2025屆高考物理二輪總復習第一編專題6熱學近代物理專題分層突破練14熱學課件

專題分層突破練14熱學123456789101112基礎鞏固131.(2024廣東佛山二模)如圖是一種兒童玩具“吡叭筒”,由竹筒和木棍組成,在竹筒的前后兩端分別裝上“叭子”(樹果子或打濕的小紙團)。叭子密封竹筒里面的空氣,迅速推動木棍,前端的叭子便會從筒口射出。則迅速推動木棍過程中(叭子尚未射出),竹筒中被密封的氣體(

)A.壓強增大B.溫度不變C.內能不變D.每個分子的動能都增加答案

A12345678910111213解析

迅速推動木棍過程中,竹筒中被密封的氣體體積減小,則壓強增大,外界對氣體做正功,W>0,由于該過程氣體與外界無熱交換,則Q=0,根據(jù)熱力學第一定律可知,ΔU>0,氣體內能增加,溫度升高,分子平均動能增加,但不是每個分子的動能都增加,故選A。123456789101112132.(2024山東淄博一模)圖甲、乙是某同學從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片,記錄炭粒位置的時間間隔均為30s,兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知(

)A.圖中連線是炭粒的運動徑跡B.炭粒的位置變化是分子間斥力作用的結果C.若水溫相同,甲中炭粒的顆粒較大D.若炭粒大小相同,甲中水分子的熱運動較劇烈答案

C12345678910111213解析

圖中連線不是炭粒的運動徑跡,A錯誤;炭粒的位置變化是水分子的撞擊不平衡產生的結果,B錯誤;若水溫相同,較大炭粒的布朗運動的劇烈程度較弱,炭粒在30

s始、末時刻所在位置連線的距離較短,故甲中炭粒的顆粒較大,C正確;若炭粒大小相同,溫度越高分子的熱運動越劇烈,做布朗運動的炭粒運動也越劇烈,故乙中水分子的熱運動較劇烈,D錯誤。123456789101112133.(多選)(2024天津一模)下列有關熱學的問題說法正確的是(

)A.圖甲是理想氣體分子速率的分布規(guī)律,氣體在①狀態(tài)下的分子平均動能小于②狀態(tài)下的分子平均動能B.圖乙是分子勢能Ep與分子間距r的關系示意圖,在r>r1時分子力表現(xiàn)為引力C.圖丙為壓力鍋示意圖,在關火后打開壓力閥開始放氣的瞬間,鍋內氣體對外界做功,內能減少D.圖丁為一定質量的理想氣體分別在T1、T2溫度下發(fā)生的等溫變化,由圖可知T1<T2CD12345678910111213解析

圖甲是理想氣體分子速率的分布規(guī)律,氣體在①狀態(tài)下分子速率占總分子數(shù)的百分比的極大值的速率較大,則氣體在①狀態(tài)下的分子平均動能大于②狀態(tài)下的分子平均動能,A錯誤;圖乙是分子勢能Ep與分子間距r的關系示意圖,在r=r2時分子間作用力為零,可知在r2>r>r1時分子間作用力表現(xiàn)為斥力,B錯誤;圖丙為壓力鍋示意圖,在關火后打開壓力閥開始放氣的瞬間,鍋內氣體體積變大,對外界做功,因來不及與外界進行熱交換,則氣體的內能減少,C正確;圖丁為一定質量的理想氣體分別在T1、T2溫度下發(fā)生的等溫變化,由圖可知距離原點越遠的曲線上pV乘積越大,則溫度越高,即T1<T2,D正確。123456789101112134.(2024安徽期末)有關分子動理論和熱力學定律,下列說法正確的是(

)A.當分子間表現(xiàn)為引力時,分子勢能隨分子間距離的增大而減小B.隨著科技的進步,我們可以利用通過降低海水溫度釋放出的大量熱量,全部用來發(fā)電,而不產生其他影響,從而解決能源危機C.一氣泡從恒溫的水池底部緩慢向上浮動,在上浮過程中氣泡體積增大,對外做功,吸收熱量D.若把氫氣和氧氣看成理想氣體,則體積、質量和溫度均相同的氫氣和氧氣內能一定相等答案

C12345678910111213解析

當分子間表現(xiàn)為引力時,增大分子間的距離,引力做負功,分子勢能增大,A錯誤;由熱力學第二定律知,不可能從單一熱源吸收熱量,使其完全變成功,而不產生其他影響,B錯誤;氣泡從恒溫的水池底部緩慢向上浮動,在上浮過程中壓強減小,故氣泡體積增大,對外做功,吸收熱量,C正確;體積、質量和溫度均相同的氫氣和氧氣,分子的平均動能相等,但由于分子總數(shù)不同,因此內能不相等,D錯誤。123456789101112135.(2023江蘇卷)如圖所示,密閉容器內一定質量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過程中(

