江苏版高考物理复习专题一0五热学练习含答案

这是一份江苏版高考物理复习专题一0五热学练习含答案，共21页。

考点过关练
考点一 分子动理论 内能
1.(2023北京,1,3分)夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比,夜间轮胎内的气体( )
A.分子的平均动能更小
B.单位体积内分子的个数更少
C.所有分子的运动速率都更小
D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
答案 A
2.(2022江苏,6,4分)自主学习活动中,同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论,下列说法中正确的是( )
A.体积增大时,氢气分子的密集程度保持不变
B.压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C.因为氢气分子很小,所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D.温度变化时,氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
答案 D
3.(2020北京,10,3分)分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=r2处释放,仅考虑这两个分子间的作用,下列说法正确的是( )
A.从r=r2到r=r0分子间引力、斥力都在减小
B.从r=r2到r=r1分子力的大小先减小后增大
C.从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大
D.从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小
答案 D
考点二 固体、液体和气体
4.(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
答案 B
5.(2020北京,4,3分)如图所示,一定量的理想气体从状态A开始,经历两个过程,先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系,正确的是( )
A.TA=TB,TB=TC B.TAC.TA=TC,TB>TC D.TA=TC,TB答案 C
6.(2021上海,11,4分)一根长试管中封闭了一定质量的气体,如图所示,现将试管缓慢转到虚线位置,下列图像正确的是( )
答案 D
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( )


答案 C
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( )


答案 B
9.(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
考点三 热力学定律 能量守恒定律
10.(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
答案 B
11.(2022江苏,7,4分)如图所示,一定质量的理想气体分别经历a→b和a→c两个过程,其中a→b为等温过程,状态b、c的体积相同。则( )
A.状态a的内能大于状态b B.状态a的温度高于状态c
C.a→c过程中气体吸收热量 D.a→c过程中外界对气体做正功
答案 C
12.(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
答案 A
13.[2020江苏单科,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-1V图像如图所示,求该过程中气体吸收的热量Q。
答案 2×105 J
模型强化练
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
答案 A
2.(2020上海,12,4分)如图,一玻璃管上端开口下端封闭,上管内径小于下管内径,管内用水银封住一定质量的气体,在大气压强不变的情况下,气体温度缓慢升高,水银全部进入上管且未溢出,此过程中气体压强p随体积V的变化关系可能是( )

答案 C
3.[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
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
5.(2022山东,5,3分)如图所示,内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体,初始时汽缸开口向上放置,活塞处于静止状态,将汽缸缓慢转动90°过程中,缸内气体( )
A.内能增加,外界对气体做正功
B.内能减小,所有分子热运动速率都减小
C.温度降低,速率大的分子数占总分子数比例减少
D.温度升高,速率大的分子数占总分子数比例增加
答案 C
6.(2021江苏,13,8分)如图所示,一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中,活塞的面积为S,与汽缸底相距L,汽缸和活塞绝热性能良好。气体的压强、温度与外界大气相同,分别为p0、T0。现接通电热丝加热气体,一段时间后断开,活塞向右缓慢移动距离L后停止。活塞与汽缸间的滑动摩擦力为f,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。整个过程中气体吸收的热量为Q。求该过程中气体
(1)内能的增加量ΔU;
(2)最终温度T。
答案 (1)Q-p0SL-fL (2)2T01+fp0S
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。
答案 (1)p0S+mgp0S-mgV1 (2)p0SV3T1(p0S+mg)V1
8.(2023浙江1月选考,17,8分)某探究小组设计了一个报警装置,其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积S=100 cm2、质量m=1 kg的活塞密封一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度TA=300 K、活塞与容器底的距离h0=30 cm的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热,活塞缓慢上升d=3 cm恰好到达容器内的卡口处,此时气体达到状态B。活塞保持不动,气体被继续加热至温度TC=363 K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了ΔU=158 J。取大气压p0=0.99×105 Pa,取重力加速度g=10 m/s2。求气体
(1)在状态B的温度;
(2)在状态C的压强;
(3)由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。
答案 (1)330 K (2)1.1×105 Pa (3)188 J

