专题07 热学（浙江专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理下学期期末真题分类汇编

专题07 热学（原卷版） 【考点分析】 【知识点梳理】 热学；分子动理论；分子的热运动；分子间的相互作用力；物体的内能；温度和温标；气体；气体的状态参量；气体的等温变化；气体的等容变化；气体的等压变化；理想气体状态方程；固体；晶体与非晶体；各向异性；液体；液体的表面张力；液体的微观结构；浸润与不浸润；毛细现象；液晶；热力学定律；热力学第一定律；热力学第二定律；热力学第三定律；能源与可持续发展 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 热力学定律 热力学第一定律 三种特殊情况 ①等温变化：，即 ②绝热膨胀或压缩：，即 ③等容变化：，即 注意各量“+”,“-”号的含义 热平衡方程 理想气体状态方程 理想气体状态方程 适用于一定质量的理想气体 分子动理论 1．（23-24高二下·浙江舟山·期末）下列物理量是标量且其单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是（    ） A．电流：A B．磁通量：Wb C．电场强度：V/m D．热力学温度：℃ 2．（23-24高二下·浙江丽水·期末）下列说法正确的是 （　　） A．电磁波的传播离不开介质，其在真空中不能传播 B．分子的无规则运动无法直接观察，悬浮微粒的无规则运动并不是分子的运动 C．如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管 D．热核反应一旦发生，靠自身产生的热就会使反应继续下去 3．（23-24高二下·浙江舟山·期末）（多选）下列四幅图中相关叙述正确的是（    ） A．甲图中的扼流圈对通过的交变电流有阻碍作用，且交变电流的频率越高其阻碍作用越强 B．乙图是李辉用多用电表欧姆挡测量变压器线圈的电阻，刘伟手握线圈裸露的两端协助测量，当李辉将表笔与线圈断开的瞬间，刘伟感受到电击说明欧姆挡内电池电动势很高 C．丙图是方解石的双折射现象，该现象说明方解石晶体具有各向异性的特征 D．丁图是某气体分子在不同温度下的速率分布图像，①状态所对应的温度较高 4．（23-24高二下·浙江温州·期末）（多选）下列说法正确的是（    ） A．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最大 B．布朗运动是在显微镜下看到的液体分子的无规则运动 C．具有相同动能的一个电子和一个质子，电子的德布罗意波长更大 D．即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可能把燃料产生的内能完全转化为机械能 5．（23-24高二下·浙江宁波·期末）如图甲所示，将两个完全相同、质量均为m的分子A、B同时从x轴上的坐标原点和处由静止释放，图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为、和时，两分子之间的势能为、0和。取分子间距无穷远处势能为零，整个运动只考虑分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A．分子A、B的最大动能均为 B．当分子间距为时，两分子之间的分子力最大 C．当两分子间距无穷远时，分子B的速度大小为 D．两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小 固体与液体 6．（23-24高二下·浙江湖州·期末）下列关于固体和液体说法正确的是（　　） A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 B．有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体 C．在同一细管中，只有浸润液体才会出现毛细现象，不浸润液体不会出现毛细现象 D．液晶既具有液体的流动性，又和某些多晶体一样具有光学各向同性 7．（23-24高二下·浙江金华·期末）（多选）关于下列插图的说法正确的是（    ） A．甲图中细管材料制作防水衣的防水效果比好 B．乙图中方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象 C．丙图中观看3D电影时佩戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片 D．丁图的绝热容器中，为真空，内封闭一定量的气体，抽掉隔板，容器内气体平均分子动能减小 8．（23-24高二下·浙江嘉兴·期末）（多选）下列说法正确的是（　　） A．图甲中，曲线①对应的温度比曲线②低 B．图乙中，方解石的双折射现象说明方解石是非晶体 C．图丙中，戳破棉线左侧的肥皂膜，棉线会向右弯曲 D．图丁中，若用红色滤光片观察肥皂膜干涉条纹，会看到一片红色 9．（23-24高二下·浙江台州·期末）关于物理规律，下列说法正确的是（　　） A．热量不能从低温物体传到高温物体 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小是相同的 C．金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，属于非晶体 D．玻璃管裂口放在火焰上烧熔，尖端会变钝，是因为表面张力的作用 气体及气体实验定律 10．（23-24高二下·浙江宁波·期末）一定质量的理想气体从状态a经①②③过程再次恢复到原状态a，气体压强和摄氏温度t的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．过程②中气体体积减小 B．过程③是气体等容变化 C．