)A.氣體分子的數(shù)密度增大B.氣體分子的平均動能增大C.單位時間內氣體分子對單位面積器壁的作用力減小D.單位時間內與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小答案

B12345678910111213解析

氣體發(fā)生等容變化,故氣體分子的數(shù)密度不變,選項A錯誤;氣體溫度升高,故氣體分子的平均動能增大,選項B正確;氣體壓強增大,故單位時間內氣體分子對單位面積的作用力增大,選項C錯誤;由于氣體分子的平均動能增大,氣體體積不變,故單位時間內與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)增大,選項D錯誤。123456789101112136.(多選)(2024新課標卷)如圖所示,一定量理想氣體的循環(huán)由下面4個過程組成:1→2為絕熱過程(過程中氣體不與外界交換熱量),2→3為等壓過程,3→4為絕熱過程,4→1為等容過程。上述4個過程是四沖程柴油機工作循環(huán)的主要過程。下列說法正確的是(

)A.1→2過程中,氣體內能增加B.2→3過程中,氣體向外放熱C.3→4過程中,氣體內能不變D.4→1過程中,氣體向外放熱答案

AD12345678910111213解析

本題考查熱學圖像問題。1→2過程中,氣體絕熱壓縮,外界對氣體做功,內能增加,選項A正確。2→3過程中,氣體等壓膨脹,對外做功,溫度升高,根據(jù)熱力學第一定律可知,氣體吸熱,選項B錯誤。3→4過程中,氣體絕熱膨脹,內能減小,選項C錯誤。4→1過程中,氣體體積不變,壓強減小,溫度降低,內能減小,根據(jù)熱力學第一定律可知,氣體放熱,選項D正確。123456789101112137.(10分)(2024安徽卷)某人駕駛汽車從北京到哈爾濱,在哈爾濱發(fā)現(xiàn)汽車的某個輪胎內氣體的壓強有所下降(假設輪胎內氣體的體積不變,且沒有漏氣,可視為理想氣體)。于是在哈爾濱給該輪胎充入壓強與大氣壓相同的空氣,使其內部氣體的壓強恢復到出發(fā)時的壓強(假設充氣過程中,輪胎內氣體的溫度與環(huán)境溫度相同,且保持不變)。已知該輪胎內氣體的體積V0=30L,從北京出發(fā)時,該輪胎內氣體的溫度t1=-3℃,壓強p1=2.7×105Pa。哈爾濱的環(huán)境溫度t2=-23℃,大氣壓強p0取1.0×105Pa。求:(1)在哈爾濱時,充氣前該輪胎內氣體的壓強。(2)充進該輪胎的空氣體積。答案

(1)2.5×105Pa(2)6L12345678910111213其中p1=2.7×105

Pa,T1=(273-3)

K=270

K,T2=(273-23)

K=250

K代入數(shù)據(jù)解得,在哈爾濱時,充氣前該輪胎內氣體的壓強為p2=2.5×105

Pa。(2)由玻意耳定律可知p2V0+p0V=p1V0代入數(shù)據(jù)解得,充進該輪胎的空氣體積為V=6

L。123456789101112138.(12分)(2022海南卷改編)足夠長的玻璃管水平放置,用長19cm的水銀封閉一段長為25cm的空氣柱,大氣壓強相當于76cm汞柱產生的壓強,環(huán)境溫度為300K,將玻璃管緩慢順時針旋轉到豎直。(1)空氣柱長度變?yōu)槎嗌?空氣柱是吸熱還是放熱?(2)當氣體溫度變?yōu)?60K時,空氣柱長度是多少?答案

(1)20cm

放熱(2)24cm12345678910111213解析

(1)以封閉氣體為研究對象,氣體做等溫變化,設玻璃管橫截面積為S,玻璃管水平時p1=0.76

mρ汞g、V1=0.25

mS玻璃管豎起來后p2=(0.19+0.76)

mρ汞g=0.95

mρ汞g、V2=LS根據(jù)p1V1=p2V2解得L=20

cm氣體體積減小,外界對氣體做功,但其溫度不變,內能不變,根據(jù)熱力學第一定律可知氣體向外放熱。12345678910111213其中T1=300

K、V2=20

cmS、V3=L'S解得L'=24

cm。12345678910111213綜合提升9.(多選)(2024河北卷)如圖所示,水平放置的密閉絕熱汽缸被導熱活塞分成左、右兩部分,左側封閉一定質量的理想氣體,右側為真空,活塞與汽缸右壁中央用一根輕質彈簧水平連接。汽缸內壁光滑且水平長度大于彈簧自然長度,彈簧的形變始終在彈性限度內且體積忽略不計?；钊跏紩r靜止在汽缸正中間,后因活塞密封不嚴發(fā)生緩慢移動,活塞重新靜止后(

