2022届高考物理二轮复习专题练习：热学

热学一、单选题.下列描述正确的是（ ）A.空调既能制热也能制冷，说明自发进行的热传递不存在方向性B.恒温水池中一个气泡缓慢上升，则气泡将放热C.固体很难压缩，说明固体分子间不存在间隙D.把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力.某同学记录2021年11月19日教室内温度如下：时刻8:0010:0012:0014:0016:00温度7口11口12口17口16口教室内气压可认为不变，则当天16:00与10:00相比，下列说法正确的是（在给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）（ ）A.教室内空气密度增加B.教室内空气分子平均动能增加C.墙壁单位面积受到气体压力增大D.单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数增加.如图所示，一定质量理想气体经历A-B的等压过程，B-C的等容过程，则正确的是（）试卷第1页，共6页a-d过程中气体的密度增大b-d过程中气体的体积减小c-d过程中气体的密度增大a-d过程中气体的分子动能减小5.选用下列八种表述组合出的四个选项中全都正确的一项是（ ）□布朗运动反映了微粒分子在做无规则热运动口水黾可以停在水面上是因为液体有表面张力口一定质量的100°C的水变成100°C的水蒸气其内能增加口第一类永动机由于违反热力学第一定律而不可能制成口当分子间距离增大时分子间引力和斥力都减小口各个方向导热性能均相同的晶体一定是多晶体口若气体从外界吸收热量则内能一定增大口热量可以从低温物体向高温物体传递A.□□□□ B.□□□□ C.□□□□ D.□□□□.根据分子动理论，下列说法正确的是（ ）A.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动C.分子间的相互作用力一定随分子间距离的增大而减小D.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大二、多选题.下列说法正确的是（ ）A.外界对气体做正功，气体的内能不一定增加.温度升高时，物体内每个分子的热运动速率都增大C.当分子间引力与斥力大小相等时，分子间的势能最小D.布朗运动是液体分子对悬浮小颗粒的撞击作用不平衡造成的E.热力学第二定律的内容可表述为：不可能使热量从低温物体传递到高温物体上.关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）A.物体内能的大小与它的机械运动无关B.从窗户射入的阳光中可以看到灰尘飞舞，这是布朗运动C.由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在张力D.当两分子间的作用力表现为引力时，若分子力减小，说明分子间的距离增大E.某物质的摩尔质量为M,密度为"，阿伏加德罗常数为NA,则该物质单位体积内所试卷第2页，共6页含的分子数为三八MA如图所示，一定质量的理想气体从状态a经b、c、d再回到a,则下列说法中正确的是（ ）ap/atm;「八f! ।I।ii! *° 30060090077Kb、c、d三个状态下气体的体积之比为1:2:3ab过程中气体等容升温升压吸热bc过程中气体等压膨胀吸热cd过程中气体等温膨胀吸热E.da过程中外界对气体做功等于气体放出的热量.关于热现象和热学规律，下列说法正确的是（ ）A.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同B.物体温度升高，其每一个分子的热运动速度都增加C.第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式.D.用活塞压缩汽缸里的气体，对气体做了2.0X105J的功，若气体向外界放出1.5x105J的热量，则气体内能增加了0.5X105JE.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的三、填空题11.盛有氧气的钢瓶，从18℃的室内搬到-13°C的工地上，两状态下钢瓶内氧气分子热运动速率统计分布图像如图所示，则此过程中瓶内氧气的内能（填“增大”、“不变”或“减小”），图中t1=。试卷第3页，共6页12.一玻璃瓶质量为160g,容积为200cm3,当把它从空气中开口向下缓缓按入水中某一深度，释放后恰能平衡。若忽略玻璃瓶壁厚度，忽略瓶中空气质量，大气压强为p0=105Pa,水的密度为1x103kg/m3,Wg=10m/s2,整个过程中温度不变。则瓶在平衡位置时瓶内外液面差高度h=m；若瓶在此平衡位置偏上释放，瓶做何种运动？（填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体的温度（填“升高”“降低”“先升高后降低”“先降低后升高”或“始终不变”）。四、解答题14.如图所示，横截面积为S=0.01m2的气缸开口向下竖直放置，a、b为固定在气缸内壁的卡口（体积可忽略），a、b之间的距离为h=5cm,b与气缸底部的距离为H=45cm,活塞与气缸内壁接触良好，只能在a、b之间移动，活塞厚度、质量均可忽略，活塞下方挂一质量m=10kg的重物，气缸、活塞导热性良好，活塞与气缸之间的摩擦忽略不计，大气压强为p0=1x105Pa,环境温度为T0=288K,刚开始时气缸内气体压强为p1=p0=1x105Pa,温度为T^400^活塞停在a处，已知重力加速度g=10m/s2。