统考版2024高考物理二轮专题复习专题强化训练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________℃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”).(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p0，气缸内封闭气体体积为V0，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p，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1.15p，试判断该瓶密封性能是否合格．2．(1)关于热现象，下列说法正确的是________．A．国产航母“山东舰”舰载机尾焰的温度超过1000℃，尾焰喷射到钢板上时钢板上所有分子的动能都增大B．1000℃的气体和1000℃的钢板，它们的分子平均动能相同C．科学家发现铋晶体具有某种特殊的导电性质，被称为“拓扑绝缘体”，铋晶体各项物理性质均表现为各向异性D．一定量的100℃的水变成100℃的水蒸气，分子平均动能不变，其分子势能增大E．农谚“锄板底下有水”是指把地面的土壤锄松，目的是破坏这些土壤里的毛细管，保存水分(2)如图所示，内径粗细均匀的U形管两端等高，竖直放置，左侧管上端开口，并用h1＝5cm的水银柱封闭有长l1＝15cm的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l2＝24cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h2＝10cm，若把该装置垂直纸面缓慢放倒到水平状态，大气压强恒为p0＝75cmHg，不计一切摩擦，求：(ⅰ)封闭端气柱的长度；(ⅱ)水银是否从开口端流出，若不流出求左侧水银到管口的距离．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V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强pA＝p0，温度TA＝T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点．(ⅰ)气体从状态A变化到状态B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C时的压强pC和温度T.4．(1)一定质量的理想气体，经过一个压缩过程后，体积减小为原来的一半，这个过程可以是等温的、绝热的或等压的过程，如图所示，在这三个过程中______。A．绝热过程不做功B．a、b、c、d中d的温度最高C．等压过程内能减小D．等温过程要吸热E．绝热过程内能增加(2)如图所示，两个导热良好的汽罐A和B通过一体积不计的细管相连，两光滑活塞A和B封闭有一定质量的空气，初始时刻，两活塞距汽罐底的距离均为h，不考虑活塞的厚度，且SB＝2SA＝2S，活塞B的质量为2m，B活塞到两个光滑卡子MN的距离为eq\f(1,4)h，外界大气压为p0，eq\f(mg,S)＝eq\f(1,4)p0，则：(ⅰ)活塞A的质量多大；(ⅱ)在两活塞上分别缓慢加上质量为m的沙子，稳定后两边活塞距汽罐底的距离分别为多高．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℃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p0（V0＋V）＝pV解得V＝eq\f(p0V0,p－p0)（ⅱ）设温度由T1＝300K变化为T2＝360K后，压强由p变为1.15p，体积变为V1，根据气体状态方程有eq\f(pV,T1)＝eq\f(p1V1,T2)解得eq\f(V,V1)＝eq\f(1.15,1.2)＝95.8%，故漏气量占比为4.2%，故该香水瓶瓶盖密封性不合格．答案：（1）100大（2）（ⅰ）eq\f(p0V0,p－p0)（ⅱ）该香水瓶瓶盖密封性不合格．2．解析：（1）钢板温度升高，分子平均动能增大，并不是所有分子的动能都增大，A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，1000℃的气体和1000℃的钢板，它们的分子平均动能相同，B正确；单晶体的某些物理性质是各向异性的，但并不是铋晶体所有物理性质均表现为各向异性，C错误；一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，因温度不变，分子的平均动能不变，而内能增加，所以其分子之间的势能增加，D正确；土壤的水分蒸发要通过土壤里的毛细管进行，锄地松土后土壤里的毛细管被破坏，可以防止水分上升，保存水分，E正确．（2）（ⅰ）初状态时右侧管中理想气体压强p2＝p0＋ph1－ph2＝70cmHg放到水平之后，右侧封闭气体的压强为p0，对右侧封闭气体应用玻意耳定律，有p2l2＝p0l′2解得l′2＝22.4cm.（ⅱ）左侧气柱放到水平后的长度为l′1，对左侧气体应用玻意耳定律，有p1l1＝p0l′1开始左侧气体压强p1＝p0＋h1＝80cmHg解得l′1＝16cm假设水银不会溢出h1＋h2＋l′1＋l′2＝53.4cm因为2（h2＋l2）＝68cm>53.4cm，故水银不会溢出左侧水银到管口的距离为Δx＝68cm－53.4cm＝14.6cm.答案：（1）BDE（2）（ⅰ）22.4cm（ⅱ）不流出，左侧水银到管口的距离为14.6cm3．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A至状态B过程是等温变化，气体内能不变，即ΔU＝0，气体对外界做功，W＝－15J根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q解得Q＝－W＝15J（ⅱ）由B到C是等压变化，根据盖—吕萨克定律得eq\f(VB,TB)＝eq\f(VC,TC)解得TC＝eq\f(1,2)T0A到C是等容变化，根据查理定律得eq\f(pA,TA)＝eq\f(pC,TC)解得pC＝eq\f(1,2)p0.答案：（1）正减小减小（2）（ⅰ）15J（ⅱ）eq\f(1,2)p0eq\f(1,2)T04．解析：（1）由p­V图象知ab是等压过程，ac过程压强与体积乘积为一个定值2pV，即ac是等温过程，ad是绝热过程．p­V图象中面积表示气体做功，由图象知Wab<Wac<Wad，即绝热过程外界对气体做功，A错误；由理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝C可知热力学温度Tb<Tc＝Ta<Td，B正确；理想气体的内能取决于温度和分子个数，等压过程ab，温度减小，内能减小，C正确；等温ac过程内能不变，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q，体积减小，外界对气体做功，则气体放热，D错误；绝热ad过程，外界对气体做功，气体内能增加，E正确．（2）（ⅰ）对A活塞进行受力分析有mAg＋p0SA＝p1SA对B活塞进行受力分析有2mg＋p0SB＝p1SB解得mA＝m.（ⅱ）加上质量为m的沙子后，对A活塞进行受力分析有（mA＋m）g＋p0SA＝p2SA解得p2＝p0＋eq\f(2mg,S)对B活塞进行受力分析有3mg＋p0SB＝p′2SB解得p′2＝p0＋eq\f(3mg,2S)<p2则表明A活塞到