适用于老高考旧教材2024版高考物理二轮复习专题分层突破练15热学（附解析）

专题分层突破练15　热学A组基础巩固练1.(多选)下列说法正确的是(　　)A.晶体一定具有固定的熔点,但不一定具有规则的几何外形B.降低温度能够使气体的饱和汽压降低,从而使气体液化C.一定质量的理想气体等压膨胀过程中一定从外界吸收热量D.当两分子间的作用力表现为斥力时,分子间的距离越大,分子势能越大E.一定量的理想气体,如果体积不变,分子每秒平均碰撞器壁次数随着温度的降低而增大2.(多选)下列有关热学知识的说法正确的是(　　)A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.热量可以从低温物体传递给高温物体C.不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功D.相互接触的两个物体发生热传递,达到热平衡时物体的温度一定相同,内能不一定相同E.大型载重卡车停于水平地面卸货的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体从外界吸热3.(多选)关于热学现象及规律,下列说法正确的是(　　)A.布朗运动反映了悬浮在液体内的小颗粒分子的无规则热运动B.热量不可能从低温物体传到高温物体C.一定质量的某种理想气体在等压膨胀的过程中,对外做功,内能一定增加D.在合适的条件下,某些非晶体可以转化为晶体E.密闭容器中的理想气体在体积不变条件下升高温度,气体分子对器壁的平均撞击力增大4.(多选)(2023陕西一模)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是(　　)A.气体失去了容器的约束就会散开,这是气体分子间距较大、相互作用力微弱的缘故B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增大C.向一杯清水中滴入几滴红墨水,红墨水向周围的运动属于布朗运动D.如果气体分子总数不变,温度升高,则气体分子的平均动能增大,气体压强增大E.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和5.(多选)(2023新疆模拟)下列说法正确的是(　　)A.一定质量的理想气体保持压强不变,温度升高,单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少B.热量可以从高温物体向低温物体传递,也可以从低温物体向高温物体传递C.在理想气体的等压压缩过程中,外界对气体做功使气体的内能增大D.0℃的铁和0℃的冰,它们的分子平均动能不相同E.悬浮在液体中的微小颗粒,在某一瞬间与它相碰撞的液体分子数越少,布朗运动越明显6.(多选)(2023四川二模)关于下面热学的五张图片所涉及的相关知识,描述正确的是(　　) A.甲是分子间的作用力与距离的关系图,当r>r0时,分子间的作用力表现为引力B.要达到乙图的实验效果,应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面,再把痱子粉撒在水面上C.丙图中对同一气体而言,实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气体分子温度D.丁图中,悬浮在液体中的颗粒越大,布朗运动表现得越明显E.戊图中,猛推推杆压缩筒内封闭的气体,气体温度升高、压强变大7.(2023陕西西安一模)如图所示,一定质量的理想气体,其状态经过A→B→C变化,其中气体在状态A时的温度tA=27℃。则气体在状态C时的热力学温度TC=　　　K;A→C的过程中,气体对外界做的功为　　　J。 8.(2023福建福州二模)如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,分别经历等温变化a→b和等容变化b→c。在a→b过程中,气体的内能　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”);在a→b→c过程中,气体　　　　(选填“吸收”或“放出”)热量。 B组素能提升练9.一定质量的某种理想气体,在如图所示的p-T坐标系中,先后分别发生两种状态变化过程,过程一:状态A→C,气体从外界吸收热量为45J;过程二:状态A→B,气体从外界吸收热量为15J。