2017年高考物理真题分类题库考点十六-热学

1温馨提示：此题库为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，关闭Word文档返回原板块。考点十六热学1.(2017·全国甲卷·T33（1）)如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是()A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C.在自发扩散过程中,气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变【解析】选A、B、D。理想气体自发扩散过程不做功,内能不变,A项正确,C项错误;气体在被压缩的过程中,外界对气体做功,内能增大,气体分子的平均动能增大,B、D项正确,E项错误。2.(2017·全国乙卷·T33（1）)氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是()A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0℃时相比,100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大【解析】选A、B、C。温度是分子平均动能的标志,温度升高，分子的平均动能增大;不同温度下相同速率的2分子所占比例不同,温度越高,速率大的分子所占比例越高,故图中虚线对应温度为0℃时,实线对应温度为100℃时;两曲线与坐标轴所围的面积均等于1。故选项A、B、C正确。3.(2017·全国丙卷·T33(1))如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是()A.在过程ab中气体的内能增加B.在过程ca中外界对气体做功C.在过程ab中气体对外界做功D.在过程bc中气体从外界吸收热量E.在过程ca中气体从外界吸收热量【解析】选A、B、D。在过程ab中,气体体积不变,外界不对气体做功,气体也不对外做功,即W=0,压强增大,温度升高,内能增加,A正确,C错误;在过程ca中,气体体积减小,外界对气体做功,即W0,B正确;在过程bc中,温度不变,内能不变,即ΔU=0,体积增加,W0,由热力学第一定律ΔU=W+Q,Q0,即气体从外界吸热,D正确;在过程ca中,压强不变,体积减小,温度降低,即W0,ΔU0,由ΔU=W+Q可知Q0,故气体向外界放出热量,E错误。4.(2017·北京高考·T13)以下关于热运动的说法正确的是()A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大【解析】选C。一切物质分子都在不停地做无规则的热运动,B选项错误;温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子热运动越剧烈,与物体的宏观速度无关,A选项错误,C选项正确;温度升高时,分子的平均速率增大,但不是每一个分子的运动速率都增大,D选项错误。5．(2017·江苏高考·T12A（1）)一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V-T图象如图3所示。下列说法正确的有()A.A→B的过程中,气体对外界做功B.A→B的过程中,气体放出热量C.B→C的过程中,气体压强不变D.A→B→C的过程中,气体内能增加【解析】选B、C。A→B的过程中,气体做等温变化,体积变小,外界对气体做功,所以放热,A项错误,B项正确;B→C的过程中,为等压变化,气体压强不变,C项正确;A→B→C的过程中,气体温度降低,气体内能减少,D项错误。考点检索号:166.(2017·江苏高考·T12A（2）)甲和乙图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片,记录炭粒位置的时间间隔均为30s,两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知:若水温相同,(选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大;若炭粒大小相同,(选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈。【解析】若水温相同,颗粒越小,布朗运动越明显,故甲中炭粒的颗粒较大;若炭粒大小相同,则乙中水分子的热运动较剧烈。答案:甲乙7.(2017·全国甲卷·T33（2）)一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。（i）求该热气球所受浮力的大小；4（ii）求该热气球内空气所受的重力；（iii）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。【解析】（i）设空气在1个大气压下温度为Tb时的密度为ρb0000bbpVpVTT且有ρ0V0=ρbVb解得bbTT00热气球所受浮力的大小gVTTFb00浮（ii）温度为Ta的热空气,同理可得aaTT00热气球内空气所受的重力gVTTGa00（iii）设热气球所受浮力能托起的最大质量为m，则mggmGF0浮解得000)11(mTTVTmab答案（i）00bTgVT（ii）00aTgVT（iii）00011()baTVmTT8．(2017·全国乙卷·T33（2）)如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3,B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27℃,汽缸导热。(1)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强。5(2)接着打开K3,求稳定时活塞的位置。(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃,求此时活塞下方气体的压强。【解析】(1)设打开K2后,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为V1。依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得:p0V=p1V1；(3p0)V=p1(2V-V1)；联立解得:V1=V/2，p1=2p0(2)打开K3后,由上式知活塞必上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V2≤2V),活塞下方气体压强为p2。由玻意耳定律得:(3p0)V=p2V2，可得：0223pVVp；由上式可知,打开K3后活塞上升到B的顶部为止,时此0223pp(3)设加热后活塞下方气体压强为p3,气体温度从T1=300K上升到T2=320K的等容过程中,由查理定律得:3212ppTT；将有关数据代入解得:p3=1.6p0答案(1)2V2p0(2)顶部(3)1.6p09.(2017·全国丙卷·T33(2))一种测量稀薄气体压强的仪器如图甲所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时,M与K2相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K1,且K1中水银面比顶端低h,如图乙所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g。求:6(1)待测气体的压强。(2)该仪器能够测量的最大压强。【解析】(1)设待测气体的压强为px。以K1中的气体为研究对象,则初状态:压强为p1=px,体积210()4dlVV末状态:压强为p2=px+ρgh,体积224dhV由玻意耳定律p1V1=p2V2。得:)(42022hldVhgdpx(2)当K2压强最大时,K1刚进入水银,K2中的液面与K1顶端等高,两液面高度差为l,设待测气体的压强为pm。以K1中的气体为研究对象,则初状态:压强为p1=pm,体积210()4dlVV末状态:p3=pm+ρgl,体积423ldV由玻意耳定律p1V1=p3V3得:022m4Vlgdp答案:(1))(42022hldVhgd(2)0224Vlgd10．(2017·江苏高考·T12A（3）)科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示,某种蛋白的摩尔质量为66kg/mol,其分子可视为半径为3×10-9m的球,已知阿伏伽德罗常数为6.0×1023mol-1。请估算该蛋白的密度。(计算结果保留一位有效数字)【解析】解法一:摩尔体积V=43πr3NA7由ρ=MV,解得ρ=334AMrN代入数据得ρ=8×102kg/m3解法二:摩尔体积V=(2r)3NA,由ρ=MV得ρ=38AMrN,解得ρ=5×102kg/m3。答案:8×102kg/m3或5×102kg/m3