安徽省安庆一中2022高考物理考前复习：热学专题

物理考前复习：热学专题1．关于热学方面的知识，下列说法正确的是（）A．如a图，布朗运动中，显微镜下 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 的是三颗小炭粒的沿着折线的运动轨迹，这表明小炭粒没有被液体分子撞击时做直线运动，受到撞击会改变运动方向B．如b图，荷叶上的水珠呈球状，这是浸润现象，这是液体表面张力的一种表现C．多晶体没有确定的几何形状，一定压强下具有确定熔点的特征，能够显示各向异性D．热力学第二定律的开尔文表述阐述了机械能与内能转化的方向性；机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能。2．热学中有很多图象，对一定质量的理想气体图象的分析，不正确的是（）A．甲图中理想气体的体积一定不变B．乙图中理想气体的温度一定不变，丙图中理想气体的压强一定不变C．丁图中理想气体从P到Q，可能经过了温度先升高后降低的过程D．戊图中实线对应的气体温度高于虚线对应的气体温度3．根据热学知识可以判断，下列说法正确的是（）A．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功mVB．气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体分子的体积为MC．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加D．空调的压缩机制冷时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程不遵守热力学第二定律4．热学中有很多图象，对图中一定质量理想气体的图象的分析，正确的是（）（多选题）A．图甲中理想气体的体积一定不变B．图乙中理想气体的温度一定不变C．图丙中理想气体的压强一定不变D．图丁中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度5．对于下列热学问题，说法正确的是（）（多选题）A．当两个分子间的力表现为引力时，分子间距越小，引力与斥力的合力就越小，分子间距减小时分子力做负功B．当两个分子间的力表现为斥力时，分子间距越小，引力与斥力的合力就越大，分子间距减小时分子力做负功7344:uId:7344828187:fId:828187第1页，共4页C．当悬浮在液体中的微粒越小时，微粒受到周围液体分子的碰撞机会就越少，布朗运动就越不明显D．“踏花归去马蹄香”描述了分子热运动6．关于热现象和热学规律，下列说法正确的是（）（多选题）A．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同B．物体温度升高，其每一个分子的热运动速度都增加C．第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式．D．用活塞压缩汽缸里的气体，对气体做了2.0105J的功，若气体向外界放出1.5105J的热量，则气体内能增加了0.5105JE．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的7．空调即空气调节器，是通过压缩机等装置使热量在室内和室外转移。制冷时从室内吸收热量释放到室外，制热时从室外吸收热量释放到室内。图所示为某空调的铭牌，对空调、空调的铭牌以及热学的相关知识，以下说法中正确的是（）（多选题）A．空调的工作说明了热量可以从低温物体传到高温物体B．热量只能从高温物体传到低温物体，不能从低温物体传到高温物体C．空调工作是消耗较少的电能来“搬运”了更多的热量，并不违背能量守恒定律D．可能通过改进技术，实现空调在制热时具有更小的制热功率和更大的制热量，但是制热功率不能减小到零E．图示铭牌的标注有误，因为额定制冷（热）功率小于额定制冷（热）量，不符合能量守恒定律8．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（）（多选题）VA．某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的体积为V0，则阿伏伽德罗常数NA=V0B．第二类永动机不可能制造成功的的原因是因为违背了能量守恒定律C．用活塞压缩汽缸里的气体，对气体做了2.0×105J的功，若气体向外界放出1.5×105J的热量，则气体的内能增加了0.5×105JD．当两分子间的距离小于平衡位置的距离r0时，分子间的斥力大于分子间的引力E．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关9．如图，某学校课外活动实验小组应用所学的热学知识 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了一个测量电梯升降加速度的加速度计。