状态b的体积为状态a的2倍 D．状态b时单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数比状态a多 11．（23-24高二下·浙江宁波·期末）某辆汽车刚启动时监测到四个轮胎的胎压以及车外温度如图1所示。几星期后的清晨，在车辆使用过程中发现胎压及其车外温度如图2所示，已知轮胎的容积是25L，胎内气体可看作理想气体，车胎内体积可视为不变（大气压强）。 （1）通过计算分析判断左前轮胎是否有漏气； （2）若左前轮胎有漏气，在轮胎已补好的情况下，要使该车胎胎压恢复到，需要充入多少升压强为的同种气体？已知充气过程中车胎内温度视为不变。 12．（23-24高二下·浙江台州·期末）足够长的玻璃管竖直放置，如图甲所示，用长的水银柱将一段长为的气体柱封闭在玻璃管中，现将玻璃管缓慢旋转至开口竖直向下状态，如图乙所示。整个过程封闭气体质量不变，大气压强为，环境温度为。 （1）从图甲状态到图乙状态的过程，封闭气体的分子平均动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），封闭气体对玻璃管壁单位面积的压力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）求图乙状态下的气体柱长度； （3）封闭气体的温度变为多大时，可使图乙中的气体柱长度恢复到27cm。 热力学定律及综合问题 13．（23-24高二下·浙江宁波·期末）关于热力学第二定律说法正确的是（　　） A．在自然过程中，一个孤立系统的总熵可能减小 B．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律 C．热量能自发地从低温物体传向高温物体 D．物体可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响 14．（23-24高二下·浙江舟山·期末）一辆汽车以80km/h的速度行驶时，每10km耗油约1L。根据汽油的热值进行简单的计算可知，这时的功率约为70kW。如图是该汽车行驶时功率分配的大致比例图。下列判断正确的是（    ） A．汽车发动机是把内能转化为机械能的装置，随着技术的发展，总有一天能实现内能全部转化为机械能 B．由图中数据计算可得发动机的输入功率为9kW C．由图中数据计算可得该汽车的机械效率约为11% D．如果汽车以题中速度连续行驶5小时，则耗油约为5L 15．（23-24高二下·浙江湖州·期末）如图所示，绝热的汽缸竖直放置，汽缸内用横截面积为S的活塞（质量不计）密闭了一定质量的理想气体，活塞可沿汽缸无摩擦滑动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个光滑定滑轮与质量为m的物块连接，此时活塞静止在距缸底高度为处。当给汽缸内的电热丝通电，使气体温度升高，活塞缓慢移动到距缸底高度为处，已知大气压强，重力加速度g。 （1）整个过程中，密闭气体的内能是增加还是减少？ （2）求加热前密闭气体的压强P； （3）求整个过程中密闭气体对外做功W。 16．（23-24高二下·浙江湖州·期末）（多选）关于下列四幅图像的描述，说法正确的是（　　） A．图甲为同种大量气体分子热运动的速率分布图像，曲线②对应的温度较高 B．图乙为一定质量的理想气体在不同温度下的等温线，由图像可知 C．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，由图可知分子间的距离从增大的过程中，分子力先减小后增大 D．图丁为一定质量的理想气体从状态开始，第一次经绝热过程到状态，第二次先经等压过程到状态，再经等容过程到状态。则过程比过程气体对外界所做的功多 17．（23-24高二下·浙江宁波·期末）如图所示，一端开口的绝热试管竖直放置，开口朝上，试管总长，横截面积，试管内用水银封闭一段理想气体，气柱高度与水银柱高度均为总长，试管下侧内部有一电阻丝，电阻丝的体积可忽略。该理想气体初始处于状态A，现通过电阻丝对封闭的气体缓慢加热，使水银上液面恰好到达玻璃管开口处，气体处于状态。继续对封闭气体缓慢加热，直至水银恰好即将全部流出，气体达到状态。已知大气压强（约为），重力加速度大小。求： (1)气体从状态A到状态对外所做的功； (2)气体从状态到状态，其分子平均动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），试管内壁单位面积受到的压力______（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (3)已知气体从状态A到状态，内能增加，求整个过程电阻丝放出的热量。 18．（23-24高二下·浙江杭州·期末）如图所示，内壁光滑、导热性能良好的气缸竖直放置在水平桌面上，内部有一个质量不计、横截面积的活塞，封闭着一定量的理想气体。开始时缸内气体体积，缸内气体压强，温度，整个过程环境大气压强恒定。 （1）当环境温度缓慢上升，缸内气体的内能________；（填：“增大”或“减小”）当环境温度升至时，气体体积为多少？ （2）接第（1）问，保持环境温度不变，在活塞顶部施加一个竖直向下的压力F，缓慢增大F，当气体体积变为时，F的大小为多少？ （3）接第（2）问，保持F不变，缓慢升高环境温度，在气体体积从变为的过程中，气体从外界吸收的热量，此过程中气体的内能增量为多少？ 19．（23-24高二下·浙江舟山·期末）固定在水平地面开口向上的圆柱形绝热气缸如图所示，用质量的绝热活塞密封一定质量的理想气体，活塞可以在气缸内无摩擦移动。活塞下端与气缸底部间连接一劲度系数的轻质弹簧。初始时，活塞与缸底的距离，弹簧正好处于原长，缸内气体温度。已知大气压强，活塞横截面积，不计弹簧的质量和体积。 （1）求初始状态时缸内气体的压强； （2）现通过电热丝R加热缸内气体，使活塞缓慢上升4cm，求此时缸内气体的温度； （3）在满足（2）的整个过程中，缸内气体的内能增加158J，求其吸收的热量Q。 20．（23-24高二下·浙江温州·期末）如图，一导热良好的圆柱形容器竖直悬挂于天花板，用横截面积m2的轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂一质量kg的沙袋，此时活塞处在距离容器上底面m的A处，气体的温度K。由于沙袋破损，沙子缓慢流出，活塞缓慢移动到距离容器上底面m的B处。已知大气压Pa，装置不漏气，环境温度保持不变，不计摩擦。 （1）活塞从A处移动到B处的过程中容器内气体______（填“吸热”或“放热”）；单位时间内气体分子碰撞活塞的次数______（填“变多”、“变小”或“不变”）。 （2）求活塞处于B处时，容器内气体的压强。 21．（23-24高二下·浙江金华·期末）如图所示，某柱形绝热汽缸竖直放置，底部有一加热装置（电热丝体积忽略不计），内置轻质光滑的绝热活塞密封一定质量的理想气体，汽缸内截面积。活塞上静止放置一质量为的物块，活塞距汽缸底部（图中位置），此状态下封闭气体温度为。已知外界大气压强。现开启加热装置，活塞缓慢上升： (1)上升过程中，缸内气体分子的平均动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)若活塞缓慢上升了到位置，求状态下的气体温度； (3)若（2）问中，气体吸收热量，求气体内能的变化量。 22．（23-24高二下·浙江嘉兴·期末）深度为H、汽缸口有固定卡销的圆柱形汽缸，可以通过底部安装的电热丝加热来改变缸内的温度。将温度为、压强为的一定质量理想气体，用活塞封闭在汽缸内，汽缸水平放置时活塞刚好在汽缸口，如图甲所示。现将汽缸缓慢翻转至竖直放置，整个过程缸内气体温度恒为，活塞保持静止时，活塞距汽缸底部的距离为h（h未知），如图乙所示。已知活塞质量、横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度为g。活塞及卡销厚度不计，电热丝体积可忽略，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。 （1）从甲到乙的过程中，气体对外界___________（填“吸热”或“放热”）； （2）求h的大小； （3）图乙状态下，接通汽缸底部的电热丝给气体加热，活塞缓慢上升，当汽缸内气体的温度为时，缸内气体压强大小为多少？ 23．（23-24高二下·浙江温州·期末）如图所示，小明将不规则的物体放在导热性能良好的汽缸内测其体积，具有一定质量的活塞横截面积为S，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，开始时活塞到缸底的距离为h，大气压强为，环境温度为，重力加速度为g，汽缸足够高。现将环境温度缓慢升高了，活塞升高后稳定，缸内气体看成理想气体，求： （1）环境温度从缓慢升高了过程中，气体的压强 （填“增大”“减小”或“不变”），气体内能增加 气体吸收热量Q（填“>”“=”或“<”） （2）被测物体的体积； （3）若保持环境温度为不变，已知活塞质量为，在活塞上放一个质量为的物块，从放上物块到活塞稳定，活塞下降的高度为多少。 24．（23-24高二下·浙江·期末）如图所示，一绝热密闭汽缸横截面积为S，汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不计的光滑绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，气柱长为L，气体热力学温度，在活塞上面放置一个质量为m的物体，活塞下降高度h后静止。在汽缸内部有一电阻丝，电阻丝两端接通电源对缸内气体加热，活塞缓慢上升高度h回到初始位置。大气压强恒为，重力加速度g，电阻丝产生的热量为Q。求： （1）活塞下降高度h后缸内气体的热力学温度； （2）缸内气体加热，活塞缓慢上升的高度h回到初始位置时，缸内气体的热力学温度； （3）气体加热过程内能增加量。 25．（23-24高二下·浙江丽水·期末）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h，环境温度降低时容器内气体放热，活塞缓慢下降一定高度d后再次平衡。 （1）在活塞缓慢下降的过程中，气体分子平均动能如何变化； （2）求气体内部压强p； （3）求整个过程外界对气体所做的功； （4）已知整个过程气体内能减少了ΔU，求气体向外界放出的热量。 26．（23-24高二下·浙江衢州·期末）如图1所示，长的导热汽缸水平放置在桌面上，汽缸的开口端带有卡口，一定质量的理想气体被活塞A封闭在汽缸内，活塞A可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。现将汽缸缓慢地转到开口竖直向下悬挂，如图2所示，已知活塞A的质量，横截面积，开始时活塞A位于汽缸的中间位置，外界气温恒为27℃，大气压强为，不计活塞厚度。 （1）此过程中缸内气体的温度______（选填“升高”“降低”或“不变”），内能______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）求稳定后活塞A离卡口的距离； （3）稳定后再对汽缸内气体加热，活塞缓慢下降。当活塞与汽缸口刚好相平时，缸内气体净吸收的热量，求气体增加的内能。 