3模块6 专题16 热学 复习效果自测-【备考最优解】2025版高考物理二轮专题复习教用课件

复习效果自测 1 1．(多选)(2024·四川达州市一诊)下列说法正确的是(　　) A．固体、液体分子间有空隙而不分散，能保持一定的体积，说明分子间有引力 B．空气对流是气体分子热运动的宏观表现 C．墨汁滴入水中后炭粒慢慢在水中散开，温度越高混合均匀所用的时间越短，这说明温度越高布朗运动越剧烈 D．撒一点胡椒粉在水里，加热时发现水中的胡椒粉很快地在翻滚散开，这说明温度越高布朗运动越剧烈 √ √ 复习效果自测 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 13 解析：如果没有引力，有空隙的分子一定分散开，固、液体将无法保持一定体积，故A正确； 空气对流属于机械运动，是气体分子集体定向移动的结果，不是由热运动引起的，故B错误； 墨汁混合均匀的过程中，由于水分子的无规则运动使得炭粒做无规则运动，温度越高布朗运动越显著，混合均匀所用的时间越短，故C正确； 撒一点胡椒粉在水里，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚散开，是水的对流使胡椒粉在水中混合均匀，不是布朗运动，故D错误。 复习效果自测 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 13 2．(多选)(2024·山西忻州市期末)下列说法正确的是(　　) A．当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子势能越大 B．0 ℃的冰熔化为0 ℃的水需要吸热，该过程中分子的平均动能增大 C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D．所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真实发生 √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 解析：当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离减小时，分子力做负功，分子势能越大，A正确； 0 ℃的冰熔化为0 ℃的水需要吸热，但温度不变，分子平均动能不变，B错误； 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，C正确； 热运动的宏观过程具有方向性，因此符合能量守恒定律的宏观过程不一定能真实发生，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 3.(多选)(2024·重庆市缙云教育联盟二模)由于分子间存在着相 互作用力，而分子间作用力做功与路径无关，因此分子间存 在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能Ep随 分子间距离r变化的图像，取r无穷大时Ep为零。通过功能关 系可以从分子势能的图像中得到有关分子间作用力的信息，则下列说法不正确的是(　　) A．假设将两个分子由r＝r2释放，它们将开始远离 B．假设将两个分子由r＝r2释放，它们将相互靠近 C．假设将两个分子由r＝r2释放，它们的加速度先增大后减小 D．假设将两个分子由r＝r1释放，当r＝r2时它们的速度最大 √ √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 解析：由题图可知，两个分子之间距离r＝r2时分子势能最小，此时分子之间的距离为平衡距离，分子之间作用力的合力恰好为0，所以假设将两个分子由r＝r2释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近，故A、B、C错误。 由于r1<r2，可知分子间距离r＝r1时，分子间的作用力表现为斥力，在此处释放两分子，分子之间的距离将增大，分子间作用力做正功，分子的速度增大；当分子之间的距离大于r2时，分子间的作用力表现为引力，随距离的增大，分子间作用力做负功，分子的速度减小，所以当r＝r2时它们的速度最大，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 4．(2024·山东菏泽市质检)关于图中所示的热学相关知识，描述正确的是(　　) A．图甲中，微粒越大，单位时间内受 到液体分子撞击次数越多，布朗运动越 明显 B．图乙中，在r由r1变到r2的过程中分子 力做负功 C．图丙中，曲线1对应的温度比曲线2 对应的温度低 D．图丁中，完成A→B→C→A一个循 环需要外界对理想气体做功18 J √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 解析：题图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故A错误； 题图乙中，在r由r1变到r2的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故B错误； 题图丙中，曲线2对应的分子速率大的分子数占总分子数的百分比大一些，即曲线1对应的温度比曲线2对应的温度低，故C正确； 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 5.(多选)(2024·新课标卷，T21)如图，一定量理想气体的循 环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程(过程中气体不与外 界交换热量)，2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等 容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是(　　) A．1→2过程中，气体内能增加 B．2→3过程中，气体向外放热 C．3→4过程中，气体内能不变 D．4→1过程中，气体向外放热 √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 解析：1→2为绝热过程，根据ΔU＝Q＋W可知此过程气体体积减小，外界对气体做功，气体内能增加，故A正确； 2→3为等压过程，根据盖­吕萨克定律可知气体体积增大时温度升高，内能增大，此过程气体体积增大，气体对外界做功，W<0，故气体吸收热量，故B错误； 3→4为绝热过程，此过程气体体积增大，气体对外界做功，W<0，气体内能减小，故C错误； 4→1为等容过程，根据查理定律可知压强减小时温度降低，故内能减小，由于体积不变，W＝0，故可知气体向外放热，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 6．(多选)(2024·河北卷，T9)如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后(　　) A．弹簧恢复至自然长度 B．活塞两侧气体质量相等 C．与初始时相比，汽缸内气体的内能增加 D．与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少 √ √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 解析：初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力处于平衡状态，弹簧处于压缩状态，因活塞密封不严，可知左侧气体向右侧真空漏出，左侧气体压强变小，右侧出现气体，对活塞有向左的压力，最终左、右两侧气体压强相等，且弹簧恢复原长，故A正确； 由题知活塞初始时静止在汽缸正中间，但由于活塞向左移动，左侧气体体积小于右侧气体体积，则左侧气体质量小于右侧气体质量，故B错误； 密闭的汽缸绝热，与外界没有能量交换，但弹簧弹性势能减少了，可知气体内能增加，故C正确； 初始时气体在左侧，最终气体充满整个汽缸，则初始左侧单位体积内气体分子数应该是最终左侧的两倍，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 7.