（1）若缸内气体温度缓慢降低，求活塞刚好与b接触时缸内气体的温度为多少K；（2）求气缸内外温度相等时缸内气体的压强。试卷第4页，共6页.如图，一个内壁光滑且导热的圆柱形气缸静止在一水平面上，缸内有一质量m=10kg的活塞封闭一定质量的理想气体，气缸右下端有一个关闭的小阀门K。一劲度系数k=500N/m的弹簧一端与活塞相连，另一端固定在O点.整个装置都处于静止状态，此时弹簧刚好处于原长，活塞到气缸底部的高度为h=30cm。已知活塞的表面积为S=50cm2。大气压恒为p0=1.0x105Pa,重力加速度g=10m/s2o（1）求缸内气体的压强p/（2）缓慢打开阀门K,当活塞稳定时，气缸内剩余的气体为原来的几分之几。/////////.理想气体状态方程可用pV=nRT表示，式中p为压强，V为气体的体积，T为温度，n为气体的物质的量，R为常量。不同的物质升高相同温度时吸收的热量一般不相同。1mol的物质温度升高AT时，如果吸收的热量为Q，则该物质的摩尔热容定义为c=Q。由于热量是过程量，常用的摩尔热容有定压强热容和定体积热容两种，如氧mAT气的定压和定体的摩尔热容之比为:=7。一定质量的氧气由状态1变化到状态2所c5Vm经历的过程如图所示。视氧气为理想气体。试求这一过程：（1）外界对氧气所做的功忆（结果用p0和V0表示）（2）1到a过程吸收热量Q1和a到2过程放出热量Q之比。试卷第5页，共6页

.如图所示，左端封闭、粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L=35cm的空气柱，两管水银面相平，竖直管内水银柱足够长，已知大气压强为p=75cmHg。（设环境温度不变）（1）若将图甲中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，左管中水银面下了〃=15cm，求右管水银面下降的高度；（2）若将装置沿顺时针缓慢翻转180°，使U形管倒置（水银未溢出）如图乙所示，当管中水银静止时，求管中封闭空气柱的长度。图甲图乙试卷第6页，共6页参考答案D【详解】A.空调制冷，是从低温物体向高温物体传递热量，但必须通过电流做功，这并不能说明热传递不存在方向性，A错误；B.气泡缓慢上升的过程中，外部的压强逐渐减小，气泡膨胀对外做功，由于外部恒温，在上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，则内能不变，根据热力学第一定律可得XJ=W+Q气泡内能不变，同时对外做功，所以必须从外界吸收热量，B错误；C.固体很难被压缩，说明分子之间存在着斥力，C错误；D.把两块纯净的铅压紧，使分子间距离减小到引力的作用效果，它们就会，粘”在一起，D正确。故选D。B【详解】A.压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此教室内的空气质量减少，教室体积不变，则密度减小，故A错误；B.温度是分子平均动能的标志，温度升高则分子平均动能增加，故B正确；CD.当天16:00与10:00相比教室内升高，空气分子平均动能增大，教室内气体分子密度减小，又因为教室内气压不变，那么单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数减小，墙壁单位面积受到气体压力不变，故CD错误。故选B。A【详解】AB.由题图知A-B过程，气体压强不变，体积膨胀，气体对外做功（W<0）；温度升高，内能增大（AU>0），根据热力学第一定律AU=Q+W可知该过程气体吸收热量（Q>0），故A正确，B错误；CD.由题图知BtC过程，气体体积不变，则外界对气体不做功；温度升高，根据查理定答案第1页，共9页律，可知压强增大，故CD错误。故选A。C【详解】pT图像中，等容线是过原点的一条直线，并且图像上的点与原点连线的斜率表示体积的倒数。所以a-d过程中与原点的连线的斜率逐渐变小，因此气体体积变大，密度减小；b-d过程中气体的体积不变；c-d过程中与原点的连线的斜率逐渐变大，气体的体积减小，密度变大；a-d过程中气体的温度升高，则气体分子平均动能增加。故选C。D【详解】口固体微粒由于受到周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起运动，所以布朗运动是液体分子无规则运动的反映，故口错误；口水黾可以停在水面上是因为液体有表面张力，故口正确；口一定质量的100°C的水变成100°C的水蒸气，分子动能不变，分子势能增加，所以其内能增加，故口正确；口第一类永动机由于违反了能量守恒定律而不可能制成，故口错误；口当分子间距离增大时分子间引力和斥力都减小，故口正确；口一块晶体，若其各个方向的导热性相同，可能是多晶体，但不是一定是多晶体，故口错误；口若气体从外界吸收热量，内能不一定增大，如气体对外界做功，且做的功比吸收的热量大，故口错误；口热量可以从低温物体向高温物体传递，但要引起其它变化，故□正确；综上可知D正确，ABC错误。故选D。D【详解】A.由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，故A错误；B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，是布朗运动，它是分子答案第2页，共9页无规则运动的体现，但不是分子的运动，故B错误；C若分子间距离从平衡位置开始增大，则引力与斥力的合力先增大后减小，故C错误；D.