2025届高考物理二轮复习：第11讲 热学-专项训练 【含答案】

2025届高考物理二轮复习：第11讲热学-专项训练1.空调的工作原理如图所示,以下表述正确的是 ()A.空调的工作原理对应的是热力学第一定律的开尔文表述B.空调的工作原理反映了热传导的方向性C.此原理图中的Q1=Q2D.此原理图说明热量不能从低温物体传到高温物体2.[2024·金华模拟]石墨烯中碳原子呈单层六边形结构.南京大学的科学家将多层石墨烯叠加,得到了一种结构规则的新材料,其中层与层间距约为六边形边长的两倍.下列说法正确的是 ()A.新材料属于非晶体B.新材料没有确定的熔点C.低温下新材料中碳原子停止运动D.层间相邻碳原子间作用力表现为引力3.(不定项)[2024·杭州高级中学模拟]如图甲所示是分子间作用力与分子间距离之间的关系,分子间作用力表现为斥力时为正,一般地,分子间距离大于10r0时,分子间作用力就可以忽略;如图乙所示是分子势能与分子间距离之间的关系,a是图线上一点,ab是在a点的图线切线.下列说法中正确的有 ()A.分子势能选择了无穷远处或大于10r0处为零势能参考点B.图甲中阴影部分面积表示分子势能差值,与零势能点的选取有关C.图乙中Oa的斜率大小表示分子间距离在该值时的分子间作用力大小D.图乙中ab的斜率大小表示分子间距离在该值时的分子间作用力大小4.我国已经在空间站上开展过四次精彩的太空授课,在亿万中小学生心里播撒下科学的种子.“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验:一个是微重力环境下液桥演示实验,在两个固体表面之间可形成大尺寸液桥,如图甲所示;另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示,把三根粗细不同的塑料管,同时放入装满水的培养皿,水在管内不断上升,直到管顶,如图乙所示.对于这两个实验的原理及其应用的理解,下列说法正确的是 ()A.液体表面张力使得液桥表面形状得以维持,而不会“垮塌”B.分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图丙所示,能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“A”位置C.农民使用“松土保墒”进行耕作,通过松土形成了土壤毛细管,使得土壤下面的水分更容易被输送到地表D.航天员在太空微重力环境中会因为无法吸墨、运墨而写不成毛笔字5.[2024·台州中学模拟]如图所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后,气体进入Q中,最终达到平衡,则 ()A.气体体积膨胀,内能不变B.气体分子势能减少,内能增加C.气体分子势能增加,压强可能不变D.Q中气体能自发地全部退回到P中6.[2024·宁波模拟]某汽缸内封闭有一定质量的理想气体,从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,其V-T图像如图所示,则在该循环过程中,下列说法正确的是 ()A.从状态B到C,气体吸收热量B.从状态C到D,气体的压强增大C.从状态D到A,单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少D.若气体从状态C到D,内能增加3kJ,对外做功5kJ,则气体向外界放出热量8kJ7.[2024·绍兴模拟]小明同学为测定某高原的大气压强进行以下实验.将总长L=24cm的玻璃管开口端向下竖直插入装有水银的烧杯中,并使玻璃管内外的液面相平,如图甲所示,测得玻璃管内封闭空气的长度L1=12cm,然后将玻璃管缓慢地竖直上提,移出烧杯,如图乙所示,测得玻璃管内水银柱的长度L2=10cm,室内温度T1=300K.(1)玻璃管缓慢上提过程中,封闭气体(选填“吸收”或“释放”)热量.

(2)求高原的大气压强.(3)若将玻璃管转置开口向上,并加热使水银柱刚好移到管口,如图丙所示,求此时管内气体的温度;若要将水银全部溢出,需要将管内气体加热到多高温度?8.[2024·广东卷]差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统.如图所示,A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接,A内轻质活塞的上方与大气连通,B的体积不变.当A内气体压强减去B内气体压强大于Δp时差压阀打开,A内气体缓慢进入B中;当该差值小于或等于Δp时差压阀关闭.当环境温度T1=300K时,A内气体体积VA1=4.0×10-2m3;B内气体压强pB1等于大气压强p0.已知活塞的横截面积S=0.10m2,Δp=0.11p0,p0=1.0×105Pa.重力加速度大小g取10m/s2.A、B内的气体可视为理想气体,忽略活塞与汽缸间的摩擦,差压阀与连接管道内的气体体积不计.当环境温度降低到T2=270K时:(1)求B内气体压强pB2;(2)求A内气体体积VA2;(3)在活塞上缓慢倒入铁砂,若B内气体压强回到p0并保持不变,求已倒入铁砂的质量m.9.[2024·湖州模拟]当暴雨降临,路面水井盖因排气孔(如图甲)堵塞可能会造成井盖移位而存在安全隐患.如图乙所示,水位以50mm/h的速度上涨,质量为m=36kg的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连,圆柱形竖直井内水面面积为S=0.4m2,水面与井盖之间的距离为h=2.018m时开始计时,此时井内密封空气的压强恰好等于大气压强p0=1.0×105Pa,空气可视为理想气体,温度始终不变,g取10m/s2.(1)若在井盖被顶起前外界对井内密封空气做了650J的功,则该气体(选填“吸收”或“放出”)的热量为J;

