广东版高考物理复习专题一0五热学练习课件

这是一份广东版高考物理复习专题一0五热学练习课件，共51页。
2. (2023海南,5,3分)如图为两分子靠近过程中的示意图,r0为分子间平衡距离,下列关于分子力和分子势能的说法正确的是 (　    ) A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力B.分子从无限远靠近到距离r0处的过程中分子势能变大C.分子势能在r0处最小D.分子间距离在小于r0且减小时,分子势能在减小
考点二　固体、液体和气体
4. [2020江苏,13A(1)](多选)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体。下列关于玻璃的说法正确的有 (　    )A.没有固定的熔点B.天然具有规则的几何形状C.沿不同方向的导热性能相同D.分子在空间上周期性排列
6. (2023江苏,3,4分)如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中 (　    )A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
7. (2023重庆,4,4分)密封于汽缸中的理想气体,从状态a依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示,则对 应的气体压强p随T变化的p-T图像正确的是 (　    )
8. (2023辽宁,5,4分)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质 量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是 (　    )
9. (2021福建,10,4分)如图,一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,该过程气体对外　　　    (填“做正功”或“做负功”或“不做功”),气体的温度　　　    (填“升 高”“降低”“先升高后降低”“先降低后升高”或“始终不变”)。 答案　做正功　先升高后降低
10. (2023海南,16,10分)如图所示,某饮料瓶内密封一定质量的理想气体,t=27 ℃时,压强p=1.050×105 Pa,则(1)t'=37 ℃时,气压是多大?(2)保持温度不变,挤压气体,使之压强与(1)相同时,气体体积变为原来的多少倍? 答案    (1)1.085×105 Pa    (2)0.97
11. [2023全国甲,33(1),5分](多选)在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体,发生下列缓慢变化过程,气体一定与外界有热量交换的过程是 (　    )A.气体的体积不变,温度升高B.气体的体积减小,温度降低C.气体的体积减小,温度升高D.气体的体积增大,温度不变E.气体的体积增大,温度降低
12. (2021山东,2,3分)如图所示,密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶,小瓶 下沉到底部;松开后,小瓶缓慢上浮。上浮过程中,小瓶内气体 (　    ) A.内能减少B.对外界做正功C.增加的内能大于吸收的热量D.增加的内能等于吸收的热量
14. (2022辽宁,6,4分)一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其体积V和热力学温度T的关系图像如图所示,此过程中该系统     (　    ) A.对外界做正功　　　　　　　    B.压强保持不变C.向外界放热　　　　　　　    D.内能减少
15. [2020课标Ⅱ,33(1),5分]下列关于能量转换过程的叙述,违背热力学第一定律的有　　　    ,不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有　　　    。(填正确 答案标号)A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B.冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
16. [2019江苏,13A(3)]如图所示,一定质量理想气体经历A→B的等压过程,B→C的绝热过程(气体与外界无热量交换),其中B→C过程中内能减少900 J。求A→B→C过程中气 体对外界做的总功。 答案    1 500 J
17. [2020江苏,13A(3)]一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C,其p- 图像如图所示,求该过程中气体吸收的热量Q。 答案    2×105J
模型一　玻璃管-液柱模型
1. (2022上海,9,4分)如图所示,两根粗细相同的玻璃管下端用橡皮管相连,左管内封有一段长30 cm的气体,右管开口,左管水银面比右管内水银面高25 cm,大气压强为75 cmHg,现移动右侧玻璃管,使两侧管内水银面相平,此时气体柱的长度为 (　    ) A.20 cm     B.25 cm     C.40 cm     D.45 cm
2. [2022广东,15(2),6分]玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示,潜水员在水面上将80 mL水装入容积为380 mL的玻璃瓶中,拧紧瓶盖后带入水底,倒置瓶身,打开 瓶盖,让水进入瓶中,稳定后测得瓶内水的体积为230 mL。将瓶内气体视为理想气体, 全程气体不泄漏且温度不变。大气压强p0取1.0×105 Pa,重力加速度g取10 m/s2,水的密 度ρ取1.0×103 kg/m3,求水底的压强p和水的深度h。 
答案    2.0×105 Pa    10 m
3. [2023全国乙,33(2),10分]如图,竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20 cm的A、B两段细管组成,A管的内径是B管的2倍,B管在上方。管内空气被一段水银柱 隔开,水银柱在两管中的长度均为10 cm。现将玻璃管倒置使A管在上方,平衡后,A管 内的空气柱长度改变1 cm。求B管在上方时,玻璃管内两部分气体的压强。(气体温度 保持不变,以cmHg为压强单位) 答案    74.36 cmHg    54.36 cmHg
4. [2020课标Ⅲ,33(2),10分]如图,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18 cm的U形管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h0=4 cm的水银柱,水银柱上表 面离管口的距离l=12 cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283 K,大气压强 p0=76 cmHg。(ⅰ)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右 管底部。此时水银柱的高度为多少?(ⅱ)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的 温度为多少?
