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    新高考物理二轮复习过关练习第1部分 专题6 第14讲 热学 (含解析)

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    新高考物理二轮复习过关练习第1部分 专题6 第14讲 热学 (含解析)

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    这是一份新高考物理二轮复习过关练习第1部分 专题6 第14讲 热学 (含解析),共16页。试卷主要包含了命题角度,9 cm 363 K等内容,欢迎下载使用。

    命题规律 1.命题角度:(1)分子动理论、固体和液体;(2)气体实验定律和理想气体状态方程;(3)热力学定律与气体实验定律的结合.2.常用方法:分析法,图像法.3.常考题型:选择题、计算题.
    考点一 分子动理论 固体和液体
    1.估算问题
    (1)分子总数:N=nNA=eq \f(m,M)NA=eq \f(V,Vml)NA.
    特别提醒:对气体而言,V0=eq \f(V,N)不等于一个气体分子的体积,而是表示一个气体分子占据的空间.
    (2)两种分子模型:①球体模型:V=eq \f(4,3)πR3=eq \f(1,6)πd3(d为球体直径);②立方体模型:V=a3.
    2.分子热运动:分子永不停息地做无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,即平均速率越大,但某个分子的瞬时速率不一定大.
    3.分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系(如图)
    4.气体压强的微观解释
    5.晶体与非晶体
    6.液体
    (1)表面张力:使液体表面积收缩到最小.
    (2)液晶:既具有液体的流动性又具有晶体的光学各向异性.
    例1 (2022·江苏扬州市期末)2021年12月9日,在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡,如图所示,气泡静止在水中,此时( )
    A.气泡受到浮力
    B.气泡内分子热运动停止
    C.气泡内气体在界面处对水产生压力
    D.水在气泡界面处,水分子间作用力表现为斥力
    答案 C
    解析 在失重状态下,气泡不会受到浮力,A错误;气泡内分子一直在做无规则的热运动,B错误;由于在失重状态下,气泡内气体在界面处存在压力差,所以对水产生压力,C正确;水在气泡界面处,水分子较为稀疏,水分子间作用力表现为引力,D错误.
    例2 (多选)(2022·江西南昌市一模)分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep=0),下列说法正确的是( )
    A.在图中的A位置,分子势能最小
    B.在图中的B位置,分子间斥力大于引力
    C.两分子从无穷远处靠近的过程中分子势能先减小后增大
    D.分子间距从图中的A点变化到B点的过程中,分子间的引力和斥力都在不断减小
    答案 ABC
    解析 由题图可知,在图中的A位置,分子势能最小,选项A正确;在题图中的B位置,r0;温度降低,内能减少,ΔU0,吸热;QV甲>V0,甲、乙气球内气体的压强分别为p甲和p乙,现把甲、乙两气球以及一个容积为VG的钢瓶用带阀门的三通细管(容积可忽略)连接,如图(b)所示.初始时,钢瓶内为真空,阀门K1和K2均为关闭状态.所有过程,气体温度始终保持不变.
    (1)打开阀门K1,甲气球体积将________(选填“变大”“变小”或“不变”);
    (2)打开阀门K1和K2,把甲、乙两气球内的所有气体压入钢瓶,求压入后钢瓶内气体的压强.
    答案 (1)变小 (2)eq \f(p甲V甲+p乙V乙,VG)
    解析 (1)由题意可知V乙>V甲>V0,
    由题图(a)可知p甲>p乙,
    所以打开K1后,甲内气体向乙中流动,V甲变小.
    (2)气体做等温变化,则有pGVG=p甲V甲+p乙V乙,可得pG=eq \f(p甲V甲+p乙V乙,VG).
    11.(2022·江苏南通市三模)如图所示,高为L,横截面积为S的导热汽缸内有一不规则物体,厚度不计的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞正好在汽缸的顶部.在活塞上放置质量为m的物体后,活塞缓慢下移,并静止在与缸底的间距为0.8L的高度.已知外界大气压强p0=eq \f(3mg,S),忽略缸内气体温度的变化,不计活塞和汽缸的摩擦,重力加速度为g.求:
