专题14 热学—— 备战高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编（江苏专用）

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专题14 热学
一、单选题
1．（2022·江苏苏州·模拟预测）新型冠状病毒肺炎主要经呼吸道飞沫传播和密切接触传播，在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。气溶胶微粒是悬浮在大气中的肉眼不可见的微小颗粒，关于封闭环境中气溶胶微粒，下列说法正确的是（ ）
A．温度升高，气溶胶微粒运动会减慢
B．气溶胶微粒越大，运动越明显
C．气溶胶微粒受到的空气分子作用力的合力始终为零
D．气溶胶微粒在空气中作无规则运动，可以看作布朗运动
2．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）下列关于在两种不同温度下某一定质量的气体的分子速率分布图像（纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率）和两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系的图像符合实验规律的是（ ）
A．B．
C．D．
3．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上，则（ ）
A．由状态B变到状态C过程中，气体对外放热，内能不变
B．气体在D状态和在A状态时的单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数相等
C．C状态时气体的压强小于D状态时气体的压强
D．在D状态与A状态时相等时间内气体分子对单位面积器壁的冲量相等
4．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）如图所示，内壁光滑导热气缸中用活塞封闭住一定质量的理想气体，现用一外力F将活塞缓慢向上拉动，气缸始终保持静止，在此过程中没有气体漏出，环境温度不变，下列说法正确的是（ ）
A．外力F逐渐变小
B．气体的内能增加
C．气体从外界吸收热量
D．气体吸收的热量大于对外做的功
5．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察，可以看到悬浮在液体中的小炭粒在不同时刻的位置，每隔一定时间把炭粒的位置记录下来，最后按时间先后顺序把这些点进行连线，得到如图所示的图像，对于这一现象，下列说法正确的是（ ）
A．炭粒的无规则运动，说明碳分子运动也是无规则的
B．越小的炭粒，受到撞击的分子越少，作用力越小，碳粒的不平衡性表现得越不明显
C．观察炭粒运动时，可能有水分子扩散到载物片的玻璃中
D．将水的温度降至零摄氏度，炭粒会停止运动
6．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）下列说法中错误的是（ ）
A．自然界中只要涉及热现象的宏观过程一定具有方向性
B．当分子间距离增大时，分子间的引力增大，斥力减小
C．熔化的玻璃表面分子间的作用力表现为引力，此引力使玻璃表面绷紧
D．粘在一起的糖块是多晶体，单个的蔗糖晶体颗粒是单晶体
7．（2022·江苏镇江·高三开学考试）如图所示是一定质量的理想气体从状态N变化到状态M过程的图线，则在此过程中（ ）
A．气体分子数密度增加B．气体对外做的功为零
C．气体的内能保持不变D．气体一直从外界吸热
8．（2022·山西省翼城中学校高三开学考试）如图所示，野外生存需要取火时，可以用随身携带的取火装置，在铜制活塞上放置少量易燃物，将金属筒套在活塞上迅速下压，即可点燃易燃物。则迅速下压过程中，金属筒内的封闭气体（ ）
A．分子平均动能变小
B．每个气体分子速率都增大
C．从外界吸热，气体内能增加
D．分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增加
9．（2022·江苏南京·模拟预测）如图所示，在用DIS验证“玻意耳定律”的实验中，用一个带刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体的压强和体积关系。关于此实验，下列说法正确的是（ ）
A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B．推拉活塞时，手不可以握住整个注射器
C．必须测量所封闭气体的质量
D．在活塞上涂上润滑油，主要目的是为了减小摩擦
10．（2022·江苏苏州·三模）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（ ）
