新高考物理模拟题分项汇编第五期专题17 热学原卷版.docx

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新高考物理模拟题分项汇编第五期专题17热学原卷版

专题17热学

1．（2021·湖南娄底市高三零模）下列说法正确的是（　　）

A．气体的内能包括气体分子的重力势能

B．同种物质不可能以晶体和非品体两种不同的形态出现

C．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡。

那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡

D．知道阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该气体中分子间的平均距离

E.土壤里有很多毛细管，若要防止把地下的水分沿着它们引到地表，可将地面的土壤锄松

2．（2021·广东高三模拟）以下说法正确的是（　　）

A．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果

B．大颗粒的盐磨成了细盐，就变成了非晶体

C．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性

D．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大

E.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力

3．（2021·湖南怀化市高三一模）某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作。

该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成，如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体。

A．在状态a和c时的内能可能相等

B．在a→b过程中，外界对其做的功全部用于增加内能

C．b→c过程中增加的内能大于d→a过程中减少的内能

D．d→a过程单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少

E.在一次循环过程中吸收的热量等于放出的热量

4．（2021·天津河东区高三一模）新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示。

闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。

储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，则下列说法正确的是（　　）

A．充气过程中，储气室内气体分子数增多且分子运动剧烈程度增加

B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能不变

C．充气过程中，储气室内气体内能不变

D．喷液过程中，储气室内气体吸收热量对外界做功

5．（2021·广东高三模拟）下列说法正确的是（　　）

A．布朗运动就是分子的无规则运动

B．布朗运动说明分子做无规则运动

C．温度是分子热运动平均动能的标志

D．温度是分子热运动平均速率的标志

E.分子力表现为引力时，分子间距离减小，分子势能也一定减小

6．（2021·广东高三模拟）下列说法中正确的是______。

A．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大

B．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性，由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行

C．气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关

D．一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，其吸收的热量大于增加的内能

E.当分子间的引力与斥力相等时分子势能最大

7．（2021·北京东城区高三一模）对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）

A．气体温度升高，每一个气体分子的动能都增大

B．气体温度升高，气体内能一定增大

C．若压缩气体做功，气体分子的无规则运动一定更剧烈

D．若气体膨胀对外做功100J，则内能一定减少100J

8．（2021·山东高三模拟）如图所示为一定质量理想气体状态变化的p-t图像。

图中BA的延长线过（–273，0）点，CB平行于t轴，则下列说法正确的是（　　）

A．气体由状态A变为状态B，外界对气体做功

B．气体由状态C变为状态A，气体吸收热量

C．气体在状态B时的分子数密度比在状态C时的大

D．气体在状态B时的分子数密度比在状态A时的大

9．（2021·北京丰台区高三一模）两个分子间的作用力的合力F与分子间距离r的关系如图所示，假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，下列说法正确的是（　　）

A．在r由无限远到趋近于0的过程中，F先变小后变大

B．在r由无限远到趋近于0的过程中，F先做正功后做负功

C．在r由无限远到趋近于0的过程中，分子势能先增大后减小再增大

D．在r=r0处分子势能为零

10．（2021·天津高三一模）为做好新冠肺炎疫情防控，学校用如图所示的压缩式喷雾器对教室走廊等场所进行消杀工作。

给储液罐打足气，打开开关就可以让药液喷撒出来。

若罐内气体温度保持不变，随着药液的不断喷出，则罐内气体（　　）

A．内能不断减小B．压强不断减小C．外界对气体做功D．气体对外放热

11．（2021·天津高三模拟）如图所示为模拟气体压强产生机理的演示实验。

操作步骤如下：

①把一颗豆粒从距秤盘20cm处松手让它落到秤盘上，观察指针摆动的情况；②再把100颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况；③使这些豆粒从更高的位置均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动的情况。

