高考物理二轮复习考点第十四章热学专题与图象相关的计算问题.docx
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高考物理二轮复习考点第十四章热学专题与图象相关的计算问题
专题14.7与图象相关的计算问题
1.（2020广州一模）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图所示。
已知该气体在状态C时的温度为300K。
求：
（i）该气体在状态A、B时的温度分别为多少？
（ii）该气体从状态A到B是吸热还是放热？
请写明理由。
【命题意图】本题考查理想气体状态方程、气体实验定律、热力学第一定律、对p－V图象的理解及其相关的知识点。
（ii）根据图像可知从A到B气体体积不变所以外界对气体做功W=0J
又TA>TB可知内能变化ΔU<0
根据热力学第一定律ΔU=W+Q
得Q<0即放热
2．（10分）一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图所示，p－T和V－T图各记录了其部分变化过程，试求：
①温度为600K时气体的压强；
②在p－T图象上将温度从400K升高到600K的变化过程补充完整．
②由V－T图可知，400K～500K气体体积不变，气体做等容变化，故在P－T图中图象应延伸到500K处，此时压强为1.25×105Pa；
从500K～600K，气体做等压变化，压强p2＝1.25×105Pa；故从500K至600K为水平直线，
故图象如图所示：
3．（2020·吉林白山二模）某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如右的pt图象。
已知在状态B时气体的体积VB＝3L，求：
（1）气体在状态A的压强；
（2）气体在状态C的体积。
【参考答案】
（1）0.75atm
（2）2L
【名师解析】
（1）从题图中可知气体由A到B是等容变化，初态pB＝1.0atm，TB＝（273＋91）K＝364K，末态TA＝273K，
由
＝
得
＝
，
所以pA＝0.75atm
（2）气体由B到C是等温变化，pB＝1.0atm，VB＝3L，pC＝1.5atm，
由pBVB＝pCVC得：
VC＝2L。
4．（2020·兰州市诊断）一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强pA＝p0，温度TA＝T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点。
求：
（1）气体在状态B时的压强pB；
（2）气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10J，该过程中气体吸收的热量为多少；
（3）气体在状态C时的压强pC和温度TC。
【参考答案】
（1）
p0
（2）10J （3）
p0
T0
（3）B→C：
等压变化，pC＝pB＝
p0，
＝
，TC＝
T0
5.（8分）一定质量的理想气体经历如图A→B→C→D→A所示循环过程,该过程每个状态视为平衡态。
已知A态的温度为27℃。
求：
（1）B态的温度TB。
（2）一次循环过程气体与外界的热交换Q为多少?
是吸热还是放热?
【参考答案】
（1）127℃
（2）25J 吸热
（2）从A态又回到A态的过程温度不变,所以内能不变。
A到B气体对外做功
W1=pA·ΔV=100J
C到D外界对气体做功
W2=pC·ΔV=75J
外界对气体做的总功
W=W2-W1=-25J
由热力学第一定律
ΔU=W+Q
解得：
Q=25J,Q为正,表示吸热
6．（2020·枣庄模拟）如图甲所示，竖直放置的气缸内壁光滑，横截面积为S＝10－3m2，活塞的质量为m＝2kg，厚度不计。
在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B下方气缸的容积为1.0×10－3m3，A、B之间的容积为2.0×10－4m3，外界大气压强p0＝1.0×105Pa。
开始时活塞停在B处，缸内气体的压强为0.9p0，温度为27℃，现缓慢加热缸内气体，直至327℃。
求：
（1）活塞刚离开B处时气体的温度t2；
（2）缸内气体最后的压强；
（3）在图乙中画出整个过程中的p V图线。
【参考答案】
（1）127℃
（2）1.5×105Pa（3）见解析图
（2）设活塞最终移动到A处，缸内气体最后的压强为p3，由理想气体状态方程得
＝
解得p3＝1.5×105Pa
因为p3>p2，故活塞最终移动到A处的假设成立。
（3）如图所示。
7.如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280J，放出热量410J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200J。
（1）ACB过程中气体的内能如何变化？
变化了多少？
（2）BDA过程中气体吸收还是放出多少热量？
【参考答案】
（1）减少了690J
（2）吸收490J
（2）因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数，BDA过程中气体内能变化量UA－UB＝690J
由题知W2＝200J
由热力学第一定律UA－UB＝W2＋Q2
解得Q2＝490J
即气体吸收热量490J。
8.（2020·山西忻州一中等四校联考）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图7所示。
已知该气体在状态A时的温度为27℃。
图7
（1）求该气体在状态B、C时的温度；
（2）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？
传递的热量是多少？
【参考答案】
（1）－73℃ 27℃
（2）吸收热量 200J
（2）因为状态A和状态C温度相等，且理想气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中ΔU＝0，
由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得Q＝－W。
在整个过程中，气体在B到C过程对外做功，故
W＝－pBΔV＝－200J。
即Q＝－W＝200J，是正值，所以气体从状态A到状态C过程中是吸热，吸收的热量Q＝200J。
9.（10分）（2020山东日照一模）如图所示，汽缸开口向右、固定在水平桌面上，气缺内用活塞（横截面积为S）封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。
轻绳跨过光滑定滑轮将活塞和地面上的重物（质量为m）连接。
开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0（mg＜p0S），轻绳处在伸直状态，汽缸内气体的温度为T0，体积为V。
现使汽缸内气体的温度缓慢降低，最终使得气体体积减半，求：
①重物刚离地面时气缸内气体的温度T1；
②气体体积减半时的温度T2；
③在答题卡上画出如图所示的坐标系，并在其中画出气体状态变化的整个过程，标注相关点的坐标值。
10.（10分）（2020石家庄二模）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其p-V图象如图所示。
已知该气体在状态A时的温度为27℃，求：
①该气体在状态B和C时的温度分别为多少K?
