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    专题16热学42102物理真题word.doc

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    专题16热学42102物理真题word.doc

    1.(2020江苏,4分)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体.下列关于玻璃的说法正确的有()A.没有固定的熔点B.天然具有规则的几何形状C.沿不同方向的导热性能相同D.分子在空间上周期性排列答案:AC玻璃是非晶体,没有固定的熔点,也没有规则的几何形状,具有各向同性的特点,其分子在空间上的排列也是杂乱无章的,故A、C正确,B、D错误.2.(2020全国卷,5分,多选)如图,一开口向上的导热汽缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦.现用外力作用在活塞上,使其缓慢下降.环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态.在活塞下降过程中()A.气体体积逐渐减小,内能增加B.气体压强逐渐增大,内能不变C.气体压强逐渐增大,放出热量D.外界对气体做功,气体内能不变E.外界对气体做功,气体吸收热量答案:BCD外力使活塞缓慢下降的过程中,由于温度保持不变,则气体的内能保持不变,气体的体积逐渐减小,外界对气体做功,由热力学第一定律可知,气体向外界放出热量,又由玻意耳定律可知,气体体积减小,气体的压强增大,由以上分析可知B、C、D正确,A、E错误.3.(2020山东,3分)一定质量的理想气体从状态a开始,经ab、bc、ca三个过程后回到初始状态a,其pV图像如图所示.已知三个状态的坐标分别为a(V0,2p0)、b(2V0,p0)、c(3V0,2p0).以下判断正确的是()A.气体在ab过程中对外界做的功小于在bc过程中对外界做的功B.气体在ab过程中从外界吸收的热量大于在bc过程中从外界吸收的热量C.在ca过程中,外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D.气体在ca过程中内能的减少量大于bc过程中内能的增加量答案:C气体在ab过程中体积增大,气体对外做功,在bc过程中体积增大,气体对外做功,根据pV图像与横轴所围的面积表示做的功可知,在这两个过程中气体对外做的功相等,选项A错误;气体在ab过程中体积增大,气体对外做功,由理想气体状态方程可知,a、b两个状态温度相等,内能不变,由热力学第一定律可知吸收的热量等于气体对外做的功;气体在bc过程中体积增大,气体对外做功,由理想气体状态方程可知,c状态的温度高于b状态的温度,内能增加,由热力学第一定律可知吸收的热量等于气体对外做的功与内能增加量之和,即气体在ab过程中吸收的热量小于气体在bc过程中吸收的热量,选项B错误;气体在ca的过程中,体积减小,温度降低,外界对气体做功,内能减小,根据热力学第一定律,外界对气体做的功小于气体放出的热量,选项C正确;由理想气体状态方程可知,a、b两个状态温度相等,内能相等,所以气体在ca的过程中内能的减少量等于气体在bc过程中内能的增加量,选项D错误.4(2020天津,5分)水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体A压强变大B对外界做功C对外界放热D分子平均动能变大答案:B在水向外不断喷出的过程中,罐内气体体积增大,则气体对外做功,根据玻意耳定律可知,罐内气体的压强减小,选项A错误,B正确;由于罐内气体温度不变,不对外放热,选项C错误;根据温度是分子平均动能的标志可知,温度不变,分子平均动能不变,选项D错误.5.(2020江苏,4分)一瓶酒精用了一些后,把瓶盖拧紧,不久瓶内液面上方形成了酒精的饱和汽,此时(选填“有”或“没有”)酒精分子从液面飞出,当温度升高时,瓶中酒精饱和汽的密度(选填“增大”“减小”或“不变”). 答案有(2分)增大(2分)【解析】瓶内液面上方形成酒精的饱和汽时,酒精的汽化速度和液化速度相等,所以此时一定有酒精分子从液面飞出;随温度升高,液体分子的平均动能增大,单位时间内从液面飞出的分子数增多,故酒精饱和汽的密度会增大.6.(2020全国卷,5分)下列关于能量转换过程的叙述,违背热力学第一定律的有,不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有. A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B.冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内答案:B/C汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热既不违背热力学第一定律也不违背热力学第二定律;冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低,违背了热力学第一定律;热机工作时吸收的热量不可能全部用来对外做功,而不产生其他影响,显然C选项遵循热力学第一定律,但违背了热力学第二定律;冰箱的制冷机工作时,从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内,既不违背热力学第一定律也不违背热力学第二定律,综上所述,第一个空选B,第二个空选C.7.