2025屆高中物理三輪沖刺練習(xí)-專題五微專題17熱學(xué)1選擇題習(xí)題

專題五熱學(xué)與近代物理初步微專題17熱學(xué)［1選擇題］1.微觀量的計(jì)算：分子總數(shù)：N=nNA=mMmolNA=VV2.分子力F、分子勢(shì)能Ep隨分子間距r的變化規(guī)律(1)特點(diǎn)：當(dāng)r>r0時(shí)，分子力為引力，隨著r的增大，分子力先增大后減小。當(dāng)r<r0時(shí)，分子力為斥力，隨著r的減小，分子力增大。當(dāng)r=r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，當(dāng)r<r0和r>r0時(shí)，若r變化時(shí)分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大。(2)分子力和分子勢(shì)能隨r的變化曲線3.變質(zhì)量問(wèn)題的求解(1)選“漏出”或“充入”后的所有氣體為研究對(duì)象，變“變”為“定”。(2)利用克拉伯龍方程由pV=nRT得：pVT=p1V1若溫度不變：pV=p1V1+p2V2+…4.關(guān)聯(lián)氣體問(wèn)題(1)分別選兩部分氣體為研究對(duì)象，分別應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律列方程。(2)建立聯(lián)系：兩部分氣體在初、末狀態(tài)的壓強(qiáng)聯(lián)系和體積聯(lián)系。5.熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q(1)注意符號(hào)的“+”或“-”ΔU與T相關(guān)聯(lián)：T升高，ΔU取“+”W與V相關(guān)聯(lián)：V減小，W取“+”(2)幾個(gè)關(guān)鍵詞：絕熱Q=0；等容W=0；自由膨脹W=0；等溫ΔU=0?！皩?dǎo)熱汽缸”“環(huán)境溫度不變”，一般為等溫過(guò)程。(3)熱力學(xué)第一定律和氣體實(shí)驗(yàn)定律的結(jié)合點(diǎn)：體積V和溫度T。考點(diǎn)一分子動(dòng)理論內(nèi)能固體液體1.(2024·山東青島市三模)如圖為某品牌卡車(chē)的氣囊減震裝置，當(dāng)路面不平時(shí)，車(chē)體會(huì)突然下沉擠壓氣囊，該過(guò)程中關(guān)于氣囊內(nèi)的氣體，下列說(shuō)法正確的是：A.外界對(duì)氣體做的功小于氣體內(nèi)能的增加量B.氣體溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大C.氣體分子對(duì)氣囊單位面積的平均撞擊力增大D.氣體壓強(qiáng)增大的唯一原因是因?yàn)闅怏w分子運(yùn)動(dòng)變得劇烈2.(2024·廣東省多校三模聯(lián)考)石墨烯是一種由碳原子緊密堆積成單層二維六邊形晶格結(jié)構(gòu)的新材料，一層層疊起來(lái)就是石墨，1毫米厚的石墨約有300萬(wàn)層石墨烯。下列關(guān)于石墨烯的說(shuō)法正確的是：A.石墨是晶體，石墨烯是非晶體B.石墨烯中的碳原子始終靜止不動(dòng)C.石墨烯熔化過(guò)程中碳原子的平均動(dòng)能不變D.石墨烯中的碳原子之間只存在引力作用3.(多選)(2024·安徽合肥市第一中學(xué)模擬)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示。F>0表示斥力，F(xiàn)<0表示引力，A、B、C、D為x軸上四個(gè)特定的位置，乙分子僅在分子力作用下依次經(jīng)過(guò)A、B、C、D，下列選項(xiàng)中分別表示乙分子的速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能(規(guī)定兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為0)與兩分子間距離的關(guān)系，其中可能正確的是：ABCD考點(diǎn)二氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用4.(2024·重慶市模擬)純凈水壓力儲(chǔ)水罐總?cè)莘e為20L，冬季氣溫為7℃時(shí)，氣囊內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.16MPa，初始體積為10L；隨著水的注入，水側(cè)的壓強(qiáng)也逐漸升高。當(dāng)水側(cè)與氣側(cè)壓強(qiáng)相等，氣囊停止壓縮時(shí)，壓力桶儲(chǔ)水完畢，氣囊內(nèi)氣體可看作理想氣體，不計(jì)氣囊壁的厚度，T=t+273K。下列說(shuō)法正確的是：A.