高考物理（山东专用）一轮复习专题十五热学训练课件

考点一分子动理论内能五年高考1.

(2023海南,5,3分)如图为两分子靠近过程中的示意图,r0为分子间平衡距离,下列关于分子力和分子势能的说法正确的是

(

)A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力B.分子从无限远靠近到距离r0处的过程中分子势能变大C.分子势能在r0处最小D.分子间距离在小于r0且减小时,分子势能在减小C2.

(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A考点二固体、液体和气体3.

(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

(

)B4.

[2022广东,15(2),6分]玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示,潜水员在水面上将80mL水装入容积为380mL的玻璃瓶中,拧紧瓶盖后带入水底,倒置瓶身,打开

瓶盖,让水进入瓶中,稳定后测得瓶内水的体积为230mL。将瓶内气体视为理想气体,

全程气体不泄漏且温度不变。大气压强p0取1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2,水的密

度ρ取1.0×103kg/m3,求水底的压强p和水的深度h。答案

2.0×105Pa

10m5.

[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

54.36cmHg6.

[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

考点三热力学定律能量守恒定律7.

(2022天津,6,5分)(多选)采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程,一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩,然后经过等压

过程回到初始温度,则

(

)A.绝热过程中,气体分子平均动能增加B.绝热过程中,外界对气体做负功C.等压过程中,外界对气体做正功D.等压过程中,气体内能不变AC8.

(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C模型活塞-汽缸模型1.

(2022山东,5,3分)如图所示,内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体,初始时汽缸开口向上放置,活塞处于静止状态,将汽缸缓慢转动90°过程中,缸

内气体

(

)A.内能增加,外界对气体做正功B.内能减小,所有分子热运动速率都减小C.温度降低,速率大的分子数占总分子数比例减少D.温度升高,速率大的分子数占总分子数比例增加C2.

(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AD3.

[2022全国乙,33(2),10分]如图,一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体,两活塞用一轻质弹簧连

接,汽缸连接处有小卡销,活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m,

面积分别为2S、S,弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态,此时弹簧的伸长量为0.1l,

活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等,两活塞间气体的温度为T0。已知活塞外大气压

强为p0,忽略活塞与缸壁间的摩擦,汽缸无漏气,不计弹簧的体积,重力加速度为g。(ⅰ)求弹簧的劲度系数;(ⅱ)缓慢加热两活塞间的气体,求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,活塞间气体的压强

和温度。答案

(ⅰ)

(ⅱ)

T0

4.

[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

5.

(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)

三年模拟考点一分子动理论内能1.

(2023届淄博一模)已知地球大气层的厚度远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,地面附近大气压强为p0,重力加速度大小为g。由此可以估

算地球大气层空气分子总数为

(

)A.

B.

C.

D.

A2.

(2024届滨州一中开学考)如图所示为济南市某日的天气预报,下列说法正确的是

(

)A.当空气质量显示为霾时,空气中细颗粒物(如PM2.5)的分子在空气中做无规则的布朗运动B.从上午7点到下午1点,空气分子中速率较大的分子数占总分子数的比例逐渐变大C.若温度降为8℃,水蒸气液化为露珠的过程中分子间引力减小,斥力增大D.若温度降为8℃,水蒸气液化为露珠的过程中分子势能一直增大B考点二固体、液体和气体3.

(2024届淄博高三开学考)下列说法正确的是

(

)A.液体具有表面张力,是因为液体表面层分子间距大于液体内部分子间距B.压缩封闭在注射器中的气体,其压强增大,是因为气体分子间斥力增大C.当分子间作用力为零时,分子势能也一定为零D.在阳光照射下的教室里,眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动A4.

(2023届日照期末)一竖直放置的圆柱形试管内,通过一段长L0=24cm的水银柱封闭了一段理想气体,气柱高L1=60cm、温度T1=300K,水银柱的上表面与管侧面小孔

的高度差ΔL=16cm,小孔左边用一橡胶软管连接另一支上端开口的空试管,如图所

示。通过加热装置使气体温度缓慢升高到一定值时,水银就会从右边试管通过小孔溢

到左边试管中,左边试管可上下移动,上移时可使左边试管中的水银回流到右边试管

中,从而调节右边试管中水银柱的长度,调节完后左边试管回到原始位置。已知当地

大气压强p0=76cmHg。(1)求右边试管中水银柱上表面恰好与小孔平齐时,封闭气体的温度T2;(2)若封闭气体温度T3=385.4K,求右边试管中水银柱可能的长度。

答案

(1)380K

(2)6cm或18cm5.

(2024届淄博高三开学考)氧气瓶是医院、家庭护理、战地救护、个人保健及各种缺氧环境补充用氧较理想的供氧设备。某氧气瓶容积V1=15L,在T1=300K的室内测得

瓶内氧气的压强p1=9×106Pa,已知当氧气瓶内外无气压差时供气停止。(1)求在环境温度为T1=300K、压强为p0=1×105Pa时,可放出该状态下氧气的体积V;(2)若将该氧气瓶移至T2=250K的环境中用气,当瓶内氧气压强变为p2=1.5×106Pa时,求

用掉的氧气的质量与原有的氧气的质量之比。(用百分比表示)

答案

(1)1335L

(2)80%考点三热力学定律能量守恒定律6.

