新高考物理一轮复习专题十五热学练习课件

考点一分子动理论内能1.

(2023北京,1,3分)夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比,夜间轮胎内的气体

(

)A.分子的平均动能更小B.单位体积内分子的个数更少C.所有分子的运动速率都更小D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大五年高考A2.

(2020北京,10,3分)分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=r2处释放,仅考虑这两个分子间的作用,下列说法正确的是

(

)

A.从r=r2到r=r0分子间引力、斥力都在减小B.从r=r2到r=r1分子力的大小先减小后增大C.从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大D.从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小D考点二固体、液体和气体3.

[2020江苏单科,13A(1)](多选)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体。下列关于玻璃的说法正确的有

(

)A.没有固定的熔点B.天然具有规则的几何形状C.沿不同方向的导热性能相同D.分子在空间上周期性排列AC4.

(2023江苏,3,4分)如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中

(

)

A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小B5.

(2023辽宁,5,4分)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质

量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是

(

)

ABCDB6.

[2023全国甲,33(2),10分]一高压舱内气体的压强为1.2个大气压,温度为17℃,密度为1.46kg/m3。(ⅰ)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变,求气体温度升至27℃时舱

内气体的密度;(ⅱ)保持温度27℃不变,再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压,求高压

舱内气体的密度。答案

(ⅰ)1.41kg/m3

(ⅱ)1.18kg/m3

7.

(2023河北,13,8分)如图,某实验小组为测量一个葫芦的容积,在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为0.1cm2的均匀透明长塑料管,密封好接口,用氮

气排空内部气体,并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为300K时,气柱长度l为10cm;

当外界温度缓慢升高到310K时,气柱长度变为50cm。已知外界大气压恒为1.0×105

Pa,水柱长度不计。(1)求温度变化过程中氮气对外界做的功;(2)求葫芦的容积;(3)试估算被封闭氮气分子的个数(保留2位有效数字)。

已知1mol氮气在1.0×105Pa、273K状态下的体积约为

22.4L,阿伏加德罗常数NA取6.0×1023mol-1。答案

(1)0.4J

(2)119cm3

(3)2.9×1021考点三热力学定律能量守恒定律8.

[2023全国甲,33(1),5分](多选)在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体,发生下列缓慢变化过程,气体一定与外界有热量交换的过程是

(

)A.气体的体积不变,温度升高B.气体的体积减小,温度降低C.气体的体积减小,温度升高D.气体的体积增大,温度不变E.气体的体积增大,温度降低ABD9.

[2022湖南,15(1),5分](多选)利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图,一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压

氮气由喷嘴切向流入涡流室中,然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进,分子热运

动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位,而分子热运动速率较大的气体分子

将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时,中心部位气流与分离挡板碰撞后

反向,从A端流出,边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是(

)ABEA.A端为冷端,B端为热端B.A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的C.A端流出的气体内能一定大于B端流出的D.该装置气体进出的过程满足能量守恒定律,但违背了热力学第二定律E.该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律,也满足热力学第二定律10.

(2023福建,11,3分)一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程后回到状态A,其p-V图如图所示。完成一次循环,气体内能

(填“增加”“减

少”或“不变”),气体对外界

(填“做正功”“做负功”或“不做功”),气

体

(填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”)。

答案不变做正功吸热11.

[2022广东,15(1),6分]利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境,这个过程

(选填“是”或“不是”)自发过程。该过程空调消耗了电

能,空调排放到室外环境的热量

(选填“大于”“等于”或“小于”)从室内

吸收的热量。答案不是大于模型一玻璃管-液柱模型1.

[2020课标Ⅲ,33(2),10分]如图,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U形管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h0=4cm的水银柱,水银柱上表

面离管口的距离l=12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283K,大气压强

p0=76cmHg。(ⅰ)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水

银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少?(ⅱ)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的

温度为多少?答案

(ⅰ)12.9cm

(ⅱ)363K2.