)A.彈簧恢復至自然長度B.活塞兩側氣體質量相等C.與初始時相比,汽缸內氣體的內能增加D.與初始時相比,活塞左側單位體積內氣體分子數(shù)減少答案

ACD12345678910111213解析

開始彈簧處于壓縮狀態(tài),因活塞密封不嚴,可知左側氣體向右側漏出,左側氣體壓強變小,右側出現(xiàn)氣體,對活塞有向左的壓力,最終左、右兩側氣體壓強相等,且彈簧恢復原長,故A正確;活塞初始時靜止在汽缸正中間,但由于活塞向左移動,左側氣體體積小于右側氣體體積,因此左側氣體質量小于右側氣體質量,故B錯誤;由于密閉的汽缸絕熱,與外界沒有能量交換,但彈簧彈性勢能減少了,可知氣體的內能增加,故C正確;初始時氣體在左側,最終氣體充滿整個汽缸,則初始左側單位體積內氣體分子數(shù)應該是最終左側的兩倍,故D正確。1234567891011121310.(多選)(2023山東卷)一定質量的理想氣體,初始溫度為300K,壓強為1×105Pa。經等容過程,該氣體吸收400J的熱量后溫度上升100K;若經等壓過程,需要吸收600J的熱量才能使氣體溫度上升100K。下列說法正確的是(

)A.初始狀態(tài)下,氣體的體積為6LB.等壓過程中,氣體對外做功400JC.等壓過程中,氣體體積增加了原體積的D.兩個過程中,氣體的內能增加量都為400J答案

AD12345678910111213解析

理想氣體的內能只和溫度有關,等容過程ΔU=400

J,故兩個過程內能增加量都為400

J,選項D正確;等壓過程Q=600

J,根據(jù)ΔU=W+Q,可得W=-200

J,選項B錯誤;等壓過程中,-W=pΔV,解得ΔV=2×10-3

m3=2

L,1234567891011121311.(2024山東濰坊二模)一定質量的理想氣體由a狀態(tài)開始,經歷a→b→c→a過程,其p-V圖像如圖所示,ab的延長線過坐標原點O,bc與縱軸平行。已知a、c兩狀態(tài)下氣體的溫度相同,a→b過程中氣體向外界放出的熱量為Q。下列說法正確的是(

)A.氣體在a狀態(tài)下單位時間內對單位面積器壁的沖量小于在c狀態(tài)下的沖量B.a→b過程中氣體內能變化量的絕對值大于QC.b→c過程中氣體從外界吸收的熱量為

p0V0D.a→b→c→a整個過程中氣體對外界做功為零答案

A12345678910111213解析

a狀態(tài)氣體的體積較大,氣體密度較小,又兩個狀態(tài)的溫度相同,故氣體在a狀態(tài)下單位時間內對單位面積器壁的作用力較小,沖量較小,A正確;b→c過程體積不變,壓強增大,根據(jù)

=C可知,氣體溫度升高,則c狀態(tài)氣體內能大于b狀態(tài)氣體內能,由于a與c狀態(tài)氣體溫度相同,內能相等,則b狀態(tài)氣體內能小于a狀態(tài)氣體內能,a→b過程氣體體積減小,外界對氣體做功,根據(jù)ΔU=Q+W,ΔU為負值,W為正值,故氣體放熱大于內能的減少量,B錯誤;123456789101112131234567891011121312.(12分)(2023浙江1月選考)某探究小組設計了一個報警裝置,其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內用面積S=100cm2、質量m=1kg的活塞密封一定質量的理想氣體,活塞能無摩擦滑動。開始時氣體處于溫度TA=300K、活塞與容器底的距離h0=30cm的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時容器內氣體被加熱,活塞緩慢上升d=3cm恰好到達容器內的卡口處,此時氣體達到狀態(tài)B?；钊３植粍?氣體被繼續(xù)加熱至溫度TC=363K的狀態(tài)C時觸動報警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內能增加了ΔU=158J。取大氣壓p0=0.99×105Pa,求氣體:12345678910111213(1)在狀態(tài)B的溫度;(2)在狀態(tài)C的壓強;(3)由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收的熱量Q。答案

(1)330K

(2)1.1×105Pa(3)188J1234567891011121312345678910111213(3)根據(jù)題意可知,從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體對外做功為W=pBSd=30

J由熱力學第一定律有ΔU=-W+Q解得Q=ΔU+W=188

J。1234567891011121313.(12分)(2024