高考物理5模拟试题汇编专题17热学原卷版.docx
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高考物理5模拟试题汇编专题17热学原卷版.docx
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高考物理5模拟试题汇编专题17热学原卷版
专题17热学
1.(2020届四川省绵阳市高三四模)关于气体的内能,下列说法正确的是______。
A.气体被压缩时,内能可能不变
B.质量和温度都相同的气体,内能一定相同
C.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
D.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大
E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加
2.(2020届四川省绵阳市高三四模)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。
己知空气在1个大气压、温度Ta时的密度为
,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。
(1)求该热气球所受浮力的大小:
(2)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m。
3.(2020届安徽省马鞍山市高三第二次质监)氧气分子在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如图中曲线所示。
下列说法中正确的是______。
A.100℃时也有部分氧气分子速率大于900m/s
B.曲线反映100℃时氧气分子速率呈“中间多,两头少”的分布
C.在100℃时,部分氧气分子速率比较大,说明内部也有温度较高的区域
D.100℃时,400~500m/s的速率分子数比0~400m/s的速率分子数多
E.温度降低时,氧气分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比的最大值将向速率小的方向移动
4.(2020届安徽省马鞍山市高三第二次质监)如图所示,在两端封闭、导热良好、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气,U形管两端竖直朝上。
环境温度为240K时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=24cm和l2=16cm,左边气体的压强为20cmHg。
现改变环境温度,使左侧竖直管内水银液面下降1cm(左侧竖直管内仍有水银)。
求此时的环境温度。
5.(2020届福建省南平市高三第一次合质检)下列说法正确的是___________。
A.当分子间的距离增大时,分子间引力增大、斥力减小
B.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大
C.第二类永动机违反了热力学第二定律
D.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大
E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
6.(2020届福建省南平市高三第一次合质检)如图所示,一竖直放置、内壁光滑的柱形绝热气缸内置加热丝,用质量不计的绝热活塞封闭一定质量的理想气体,开始时气体温度为27℃,活塞距气缸底部的高度为h1=0.5m,现给气缸内气体缓慢加热,当气缸内气体吸收了450J的热量时温度升高了
。
已知活塞的横截面积为S=5.0×10-3m2,外界大气压为p0=1.0×105Pa,求:
①温度升高了
时活塞距离气缸底部的高度h2;
②此加热过程中气缸内气体增加的内能
。
7.(2020届安徽省宣城市高三第二次调研)下列说法正确的是__________。
A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性
B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故
C.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大
D.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素
E.当温度升高时,物体内每一个分子热运动的速率一定都增大
8.(2020届安徽省宣城市高三第二次调研)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图像如图所示。
已知该气体在状态A时的温度为27℃,气体由状态B到C过程从外界吸收热量
,求:
(i)该气体在状态C时的温度;
(ii)该气体从状态B到状态C的过程中内能变化量。
9.(2020届东北三省四市教研联合体高三模拟)关于热力学定律,下列说法中错误的是。