[2023全国乙,33(2),10分]如图,竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为

20cm的A、B两段细管组成,A管的内径是B管的2倍,B管在上方。管内空气被一段水银

柱隔开,水银柱在两管中的长度均为10cm。现将玻璃管倒置使A管在上方,平衡后,A

管内的空气柱长度改变1cm。求B管在上方时,玻璃管内两部分气体的压强。(气体温

度保持不变,以cmHg为压强单位)

答案

74.36cmHg

54.36cmHg3.

[2021全国乙,33(2),10分]如图,一玻璃装置放在水平桌面上,竖直玻璃管A、B、C粗细均匀,A、B两管的上端封闭,C管上端开口,三管的下端在同一水平面内且相互

连通。A、B两管的长度分别为l1=13.5cm,l2=32cm。将水银从C管缓慢注入,直至B、

C两管内水银柱的高度差h=5cm。已知外界大气压为p0=75cmHg。求A、B两管内水

银柱的高度差。

答案

1cm4.

[2020课标Ⅱ,33(2),10分]潜水钟是一种水下救生设备,它是一个底部开口、上部封闭的容器,外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气,以满足

潜水员水下避险的需要。为计算方便,将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向

下的圆筒;工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下,如图所示。

已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g,大气压强为p0,H≫h,忽略温度的变化和水密度

随深度的变化。(ⅰ)求进入圆筒内水的高度l;(ⅱ)保持H不变,压入空气使筒内的水全部排出,求压入的空气在

其压强为p0时的体积。答案

(ⅰ)

h

(ⅱ)

模型二活塞-汽缸模型5.

(2023新课标,21,6分)(多选)如图,一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上,用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分,活塞与汽缸壁间没有摩

擦。初始时弹簧处于原长,三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝

对f中的气体缓慢加热,停止加热并达到稳定后

(

)A.h中的气体内能增加B.f与g中的气体温度相等C.f与h中的气体温度相等D.f与h中的气体压强相等AD6.

[2022湖南,15(2),8分]如图,小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积V0=9.9L的导热汽缸下接一圆管,用质量m1=90g、横截面积S=10cm2的活塞封闭一定质

量的理想气体,活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量m2=10g

的U形金属丝,活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中,缓慢升起汽缸,使

金属丝从液体中拉出,活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离h=10cm,外界

大气压强p0=1.01×105Pa,重力加速度取10m/s2,环境温度保持不变。求(ⅰ)活塞处于A位置时,汽缸中的气体压强p1;(ⅱ)活塞处于B位置时,液体对金属丝拉力F的大小。答案

(ⅰ)1×105Pa

(ⅱ)1N7.

[2022全国甲,33(2),10分]如图,容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中;两汽缸的底部通过细管连通,A汽缸的顶部通过开口C

与外界相通;汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第Ⅱ、Ⅲ

部分的体积分别为

V0和

V0。环境压强保持不变,不计活塞的质量和体积,忽略摩擦。(ⅰ)将环境温度缓慢升高,求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度;(ⅱ)将环境温度缓慢改变至2T0,然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体,求A汽缸

中的活塞到达汽缸底部后,B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。答案

(ⅰ)

T0

(ⅱ)

p0

8.

(2023湖北,13,10分)如图所示,竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀,内壁光滑,横截面积分别为S、2S,由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一

轻质活塞将一定质量的理想气体封闭,左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始

时,两汽缸内封闭气柱的高度均为H,弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢

添加一定质量的沙子,直至右侧活塞下降

H,左侧活塞上升

H。已知大气压强为p0,重力加速度大小为g,汽缸足够长,汽缸内气体温度始终不变,弹簧始终在弹性限度内。求(1)最终汽缸内气体的压强。(2)弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。答案

(1)

p0

(2)

考点一分子动理论内能三年模拟1.

