2021年最新高考物理能力训练-热学含答案

1、题群训练3热学灌（时间：100分钟，赋分150分）潼训练指要.本套试题训练和考查的重点是：分子动理论、热学中的能量守恒、气体的状态和状态参量、气态方程等有关内容.第17题、第18题、第21题为创新题.这种类型的题把热学中的有关物理 概念与生产、生活中的实际问题紧密联系起来，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力.一、选择题（每小题6分，共60分）潼1. （2001年全国高考综合能力试题）一定质量的理想气体 由状态A经过图3-3-1中所示过程变到状态 B.在此过程中气 体的密度图 3-3-1A. 一直变小B.一直变大C.先变小后变大D.先变大后变小潼2 .只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气

2、体分子间的 平均距离A.阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量 灌B.阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度C.阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和体积D.该气体的密度、体积和摩尔质量潼3 .两个分子甲和乙相距较远（此时它们之间的分子力可以忽 略）.设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个 移动过程中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 .假设在一个完全密封绝热的室内，放一台打开门的电冰 箱，然后遥控接通电源，令电冰箱工作一段较长的时间后再遥控 断开电源，等室内各处温度达到平衡时， 室内气温

3、与接通电源相 比.A.一定升高了潼B.一定降低了C. 一定不变D.可能升高，可能降低，也可能不变 潼5 .已知离地面愈高时大气压强愈小， 温度也愈低.现有一气球 由地面向上缓慢升起，试问大气压强与温度对此气球体积的影响 如何A.大气压强减小有助于气球体积增大,温度降低有助于气球体积增大B.大气压强减小有助于气球体积变小,温度降低有助于气球体积减小C.大气压强减小有助于气球体积变小,温度降低有助于气球D.大气压强减小有助于气球体积增大,温度降低有助于气球体积减小6 .如图3 32所示，柱形容器内封有一定质量的空气，光滑活塞C （质量为m）与容器由良好的隔热材料制成， 另有质 量为M的物体从活塞上

4、方的 A点自由下落到活塞上，弁随活塞 一起到达最低点B,在这一过程中，空气内能的改变量为A E、外 界对空气所做的功 W与物体及活塞的重力势能的变化关系为图 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 .下列说法中正确的是潼A.布朗运动就是液体分子的运动灌8 .一定质量的理想气体吸热时内能可以不变.C.当分子间距离增大时，分子力一定变小D.做减速运动的物体，内能将逐渐减小 潼8 .质量一定的水由20 c加热至40 C,下列说法中正确的

5、是 iffiA.每个分子热运动的速率都会增加 潼9 .每个分子热运动的动能都会增加 2倍潼C.分子的平均动能增加.D.分子相互作用的引力及斥力均增大 港10 （2000年全国高考试题）图3 33中活塞将气缸分成两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气 .以E甲、 E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将杆缓慢向外拉 的过程中潢图 3-3-3A.E甲不变，E乙减小B.E甲增大，E乙不变潘C.E甲增大，E乙减小潼D.E甲不变，E乙增大港10 .如图3 3 4所示，玻璃管内活塞 P下方封闭着空气,P上有细线系住，线上端悬于 O点，P上面有水银柱，如不计水 银、活塞与玻璃管的摩擦力， 大气

6、压强为P0保持不变，则当气体 温度升高时（水银不溢出）潼0过»L=_ X图 3-3-4A.管内气体压强恒为po+ pgh （ p为水银密度）浦B.管内气柱压强将增大 .C.细线上的拉力将减小D.玻璃管的位置将降低潼二、填空题（每小题6分，共36分）潼11 .容积为2 L的开口容器，放在大气压强恒为1标准大气压的环境中.当温度由-3 C升高到27 C的过程中，容器中减少的 分子个数为 取1位有效数字）.潼12 .某压缩喷雾器容积为15 L,装入13.5 L药液后封闭.今 用容积为250 cm 3的打气筒给喷雾器充气至 6X105 Pa,应打 次（设空气压强P0=1 X105 Pa.充气

