专题9 热学(教师用书)-【成功方案】2023年高考物理艺术生文化课总复习

专题九　热　学 1.如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体(　　) A．内能减少 B．对外界做正功 C．增加的内能大于吸收的热量 D．增加的内能等于吸收的热量 【答案】　B 【解析】　A．由于越接近矿泉水瓶口，水的温度越高，因此小瓶上浮的过程中，小瓶内温度升高，内能增加，A错误； B．在小瓶上升的过程中，小瓶内气体的温度逐渐升高，压强逐渐减小，根据理想气体状态方程＝C 气体体积膨胀，对外界做正功，B正确； CD.由AB分析，小瓶上升时，小瓶内气体内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q 由于气体对外做功，因此吸收的热量大于增加的内能，CD错误。故选B。 2．下列说法正确的是(　　) A．当分子间距离减小时，分子势能一定减小 B．分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力 C．对气体加热，气体的内能不一定增大 D．物体温度升高，分子热运动加剧，所有分子的动能都会增大 【答案】　C 【解析】　当分子间作用力表现为斥力时，分子之间的距离减小，则分子力做负功，分子势能增大，A错误；分子间的引力和斥力是同时存在的，B错误；对气体加热，若气体同时对外做功，则气体的内能不一定增大，选项C正确；物体温度升高，分子热运动加剧，分子的平均动能会增大，但并非每个分子的动能都增大，选项D错误。 3.如图所示，一导热良好的足够长汽缸水平放置在光滑水平桌面上，桌面足够高，汽缸内有一活塞封闭了一定质量的理想气体。一足够长轻绳跨过定滑轮，一端连接在活塞上，另一端挂一重物，滑轮与活塞间的轻绳与桌面平行，不计一切摩擦。已知当地重力加速度为g，大气压强为p0，重物质量为m1，活塞质量为m2，汽缸质量为m3，活塞横截面积为S。则由静止释放重物，汽缸稳定运动过程中，汽缸内理想气体的压强为(　　) A．p0－　　　 B．p0－ C．p0 D．p0－ 【答案】　A 【解析】　对重物、活塞和汽缸的整体有：m1g＝(m1＋m2＋m3)a；对汽缸p0S－pS＝m3a，联立解得：p＝p0－，故A正确。 4.如图所示，水平放置的封闭绝热汽缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。已知a部分气体为1 mol氧气，b部分气体为2 mol氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb。下列说法正确的是(　　) A．Va>Vb，Ta>Tb B．Va>Vb，Ta<Tb C．Va<Vb，Ta<Tb D．Va<Vb，Ta>Tb 【答案】　D 【解析】　解除锁定前，两部分气体温度相同，体积相同，由于b部分压强大，故解除锁定后活塞左移，则平衡时Va<Vb，pa＝pb。根据热力学第一定律，活塞左移过程中，a气体被压缩，内能增大，温度升高；b气体对外做功，内能减小，温度降低，则平衡时Ta>Tb，D正确。 5．(多选)如图所示，一定质量的理想气体经历了a→b、b→c、c→d三个状态变化过程，其中纵坐标表示理想气体压强p、横坐标表示理想气体的热力学温度T。则下列结论正确的是(　　) A．a→b过程，理想气体对外界做正功 B．b→c过程，理想气体向外界放出热量 C．c→d过程，理想气体内能不变 D．三个状态变化过程对比，c→d过程是理想气体对外界做正功最多的过程 【答案】　ABD 【解析】　a→b过程为等温变化，且压强减小，由公式pV＝C知，体积增大，气体对外界做正功，故A正确；b→c过程为等容变化，且温度降低，理想气体内能减小，气体做功为零，由热力学第一定律可知，气体应放热，故B正确；c→d过程为等压变化，温度升高，理想气体内能增大，故C错误；根据＝C可得p＝·T，设b处的体积为Vb，则a处的体积为，c处的体积为Vb，d处的体积为6 Vb，根据W＝p·ΔV可知三个状态变化过程对比，c→d过程是理想气体对外界做正功最多的过程，故D正确。 6．如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞(截面积分别为S1和S2)封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A下降h高度到B位置时，活塞上细沙的总质量为m。在此过程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强p0保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g。下列说法正确的是(　　) A．整个过程，外力F做功大于0，小于mgh B．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变 C．整个过程，理想气体的内能增大 D．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于 E．左端活塞到达B位置时，外力F等于 【答案】