用质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在导热气缸内，气缸开口朝下，活塞离气缸底部的距离为L，气缸的下半部分与大气相通。大气压强为p0，温度不变，活塞的横截面积为S，活塞的厚度不计，气缸内部的总长度为2L。该实验小组将此气缸竖直固定在电梯上，通过观察活塞位置的变化情况来判断电梯加速度的大小。已知重力加速度为g，不计一切摩擦。（1）若电梯向上加速运动，求该加速度计能测量的最大加速度；2（2）若观察到活塞相对气缸向上移动了L，试求电梯的加速度大小并判断电梯5可能的运动状态。7344:uId:7344828187:fId:828187第2页，共4页10．热学中将 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 大气压定为p0=75cmHg。如图所示是一个竖直放置的下端封闭、上端开口且足够长的粗细均匀的玻璃管。长为l2=10cm的水银柱封闭了一段空气柱，空气柱的长度l1=18cm。已知外界的压强为标准大气压，环境的温度保持不变，取重力加速度g=10m/s2，管内气体视为理想气体。试求：（i）此时玻璃管内气体的压强（用cmHg作单位）；（ii）若对玻璃管施加一外力，使其向上做加速度为5m/s2的匀加速直线运动，求稳定后管内空气柱的长度。11．热学中解决理想气体实验定律相关的问题时，经常使用作为压强的单位，例如标准大气压p0=76cmHg。如图所示。上端封闭、下端开口的细长的玻璃管固定在粗糙的斜面上。长为l1=10cm的水银柱封闭了一段空气柱，空气柱的长度l2=18cm。已知斜面的倾角=37，玻璃管与斜面的动摩擦因素=0.5，外界的压强为标准大气压，环境的温度保持不变，sin37=0.6，cos37=0.8。试求：(1)此时玻璃管内气体的压强（用作单位）。(2)释放玻璃管，在玻璃管沿斜面下滑的过程中，管内空气柱的长度。12．如图所示是某热学研究所实验室的热学研究装置，绝热气缸A与导热气缸B均固定于桌面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦，两活塞之间为真空，气缸B活塞面积为气缸A活塞面积的2倍．两气缸内装有理想气体，两活塞处于平衡状态，气缸A的体积为V0，压强为p0，温度为T0，气缸B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，气缸A中活塞不会脱离气缸A，求：①加热前气缸B中气体的压强；②加热达到稳定后气缸B中气体的体积VB；③加热达到稳定后气缸A中气体的温度TA．7344:uId:7344828187:fId:828187第3页，共4页13．如图是小明学习完热学内容后设计的一个测量小车加速度的简易装置。在车上水平固定内壁光滑且导热的气缸，缸内有一定质量的空气（可视为理想气体），被质量为m且厚度不计的活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分。小车静止时活塞刚好位于气缸中间，此时左右两边气体压强均为大气压p0，假设外界温度不变，已知活塞面积为S，气缸长度为2L，求：①现小车以一定的加速度向右运动时，发现左侧部分Ⅰ气体的体积正好是静止时的一半，请帮助小明计算出此时小车的加速度a的大小；②以小车静止时活塞的位置为坐标原点O，水平向右为x轴正3pS方向，当小车加速度大小a=0时，求活塞的位置坐标x。14m114．某一热学装置如图所示，左侧容器开口；横截面积为左侧容器的右5管竖直放置，上端封闭，导热良好，管长L0＝1.5m，粗细均匀，底部有细管与左侧连通，初始时未装液体，右管里面气体压强等于大气压。现向左侧容器缓慢注入某种液体，当左侧液面高度为h1＝1.3m时，右管内液柱高度h2＝0.5m。5（已知，大气压强p0＝1.0×10Pa，右管内气体初始温度T0＝300K，取g＝10m/s2）。①求此时右管内气体压强及该液体的密度；②将右管内气体温度缓慢升高，则升高到多少可以刚好将右管中液体全部挤出？(不计温度变化对液体密度的影响)15．下列三幅图涉及到热学的相关知识，甲图坐标原点同定一个分子A，当另个分子B从无穷远向A靠近到两者分子势能最小值的位置过程中，两者的分子力如何变化___________；乙图中展示的两条氧气分子的速率分布图像中__________（填①或者②）的温度较高：丙图中把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔后，它的尖端就会变饨，是因为___________。第4页，共4页物理考前复习：热学专题参考答案1．D【解析】A．每隔一定时间把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线；故布朗运动图象是每隔一定时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，只是按时间间隔依次记录位置的连线；故A错误；B．荷叶上的水珠呈球状，这是不浸润现象，这是液体表面张力的一种表现，故B错误；C．