2019年高考物理 真題同步分類解析 專題09 熱學(xué)（含解析）

專題09 熱學(xué) 1.（2019全國1卷33）物理選修3-3（15分）（1）（5分）某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界。現(xiàn)使活塞緩慢移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時，容器中空氣的溫度_（填“高于”“低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度_（填“大于”“小于”或“等于”）外界空氣的密度。（2）（10分）熱等靜壓設(shè)備廣泛用于材料加工中。該設(shè)備工作時，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對放入爐腔中的材料加工處理，改部其性能。一臺熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為013 m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2 m3，使用前瓶中氣體壓強為1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0×106 Pa；室溫溫度為27 。氬氣可視為理想氣體。（i）求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強；（i i）將壓入氬氣后的爐腔加熱到1 227 ，求此時爐腔中氣體的壓強?！敬鸢浮浚?）低于 大于（2）（i）設(shè)初始時每瓶氣體的體積為V0，壓強為p0；使用后氣瓶中剩余氣體的壓強為p1。假設(shè)體積為V0、壓強為p0的氣體壓強變?yōu)閜1時，其體積膨脹為V1。由玻意耳定律p0V0=p1V1 被壓入進爐腔的氣體在室溫和p1條件下的體積為 設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強為p2，體積為V2。由玻意耳定律p2V2=10p1 聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p2=32×107 Pa （ii）設(shè)加熱前爐腔的溫度為T0，加熱后爐腔溫度為T1，氣體壓強為p3，由查理定律 聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p3=1.6×108 Pa 2.（全國2卷33）物理選修3-3（15分）（1）（5分）如p-V圖所示，1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不同狀態(tài)，對應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)，則N1_N2，T1_T3，T3，N2_N3。（填“大于”“小于”或“等于”）（2）（10分）如圖，一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個汽缸連通而成，容器平放在地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮氣。平衡時，氮氣的壓強和體積分別為p0和V0，氫氣的體積為2V0，空氣的壓強為p?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，活塞沒有到達兩汽缸的連接處，求：（i）抽氣前氫氣的壓強；（ii）抽氣后氫氣的壓強和體積?！窘馕觥浚?5分）（1）大于 等于 大于（5分）（2）10分（i）設(shè)抽氣前氫氣的壓強為p10，根據(jù)力的平衡條件得（p10p）·2S=（p0p）·S得p10=（p0+p）（ii）設(shè)抽氣后氫氣的壓強和體積分別為p1和V1，氫氣的壓強和體積分別為p2和V2，根據(jù)力的平衡條件有p2·S=p1·2S由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0p2V2=p0·V0由于兩活塞用剛性桿連接，故V12V0=2（V0V2）聯(lián)立式解得3. （全國3卷33）物理一一選修33（15分）（1）（5分）用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是 。實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以 。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是 。（2）（10分）如圖，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為2.0 cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0 cm。若將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為76 cmHg，環(huán)境溫度為296 K。（i）求細管的長度；（i）若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時密封氣體的溫度?！窘馕觥浚?）使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積。（2）（i）設(shè)細管的長度為l，橫截面的面積為S，水銀柱高度為h；初始時，設(shè)水銀柱上表面到管口的距離為h，被密封氣體的體積為V，壓強為p；細管倒置時，氣體體積為V1，壓強為p1。由玻意耳定律有pV=p1V1 由力的平衡條件有p=p0gh 式中，p、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，p0為大氣壓強。由題意有V=S（Lh1h） V1=S（Lh） 由式和題給條件得L=41 cm （ii）設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T，由蓋呂薩克定律有 由式和題給數(shù)據(jù)得：T=312 K 4. （北京卷15）下列說法正確的是（ ）A溫度標志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度B內(nèi)能是物體中所有分子熱運動所具有的動能的總和C氣體壓強僅與氣體分子的平均動能有關(guān)D氣體膨脹對外做功且溫度降低，分子的平均動能可能不變【答案】A 【解析】溫度是物體內(nèi)大量分子熱運動的平均動能的標志，所以溫度標志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度，A正確。5. （江蘇卷13.A）選修33（12分）（1）在沒有外界影響的情況下，密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長時間后，該氣體 （A）分子的無規(guī)則運動停息下來（B）每個分子的速度大小均相等（C）分子的平均動能保持不變（D）分子的密集程度保持不變（2）由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為 （選填“引力”或“斥力”）分子勢能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖象如題13A-1圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子Ep的是圖中_ （選填“A”“B”或“C”）的位置（3）如題13A-2圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷AB的等壓過程，BC的絕熱過程（氣體與外界無熱量交換），其中BC過程中內(nèi)能減少900 J求ABC過程中氣體對外界做的總功【答案】（1）CD （2）引力 C（3）AB過程 W1=p（VBVA）BC過程，根據(jù)熱力學(xué)第一定律 W2=U則對外界做的總功W=（W1+W2）代入數(shù)據(jù)得W=1 500 J【易錯點】根據(jù)根據(jù)熱力學(xué)第一定律W+Q=，得W=-900J，錯誤原因：此為外界對氣體做功，要求氣體對外界做功，所以應(yīng)W=900J，無負號。 5