2024浙江专版新教材物理高考 基础练--小题增分特训(14)热学（有解析）
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2025浙江专版新教材物理高考第一轮
小题增分特训(十四)热学
1.(2023浙江杭州一模)下列说法正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的无规则热运动
B.气体与液体分子可以自由移动而固体分子不会发生运动
C.热力学温度升高1 K和摄氏温度升高1 ℃对应的温度变化量相同
D.水蒸气凝结成小水珠过程中,水分子间的引力增大,斥力减小
2.(多选)肺活量检测是中学生体质检测中的一项重要内容。肺活量指一次尽力吸气后,再尽力呼出的气体量。在某次体质检测中发现某男同学肺活量为3 500 mL,在呼出的气体中水蒸气大约占总体积的6%。已知此时水蒸气的密度ρ=0.6 kg/m3,水蒸气的摩尔质量M=18 g/mol,阿伏加德罗常数NA=6×1023 mol-1。关于该同学呼出的气体说法正确的是( )
A.含有的水蒸气的体积为2.1×10-3 m3
B.含有的水分子物质的量为0.007 mol
C.含有的水分子的数量为4.2×1021
D.含有的水蒸气的质量为1.26×10-2 g
3.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,下列说法正确的是( )
A.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
B.压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
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.体积增大时,氢气分子的密集程度保持不变
4.下图是加热-30 ℃的冰时温度随时间变化的图像,根据图像,下列判断正确的是( )
A.BC段是冰的熔化过程,温度不变,说明熔化不需要吸热
B.水的沸点是98 ℃,说明当地的大气压等于标准大气压
C.冰熔化时温度保持0 ℃不变,说明冰是晶体
D.加热相同时间时,冰升温比水快,说明冰的比热容比水大
5.夏天,从湖底形成的一个气泡,在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面,湖水的温度越高,大气压强没有变化,将气泡内的气体看作理想气体。则上升过程中,以下说法正确的是( )
A.气泡内气体的内能可能不变
B.气泡上升过程中可能会放热
C.气泡内气体的压强增大
D.气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小
6.如图所示,容积为2V的汽缸固定在水平地面上,汽缸壁及活塞导热性能良好,活塞面积为S,厚度不计。汽缸两侧的单向阀门(气体只进不出)均与打气筒相连,开始活塞两侧封闭空气的体积均为V,压强均为p0。现用打气筒向活塞左侧打气25次后固定活塞,再向活塞右侧打气5次。已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为15V的空气,外界温度恒定,空气视为理想气体,不计活塞与汽缸间的摩擦。则稳定后活塞右侧空气的压强为( )
A.7p0 B.4p0 C.2p0 D.p0
7.(多选)一定质量的理想气体从状态A开始,经A→B、B→C、C→A三个过程后回到初始状态A,其p-V图像如图所示,已知状态A的气体温度为TA=200 K,下列说法正确的是( )
A.状态B的气体温度为800 K
B.在A→B过程中,气体既不对外做功,外界也不对气体做功
C.在B→C过程中,气体对外做功1 200 J
D.在A→B→C→A一个循环过程中,气体从外界吸收热量450 J
8.用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,右侧与绝热活塞之间是真空的。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。整个过程不漏气,则下列说法正确的是( )
A.气体被压缩过程中内能增大
B.气体自发扩散过程中内能减小
C.气体自发扩散过程中,气体分子的平均速率增大
D.气体被压缩过程中,温度升高,所有分子的速率都增大
参考答案
小题增分特训(十四) 热学
1.C 解析 布朗运动是固体小颗粒的无规则运动,反映了液体分子做无规则热运动,布朗运动并不是液体分子的无规则热运动,A错误;一切物质的分子,包括固体物质的分子都在永不停息地做无规则的热运动,B错误;根据T=273 K+t可知ΔT=Δt,即热力学温度升高1 K和摄氏温度升高1 ℃对应的温度变化量相同,C正确;水分子在气态下引力、斥力忽略不计,凝结成液态,分子间距减小,引力和斥力同时增大,D错误。