若分子间距是从小于平衡距离开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大，故D正确。故选D。ACD【详解】A.做功和热传递都可以改变物体的内能，根据热力学第一定律可知，外界对气体做正功，气体的内能不一定增加，A正确；B.温度是分子的平均动能的标志，是大量分子做无规则运动的统计规律，温度升高时，物体的分子的平均动能增大，但不是物体内每个分子的热运动速率都增大，B错误；C.分子间表现为斥力时，距离越小，要克服分子力做功，分子势能增大；分子间表现为引力时，距离越小，分子力做正功，分子势能减小，所以当分子间斥力和引力大小相等时，分子势能最小，C正确；D.根据布朗运动的产生的特点可知，布朗运动是液体分子对悬浮小颗粒的撞击作用不平衡造成的，颗粒越小，布朗运动越明显，D正确；E.力学第二定律的内容可表述为：不可能使热量从低温物体传递到高温物体上而不引起其他的变化，E错误。故选ACD。ACE【详解】A.物体的内能大小与物体的温度、物质的量、体积有关，与它整体的机械运动无关，故A正确;B.布朗运动是悬浮微粒的运动，肉眼看不见，灰尘飞舞是空气对流引起的，故B错误;C.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力，故C正确;D.当两分子间的作用力表现为引力时，分子力减小，分子间的距离可能在增大也可能在减小，故D错误;E.每个分子的质量答案第3页，共9页

质量除以摩尔质量等于摩尔数，所以单位体积所VV-b质量除以摩尔质量等于摩尔数，所以单位体积所VV-b__rTTbc含的分子数故E正确。故选ACE。BCD【详解】A.由b到c做等压变化，根据可得V—b=-b==一VT9002由c到d做等温变化，根据pV=pV可得v_4_1Vc—~p—3所以b、c、d三个状态下气体的体积之比为1:2:6,故A错误；B.由图可知ab过程图线过原点，所以气体等容变化；温度升高，压强增大，温度升高气体内能增大口U>0气体膨胀对外做功W<0根据热力学第一定律口U=W+Q可知气体吸热，故B正确；C.由图可知bc过程中气体压强不变，温度升高，根据理想气体状态方程可知体积增大，温度升高气体内能增大口U>0气体膨胀对外做功答案第4页，共9页W<0根据热力学第一定律口U=W+Q可知气体吸热，故C正确；D.由图可知cd过程中气体温度不变，压强减小，根据理想气体状态方程可知体积增大，温度不变，气体内能不变口U=0气体膨胀对外做功W<0根据热力学第一定律口U=W+Q可知气体吸热，故D正确；E.由图可知da过程中气体压强不变，温度降低，根据理想气体状态方程可知体积减小，温度降低气体内能减小口U<0气体体积减小外界对气体做功W>0根据热力学第一定律口U=W+Q可知外界对气体做功小于气体放出的热量，故E错误；故选BCD。10.ADE【详解】A.物体的内能与物质的量、温度、体积物态等有关，内能不同的物体，它们的温度可能相等，则分子热运动的平均动能可能相同，故A正确；B.温度升高，分子的平均动能增大，不是每一个分子的热运动速度都增加，故B错误；C.第二类永动机不可能制造成功的原因是因为违反了热力学第二定律，故C错误；D.根据热力学第一定律口U=W+Q可知，对气体做了2.0X105J的功，若气体向外界放出1.5X105J的热量，则气体的内能增加答案第5页，共9页了0.5X105J,故D正确；E.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的，故E正确。故选ADE。减小-13口【详解】钢瓶温度降低，分子的平均动能减小，由于分子势能可以忽略不计，故瓶内氧气的内能减小；由图可知，/2对应的速率大的分子占比增大，说明12对应的温度高，故11对应温度为-13口。2.5 向上做加速度增加的加速运动【详解】分析瓶中气体在空气中时p1=p0=105pa,V1=200cm3瓶在水中平衡时，深度为h，则气体末态压强为p=p0+p水gh=105+104xh(Pa)体积为：V2则有P1V1=P2V2平衡时P水gV2=mg从而求得h=2.5m[2]若瓶释放的位置偏上，压强变小，气体体积变大，浮力变大，瓶加速上升，越上升浮力越大，加速度越大，向上做加速度增加的加速运动。做正功先升高后降低【详解】该过程气体体积增大，对外做正功。由题图可知，从状态A到状态B,p与V的乘积先增大后减小，根据理想气体状态方程PVrCT答案第6页，共9页可知气体的温度先升高后降低。(1)324K；(2)0.8x105Pa【详解】(1)缸内气体温度缓慢降低，初状态：〃「1x105Pa,T.1=400K,V(H+h)S活塞刚好与b接触时有P2s+mg=P0s解得p2=0.9x105PaV2=HS由理想气体状态变化方程得PV=厘T1 T代入数据解得T2=324K(2)气缸内外温度相等时，即缸内温度变为T0=288K时，此时活塞在b位置，由查理定律P=P

TT解得气体的压强p3=0.8x105Pa(1)1.2x105Pa；(2)—8【详解】活塞的表面积为S=50cm2=0.005m2h=30cm=0.30m(1)弹簧刚好处于原长，对活塞，由平衡条件得P0s+mg=P1s代入数据解得P1=1.2x105Pa(2)打开阀门K活塞稳定时气缸内气体的压强P2=P0=1.0x105Pa答案第7页，共9页设弹簧的伸长量为X，对活塞，由