高考物理二轮总复习专题能力训练16热学

专题能力训练16热学(时间:45分钟满分:90分)1.(2021·全国卷Ⅱ)(1)(5分)如图所示,一定量的理想气体经历的两个不同过程,分别由体积—温度(Vt)图上的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示,V1和V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标;t0是它们的延长线与横轴交点的横坐标,t0=273.15℃;a为直线Ⅰ上的一点。由图可知,气体在状态a和b的压强之比papb=;气体在状态b和c的压强之比p(2)(10分)如图所示,一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体,中间的隔板将气体分为A、B两部分;初始时,A、B的体积均为V,压强均等于大气压p0。隔板上装有压力传感器和控制装置,当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动,否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞,使B的体积减小为V2①求A的体积和B的压强。②再使活塞向左缓慢回到初始位置,求此时A的体积和B的压强。2.(2022·安徽合肥八中高考押题卷)(1)(5分)下列说法错误的是。

A.烟花三月,鲜花盛开,香气扑鼻,人能够闻到花香是因为鲜花释放的有香气的物质分子做布朗运动的结果B.夏天车胎容易爆胎是因为随着温度升高,胎内气体分子间斥力增大的缘故C.封装在汽缸中的气体,汽缸容积不变,气体温度升高,单位时间碰撞内壁单位面积的分子数增多D.理想气体的压强与单位体积的分子数、温度以及气体的摩尔质量有关E.1mol的理想氢气和1mol的理想氧气,气体温度相同时,氧气分子的平均速率较小(2)(10分)某同学利用实验室闲置的1m长的玻璃管和一个标称4.5L的金属容器做了一个简易温度计,如图所示。将1m长的刻度尺和玻璃管固定在竖直木板上,刻度尺与玻璃管两端对齐,玻璃管左端A开口,玻璃管右端B处用细软管与金属容器连接,接口处均密封良好,在玻璃管内有一小段密封良好、可自由滑动的圆柱体蜡块(长度可以忽略),蜡块与玻璃管的摩擦不计。大气压强始终为p0,软管内部体积可忽略,玻璃管内横截面积为10cm2。当温度为27℃时,蜡块刚好在玻璃管的正中间。①该温度计刻度是否均匀,并计算出这个温度计的测量范围。②如果玻璃管的左端A用密封盖密封,现用一个打气筒通过A端向玻璃管打气,打气筒每次可将压强为p0的2509mL气体完全压入玻璃管中,需要多少次才能把蜡块从玻璃管中间位置压到玻璃管右端B3.(2021·全国卷Ⅰ)(1)(5分)如图所示,一定量的理想气体从状态a(p0,V0,T0)经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a。对于ab、bc、ca三个过程,下列说法正确的是(填正确答案标号)。

A.ab过程中,气体始终吸热B.ca过程中,气体始终放热C.ca过程中,气体对外界做功D.bc过程中,气体的温度先降低后升高E.bc过程中,气体的温度先升高后降低(2)(10分)如图所示,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p0相当于75cm高水银柱产生的压强。求A、B两管内水银柱的高度差。4.(2022·广西南宁二模)(1)(5分)下列说法正确的是。

A.当分子间引力和斥力相等时,分子势能最大B.晶体一定表现出各向异性,非晶体一定表现出各向同性C.可以通过升温的方式使饱和汽变成不饱和汽D.同一液体对不同的固体,可能是浸润的,也可能是不浸润的E.一定质量的理想气体,如果温度升高,则气体分子的平均动能增大,压强可能不变(2)(10分)如图所示,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关S关闭;A侧空气柱的长度为l=10.0cm,管中气体温度为300K;B侧水银面比A侧的高h=3.0cm。已知大气压强p0相当于75.0cm高水银柱产生的压强。①若仅通过加热封闭气体使B侧水银面比A侧的高h1=9.0cm,求此时A侧气体的温度。②若封闭气体温度不变,仅将开关S打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面相平时将开关S关闭。求从底端流出的水银的长度(整个装置中管的横截面均相同)。5.(1)(多选)(5分)右图为分子间的作用力与分子间距离的关系曲线,正值表示斥力,负值表示引力,则下列关于分子间作用力和分子势能的说法正确的是。