下列说法正确的是（　　）

A．步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系

B．步骤②和③模拟的是气体压强与分子密集程度的关系

C．步骤②和③模拟的是大量气体分子分布所服从的统计规律

D．步骤①和②模拟的是大量气体分子频繁碰撞器壁产生压力的持续性

12．（2021·重庆高三二模）一定质量的理想气体，状态由a变到b，再由b变到c，其压强和体积的关系如题图甲所示，根据

图象，下列说法正确的是______。

A．由a变到b，温度升高，放热B．由a变到b，温度降低，放热

C．由b变到c，温度不变，放热D．由b变到c，温度不变，吸热

13．（2021·广东高三模拟）在新冠肺炎防疫期间，特别是进入冬季时，进口冷链物品和公共场所需要及时消毒。

如图所示为某种型号的背负式手压消毒喷雾器，其贮液筒的总容积为

，每次都装入

的药液，然后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒通过单向阀门每次能压入

400cm3、

1atm的空气，外界大气压也为

1atm。

试求：

（ⅰ）若整个打气过程中气体的温度保持不变，筒内药液未喷出，要使贮液筒中空气的压强达到

4atm，打气筒应打压几次；

（ⅱ）若外界大气的温度为

，贮液筒是用绝热材料制成的，在某次装入药液后将贮液筒密封，打气筒连续打压

次后，打开喷嘴喷雾，筒内药液恰好全部喷完（不考虑喷管内药液体积、高度及药液的导热性），则最后贮液筒内气体的温度

是多少℃。

（T=273+t，结果保留三位有效数字）

14．（2021·重庆高三二模）如题图乙所示，竖直放置的U形玻璃管左端封闭，右端开口，两管水银面等高，左管封闭的理想气体气柱长8cm，大气压强p0＝75cmHg．现给左管封闭气体缓慢加热，使封闭气柱长度变为8.5cm，求：

（1）加热后封闭气体的压强p；

（2）保持加热后的温度不变，为使封闭气柱长度变回8cm，从右端再次注入的水银柱长度l。

15．（2021·济南市历城第二中学高三模拟）一端封闭导热的U型管中用水银封闭一定质量的理想气体，U型管两端连线与直管垂直，当U型口向上、直管竖直放置时，管中两水银面等高，如图（a），此时封闭气体柱长度为

，两侧管中轴距离为d；大气压强为

，室内温度不变，压强以“cmHg”为单位，长度单位为“cm”。

回答下面问题：

（1）若将U型管在管平面内缓慢逆时针转过

成图（b），或顺时针缓慢转过

成图（c），求（b）（c）两图中封闭气体柱长度之比

；

（2）若U型管从图（c）继续顺时针缓慢转动，当左侧管中水银恰好与管口相齐时两侧管中水银面连线恰好在竖直方向上如图（d），已知

cm，

cm。

求大气压强

。

16．（2021·广东高三模拟）如图所示，导热的圆柱形汽缸固定在水平桌面上，横截面积为S、质量为m1的活塞封闭着一定质量的气体（可视为理想气体），活塞与汽缸间无摩擦且不漏气．总质量为m2的砝码盘（含砝码）通过左侧竖直的细绳与活塞相连．当环境温度为T时，活塞离缸底的高度为h.现使活塞离缸底的高度为

，求：

（1）当活塞再次平衡时，环境温度是多少？

（2）保持

（1）中的环境温度不变，在砝码盘中添加质量为Δm的砝码时，活塞返回到高度为h处，求大气压强。

17．（2021·辽宁朝阳市高三一模）2019年12月以来，新型冠状病毒疫情给世界经济带来很大影响。

勤消毒是一个很关键的防疫措施。

如图所示是某种防疫消毒用的喷雾消毒桶及其原理图。

消毒桶的总容积为10L，装入7L的药液后再用密封盖将消毒桶密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入

