（统考版）2023高考物理二轮复习强化训练15热学

专题强化训练15热学

1.(1)氧气分子在0℃和100℃温度下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比随

气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示.根据图中提供的信息，图中曲线乙是氧气分

子在.C温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率的变化曲线:

100℃氧气的分子的平均速率比0℃氧气的分子的平均速率(选填“大”或

“小”).

各速率区间的分子数

(2)工业测量中，常用充气的方法较精确地测量特殊容器的容积和检测密封性能.为测

量某空香水瓶的容积，将该瓶与一带活塞的气缸相连，气缸和香水瓶内气体压强均为R,气

缸内封闭气体体积为除推动活塞将气缸内所有气体缓慢推入瓶中，测得此时瓶中气体压强

为0,香水瓶导热性良好，环境温度保持不变.

(i)求香水瓶容积V；

(ii)若密封程度合格标准为：在测定时间内，漏气质量小于原密封质量的1%视为合

格.将该空香水瓶封装并静置较长一段时间，现使瓶内气体温度从300K升高到360K,测

得其压强由p变为0,试判断该瓶密封性能是否合格.

2.(1)(多选)大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，由于化学成分和结构各不相同，这

些晶体呈现出千姿百态.高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成，关

于晶体与非晶体，正确的说法是()

A.单晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同

B.单晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点

C.有的物质在不同条件下能够形成不同晶体，是因为组成它们的微粒能够按照不同规

则在空间分布

D.多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状

E.固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的

(2)气压式升降椅内的气缸填充了气体，气缸上下运动来支配椅子升降.如图乙所示为

其简易结构示意图，圆柱形气缸与椅面固定连接，总质量为叫=6kg.横截面积为S=30cm?

的柱状气动杆与底座固定连接.可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，

稳定后测得封闭气体柱长度为/=20cm.设气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力.已知

大气压强为R=X1()5Pa,室内温度方=308K,重力加速度为=10m/s，.求：

底座

A

图甲图乙

(i)若质量材=54kg的人盘坐在椅面上，室内温度保持不变，稳定后缸内气体柱长度

为多少；

(ii)人盘坐稳定后再打开空调，在室内气温缓慢降至为=292.6K的过程中，外界对缸

内气体所做的功.

3.(1)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成.开箱时，密

闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示，在此过程中，若缸内气体与外界无热

交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体对外做(选填“正”或“负”)功，分

子的平均动能(选填“增大”“减小”或“不变”)，内能(选填“增大”“减

小”或“不变”).

(2)一定质量的理想气体的体积/与热力学温度7的关系图象如图所示，气体在状态4

时的压强?=口，温度7,=%线段48与，轴平行，%的延长线过原点.

(i)气体从状态力变化到状态6的过程中，对外界做的功为15J,求该过程中气体吸

收的热量Q;

(ii)求气体在状态。时的压强也和温度T.

4.[2022•湖南长沙适应性考试]

P

(1)(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程a-A…、c-a回到原状

态，其图象如图所示，a£的反向延长线过原点0,庆平行7轴，ca平行。轴，下列说

法正确的是()

A.a、6和c三个状态中，状态c时气体体积最小

B.a、人和c三个状态中，状态6时气体分子的平均动能最大

C.过程Ac中外界对气体所做的功等于气体所放出的热量

D.过程a-6中气体一定吸热

E.6和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数相同

(2)为防止文物展出时因氧化而受损，需抽出存放文物的展柜中的空气，充入惰性气体，

形成低氧环境.如图所示，为用活塞式抽气筒从存放青铜鼎的展柜内抽出空气的示意图.已

知展柜容积为V,开始时展柜内空气压强为外，抽气筒每次抽出空气的体积为噌：抽气一

olb

次后，展柜内压强传感器显示内部压强为生；不考虑抽气引起的温度变化.求:

(i)青铜鼎材料的总体积；

(ii)抽气两次后，展柜内剩余空气与开始时空气的质量之比.

专题强化训练15热学

1.解析：(1)由图可知，对于具有最大比例的速率区间，100°C时对应的速率大，则曲

线乙是氧气分子在100℃下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率的变化曲

线.

温度越高，大速率的分子所占的百分比越大，分子的平均动能越大，则100℃氧气分

子的平均速率比0℃氧气分子的平均速率大.

(2)(i)缓慢变化过程中，由玻意耳定律可得外(%+。=p/

解得勺皿

P-Po

(ii)设温度由方=300K变化为为=360K后，压强由〃变为0，体积变为一,

根据气体状态方程有意=孕

Ti12

解得5=臂=95.8典故漏气量占比为4.2%,故该香水瓶瓶盖密封性不合格.

V|1.4

答案：(1)100大(2)(i)皿

P-PO

(ii)该香水瓶瓶盖密封性不合格

2.解析：(1)有些单晶体沿不同方向的导热或导电性能不相同，有些单晶体沿不同方向

的光学性质不相同，故选项A错误；根据晶体的特征可知单晶体有确定的熔点，非晶体没有

确定的熔点，故选项B正确；因为组成晶体的微粒能够按照不同规则在空间分布，所以有的

物质在不同条件下能够形成不同晶体，故选项C正确；多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组

合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，故选项D正确；固体可以分为晶体和非晶体两

类，晶体、非晶体不是绝对的，是可以相互转化的，选项E错误.

(2)(i)对气缸与椅面整体由受力平衡有nS=RS+/zg

得"=X1O'Pa

人盘坐在椅面上，设气缸内气体压强为R,对气缸、椅面与人整体由受力平衡有

RS=RS+51+mg

得p尸X105Pa

对气缸内气体由玻意耳定律PxLS=PiL'S

得L'=8cm

(ii)气温下降过程压强保持R=XIO,Pa不变，由等压规律有1=/

*1

得L"=7.6cm

该过程外界对气体做功HW-L")S

得上3.6J

答案:(l)BCD(2)(i)8cm(ii)3.6J

3.解析：(1)密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，则缸内气体对外做正功；若

缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则气体内能是所有分子动能之和，根

据热力学第一定律可知，气体对外做功，气体的内能减小，温度降低，分子的平均动能减小.

(2)(i)状态/至状态8过程是等温变化，气体内能不变，即△Q0,气体对外界做功，

仁一15J

根据热力学第一定律有&U=W+Q

解得g-/=15J

(ii)由8到C是等压变化，根据盖一吕萨克定律得?=$

解得Tr—^To

4到C是等容变化，根据查理定律得学=不

■Aic

解得P)=；P».

答案：⑴正减小减小

(2)(i)15J(ii)|p)，

4.解析：(1)依题意，由理想气体状态方程可知，a、8在同一等容线上，所以a、两

状态时气体体积相等，从c到a气体温度不变，压强减小，体积增大，所以三个状态中，状

态c时气体体积最小，故A正确；由题图可直接判断知，＞北=北，所以三个状态中，状态6

时气体分子的平均动能最大，故B正确；过程Ac中，由理想气体状态方程号=「(常量)可

知，气体压强不变，温度降低，体积减小，则外界对气体做功，气体的内能减小，根据热力

学第一定律△〃=什/可知，外界对气体所做的功小于气体所放出的热量，故C错误；过程

a-6中，气体体积不变，温度升高，则-0,△力0,根据热力学第一定律A—Q+V可知，

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