A．图甲是在显微镜下观察到的一个布朗微粒一段时间内的运动径迹
B．普朗克为了解释图乙黑体辐射规律最先提出了能量子的概念
C．卢瑟福通过分析图丙α粒子散射实验结果建立了原子核式结构模型
D．电子束通过铝箔后在胶片上得到图丁的图样说明了电子具有波动性
11．（2022·江苏泰州·模拟预测）如图所示，圆柱形汽缸开口向上，活塞和汽缸中间的固定隔板将汽缸分为两个体积相等的气室，分别密封等质量的同种气体甲、乙。已知汽缸、活塞绝热，隔板导热良好，活塞与汽缸壁间无摩擦，活塞处于静止状态。现将一重物放在活塞上，一段时间后活塞达到新的平衡。则（ ）
A．活塞达到新的平衡过程中，甲气体吸热
B．活塞达到新的平衡后，甲的压强比乙大
C．活塞达到新的平衡过程中，甲内能减小
D．活塞达到新的平衡后，甲内能比乙小
12．（2022·江苏扬州·模拟预测）如图所示，20℃的氧气和10℃的氢气体积相同，水银柱在连通两容器的足够长的细管中央，当氧气和氢气的温度都升高10℃时，水银柱（ ）
A．不移动B．向左移动C．向右移动D．先向右后向左移动
13．（2022·江苏南通·模拟预测）肥皂泡在阳光下呈现彩色，则（ ）
A．肥皂泡表面水分子间表现为斥力
B．肥皂泡内气体压强小于外部气体压强
C．肥皂泡呈现彩色是由于光的衍射形成的
D．肥皂膜厚度改变会导致彩色条纹移动
14．（2022·江苏南京·模拟预测）“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。如图甲所示，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是B位置
B．“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水相比偏小
C．“水桥”表面层中水分子距离与其内部水分子相比偏小
D．王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程分子力做正功
15．（2022·江苏·南京外国语学校模拟预测）在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，从高空客舱到机场地面（ ）
A．瓶内气体的分子平均动能不变B．瓶内气体吸收热量
C．瓶内气体的压强不变D．瓶内气体的密度不变
16．（2022·江苏南京·高三开学考试）如图所示，一定质量的理想气体从状态a（p0，V0，T0）经过程ab、bc、ca后回到状态a。下列说法正确的是（ ）
A．ab过程中，气体始终放热
B．ca过程中，气体始终放热
C．ca过程中，气体对外界做功
D．bc过程中，气体的温度先降低后升高
17．（2022·江苏扬州·模拟预测）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A其中，A到B和C到D为等温过程，B到C和D到A为绝热过程。该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A到B过程中，气体对外界做功，吸热
B．B到C过程中，气体分子的平均动能增加
C．C到D过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
D．该循环过程中，气体放热
二、解答题
18．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）一定质量的理想气体，在初始状态A时，体积为V0，压强为，温度为。该理想气体从状态A经由一系列变化，最终返回到原来状态A，其变化过程的图，如图所示。其中CA延长线过坐标原点，B、A点在同一竖直线上。求：
（1）画出图甲中理想气体从状态A经由一系列变化得图；
（2）该理想气体从状态B经由状态C回到状态A的过程中，气体向外界放出的热量。
19．（2022·江苏苏州·三模） 气压式升降椅通过气缸上下运动来调节椅子升降，其结构如图乙所示。圆柱形气缸与椅面固定在一起，其质量为。与底座固定的横截面积为的柱状气缸杆，在气缸中封闭了长度为的理想气体。气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。已知室内温度，大气压强为，重力加速度为，求：
（1）质量的人，脚悬空坐在椅面上，室温不变，稳定后椅面下降的距离；
（2）在（1）情况下，由于开空调室内气温缓慢降至，该过程外界对封闭气体所做的功。
20．（2022·江苏·南京师大附中模拟预测）某课外兴趣小组用试管制作温度计，把上端A封闭，下端B开口的玻璃管插入水中，放掉适当的空气后放手，让玻璃管竖直地浮在水中，A端露出水面，如图所示，室温为T0时，水面上方的空气柱长度为x0，水面下方空气柱长度为h，室温升高至Tx时，水面以上空气柱长度变为x。已知空气柱横截面积为S，大气压强为p0，水的密度为ρ，重力加速度加速度为g，试管足够长且保持竖直。
（1）求Tx；
（2）已知升温过程中气体内能增加了ΔU，求气体吸收的热量Q。
21．（2022·江苏省海头高级中学二模）如图所示，高为，横截面积为的导热气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，活塞正好在气缸的顶部。在活塞上放置质量为的物体后，活塞缓慢下移，并静止在与缸底的间距为的高度。已知外界大气压强，忽略缸内气体温度的变化，不计活塞和气缸的摩擦，重力加速度为。求：
（1）不规则物体的体积；
（2）缸内气体向外界放出的热量。
22．（2022·江苏常州·三模）如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，到缸底的距离为H，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞下落，经过一段时间后，活塞停在B点，。已知大气压强为p0，重力加速度为g，环境温度保持不变。
（1）求下落前，缸内封闭气体的压强p1；
（2）求整个过程中通过缸壁传递的热量Q。
23．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）如图所示，P、Q是两个质量和厚度均不计的活塞，可在竖直固定的两端开口的汽缸内无摩擦地滑动，其面积分别为S1=30cm2、S2=10cm2，它们之间用一根长为的轻质细杆连接，静止时汽缸中气体的温度T1=600K，活塞P下方气柱（较粗的一段气柱）长为d=12cm，己知大气压强p0=1×105Pa，g=10m/s2，缸内气体可看作理想气体，活塞在移动过程中不漏气。
（1）求活塞静止时汽缸内气体的压强；
（2）若缸内气体的温度逐渐降为T2=300K，已知该过程中缸内气体的内能减小100J，求活塞下移的距离h和气体放出的热量Q。
24．（2022·江苏淮安·模拟预测）一定质量的理想气体p-V图像如图所示，在A、B、C处的温度分别为、、，已知理想气体温度和分子平均动能的关系为，其中a为比例系数。求：
（1）气体从A到B过程与从C到D过程对外做功大小的比值；
（2）气体从B到C过程与从D到A过程与外界交换的热量之比。
25．（2022·江苏省丹阳高级中学三模）如图所示，质量为m的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。
（1） 若该气体摩尔质量为M，气体在A状态时的体积为V0，在B状态时压强为A状态时的，求气体在B状态时单位体积内的分子数。（已知阿伏加德罗常数NA）
（2） 若A→B过程中吸收的热量为Q1，C→D过程中放出的热量为Q2，求卡诺热机的效率。（热机效率为气体对外做的净功与从高温热源吸收热量的比值）
26．（2022·江苏·二模）如图所示，一粗细均匀的直角导热细玻璃管右端封闭，上端开口，水平部分长为2L，竖直部分长为3L，玻璃管内的横截面积为S，管内用一段水银柱封闭了一定质量的理想气体，外界的大气压强为p0，当环境温度为T0时，水平和竖直管中的水银柱长均为L。设高度为L的水银柱产生的压强为nP0，理想气体的内能U与温度T的关系为U＝kT，n、k均为已知常数，现缓慢加热管内封闭气体，求：
（1）水银柱刚好全部进入竖直管中时封闭气体的温度；
（2）从水银柱刚好全部进入竖直管中到水银柱上表面刚好与管的开口处平齐的过程中，封闭气体从外界吸收的热量。
27．（2022·江苏·模拟预测）如图1所示是真空搬运机搬运货物的过程。真空搬运机吸盘的吸取、提升、下降和释放都是通过控制一个轻便灵活的摆杆来实现的，体现了人体工程学设计的轻便、安全和高效的特点。真空搬运机原理如图2所示，下面是要吸取的工件A，真空吸盘B空腔容积为V。抽气机通过通气口C抽气。假设真空吸盘内的气体均为理想气体，抽气过程中气体温度不变，外界大气压强为p0（真空吸盘边缘与工件接触部分不计，重力加速度）。
（1）假设真空吸盘在抽气过程中空腔的容积几乎不变，而在工作时空腔里的实际压强是，求吸盘空腔中被抽去的气体质量和原来的气体质量之比；
（2）如果所吸工件的质量为1t，求真空吸盘的最小面积。
28．（2022·江苏·德才教育模拟预测）如图所示，长方形容器体积为V，右上方有一开口与外界相连，活塞将导热容器分成左右两部分，外界温度为时，体积比为。当外界温度缓慢上升，活塞就会缓慢移动。设大气压强为，且保持不变，不计活塞与容器间的摩擦。
（1）活塞刚好移动到容器的正中央时，求外界的温度；
（2）若左边容器中气体的内能与温度的关系为，求活塞移动到容器正中央的过程中左边容器内气体吸收的热量。