2 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 热学（解析版） 【考点分析】 【知识点梳理】 热学；分子动理论；分子的热运动；分子间的相互作用力；物体的内能；温度和温标；气体；气体的状态参量；气体的等温变化；气体的等容变化；气体的等压变化；理想气体状态方程；固体；晶体与非晶体；各向异性；液体；液体的表面张力；液体的微观结构；浸润与不浸润；毛细现象；液晶；热力学定律；热力学第一定律；热力学第二定律；热力学第三定律；能源与可持续发展 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 热力学定律 热力学第一定律 三种特殊情况 ①等温变化：，即 ②绝热膨胀或压缩：，即 ③等容变化：，即 注意各量“+”,“-”号的含义 热平衡方程 理想气体状态方程 理想气体状态方程 适用于一定质量的理想气体 分子动理论 1．（23-24高二下·浙江舟山·期末）下列物理量是标量且其单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是（    ） A．电流：A B．磁通量：Wb C．电场强度：V/m D．热力学温度：℃ 【答案】A 【详解】A．电流单位是A，是基本单位，运算法则为代数法则，是标量，故A正确； B．磁通量的单位韦伯（Wb）是一个导出单位，运算法则为代数法则，是标量，故B错误； C．电场强度的单位V/m，是导出单位，运算法则为平行四边形法则，是矢量，故C错误； D．国际单位制中，温度的基本单位为开尔文（符号K），只有大小没有方向，是标量，故D错误。 故选A。 2．（23-24高二下·浙江丽水·期末）下列说法正确的是 （　　） A．电磁波的传播离不开介质，其在真空中不能传播 B．分子的无规则运动无法直接观察，悬浮微粒的无规则运动并不是分子的运动 C．如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管 D．热核反应一旦发生，靠自身产生的热就会使反应继续下去 【答案】BCD 【详解】A．电磁波能在真空中传播，A错误； B．分子的无规则运动无法直接观察，悬浮微粒的无规则运动并不是分子的运动，B正确； C．如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，C正确； D．热核反应一旦发生，靠自身产生的热就会使反应继续下去，D正确。 故选BCD。 3．（23-24高二下·浙江舟山·期末）（多选）下列四幅图中相关叙述正确的是（    ） A．甲图中的扼流圈对通过的交变电流有阻碍作用，且交变电流的频率越高其阻碍作用越强 B．乙图是李辉用多用电表欧姆挡测量变压器线圈的电阻，刘伟手握线圈裸露的两端协助测量，当李辉将表笔与线圈断开的瞬间，刘伟感受到电击说明欧姆挡内电池电动势很高 C．丙图是方解石的双折射现象，该现象说明方解石晶体具有各向异性的特征 D．丁图是某气体分子在不同温度下的速率分布图像，①状态所对应的温度较高 【答案】AC 【详解】A．甲图中的扼流圈对通过的交变电流有阻碍作用，且交变电流的频率越高其阻碍作用越强，选项A正确； B．乙图是李辉用多用电表欧姆挡测量变压器线圈的电阻，刘伟手握线圈裸露的两端协助测量，当李辉将表笔与线圈断开的瞬间，刘伟感受到电击是因为线圈中产生了很大的自感电动势，选项B错误； C．丙图是方解石的双折射现象是光学各向异性的表现，各向异性是单晶体特有的，则该现象说明方解石晶体具有各向异性的特征，选项C正确； D．丁图是某气体分子在不同温度下的速率分布图像，图像②的“腰粗”分子平均速率更大，则所对应的温度较高，选项D错误。 故选AC。 4．（23-24高二下·浙江温州·期末）（多选）下列说法正确的是（    ） A．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最大 B．布朗运动是在显微镜下看到的液体分子的无规则运动 C．具有相同动能的一个电子和一个质子，电子的德布罗意波长更大 D．即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可能把燃料产生的内能完全转化为机械能 【答案】CD 【详解】A．当分子间的引力和斥力平衡时，分子力最小，如果要分子间距再变化，则要克服分子力做功，故分子势能要变大，故平衡位置的分子势能最小，故A错误； B．布朗运动是在显微镜下看到的悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故B错误； C．相同动能的一个电子和一个质子，由，可知，电子的动量小于质子的动量，再由，可知，电子的德布罗意波长比质子大，故C正确； D．根据热力学第二定律，即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能，即第二类永动机不可能制成，故D正确； 故选CD。 5．（23-24高二下·浙江宁波·期末）如图甲所示，将两个完全相同、质量均为m的分子A、B同时从x轴上的坐标原点和处由静止释放，图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为、和时，两分子之间的势能为、0和。取分子间距无穷远处势能为零，整个运动只考虑分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A．分子A、B的最大动能均为 B．当分子间距为时，两分子之间的分子力最大 C．当两分子间距无穷远时，分子B的速度大小为 D．两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小 【答案】A 【详解】A．当它们之间距离为r0，两分子之间势能为，此时动能最大，减少的势能为 根据能量守恒，减小的势能转化为两分子的动能，故分子A、B的最大动能均为 故A正确； B．当两分子之间距离为r0时，对应的分子势能最小，分子间作用力为零，故B错误； C．当分子间距无穷远时，减少的势能全部转化为两分子的动能，则 解得分子B的速度大小为 故C错误； D．分子势能是标量，且正负可以表示大小，故它们之间的分子势能是先减小后增大，故D错误。 故选A。 固体与液体 6．