2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專題6 選考部分 1.6.1 熱學(xué)（含解析）

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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專題6 選考部分 1.6.1 熱學(xué)（含解析） 1．(xx·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)(1)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近．在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是________．(填正確答案標(biāo)號(hào)) A．分子力先增大，后一直減小 B．分子力先做正功，后做負(fù)功 C．分子動(dòng)能先增大，后減小 D．分子勢(shì)能先增大，后減小 E．分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變 (2)如圖所示，兩個(gè)側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同汽缸直立放置，汽缸底部和頂部均有細(xì)管連通，頂部的細(xì)管帶有閥門K.兩汽缸的容積均為V0，汽缸中各有一個(gè)絕熱活塞(質(zhì)量不同，厚度可忽略)．開(kāi)始時(shí)K

2、關(guān)閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體(可視為理想氣體)，壓強(qiáng)分別為p0和；左活塞在汽缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為.現(xiàn)使汽缸底與一恒溫?zé)嵩唇佑|，平衡后左活塞升至汽缸頂部，且與頂部剛好沒(méi)有接觸；然后打開(kāi)K，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，重新達(dá)到平衡．已知外界溫度為T0，不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦，求： ①恒溫?zé)嵩吹臏囟萒； ②重新達(dá)到平衡后，左汽缸中活塞上方氣體的體積Vx. 答案：(1)BCE　(2)①T0?、赩0 解析：(1)由分子動(dòng)理論的知識(shí)可知，當(dāng)兩個(gè)分子相互靠近，直至不能靠近的過(guò)程中，分子力先是表現(xiàn)為引力且先增大后減小，之后表現(xiàn)為分子斥力，一直增大，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；分子引力先做正功，

3、然后分子斥力做負(fù)功，分子勢(shì)能先減小再增大，分子動(dòng)能先增大后減小，所以B、C正確選項(xiàng)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)橹挥蟹肿恿ψ龉?，所以分子?shì)能和分子動(dòng)能的總和保持不變，E選項(xiàng)正確． (2)①設(shè)左右活塞的質(zhì)量分別為M1、M2，左右活塞的橫截面積均為S 由活塞平衡可知：p0S＝M1g① p0S＝M2g＋得M2g＝p0S② 汽缸底與恒溫?zé)嵩唇佑|，由于左邊活塞上升到頂部，但對(duì)頂部無(wú)壓力，所以下面的氣體發(fā)生等壓變化，而右側(cè)上方氣體的溫度和壓強(qiáng)均不變，所以體積仍保持V0，所以當(dāng)下面放入溫度為T的恒溫?zé)嵩春螅w積增大為，則由等壓變化： ＝③ 解得T＝T0.④ ②當(dāng)把閥門K打開(kāi)重新達(dá)到平衡后，由于右側(cè)

4、上部分氣體要充入左側(cè)的上部，且由①②兩式知M1g>M2g，打開(kāi)活塞后，左側(cè)活塞降至某位置，右側(cè)活塞升到頂端，汽缸上部保持溫度T0等溫變化，汽缸下部保持溫度T等溫變化．設(shè)左側(cè)上方氣體壓強(qiáng)為p， 由pVx＝·⑤ 設(shè)下方氣體壓強(qiáng)為p2：p＋＝p2 解得p2＝p＋p0 所以有p2(2V0－Vx)＝p0·⑥ 聯(lián)立上述兩個(gè)方程有6V－V0Vx－V＝0 解得Vx＝V0 另一解Vx＝－V0，不合題意，舍去． 2．(xx·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)(1)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p-T圖象如圖所示．下列判斷正確的是________．(填正確答案標(biāo)號(hào)) A

5、．過(guò)程ab中氣體一定吸熱 B．過(guò)程bc中氣體既不吸熱也不放熱 C．過(guò)程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱 D．a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小 E．b和c兩個(gè)狀態(tài)中，單位面積容器壁在單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同 (2)一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi)．汽缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿汽缸壁無(wú)摩擦地滑動(dòng)．開(kāi)始時(shí)氣體壓強(qiáng)為p，活塞下表面相對(duì)于汽缸底部的高度為h，外界的溫度為T0.現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時(shí)，活塞下降了.若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達(dá)到平衡后氣體的體積．已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變，重力加速度大小為g.

6、 答案：(1)ADE　(2) 解析：(1)由p-T圖象可知過(guò)程ab是等容變化，溫度升高，內(nèi)能增加，體積不變，由熱力學(xué)第一定律可知過(guò)程ab一定吸熱，選項(xiàng)A正確；過(guò)程bc溫度不變，即內(nèi)能不變，由于過(guò)程bc體積增大，所以氣體對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定吸收熱量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；過(guò)程ca壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能減少，體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，放出的熱量一定大于外界對(duì)氣體做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，由p-T圖象可知，a狀態(tài)氣體溫度最低，則平均動(dòng)能最小，選項(xiàng)D正確；b、c兩狀態(tài)溫度相等，分子平均動(dòng)能相等，由于壓強(qiáng)不相等，所以單位面積容器壁在單位時(shí)間內(nèi)受到氣

7、體分子撞擊的次數(shù)不同，選項(xiàng)E正確． (2)設(shè)汽缸的橫截面積為S，沙子倒在活塞上后，對(duì)氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為Δp，由玻意耳定律得phS＝(p＋Δp)S ① 解得Δp＝p② 外界的溫度變?yōu)門后，設(shè)活塞距汽缸底部的高度為h′.根據(jù)蓋—呂薩克定律得＝③ 解得h′＝h④ 據(jù)題意可得Δp＝⑤ 氣體最后的體積為V＝Sh′⑥ 聯(lián)立②④⑤⑥式得V＝. 3.(xx·全國(guó)理綜Ⅰ)(1)下列說(shuō)法正確的是________．(填正確答案標(biāo)號(hào)) A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體 B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方