(2024届河南上学期一联,6)(多选)下列说法中,正确的是

(

)A.水乃“生命之源”,已知水的摩尔质量为18g/mol,密度为1×103kg/m3,阿伏加德罗常

数为6.02×1023mol-1,则1毫升水中所含水分子的个数约为3.3×1022B.某种物质的导热性具有各向同性的特点,这说明该物质一定是非晶体C.我们常常能看到,油滴会漂浮于水面之上,这说明油不浸润水D.由气体压强的微观解释可知,气体压强不仅仅取决于分子与容器壁碰撞时冲击力大

小,还与碰撞频率密切相关,所以气体温度升高时压强未必增大AD2.

(2024届江苏海安高级中学一测,3)如图所示是密闭在钢瓶中的理想气体在a、b状态时的分子运动速率分布图像。下面关于气体在a、b状态的叙述,正确的是(

)A.Ta>TbB.pa<pbC.图中状态a曲线与横轴所围的面积比状态b

曲线与横轴所围的面积大D.从状态a到状态b,气体的内能减小B考点二固体、液体和气体3.

(2024届广东茂名一中开学考,1)两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中,管中液面如图所示,则

(

)

A.该液体对玻璃是不浸润的B.玻璃管竖直插入任何液体中,管中液面都会下降C.减小管的直径,管中液面会上升D.液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用强A4.

(2023届江苏扬州高邮学情调研,3)下列选项正确的是

(

)A.液体温度越高,悬浮颗粒越大,布朗运动越剧烈B.若某物质表现为各向同性,则该物质一定是非晶体C.单晶硅中原子排列成空间点阵结构,因此其他物质分子不能扩散到单晶硅中D.液晶态既具有液体的流动性,又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质D5.

(2023届河北唐山、邯郸期末)(多选)如图所示,足够深的导热容器用质量为M、横截面积为S的导热活塞封闭一定质量的理想气体,活塞下方设有两个卡口,初

态时活塞与卡口间的作用力大小为

mg,活塞离容器底部的高度为h,环境温度为T0。之后环境温度逐渐升高,当温度升高至T1时,活塞即将与卡口分离,当温度升高至T2时,

活塞离容器底部的距离变为

h。不计活塞与容器间的摩擦,重力加速度为g,大气压强为p0保持不变且mg=

p0S。整个过程中,关于气体的图像及说法正确的是(

)

BCA.图甲为此过程的V-T图像,其中T2=

T0B.图乙为此过程的p-T图像,其中p2=

p0C.图丙为此过程的p-V图像,此过程中气体对外做功为

p0ShD.图丙为此过程的p-V图像,封闭气体在两个阶段升高相同温度时,吸收的热量相等考点三热力学定律能量守恒定律6.

(2023届浙江金华一中3月月考,3)关于热力学定律的表述与理解,下列说法正确的是(

)A.热力学第一定律指出,不可能达到绝对零度B.热力学第一定律阐述了热传递具有方向性C.热力学第二定律指出气体向真空的自由膨胀是不可逆的D.热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”C7.

(2024届浙江杭州期中,19)如图所示,绝热的活塞把nmol某气体(可视为理想气体)密封在水平放置的绝热汽缸内。汽缸固定,大气压强为p0,汽缸内的电热丝可以以

恒定热功率缓慢加热汽缸内气体。初始时,气体的体积为V0、温度为T0、压强为p0。

现分别进行两次独立的实验操作,操作1:固定活塞,电热丝工作一段时间t1,达到热平衡

后气体的温度为2T0。操作2:活塞可在汽缸内无摩擦地滑动,电热丝工作一段时间t2,达

到热平衡后气体的温度也为2T0。已知1mol该气体温度升高1K时其内能的增量为已

知恒量k,可认为电热丝产生的热量全部被气体吸收,题中温度单位为开尔文,结果均用

题中字母表示。求:(1)操作1结束后汽缸内气体的压强p1;答案

(1)2p0

(2)-p0V0

(3)

(2)操作2过程中外界对气体做的功;(3)两次电热丝工作时间t1和t2之比。模型一玻璃管-液柱模型1.

