1、北京曲一线图书策划有限公司 2024版5年高考3年模拟A版专题十四热学专题检测题组1.(2021新疆二联,13)(多选)一定质量的理想气体经历如图所示的一系列状态变化过程,a、b状态的连线与横轴垂直,b、c状态的连线与纵轴垂直。c、a状态连线的延长线经过坐标原点。下列说法正确的是()A.b、c两状态单位体积内分子数相同B.a状态的压强大于b状态的压强C.c状态气体分子平均动能大于a状态气体分子平均动能D.ab过程,气体放热E.ab过程中外界对气体做功W1大于ca过程中气体对外界做功W2答案ADEb、c体积相同,则单位体积内的分子数相同,A正确;由理想气体状态方程pVT=C,得V=CpT,则V-
2、T图中,某点和原点连线的斜率k=Cp,而kakb,则a状态的压强小于b状态的压强,B错误;温度是分子平均动能的标志,c状态温度低,则分子的平均动能小,C错误;ab过程,温度不变,则气体的内能不变,体积减小,则外界对气体做功,根据U=0,W0及U=W+Q可知,Q0,气体放热,选项D正确;ab过程与ca过程比较,气体的体积变化相同,而ab过程气体压强增加,ca过程气体压强不变,根据W=pV知,ab过程外界对气体做功W1大于ca过程中气体对外界做功W2,E正确。2.(2023届南通海门中学月考,3)2022年3月23日,王亚平在“天宫课堂”中,将挤有水球的两块板慢慢靠近,直到两个水球融合在一起,再把
3、两板慢慢拉开,水在两块板间形成了一座“水桥”,为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性,如图甲所示。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层,已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图乙。下列说法正确的是()A.能总体反映该表面层的水分子之间相互作用的是乙图中的B位置B.“水桥”表面层水分子间的分子势能与其内部水分子间的分子势能相比偏小C.王亚平把两板慢慢拉开,水在两块板间形成了一座“水桥”的过程水分子的分子力做负功D.王亚平放开双手后两板吸引到一起,该过程水分子间的作用力与分子间的距离的关系与乙图的A到B过程相对应答案C在“水桥”内部,分子间的距离在r0左右,分子力约为零,而在“水桥”表面层,分
4、子比较稀疏,分子间的距离大于r0,因此分子间的作用表现为相互吸引,从而使“水桥”表面绷紧,所以能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是C位置,故A错误;分子间距离从r0左右增大到大于r0的过程中,分子力表现为引力,做负功,则分子势能增大,所以“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水分子间的分子势能相比偏大,故B错误,C正确;王亚平放开双手后两板吸引到一起,分子间作用力为引力,该过程水分子间的作用力与分子间的距离的关系与乙图的C到B过程相对应,故D错误。3.(2023届淮安清江中学月考,4)钻石是高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为(单位为kg/m3),摩尔质量为M(单位
5、为g/mol),阿伏加德罗常数为NA。已知1克拉=0.2克,则()A.a克拉钻石所含有的分子数为aNAMB.1克拉钻石分子的体积为0.2(单位为m3)C.每个钻石分子直径的表达式为6MNA(单位为m)D.每个钻石分子直径的表达式为36M10-3NA(单位为m)答案Da克拉钻石的物质的量(摩尔数)为n=0.2aM,所含分子数N=nNA=0.2aNAM,故A错误;1克拉钻石分子的质量为0.210-3 kg,则其体积为0.210-3(单位为m3),故B错误;钻石的摩尔体积Vmol=M10-3,每个钻石分子的体积V0=VmolNA=M10-3NA,把钻石分子看成小球,设钻石分子的直径为d,则V0=43
6、(d2)3,联立解得d=36M10-3NA,故C错误、D正确。4.(2022扬州宝应中学二模,5)有一种在超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示。图乙、图丙是其工作原理示意图。使用时,按住锁扣把吸盘紧压在墙上(如图乙),然后把锁扣扳下(如图丙),让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出,使吸盘牢牢地被固定在墙壁上,若吸盘内气体可视为理想气体,且温度始终保持不变。则此过程中()A.吸盘内气体要吸收热量B.吸盘内气体分子的密度增大C.吸盘被向外拉出过程中,吸盘内气体不对外界做功D.吸盘内气体压强增大答案A吸盘内气体体积增大,气体对外做功,W0,吸盘内气体要吸收热量,选项A正确、C错误;吸盘内气体分子数不变