的1atm的空气，设整个过程温度保持不变，求：

（1）要使消毒桶中空气的压强达到5atm，打气筒应打压几次？

（2）在贮气筒中空气的压强达到5atm时，打开喷嘴使其喷雾，直到内、外气体压强相等时不再向外喷消毒液，消毒筒内是否还剩消毒液？

如果剩下的话，还剩下多少体积的消毒液？

如果剩不下了，喷出去的气体质量占原来喷消毒液前消毒桶内气体质量的多少？

18．（2021·山东青岛市高三一模）如图，绝热气缸a与导热气缸b、c均固定于地面，由刚性杆连接着的两个绝热活塞均可在气缸内无摩擦滑动。

开始时a、b两个气缸内装有体积相等、温度均为T0的理想气体，真空气缸c的容积与此时a、b两个气缸中的气体体积相等，通过阀门与气缸b相连。

现将阀门打开，稳定后，a中气体压强为原来的0.6倍，环境温度保持不变。

（1）求稳定后气缸a中气体的温度；

（2）请用热力学第一定律解释上述过程气缸a中气体温度变化的原因。

19．（2021·辽宁抚顺市高三一模）在如图甲所示，粗细均匀的L形细玻璃管

，

、

两部分长度均为20cm，

部分水平、右端开口，管内充满水银，

部分竖直、上端封闭一定质量的理想气体。

现将玻璃管在竖直平面内绕O点逆时针方向缓慢旋转53°，如图乙所示，此时被封闭的气柱长度为x。

缓慢加热管内封闭气体至温度T，使管内水银恰好不能溢出管口。

已知大气压强为

，室温为27℃。

求：

（

，

，

，结果保留三位有效数字）

（1）气柱长度x；

（2）温度T。

20．（2021·北京西城区高三一模）在研究物理学问题时，为了更好地揭示和理解物理现象背后的规律，我们需要对研究对象进行一定的概括和抽象，抓住主要矛盾、忽略次要因素，建构物理模型。

谐振子模型是物理学中在研究振动问题时所涉及的一个重要模型。

（1）如图1所示，在光滑水平面上两个物块A与B由弹簧连接（弹簧与A、B不分开）构成一个谐振子。

初始时弹簧被压缩，同时释放A、B，此后A的v-t图像如图2所示（规定向右为正方向）。

已知mA=0.1kg，mB=0.2kg，弹簧质量不计。

a.在图2中画出B物块的v-t图像；

b.求初始时弹簧的弹性势能Ep。

（2）双原子分子中两原子在其平衡位置附近振动时，这一系统可近似看作谐振子，其运动规律与

（1）的情境相似。

已知，两原子之间的势能EP随距离r变化的规律如图4所示，在r=r0点附近EP随r变化的规律可近似写作

，式中

和k均为常量。

假设原子A固定不动，原子B振动的范围为

，其中a远小于r0，请画出原子B在上述区间振动过程中受力随距离r变化的图线，并求出振动过程中这个双原子系统的动能的最大值。

21．（2021·山东枣庄市高三二模）近年来，科学家发现，距离地球12.5光年的位置有一颗类地行星——带加登C星。

它的地表有辽阔的湖面，不过湖里不是液态的水，而是液态二氧化碳。

假设该液态二氧化碳的密度为

，湖面下方

的压强为

、下方

处的压强为

。

求：

（1）该行星表面的重力加速度

的大小；

（2）假设在该行星表面有一个开口向下、竖直静止放置的导热良好的均匀气缸，气缸深为

。

其中活塞横截面积为

，活塞质量可忽略不计.当活塞下面悬挂一个质量为

的重物时，活塞恰好位于气缸口处；取下重物，将气缸缓慢旋转到竖直开口向上，然后把相同的重物放在活塞上，待稳定后，活塞到气缸口的距离是多少.假设行星表面处的气温不变。

（结果保留三位有效数字）

22．（2021·福建高三二模）气压式升降椅内的气缸填充了氮气，气缸上下运动支配椅子升降。

如图乙所示为其简易结构示意图，圆柱形气缸与椅面固定连接，总质量为

。

横截面积为

的柱状气动杆与底座固定连接。

可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量氮气（视为理想气体），稳定后测得封闭气体柱长度为

。

设气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。

已知大气压强为

，环境温度不变，重力加速度为

。

求：

（1）初始状态封闭气体的压强；

（2）若把质量为

的重物放在椅面上，稳定后椅面下降的高度。

23．（2021·湖南邵阳市高三一模）如图所示，粗细均匀的U形玻璃管，左侧管开口向上，右侧管口封闭，两管口上端齐平，管内用水银封闭了一段气体，右管中封闭气柱高h1=10cm，左右液面高度差△h=4cm，右管中水银柱的长度大于6cm，设大气压等于76cmHg，环境温度为27°C