②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?
传递的热量是多少？
【名师解析】
①对一定质量的理想气体由图象可知，A→B为等容变化，
由查理定律得
＝
（2分）
即代入数据得TB＝600K（1分）
A→C由理想气体状态方程得
＝
（2分）
代入数据得TC＝300K（1分）
11（10分）（2020豫南九校联考）如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象。
已知气体在状态A时的压强是1．5×105Pa。
①说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中TA的温度值．
②请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的P—T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C．如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程．
【名师解析】
①（5分）从题图甲可以看出，A与B连线的延长线过原点，所以A→B是一个等压变化，即pA＝pB
根据盖—吕萨克定律可得
＝
所以TA＝
TB＝
×300K＝200K.
12.（9分）（2020湖南十三校联考）图为一个横截面积足够大的喷水装置，内部装有200L水，上部密封1atm的空气1.0L。
保持阀门关闭，再充入2atm的空气1.0L。
设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变。
①求充入2atm的空气1.0L后密封气体的压强
②打开阀门后，水从喷嘴喷出（喷嘴与水平等高），通过计算，画出喷水过程中气体状态变化的图象，求最后容器内剩余水的体积。
（不计阀门右侧的管中水的体积及喷嘴与装置中水平的高度差）
【参考答案】①3atm②3.0L；图见解析
【名师解析】①气体做等温变化，P0=1atm，P1=2atm，V0=1.0L，V1=1.0L
2atm的空气在P0时的体积P1V1=P0V2相当于密封的空气V0和加的空气V2做等温变化：
P0（V2+V0）=P2V0解得：
P2=3atm
②打开阀门后，水从喷嘴喷出（喷嘴与水平等高），此时封闭气体的压强和外界的压强相等为为p0，封闭的气体做等温变化，，p2v0=p0v3解得：
v3=3.0L故容器内剩余水的体积为198L。
作图如下
【举一反三】如果打入的空气是3atm，2L的，封闭气体的压强是多少？
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图所示，质量m=1kg的物块靠在竖直墙面上，物块与墙面间的动摩擦因数μ＝0.3，垂直于墙壁作用在物块表面的推力F＝50N，物块处于静止状态．取g=10m/s2，则物块所受摩擦力的大小为
A．3.0NB．10NC．15ND．50N
2．据报道,科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。
假设该行星质量约为地球质量的6.4倍,半径约为地球半径的2倍。
那么，一个在地球表面能举起64kg物体的人在这个行星表面能举起的物体的质量约为多少（地球表面重力加速度g=10m/s2）（）
A．40kgB．50kgC．60kgND．30kg
3．四个质点做直线运动，它们的位移或速度图象如图所示，质点在2s末能回到出发点的是
A．
B．
C．
D．
4．一个质量为2kg的物体，在4个共点力作用下处于平衡状态．现同时撤去大小分别为8N和12N的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体运动的说法正确的是（）
A．一定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小
B．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5m/s2
C．可能做匀减速直线运动，加速度大小是1.5m/s2
D．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小是6m/s2
5．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其
的图象如图所示，则（）
A．质点做匀加速直线运动，加速度为0.5m/s2
B．质点在1s末速度为1.5m/s
C．质点在第1s内的平均速度0.75m/s
D．质点做匀速直线运动，速度为0.5m/s
6．如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住。
现用一个水平向右的力F拉斜面，使斜面在水平面上向右做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，下列说法正确的是（）
A．斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma
B．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零
C．若加速度足够小，则竖直挡板对球的弹力可能为零
D．若加速度不断的增大，斜面对球不仅有弹力，而且该弹力是一个定值
二、多项选择题
7．如图所示，用绳子OB将照明电灯拉离竖直方向，若保持OB绳水平，使电线OA与竖直方向的夹角θ增大，则下列说法中正确的是：
（）
A．绳OB的拉力增大
B．绳OB的拉力不变
C．电线OA的拉力增大
D．电线OA的拉力减小
8．2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京举行，跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一。
如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从O点由静止开始，在不借助其他外力的情况下，自由滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出，然后落到斜坡上的B点。