多晶体没有确定的几何形状，一定压强下具有确定熔点的特征，能够显示各向同性，故C错误；D．热力学第二定律的开尔文表述阐述了机械能与内能转化的方向性；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，所以机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能，故D正确。2．B【解析】A．甲图中，p—T线是过原点的直线，根据cpT=V可知理想气体的体积一定不变，A正确，不符合题意；B．乙图中图象不一定是双曲线，则乙图中理想气体的温度不一定不变；丙图中V—T线是过原点的直线，根据cVT=p可知理想气体的压强一定不变，B错误，符合题意；C．由图丙图象可知，从P到Q的过程中，pV乘积先增加后减小，则温度先升高，后降低，C正确，不符合题意；D．温度升高时，速率分布最大的区间将向速率增大处移动，所以气体由虚线状态变成实线状态时，温度升高，实线对应的温度一定高于虚线对应的温度，D正确，不符合题意。故选B。3．C【解析】A．载重汽车卸去货物的过程中，轮胎体积变大，则汽车轮胎内的气体对外界做正功，故A错误；B．若1摩尔该气体的体积为VVNV=A0MN=Am该气体分子所占空间的体积为mVV=0M由于气体分子的体积远小于该气体分子所占空间的体积，故B错误；C．对的，因为在水蒸发要吸收能量，蒸发过程中温度恒定，也就是说分子动能不变，能量转化到分子势能中，故分子之间的势能增加，故C正确；D．空调机压缩机制冷时，空气压缩机做功，消耗电能，制冷过程不是自发的进行的，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程遵守热力学第二定律，故D错误。4．ACD【解析】AC．由理想气体状态方程pV=nRT可知，图甲中理想气体的压强与温度成正比例关系，则其体积一定不变；图丙中理想气体的的体积与温度成正比例关系，则其压强一定不变，故A、C正确；B．若温度不变，则p－V图象应该是双曲线的一支，但图乙不一定是双曲线的一支，故B错误；D．温度升高，分子平均动能增大，分子平均速率增大，所以图丁中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度，故D正确。5．BD【解析】A．当两个分子间的力表现为引力时，分子间距减小，引力与斥力的合力可能减小，也可能先增大后减小，分子间距离减小时分子力做正功，故A错误；答案第1页，共5页7344:uId:7344B．当两个分子间的力表现为斥力时，分子间距越小，引力与斥力的合力就越大，分子之间的距离减小时分子力做负功，故B正确；C．当悬浮在液体中的微粒越小时，微粒受到周围液体分子的碰撞机会就越少，微粒的受力就越不平衡，布朗运动就越明显，故C错误；D．马蹄上的花香在空气中传播描述了分子热运动，属于扩散现象，D正确。6．ADE【解析】A．物体的内能与物质的量、温度、体积物态等有关，内能不同的物体，它们的温度可能相等，则分子热运动的平均动能可能相同，故A正确；B．温度升高，分子的平均动能增大，不是每一个分子的热运动速度都增加，故B错误；C．第二类永动机不可能制造成功的原因是因为违反了热力学第二定律，故C错误；D．根据热力学第一定律△U=W+Q可知，对气体做了2.0×105J的功，若气体向外界放出1.5×105J的热量，则气体的内能增加了0.5×105J，故D正确；E．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的，故E正确。7．ACD【解析】AB．热量只能自发地从高温物体传到低温物体，如果不是自发地情况下可以从低温物体传到高温物体。空调的工作说明了热量可以从低温物体传到高温物体，A正确，B错误；C．空调可以制冷，也可以制热。在空调制冷过程中，通过压缩机的工作，将周围环境的热能转移”到室外，而工作过程中压缩机线圈通过电流会产生热量，室外机的“电风扇”用来排气。空调在制冷过程中，电能有一部分转化为机械能（“压缩机”和“电风扇”会转动），另有一部分电能转化为内能（压缩机和“电风扇”工作时其线圈通过电流会发热）。可见排放到室外的热量包含从室内吸收的热量和电流做功产生的热量，故空调工作“搬运”了更多的热量，此过程不违背能量守恒，C正确；D．可能通过改进技术，实现空调在制热时具有更小的制热功率和更大的制热量，但是制热功率不能减小到零，制热功率减小到零空调就不能制热了。不存在不消耗电能就能制热的空调，不符合能量守恒定律，D正确；E．空调制热时获得的热量，一部分是通过电流做功，消耗电能获的，另一部分是从外界吸收的热量，并不违反能量守恒定律，E错误。8．CDE【解析】A．某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的体积为V0，由于气体分子间V的距离较大，所以V＞NAV0，则阿伏伽德罗常数NA＜．故A错误．V0B．第二类永动机不可能制造成功的的原因是因为违背了热力学第二定律，但是不违反能量守恒定律，选项B错误；C．