（23-24高二下·浙江湖州·期末）下列关于固体和液体说法正确的是（　　） A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 B．有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体 C．在同一细管中，只有浸润液体才会出现毛细现象，不浸润液体不会出现毛细现象 D．液晶既具有液体的流动性，又和某些多晶体一样具有光学各向同性 【答案】B 【详解】A．液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，即是表面张力，表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而不是与液面垂直指向液体内部，故A错误； B．根据晶体和非晶体的特性可知，在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，故B正确； C．浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象，故C错误； D．液晶是一种特殊的物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性，故D错误。 故选B。 7．（23-24高二下·浙江金华·期末）（多选）关于下列插图的说法正确的是（    ） A．甲图中细管材料制作防水衣的防水效果比好 B．乙图中方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象 C．丙图中观看3D电影时佩戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片 D．丁图的绝热容器中，为真空，内封闭一定量的气体，抽掉隔板，容器内气体平均分子动能减小 【答案】BC 【详解】A．E细管材料与水是浸润的，F细管材料与水是不浸润的，制作防水衣防水效果F细管材料好，故A错误； B．方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象，故B正确； C．观众观看3D电影时戴的眼镜镜片是一对透振方向互相垂直的偏振片，利用的是光的偏振原理，故C正确； D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，气体自由膨胀不对外做功，根据热力学第一定律，可知气体的内能不变，最终温度不变，气体平均分子动能不变，故D错误。 故选BC。 8．（23-24高二下·浙江嘉兴·期末）（多选）下列说法正确的是（　　） A．图甲中，曲线①对应的温度比曲线②低 B．图乙中，方解石的双折射现象说明方解石是非晶体 C．图丙中，戳破棉线左侧的肥皂膜，棉线会向右弯曲 D．图丁中，若用红色滤光片观察肥皂膜干涉条纹，会看到一片红色 【答案】AC 【详解】A．当温度升高时，速率大的分子数占总分子数的比例增大，速率小的分子数占总分子数的比例减少，根据图甲可知，曲线①对应的温度比曲线②低，故A正确； B．方解石的双折射现象说明方解石具有各向异性，表明方解石是单晶体，故B错误； C．由于表明张力是引力的效果，可知，戳破棉线左侧的肥皂膜，棉线会向右弯曲，故C正确； D．根据薄膜干涉规律，若用红色滤光片观察肥皂膜干涉条纹，会看到明暗相间的干涉条纹，故D错误。 故选AC。 9．（23-24高二下·浙江台州·期末）关于物理规律，下列说法正确的是（　　） A．热量不能从低温物体传到高温物体 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小是相同的 C．金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，属于非晶体 D．玻璃管裂口放在火焰上烧熔，尖端会变钝，是因为表面张力的作用 【答案】BD 【详解】A．由热力学第二定律可知，热量不能自发得从低温物体传到高温物体，故A项错误； B．根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，真空中的光速是相同的，故B项正确； C．金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，属于多晶体，故C项错误； D．玻璃管裂口放在火焰上烧熔，尖端会变钝，是因为表面张力的作用，故D项正确。 故选BD。 气体及气体实验定律 10．（23-24高二下·浙江宁波·期末）一定质量的理想气体从状态a经①②③过程再次恢复到原状态a，气体压强和摄氏温度t的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．过程②中气体体积减小 B．过程③是气体等容变化 C．状态b的体积为状态a的2倍 D．状态b时单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数比状态a多 【答案】A 【详解】A．过程②中气体的温度不变，根据等温变化 可知，压强变大，体积减小，故A正确； B．由理想气体状态方程得 可得 故B错误； C．过程①为等压变化 可知，状态a和状态b的体积不是2倍关系，故C错误； D．状态a和状态b气体压强相同，但b状态温度更高，动能更大，故单位时间内对器壁的碰撞次数要少，故D错误。 故选A。 11．（23-24高二下·浙江宁波·期末）某辆汽车刚启动时监测到四个轮胎的胎压以及车外温度如图1所示。几星期后的清晨，在车辆使用过程中发现胎压及其车外温度如图2所示，已知轮胎的容积是25L，胎内气体可看作理想气体，车胎内体积可视为不变（大气压强）。 （1）通过计算分析判断左前轮胎是否有漏气； （2）若左前轮胎有漏气，在轮胎已补好的情况下，要使该车胎胎压恢复到，需要充入多少升压强为的同种气体？已知充气过程中车胎内温度视为不变。 