當(dāng)室溫為7℃，氣囊內(nèi)氣體氣壓為0.2MPa時(shí)，儲(chǔ)水量為14LB.當(dāng)室溫為7℃，氣囊內(nèi)氣體氣壓為0.4MPa時(shí)，儲(chǔ)水量為18LC.當(dāng)室溫為27℃，氣囊內(nèi)氣體氣壓為0.4MPa時(shí)，儲(chǔ)水量約為15.7LD.當(dāng)室溫為27℃，氣囊內(nèi)氣體氣壓為0.2MPa時(shí)，儲(chǔ)水量約為12.4L5.(2024·海南卷·7)用鋁制易拉罐制作溫度計(jì)，一透明薄吸管里有一段油柱(長(zhǎng)度不計(jì))粗細(xì)均勻，吸管與罐密封性良好，罐內(nèi)氣體可視為理想氣體，已知罐體積為330cm3，薄吸管底面積為0.5cm2，罐外吸管總長(zhǎng)度為20cm，當(dāng)溫度為27℃時(shí)，油柱離罐口10cm，不考慮大氣壓強(qiáng)變化，下列說(shuō)法正確的是：A.若在吸管上標(biāo)注等差溫度值，則刻度左密右疏B.該裝置所測(cè)溫度不高于31.5℃C.該裝置所測(cè)溫度不低于23.5℃D.其他條件不變，緩慢把吸管拉出來(lái)一點(diǎn)，則油柱離罐口距離增大6.(多選)(2024·山東濰坊市二模)瓷器是“泥琢火燒”的藝術(shù)，是古人智慧的結(jié)晶。如圖所示，氣窯是對(duì)陶瓷泥坯進(jìn)行升溫?zé)Y(jié)的一種設(shè)備。某次燒制前，封閉在窯內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為p0，溫度為27℃，當(dāng)窯內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到3p0時(shí)，氣窯上方的單向排氣閥開(kāi)始排氣，使氣窯內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持3p0不變，窯內(nèi)氣體溫度逐漸升高至1227℃后保持不變，連續(xù)燒制8~10小時(shí)。下列說(shuō)法正確的是：A.單向排氣閥開(kāi)始排氣時(shí)，窯內(nèi)氣體溫度為91℃B.單向排氣閥開(kāi)始排氣時(shí)，窯內(nèi)氣體溫度為627℃C.本次燒制排出氣體的質(zhì)量與原來(lái)氣體質(zhì)量之比為2∶3D.本次燒制排出氣體的質(zhì)量與原來(lái)氣體質(zhì)量之比為2∶5考點(diǎn)三熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用7.(2024·重慶卷·3)某救生手環(huán)主要由高壓氣罐和氣囊組成。人在水下拉動(dòng)手環(huán)上的開(kāi)關(guān)，高壓氣罐快速給氣囊充氣，充氣后氣囊密閉，氣囊內(nèi)視為理想氣體。密閉的氣囊和人一起上浮的過(guò)程中，若氣囊內(nèi)氣體溫度不變，體積增大，則：A.外界對(duì)氣囊內(nèi)氣體做正功 B.氣囊內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大C.氣囊內(nèi)氣體內(nèi)能增大 D.氣囊內(nèi)氣體從外界吸熱8.(多選)(2024·海南卷·11)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始經(jīng)ab、bc、ca三個(gè)過(guò)程回到原狀態(tài)，已知ab垂直于T軸，bc延長(zhǎng)線過(guò)O點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是：A.bc過(guò)程外界對(duì)氣體做功 B.ca過(guò)程氣體壓強(qiáng)不變C.ab過(guò)程氣體放出熱量 D.ca過(guò)程氣體內(nèi)能減小9.(多選)(2024·山西晉中和誠(chéng)高中二模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始變化，變化過(guò)程如圖所示，經(jīng)a→b、b→c、c→d、d→a過(guò)程，最后回到狀態(tài)a，其中bc、da都是雙曲線的一部分，bd連線與橫軸垂直。若狀態(tài)a的溫度是27℃，a→b過(guò)程氣體吸收熱量1000J，內(nèi)能增加400J，下列說(shuō)法正確的是：A.狀態(tài)c時(shí)氣體的溫度是400℃B.狀態(tài)c時(shí)氣體的體積Vc=16LC.b→c過(guò)程氣體放出的熱量大于d→a過(guò)程氣體吸收的熱量D.c→d過(guò)程外界對(duì)氣體做的功與a→b過(guò)程氣體對(duì)外界做的功數(shù)值相等1.(多選)(2022·湖南卷·15(1)改編)利用“渦流效應(yīng)”可實(shí)現(xiàn)冷熱氣體的分離。如圖，一冷熱氣體分離裝置由噴嘴、渦流室、環(huán)形管、分離擋板和冷熱兩端管等構(gòu)成。