适用于新高考新教材广西专版2024届高考物理二轮总复习专题分层突破练14热学

这是一份适用于新高考新教材广西专版2024届高考物理二轮总复习专题分层突破练14热学，共7页。试卷主要包含了下列关于热现象的描述正确的是等内容，欢迎下载使用。
1.下列关于热现象的描述正确的是( )
A.根据热力学定律,热机的效率可以达到100%
B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的
2.某学校用如图所示的压缩式喷雾器对教室走廊等场所进行消杀工作。给储液罐打足气,打开开关就可以让药液喷洒出来。若罐内气体温度保持不变,随着药液的不断喷出,则罐内气体( )
A.内能不断减小B.压强不断减小
C.外界对气体做功D.气体对外放热
3.对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是( )
A.气体温度升高,每一个气体分子的动能都增大
B.气体温度升高,气体内能一定增大
C.若压缩气体,气体分子的无规则运动一定更剧烈
D.若气体膨胀对外做功100 J,则内能一定减少100 J
4.两个分子间的作用力的合力F与分子间距离r的关系如图所示,假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0,下列说法正确的是( )
A.在r由无限远到趋近于0的过程中,F先变小后变大
B.在r由无限远到趋近于0的过程中,F先做正功后做负功
C.在r由无限远到趋近于0的过程中,分子势能先增大后减小再增大
D.在r=r0处分子势能为0
5.如图所示,汽缸内封闭一定质量的理想气体。现缓慢地向活塞上倒一定质量的细沙,忽略环境的温度变化,在此过程中如果汽缸、活塞( )
A.导热良好,汽缸内气体的内能必增大
B.导热良好,汽缸内气体向外放热
C.绝热良好,汽缸内气体分子的平均动能不变
D.绝热良好,汽缸内所有气体分子的运动速率都变大
6.下图为一定质量理想气体状态变化的p-t图像。图中BA的延长线过(-273,0)点,CB平行于t轴,则下列说法正确的是( )
A.气体由状态A变为状态B,外界对气体做功
B.气体由状态C变为状态A,气体吸收热量
C.气体在状态B时的分子数密度比在状态C时的大
D.气体在状态B时的分子数密度比在状态A时的大
7.(多选)下图是某同学用手持式打气筒对一个篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于1.1p0(p0为大气压强),每次打入的气体的压强为1.0p0、体积为篮球容积的,假设整个过程中篮球没有变形,不计气体的温度变化,球内气体可视为理想气体,则( )
A.打气后,球内气体分子对球内壁的平均作用力增大
B.打气后,球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大
C.打气6次后,球内气体的压强为1.4p0
D.打气6次后,球内气体的压强为1.7p0
B组
8.一定质量的理想气体,状态由a变到b,再由b变到c,其压强和体积的关系如图所示,根据p-图像,下列说法正确的是( )
A.由a变到b,温度升高,放热
B.由a变到b,温度降低,放热
C.由b变到c,温度不变,放热
D.由b变到c,温度不变,吸热
9.某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。储气室内气体可视为理想气体,在喷液过程中储气室内温度保持不变,喷液全过程储气室内气体在p-V图像中的变化图线如图乙所示,A、B是双曲线上的两点。下列说法正确的是( )
甲
乙
A.气体在状态A的内能一定大于在状态B的内能
B.图中直角三角形OAC和直角三角形OBD的面积一定相等
C.气体从状态A变化到状态B的过程中,气体吸收的热量大于气体做的功
D.气体从状态A变化到状态B的过程中,气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数不变
10.(2023广东广大附中质检)气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降,其简易结构如图所示,圆柱形汽缸与椅面固定连接,柱状汽缸杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与汽缸杆之间封闭一定质量的理想气体,设汽缸气密性、导热性能良好,忽略摩擦力。设气体的初始状态为A,某人坐上椅面后,椅子缓慢下降一段距离达到稳定状态B。然后打开空调,一段时间后,室内温度降低到设定温度,稳定后气体状态为C(此过程人的双脚悬空);接着人缓慢离开座椅,直到椅子重新达到另一个稳定状态D,室内大气压保持不变,则气体从状态A到状态D的过程中,关于p、V、T的关系图正确的是( )
11.(2023广西二模)如图所示,容积为2V的汽缸固定在水平地面上,汽缸壁及活塞导热性能良好,活塞面积为S,厚度不计。汽缸两侧的单向阀门(气体只进不出)均与打气筒相连,开始活塞两侧封闭空气的体积均为V,压强均为p0。现用打气筒向活塞左侧打气15次,向活塞右侧打气10次。已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为V的空气,外界温度恒定,空气视为理想气体,不计活塞与汽缸间的摩擦。求:
(1)活塞左、右封闭空气的体积之比k;
(2)汽缸内空气的压强p。
12.如图所示,开口向上的导热汽缸C静置于水平桌面上,用一横截面积为S=10 cm2、质量为m1=2 kg的活塞封闭了一定质量的理想气体。一不可伸长的轻绳一端系在活塞上,另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=400 N/m的竖直轻弹簧A,A下端系有一质量m2=4 kg的物块B。开始时,活塞到缸底的距离l1=100 cm,轻绳恰好拉直,弹簧恰好处于原长状态,缸内气体的温度t1=27 ℃。已知外界大气压强恒为p0=1.0×105 Pa,g取10 m/s2,不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却。
(1)求当B刚要离开桌面时,汽缸内封闭气体的温度;
(2)此过程中气体吸热还是放热,为什么?