【答案】（1）左前轮胎有漏气；（2） 【详解】（1）由得 解得 所以左前轮胎有漏气。 （2）由玻意耳定律得 解得 12．（23-24高二下·浙江台州·期末）足够长的玻璃管竖直放置，如图甲所示，用长的水银柱将一段长为的气体柱封闭在玻璃管中，现将玻璃管缓慢旋转至开口竖直向下状态，如图乙所示。整个过程封闭气体质量不变，大气压强为，环境温度为。 （1）从图甲状态到图乙状态的过程，封闭气体的分子平均动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），封闭气体对玻璃管壁单位面积的压力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）求图乙状态下的气体柱长度； （3）封闭气体的温度变为多大时，可使图乙中的气体柱长度恢复到27cm。 【答案】 不变 减小 30cm 270K 【详解】（1）[1]从图甲到图乙过程，封闭气体的温度不变，所以封闭气体的分子平均动能不变。 [2]图甲对封闭气体有 图乙对封闭气体有 解得 由压强与压力关系有 所以封闭气体对玻璃管壁单位面积的压力减小。 （2）[3]从图甲到图乙为等温变化，设玻璃管的横截面积为S，结合之前的分析有 解得 （3）[4]当空气柱长度恢复到27cm时，由盖·吕萨克定律可知 解得 热力学定律及综合问题 13．（23-24高二下·浙江宁波·期末）关于热力学第二定律说法正确的是（　　） A．在自然过程中，一个孤立系统的总熵可能减小 B．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律 C．热量能自发地从低温物体传向高温物体 D．物体可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响 【答案】B 【详解】A．在自然过程中，一个孤立系统的总熵增加。故A错误； B．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律。故B正确； C．根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传向高温物体。故C错误； D．根据热力学第二定律可知，物体不可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。故D错误。 故选B。 14．（23-24高二下·浙江舟山·期末）一辆汽车以80km/h的速度行驶时，每10km耗油约1L。根据汽油的热值进行简单的计算可知，这时的功率约为70kW。如图是该汽车行驶时功率分配的大致比例图。下列判断正确的是（    ） A．汽车发动机是把内能转化为机械能的装置，随着技术的发展，总有一天能实现内能全部转化为机械能 B．由图中数据计算可得发动机的输入功率为9kW C．由图中数据计算可得该汽车的机械效率约为11% D．如果汽车以题中速度连续行驶5小时，则耗油约为5L 【答案】C 【详解】A．根据热力学第二定律可知，不可能实现内能全部转化为机械能，故A错误； B．发动机的输入功率等于总功率减去排气管热损、汽油蒸发损失、散热器损失，即17kW， 故B错误； C．该汽车的机械效率 故C正确； D．汽车以80km/h的速度行驶时，每小时消耗油8L，如果汽车以题中速度连续行驶5小时，则耗油约为40L，故D错误。 故选C。 15．（23-24高二下·浙江湖州·期末）如图所示，绝热的汽缸竖直放置，汽缸内用横截面积为S的活塞（质量不计）密闭了一定质量的理想气体，活塞可沿汽缸无摩擦滑动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个光滑定滑轮与质量为m的物块连接，此时活塞静止在距缸底高度为处。当给汽缸内的电热丝通电，使气体温度升高，活塞缓慢移动到距缸底高度为处，已知大气压强，重力加速度g。 （1）整个过程中，密闭气体的内能是增加还是减少？ （2）求加热前密闭气体的压强P； （3）求整个过程中密闭气体对外做功W。 【答案】（1）增加；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意可知，气体温度升高，则密闭气体的内能增加。 （2）根据题意，对活塞由平衡条件有 解得 （3）由题意可知，整个过程气体的压强不变，则整个过程中密闭气体对外做功 16．（23-24高二下·浙江湖州·期末）（多选）关于下列四幅图像的描述，说法正确的是（　　） A．图甲为同种大量气体分子热运动的速率分布图像，曲线②对应的温度较高 B．图乙为一定质量的理想气体在不同温度下的等温线，由图像可知 C．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，由图可知分子间的距离从增大的过程中，分子力先减小后增大 D．图丁为一定质量的理想气体从状态开始，第一次经绝热过程到状态，第二次先经等压过程到状态，再经等容过程到状态。则过程比过程气体对外界所做的功多 【答案】AD 【详解】A．图甲中，曲线②速率大的分子占据的比例较大，则说明曲线②对应的平均动能较大，曲线②对应的温度较高，故A正确； B．图乙中，一定质量的理想气体在不同温度下的等温线，由结合图像可知 故B错误； C．图丙中，分子间的距离从增大的过程中，分子力先增大后减小，故C错误； D．图丁中，由微元法可得图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少，由图像可知，过程比过程气体对外界所做的功多，故D正确。 故选AD。 17．（23-24高二下·浙江宁波·期末）如图所示，一端开口的绝热试管竖直放置，开口朝上，试管总长，横截面积，试管内用水银封闭一段理想气体，气柱高度与水银柱高度均为总长，试管下侧内部有一电阻丝，电阻丝的体积可忽略。该理想气体初始处于状态A，现通过电阻丝对封闭的气体缓慢加热，使水银上液面恰好到达玻璃管开口处，气体处于状态。