已知图 线AC反向延长线通过坐标原点O,B、C两状态的温度相同。则从状态A→C的过程,该气体的体积　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”),内能的增量是　　　　J;从状态A→B的过程,外界对该气体做的功为　　　　J。 10.(2023陕西渭南一模)如图所示,一水平放置的固定汽缸,由截面积不同的两圆筒连接而成。活塞A、B用一刚性细杆连接,它们可以在筒内无摩擦地沿水平方向左右滑动。A、B的截面积分别为SA=2S0、SB=S0,A、B之间封闭着一定质量的理想气体,两活塞外侧(A的左方和B的右方)与外界相通,大气压强始终保持为p0。活塞B的中心连一不能伸长的细线,细线的另一端固定在墙上。当汽缸内气体温度为T1=T0时,活塞A、B的平衡位置如图所示,此时细线中的张力为F1=0.5p0S0。(答案用已知量S0、p0、T0表示)(1)细线张力为F1时,汽缸内气体的压强p1是多少?(2)若改变汽缸内气体温度,活塞可能向右移动,当温度变为多少时活塞开始向右移动?11.一水平放置的汽缸左端开口与大气相通,活塞可以在汽缸内壁左右移动。活塞右边用一隔板将汽缸分成体积均为V0的两部分,隔板左侧是理想气体,右侧是真空,隔板右侧还有一电阻丝可加热。活塞厚度可忽略,活塞和汽缸壁均绝热,不计一切摩擦。开始时活塞处于静止状态,大气压强为p0。外界和理想气体温度均为T0。现拔掉隔板,用电阻丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞刚好回到初始位置再次静止。 (1)求活塞刚好回到初始位置再次静止时的温度T;(2)整个过程中,若电阻丝提供的热量为Q,求理想气体内能的增加量。 专题分层突破练15　热学1.ABC　晶体分为单晶体和多晶体,都具有固定的熔点,但单晶体有规则的几何外形,而多晶体没有规则的几何外形,故A正确;降低温度能够使气体的饱和汽压降低,从而使气体液化,故B正确;根据pVT=C可知,一定质量的理想气体等压膨胀过程中温度一定升高,理想气体的内能一定增大,同时理想气体膨胀对外做功,由热力学第一定律可知,理想气体一定从外界吸热,故C正确;当两分子间的作用力表现为斥力时,分子间的距离增大,分子力做正功,分子动能增大,势能减小,故D错误;一定量的理想气体,如果体积不变,根据pVT=C可知,温度降低,压强减小,因此分子每秒平均碰撞器壁次数将减小,故E错误。2.BDE　布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体微粒的无规则运动,它反映了液体或气体分子的无规则运动,故A错误;根据热力学第二定律,热量可以从低温物体传到高温物体,但是不可能不引起其他变化,故B正确;在外界的影响下,气体可以从单一热源吸收热量,使之完全变成功,故C错误;相互接触的两个物体发生热传递,达到热平衡时物体的温度一定相同,内能不一定相同,故D正确;在缓慢卸货过程中,若车胎不漏气,胎内气体的压强减小,温度不变,根据理想气体的状态方程pVT=C,可知气体的体积增大,对外做功,由热力学第一定律可知,胎内气体从外界吸热,故E正确。3.CDE　布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,是由液体分子对悬浮微粒的无规则撞击引起的,并不是小颗粒分子的无规则热运动,故A错误。根据热力学第二定律可知,热量可能在外部影响下从低温物体传到高温物体,故B错误。根据理想气体的状态方程pVT=C,可知一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中,气体的温度升高;又因为一定质量理想气体的内能大小只与温度有关,与体积无关,所以内能一定增加,故C正确;在合适的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,某些非晶体也可以转化为晶体,故D正确;在体积不变时,气体温度升高,分子的平均动能增加,分子数密度不变,故气体分子对器壁的平均撞击力增大,故E正确。