2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)第一部分 五近代物理初步、熱學(xué)、振動(dòng)與波、光學(xué)第2講熱學(xué)

第一部分專題五第2講

________________________/課時(shí)作業(yè)?分層練

KESHIZUOYEFENCENGLIAN

1.（2022?北京東城三模）如圖所示，質(zhì)量為機(jī)的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封

閉在汽缸內(nèi)，活塞與汽缸之間無摩擦.將汽缸放在冰水混合物中，氣體達(dá)到平衡

狀態(tài)（圖中α狀態(tài)）后，在活塞上加一質(zhì)量為加的祛碼，經(jīng)過過程I氣體達(dá)到新的

平衡狀態(tài)（圖中人狀態(tài)），再將汽缸從容器中移出放到室溫（27°C）中，經(jīng)過過程II

在達(dá)到C平衡狀態(tài).已知大氣壓強(qiáng)保持不變.下列說法中正確的是（B）

A.過程I中理想氣體從外界吸收熱量

B.過程∏中理想氣體從外界吸收熱量

C.C狀態(tài)與。狀態(tài)相比，c狀態(tài)的氣體分子對(duì)活塞的作用力較小

D.理想氣體在。狀態(tài)的內(nèi)能大于在。狀態(tài)的內(nèi)能

【解析】過程I中理想氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，溫度不變，內(nèi)能

不變，則氣體向外界放熱，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；過程Il中理想氣體體積變大，氣體對(duì)外

做功，溫度升高，內(nèi)能增加，則氣體從外界吸收熱量，選項(xiàng)B正確；C狀態(tài)與α

狀態(tài)相比，C狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)大，則氣體分子對(duì)活塞的作用力較大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

理想氣體在。狀態(tài)的溫度等于在。狀態(tài)的溫度，則兩態(tài)的內(nèi)能相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

2.（2022?江蘇昆山中學(xué)預(yù)測(cè)）下列說法中錯(cuò)誤的是（B）

A.自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程一定具有方向性

B.當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間的引力增大，斥力減小

C.熔化的玻璃表面分子間的作用力表現(xiàn)為引力，此引力使玻璃表面繃緊

D.粘在一起的糖塊是多晶體，單個(gè)的蔗糖晶體顆粒是單晶體

【解析】根據(jù)熱力學(xué)第二定律，自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都

具有方向性，故A正確，與題意不符；當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間的引力、斥

力都減小，故B錯(cuò)誤，與題意相符；熔化的玻璃表面分子間的距離變大，作用力

表現(xiàn)為引力，此引力使玻璃表面繃緊，故C正確，與題意不符；粘在一起的糖塊

沒有確定的幾何形狀是多晶體，單個(gè)的蔗糖晶體顆粒有確定的幾何形狀是單晶體,

故D正確，與題意不符.

3.（2022.遼寧丹東二模）下列說法中正確的是（B）

A.單晶體有固定的熔點(diǎn)，多晶體沒有固定的熔點(diǎn)

B.Ikg氧氣在0C時(shí)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能比0.1kg氧氣在27℃時(shí)分子熱

運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能小

C.在陽(yáng)光照射下的教室里，眼睛直接看到的空氣中塵粒的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)

動(dòng)

D.地面上自由滾動(dòng)的足球逐漸停下來，違反了能量守恒定律

【解析】晶體都有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；溫度

是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，溫度越高分子平均動(dòng)能越大，所以Ikg氧氣在

時(shí)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能比0.1kg氧氣在27℃時(shí)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能小，故B

正確；布朗運(yùn)動(dòng)的顆粒很小，眼睛不能直接看見，空氣中塵粒的運(yùn)動(dòng)是因?yàn)榭諝?/p>

的對(duì)流形成的，不屬于布朗運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；地面上自由滾動(dòng)的足球逐漸停下來，

在摩擦力的作用下將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，符合能量守恒定律，故D錯(cuò)誤.

4?（2022?江蘇南通預(yù)測(cè)）如圖所示，野外生存需要取火時(shí)，可以用隨身攜帶的

取火裝置，在銅制活塞上放置少量易燃物，將金屬筒套在活塞上迅速下壓，即可

點(diǎn)燃易燃物.則迅速下壓過程中，金屬筒內(nèi)的封閉氣體（D）

A.分子平均動(dòng)能變小

B.每個(gè)氣體分子速率都增大

C.從外界吸熱，氣體內(nèi)能增加

D.分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)增加

【解析】迅速下壓過程中，外界對(duì)氣體做功，由于氣體變化經(jīng)歷時(shí)間極短,

來不及與外界發(fā)生熱交換，可近似認(rèn)為是絕熱過程，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)?/p>

體內(nèi)能增大，溫度升高，分子平均動(dòng)能變大，故A、C錯(cuò)誤；由于溫度是大量分

子整體表現(xiàn)出來的性質(zhì)，并不能說明單個(gè)分子的狀態(tài)，所以并不是每個(gè)氣體分子

速率都增大，故B錯(cuò)誤；氣體體積減小，單位體積內(nèi)分子數(shù)增多，且分子平均動(dòng)

能增大，所以分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)增加，故D正確.