继续对封闭气体缓慢加热，直至水银恰好即将全部流出，气体达到状态。已知大气压强（约为），重力加速度大小。求： (1)气体从状态A到状态对外所做的功； (2)气体从状态到状态，其分子平均动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），试管内壁单位面积受到的压力______（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (3)已知气体从状态A到状态，内能增加，求整个过程电阻丝放出的热量。 【答案】(1) (2)增大，减小 (3) 【详解】（1）初始时气体压强 从状态A到状态B，气体体积增大，气体对外做功 （2）由于气体缓慢加热，则气体温度升高，可知，气体从状态到状态，其分子平均动能增大，气体从状态到状态过程中，由于液柱高度逐渐减小，则气体压强逐渐减小，即试管内壁单位面积受到的压力减小。 （3）从B到C过程，气体压强 由于压强与位移满足线性关系，则气体对外做功为 因此气体从A到C过程中 根据热力学第一定律有 解得 18．（23-24高二下·浙江杭州·期末）如图所示，内壁光滑、导热性能良好的气缸竖直放置在水平桌面上，内部有一个质量不计、横截面积的活塞，封闭着一定量的理想气体。开始时缸内气体体积，缸内气体压强，温度，整个过程环境大气压强恒定。 （1）当环境温度缓慢上升，缸内气体的内能________；（填：“增大”或“减小”）当环境温度升至时，气体体积为多少？ （2）接第（1）问，保持环境温度不变，在活塞顶部施加一个竖直向下的压力F，缓慢增大F，当气体体积变为时，F的大小为多少？ （3）接第（2）问，保持F不变，缓慢升高环境温度，在气体体积从变为的过程中，气体从外界吸收的热量，此过程中气体的内能增量为多少？ 【答案】（1）增大；；（2）10N；（3）3.3J 【详解】（1）当环境温度缓慢上升，缸内气体的内能增大；当温度升高时，气体发生等压变化，则有 解得 （2）环境温度不变，则气体发生等温变化，则有 解得 则有 解得N （3）气体体积从变为的过程中，气体向外做功，有J 根据热力学第一定律有J+4.4J=3.3J 19．（23-24高二下·浙江舟山·期末）固定在水平地面开口向上的圆柱形绝热气缸如图所示，用质量的绝热活塞密封一定质量的理想气体，活塞可以在气缸内无摩擦移动。活塞下端与气缸底部间连接一劲度系数的轻质弹簧。初始时，活塞与缸底的距离，弹簧正好处于原长，缸内气体温度。已知大气压强，活塞横截面积，不计弹簧的质量和体积。 （1）求初始状态时缸内气体的压强； （2）现通过电热丝R加热缸内气体，使活塞缓慢上升4cm，求此时缸内气体的温度； （3）在满足（2）的整个过程中，缸内气体的内能增加158J，求其吸收的热量Q。 【答案】（1）；（2）353.1K；（3）200J 【详解】（1）初始状态，由活塞的平衡条件可得 解得   （2）通过电热丝加热缸内气体，活塞缓慢上升再次达到平衡状态，由活塞的平衡条件可得   ① 解得     由理想气体状态方程 可得② 解得   （3）对活塞由动能定理可得 解得 由热力学第一定律有 解得 20．（23-24高二下·浙江温州·期末）如图，一导热良好的圆柱形容器竖直悬挂于天花板，用横截面积m2的轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂一质量kg的沙袋，此时活塞处在距离容器上底面m的A处，气体的温度K。由于沙袋破损，沙子缓慢流出，活塞缓慢移动到距离容器上底面m的B处。已知大气压Pa，装置不漏气，环境温度保持不变，不计摩擦。 （1）活塞从A处移动到B处的过程中容器内气体______（填“吸热”或“放热”）；单位时间内气体分子碰撞活塞的次数______（填“变多”、“变小”或“不变”）。 （2）求活塞处于B处时，容器内气体的压强。 【答案】（1）放热，变多；（2）Pa 【详解】（1）活塞从A处移动到B处的过程中容器内的气体温度不变，即气体的内能不变，由于气体的体积减小，外界对气体做正功，由热力学第一定律公式及，可得，即容器内气体放热。由波意尔定律及体积减小可得，容器内气体的压强增大，所以单位时间内气体分子碰撞活塞的次数变多。 （2）当活塞处在A处时，对活塞受力分析： 解得Pa 活塞缓慢从A处移动到B处的过程中，由于容器导热良好，容器内气体变化满足等温变化。 初状态 Pa 末状态 根据玻意耳定律 解得Pa 21．（23-24高二下·浙江金华·期末）如图所示，某柱形绝热汽缸竖直放置，底部有一加热装置（电热丝体积忽略不计），内置轻质光滑的绝热活塞密封一定质量的理想气体，汽缸内截面积。活塞上静止放置一质量为的物块，活塞距汽缸底部（图中位置），此状态下封闭气体温度为。已知外界大气压强。现开启加热装置，活塞缓慢上升： (1)上升过程中，缸内气体分子的平均动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)若活塞缓慢上升了到位置，求状态下的气体温度； (3)若（2）问中，气体吸收热量，求气体内能的变化量。 【答案】(1) 变大 变小 (2)400K (3)35.2J 【详解】（1）[1][2]活塞上升过程中，气体温度升高，缸内气体分子的平均动能增大。因为上升过程中气体压强不变，分子的平均动能又变大，所以缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数应变小。 （2）已知 ， 由盖-吕萨克定律可得 解得 （3）由题意得 解得气体压强 活塞上升过程中，外界对气体做功 由热力学第一定律得气体内能增加量 22．（23-24高二下·浙江嘉兴·期末）深度为H、汽缸口有固定卡销的圆柱形汽缸，可以通过底部安装的电热丝加热来改变缸内的温度。将温度为、压强为的一定质量理想气体，用活塞封闭在汽缸内，汽缸水平放置时活塞刚好在汽缸口，如图甲所示。