(2)求密闭空气的压强为多大时井盖刚好被顶起;(3)求从图示位置时刻起,井盖会被顶起所需的时间.参考答案与详细解析1.B[解析]空调的工作原理对应的是热力学第二定律的开尔文表述,A错误;空调的工作原理反映了热传导的方向性,热量不能自发地从低温物体传导给高温物体,但在其他条件干预下,可以从低温物体传导给高温物体,B正确;此原理图中的Q1=Q2+W,C错误;此原理图说明在外界干预下,热量能从低温物体传到高温物体,D错误.2.D[解析]新材料由多层石墨烯叠加而成且结构规则,所以新材料为晶体,晶体具有确定的熔点,故A、B错误;由分子动理论可知,分子做永不停息的无规则运动,故C错误;层与层间距约为六边形边长的两倍,远大于分子间距离,由分子力的特点可知,层间相邻碳原子间作用力表现为引力,故D正确.3.AD[解析]综合题设及题图信息可知,分子势能选择了无穷远处或大于10r0处为零势能参考点,故A正确;图甲中阴影部分面积表示分子势能差值,势能差值与零势能点的选取无关,故B错误;分子势能与分子间距离的关系图像中,图线切线的斜率大小表示分子间作用力大小,故C错误,D正确.4.A[解析]液体表面张力使得液桥表面形状得以维持,而不会“垮塌”,故A正确;分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图丙所示,水表面层中水分子间距离较大,大于r0,能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“C”位置,故B错误;农民使用“松土保墒”进行耕作,通过松土阻断了土壤毛细管,使得土壤下面的水分不容易被输送到地表,故C错误;毛笔书写过程中,在毛细现象作用下,墨汁与可以被浸润的毛笔材料发生相互作用力,于是墨汁便被吸入毛笔材料中,并牢牢“困”在毛笔内部,而当毛笔尖与纸张接触时,留在毛笔表面的墨汁,同样在毛细作用下,被吸附到纸上,其间根本无须重力作用,故D错误.5.A[解析]气体向真空中膨胀过程,气体对外不做功,因整个系统与外界没有热交换,由热力学第一定律可得,气体的内能不变,故A正确,B错误;假若气体分子势能增加,由于气体的内能不变,故气体分子平均动能减小,因气体体积增大,则气体分子的数密度也减小,由气体压强的微观解释可知气体的压强减小,故C错误;由热力学第二定律可知,Q中的气体不可能自发地全部退回到P中,故D错误.6.C[解析]从状态B到C过程气体发生等温变化,内能不变,体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律可知,气体放出热量,A错误;由V=CpT知,从C到D过程气体发生等压变化,B错误;从D到A过程中,气体温度不变,则单个气体分子碰撞器壁的力不变,压强减小,则单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少,C正确;由ΔU=W+Q得Q=8kJ,气体从外界吸收8kg热量,D错误7.(1)吸收(2)70cmHg(3)400K600K[解析](1)玻璃管缓慢上提过程中,管内气体温度不变,体积增大,气体对外做功,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,此过程中气体吸收热量.(2)设高原大气压强为h1厘米水银柱高,玻璃管缓慢上提过程为等温过程,由玻意耳定律有p1V1=p2V2即有ρgh1L1S=ρg(h1-L2)(L-L2)S解得h1=70cm则可知,高原的大气压强为70cmHg.(3)设玻璃管转置后加热到T2时水银柱刚好移到管口,此过程为等容过程,由查理定律得p2T即ρgℎ1可得T2=400K可知,此时管内气体的温度为400K.设将管内气体加热到温度T3使水银全部溢出,由理想气体状态方程得p3V即ρgℎ1解得T3=600K可知,要将水银全部溢出,需要将管内气体加热到600K.8.(1)9×104Pa(2)3.6×10-2m3(3)110kg[解析](1)当环境温度降低到T2=270K时,B内气体压强降低.若此时差压阀没打开,设pB2'为差压阀未打开时B内气体的压强,B内气体体积不变,由查理定律得p0T1解得pB2'=9×104Pa由于A、B内气体压强差p0-pB2'<Δp,故差压阀未打开,则pB2=pB2' 即pB2=9×104Pa(2)差压阀未打开时,A内气体的压强不变,由盖-吕萨克定律得VA1T解得VA2=3.6×10-2m3 (3)倒入铁砂后,B内气体的温度和体积都不变,但压强增加,故可知A中气体通过差压阀进入B中,当B内气体压强为p0时,A内气体压强比B内气体压强高Δp,再根据A的活塞受力平衡可知(p0+Δp)S=p0S+mg 解得m=110kg9.(1)放出650(2)1.009×105Pa(