7、,而气体体积变大,则吸盘内气体分子的密度减小,选项B错误;吸盘内气体温度不变而体积变大,由玻意耳定律pV=C可知,吸盘内气体压强减小,选项D错误。5.(2022苏州实验中学三模,6)潜水罩形如无底圆柱,放在水下,里面有一部分空气。为了使罩不会浮起来,用缆绳把潜水罩绑在水底。用一根细绳将重物系在罩上,如图所示。罩的横截面积S=4 m2,里面空气的体积V=8 m3,压强p=1.5105 Pa。将罩里的重物拉出水面后,空气压强增加了p=250 Pa,缆绳仍然处于拉伸状态。水的密度=103 kg/m3,重力加速度g=10 m/s2,罩里的空气符合玻意耳定律(pV等于常数,其中p为压强,V为罩里空气的体
8、积)。下列说法正确的是()A.封闭空气的气体分子动能都没有发生变化B.封闭空气一定从外界吸热C.细绳中张力的变化T=1 311 ND.缆绳中张力的变化F=133 N答案D分子平均动能由温度决定,是统计规律,而单个分子运动具有偶然性,A错误;由于罩里空气符合玻意耳定律,温度一定,压强增大,罩里空气体积减小,外界对罩里空气做功,而罩里空气的内能不变,由热力学第一定律可知,罩里空气对外放热,B错误;由玻意耳定律pV等于常数,有1.5105 Pa8 m3=(1.5105 Pa+250 Pa)(8 m3-V),将重物拉出水面,重物不再受浮力,缆绳中张力减小了F=gV133 N,设潜水罩的质量为m0,潜水
9、罩上部受到水的压强为p,对潜水罩进行受力分析,刚开始有pS+m0g+T+F=pS,末状态pS+m0g+T+F=(p+p)S,F=F-F=133 N,故可以计算得出T=T-T=1 133 N,即细绳中的张力增大了1 133 N,缆绳中的张力减小了133 N,所以C错误,D正确。6.2022雅礼中学二模,15(1)(多选)下列与热现象有关的说法中,正确的是()A.扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动B.两个分子间距离减小时,分子间的引力减小,斥力增大C.沸水中的胡椒粉不断翻滚,说明温度越高布朗运动越明显D.冰熔化成水的过程中,水分子的平均动能不变,分子势能增大E.水银不能浸润玻璃,是因为附着层
10、内的液体分子间的作用表现为引力而收缩答案ADE扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动,故A正确;两个分子间距离减小时,分子间的引力和斥力都增大,故B错误;布朗运动是由于液体分子对颗粒撞击的不平衡,沸水中的胡椒粉不断翻滚,是由于水的对流运动,此时胡椒粉的运动不是布朗运动,所以不能据此说明温度越高布朗运动越激烈,故C错误;冰熔化成水的过程中,温度不变,水分子的平均动能不变,吸收热量,内能增大,所以分子势能增大,故D正确;水银不能浸润玻璃,是因为附着层内的液体分子间的作用表现为引力而收缩,故E正确。7.2022湖南师大附中一模,15(1)(多选)一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、b
11、c、ca回到原状态,其V-T图像如图所示,pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强,下列判断正确的是()A.过程a到b中气体一定吸热B.pc=pbpaC.过程b到c气体吸收热量D.过程b到c中单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数增多E.过程c到a中气体吸收的热量大于对外做的功答案ABD由图像可知,a到b过程中气体体积不变而温度升高,气体内能增大,U0,气体体积不变,外界对气体不做功,W=0,由热力学第一定律U=W+Q,得Q0,所以气体从外界吸收热量,故A正确;由图像可知,b到c过程中V与T成正比,由理想气体状态方程pVT=C,可知b到c过程中气体的压强不变,pb=pc,从c到a过程气体温度
12、不变而体积增大,气体压强减小,即pcpa,由以上分析可知pc=pbpa,故B正确;b到c过程中,温度降低,气体内能减小,体积减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律可知气体放出热量,故C错误;由图像可知,b到c过程中气体温度不断降低,分子平均动能不断减小,而气体压强不变,则单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数增多,故D正确;由图像可知,c到a过程中气体温度不变而体积增大,气体内能不变,U=0,气体体积增大,气体对外做功,W0,即气体吸收的热量等于对外做的功,故E错误。8.2022雅礼中学一模,15(1)(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a(p0、V0、T0)经热力学过程ab、bc、ca后