高壓氮?dú)庥蓢娮烨邢蛄魅霚u流室中，然后以螺旋方式在環(huán)形管中向右旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，分子熱運(yùn)動(dòng)速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，而分子熱運(yùn)動(dòng)速率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位。氣流到達(dá)分離擋板處時(shí)，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向，從A端流出，邊緣部位氣流從B端流出。下列說(shuō)法正確的是：A.A端為冷端，B端為熱端B.A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率一定小于B端流出的C.A端流出的氣體內(nèi)能一定大于B端流出的D.該裝置氣體進(jìn)出的過(guò)程既滿足能量守恒定律，也滿足熱力學(xué)第二定律2.(2024·山東卷·6)一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過(guò)程，a→b過(guò)程是等壓過(guò)程，b→c過(guò)程中氣體與外界無(wú)熱量交換，c→a過(guò)程是等溫過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是：A.a→b過(guò)程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對(duì)外做功B.b→c過(guò)程，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增加C.a→b→c過(guò)程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對(duì)外做功D.a→b過(guò)程，氣體從外界吸收的熱量等于c→a過(guò)程放出的熱量3.(多選)(2024·河北卷·9)如圖，水平放置的密閉絕熱汽缸被導(dǎo)熱活塞分成左右兩部分，左側(cè)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，右側(cè)為真空，活塞與汽缸右壁中央用一根輕質(zhì)彈簧水平連接。汽缸內(nèi)壁光滑且水平長(zhǎng)度大于彈簧自然長(zhǎng)度，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)且體積忽略不計(jì)?；钊跏紩r(shí)靜止在汽缸正中間，后因活塞密封不嚴(yán)發(fā)生緩慢移動(dòng)，活塞重新靜止后：A.彈簧恢復(fù)至自然長(zhǎng)度B.活塞兩側(cè)氣體質(zhì)量相等C.與初始時(shí)相比，汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加D.與初始時(shí)相比，活塞左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少4.(多選)(2023·新課標(biāo)卷·21)如圖，一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連接的兩絕熱活塞將汽缸分為f、g、h三部分，活塞與汽缸壁間沒(méi)有摩擦。初始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等?，F(xiàn)通過(guò)電阻絲對(duì)f中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達(dá)到穩(wěn)定后：A.h中的氣體內(nèi)能增加B.f與g中的氣體溫度相等C.f與h中的氣體溫度相等D.f與h中的氣體壓強(qiáng)相等5.(2024·山東泰安市模擬)如圖甲所示，一玻璃容器倒置在水平桌面上，下端用塞子封閉不漏氣，用水銀封閉一定質(zhì)量的理想氣體，初始時(shí)水銀柱高為L(zhǎng)2=10cm，封閉氣體長(zhǎng)為L(zhǎng)1=6cm，封閉氣體所處玻璃管橫截面積為S1=1cm2，水銀上表面所處玻璃管橫截面積為S2=3cm2，現(xiàn)緩慢向內(nèi)部注入體積為V的水銀，水銀恰好不溢出，封閉氣體壓強(qiáng)p與其長(zhǎng)度L的關(guān)系圖像如圖乙所示，不考慮氣體溫度變化，大氣壓強(qiáng)為p0=76cmHg，則注入水銀的體積V為：A.159cm3 B.53cm3C.125cm3 D.129cm3