    (1)不规则物体的体积V;
    (2)缸内气体向外界放出的热量Q.
    答案 (1)0.2LS (2)0.8mgL
    解析 (1)放置物体后,假设缸内气体的压强为p1,
    根据受力平衡可得p1S=p0S+mg
    解得p1=p0+eq \f(mg,S)=eq \f(4,3)p0
    根据玻意耳定律可得
    p0(LS-V)=p1(0.8LS-V)
    解得V=0.2LS
    (2)外界对气体做功为W=(p0S+mg)·Δh=(p0S+mg)·0.2L=0.8mgL
    根据热力学第一定律可得ΔU=W-Q
    又ΔU=0
    解得气体向外界放出的热量为Q=0.8mgL
    12.(2022·山东卷·15)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室壁簿,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)eq \f(Mma,Vρg) (2)eq \f(ρgH1+p0,ρgH+p0)m
    解析 (1)由题知开始时鱼静止在水面下H处,设此时鱼的体积为V0,有Mg = ρgV0
    且此时B室内气体体积为V,质量为m,则
    m=ρ气V
    鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度,则有ρg(V0+ΔV)-Mg=Ma
    联立解得需从A室充入B室的气体质量
    Δm=ρ气ΔV=eq \f(Mma,Vρg)
    (2)开始时鱼静止在水面下H处时,B室内气体体积为V,质量为m,且此时B室内的压强为
    p1=ρgH+p0
    鱼静止于水面下H1处时,有p2=ρgH1+p0
    此时体积也为V;设该部分气体在压强为p1时,体积为V2,
    由于鱼鳔内气体温度不变,根据玻意耳定律有
    p2V=p1V2
    解得V2=eq \f(ρgH1+p0,ρgH+p0)V
    则此时B室内气体质量m1=ρ气V2=eq \f(ρgH1+p0,ρgH+p0)m
    13.(2022·湖南衡阳市一模)某物理学习兴趣小组设计了一个测定水深的深度计,如图所示,导热性能良好的圆柱形汽缸Ⅰ、Ⅱ内径分别为D和2D,长度均为L,内部分别有轻质薄活塞A、B,活塞密封性良好且可无摩擦地左右滑动,汽缸Ⅰ左端开口,外界大气压强为p0,汽缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体,汽缸Ⅱ内通过B封有压强为4p0的气体,两汽缸通过一细管相连,初始状态A、B均位于汽缸最左端,该装置放入水下后,通过A向右移动的距离可测定水的深度,已知p0相当于10 m高的水柱产生的压强,不计水温随深度的变化,被封闭气体视为理想气体,求:
    (1)当B刚要向右移动时,A向右移动的距离;
    (2)该深度计能测量水的最大深度hm.
    答案 (1)eq \f(3,4)L (2)32.5 m
    解析 (1)设Ⅰ的横截面积为S,则Ⅱ的横截面积为4S.
    当B刚要向右移动时,Ⅰ中气体压强为4p0,
    设A向右移动x,对Ⅰ内气体分析,
    由玻意耳定律得p0SL=4p0S(L-x)
    解得x=eq \f(3,4)L
    (2)该装置放入水下后,由于水的压力A向右移动,Ⅰ内气体压强逐渐增大,当压强增大到大于4p0后B开始向右移动,当A恰好移动到缸底即所测深度最大时,原Ⅰ内气体全部进入Ⅱ内,设B向右移动y距离,两部分气体压强均为p2.
    对原Ⅰ内气体分析,由玻意耳定律得p0SL=p2·4Sy
    对原Ⅱ内气体分析,由玻意耳定律得4p0·4SL=p2·4S(L-y)
    此时对A分析有p2=p0+ρghm
    联立解得hm=32.5 m.分类
    比较
    晶体
    非晶体
    单晶体
    多晶体
    外形
    规则
    不规则
    物理性质
    各向异性
    各向同性
    熔点
    确定
    不确定
    原子排列
    有规则,但多晶体每个晶体间的排列无规则
    无规则
    联系
    晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化
    时刻
    6:00
    9:00
    12:00
    15:00
    18:00
    温度
    12 ℃
    15 ℃
    18 ℃
    23 ℃
    17 ℃

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