13、又回到状态a,且外界环境为非真空状态。则下列说法正确的是()A.b、c两个状态气体温度相同B.bc过程中,气体温度先升高后降低C.bc过程中,气体一直放热D.ab过程中,在单位时间内气体分子对单位器壁面积的平均作用力增加E.ca过程,气体对外界做功答案ABD根据理想气体状态方程pVT=C,可得T=pVC,则在b状态有Tb=21C=2C,在c状态有Tc=12C=2C,故b、c两个状态气体温度相同,故A正确;由图像可知,bc过程气体压强p与体积V的乘积pV先增大后减小,由理想气体状态方程pVT=C可知,气体温度T先升高后降低,故B正确;bc过程中,体积增大,气体对外界做功,则WT2B.气体吸热,气
14、体分子热运动平均动能增大,T1T2C.器壁上单位面积上在单位时间内受分子撞击的次数减少D.若气体由状态2再变化到状态1时外界对气体做功与图示变化气体对外做功相等,则气体放出的热量也一定与图示变化吸收的热量大小相等E.气体从状态2变化到状态1的过程中不可能有吸热现象答案BCD根据理想气体状态方程有3p2V1T1=4p2V1T2,可得T10;同时体积变大,即气体对外界做功,W0,即气体对外界做功小于气体吸收的热量。方法技巧体积问题伴随着气体对外做功还是外界对气体做功;对于理想气体,温度变化是内能改变的标志,通过这两个关键信息可以找到解决问题的突破口。24.2022深圳一模,15(2)中国南海有着丰
15、富的鱼类资源。某科研小组把某种生活在海面下500 m深处的鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中。为使鱼存活,须创造一个类似深海的压强条件。如图所示,在一层水箱中有一条鱼,距离二层水箱水面的高度h=50 m,二层水箱水面上部空气的体积V=10 L,与外界大气相通。外界大气压p0=1.0105 Pa,水的密度=1.0103 kg/m3,g取10 m/s2。(水箱内气体温度恒定,可看成理想气体)鱼在深海处的压强为多少?为使鱼正常存活,须给二层水箱再打进压强为p0、体积为多少的空气?答案5.1106 Pa450 L解析鱼在深海处的压强p=p0+gH=5.1106 Pa为使一层水箱压强达到p,二层水箱中的
16、气体压强应为p1=p-gh=4.6106 Pa将外界压强为p0、体积为V的空气注入二层水箱,以水箱内原有空气和打入的空气整体为研究对象,根据玻意耳定律,有p0(V+V)=p1V解得V=450 L模型特征新注入的气体和原来的气体可以看成一个整体,通过这种方式就可以把变质量问题转化为定质量问题,再通过理想气体状态方程求解。25.2022佛山二模,15(2)某兴趣小组发射自制的水火箭。发射前瓶内空气的体积为1.4 L,水的体积为0.6 L,瓶内气压为3p0。打开喷嘴后水火箭发射升空。忽略瓶内空气温度的变化,设外界大气压强一直保持p0不变,求:当瓶内的水完全喷完瞬间,瓶内空气的压强p;当瓶内空气压强与
17、外界大气压强相等时,瓶内所剩空气质量与发射前瓶内空气质量之比。答案2.1p01021解析水喷完前,瓶内空气发生等温变化,由玻意耳定律可得3p0V1=pV2,其中V1=1.4 L,V2=1.4 L+0.6 L=2 L,解得p=2.1p0。当瓶内空气压强降到与外界大气压强相等时,有3p0V1=p0V3,解得V3=4.2 L,则此时瓶内所剩空气质量m2与发射前空气质量m1之比为m2m1=V2V3,解得m2m1=1021。26.2022梅州一模,15(2)正常情况下,汽车胎压为200 kPa,轮胎最大限压为300 kPa,汽车轮胎容积为V0。将汽车轮胎内气体视为理想气体。在冬季,某室内地下停车场温度可
18、以保持7 ,司机发现停在地下停车场的自家汽车仪表盘显示左前轮胎压为238 kPa。(忽略轮胎体积的变化)若室外温度为-23 ,司机将车开到室外,充分热交换后,通过计算分析,轮胎内气压是否满足汽车正常行驶要求;司机将车开到单位时,发现仪表盘显示左前轮胎压为204 kPa,经检测此时轮胎内温度为-17 ,请判断轮胎是否漏气。答案见解析解析设在地下停车场时温度为T1,胎压为p1,开到室外时温度为T2,胎压为p2,对轮胎内气体,由查理定律得p1T1=p2T2依题意可知T1=(7+273) K=280 K,T2=(-23+273) K=250 K解得p2212.5 kPa200 kPap2300 kPa满足汽车正常行驶要求。设汽车到单位时温度为T3,胎压为p3,以此时轮胎内气体为研究对象,由理想气体状态方程得p3T3V0=p1T1V1而T3=(-17+273) K=256 K解得V1=1516V0此时轮胎内的气体与原气体的体积之比为1516,则轮胎漏气。第19页 共19页