A.对物体持续降温冷却后可以把它的温度降为绝对零度
B.三个系统a、b、c,若a与b内能相等,b与c内能相等,则根据热平衡定律a与c接触时一定不会发生热交换
C.热量可以从低温物体传递到高温物体
D.自然界的能量是守恒的,所以我们可以不必节约能源
E.一定量的理想气体经过绝热压缩其内能一定增大
10.(2020届东北三省四市教研联合体高三模拟)如图所示,A、B是两只容积为V的容器,C是用活塞密封的气筒,它的工作体积为0.5V,C与A、B通过两只单向进气阀a、b相连,当气筒抽气时a打开、b关闭,当气筒打气时b打开、a关闭。
最初A、B两容器内气体的压强均为大气压强p0,活塞位于气筒C的最右侧。
(气筒与容器间连接处的体积不计,气体温度保持不变)求:
(i)以工作体积完成第一次抽气结束后气筒C内气体的压强p1;
(ii)现在让活塞以工作体积完成抽气、打气各2次后,A、B容器内的气体压强之比。
11.(2020届福建泉州市普通高中高三第一次质量检测)某同学发现自行车轮胎内气体不足,于是用打气筒打气。
假设打气过程中,轮胎内气体的体积和温度均不变,则在打气过程中,下列说法正确的是__________。
A.轮胎内气体的总内能不断增加
B.轮胎内气体分子的平均动能保持不变
C.轮胎内气体的无规则运动属于布朗运动
D.轮胎内气体分子间斥力增大使得胎内气压增大
E.轮胎内气体单位时间内碰撞胎壁的分子数不断增多
12.(2020届福建泉州市普通高中高三第一次质量检测)如图,导热性能良好的气缸,质量M=18kg、高L=1.02m,开口向上放置在水平地面上,气缸中有横截面积
、质量m=2kg的活塞,活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内。
当外界温度t=27℃、大气压
Pa时,气柱高度h=0.80m,不计气缸和活塞的厚度及两者间的摩擦,取g=10m/s2,求:
(i)气柱高度h=0.80m时气缸内的气体压强p1;
(ii)气温保持不变,在活塞上施加竖直向上并缓慢增大的拉力F,请通过分析判断最终气缸能否被提离地面。
13.(2020届广东省模拟)下列说法正确的是( )
A.内能不同的物体,分子热运动的平均动能可能相同
B.煤堆在墙角时间长了,墙内部也变黑了,证明分子在永不停息地运动
C.液体与大气相接触,表面层分子受内部分子的作用表现为引力
D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大
E.根据热力学第二定律可知热量能够从高温物体传到低温物体,但不可能从低温物体传到高温物体
14.(2020届广东省模拟)如图,绝热圆筒长为2L、横截面积为S,筒内有压强为P0、温度为T0的气体,与杆相连的活塞将筒内气体分成相等的A、B两部分,现用导热材料将圆筒两端封闭。
杆和活塞都是绝热的、体积不计,接触处均不漏气,但可以无摩擦地移动。
现缓慢拉动杆使活塞向左移动
到达图中a处时静止。
(1)求活塞停在a处时,杆受到的拉力;
(2)改变A部分的温度,使得撤去杆的拉力时,活塞仍停在a处,求此时A部分的温度。
15.(2020届广东省深圳市高三第一次调研)一切热现象都是由组成物体的大量微观粒子的无规则运动在总体上的宏观表现,关于热现象下列说法正确的是________。
A.温度越高,分子热运动的平均动能越大
B.分子间的引力与斥力相等时,分子势能最小
C.布朗运动是分子的无规则热运动
D.绝对湿度相同的情况下,温度越高,相对湿度越低
E.热力学第二定律可表述为:
不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
16.(2020届广东省深圳市高三第一次调研)趣味运动“充气碰碰球”如图所示,用完全封闭的
薄膜充气膨胀成型,人钻入洞中,进行碰撞游戏。
充气之后碰碰球内气体体积为
,压强为
。
碰撞时气体最大压缩量为
(不考虑碰撞时气体温度变化),外界大气压
。
求
(ⅰ)压缩量最大时,球内气体的压强;
(ⅱ)为保障游戏安全,球内气体压强不能超过
。
那么,在早晨17℃环境下充完气的碰碰球(
),是否可以安全地在中午37℃的环境下游戏碰撞,请通过计算判断(忽略升温引起的球内容积变化)
17.(2020届江西省吉安市高三一模)一定质量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2.5×104J,气体对外界做功1.0×104J,则关于理想气体的叙述正确的是()
A.气体的温度一定升高
B.气体的内能一定减少
C.气体的压强一定不变
D.分子的平均动能一定增大
E.分子间平均距离一定增大
18.(2020届江西省吉安市高三一模)如图所示,一篮球内气体的压强为p0,温度为T0,体积为V0。
用打气筒对篮球充入压强为p0,温度为T0的气体,已知打气筒每次压缩气体的体积为
V0,一共打气20次,假设篮球体积不变,最终使篮球内气体的压强为4p0。
充气过程中气体向外放出的热量为Q,已知气体的内能与温度的关系为U=kT(k为常数)。
求:
(1)第一次打入气体后,篮球的压强变为多少?
(可认为篮球内气体温度不变)
(2)打气筒在篮球充气过程中对气体做的功是多少?