2.BC 解析 根据题意可知,水蒸气的体积为V水=6%V=0.06×3 500×10-6 m3=2.1×10-4 m3,故A错误;含有的水分子物质的量为n=ρV水M=0.007 mol,故B正确;含有的水分子的数量为N=nNA=4.2×1021,故C正确;含有的水蒸气的质量为m=ρV水=1.26×10-1 g,故D错误。
3.A 解析 温度是分子平均动能的标志,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分子数占总分子数的百分比会变化,故A正确;气体压强是大量气体分子对容器壁的持续、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;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;密闭容器中的氢气质量不变,分子个数不变,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D错误。
4.C 解析 图像中BC段是冰的熔化过程,虽然温度不变,但熔化过程需要吸热,A错误;水的沸点随气压的升高而升高,随气压的降低而降低,沸点是98 ℃,说明当地的大气压低于标准大气压,B错误;由图像可知,在BC段,冰的温度保持0 ℃不变,所以冰的熔点是0 ℃,说明冰是晶体,C正确;冰完全熔化为水时,质量不变,同一个加热器进行加热,加热时间相同时冰和水吸收的热量相同,冰升温比水快,即冰上升的温度较高,由Q=cmΔt可知,冰的比热容比水小,D错误。
5.D 解析 根据题意可知,越接近水面温度越高,故气泡温度升高,内能变大,A错误;气泡上升,p=p0+ρgh,深度h减小,气泡内气体压强减小,C错误;根据理想气体状态方程可知,气泡体积变大,外界对气体做负功,根据ΔU=W+Q可知Q>0,故气泡吸热,B错误;根据气体压强定义及其微观意义,气泡内气体压强减小,气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小,D正确。
6.A 解析 根据题意可知,设向活塞左侧打气25次后汽缸内空气的压强为p,左侧气体体积为V1,则右侧气体体积为2V-V1,由玻意耳定律,对左侧气体有p0V+255V=pV1,对右侧气体有p0V=p(2V-V1),联立解得V1=127V,p=72p0,活塞固定后再向活塞右侧打气5次,则p0V+p0V=p'(2V-V1),解得p'=7p0,故选A。
7.AB 解析 状态A→B为等容变化,有pBTB=pATA,解得TB=pBpATA=4×1051×105×200 K=800 K,故A正确。在A→B过程中,气体体积没有发生变化,气体既不对外做功,外界也不对气体做功,故B正确。在B→C过程中,气体压强不变,体积减小,外界对气体做功为W1=pB(VB-VC)=4×105×(5-2)×10-3 J=1 200 J,故C错误。在A→B→C→A一个循环过程中,温度不变,内能变化ΔU=0;A→B过程,气体体积不变,做功为零;B→C过程,外界对气体做功为1 200 J;C→A过程,气体对外界做的功等于图线与横坐标围成的面积,W2=12×(1+4)×105×3×10-3 J=750 J,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,表达式中的W表示外界对气体做的功,则有W=W1-W2=1 200 J-750 J=450 J,联立可得Q=ΔU-W=0-450 J=-450 J,气体向外界释放热量450 J,故D错误。
8.A 解析 根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,在汽缸绝热的情况下Q=0,而当缓慢推压活塞,气体被压缩的过程中,外界对气体做功,W>0,因此可得ΔU>0,即汽缸内气体的内能增大,故A正确;由于隔板右侧为真空,抽去隔板,气体自发扩散,并不对外做功,而汽缸绝热,根据热力学第一定律可知W=0,Q=0,由此可知ΔU=0,即气体自发扩散过程中汽缸内气体内能不变,故B错误;对于一定量的理想气体而言,内能不变则温度不变,而温度是衡量分子平均动能的标志,即温度不变气体分子平均动能不变,也就意味着气体分子的平均速率不变,气体自发扩散过程中,内能不变,则气体分子的平均速率不变,故C错误;根据热力学第一定律可知,该气体被压缩过程中,外界对气体做功,汽缸绝热,气体内能增加,温度升高,因此可知气体分子的平均速率增大,但并不是所有分子的速率都增大,对于单个分子而言,其速率可能增大也可能减小,故D错误。
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