)狻Ｆ胶鈺r(shí),氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p0和V0,氫氣的體積為2V0,空氣的壓強(qiáng)為p?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出,抽氣過程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?活塞沒有到達(dá)兩汽缸的連接處,求:①抽氣前氫氣的壓強(qiáng);②抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積?！窘馕觥竣僭O(shè)抽氣前氫氣的壓強(qiáng)為p10,以兩個(gè)活塞整體為研究對(duì)象,活塞水平方向受力如圖根據(jù)活塞受力平衡可得p·2S+p0S=p10·2S+pS ①得p10=12(p0+p) ②設(shè)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積分別為p1和V1,氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p2和V2,活塞受力如圖所示根據(jù)活塞受力平衡可得p2S=p1·2S ③由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0 ④p2V2=p0V0 ⑤由于兩活塞用剛性桿連接,設(shè)活塞向右移動(dòng),故V1-2V0=2(V0-V2) ⑥聯(lián)立②③④⑤⑥式解得p1=12p0+14pV1=4(答案:①12(p0+p)②12p0+19.(2019·全國卷Ⅲ·T33（2）)如圖,一粗細(xì)均勻的細(xì)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(xì)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(qiáng)為76cmHg,環(huán)境溫度為296K。①求細(xì)管的長(zhǎng)度;②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(shí)密封氣體的溫度。【解析】①設(shè)細(xì)管的長(zhǎng)度為L(zhǎng),橫截面的面積為S,水銀柱高度為h;初始時(shí),設(shè)水銀柱上表面到管口的距離為h1,被密封氣體的體積為V,壓強(qiáng)為p;細(xì)管倒置時(shí),氣體體積為V1,壓強(qiáng)為p1。由玻意耳定律有pV=p1V1 ①由力的平衡條件有p=p0+ρgh ②p1=p0-ρgh ③式中,ρ、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小,p0為大氣壓強(qiáng)。由題意有V=S(L-h1-h) ④V1=S(L-h) ⑤由①②③④⑤式和題給條件得L=41cm⑥②設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T,由蓋—呂薩克定律有VT0=V由④⑤⑥⑦式和題給數(shù)據(jù)得T=312K答案:①41cm②312K10.(2019·江蘇高考·T13A（3）)如圖所示,一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的