8、式不同而成為不同的晶體 D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w E．在熔化過(guò)程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變 (2)如圖，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞．已知大活塞的質(zhì)量為m1＝2.50 kg，橫截面積為S1＝80.0 cm2；小活塞的質(zhì)量為m2＝1.50 kg，橫截面積為S2＝40.0 cm2.兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l＝40.0 cm.汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p＝1.00×105 Pa，溫度為T＝303 K．初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1＝495 K．現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體

9、溫度緩慢降低，活塞緩慢下移．忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度大小取g＝10 m/s2.求： ①在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度； ②缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)． 答案：(1)BCD　(2)①330 K?、?.01×105 Pa 解析：(1)將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．單晶體具有各向異性，有些單晶體沿不同方向上的光學(xué)性質(zhì)不同，故選項(xiàng)B正確．例如金剛石和石墨由同種元素構(gòu)成，但由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，故選項(xiàng)C正確．晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，如天然水晶是晶體，熔融過(guò)的水晶(即石英玻

10、璃)是非晶體，也有些非晶體在一定條件下可轉(zhuǎn)化為晶體，故選項(xiàng)D正確．熔化過(guò)程中，晶體的溫度不變，但內(nèi)能改變，故選項(xiàng)E錯(cuò)誤． (2)①設(shè)初始時(shí)氣體體積為V1，在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2，溫度為T2.由題給條件得 V1＝S1＋S2① V2＝S2l② 在活塞緩慢下移的過(guò)程中，用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，由力的平衡條件得 S1(p1－p)＝m1g＋m2g＋S2(p1－p)③ 故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變．由蓋—呂薩克定律有 ＝④ 聯(lián)立①②④式并代入題給數(shù)據(jù)得 T2＝330 K．⑤ ②在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1.在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的

11、過(guò)程中，被封閉氣體的體積不變．設(shè)達(dá)到熱平衡時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為p′，由查理定律，有 ＝⑥ 聯(lián)立③⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)得 p′＝1.01×105 Pa.⑦ 規(guī)律總結(jié)　 從近三年高考試題可以看出，熱學(xué)基本概念、氣體實(shí)驗(yàn)定律、熱力學(xué)第一定律幾乎每年都考，而熱學(xué)基本概念重點(diǎn)為溫度、壓強(qiáng)、內(nèi)能、阿伏加德羅常數(shù)、分子動(dòng)理論等，這些重點(diǎn)概念基本上是交替考查，常以選擇題形式出現(xiàn)，而氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律常以計(jì)算題形式出現(xiàn)，且二者常結(jié)合命題，主要以汽缸為載體進(jìn)行考查． xx年高考，熱力學(xué)第一定律和氣體實(shí)驗(yàn)定律仍然主要以計(jì)算題形式出現(xiàn)，其他考點(diǎn)還是以選擇題或填空題形式出現(xiàn)，且以考查對(duì)知識(shí)的記憶、

12、圖象的分析及簡(jiǎn)單的綜合應(yīng)用為主，難度不會(huì)太大． [考題預(yù)測(cè)] 如圖甲所示，用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m.現(xiàn)使汽缸內(nèi)的氣體緩緩按圖乙所示的規(guī)律變化，汽缸內(nèi)的氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B.若該過(guò)程中氣體內(nèi)能發(fā)生了變化，氣體柱高度增加了ΔL.外界大氣壓強(qiáng)為p0. (1)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．該過(guò)程中汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)始終為p0 B．該過(guò)程中氣體的內(nèi)能不斷增大 C．該過(guò)程中氣體不斷從外界吸收熱量 D．氣體在該過(guò)程中吸收的熱量大于它對(duì)外界做的功 E．A和B兩個(gè)狀態(tài)，單位面積汽缸內(nèi)壁在單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)相同

13、 (2)如圖所示，一根粗細(xì)均勻的長(zhǎng)l＝72 cm的細(xì)玻璃管AB開(kāi)口朝上豎直放置，玻璃管中有一段長(zhǎng)h＝24 cm 的水銀柱，下端封閉了一段長(zhǎng)x0＝24 cm的空氣柱，系統(tǒng)溫度恒定，外界大氣壓強(qiáng)恒為p0＝76 cmHg.現(xiàn)將玻璃管緩慢倒置，若空氣可以看做理想氣體，求倒置后水銀柱相對(duì)B端移動(dòng)的距離． 答案：(1)BCD　(2)22 cm 解析：(1)根據(jù)題圖乙可知?dú)怏w在該過(guò)程中發(fā)生的是等壓變化，該過(guò)程中汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)始終為p0＋，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題圖乙可知?dú)怏w溫度升高，內(nèi)能增大，氣體體積膨脹對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體必定從外界吸收熱量，且氣體從外界吸收的熱量大于氣體對(duì)外做的功，選項(xiàng)B、C、D正確；A和B兩個(gè)狀態(tài)，氣體溫度不相同，氣體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率不相等，單個(gè)分子對(duì)汽缸內(nèi)壁的平均撞擊力也不相等，根據(jù)等壓變化，可判斷單位面積汽缸內(nèi)壁在單位時(shí)間內(nèi)受到分子撞擊的次數(shù)不同，選項(xiàng)E錯(cuò)誤． (2)設(shè)水銀密度為ρ，玻璃管橫截面積為S，重力加速度為g.如圖所示，倒置前，下部空氣壓強(qiáng)為 pB＝p0＋ρgh＝100 cmHg 倒置后，若水銀沒(méi)有流出玻璃管，封閉空氣柱的壓強(qiáng)為p′＝p0－ρgh 由玻意耳定律得pBSx0＝p′Sx2 解得x2＝46 cm 則x2＋h