A.当分子间的距离r>r0时,分子间的作用力表现为引力B.当r<r0且分子间的距离减小时,对分子间的斥力影响更大C.当分子间的距离增大时,分子间的作用力会做负功,分子势能增大D.当分子间的距离r=r0时,分子势能最小E.若取分子间的距离无穷大时的分子势能为零,则分子间的距离r=r0时分子势能也为零(2)(10分)如图所示,绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦,两活塞之间为真空,汽缸B活塞的面积为汽缸A活塞面积的2倍。两汽缸内装有理想气体,两活塞处于平衡状态,汽缸A中气体的体积为V0,压强为p0,温度为T0,汽缸B中气体的体积为2V0。缓慢加热A中气体,停止加热达到稳定后,A中气体压强为原来的2倍。设环境温度始终保持不变,汽缸A中活塞不会脱离汽缸A,求:①停止加热达到稳定后汽缸B中气体的体积VB;②停止加热达到稳定后汽缸A中气体的温度TA。6.(1)(多选)(5分)下列说法正确的是。

A.密闭容器中装有某种液体及其饱和汽,若温度升高,同时增大容器的容积,饱和汽压可能会减小B.空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近同温度下水的饱和汽压C.单晶体具有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点D.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大E.一定质量的气体,在压强不变时,分子每秒对单位面积的器壁平均碰撞的次数随着温度降低而增加(2)(10分)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,其状态变化过程的pV图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。①求该气体在状态B和C时的温度。②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?

