专题15 热学 (解析版).docx
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- 专题15 热学 解析版 专题 15 解析
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1、专题15 热学一、单选题1(2023北京统考高考真题)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【详解】AC夜间气温低,分子的平均动能更小,但不是所有分子的运动速率都更小,故A正确、C错误;BD由于汽车轮胎内的气体压强变低,轮胎会略微被压瘪,则单位体积内分子的个数更多,分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小,BD错误。故选A。2(2023海南统考高考真题)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
2、子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大C分子势能在r0处最小D分子间距离小于r0且减小时,分子势能在减小【答案】C【详解】分子间距离大于r0,分子间表现为引力,分子从无限远靠近到距离r0处过程中,引力做正功,分子势能减小,则在r0处分子势能最小;继续减小距离,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大。故选C。3(2023辽宁统考高考真题)“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()ABCD【答案】B【详解】根据可得从a到b,气体压强不变,
3、温度升高,则体积变大;从b到c,气体压强减小,温度降低,因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率,c态的体积大于b态体积。故选B。4(2023江苏统考高考真题)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【详解】A根据可得则从A到B为等容线,即从A到B气体体积不变,则气体分子的数密度不变,选项A错误;B从A到B气体的温度升高,则气体分子的平均动能变大,则选项B正确;C从A到B气体的压强变大,气体分子的平均速率变大,
4、则单位时间内气体分子对单位面积的器壁的碰撞力变大,选项C错误;D气体的分子密度不变,从A到B气体分子的平均速率变大,则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数变大,选项D错误。故选B。5(2023天津统考高考真题)如图是爬山所带氧气瓶,氧气瓶里的气体容积质量不变,爬高过程中,温度减小,则气体()A对外做功B内能减小C吸收热量D压强不变【答案】B【详解】A由于爬山过程中气体体积不变,故气体不对外做功,故A错误;B爬山过程中温度降低,则气体内能减小,故B正确;C根据热力学第一定律可知爬山过程中气体不做功,但内能见效,故可知气体放出热量,故C错误;D爬山过程中氧气瓶里的气体容积质量均不变,温度减小,
5、根据理想气体状态方程有可知气体压强减小,故D错误;故选B。6(2022重庆高考真题)2022年5月15日,我国自主研发的“极目一号”型浮空艇创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中,艇内气体温度降低,体积和质量视为不变,则艇内气体()(视为理想气体)A吸收热量B压强增大C内能减小D对外做负功【答案】C【详解】由于浮空艇上升过程中体积和质量均不变,则艇内气体不做功;根据可知温度降低,则艇内气体压强减小,气体内能减小;又根据可知气体放出热量。故选C。7(2022北京高考真题)2021年5月,中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置()取得新突破,成功实现了可重复的1.2亿
6、摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行,创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录,向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态,被认为是物质的第四态。当物质处于气态时,如果温度进一步升高,几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子,此时物质称为等离子体。在自然界里,火焰、闪电、极光中都会形成等离子体,太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是()A核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能B可以用磁场来约束等离子体C尽管等离子体整体是电中性的,但它是电的良导体D提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力【答案】A【详解】A
7、核聚变释放的能量源于来自于原子核的质量亏损,A错误;B带电粒子运动时,在匀强磁场中会受到洛伦兹力的作用而不飞散,故可以用磁场来约束等离子体,B正确;C等离子体是各种粒子的混合体,整体是电中性的,但有大量的自由粒子,故它是电的良导体,C正确;D提高托卡马克实验装置运行温度,增大了等离子体的内能,使它们具有足够的动能来克服库仑斥力,有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力,D正确。本题选择错误的,故选A。8(2022北京高考真题)如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是()A从a到b,气体温度保持不变B从a到b,气体对外界做功C从b到c,气体内能减小D
8、从b到c,气体从外界吸热【答案】D【详解】AB一定质量的理想气体从状态a开始,沿题图路径到达状态b过程中气体发生等容变化,压强减小,根据查理定律,可知气体温度降低,再根据热力学第一定律DU = QW,由于气体不做功,内能减小,则气体放热,AB错误;CD一定质量的理想气体从状态b沿题图路径到达状态c过程中气体发生等压变化,体积增大,根据,可知气体温度升高,内能增大,再根据热力学第一定律DU = QW,可知b到c过程吸热,且吸收的热量大于功值,C错误、D正确。故选D。9(2022江苏高考真题)如图所示,一定质量的理想气体分别经历和两个过程,其中为等温过程,状态b、c的体积相同,则()A状态a的内能
9、大于状态bB状态a的温度高于状态cC过程中气体吸收热量D过程中外界对气体做正功【答案】C【详解】A由于ab的过程为等温过程,即状态a和状态b温度相同,分子平均动能相同,对于理想气体状态a的内能等于状态b的内能,故A错误;B由于状态b和状态c体积相同,且,根据理想气体状态方程可知,又因为,故,故B错误;CD因为ac过程气体体积增大,气体对外界做正功;而气体温度升高,内能增加,根据可知气体吸收热量;故C正确,D错误;故选C。10(2022江苏高考真题)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