7、后可向外喷药液谴13 .如图3 3 5所示，水平放置的圆柱形气缸内用活塞封 闭一定质量的气体，活塞面积为 10 cm3,气缸初温为27 C,体 积为100 cm3,开始时内外压强均为105 Pa,活塞与缸壁间的 最大静摩擦力 Ffm=5N.当温度升高到 37 c时，气体的体积为cM,当温度升高到127 c时气体的体积为 cm3.ifT_ _ _图 3 3 514 .如图336两个半球竞拼成的球形容器内部已抽成真 空，球形容器的半径为 R,大气压强为po,为使两个球壳沿图中 箭头方向互相分离，应施加的力 F至少为谨图 3-3-6图 33 715 .如图3 3 7所示，A、B、C三只相同的试管，用

8、细绳 拴住封闭端悬挂在天花板上， 开口端插入水银槽中，试管内封有 气体，三管静止时，三根细绳的张力分别为Fa、Fb、Fc, A管内水银面与管外相平，B管内水银面比管外低，C管内水银面比管 外高，则三管中气体压强最小的是 管，Fa、Fb、Fc的大小关系是潼16 .如图3 3 8所示，一圆柱形的坚固容器，高为 h,上 底有一可以打开和关闭的密封阀门.现把此容器沉入水深为 H的 湖底，弁打开阀门，让水充满容器，然后关闭阀门，如图所示 . 设大气压强为p0,湖水密度为p,则容器内部底面受到的向下的 压强为若把此容器从湖底取出，这时容器内部底面受到的向下压强为谨图 3-3-8三、计算题（共54分）潼17

9、 . （10分）速度为8 m/s的水平方向的风，垂直吹向直径 为6 m的风车使它转动，风车转动时搅动它下面水槽中质量为 100 kg的水，使水温升高.若不计风的压力和温度的变化，弁设 风的动能有30%使风车转动，且通过做功转化为其他形式的能 问：（1） 1 m3空气的动能是多少？（已知空气的密度为 1.29kg/m 3)（2）如果风车对水做的功全部用于增加水的内能，那么 1 h 内水温升高多少？,18 . （11分）（2001年全国高考试题）在一密封的啤酒瓶中， 下方为溶有CO2的啤酒，上方为纯 CO2气体.在20 C时，溶于 啤酒中的CO2的质量为 mA=1.050 X10-3 kg,上方气

10、体状态 CO2 的质量为mB=0.137 X10-3 kg,压强为po=1标准大气压.当温度 升高到40 c时，啤酒中溶解的 CO2的质量有所减少，变为 mA, = mA-Am,瓶中气体CO2的压强上升到p1，已知：皿=0.60 X& ,mAP2啤酒的体积不因溶入 CO2而变化，且不考虑容器体积和啤酒体 积随温度的变化.又知对同种气体，在体积不变的情况下p/T与m成正比，试计算pi等于多少标准大气压？（结果保留两位有 效数字）.19 .（11分）如图3 39所示，在光滑桌面上静止放置一质 量为M的气缸.不计摩擦、质量为 m。的活塞封闭了温度为 T。、 体积为V0的一定质量的理想气体.气

11、体与外界无热交换，大气压 强为po,现有一质量为m、速度为V0的子弹水平射入活塞弁留 在活塞中，活塞向右推进而压缩气体，设活塞在推进过程中的任意时刻，封闭的理想气体均处于相应的平衡状态.当气体压缩到最小体积为?时，压强为2.5p0,求：潼图 3 39（1）此时气体的温度；潼（2）活塞压缩气体过程中气体内能的增量 潼20 . （11分）（2001年上海高考试题）如图3 310所示, 一定量气体放在体积为 V。的容器中，室温为Tq=300 K,有一光 滑导热活塞C （不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是 A室的两倍.A室容器上连接有一 U形管（U形管内气体的体积忽 略不计），两边水银柱高度