(2024届皖豫名校联盟一考,2)如图所示,一端封闭的玻璃管用19cm的水银柱封闭一定质量的理想气体,玻璃管水平放置时,气柱长为L。设大气压强为76cmHg,环境

温度保持不变,当玻璃管置于倾角为30°的斜面上且开口端沿斜面向上静止不动时,空

气柱的长度是

(

)

A.

B.LC.

D.

A2.

(2023届湖北武汉武昌期末,9)(多选)有人设计了一种测温装置,其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定质量的理想气体,与A连通的B管插在水银槽中。由管内水银

面的高度x可知A内气体的温度(即环境温度),并可由B管上的刻度直接读出。在标准

大气压(p0=76cmHg)下,当温度t1为27℃时,x1=16cm,将此高度处标记为27℃的刻度

线。该温度计在标准大气压下标记好温度后,将其带到海拔很高的高山上测量当地温

度。设B管的体积与玻璃泡A的体积相比可忽略。下列说法正确的是

(

)

ACA.在标准大气压下,当温度t1为27℃时,玻璃泡A内气体的压强p1=60cmHgB.在标准大气压下,t2为-3℃的刻度线标记在x2=20cm处C.由于高山上的真实压强比标准大气压小,则温度的测量值比实际温度高D.由于高山上的真实压强比标准大气压小,则温度的测量值比实际温度低3.

(2024届湖北部分学校8月起点考试,13)如图所示,一下端封闭、上端开口的粗细均匀的玻璃管竖直静置,长度l2=16cm的水银柱封闭了一段空气(视为理想气体)柱,

空气柱的长度l1=10cm。外界大气压强恒为p0=76cmHg,环境温度保持不变,取重力加

速度大小g=10m/s2。(1)求玻璃管竖直静置时管内封闭空气的压强p1;(2)若使玻璃管向上做加速度大小a=5m/s2的匀加速直线运动,求稳定后管内空气柱的

长度l3。

答案

(1)92cmHg

(2)9.2cm模型二活塞-汽缸模型4.

(2023届河北邢台部分学校2月月考,6)一圆柱形绝热汽缸水平固定,开口向右,底部透明,横截面积为S。汽缸内的两隔板A、B将汽缸分成Ⅰ、Ⅱ两室,其中隔板A绝热,

隔板B导热,隔板可在汽缸内无摩擦地移动。B的右侧与水平弹簧相连。初始时,弹簧

处于拉伸状态,两室内均封闭有体积为V0、温度为T0的理想气体。现用红外线对Ⅰ室

底部进行照射,隔板缓慢移动。稳定后,B隔板向右移动了

。已知大气压强为p0,环境温度保持不变,照射前、后弹簧的弹力大小均为

,弹簧始终处在弹性限度内。则A隔板向右移动的距离Δx为

(

)D

A.

B.

C.

D.

5.

(2024届湖北部分高中10月联考,4)如图所示,三个完全相同内壁光滑且导热性能良好的汽缸,用三个质量相等的活塞密封住质量相等的空气。现让a汽缸处于静止

状态,b汽缸做自由落体运动,c汽缸在倾角为30°的光滑固定斜面上,向下做匀加速直线

运动。不考虑空气阻力,环境温度保持不变,各个活塞均相对于汽缸保持静止,a,b,c三

个汽缸内空气柱对应的长度关系为

(

)

A.Lb=Lc>LaB.Lb=Lc=LaC.Lb>Lc>LaD.Lb>Lc=La

A6.