答案：
1.C 解析 根据热力学第二定律,热机的效率不可能达到100%,A错误。做功是通过能量转化的方式改变系统内能,热传递是通过热量转移的方式改变系统内能,实质不同,B错误。根据热平衡定律可知,温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同,C正确。物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动具有统计规律,D错误。
2.B 解析 由于罐内气体温度保持不变,故内能保持不变,A错误。随着药液的不断喷出,气体的体积增大,由玻意耳定律可知,压强不断减小,B正确。气体的体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,C、D错误。
3.B 解析 气体温度升高,绝大多数气体分子的动能都增大,但个别分子的动能也可能减小,A错误。理想气体不考虑分子势能,气体温度升高,气体分子的平均动能增大,气体内能一定增大,B正确。压缩气体,若存在对外放热,由热力学第一定律可知,气体的内能可能减小,温度可能降低,故无规则运动不一定更剧烈,C错误。若气体膨胀对外做功100J,内能不一定减少100J,还跟吸、放热多少有关,D错误。
4.B 解析 由题图可知,在r由无限远到趋近于0的过程中,F先变大后变小,再变大,A错误。在r由无限远到趋近于0的过程中,F先是引力,故做正功,后变为斥力,故做负功,B正确。在r由无限远到趋近于0的过程中,由于分子力先做正功后做负功,故分子势能先减小后增大,C错误。在r=r0处分子势能最小,由于规定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0,故此处的分子势能不为0,D错误。
5.B 解析 若汽缸导热良好,缓慢加入细沙,气体在被压缩过程中,与环境进行充分热交换,温度保持不变;理想气体内能主要由温度决定,温度不变,内能不变;压缩气体,由热力学第一定律可知,气体将放出热量,A错误,B正确。若汽缸绝热良好,与外界没有热交换,压缩气体时,外界对气体做功,气体内能增加,温度升高,分子平均动能增大,并不是所有分子速率都增大,C、D错误。
6.B 解析 根据题意可知从状态A到状态B气体做等容变化,气体吸热,外界不对气体做功,A错误。从状态C变为状态A时,气体温度不变,内能不变,压强减小,体积增大,气体对外界做功,气体从外界吸收热量,B正确。从状态B到状态C气体做等压变化,温度降低,体积减小,所以状态B时的分子数密度比状态C时的分子数密度小,状态A、B气体的体积相等,分子数密度相同,C、D错误。
7.BC 解析 打气后,由于气体的温度不变,分子平均动能不变,球内气体分子对球内壁的平均作用力不变,A错误。打气后,球内气体的压强变大,即球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大,B正确。打气6次后,由玻意耳定律得p1V0+p0×6×0.05V0=pV0,解得p=1.4p0,即球内气体的压强为1.4p0,C正确,D错误。
8.C 解析 状态由a变到b,气体发生等容变化,压强p增大,根据查理定律=C可知,气体温度升高,则内能增大,再根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,因气体不做功,内能增大,则气体吸热,A、B错误。状态由b变到c,由题图可知,气体发生等温变化,温度不变,内能不变,体积减小,则外界对气体做功,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体放热,C正确,D错误。
9.B 解析 由于该双曲线为等温线,则气体在状态A、B时的分子平均动能相等,又由于气体为理想气体,则气体的分子势能可忽略不计,所以气体在状态A的内能一定等于在状态B的内能,A错误。由题意可知,图线为等温曲线,由理想气体状态方程=C可得pV=CT,由于C是常量,温度T保持不变,则pV为定值,则图中直角三角形OAC和直角三角形OBD的面积相等,B正确。气体从状态A变化到状态B的过程中,气体的体积增大,气体对外界做功,由热力学第一定律得气体从外界吸收热量,又由于ΔU=Q+W=0,则气体吸收的热量等于气体对外界所做的功,C错误。从状态A变化到状态B的过程中气体的压强减小,则气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少,D错误。
10.B 解析 从状态A到状态B过程中,气体等温压缩,体积减小,压强增大,温度不变,从B到C,气体等压降温,体积减小,压强不变,从C到D过程中,气体等温膨胀,体积变大,压强减小,且D状态的压强恢复为原A状态的压强。A图中A、D、O三点不在同一条直线上,说明A与D的压强不同,故A错误。B图中的过程与发生的过程一一对应,故B正确。C图与D图中各过程是正确的,但A与D的压强不相等,故C、D错误。
11.答案 (1) (2)p0
解析 (1)活塞左、右封闭空气的压强始终相同,温度始终不变,所以活塞左、右封闭空气的体积之比等于质量之比,活塞左侧充入压强为p0、体积为3V的空气,活塞右侧充入压强为p0、体积为2V的空气,则活塞左、右封闭空气的体积之比为k=。
(2)对活塞左侧封闭空气,由玻意耳定律p0·4V=p·×2V
解得汽缸内空气的压强为p=p0。
12.答案 (1)180 K
(2)放热,原因见解析
解析 (1)设初状态时汽缸内气柱压强为p1,对活塞受力分析得
m1g+p0S=p1S
物块B刚要离开桌面时活塞下移了x,此时汽缸内气柱压强为p2,此时弹簧弹力kx=m2g,对活塞受力分析得
m1g+p0S=kx+p2S
汽缸内气柱的长度为l2=l1-x
根据理想气体状态方程有
代入数据解得T2=180K。
(2)由热力学第一定律得ΔU=W+Q,由于气体体积变小,外界对气体做功,W为正值;气体温度降低,ΔU为负值,故Q为负值,即气体一定放热。