10、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【详解】A密闭容器中的氢气质量不变,分子个数不变,根据可知当体积增大时,单位体积内分子个数变少,分子的密集程度变小,故A错误;B气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的;压强增大并不是因为分子间斥力增大,故B错误;C普通气体在温度不太低,压强不太大的情况下才能看作理想气体,故C错误;D温度是气体分子平均动能的标志,大量气体分子的速率呈现“中间多,两边少”的规律,温度变化时,大量分子的平均速率会变化,即分子速率分布中各速率区间的
11、分子数占总分子数的百分比会变化,故D正确。故选D。11(2022辽宁高考真题)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变化图像如图所示,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【详解】A理想气体从状态a变化到状态b,体积增大,理想气体对外界做正功,A正确;B由题图可知V = V0 + kT根据理想气体的状态方程有联立有可看出T增大,p增大,B错误;D理想气体从状态a变化到状态b,温度升高,内能增大,D错误;C理想气体从状态a变化到状态b,由选项AD可知,理想气体对外界做正功且内能增大,则根据热力学第一定律可知气体向外界吸收热量,C错误
12、。故选A。12(2022湖北统考高考真题)一定质量的理想气体由状态a变为状态c,其过程如pV图中ac直线段所示,状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是()Aab是等温过程Bab过程中气体吸热Cac过程中状态b的温度最低Dac过程中外界对气体做正功【答案】B【详解】AB根据理想气体的状态方程可知ab气体温度升高,内能增加,且体积增大气体对外界做功,则W VA,故TBTA;而状态B到状态C是一个等容过程,有因为pBpC,故TBTC;对状态A和C有可得TA=TC;综上分析可知C正确,ABD错误;故选C。20(2020天津统考高考真题)水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐
13、充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若在不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体()A压强变大B对外界做功C对外界放热D分子平均动能变大【答案】B【详解】A随着水向外喷出,气体的体积增大,由于温度不变,根据恒量可知气体压强减小,A错误;BC由于气体体积膨胀,对外界做功,根据热力学第一定律气体温度不变,内能不变,一定从外界吸收热量,B正确,C错误;D温度是分子平均动能的标志,由于温度不变,分子的平均动能不变,D错误。故选B。21(2020山东统考高考真题)一定质量的理想气体从状态a开始,经ab、bc、ca三个过程后回到初始状态a,其p-V图
14、像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a(V0, 2p0)、 b(2V0,p0)、c(3V0,2p0) 以下判断正确的是()A气体在ab过程中对外界做的功小于在bc过程中对外界做的功B气体在ab过程中从外界吸收的热量大于在bc过程中从外界吸收的热量C在ca过程中,外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D气体在ca过程中内能的减少量大于bc过程中内能的增加量【答案】C【详解】A根据气体做功的表达式可知图线和体积横轴围成的面积即为做功大小,所以气体在过程中对外界做的功等于过程中对外界做的功,A错误;B气体从,满足玻意尔定律,所以所以,根据热力学第一定律可知气体从,温度升高,所以,根据热力学第一定律
15、可知结合A选项可知所以过程气体吸收的热量大于过程吸收的热量,B错误;C气体从,温度降低,所以,气体体积减小,外界对气体做功,所以,根据热力学第一定律可知,放出热量,C正确;D理想气体的内能只与温度有关,根据可知从所以气体从过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量,D错误。故选C。22(2019北京高考真题)下列说法正确的是A温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C气体压强仅与气体分子的平均动能有关D气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变【答案】A【详解】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化,内能是分子
16、平均动能和分子势总和,由气体压强宏观表现确定压强A温度是分子平均动能的标志,所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度,故A正确;B内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和,故B错误;C由压强公式可知,气体压强除与分子平均动能(温度)有关,还与体积有关,故C错误;D温度是分子平均动能的标志,所以温度降低,分子平均动能一定变小,故D错误二、多选题23(2023山东统考高考真题)一定质量的理想气体,初始温度为,压强为。经等容过程,该气体吸收的热量后温度上升;若经等压过程,需要吸收的热量才能使气体温度上升。下列说法正确的是()A初始状态下,气体的体积为B等压过程中,气体对外做功C等压过
17、程中,气体体积增加了原体积的D两个过程中,气体的内能增加量都为【答案】AD【详解】C令理想气体的初始状态的压强,体积和温度分别为等容过程为状态二等压过程为状态三由理想气体状态方程可得解得体积增加了原来的,C错误;D等容过程中气体做功为零,由热力学第一定律两个过程的初末温度相同即内能变化相同,因此内能增加都为,D正确;AB等压过程内能增加了,吸收热量为,由热力学第一定律可知气体对外做功为,即做功的大小为解得A正确B错误;故选AD。24(2023浙江统考高考真题)下列说法正确的是()A热量能自发地从低温物体传到高温物体B液体的表面张力方向总是跟液面相切C在不同的惯性参考系中,物理规律的形式是不同的
18、D当波源与观察者相互接近时,观察者观测到波的频率大于波源振动的频率【答案】BD【详解】A根据热力学第二定律可知热量能不可能自发地从低温物体传到高温物体,故A错误;B液体的表面张力方向总是跟液面相切,故B正确;C由狭义相对论的两个基本假设可知,在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,故C错误;D根据多普勒效应可知当波源与观察者相互接近时,观察者观测到波的频率大于波源振动的频率,故D正确。故选BD。25(2023全国统考高考真题)对于一定量的理想气体,经过下列过程,其初始状态的内能与末状态的内能可能相等的是()A等温增压后再等温膨胀B等压膨胀后再等温压缩C等容减压后再等压膨胀D等容增压后再等
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