(2023届山东济宁一模,15)如图甲所示,两端开口的导热汽缸水平固定,A、B是厚度不计的两轻活塞,可在汽缸内无摩擦滑动,两轻活塞用一轻杆相连,缸内封闭有理

想气体。A、B静止时,缸内两部分气柱的长度分别为L和

,现用轻质细线将活塞B与重物C拴接,如图乙所示。已知活塞A、B面积S1、S2的关系为S1=2S2=2S,大气压强为p0,

重力加速度为g,重物C质量为m=

,环境温度保持不变。当两活塞再次静止时,求:(1)汽缸内气体的压强;(2)活塞移动的距离x。答案

(1)

p0

(2)

微专题24热力学第一定律与气体实验定律的综合应用微专题专练1.

[2020课标Ⅲ,33(1),5分](多选)如图,一开口向上的导热汽缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上,使其缓慢下降。环

境温度保持不变,系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中(

)

A.气体体积逐渐减小,内能增加B.气体压强逐渐增大,内能不变C.气体压强逐渐增大,放出热量D.外界对气体做功,气体内能不变E.外界对气体做功,气体吸收热量BCD2.

(2023山东,9,4分)(多选)一定质量的理想气体,初始温度为300K,压强为1×105Pa。经等容过程,该气体吸收400J的热量后温度上升100K;若经等压过程,需要吸收600J

的热量才能使气体温度上升100K。下列说法正确的是(

)A.初始状态下,气体的体积为6LB.等压过程中,气体对外做功400JC.等压过程中,气体体积增加了原体积的

D.两个过程中,气体的内能增加量都为400JAD3.

[2022全国乙,33(1),5分](多选)一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c,其过程如T-V图上的两条线段所示。则气体在(

)

A.状态a处的压强大于状态c处的压强B.由a变化到b的过程中,气体对外做功C.由b变化到c的过程中,气体的压强不变D.由a变化到b的过程中,气体从外界吸热E.由a变化到b的过程中,从外界吸收的热量等于其增加的内能ABD4.

(2022江苏,7,4分)如图所示,一定质量的理想气体分别经历a→b和a→c两个过程,其中a→b为等温过程,状态b、c的体积相同。则(

)

A.状态a的内能大于状态bB.状态a的温度高于状态cC.a→c过程中气体吸收热量D.a→c过程中外界对气体做正功C5.

[2022全国甲,33(1),5分](多选)一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-T图上从a到b的线段所示。在此过程中(

)

A.气体一直对外做功B.气体的内能一直增加C.气体一直从外界吸热D.气体吸收的热量等于其对外做的功E.气体吸收的热量等于其内能的增加量BCE6.

(2020山东,6,3分)一定质量的理想气体从状态a开始,经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a,其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a(V0,2p0)、b

(2V0,p0)、c(3V0,2p0)。以下判断正确的是

(

)

A.气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功B.气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量C.在c→a过程中,外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D.气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量C7.

(2024届河北邯郸一调,13)如图所示,带有加热装置(图中未画出)的绝热汽缸用轻杆固定在天花板上。现用一个质量m=1kg,面积S=100cm2的绝热活塞将一定质量

的理想气体封闭在汽缸内。初始时缸内温度为300K,活塞处于平衡状态,此时缸内气

体处于状态A,体积为VA=600cm3。现竖直向上缓慢将活塞推动1cm,此时缸内气体处

于状态B。然后将活塞固定,同时启动汽缸内的加热装置,气体达到状态C,此时压强pC

=1.6×105Pa。已知气体从状态A到状态C,内能增加25J,从状态B到状态C吸收的热量

为12J。已知大气压强p0=1.01×105Pa,重力加速度g=10m/s2,不计活塞与汽缸之间的摩

擦。(1)求气体处于状态A时的压强;(2)求气体在状态C时的温度TC;(3)求气体从状态A到状态B过程中外界对气体做的功。

答案

(1)1×105Pa

(2)400K

(3)13J微专题25气体变质量问题1.

多次充气类问题

(2021山东,4,3分)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大

气压的数值。充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V;每次挤压气囊都能将60

cm3的外界空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数为150