答案精析高頻考點(diǎn)練1.C[車(chē)體會(huì)突然下沉擠壓氣囊，氣體來(lái)不及放熱，外界對(duì)氣體做的功等于氣體內(nèi)能的增加量，故A錯(cuò)誤；氣體溫度升高，氣體的平均動(dòng)能增大，但是不一定每一個(gè)氣體分子的動(dòng)能都增大，故B錯(cuò)誤；由于溫度升高，分子平均速率增大，體積減小，氣體分子數(shù)密度增大，氣體分子對(duì)氣囊單位面積的平均撞擊力增大，故C正確；氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對(duì)氣囊內(nèi)壁的持續(xù)的、無(wú)規(guī)則撞擊，氣體壓強(qiáng)由氣體分子的數(shù)密度和平均動(dòng)能決定，故D錯(cuò)誤。]2.C[石墨是有規(guī)則形狀的晶體，石墨烯是從石墨中提取出來(lái)的新材料，也是有規(guī)則形狀的晶體，故A錯(cuò)誤；石墨烯中的碳原子是一直運(yùn)動(dòng)的，故B錯(cuò)誤；石墨烯是晶體，在熔化過(guò)程中，溫度不變，故碳原子的平均動(dòng)能不變，故C正確；石墨烯中的碳原子之間同時(shí)存在分子引力和分子斥力，故D錯(cuò)誤。]3.BD[乙分子從A到C的過(guò)程中一直受到引力，速度一直增大，故A錯(cuò)誤；加速度與力的大小成正比，方向與力相同，加速度等于0的是C點(diǎn)，故B正確；分子動(dòng)能不可能為負(fù)值，故C錯(cuò)誤；乙分子從A到C，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，從C點(diǎn)繼續(xù)向左，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，故D正確。]4.C[當(dāng)室溫為7℃，設(shè)初始?jí)簭?qiáng)為p1，體積為V1，末狀態(tài)壓強(qiáng)為p2，儲(chǔ)水體積為V2，當(dāng)氣囊內(nèi)氣體氣壓為p2=0.2MPa時(shí)，由等溫變化知p1V1=p2(20L-V2)，代入解得V2=12L，當(dāng)氣囊內(nèi)氣體氣壓為p2=0.4MPa時(shí)，代入得V2=16L，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)室溫為27℃，設(shè)初始狀態(tài)溫度為T(mén)1，末狀態(tài)壓強(qiáng)為p3，儲(chǔ)水體積為V3，末狀態(tài)溫度為T(mén)2，當(dāng)氣囊內(nèi)氣體氣壓為p3=0.4MPa時(shí)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程知p1V1T1=p3(20L-V3)T2，代入得V3≈15.7L，當(dāng)氣囊內(nèi)氣體氣壓為p3=0.2MPa時(shí)，代入得V5.B[由蓋—呂薩克定律得V1T其中V1=V0+Sl1=335cm3，T1=(273+27)K=300K，V2=V0+Sx=330+0.5x(cm3)代入解得T=3067x+1980067(根據(jù)T=t+273K可知t=3067x+150967(故若在吸管上標(biāo)注等差溫度值，則刻度均勻，故A錯(cuò)誤；當(dāng)x=20cm時(shí)，該裝置所測(cè)的溫度最高，代入解得tmax≈31.5℃，故該裝置所測(cè)溫度不高于31.5℃，當(dāng)x=0時(shí)，該裝置所測(cè)的溫度最低，代入解得tmin≈22.5℃，故該裝置所測(cè)溫度不低于22.5℃，故B正確，C錯(cuò)誤；其他條件不變，緩慢把吸管拉出來(lái)一點(diǎn)，由蓋—呂薩克定律可知，油柱離罐口距離不變，故D錯(cuò)誤。]6.BD[根據(jù)等容變化p0(27+273)K=3p0(t+273)K，單向排氣閥開(kāi)始排氣時(shí)，窯內(nèi)氣體溫度為t=627℃，A錯(cuò)誤，B正確；排氣后氣窯內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持3p0不變，以排出的氣體和剩余氣體整體為研究對(duì)象，根據(jù)等壓變化V(627+273)K=V+V'(1227+273)K，由于密度相同，則本次燒制排出氣體的質(zhì)量與原來(lái)氣體質(zhì)量之比為m'∶m=V'∶(V+V')，得7.D[氣囊上浮過(guò)程，密閉氣體溫度不變，由玻意耳定律pV=C可知，體積變大，則壓強(qiáng)變小，氣體對(duì)外做功，故A、B錯(cuò)誤；氣體溫度不變，內(nèi)能不變，氣體對(duì)外做功，W<0，由熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W，可知Q>0，需要從外界吸熱，故C錯(cuò)誤，D正確。]