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(guó)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(shí)容器中空氣的溫度與外界相同，壓強(qiáng)大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng)，直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同。此時(shí)，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(shí)，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)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(duì)放入爐腔中的材料加工處理，改部其性能。一臺(tái)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(jī)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(qiáng)為1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)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(qiáng)；（i i）將壓入氬氣后的爐腔加熱到1 227 ，求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)?！敬鸢浮浚?）低于 大于（2）（i）設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為V0，壓強(qiáng)為p0；使用后氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為p1。假設(shè)體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體壓強(qiáng)變?yōu)閜1時(shí)，其體積膨脹為V1。由玻意耳定律p0V0=p1V1 被壓入進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)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(guó)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(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)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(gè)汽缸連通而成，容器平放在地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。整個(gè)容器被通過(guò)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?dú)?。平衡時(shí)，氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p0和V0，氫氣的體積為2V0，空氣的壓強(qiáng)為p?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過(guò)程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?，活塞沒(méi)有到達(dá)兩汽缸的連接處，求：（i）抽氣前氫氣的壓強(qiáng)；（ii）抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積。【解析】（15分）（1）大于 等于 大于（5分）（2）10分（i）設(shè)抽氣前氫氣的壓強(qiáng)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(qiáng)和體積分別為p1和V1，氫氣的壓強(qiáng)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(guó)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中為了測(cè)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(cè)量的物理量是 。（2）（10分）如圖，一粗細(xì)均勻的細(xì)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(xì)管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無(wú)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(qiáng)為76 cmHg，環(huán)境溫度為296 K。（i）求細(xì)管的長(zhǎng)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(shí)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(cè)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(xì)管的長(zhǎng)度為l，橫截面的面積為S，水銀柱高度為h；初始時(shí)，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(qiáng)為p；細(xì)管倒置時(shí)，氣體體積為V1，壓強(qiáng)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(qiáng)。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(shuō)法正確的是（ ）A溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度B內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和C氣體壓強(qiáng)僅與氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)D氣體膨脹對(duì)外做功且溫度降低，分子的平均動(dòng)能可能不變【答案】A 【解析】溫度是物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，A正確。5. （江蘇卷13.A）選修33（12分）（1）在沒(méi)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(zhǎng)時(shí)間后，該氣體 （A）分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)停息下來(lái)（B）每個(gè)分子的速度大小均相等（C）分子的平均動(dòng)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(shì)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(guò)程，BC的絕熱過(guò)程（氣體與外界無(wú)熱量交換），其中BC過(guò)程中內(nèi)能減少900 J求ABC過(guò)程中氣體對(duì)外界做的總功【答案】（1）CD （2）引力 C（3）AB過(guò)程 W1=p（VBVA）BC過(guò)程，根據(jù)熱力學(xué)第一定律 W2=U則對(duì)外界做的總功W=（W1+W2）代入數(shù)據(jù)得W=1 500 J【易錯(cuò)點(diǎn)】根據(jù)根據(jù)熱力學(xué)第一定律W+Q=，得W=-900J，錯(cuò)誤原因：此為外界對(duì)氣體做功，要求氣體對(duì)外界做功，所以應(yīng)W=900J，無(wú)負(fù)號(hào)。 5