（全国通用）2022高考物理二轮复习 新题重组训练 专题六　选修14b

（全国通用）2022高考物理二轮复习新题重组训练专题六　选修14b1．[2022·山东高考](多选)如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时，缸内气体(　　)A.内能增加　　　　　B.对外做功C.压强增大D.分子间的引力和斥力都增大[解析]　因气缸导热良好，故环境温度升高时封闭气体温度亦升高，而一定质量的理想气体内能只与温度有关，故封闭气体内能增大，A正确。因气缸内壁光滑，由活塞受力平衡有p0S＋mg＝pS，即缸内气体的压强p＝p0＋不变，C错误。由盖—吕萨克定律＝恒量可知气体体积膨胀，对外做功，B正确。理想气体分子间除碰撞瞬间外无相互作用力，故D错误。[答案]　AB2．[2022·福建高考]如图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C。设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是(　　)A．TA<TB，TB<TCB．TA>TB，TB＝TCC．TA>TB，TB<TCD．TA＝TB，TB>TC[解析]　A→B过程：由＝C可知TA>TBB→C过程：由＝C可知TB<TC，故选C。[答案]　C3.[2022·青岛模拟](多选)某学生用导热性能良好的注射器和弹簧秤来测大气压强p0，该同学先测出注射器活塞的横截面积S和重力G，再竖直固定注射器，将活塞移到某一适当位置，用橡皮帽将注射器小孔封住，活塞静止时读出初状态气体的体积V1；最后用弹簧秤将活塞缓慢向上拉出一定的距离，使气体的体积为V2；若注射器内气体没有损失，下列说法中正确的是(　　)-7-\nA.气体体积为V2时弹簧秤的读数是F＝p0S(1－)B.气体的内能保持不变C.单位时间内，封闭气体中大量气体分子对活塞撞击的次数增多D.气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量[解析]　缓慢上拉活塞时气体温度不变，气体的内能保持不变，由ΔU＝W＋Q可知，气体从外界吸收的热量与气体对外界做功相等，B、D均正确；因气体的温度不变，体积增大压强减小，故单位时间气体分子撞击活塞的次数减少，C错误；由p1S＝p0S＋G，F＋p2S＝p0S＋G，又p1V1＝p2V2，联立可解得，F＝p1S(1－)，故A错误。[答案]　BD4．[2022·重庆高考]如图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0，压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩。若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力。[解析]　设压力为F，压缩后气体压强为p。由p0V0＝pV和F＝pS得F＝p0S。[答案]　p0S-7-\n5．[2022·课标全国卷Ⅰ]一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4。若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。[解析]　设气缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为Δp，由玻意耳定律得phS＝(p＋Δp)(h－h)S①解得Δp＝p②外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h′。根据盖—吕萨克定律，得＝③解得h′＝h④据题意可得Δp＝⑤气体最后的体积为V＝Sh′⑥联立②④⑤⑥式得V＝⑦[答案]　6．[2022·云南昆明、玉溪统考]如图所示，一定质量的理想气体，处在A状态时，温度为tA＝27℃，气体从状态A等容变化到状态M，再等压变化到状态B，A、M、B的状态参量如图所示。求：(1)状态B的温度；(2)从A到B气体对外所做的功。(取1atm＝1.0×105Pa)[解析]　(1)设状态A和状态B的温度、体积、压强分别为T1、V1、p1，T2、V2、p2，由已知可得T1＝300K　V1＝3m3-7-\np1＝2.5atm　V2＝6m3　p2＝1atm，从A到B由理想气体状态方程，＝得T2＝＝240K(2)从A到M是等容变化，不做功；从M到B是等压变化，做的功为W＝pΔV＝1atm·3m3＝1.0×105×3J＝3.0×105J所以从A到B气体对外做的功为WAB＝3.0×105J[答案]　(1)240K　(2)3.0×105J7．如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。(1)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位)；(2)将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。[解析]　(1)在打开阀门S前，两水槽水温均为T0＝273K。设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有p1＝pC＋Δp①式中Δp＝60mmHg。打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，设玻璃泡B中气体的压强为pB。