（1）若对封闭气体缓慢降温，使左管中水银与右管中水银液面对齐，求气体最终的温度；

（2）若对封闭气体缓慢升温，使左管中水银刚好不溢出管口，求气体最终的温度。

24．（2021·河北高三一模）如图，某材料制备系统由供气瓶、反应室、加热器和真空泵等设备组成。

供气瓶的容积为

，储存的气体压强为

，反应室的容积为

。

制备材料前，反应室处于真空状态，关闭所有阀门。

制备材料时，先打开阀门1，供气瓶向反应室缓慢供气，当反应室气压达到

时，关闭阀门1；对反应室内气体缓慢加热，使其从室温

升到

，进行材料合成。

实验结束后，待反应室温度降至室温，将其抽至真空状态。

环境温度恒定，忽略材料体积，气体不参与反应。

（1）加热后，求反应室内气体的压强（结果保留3位有效数字）。

（2）当供气瓶剩余气体压强降到

时，需更换新的供气瓶，供气瓶最多能给反应室充气多少次？

25．（2021·广东高三模拟）如图所示，长为31cm内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长度为10cm，温度为27℃，外界大气压强p0=75cmHg。

若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，求：

（1）这时留在管内的水银柱的长度l；

（2）缓慢转回到开口竖直向上，且外界温度降为-28℃时，需要加入多长水银柱，才使水银柱的上端恰好重新与管口齐平。

26．（2021·广东高三模拟）如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形细管，管道水平部分长为L、竖直部分长1.5L，管内有一段长度为L的水银柱封闭一段气柱。

U形管静止不动时水银柱恰好在管道的水平部分，当U形管绕开口臂的轴线匀速转动时，处于U形管水平部分的水银柱的长度为

。

设水银的密度为

（kg/

），大气压强是

（Pa）。

求：

（1）U形管转动的角速度

为多大？

（不考虑气体温度的变化）

（2）不断增大角速度

，能否使水银柱全部进入封闭端竖直管内？

（只要回答“能”或“否”即可）

27．（2021·湖南娄底市高三零模）如图所示，开向下的汽缸内封闭有一定质量的气体，缸体质量为m。

活塞橫截面积为S。

活塞与直立在地面上的粗弹簧接触，活塞和缸体悬在空中，活塞与汽缸无摩擦且不漏气，活塞离缸体底部的距离为h。

活塞与缸体的导热性能良好，大气压强为p，环境温度为

，重力加速度为g。

现使环境温度缓慢升高。

使缸体上升

的高度、此过程气体吸收的热量为Q。

求：

（1）环境温度升高了多少：

（2）此过程气体的内能增量为多少。

28．（2021·江西高三二模）一定质量的理想气体的状态按图中箭头方向的顺序变化，其中AB延长线过原点，BC平行于T轴，A、B、C状态下的温度已在图中标示（为已知），其中C状态下气体体积为20L，求：

（1）A、B状态下的体积；

（2）若整个过程做功为60J，求A状态下的气体压强。

29．（2021·湖南怀化市高三一模）体育课上某同学发现一只篮球气压不足，用气压计测得球内气体压强为1.2atm，已知篮球内部容积为7.5L。

现用简易打气筒给篮球打气，每次能将0.2L、1.0atm的空气打入球内，已知篮球的正常气压范围为1.5~1.6atm。

忽略球内容积与气体温度的变化。

为使篮球内气压回到正常范围，求需打气的次数范围。

30．（2021·福建福州市高三二模）如图所示，竖直放置、上端开口的绝热气缸底部固定一电热丝（图中未画出）．面积为S的绝热活塞位于气缸内，下端封闭着理想气体，当热力学温度为

时，活塞距气缸底部的高度为h；现用电热丝缓慢加热，当气体吸收的热量为Q时，活塞上升了

。

则气缸内气体内能的变化量______（填“大于”“等于”或“小于”）Q，此时气缸内气体的热力学温度为______。