19.(2020届江西省九江市高三第二次模拟)关于液体,下列叙述中正确的是。
A.露珠呈球形是因为液体的表面张力的缘故
B.液体的表面张力垂直于液面指向液体的内部
C.液体与固体接触的附着层分子如果比液体内部更稀疏,则液体与固体表现为浸润
D.对特定的液体和特定材质的毛细管,管的内径越小毛细现象越明显
E.加上不同的电压可以改变液晶的光学性质
20.(2020届江西省九江市高三第二次模拟)如图所示,竖直放置在粗糙水平面上的汽缸,汽缸里封闭一部分理想气体。
其中缸体质量M=4kg,活塞质量m=4kg,横截面积S=2×10-3m2,大气压强p0=1.0×105Pa,活塞的上部与劲度系数为k=4×102N/m的弹簧相连,挂在某处。
当汽缸内气体温度为227℃时,弹簧的弹力恰好为零,此时缸内气柱长为L=80cm。
求:
(i)当缸内气体温度为多少K时,汽缸对地面的压力为零;
(ii)当缸内气体温度为多少K时,汽缸对地面的压力为160N。
(g取10m/s2,活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦)
21.(2020届辽宁省大连市高三第一次模拟)下列说法中正确的是。
A.无论对物体如何进行冷却,都不能把它的温度降为绝对零度
B.三个热力学系统A、B、C,若A与B内能相等,B与C内能相等,则根据热平衡定律A与C接触时不会发生热交换
C.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小
D.阳光下看到细小的尘埃飞扬,是固体颗粒在空气中做布朗运动
E.一定温度下饱和汽的分子数密度是一定的,温度升高,饱和汽的分子数密度增大
22.(2020届辽宁省大连市高三第一次模拟)如图所示,A、B是两只容积为V的容器,用一只气筒C与它们相连,气筒C内有密封良好的可自由移动的活塞,气筒C的容积为0.5V。
a、b是两只单向进气阀,当气筒抽气时a打开、b关闭,当气筒打气时b打开、a关闭。
最初A、B两容器内空气的压强均为p0,活塞位于气筒C的最右侧。
已知活塞从气筒C的最右侧运动到最左侧完成一次抽气,从最左侧运动到最右侧完成一次打气(活塞的体积和气筒与容器间连接处的体积不计,气体温度保持不变),求:
(i)活塞第一次抽气结束后C内气体的压强p;
(ii)活塞完成抽气、打气各2次后,A、B容器内的气体压强之比。
23.(2020届辽宁省葫芦岛市高三第一次模拟)下列说法正确的是________。
A.若两分子间距离增大,分子势能一定增大
B.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小
C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关
D.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加
E.某些晶体可以转化为非晶体,但非晶体不可能转化为晶体
24.(2020届辽宁省葫芦岛市高三第一次模拟)2019年12月以来,我国部分地区突发疫情,给人民的生命及身心健康带来极大威胁。
在国家正确指引和全国人民共同努力下,目前已取得可喜的成果。
在医疗期间,氧气瓶成了每个重症患者的必备品,假设一氧气瓶的容积为0.16m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压.某医院一患者每天消耗1个大气压的氧气0.96m3,当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气.氧气的温度保持不变,氧气瓶中的氧气视为理想气体。
求:
这瓶氧气重新充气前可供该患者使用几天?
25.(2020届陕西省西安中学高三第三次模拟)下列说法中正确的有________。
A.悬浮在液体中的固体的分子所做的无规则运动叫做布朗运动
B.金属铁有固定的熔点
C.液晶的光学性质具有各向异性
D.由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离,故液体表面存在表面张力
E.随着高度的增加,大气压和温度都在减小,一个正在上升的氢气球(体积不变)内的氢气内能减小
26.(2020届陕西省西安中学高三第三次模拟)如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞面积S=100cm2活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。
此时,缸内气体的温度为27
,活塞正位于气缸正中,整个装置都静止。
已知大气压恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2求:
(a)缸内气体的压强p1;
(b)缸内气体的温度升高到多少
时,活塞恰好会静止在气缸缸口AB处?