现将汽缸缓慢翻转至竖直放置，整个过程缸内气体温度恒为，活塞保持静止时，活塞距汽缸底部的距离为h（h未知），如图乙所示。已知活塞质量、横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度为g。活塞及卡销厚度不计，电热丝体积可忽略，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。 （1）从甲到乙的过程中，气体对外界___________（填“吸热”或“放热”）； （2）求h的大小； （3）图乙状态下，接通汽缸底部的电热丝给气体加热，活塞缓慢上升，当汽缸内气体的温度为时，缸内气体压强大小为多少？ 【答案】（1）放热；（2）；（3） 【详解】（1）从甲到乙的过程中，外界对气体做功，但内能没变，根据热力学第一定律可知，则气体对外界放热。 （2）初始时，对封闭气体，压强、体积分别为 竖直放置时，压强、体积分别为 等温条件，根据玻意耳定律 解得 （3）假设活塞刚好到达汽缸口时，气体温度为T，由初始至此状态，等容过程，由查理定律 可得 此后等容过程或 可得 23．（23-24高二下·浙江温州·期末）如图所示，小明将不规则的物体放在导热性能良好的汽缸内测其体积，具有一定质量的活塞横截面积为S，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，开始时活塞到缸底的距离为h，大气压强为，环境温度为，重力加速度为g，汽缸足够高。现将环境温度缓慢升高了，活塞升高后稳定，缸内气体看成理想气体，求： （1）环境温度从缓慢升高了过程中，气体的压强 （填“增大”“减小”或“不变”），气体内能增加 气体吸收热量Q（填“>”“=”或“<”） （2）被测物体的体积； （3）若保持环境温度为不变，已知活塞质量为，在活塞上放一个质量为的物块，从放上物块到活塞稳定，活塞下降的高度为多少。 【答案】（1）不变，<；（2）；（3） 【详解】（1）由平衡条件知 由于外部大气压强，活塞质量不变，故气体的压强不变。 由热力学第一定律知 封闭气体体积增大，气体对外做功，温度升高吸热，故。 （2）设被测物体的体积为，则开始时缸内气体的体积为 环境温度升高过程，气体发生等压变化，则有 代入得 （3）开始时缸内气体压强 在活塞上放一个质量为的物块，则缸内气体压强变为 设活塞下降的高度为，由玻意耳定律得 解得 24．（23-24高二下·浙江·期末）如图所示，一绝热密闭汽缸横截面积为S，汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不计的光滑绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，气柱长为L，气体热力学温度，在活塞上面放置一个质量为m的物体，活塞下降高度h后静止。在汽缸内部有一电阻丝，电阻丝两端接通电源对缸内气体加热，活塞缓慢上升高度h回到初始位置。大气压强恒为，重力加速度g，电阻丝产生的热量为Q。求： （1）活塞下降高度h后缸内气体的热力学温度； （2）缸内气体加热，活塞缓慢上升的高度h回到初始位置时，缸内气体的热力学温度； （3）气体加热过程内能增加量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）活塞下降高度过程 解得 （2）由理想气体方程 解得 （3）对外做功 由热力学第一定律得 25．（23-24高二下·浙江丽水·期末）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h，环境温度降低时容器内气体放热，活塞缓慢下降一定高度d后再次平衡。 （1）在活塞缓慢下降的过程中，气体分子平均动能如何变化； （2）求气体内部压强p； （3）求整个过程外界对气体所做的功； （4）已知整个过程气体内能减少了ΔU，求气体向外界放出的热量。 【答案】（1）减小；（2）；（3）；（4） 【详解】（1）在活塞缓慢下降的过程中，压强不变，体积减少，温度减低，所以气体分子平均动能减小。 （2）对活塞分析，有   得 （3）对整过程分析，有                                            （4）对整过程分析，有                                                     得 放出热量大小为 26．（23-24高二下·浙江衢州·期末）如图1所示，长的导热汽缸水平放置在桌面上，汽缸的开口端带有卡口，一定质量的理想气体被活塞A封闭在汽缸内，活塞A可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。现将汽缸缓慢地转到开口竖直向下悬挂，如图2所示，已知活塞A的质量，横截面积，开始时活塞A位于汽缸的中间位置，外界气温恒为27℃，大气压强为，不计活塞厚度。 （1）此过程中缸内气体的温度______（选填“升高”“降低”或“不变”），内能______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）求稳定后活塞A离卡口的距离； （3）稳定后再对汽缸内气体加热，活塞缓慢下降。当活塞与汽缸口刚好相平时，缸内气体净吸收的热量，求气体增加的内能。 【答案】（1）不变，不变；（2）4.5cm；（3）300J 【详解】（1）因汽缸导热良好，稳定后汽缸内气体温度不变，由于理想气体内能只与温度有关，所以气体内能不变； （2）以活塞为研究对象，当活塞刚好与缸口相平时，根据受力平衡可得 解得 从开始到汽缸开口朝下悬挂稳定时，由玻意耳定律可得 解得 所以离卡扣的距离为4.5cm； （3）以密封气体为研究对象，加热过程，气体等压膨胀，外界对气体做功为 根据热力学第一定律可得，气体增加的内能 14 / 22 学科网（北京）股份有限公司 $$