专题能力训练16热学1.答案:(1)1V(2)①0.4V2p0②(51)V3+54解析:(1)延长线过绝对零度,说明是等压线,a和b两点都在等压线Ⅰ上,两者压强相同,压强之比为1∶1;研究两个等压线在0℃时的状态参量,根据玻意耳定律得pbV1=pcV2,气体在状态b和c的压强之比pb(2)①对于B中的气体,根据玻意耳定律得p0V=pBV解得pB=2p0对于A中的气体,根据玻意耳定律得p0V=pAVA又pA=pB+0.5p0=2.5p0解得VA=0.4V。②使活塞向左缓慢回到初始位置,对于B中的气体,根据玻意耳定律得2p0×12V=pB2VB对于A中的气体,根据玻意耳定律得2.5p0×0.4V=pA2VA2又VA2+VB2=2V,pB2pA2=0.5p0联立求得pB2=3+54p0,VA2=(51)2.答案:(1)ABD(2)①均匀270~330K(或者3~57℃)②22次解析:(1)人能够闻到花香是因为鲜花释放的具有香味的分子在空气中做无规则运动的结果,故A错误;气体分子间几乎不存在相互作用力,夏天车胎容易爆胎是因为随着温度升高,胎内气体分子无规则运动加剧,气体压强变大的缘故,故B错误;封装在汽缸中的气体,汽缸容积不变,单位体积内的分子数不变,气体温度升高,分子运动的剧烈程度增加,单位时间碰撞内壁单位面积的分子数增多,故C正确;理想气体的压强与单位体积的分子数以及温度有关,与气体的摩尔质量无关,故D错误;1mol的理想氢气和1mol的理想氧气,气体温度相同时,分子的平均动能相同,但氧气分子质量较大,因此氧气分子的平均速率较小,故E正确。(2)①因被封的气体进行等压变化,根据V则蜡块移动的距离与温度的变化量成正比,可知该温度计刻度是均匀的;设金属容器的体积为V,由题意可知V其中V=4500cm3,解得T1=270K=3℃T2=330K=57℃即这个温度计的测量范围为270~330K(或者3~57℃)。②蜡块从玻璃管中间位置压到玻璃管右端B点,此时容器内气体的压强为p,则p0V+12LS=pV解得p=109p则对蜡块左边的气体以及打入的气体,由玻意耳定律得p0×nV0+p0L2p0×n×2509cm3+p0×50×10cm3=p×100×10cm解得n=22次。3.答案:(1)ABE(2)1cm解析:(1)a到b气体的体积不变,压强增大,温度升高,内能增大,因此气体始终从外界吸热,选项A正确。c到a气体的压强不变,体积减小,温度降低,内能减小,外界对气体做正功,根据热力学第一定律知,气体始终放热,选项B正确,C错误。b到c的过程,pV的乘积先增大后减小,故气体的温度先升高后降低,选项D错误,E正确。(2)以B管中的气体为研究对象有p0l2=(p0+ρgh)l2'解得l2'=30cmB管中的水银柱高Δl=l2l2'=2cm设A、B管中水银柱的高度差为h'以A管中气体为研究对象有p0l1=(p0+ρgh+ρgh')[l1(Δlh')]解得h'=1cm。4.答案:(1)CDE(2)①420K②3.8cm解析:(1)当分子间引力和斥力相等时,分子位于平衡位置,分子势能最小,故A错误;单晶体表现出各向异性,非晶体和多晶体表现出各向同性,故B错误;温度越高饱和汽压越大,故可以通过升温的方式使饱和汽变成不饱和汽,故C正确;同一液体与不同的固体接触,附着层分子间距不同,可能是浸润的,也可能是不浸润的,故D正确;一定质量的理想气体,温度升高,分子平均动能增大,如果气体体积膨胀,压强可能不变,故E正确。(2)①对A侧气体进行分析。初态体积:V1=lS,温度:T1=300K,压强:p1=p0+ph加热后气体压强:p2=p0+ph1,体积:V2=l2S其中l2=l+h1-由一定质量的理想气体状态方程可得p解得T2=420K。②当两液面相平时,对A管气体分析,压强:p3=p0,体积:V3=l3S由玻意耳定律可得p1V1=p3V3解得l3=10.4cm从底端流出的水银的长度为Δh=h+2(l3l)代入数据解得Δh=3.8cm。5.答案:(1)ABD(2)①V0②3T0解析:(1)当分子间的距离r>r0时,分子间的引力大于斥力,分子间的作用力表现为引力,选项A正确;由题图可以看出,当r<r0且分子间的距离减小时,分子间的斥力随分子间距离变化较明显,选项B正确;当分子间的距离增大时,分子间的作用力可能做正功,也可能做负功,主要看初始时是r<r0还是r>r0,选项C错误;分子间作用力做正功,分子势能减小,分子间作用力做负功,分子势能增大,当分子间的距离r=r0时,分子间作用力等于零,无论分子间距离增大还是减小,分子间作用力都做负功,所以r=r0时分子势能最小但不一定为零,选项D正确,选项E错误。(2)①汽缸A末态压强为2p0,汽缸B活塞的面积为汽缸A活塞面积的2倍,初状态选两活塞为研究对象,根据平衡条件有pASA=pBSB,解得pB=p末状态选两活塞为研究对象,根据平衡条件有2p0SA=pB'SB,解得pB'=p0汽缸B中气体初末温度不变,根据玻意耳定律得pB×2V0=pB'VB,解得汽缸B中气体体积VB=V0。②两活塞移动的距离相同,汽缸B活塞面积为汽缸A活塞的面积的2倍,汽缸B中气体体积减小了V0,则汽缸A中气体体积增加了V02,则加热后汽缸A中体积为VA根据理想气体状态方程得p解得TA=3T0。6.答案:(1)BDE(2)①177℃27℃②放热1200J解析:(1)饱和汽压只与温度有关,温度升高,饱和汽压增大,选项A错误;相对湿度是指空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压的比值,所以空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近同温度下水的饱和汽压,选项B正确;单晶体和多晶体都具有固定的熔点,选项C错误;当分子间作用力表现为斥力时,分子距离减小,克服斥力做功,故分子势能随分子间距离的减小而增大,选项D正确;一定质量的气体,在压强不变时,分子在单位时间单位面积上的冲击力不变,随着温度降低,分子的平均动能减小,分子