考点强化练
考点一 分子动理论 内能
1.(2024届南通海安开学考试,5)随着现代工艺的提升,最薄的金箔比人的指甲还薄一百万倍,仅两个原子厚度。黄金的密度约为2.0×104 kg/m3,质量为0.1 kg的黄金可以打造金箔的最大面积约为( )
A.102 m2 B.104 m2
C.106 m2 D.108 m2
答案 B
2.(2023届苏北四市一模,1)关于热现象,下列说法正确的是( )
A.固体很难被压缩,是因为分子间存在斥力
B.液体分子的无规则运动称为布朗运动
C.气体吸热,其内能一定增加
D.0 ℃的水结成冰的过程中,其分子势能增加
答案 A
3.(2023届扬州开学考,3)有一分子A不动,另一分子B从无穷远处逐渐靠近A,在这个过程中分子势能与分子间距离关系如图所示,横坐标表示两分子间距离,纵坐标表示分子势能Ep,分子间距离为无穷远时,分子势能Ep为0,分子B( )
A.在x=x0处所受分子间作用力为0
B.从x=x1处向左移动,分子间作用力一直增大
C.从x=x1处向右移动,分子间作用力一直增大
D.在x=x2处由静止释放可运动到x=x0处
答案 B
考点二 固体、液体和气体
4.(2023届南通三模,3)石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加,得到了一种结构规则的新材料,其中层与层间距约为六边形边长的两倍,则( )
A.新材料属于非晶体
B.新材料没有固定的熔点
C.低温下新材料中碳原子停止了运动
D.层间相邻碳原子间作用力表现为引力
答案 D
5.(2024届南京栖霞中学期初,2)下列说法正确的是( )
A.太空飞船中的小水滴呈球形,是液体表面张力作用的结果
B.天然水晶在熔化过程中分子平均动能变大
C.地面附近一个气球在快速上升过程中,随着外界压强减小,球内气体的体积增大,温度不变
D.液晶材料像液体一样具有流动性,但不具备晶体各向异性的特征
答案 A
6.(2024届南通海安期初,3)如图所示是密闭在钢瓶中的理想气体在a、b状态时的分子速率分布图像。下列关于气体在a、b状态的叙述,正确的是( )
A.Ta>Tb
B.paC.图中状态a曲线下的面积比状态b曲线下的面积大
D.从状态a到状态b,气体的内能减少
答案 B
7.(2024届南通期初质量监测,3)将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入盛有某种液体的玻璃容器中,下列各图可能正确的是( )