8.AC[由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C，可得V=CpT，由V-T圖像可知，圖像的斜率越大，壓強(qiáng)越小，故pa<pb=pc，bc過(guò)程為等壓變化，體積減小，外界對(duì)氣體做功，故A正確；由A選項(xiàng)可知，ca過(guò)程壓強(qiáng)減小，故B錯(cuò)誤；ab過(guò)程為等溫變化，內(nèi)能不變，故ΔU=0，根據(jù)玻意耳定律可知，體積減小，壓強(qiáng)增大，外界對(duì)氣體做功，故W>0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W，解得Q<0，故ab過(guò)程氣體放出熱量，故C正確；ca過(guò)程，溫度升高，內(nèi)能增大，故D9.BD[bd連線與橫軸垂直，則b、d兩點(diǎn)氣體體積相等，故對(duì)b、d兩狀態(tài)，有pbTb=pdTd，由題意知Td=Ta=300K，代入圖中數(shù)據(jù)解得Tb=400K，故tb=127℃，b→c過(guò)程是等溫變化，故tc=127℃，A錯(cuò)誤；a→b過(guò)程氣體吸收的熱量Q=1000J，內(nèi)能增加ΔU=400J，由熱力學(xué)第一定律W+Q=ΔU，解得W=-600J，即氣體對(duì)外界做功600J。a→b是等壓變化，則有VaTa=VbTb，a→b過(guò)程氣體對(duì)外界做的功大小為pb(Vb-Va)=600J，解得Va=9L，對(duì)狀態(tài)a和c，由paVaTa=pcVcTc，代入數(shù)據(jù)得Vc=16L，B正確；b→c過(guò)程為等溫膨脹過(guò)程，氣體內(nèi)能不變，吸收熱量，對(duì)外界做功，d→a過(guò)程為等溫壓縮過(guò)程，氣體內(nèi)能不變，外界對(duì)氣體做功，氣體放出熱量，C錯(cuò)誤；b→c過(guò)程有pbVb=pcVc，d→a過(guò)程有pdVd=paVa，故c→d過(guò)程外界對(duì)氣體做功W=pc(Vc-Vd補(bǔ)償強(qiáng)化練1.ABD[依題意，中心部位為熱運(yùn)動(dòng)速率較低的氣體，與擋板相作用后反彈，從A端流出，而邊緣部分為熱運(yùn)動(dòng)速率較高的氣體，從B端流出；同種氣體分子平均熱運(yùn)動(dòng)速率較大、其對(duì)應(yīng)的溫度也就較高，所以A端為冷端、B端為熱端，故A正確；依題意，A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率較小，B端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率較大，故B正確；由上述分析可知從A端流出的氣體分子平均動(dòng)能小于從B端流出的氣體分子平均動(dòng)能，內(nèi)能的多少還與分子數(shù)有關(guān)；依題意，不能得出從A端流出的氣體內(nèi)能一定大于從B端流出的氣體內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；該裝置將冷熱不均的氣體進(jìn)行分離，噴嘴處有高壓，即通過(guò)外界做功而實(shí)現(xiàn)的，并非是自發(fā)進(jìn)行的，滿足熱力學(xué)第二定律；溫度較低的從A端出、較高的從B端出，也符合能量守恒定律，故D正確。]2.C[a→b過(guò)程壓強(qiáng)不變，體積增大，氣體對(duì)外做功Wab<0，由蓋—呂薩克定律可知Tb>Ta，即內(nèi)能增大，ΔUab>0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知Q>0，氣體從外界吸收的熱量一部分用于對(duì)外做功，另一部分用于增加內(nèi)能，A錯(cuò)誤；b→c過(guò)程中氣體與外界無(wú)熱量交換，即Qbc=0又由氣體體積增大可知Wbc<0，由熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知ΔU<0，即氣體內(nèi)能減少，B錯(cuò)誤；c→a過(guò)程為等溫過(guò)程，可知Tc=Ta，ΔUac=0根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知a→b→c過(guò)程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對(duì)外做功，C正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律結(jié)合上述分析可知：a→b→c→a一整個(gè)熱力學(xué)循環(huán)過(guò)程ΔU=0，整個(gè)過(guò)程氣體對(duì)外做功，W<0，由熱力學(xué)第一定律可得ΔU=Qab+Qca+W=0故a→b過(guò)程氣體從外界吸收的熱量不等于c→a過(guò)程放出的熱量，D錯(cuò)誤。]3.ACD[因活塞密封不嚴(yán)，可