已知A点是斜坡的起点，光滑圆弧轨道半径为40m，斜坡与水平面的夹角θ＝30°，运动员的质量m＝50kg，重力加速度g＝10m/s2，忽略空气阻力。
下列说法正确的是（）
A．运动员从O点运动到B点的整个过程中机械能守恒
B．运动员到达A点时的速度为20m/s
C．运动员到达B点时的动能为10kJ
D．运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为
s
9．分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法正确的是___________（填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。
每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象
B．同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等
C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
E.两分子间的分子势能一定随距离的增大而增大
10．下列说法正确的是（）
A．机械波传播过程中即使遇见尺寸比机械波波长大一些的障碍物也能发生衍射
B．照相机镜头的偏振滤光片使水下影像清晰是因为增强了透射光
C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是干涉现象
D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流发射后又被仪器接收，测出发射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”利用多普勒效应原理
E.在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度
三、实验题
11．如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100匝，电阻r＝10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．求：
（1）交流发电机产生的电动势最大值；
（2）电动势的瞬时值表达式；
（3）电路中交流电压表的示数．
12．为了测量一只量程为0～3V、内阻值为数千欧的电压表的内阻，可采用一只电流表与它串联后接入电路．
（1）本实验测量电压表内阻依据的公式是________．
（2）若提供的实验器材有：
A．待测电压表；
B．电流表A1（0～0.6A，内阻约0.2Ω）；
C．电流表A2（0～100mA，内阻约2Ω）；
D．电流表A3（0～10mA，内阻约50Ω）；
E．滑动变阻器（0～50Ω，额定电流0.5A）；
F．直流电源（输出电压6V）；G．开关、导线．
为减小读数误差，多次测量取平均值．为顺利完成实验，应选用的实验器材为________（填英文序号）．
（3）画出实验电路图__________
四、解答题
13．如图所示，在矩形区域abcd内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场矩形区域的边长ab=L，ad=3L．一粒子源处在ad边中点O，在t=0时刻粒子源垂直于磁场发射出大量的同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与Od的夹角分布在0～180°范围内．已知在bc边能接受到的最早到达的粒子时间为t=t0，粒子在磁场中做圆周运动的半径R=L，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求
（1）粒子在磁场中的运动周期T；
（2）粒子的比荷；
（3）粒子在磁场中运动的最长时间。
14．冰壶比赛是在水平面上进行的体育项目，比赛场地如图所示，投掷线AB到圆心O点距离为30cm，比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O．为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰面光滑而减小减速时候的加速度．若不擦冰时，冰壶减速的加速度大小a1=0.08m/s2，擦冰面后动摩擦因数减小至a2=0.04m/s2．在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线AB中点处以2m/s的速度沿虚线滑出．
（1）若运动员不用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，冰壶将停在什么位置？
（2）为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员应该从离投掷线多远的地方开始用毛刷擦冰面一直擦到圆心O点？
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
A
D
A
B
D
二、多项选择题
7．AC
8．AB
9．BCD
10．ACD
三、实验题
11．
（1）
V或62.8V；
（2）
V或
V；
（3）
V或39.8V
12．
（1）
，
（2）A、D、E、F、G；（3）实验原理如图．
四、解答题
13．
（1）
（2）
（3）
14．
（1）
（2）
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图所示为某质点做直线运动的v—t图象。
已知t0时刻质点的速度为v0，2t0时刻质点的速度为2v0图中OA与AB是关于A点中心对称的曲线。
由此可求出的物理量有（）
A．0~t0时间内的位移
B．t0~2t0时间内的平均速度
C．0~2t0时间内的位移
D．2t0时刻的加速度