27.(2020届湘赣皖长郡中学十五校高三第二次联考)下列说法正确的是( )
A.晶体熔化时吸收热量,分子平均动能一定增大
B.布朗运动并不是分子的运动,但间接证明了分子在永不停息地做无规则运动
C.一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程,则气体对外界做功,气体分子的平均动能减小
D.一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热
E.电冰箱的制冷系系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,违背了热力学第二定律
28.(2020届湘赣皖长郡中学十五校高三第二次联考)如图所示,左右两个容器的侧壁都是绝热的,底部都是导热的且截面积均为S。
左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭。
两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。
容器内两个绝热的轻活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气。
大气的压强p0,温度为T0,两个活塞质量可忽略不计。
系统平衡时,各气体柱的高度如图所示。
现将系统的底部浸入恒温热水槽中,第二次平衡时A上升了一定的高度。
接着在A上缓慢加入一定质量的细沙,使活塞A回到第一次平衡的位置,此时氢气柱高度为0.8h。
氮气和氢气均可视为理想气体。
求:
(1)第二次平衡时氮气的气柱总长;
(2)恒温热水槽中热水的温度。
29.(2020届重庆市高三第二次调研)下列说法正确的是( )
A.有人设想用降低海水的温度可以得到大量的能量,相当于一个很好的永动机。
这样做不能成功,因为它违反能量守恒定律
B.当将橡皮筋拉伸时,橡皮筋内分子的引力和斥力都减小,斥力减小得较快
C.布朗运动是说明分子运动的重要实验事实,它是指悬浮在液体中的固体分子的运动
D.已知水分子的质量和水的摩尔质量,可以算出阿伏伽德罗常数
E.一定质量的理想气体发生状态变化时,其状态参量p、V、T的变化情况可能是p和T增大、V减小
30.(2020届重庆市高三第二次调研)如图所示,内壁光滑的气缸竖直放置,在距气缸底部
处有一与气缸固定连接的卡环,活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体。
当气体的温度T1=300K、大气压强
时,活塞与气缸底部之间的距离
,已知活塞面积为50cm2,不计活塞的质量和厚度。
现对缸内气体加热,使活塞缓慢上升,当温度上升至
时,求:
(1)封闭气体此时的压强
(2)该过程中气体对外做的功
31.(2020届广东省佛山市高三二模)我国南方经常会出现“回南天”和“闷热”天气,而北方的冬季会特别“干冷”,以下关于这些气候特点的说法正确的是( )
A.“回南天”空气的相对湿度较大,温度低的地砖墙壁等物体表面处的水蒸气很容易达到饱和状态
B.“闷热”天气空气中氧气分子的平均动能可能和“干冷”空气中水分子的平均动能相等
C.“干冷天”与“回南天”的空气比较,只是绝对湿度低,但相对湿度不一定低
D.南方的夏天之所以让人觉得“闷热”,是因为在相对湿度高且空气不流通的环境中皮肤表面的水分难蒸发,不容易散热
E.中午在阳光照射下,气温升高,若大气压强不变,则空气分子间平均距离一定增大了
32.(2020届广东省佛山市高三二模)一体积恒定的绝热气缸如图竖直放置,可以自由移动的绝热活塞质量为5.0kg,面积为1.0×10-2m2。
活塞上设有一通气阀,用插销将活塞固定在气缸的正中央,关闭通气阀将缸内同种气体分隔成质量相同的A、B两部分。
现已知A气体的压强为1.0×105Pa,温度为27℃。
不计活塞摩擦,g取10m/s2。
求
(i)若要让活塞在拔出插销后仍能维持在原位置不动,则B气体的压强及温度应分别多大?
(拔出插销时气体不会外泄)
(ii)若插上插销,固定活塞,打开通气阀,让气体充分混合后再升温至357℃,则此时缸内气体压强多大(通气孔体积可忽略不计)?