4.ABE　气体失去了容器的约束就会散开,是因为分子间距较大,相互作用力很微弱,而且分子永不停息地做无规则运动,所以气体分子可以自由扩散,故A正确;一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,分子动能之和不变,由于吸热,内能增大,则其分子之间的势能增大,故B正确;向一杯清水中滴入几滴红墨水,红墨水向周围的运动是扩散现象,属于分子运动,故C错误;如果气体分子总数不变,气体温度升高,若同时体积增大,由pVT=C可知压强不一定增大,故D错误;一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和,故E正确。5.ABE　一定质量的理想气体保持压强不变,温度升高时,分子的平均动能增大,单个分子撞击器壁的作用力增大,根据气体压强微观意义可知,单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少,故A正确;热量可以自发地从高温物体向低温物体传递,在外界的影响下也可以从低温物体向高温物体传递,故B正确;在理想气体的等压压缩过程中,温度降低,外界对气体做功,根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关,可知气体的内能减小,故C错误;温度是分子平均动能的标志,温度相同,分子的平均动能相同,则0℃的铁和0℃的冰,它们的分子平均动能相同,故D错误;悬浮在液体中的微小颗粒,表面积越小,在某一瞬间与它相碰撞的液体分子数越少,所受的冲力越不平衡,合力越大,布朗运动越明显,故E正确。6.ACE　由图甲作用力与距离的关系图可知,当r>r0时,分子间的作用力表现为引力,故A正确;要达到乙图的实验效果,应先把痱子粉撒在水面上,再将一滴油酸酒精溶液滴入水面,故B错误;温度升高时,速率大的分子比例增多,丙图中对同一气体而言,实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气 体分子温度,故C正确;丁图中,悬浮在液体中的颗粒越大,布朗运动表现得越不明显,故D错误;戊图中,猛推推杆压缩筒内封闭的气体,外界对气体做功,气体内能增大,气体温度升高、压强变大,故E正确。7.答案240　7.5×105解析由理想气体状态方程,有pAVATA=pCVCTC,解得状态C时气体的热力学温度TC=240K,气体从状态A变化到状态B是等压变化,气体体积变大,气体对外界做的功W=pΔV=2.5×105×(6-3)J=7.5×105J,从状态B变化到状态C是等容变化,气体不做功,A→C的过程中,气体对外界做的功为7.5×105J。8.答案不变　放出解析在a→b过程中,气体的温度不变,则内能不变;因状态c温度低于状态a温度,则在a→b→c过程中,气体内能减小,即ΔU<0,气体体积减小,外界对气体做功,则W>0,则根据热力学第一定律可知ΔU=W+Q,则Q<0,即气体放出热量。9.答案不变　45　30解析根据pVT=C可知,因为图线AC反向延长线通过坐标原点O,所以AC为等容线,则从状态A→C的过程,该气体的体积不变,不做功,内能的增量是ΔU=QAC=45J;理想气体,内能只与温度有关,所以UB=UC,从状态A→B的过程ΔU=QAB+WAB=45J,解得WAB=30J。10.答案(1)1.5p0　(2)23T0解析(1)以两活塞与连杆为研究对象,由受力平衡有F1+p0SA+p1SB=p0SB+p1SA解得p1=p0+F1SA-SB把SA=2S0,SB=S0,F1=0.5p0S0代入得p1=1.5p0。(2)活塞没有移动,被封气体经历的过程为等容过程,当活塞恰好右移时,气体的压强为p2,则有p0SA+p2SB=p0SB+p2SA解得p2=p0此时气体温度为T2,由查理定律有p2T2=p1T1其中T1=T0解得T2=23T0即温度为T2=23T0活塞开始向右移动。11.答案(1)2T0　(2)Q-p0V0解析(1)全过程为等压过程,由盖-吕萨克定律有V0T0=2V0T解得T=2T0。(2)全过程可分解为两个过程:过程1,拔掉隔板,大气压推动活塞往右滑动,由于隔板右侧原来是真空,此过程理想气体不做功,活塞刚刚到达原隔板位置;过程2,电阻丝缓慢加热气体,系统内能增加,气体对外做功,把活塞推回到原来位置由热力学第一定律有ΔU=W+Q理想气体推动活塞对外做功为W=-p0(2V0-V0) 故在加热过程中,理想气体内能的增加量为ΔU=Q-p0V0。