12、差为 76 cm.右室容器中连接有一阀门 K,可与大气相通.（外界大气压等于76 cm汞柱）求：海患8J图 3310（1）将阀门K打开后，A室的体积变为多少？潼（2）打开阀门K后将容器内的气体从 300 K分别加热到400 K和540 K , U形管内两边水银面的高度差各为多少？潼21 . （11分）1964年制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯.它的气室示意图如图3-3-11所示，其工作原理是利用海浪 上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电.当海水下降时阀门Ki关闭，K2打开，吸入 压强为1.0X105 Pa的空气(可视为理想气体)，吸气后气室中空 气的

13、总体积为0.8 m3.当海水上升时K2立即关闭，海水推动活塞压 缩吸入的空气，可以认为这一过程空气温度不变，当空气的体积 被压缩到 0.2 m 3时，阀门Ki被推开，活塞继续推动空气使之进 入工作室，同时工作室中的空气推动涡轮机工作，涡轮机带动发 电机发电给航标灯提供电能，这一过程涡轮机带动发电机工作 5 s 时间.；气室 话罂嬴一至涡轮发动机图 3311(1)试求阀门K1刚被推开时，气室内空气的压强；董(2)若这一过程航标灯得到的功率为2.0 X103 W,涡轮机及发电机的总效率为80% ,求空气对涡轮机所做的功谨参考答案一、1.A 2.B 3.C 4.A 5.D 6.C 7.B 8.C9

14、.C 由于气缸、活塞是绝热的，因此气体与外界不发生热交换，气缸中气体内能的变化只决定于对内还是对外做功.在缓慢向外拉杆的过程中，甲体积减小，乙体积增大，即外界(活塞)对甲做功，乙对外界(活塞)做功，因此E甲增大，E乙减小，C正确.10 .D 以活塞为对象，由受力分析有 T+pS=p0S+ pghS得p= po+ pgh-T ,故A错误甚S以玻璃试管为对象ps+ Mg=p0s得p=po- Mg管内气柱压强 s不变，B是错误的品以试管活塞、水银整体为对象有 T= (M+m ) g是定值，C 是错误的.由以上分析知气柱做等压变化，温度升高，气柱体积增大，但细线上的拉力不变，必然有玻璃管的位置降低.D

15、正确鼐二、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小时内吹向风车的空气总体积为：慕V总=svt= 7t(D-)2vt 甚=3.14 X(|)2X8X3600 m 3=8.14 X105 m3慕设空气的总动能为：Ek=41.28 V总第由题意30% Ek= cm At甚所以At=3°%且=24 C星 cm18.在40 C时，溶入啤酒的 CO2的质量为其mA = m

16、A- Am 晶因质量守恒，气态 CO2质量为mB=mB+Am篇由题设得皿0.602 mAP0由于对同种气体，体积不变时，p/T与m成正比，可得PimB3131 产P0mB 293由以上各式解得：mA1 AmBpi=mA 0.6 mB293313即pi=1.6标准大气压甚19.(1)设气体体积压缩至 V0/2时，其温度填为Tf亦葛由理想气体状态方程得：2.5 p0 -y-竽得：t=5t°胁甚T0T4子弹冲击活塞后的瞬间，设其共同速度为V1,有mv0= (m + m0)V1当气体压缩至最小体积时，活塞与气缸有共同速度V2 ,则mv0= (M + m + mo) V2气体体积由V。变为V0

17、时，大气压强做功为poV0,故在气体压缩过程中内能的增量为:AE=p0x” 12(m+m 0) V12- 2 (M+m+m 0) V22得AE=PoVo22Mm0 V022(Mm0)(Mm m0)20.(1)设大气压强为p0,则K打开前pAO=2p0, Vao= V032打开KB, pA= P0.由玻息耳je律得PaoVao = PaVa.所以Va= -V03<Vo(2)温度从300 K升到T时，设A室中气体体积为 Vo,压强为PA=P0,则由盖吕萨克定律得T=TOVaX300 K=450 KIMTi =400K V 450K,所以pAi= pA= p。,水银柱高度差为 0.慕T2=540K >450K