高考专题十四：热学专题检测

这是一份高考专题十四：热学专题检测，共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题十四　热学
专题检测题组
(时间:80分钟　满分:130分)
一、单项选择题(每小题4分,共20分)
1.(2021北京海淀一模,3)一定质量的理想气体,在体积保持不变的条件下,若气体温度升高,则(　　)
A.气体中每个分子热运动的动能一定都变大
B.气体中每个分子对器壁撞击的作用力都变大
C.气体的压强可能不变
D.气体一定从外界吸收热量
答案　D　温度升高,则气体的平均动能增大,但不是每个气体分子的动能都增大,选项A错误;温度升高仅能确定气体分子对器壁撞击的平均作用力增大,不是每个气体分子对器壁撞击的作用力都变大,选项B错误;根据理想气体状态方程pV=CT可知,若温度升高,体积不变,则压强一定变大,选项C错误;根据热力学第一定律W+Q=ΔU可知,若气体的温度升高,则它的内能一定增大,而体积不变,故外界没有对它做功,则气体一定从外界吸收热量,选项D正确。故选D项。
解题关键　一定质量的理想气体,在体积不变的情况下,若气体的温度升高,则气体分子的平均速率增大,平均动能增大,对器壁的平均作用力增大。由于不是每个分子的速率都增大,所以每个分子对器壁的作用力不一定都变大。
2.(2021八省联考B卷,15)如图所示,绝热的汽缸被一个绝热的活塞分成左、右两部分,活塞质量不计,活塞用销钉锁住,活塞与汽缸之间没有摩擦,汽缸左边装有一定质量的理想气体,右边为真空,现在拔去销钉,抽去活塞,让气体向右边的真空做绝热自由膨胀。下列说法正确的是(　　)

A.气体在向真空膨胀的过程中,对外做功,气体内能减少
B.气体在向真空膨胀的过程中,分子平均动能变小
C.气体在向真空膨胀的过程中,系统的熵不可能增加
D.若无外界的干预,气体分子不可能自发地退回到左边,使右边重新成为真空
答案　D　气体在向真空膨胀的过程中没有力的作用,所以不对外做功,该过程为绝热过程,温度不变,气体内能不变,分子平均动能不变,故选项A、B错误;气体在向真空膨胀的过程中,系统的熵是增加的,故选项C错误;若无外界的干预,气体分子不可能自发地退回到左边,使右边重新成为真空,故选项D正确。故选D项。
3.(2020日照高三联考,3)若以M表示水的摩尔质量,V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,NA为阿伏伽德罗常数,m、V0表示每个水分子的质量和体积,下面四个关系式正确的是(　　)
A.V0=VNA　　　　　　B.ρ=MNAV0
C.ρ=mV0　　　　　　D.NA=Vρm
答案　D　对于水蒸气,摩尔体积除以阿伏伽德罗常数等于每个分子占据的空间体积,并不等于分子体积,故A错误;由于气体分子间距远大于水分子的直径,故ρ0,则理想气体一定吸收热量。
16.[2022届湛江10月联考,15(2)](4分)如图所示,A、B是两个容积均为V的容器,C是用活塞密封的气筒,它的最大容积为0.5V,C与A、B通过两只单向进气阀a、b相连,当气筒抽气时a打开、b关闭,当气筒打气时b打开、a关闭。最初A、B两容器内气体的压强均为大气压强p0,活塞位于气筒C的最右侧。气筒与容器间连接处的体积不计,气体温度保持不变,求气筒完成第一次抽气后A内气体的压强和完成第一次打气后B内气体的压强。

解析　第一次抽气,由等温变化有p0V=p1A(0.5+1)V,解得p1A=23p0
第一次打气,由等温变化有p0V+pA1V2=p1BV,解得p1B=43p0
17.[2022届东莞东华高级中学月考,15(2)](6分)如图为绝热的圆柱状汽缸竖直放置在水平地面上,不计质量的薄活塞封闭一定质量的理想气体,温度为300 K,活塞距缸底的距离为L;现用手施加竖直向下的力,使活塞缓慢下降L5后静止,此时温度为360 K,求静止时手对活塞的压力F大小。已知大气压为p0,活塞面积为S,忽略摩擦阻力。

解析　活塞缓慢下降L5后,活塞距缸底的距离为L1=L-15L=45L
由理想气体状态方程知p0LST1=p1L1ST2,
由平衡得p1=p0+FS
联立解得F=12p0S
18.(2022届诸城一中周测,15)(12分)一同学制造了一个便携气压千斤顶,其结构如图所示,直立圆筒形汽缸导热良好,长度为L0,活塞面积为S,活塞通过连杆与上方的顶托相连接,连杆长度大于L0,在汽缸内距缸底13L0处有固定限位装置A、B,以避免活塞运动到缸底。开始活塞位于汽缸顶端,现将重力为3p0S的物体放在顶托上,已知大气压强为p0,活塞、连杆及顶托重力忽略不计,大气可看成理想气体,求:

(1)稳定后活塞下降的高度;
(2)为使物体升高到原位置,需用气泵打入多大体积的压强为p0的气体。
解析　(1)取密封气体为研究对象,初态压强为p0,体积为L0S
假设没有A、B限位装置,末态时压强为p,气柱长度为L,则:
p=p0+GS=4p0
气体做等温变化,根据玻意耳定律可得:p0L0S=pLS
解得:L=L04
因L04