33.(2020届广东省茂名市高三第二次综合测试)下列说法正确的是_______
A.温度升高,物体内每一个分子运动的速率都增大
B.空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增加
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故
E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
34.(2020届广东省茂名市高三第二次综合测试)如图所示,长31cm内径均匀的细玻璃管,开口向上竖直放置,齐口水银柱封住10cm长的空气柱,此时气温为27℃。
若把玻璃管在竖直平面内顺时针缓慢转动半周,发现水银柱长度变为15cm,继续转动半周,然后对封闭空气柱加热使水银柱刚好与管口相平。
求:
(1)大气压强的值;
(2)回到原处加热到水银柱刚好与管口相平时气体的温度。
35.(2020届河北省唐山市高三第一次模拟)下列说法正确的是_____________。
A.在完全失重的环境中,空中的水滴是个标准的球体
B.气体的内能是分子热运动的平均动能与分子势能之和
C.晶体有固定的熔点且物理性质具有各向异性
D.气体的温度变化时,气体分子的平均动能一定也变化
E.金属是多晶体,在各个方向具有相同的物理性质
36.(2020届河北省唐山市高三第一次模拟)如图所示,水平放置的汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞的质量m=10kg,横截面积S=100cm2,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气,活塞到汽缸底部的距离L1=11cm,到汽缸口的距离L2=4cm。
现将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置,待稳定后对缸内气体逐渐加热,使活塞上表面刚好与汽缸口相平。
已知g=10m/s2,外界气温为27°C,大气压强为1.0×105Pa,活塞厚度不计,求:
(i)活塞上表面刚好与汽缸口相平时气体的温度是多少?
(ii)在对缸内气体加热的过程中,气体膨胀对外做功,同时吸收Q=350J的热量,则气体增加的内能∆U多大?
37.(2020届河南省焦作市高三第三次模拟)下列说法中正确的是()
A.若分子引力做正功,则分子斥力一定做负功,分子间的引力和斥力是相互作用力
B.不论是单晶体还是多晶体,都具有确定的熔点,非晶体不具有确定的熔点
C.一定质量的理想气体,在等压膨胀的过程中,吸收的热量等于封闭气体对外做的功
D.若空气的压强是8×102Pa,同温度下水蒸气的饱和汽压为2.0×103Pa,则此温度下空气的相对湿度是40%
E.涉及热运动的宏观过程都有方向性,一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行
38.(2020届河南省焦作市高三第三次模拟)如图所示,内壁光滑的气缸固定在水平地面上,活塞的质量为m=1kg、面积为S=10cm2,一劲度系数为k=200N/m的弹簧一端连接在活塞下表面的中心,另一端连接在地面上水平放置的力传感器上,弹簧处于竖直状态。
已知活塞上方被封闭的理想气体压强为p1=8×104Pa,长度为L=15cm,温度为T=300K,活塞下方的气体和外界大气是连通的,外界大气压强p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2。
(1)求弹簧的形变量;
(2)通过给电阻丝通电,缓慢升高封闭气体的温度,当传感器的示数大小和未加热气体时的示数大小相同时,求此时封闭气体的温度。
39.(2020届黑龙江省哈尔滨市三中高三第二次模拟)已知铜的摩尔质量为M(kg/mol),铜的密度为
(kg/m3),阿伏加德罗常数为NA(mol-1)。
下列判断正确的是( )
A.1kg铜所含的原子数为NA
B.1m3铜所含的原子数为
C.1个铜原子的质量为
(kg)
D.1个铜原子的体积为
(m3)
E.铜原子的直径为
(m)
40.(2020届黑龙江省哈尔滨市三中高三第二次模拟)一个高空试验火箭在地面上静止时,其仪毙舱内气体的压强为P0=1atm.温度T0=300K。
当火箭以a=5m/s2的加速度竖直上升,仪器舱内的水银气压计的读数为0.8p0。
已知仪器舱是密封的,不考虑气压计的热胀冷缩,求此时舱内的温度是多少?
(g=10m/s2)
41.(2020届陕西省西安中学高三四模)目前,我省已开展空气中
浓度的监测工作
是指空气中直径等于或小于
的悬浮颗粒物,其飘浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后对人体形成危害
矿物燃料燃烧的排放物是形成
的主要原因
下列关于
的说法中正确的是
A.
的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当
B.
在空气中的运动属于分子热运动
C.
的运动轨迹只是由大量空气分子对
无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的
D.倡导低碳生活,减少煤和石油等燃料的使用,能有效减小
在空气中的浓度
E.
必然有内能
42.(2020届陕西省西安中学高三四模)如图所示,除气缸右侧壁外其余部分均绝热,轻活塞K与气缸壁接触光滑,K把密闭气缸分隔成体积相等的两部分,分别装有质量、温度均相同的同种气体a和b,原来a、b两部分气体的压强为p0、温度为27°C、体积均为V.现使气体a温度保持27°C不变,气体b温度降到-48°C,两部分气体始终可视为理想气体,待活塞重新稳定后,求:
最终a的压强p、体积Va.
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