(2023届潍坊二模)某拖拉机的往复式柴油内燃机利用迪塞尔循环进行工作,该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成。如图所示为一定质量的

理想气体经历的迪塞尔循环,则

(

)A.在状态a和c时气体温度Ta>TcB.a→b过程,气体对外界做功、内能减少C.b→c过程,气体增加的内能小于该过程吸收的热量D.完成一次循环过程,气体对外界做的功大于吸收的热量C7.

(2024届淄博高三开学考)(多选)一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环过程。下列说法正确的是

(

)A.A→B→C过程中,气体压强先减小后增大B.C→D→A过程中,单位体积内分子数先不变后增加C.整个循环过程中,气体对外界做的功小于外界对气体做的功D.整个循环过程中,气体从外界吸热,内能不变AC模型活塞-汽缸模型1.

(2023届聊城二模)如图甲所示,水平放置的汽缸被两个活塞分为A、B、C三部分,C为真空,A、B中有理想气体,A中气体压强p0=1.0×105Pa,汽缸横截面积SA=2SB=20

cm2,两个活塞总质量为m,活塞到两汽缸底部的距离均为d=3cm,活塞之间用轻杆连

接。现将汽缸顺时针缓慢转过90°,如图乙所示(活塞未到汽缸连接处),重力加速度g=1

0m/s2,若活塞移动的距离为1cm,气体温度保持不变,则两活塞总质量m为

(

)BA.7.5kg

B.15kgC.25kg

D.30kg2.

(2023届威海二模)一个汽缸固定在倾角θ=30°的斜面上,内部横截面积S=20cm2,底端装有阀门A。用质量m=1kg的活塞B和不计质量的活塞C,封闭Ⅰ、Ⅱ两部分空气,

初始时A与B、B与C之间的距离均为L=10cm。向下压活塞C,使其缓慢移动d=2cm,要

保持B静止不动,需通过阀门A向汽缸内充入空气,求所充入空气的质量与A、B之间原

有空气质量之比。(封闭的空气可视为理想气体,活塞与汽缸间的摩擦忽略不计,且不

漏气,整个过程温度不变,外界大气压强p0=1×105Pa,重力加速度g=10m/s2)答案

3.

(2023届济南三模)如图所示为某打气装置示意图。其中A是容积为V的需要充气的容器,B是内壁光滑的气筒,容积也为V,左端用可移动的活塞密封,活塞横截面积为

S,右端通过单向进气阀n与A连通(当B内气体压强大于A内气体压强时,n打开,反之关

闭),B底部通过单向进气阀m与外界连通(当B内气体压强小于外界大气压时,m打开,反

之关闭)。活塞缓慢左移从外界抽取气体,抽气结束时活塞位于气筒B的最左侧;给活塞

施加水平向右的推力,让活塞缓慢向右移动,当外力无法推动活塞时结束打气过程。

已知外界大气压强为p0,初始时A内充满压强为p0的气体,容器A、B导热良好,给活塞水

平推力的最大值为6.5p0S,忽略容器间连接处的气体体积,环境温度保持不变。求:

(1)第一次打气结束时,A内气体的压强;(2)第七次打气结束时,B内活塞右侧气体的体积。答案

(1)2p0

(2)

V微专题专练微专题20气体实验定律与热力学第一定律的综合应用1.

(2021山东,2,3分)如图所示,密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶,小

瓶下沉到底部;松开后,小瓶缓慢上浮。上浮过程中,小瓶内气体

(

)A.内能减少B.对外界做正功C.增加的内能大于吸收的热量D.增加的内能等于吸收的热量B2.

(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1×105

Pa。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60

0J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.

(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C4.

(2023广东,13,9分)在驻波声场的作用下,水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化,使小气泡周期性膨胀和收缩,气泡内的气体可视为质量不变的理想气体,其

膨胀和收缩过程可简化为如图所示的p-V图像,气泡内气体先从压强为p0、体积为V0、

温度为T0的状态A等温膨胀到体积为5V0、压强为pB的状态B,然后从状态B绝热收缩到

体积为V0、压强为1.9p0、温度为TC的状态C,B到C的过程外界对气体做功为W。已知p0、V0、T0和W。求:(1)pB的表达式;(2)TC的表达式;(3)B到C的过程,气泡内气体的内能变化了多少?答案

(1)pB=

(2)TC=1.9T0(3)由题意可知从状态B到状态C,气体发生绝热收缩,Q=0,根据热力学第一定律有ΔU=

Q+W=W,故从B到C过程,气泡内气体的内能增加了W。微专题21气体变质量问题1.

(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60cm3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150mmHg。已知大气压

强等于750mmHg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于(

)A.30cm3

B.40cm3

C.50cm3

D.60cm3D2.

(2022山东,15,7分)某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示,鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室,A室壁厚,可认为体积恒定,B室壁

薄,体积可变;两室内气体视为理想气体,可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在

水面下H处,B室内气体体积为V,质量为m;设B室内气体压强与鱼体外压强相等,鱼体积

的变化与B室气体体积的变化相等,鱼的质量不变,鱼鳔内气体温度不变。水的密度为

ρ,重力加速度为g,大气压强为p0,求:(1)鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度,需从A室充入B室的气体质量Δm;(2)鱼静止于水面下H1处时,B室内气体质量m1。答案

(1)

(2)

m3.

(