2．如图所示，某电路上接有保险丝、交流电压表、“220V900W”的电饭锅及“220V200W”的抽油烟机．现接入u=31lsin100πt（V）的交流电，下列说法正确的是
A．交流电压表的示数为311V
B．1s内流过保险丝的电流方向改变50次
C．电饭锅的热功率是抽油烟机的热功率的4.5倍
D．为保证电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于5A
3．如图所示，分别在M、N两点固定放置两个点电荷
和
，以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点。
下列说法正确的是
A．A点场强小于B点场强
B．C点场强与D点场强相同
C．A点电势小于B点电势
D．将某正电荷从C点移到O点，电场力不做功
4．小明将一辆后轮驱动的电动小汽车，按图示方法置于两个平板小车上，三者置于水平实验桌上．当小明用遥控器启动小车向前运动后，他看到两个平板小车也开始运动，下列标出平板小车的运动方向正确的是
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，甲、乙两种粗糙面不同但高度相同的传送带，倾斜于水平地面放置。
以同样恒定速率v向上运动。
现将一质量为m的小物体（视为质点）轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v。
已知B处离地面高度为H，则在物体从A到B的运动过程中（）
A．两种传送带对小物体做功相等
B．将小物体传送到B处，两种传送带消耗的电能相等
C．两种传送带与小物体之间的动摩擦因数甲的大
D．将小物体传送到B处，两种系统产生的热量相等
6．如图所示，小方块代表一些相同质量的钩码，图甲中O为轻绳之间连接的结点，图乙中光滑的轻质小滑轮跨在轻绳上悬挂钩码，两装置处于静止状态，现将图甲中B滑轮的端点B稍稍右移一些，图乙中的端点B稍稍向上移动一些（图乙中的绳长不变），则关于θ角和OB绳的张力F的变化，下列说法正确的是（）
A．图甲、乙中的θ角均增大，F均不变
B．图甲、乙中的θ角均不变，F均不变
C．图甲中θ角增大、图乙中θ角不变，张力F均不变
D．图甲中θ角减小、F不变，图乙中θ角增大、F减小
二、多项选择题
7．如图所示，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨间距为L，导轨下端接有阻值为R的电阻，导轨电阻不计。
斜面处在方向竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中，电阻不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F作用。
已知金属棒从静止开始沿导轨下滑，它在滑下高度h时的速度大小为v，重力加速度为g，则在此过程中（）
A．金属棒损失的机械能为
B．金属棒克服安培力做的功为
C．电阻R上产生的焦耳热为
D．电阻R通过的电荷量为
8．下列说法中正确的是________
A．观看3D电影《复仇者联盟4》时，所佩戴的眼镜利用了光的衍射知识
B．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象
C．手机上网时用的Wifi信号属于无线电波
D．红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变
E.分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更宽
9．半径为R的圆桶固定在小车上，有一个光滑的小球静止在圆桶最低点，如图所示
小车以速度v向右匀速运动，当小车遇到障碍物时，突然停止运动，在这之后，关于小球在圆桶中上升的高度的判断，正确的是
A．不可能等于
B．不可能大于
C．不可能小于
D．不可能等于2R
10．关于一定量的气体，下列说法正确的是（）
A．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
B．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
C．气体在等压膨胀的过程中温度一定升高
D．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
三、实验题
11．如图所示为“弹球游戏”中的轨道设置示意图，游戏中左、右手分别在A点和B点同时弹击，若在出口E处两球成功撞击即获得积分．已知
=4m，
=6m，
=5m，假设弹球均以10m/s的速度匀速运动，则成功完成一次操作需要多少时间？
（保留2位有效数值）
12．一小球在某未知星球上作平抛运动，现对小球在有坐标纸的背最屏前采用频闪数码照相机连续拍摄，然后对照片进行合成，如图所示。
A、B、C为连续三次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图所示，已知该照片的实际背景屏方格的边长均为4cm（不计空气阻力），则由以上及图信息可推知：
（1）小球平抛的初速度大小是_______m/s；
（2）该星球表面的重力加速度为_______m/s²；
（3）若取A为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立直角坐标系，则小球做平抛运动的初位置坐标为：
x=_____cm；y=______cm。
四、解答题
13．A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10m/s,B车在后,其速度vB=20m/s,因大雾能见度低,B车在距A车x0=50m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过100m才能停止,问:
B车刹车时A车仍按原速率行驶,两车是否会相撞?
若会相撞,将在B车刹车后何时相撞?
若不会相撞,则两车最近距离是多少?
14．如图所示，两滑块放在光滑的水平面上，中间用一细线相连，轻杆OA、OB搁在滑块上，且可
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