依题意，有pA＝pC②玻璃泡A和B中气体的体积为V2＝VA＋VB③根据玻意耳定律得p1VB＝pBV2④联立①②③④式，并代入题给数据得pC＝Δp＝180mmHg⑤(2)当右侧水槽的水温加热至T′时，U形管左右水银柱高度差为Δp。玻璃泡C中气体的压强为pC′＝pB＋Δp⑥玻璃泡C中的气体体积不变，根据查理定理得-7-\n＝⑦联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得T′＝364K⑧[答案]　(1)180mmHg　(2)364K8．[2022·武汉调研]如图，导热性能极好的气缸，高为L＝1m，开口向上固定在水平面上，气缸中有横截面积为S＝100cm2、质量为m＝10kg的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内。当外界温度为t＝27℃、大气压为p0＝1×105Pa时，气柱高度为l＝0.9m，气缸和活塞的厚度均可忽略不计，取g＝10m/s2。(1)如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸顶端，求在顶端处竖直拉力F的大小；(2)如果外界温度缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端，求外界温度为多少摄氏度？[解析]　(1)设起始状态气缸内气体压强为p1，当活塞被缓慢拉至气缸顶端时气缸内气体压强为p2。由玻意耳定律得p1lS＝p2LS在起始状态对活塞由受力平衡得p1S＝mg＋p0S对活塞由受力平衡得F＋p2S＝mg＋p0S解得F＝110N。(2)由盖－吕萨克定律得＝其中T＝300K，T′＝(273＋t′)K解得t′＝60.3℃。[答案]　(1)110N　(2)60.3℃9．[2022·湖北联考](1)(多选)下列说法正确的是(　　)A．温度低的物体内能小B．外界对物体做功时，物体的内能一定增加C．温度低的物体分子运动的平均动能小D．一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能E．物体吸收热量后，内能不一定增加(2)如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中，气体压强p＝1.0×105Pa，吸收的热量Q＝7.0×102J，求此过程中气体内能的增量。-7-\n[解析]　(1)内能是物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和，温度低的物体只是分子的平均动能小，C对、A错；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知外界对物体做功W>0，Q情况不明确，则物体的内能不知是增加还是减少，B错；100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，体积增大，膨胀对外做功，由ΔU＝W＋Q知，D对；由ΔU＝W＋Q知E对；选C、D、E。(2)理想气体经历等压变化，由盖－吕萨克定律得＝解得VB＝8.0×10－3m3对外做的功W＝p(VB－VA)＝1.0×105×(8.0×10－3－6.0×10－3)J＝2.0×102J根据热力学第一定律得ΔU＝Q－W解得ΔU＝7.0×102J－2.0×102J＝5.0×102J。[答案]　(1)CDE　(2)5.0×102J10．[2022·兰州、张掖联考](1)(多选)下列说法正确的是(　　)A．当分子间距离增大时，分子势能可能增大B．已知某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则这种物质的分子体积为V0＝C．自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生D．布朗运动并不是分子的运动，但间接证明了分子在永不停息地做无规则运动E．一定质量的理想气体，压强不变，体积增大，分子平均动能增加(2)如图所示，上端开口的光滑圆形气缸竖直放置，截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内。在气缸内距缸底60cm处设有卡环ab，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在ab上，缸内气体的压强等于大气压强p0＝1.0×105Pa，温度为300K。现缓慢加热气缸内气体，当温度缓慢升高为330K，活塞恰好离开ab；当温度缓慢升高到363K时，(g取10m/s2)求：-7-\n①活塞的质量；②整个过程中气体对外界做的功。[解析]　(1)当分子间距离增大时，可能分子力做负功，分子势能增大，A对；B选项算出的是物质的分子占有的空间体积，B错；违反热力学第二定律的宏观过程不能自然发生，C错；D说法正确；一定质量的理想气体，压强不变，体积增大，温度必然升高，分子的平均动能增加，E对。选A、D、E。(2)①气体的状态参量为：T1＝300K，p1＝1.0×105Pa，T2＝330K，p2＝(1.0×105＋)Pa因为V2＝V1，所以＝代入数据解得m＝4kg②因为＝所以＝解得h3＝66cmW＝p2S(h3－h2)＝26.4J[答案]　(1)ADE　(2)①4kg　②26.4J-7-