(2020全国卷,5分)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示,r= r1时,F=0。分子间势能由r决定,规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中,势能_(填“减小“不变”或“增大”);在间距由r2减小到r1的过程中,势能_ (填“减小”“不变”或“增大”);在间距等于r1处,势能_(填“大于”“等于”或“小于”)零。答案:(1)减小(2分)减小(2分)小于(1分)【解析】若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中,分子力做正功,势能减小;由r2减小到r1的过程中,分子力仍做正功,势能减小;在间距为r1处,势能小于零.8.(2020江苏,4分)一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C,其p-图像如图所示,求该过程中气体吸收的热量Q.答案:AB过程,外界对气体做的功W1=p(VA-VB)(1分)BC过程W2=0根据热力学第一定律得U=(W1+W2)+Q(1分)A和C的温度相等U=0代入数据解得Q=2×105 J.(2分)9.(2020全国卷,10分)潜水钟是一种水下救生设备,它是一个底部开口、上部封闭的容器,外形与钟相似.潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气,以满足潜水员水下避险的需要.为计算方便,将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒;工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下,如图所示.已知水的密度为,重力加速度大小为g,大气压强为p0,Hh,忽略温度的变化和水密度随深度的变化.(i)求进入圆筒内水的高度l;(ii)保持H不变,压入空气使筒内的水全部排出,求压入的空气在其压强为p0时的体积.答案:(i)设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V0和V1,放入水下后筒内气体的压强为p1,由玻意耳定律和题给条件有p1V1= p0V0 V0=hS V1=(hl)S p1= p0+ g(Hl) 联立以上各式并考虑到Hh,h >l,解得 (ii)设水全部排出后筒内气体的压强为p2;此时筒内气体的体积为V0,这些气体在其压强为p0时的体积为V3,由玻意耳定律有p2V0= p0V3 其中p2= p0+ gH 设需压入筒内的气体体积为V,依题意V = V3V0 联立式得 10. (2020全国卷,10分)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)。甲罐的容积为V,罐中气体的压强为p;乙罐的容积为2V,罐中气体的压强为。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等。求调配后:(i)两罐中气体的压强;(ii)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比.答案:(i)气体发生等温变化,对甲乙中的气体,可认为甲中原气体有体积V变成3V,乙中原气体体积有2V变成3V,则根据玻意尔定律分别有,则 则甲乙中气体最终压强 (ii)若调配后将甲气体再等温压缩到气体原来压强为p,则计算可得 由密度定律可得,质量之比等于11.(2020山东,7分)中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上,进而治疗某些疾病.常见拔罐有两种,如图所示,左侧为火罐,下端开口;右侧为抽气拔罐,下端开口,上端留有抽气阀门.使用火罐时,先加热罐中气体,然后迅速按到皮肤上,自然降温后火罐内部气压低于外部大气压,使火罐紧紧吸附在皮肤上.抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上,再通过抽气降低罐内气体压强.某次使用火罐时,罐内气体初始压强与外部大气压相同,温度为450 K,最终降到300 K,因皮肤凸起,内部气体体积变为罐容积的.若换用抽气拔罐,抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的,罐内气压与火罐降温后的内部气压相同.罐内气体均可视为理想气体,忽略抽气过程中气体温度的变化.求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值.答案:设火罐内气体初始状态参量分别为p1、T1、V1,温度降低后状态参量分别为p2、T2、V2,罐的容积为V0,由题意知p1=p0、T1=450 K、V1=V0、T2=300 K、V2=由理想气体状态方程得=(1分)代入数据得p2=0.7p0(1分)对于抽气罐,设初态气体状态参量分别为p3、V3,末态气体状态参量分别为p4、V4,罐的容积为V'0,由题意知p3=p0、V3=V'0、p4=p2由玻意耳定律得p0V'0=p2V4(1分)联立式,代入数据得V4=V'0(1分)设抽出的气体的体积为V,由题意知V=V4-V'0(1分)故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为=(1分)联立式,代入数据得=.(1分)

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