答案    (ⅰ)12.9 cm    (ⅱ)363 K    
模型二　汽缸-活塞模型
6. [2021全国甲,33(2),10分]如图,一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体,中间的隔板将气体分为A、B两部分;初始时,A、B的体积均为V,压强均等于大气压p0。隔板 上装有压力传感器和控制装置,当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动,否则隔 板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞,使B的体积减小为 。(ⅰ)求A的体积和B的压强;(ⅱ)再使活塞向左缓慢回到初始位置,求此时A的体积和B的压强。 
7. (2021湖北,14,9分)质量为m的薄壁导热柱形汽缸,内壁光滑,用横截面积为S的活塞封闭一定量的理想气体。在下述所有过程中,汽缸不漏气且与活塞不脱离。当汽缸 如图(a)竖直倒立静置时,缸内气体体积为V1,温度为T1。已知重力加速度大小为g,大气 压强为p0。(1)将汽缸如图(b)竖直悬挂,缸内气体温度仍为T1。求此时缸内气体体积V2;(2)如图(c)所示,将汽缸水平放置,稳定后对汽缸缓慢加热,当缸内气体体积为V3时,求此 时缸内气体的温度。
8. [2022全国甲,33(2),10分]如图,容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中;两汽缸的底部通过细管连通,A汽缸的顶部通过开口C与 外界相通;汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第Ⅱ、Ⅲ部 分的体积分别为 V0和 V0。环境压强保持不变,不计活塞的质量和体积,忽略摩擦。(ⅰ)将环境温度缓慢升高,求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度;(ⅱ)将环境温度缓慢改变至2T0,然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体,求A汽缸 中的活塞到达汽缸底部后,B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
9. [2022全国乙,33(2),10分]如图,一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体,两活塞用一轻质弹簧连 接,汽缸连接处有小卡销,活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m, 面积分别为2S、S,弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态,此时弹簧的伸长量为0.1l, 活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等,两活塞间气体的温度为T0。已知活塞外大气压 强为p0,忽略活塞与缸壁间的摩擦,汽缸无漏气,不计弹簧的体积,重力加速度为g。(ⅰ)求弹簧的劲度系数;(ⅱ)缓慢加热两活塞间的气体,求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,活塞间气体的压强和温度。
考点一　分子动理论　内能
1. (2023届广州执信中学三模,1)下列说法正确的是 (　    ) 　     　     
A.图甲为中间有隔板的绝热容器,隔板左侧装有温度为T的理想气体,右侧为真空。现 抽掉隔板,气体的温度将降低B.图乙为布朗运动示意图,悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间跟它相撞的液体分子 越多,撞击作用的不平衡性表现得越明显C.图丙中,液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,液体表面层中分子 间的作用力表现为引力D.图丁为同一气体在0 ℃和100 ℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数 的百分比与分子速率间的关系图线,两图线与横轴所围面积不相等
4. (2024届广州执信中学开学考,13)一只乒乓球在环境温度为27 ℃时,球内气体的压强为1.0×105 Pa,体积为V。某次乒乓球被踩瘪,但没有破,球内气体的体积变为 V。现将瘪了的乒乓球放入热水中,乒乓球恢复原形时,球内气体的温度为87 ℃。(1)乒乓球在热水中恢复原形前,球内气体分子平均动能如何变化?(2)求乒乓球被踩瘪后和在热水中恢复原形时,对应球内气体的压强p1和p2。答案    (1)增大    (2)1.1×105 Pa    1.2×105Pa
5. (2024届广东一调联考,13)如图所示为校园餐厅内装热牛奶的保温桶,其容积为18 L,底部有一阀门,打开后牛奶可缓慢流出。现向内倒入12 L热牛奶,立即用桶盖将其密 封,此时桶内部气压可达到2.5p0(p0为当地大气压)。用容积为250 mL的杯子接牛奶,假 设桶内部气体质量不变,温度不变,忽略牛奶产生的压强。求:(1)接满6杯牛奶后,桶内气体压强;(2)最多可连续接满多少杯牛奶。 
答案    (1)2p0    (2)36杯
7. (2024届佛山南海摸底,13)如图是太空笔笔芯的原理简化图,太空笔能在无重力条件下书写是靠其中的加压气体将墨水挤压出来。一支新的太空笔使用前加压气体压 强为3p,用去体积为V0的墨水后加压气体压强变为p,假设使用过程中加压气体温度保 持不变,加压气体可视为理想气体。(1)请分析太空笔在使用过程中,加压气体是吸热还是放热;(2)一支新太空笔中加压气体的体积是多少? 答案    (1)吸热    (2)0.5V0