用活塞压缩汽缸里的气体，对气体做了2.0×105J的功，若气体向外界放出1.5×105J的热量，根据热力学第一定律可知，气体的内能增加了2.0×105J-1.5×105J=0.5×105J，选项C正确；D.当两分子间的距离小于平衡位置的距离r0时，分子间的斥力大于分子间的引力，选项D正确；E．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关，选项E正确．pS−mg9．（1）0；（2）见解析2m【解析】（1）对于封闭气体，初态体积V1=LS压强mgpp=−10S若电梯向上做加速运动，则活塞相对气缸向下运动的最大距离为L，此时封闭气体的体积为V2=2LS，设能测量的最大加速度为am，设此时气体压强为p2，根据牛顿第二定律有p0S−p2S−mg=mam答案第2页，共5页828183:fId:828183根据玻意耳定律有p1V1=p2V2解得pS−mga=0m2m2（2）若观察到活塞向上移动了L，则53V=LS35设此时气体压强为p3，根据玻意耳定律有p1V1=p3V3解得5mgpp30=−3S设此时加速度为a0，以竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律有mg+p3S−p0S=ma0解得2pS2ag=−0033m由于p0Smg，则a00，加速度方向竖直向下，电梯可能做向下的加速运动，也可能2pS2做向上的减速运动，加速度大小为0−g。33m10．（i）p1=85cmHg；（ii）l=17cm【解析】（i）对水银柱分析受力，设空气的压强为p1，水银柱的横截面为S，根据平衡条件有p10S=+mgpS又m=l2S解得p1=gl2+p0=85cmHg（ii）对水银柱，由牛顿第二定律有p20S−pS−mg=ma又可得p2=p0+l2g+l2a解得p2=90cmHg对管内的气体，由玻意耳定律有p1l1S=p2lS解得11．(1)70cmHg；(2)17.5cm【解析】（i）对静止的水银柱分析受力，设空气的压强为，水银柱的横截面为S，根据平衡条件有p10S+mgsin37=pS又m=l1S答案第3页，共5页uerr:uId:uerr联立①②两式解得p1=p0−gl1sin37而p00=gh联立解得p1=h0−l1sin37=70cmHg（ii）设玻璃管的质量为M，对玻璃管和水银柱整体，设整体的加速度为a，由牛顿第二定律有(m+M)gsin37−(m+M)gcos37=(m+M)a对水银柱有mgsin37+p20S−pS=ma联立解得p2=72cmHg对管内的气体，有玻意耳定律有p1l2S=p2lS联立解得l=17.5cmp12．①p=0②VV=③TT=3B2B0A0【解析】①气缸A末态压强为2p0，气缸B活塞的面积为气缸A活塞的面积有2倍，初状态选两活塞为研究对象根据平衡条件p0SABB=pS，解得②末状态选两活塞为研究对象，根据平衡条件2p0SABB=pS，解得ppB=0气缸B中气体，初末温度不变，根据玻意耳定律得：pBBB2V0=pV解得气缸B中气体体积③两活塞移动的距离相同，气缸B活塞面积为气缸A活塞面积的2倍，气缸B活塞体积V3V减小了V，则气缸A体积增加0，则加热后气缸A体积为V=002A2pV2pV根据理想气体状态方程得00=0ATT0A解得4pSLL13．①0；②x=或者x=−3m33【解析】①左右两部分气体温度不变，做等温变化，根据玻意耳定律可知对左侧气体I有1pLS=p()LS022解得pp20=2对右侧气体II有3pLS=p()LS022解得2pp=203对活塞由牛顿第二定律可得答案第4页，共5页2022-05-20T17:30:34.649997iwiqieUERRIWIQIE:fId::uId::fId:iwiqieUERRIWIQIEp22S−pS=ma解得4pSa=03m②设物体的位置坐标为x，由玻意耳定律对左侧气体I得p30()L+=xSpLS对右侧气体II得p30()L−xS=pLS对活塞由牛顿第二定律可得p3S−p3S=ma1解得Lx=或者xL=−3（舍去）3如果小车的加速度方向向右，利用对称性可得Lx=−3所以活塞的坐标位置为或者。14．①1.5×105Pa，6.25×103kg/m3；②T＝562.5K【解析】①设右侧管的横截面积为S，对右侧管内气体，由等温变化规律得p0V0＝p1V1其中V0＝L0S，V1＝(L0－h2)S解得5p1＝1.5×10Pa又p1＝p0＋ρg(h1－h2)解得ρ＝6.25×103kg/m3②对右侧管内气体，有pVpV11=20TT0而h5s=h2s其中p2=p0+g()h+h1解得T＝562.5K15．先增大，后减小②融化后由于液体的表面张力使尖端绷紧【解析】【详解】[1][2][3]两分子距离较远时，分子力很小，在两者靠近的过程中，分子力增大，在分子势能最小的位置分子力为零，所以在二者靠近的过程中分子力先增大，后减小；气体的分子运动统计规律：“中间多，两头少”。温度越高，气体分子平均速率变大，平均动能增大，即分子中速率较大的分子数占总分子数比例较大，所以图像②的温度较高；融化后液体的表面张力使尖端绷紧。答案第5页，共5页