答案 B
8.(2024届镇江开学考试,7)如图所示,一定质量的理想气体在状态A时的压强为p0,经历从状态A→B→C→A的过程。下列判断正确的是( )
A.气体在状态C时的压强为3p0
B.从状态A到状态B的过程中,气体分子的数密度减小
C.从状态C到状态A的过程中,气体可能放出热量
D.从状态C到状态A的过程中,气体单位时间内单位面积分子撞击次数减少
答案 D
考点三 热力学定律 能量守恒定律
9.(2024届南通如皋期初,3)在庆典当天,晴朗的天空飘起许多巨大的红气球来烘托气氛,如图所示。从早晨到中午,随着气温的升高,对密闭在红气球内的气体,下列说法正确的是( )
A.体积增大
B.外界对球内气体做功
C.内能不变
D.放出热量
答案 A
10.(2023届江苏第三次联考,3)工作和生活中常用空调调节室内空气的温度,下列说法正确的是( )
A.空调制热使得室内温度上升,则室内速率小的空气分子比例减小
B.空调风速越大,室内空气分子的动能也越大
C.空调过滤器能够吸附PM2.5颗粒,PM2.5颗粒的运动是分子热运动
D.空调既能制热又能制冷,说明热传递不存在方向性
答案 A
11.(2023届南通三模,7)两只相同的篮球甲、乙内气体压强相等,温度相同。用气筒给甲球快速充气,给乙球缓慢充气,两球充入空气的质量相同。设充气过程篮球体积不变,则( )
A.刚充完气,两球中气体分子的平均动能相等 B.刚充完气,甲球中气体分子的数密度较大
C.刚充完气,两球内气体压强相等 D.对甲球充气过程,人做的功比对乙球的多
答案 D
12.(2024届南通海安开学考试,8)1824年,法国工程师卡诺提出了具有重要理论意义的循环过程——卡诺循环。如图所示为一定质量的理想气体卡诺循环的p-V图像,该循环由两个绝热过程和两个等温过程组成。下列说法正确的是( )
A.TAB.TBC.整个循环过程中系统吸收的热量大于放出的热量
D.A→B过程气体对外界做的功等于C→D过程外界对气体做的功
答案 D
13.(2023届盐城三模,13)一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像如图所示。已知气体在状态A时的压强为pA,相关物理量如图所示,气体由状态A变为状态B的过程中吸收的热量为Q。求:
(1)气体在状态C时的压强pC;
(2)气体状态从A变到B的过程中内能的变化量ΔU。
答案 (1)T3T2pA (2)Q-pA(VB-VA)
模型综合练
模型一 玻璃管-液柱模型
1.(2024届南京学情调研,8)如图所示,在足够长的光滑斜面上,有一端封闭的导热玻璃管。玻璃管内部液柱封闭了一定质量的理想气体,外界温度保持不变。在斜面上静止释放玻璃管,当液柱在玻璃管中相对稳定后,下列说法正确的是( )
A.封闭气体的长度将变长
B.封闭气体的分子平均动能减小
C.封闭气体的压强小于外界大气压
D.单位时间内,玻璃管内壁单位面积上所受气体分子撞击次数增加
答案 A
2.(2024届南通如皋期初,14)如图所示,在粗细均匀、两端封闭的U形玻璃管中有一段水银柱,该水银柱将两段理想气体密闭在玻璃管的A、B两端。若玻璃管两端竖直向上时,两端气柱长度分别为L1=20 cm和L2=12 cm。现将U形玻璃管缓慢旋转到两端竖直向下,此时A、B两端的水银面高度差h=12 cm,整个过程中气体温度不变,也没有气体从管的一端通过水银进入另一端,求原来A端气体的压强(单位为cmHg)。
答案 74.25 cmHg
模型二 汽缸-活塞模型
3.(2024届南通期初质量监测,12)如图所示为一内壁光滑且导热良好的汽缸,用活塞封闭一定质量的理想气体,该汽缸可按图甲竖直放置或按图乙水平放置。环境温度升高,按图甲放置时汽缸内气体对外界做的功为W,已知活塞的质量为m,横截面积为S,重力加速度为g。求:
(1)两种放置方法,汽缸内气体的压强差Δp;
(2)按图乙放置时,上述升温过程气体对外界做的功W'。
答案 (1)mgS (2)W
4.(2024届南京六校联合体调研,14)如图所示,竖直放置内壁光滑的绝热汽缸中有加热装置,汽缸壁内有卡槽,卡槽距缸底的高度H=1 m。质量M=2 kg、横截面积S=10 cm2的活塞停在卡槽处,其下方封闭有一定质量、压强p1=0.8×105 Pa、温度T1=300 K的理想气体,现通过加热装置对缸内气体缓慢加热。已知外界大气压强p0=1×105 Pa保持不变,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求活塞刚要离开卡槽时汽缸内气体的热力学温度T2;
(2)若活塞离开卡槽后继续上升了h=0.2 m,该过程中气体吸收了Q=100 J的热量,求该过程中气体内能的变化量DU。
答案 (1)450 K (2)76 J
5.(2024届南通如东期初学情检测,14)如图所示,竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀,内壁光滑,横截面积分别为S、2S,由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭,左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时,两汽缸内封闭气柱的高度均为H,弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子,直至右侧活塞下降12H,左侧活塞上升23H。已知大气压强为p0,重力加速度大小为g,汽缸足够长,汽缸内气体温度始终不变,弹簧始终在弹性限度内。求:
(1)最终汽缸内气体的压强;
(2)弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。
答案 (1)98p0 (2)3p0S16H p0S4g
微专题专练
微专题20 热力学综合问题
1.(充气类变质量问题)(2021山东,4,3分)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压的数值。充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V;每次挤压气囊都能将60 cm3的外界空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数为150 mmHg。已知大气压强等于750 mmHg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于( )
A.30 cm3 B.40 cm3 C.50 cm3 D.60 cm3
答案 D
2.(充气类变质量问题)[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
3.(放气类变质量问题)[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
4.(汽缸-活塞模型+漏气类变质量问题)
(2024届南通如皋期初调研,12)如图所示,一导热性能良好的汽缸竖直固定,光滑活塞将缸内理想气体分成体积之比为1∶3的A、B两部分,B部分气体的压强为p,活塞重力产生的压强为0.1p,环境温度不变。因为阀门封闭不严,B中气体向外缓慢漏气,活塞缓慢向上移动。当B中气体体积减为原来的23时,求:
(1)A中气体初始状态的压强p';
(2)B中漏出的气体和剩下气体质量的比值。
答案 (1)1.1p (2)73
5.(气体实验定律+热力学第一定律综合)(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p0、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?
答案 (1)pB=p05 (2)TC=1.9T0
(3)由题意可知从状态B到状态C,气体发生绝热收缩,Q=0,根据热力学第一定律有ΔU=Q+W=W,故从B到C过程,气泡内气体的内能增加了W。
6.(玻璃管-液柱+热力学综合)(2023河北,13,8分)如图,某实验小组为测量一个葫芦的容积,在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为0.1 cm2的均匀透明长塑料管,密封好接口,用氮气排空内部气体,并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为300 K时,气柱长度l为10 cm;当外界温度缓慢升高到310 K时,气柱长度变为50 cm。已知外界大气压恒为1.0×105 Pa,水柱长度不计。
(1)求温度变化过程中氮气对外界做的功;
(2)求葫芦的容积;
(3)试估算被封闭氮气分子的个数(保留2位有效数字)。已知1 ml氮气在1.0×105 Pa、273 K状态下的体积约为22.4 L,阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 ml-1。
答案 (1)0.4 J (2)119 cm3 (3)2.9×1021