2. (2024届东莞众美中学10月检测,13)粗细均匀且足够长的玻璃管一端封闭,管内有一段长度h=15 cm的水银柱。当玻璃管开口向上竖直放置时,管内被水银柱封闭的空 气柱长度L1=20 cm,如图甲所示,现将玻璃管缓慢地转到水平位置时,空气柱长度变为L 2,如图乙所示。设整个过程中玻璃管内气体温度保持不变,大气压强p0=75 cmHg。求:(1)玻璃管开口向上竖直放置时管内被水银柱封闭的空气柱的压强p1和玻璃管水平时 被水银柱封闭的空气柱的压强p2(以cmHg为单位);(2)图乙中封闭空气柱的长度L2。
答案    (1)90 cmHg    75 cmHg    (2)24 cm
3. (2024届云浮罗定实验中学一模,13)如图所示,一粗细均匀、长度为L=1.0 m、导热性能良好的细玻璃管竖直放置,下端封闭,上端开口。长度为d=0.50 m的水银柱将 长度为L0=0.50 m的空气柱(可视为理想气体)封闭在玻璃管底部,大气压强p0=75 cmHg, 管内空气的初始温度为t0=27 ℃,热力学温度与摄氏温度之间的关系为T=(t+273) K。(1)若缓慢升高管内空气的温度,当温度为T1时,管内水银恰好有一半溢出,求T1的大小;(2)若保持管内空气温度不变,缓慢倾斜玻璃管,当玻璃管与水平面间的夹角为θ时,管内 水银恰好有一半溢出,求sin θ的值。 
5. (2024届广东四校一联,13)一定质量的理想气体被一个质量为m=5 kg、横截面积为S=25 cm2的活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内。汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸 壁无摩擦地滑动。开始时活塞下表面相对于汽缸底部的高度为25 cm,外界的温度为2 7 ℃;现将一物块轻放在活塞的上表面,平衡时,活塞下降了5 cm。已知外界大气压强 为p0=1×105 Pa,重力加速度大小g=10 m/s2。求:(1)初始状态封闭气体的压强;(2)物块的质量M。
答案    (1)1.2×105 Pa    (2)7.5 kg
6. (2023届深圳二模,13)某山地自行车气压避震器主要部件为活塞杆和圆柱形汽缸(出厂时已充入一定质量理想气体)。汽缸内气柱长度变化范围为40~100 mm,汽缸 导热性良好,不计活塞杆与汽缸间摩擦。 
(1)将其竖直放置于足够大的加热箱中(加热箱中气压恒定),当温度T1=300 K时气柱长度为60 mm,当温度缓慢升至T2=360 K时气柱长度为72 mm,通过计算判断该避震器的 气密性是否良好。(2)在室外将避震器安装在山地自行车上,此时气柱长度为100 mm,汽缸内的压强为5p 0,骑行过程中由于颠簸导致气柱长度在最大范围内变化(假定过程中气体温度恒定),求 汽缸内的最大压强。(结果用p0表示)
答案    (1)对汽缸受力分析,有mg+p0S=pS,由于加热箱中气压p0恒定,若汽缸不漏气,则 汽缸内气体等压变化,根据盖-吕萨克定律有 = ,代入数据解得l2=72 mm,气柱计算长度和测量长度相等,因此该避震器的气密性良好。(2)12.5p0
微专题20　热力学第一定律与气体实验定律的综合应用
4. (2023广东,13,9分)在驻波声场的作用下,水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化,使小气泡周期性膨胀和收缩,气泡内的气体可视为质量不变的理想气体,其 膨胀和收缩过程可简化为如图所示的p-V图像,气泡内气体先从压强为p0、体积为V0、 温度为T0的状态A等温膨胀到体积为5V0、压强为pB的状态B,然后从状态B绝热收缩到 体积为V0、压强为1.9p0、温度为TC的状态C,B到C的过程外界对气体做功为W。已知p 0、V0、T0和W。求:(1)pB的表达式;(2)TC的表达式;(3)B到C的过程,气泡内气体的内能变化了多少?
微专题21　气体变质量问题
6. [2021广东,15(2),6分]为方便抽取密封药瓶里的药液,护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液,如图所示。某种药瓶的容积为0.9 mL,内装有0.5 mL的 药液,瓶内气体压强为1.0×105 Pa。护士把注射器内横截面积为0.3 cm2、长度为0.4 cm、压强为1.0×105 Pa的气体注入药瓶,若瓶内外温度相同且保持不变,气体视为理想 气体,求此时药瓶内气体的压强。 答案    1.3×105 Pa
7. [2023全国甲,33(2),10分]一高压舱内气体的压强为1.2个大气压,温度为17 ℃,密度为1.46 kg/m3。(ⅰ)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变,求气体温度升至27 ℃时舱 内气体的密度;(ⅱ)保持温度27 ℃不变,再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压,求高压 舱内气体的密度。答案    (ⅰ)1.41 kg/m3    (ⅱ)1.18 kg/m3
8. (2022山东,15,7分)某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示,鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室,A室壁厚,可认为体积恒定,B室壁 薄,体积可变;两室内气体视为理想气体,可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在 水面下H处,B室内气体体积为V,质量为m;设B室内气体压强与鱼体外压强相等,鱼体积 的变化与B室气体体积的变化相等,鱼的质量不变,鱼鳔内气体温度不变。水的密度为 ρ,重力加速度为g,大气压强为p0,求: