2021版高考物理一轮复习 第十三章 热学 4 章末热点集训课件

第十三章热学章末热点集训热点1对分子动理论的理解墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是()A．混合均匀主要是由于炭粒受重力作用B．混合均匀的过程中，水分子和炭粒都做无规则运动C．使用炭粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D．墨汁的扩散运动是由于炭粒和水分子发生化学反应引起的[解析]墨汁与水混合均匀的过程，是水分子和炭粒做无规则运动的过程，这种运动与重力无关，也不是化学反应引起的．微粒越小、温度越高，无规则运动越剧烈，可见，B、C正确，A、D错误．[答案]BC关于热现象和热学规律，说法正确的是()A．布朗运动表明，构成悬浮微粒的分子在做无规则运动B．两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都在减小C．温度高的物体内能不一定大D．物体的摄氏温度变化了1℃，其热力学温度变化了273K解析：选BC.布朗运动是指微粒的运动，只能反映撞击微粒的分子在做无规则运动，A错误；分子间的引力和斥力均随分子间距离的增大而减小，B正确；物体的内能不单是由温度决定的，C正确；摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K，D错误．热点2气体实验定律的应用如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞．已知大活塞的质量为m1＝2.50kg，横截面积为S1＝80.0cm2；小活塞的质量为m2＝1.50kg，横截面积为S2＝40.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105Pa，温度为T＝303K．初始时大活塞与大圆筒底部相距l2，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495K．现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移．忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10m/s2.求：(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．[解析](1)设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2.由题给条件得V1＝S1l2＋S2l－l2①V2＝S2l②在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S1(p1－p)＝m1g＋m2g＋S2(p1－p)③故缸内气体的压强不变．由盖—吕萨克定律有V1T1＝V2T2④联立①②④式并代入题给数据得T2＝330K．⑤(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变．设达到热平衡时被封闭气体的压强为p′，由查理定律有p′T＝p1T2⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得p′＝1.01×105Pa.[答案](1)330K(2)1.01×105Pa(2018·高考全国卷Ⅰ)如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K.开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0.现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为V8时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6.不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g.求流入汽缸内液体的质量．解析：设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为p1；下方气体的体积为V2，压强为p2.在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得p0V2＝p1V1①p0V2＝p2V2②由已知条件得V1＝V2＋V6－V8＝1324V③V2＝V2－V6＝V3④设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得p2S＝p1S＋mg⑤联立以上各式得m＝15p0S26g.答案：见解析热点3理想气体状态方程的应用如图所示，绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面上，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸均无摩擦．两汽缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为V0、温度均为T0.缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍．设环境温度始终保持不变，求汽缸A中气体的体积VA和温度TA.[解析]设初态压强为p0，膨胀后A、B压强相等，即pB＝1.2p0，B中气体始末状态温度相等，由玻意耳定律得p0V0＝1.2p0VB，又2V0＝VA＋VB，所以VA＝76V0对A部分气体，由理想气体状态方程得p0V0T0＝1.2p0VATA，所以TA＝1.4T0.[答案]76V01.4T0(2020·河北三市联考)如图所示，一连通器与贮有水银的瓶M用软管相连，连通器的两直管A和B竖直放置，两管粗细相同且上端封闭，直管A和B内充有水银，当气体的温度为T0时，水银面的高度差h＝10cm，两管空气柱长均为h1＝10cm，A管中气体的压强p1＝20cmHg.现使两管中的气体的温度都升高到2.4T0，同时调节M的高度，使B管中的水银面的高度不变，求流入A管的水银柱的长度．解析：由题意可知，当温度为T0时B管中气体的压强pB1＝30cmHg当温度为2.4T0时，B管中气体体积不变，设其压强为pB2，B中气体状态变化为等容过程，由查理定律有：pB1T0＝pB22.4T0解得：pB2＝72cmHg当温度为T0时A管中气体的压强pA1＝20cmHg，体积为VA1＝h1S设流入A管的水银柱的长度为x，则温度为2.4T0时，压强pA2＝pB2－ρ(h＋x)g＝(62－x)cmHg体积VA2＝(h1－x)SA中气体状态变化符合理想气体状态方程，则pA1VA1T0＝pA2VA22.4T0代入数据整理得：x2－72x＋140＝0解得：x＝2cm(另一解舍去)．答案：2cm热点4热力学定律的应用(2018·高考全国卷Ⅰ)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e.对此气体，下列说法正确的是()A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对外界做正功C．过程④中气体从外界吸收了热量D．状态c、d的内能相等E．状态d的压强比状态b的压强小[解析]由理想气体状态方程paVaTa＝pbVbTb可知，pb＞pa，即过程①中气体的压强逐渐增大，A错误；由于过程②中气体体积增大，所以过程②中气体对外做功，B正确；过程④中气体体积不变，气体对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程④中气体放出热量，C错误；由于状态c、d的温度相等，理想气体的内能只与温度有关，可知状态c、d的内能相等，D正确；由理想气体状态方程pdVdTd＝pbVbTb并结合题图可知，状态d的压强比状态b的压强小，E正确．[答案]BDE(2018·高考全国卷Ⅲ)如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p－V图中从a到b的直线所示．在此过程中()A．气体温度一直降低B．气体内能一直增加C．气体一直对外做功D．气体一直从外界吸热E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功解析：选BCD.一定量的理想气体从a到b的过程，由理想气体状态方程paVaTa＝pbVbTb可知，TbTa，即气体的温度一直升高，A错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，B正确；由于从a到b的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，C正确；根据热力学第一定律，从a到b的过程中，气体一直从外界吸热，D正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，E错误．