(2024·黑龙江省二联)一定质量的理想气体从状态A经过状 态B和C又回到状态A，其压强p随体积V的变化图线如图所 示，其中A到B为绝热过程，C到A为等温过程。下列说法错 误的是(　　) A．A→B过程，气体分子平均动能减小 B．B→C过程，气体向外界放热 C．C→A过程，气体向外界放热 D．A→C过程气体对外界做的功小于C→A过程外界对气体做的功 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 解析：由题图可知，A→B过程，气体绝热膨胀，对外做功，根据ΔU＝W＋Q，可知气体内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，A正确； B→C过程是等压变化，体积增大，则气体对外做功，即W<0，由盖­吕萨克定律V＝CT，可知气体温度升高，故气体内能增大，可知气体从外界吸热，B错误； C→A过程是等温变化，气体内能不变，但体积减小，故外界对气体做功，可知气体向外界放热，C正确； 在p－V图像中，图线与横轴围成的面积表示做功，故A→C过程气体对外界做的功小于C→A过程外界对气体做的功，D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 √ 8.(2024·山西省校际名校一模)用注射器将一段空气(可视 为理想气体)封闭，操作注射器实现气体按如图a→b→c 的变化。下列说法正确的是(　　) A．a→b，所有分子热运动的动能都增大 B．a→b→c，气体吸收的热量等于气体对外做的功 C．a→b→c，气体的压强先增大后减小 D．c状态时，单位时间内与注射器单位面积碰撞的分子数比a状态时多 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 解析：a→b过程中，温度T升高，分子的平均动能增大，但不是所有分子的动能都增大，故A错误； a→b→c过程中，温度升高，则气体内能增大，气体体积变大，则气体对外界做正功，根据ΔU＝W＋Q，由于ΔU>0，W<0，可知Q>0，且Q>|W|，故B错误； a、c两状态压强相等，c状态温度高于 a状态温度，温度越高分子平均动能越大，根据压强微观意义可知，c状态时，单位时间内与注射器单位面积碰撞的分子数比a状态时少，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 9．(2024·江苏卷，T13)某科研实验站有一个密闭容器，容器内有温度为300 K，压强为105 Pa的气体，容器内有一个面积0.06 m2的观测台，现将这个容器移动到月球，容器内的温度变成240 K，整个过程可认为气体的体积不变，月球表面为真空状态。求： (1)气体现在的压强； 答案：8×104 Pa　 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 (2)观测台对气体的压力。 解析：根据压强的定义，观测台对气体的压力F＝p2S＝4.8×103 N。 答案：4.8×103 N 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 10.(2024·黑龙江省二模)某物理探究小组设计了一个报 警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器 内用横截面积S＝100 cm2、质量m＝1 kg的活塞密封 一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时 气体处于温度TA＝300 K、活塞与容器底的距离 h＝15 cm的状态A。环境温度升高时容器内气体被加 热，活塞缓慢上升d＝1 cm恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度TC＝360 K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中，气体内能增加了ΔU＝140 J，大气压强p0＝0.99×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2，求： 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 (1)气体在状态C时的压强； 答案：1.125×105 Pa　 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 (2)气体由状态A到状态C过程中，从外界吸收的热量Q。 解析：气体从状态A到状态C的过程中，气体对外做的功W＝pASd＝10 J 由热力学第一定律有ΔU＝Q－W 解得Q＝150 J。 答案：150 J 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 (1)求活塞的质量。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 (2)若在初始状态下将汽缸顶端封闭(将大气视为理想气体)，然后把整个系统置于低温环境中，稳定时测得活塞距离汽缸底部的高度为0.96H。已知初始时环境温度T1＝300 K，求该低温环境的温度。 答案：208 K 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 12.(2024·江西卷，T13)可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经ABCDA完成循环过程，AB和CD均为等温过程，BC和DA均为等容过程。已知T1＝1 200 K，T2＝300 K，气体在状态A的压强pA＝8.0×105 Pa，体积V1＝1.0 m3，气体在状态C的压强pC＝1.0×105 Pa。求： 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 (1)气体在状态D的压强pD； 答案：2×105 Pa　 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 (2)气体在状态B的体积V2。 解析：从C到D状态，根据玻意耳定律 pCV2＝pDV1 解得V2＝2.0 m3。 答案：2.0 m3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 13 复习效果自测 13.(2024·辽宁、吉林、黑龙江卷，T13)如图，理想变压器 原、副线圈的匝数比n1∶n2＝5∶1，原线圈接在电压峰值 为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。 (1)求变压器的输出功率P。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 复习效果自测 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 复习效果自测 (2)已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q＝CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 复习效果自测 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 复习效果自测 $