5.（多選）（2022?天津咸水沽一中三模）2021年8月5日，在東京奧運(yùn)會(huì)跳水女

子Iom臺(tái)決賽中，14歲的全紅嬋以總分466.2拿到金牌，并打破了世界紀(jì)錄.她

的五次跳水中有三次滿分，嫻熟的動(dòng)作和標(biāo)準(zhǔn)的姿勢(shì)不禁讓李小鵬感嘆：我扔個(gè)

硬幣濺起的水花都比她跳水的水花大.下列說法正確的是（AB）

A.運(yùn)動(dòng)員出水后泳衣上的水很快滑落，這是因?yàn)橹圃煊疽碌牟牧蠈?duì)水不浸

潤(rùn)

B.運(yùn)動(dòng)員入水激起的水花中，很多呈現(xiàn)球形，這是水的表面張力的作用

C.水池中的水溫保持在26℃左右，用以保證運(yùn)動(dòng)員入水后的舒適度，此時(shí)

運(yùn)動(dòng)員和水池中的水處于熱平衡狀態(tài)

D.運(yùn)動(dòng)員入水后，身體周圍會(huì)出現(xiàn)一些小氣泡，在水中產(chǎn)生的氣泡內(nèi)的氣

體壓強(qiáng)大于大氣壓，這些小氣泡在做無規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)

【解析】運(yùn)動(dòng)員出水后泳衣上的水很快滑落，這是因?yàn)橛疽掠蓪?duì)水不浸潤(rùn)

的材料制成，故A正確；運(yùn)動(dòng)員入水激起的水花接近球形，這是表面張力的作用，

故B正確；水池中的水溫約26°C,用以保證運(yùn)動(dòng)員入水后的舒適度，此時(shí)運(yùn)動(dòng)

員的體溫和水池的水溫并不相同，故C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員入水后，身體周圍會(huì)有一些

小氣泡做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，這些小氣泡的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤.故選AB.

6.（多選）圖甲為測(cè)量分子速率分布的裝置示意圖，圓筒繞其中心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，

側(cè)面開有狹縫N,內(nèi)側(cè)貼有記錄薄膜，M為正對(duì)狹縫的位置.從原子爐R中射出

的銀原子蒸氣穿過屏上S縫后進(jìn)入狹縫N,在圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)相繼到

達(dá)并沉積在薄膜上.展開的薄膜如圖乙所示，NP、PQ間距相等，銀原子的重力

不計(jì)，運(yùn)動(dòng)過程中的碰撞不計(jì)，則（ACD）

NPQM

A.到達(dá)M附近的銀原子速率較大

B.到達(dá)。附近的銀原子速率較大

C.到達(dá)Q附近的銀原子速率為“中等”速率

D.到達(dá)PQ區(qū)間的分子百分率大于位于NP區(qū)間的分子百分率

【解析】從原子爐R中射出的銀原子穿過S縫后向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，同

時(shí)圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，銀原子進(jìn)入狹縫N后，在圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)半個(gè)周期的過程中，銀原子

相繼到達(dá)圓筒最右端并打到記錄薄膜上，打在薄膜上M點(diǎn)附近的銀原子先到達(dá)最

右端，所用時(shí)間最短，所以速率較大，同理到達(dá)Q附近的銀原子速率為“中等”

速率，故A、C正確，B錯(cuò)誤；由圖乙可知，位于PQ區(qū)間的分子百分率大于位

于NP區(qū)間的分子百分率，故D正確.

7.（2022.江蘇南京預(yù)測(cè)）如圖所示，在用DIS驗(yàn)證“玻意耳定律”的實(shí)驗(yàn)中，

用一個(gè)帶刻度的注射器及計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)來探究氣體的壓強(qiáng)和體積關(guān)系.關(guān)于此

實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（B）

A.推拉活塞時(shí)，動(dòng)作要快，以免氣體進(jìn)入或漏出

B.推拉活塞時(shí)，手不可以握住整個(gè)注射器

C.必須測(cè)量所封閉氣體的質(zhì)量

D.在活塞上涂上潤(rùn)滑油，主要目的是為了減小摩擦

【解析】推拉活塞時(shí)，動(dòng)作要慢，使其溫度與環(huán)境保持一致，故A錯(cuò)誤;

推拉活塞時(shí)，手不能握住注射器，防止手對(duì)其起加熱作用，從而保證氣體的溫度

不變，故B正確；研究對(duì)象是一部分封閉氣體在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)和體積

的關(guān)系，故本實(shí)驗(yàn)只要保證封閉氣體的質(zhì)量不變即可，無需測(cè)量封閉氣體的質(zhì)量，

故C錯(cuò)誤；活塞與針筒之間要保持潤(rùn)滑，可以減小摩擦，主要目的是不漏氣可以

保證氣體質(zhì)量一定，故D錯(cuò)誤.

8.（2022.天津預(yù)測(cè)）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)α出發(fā)，經(jīng)過等容過程

到達(dá)狀態(tài)從再經(jīng)過等溫過程到達(dá)狀態(tài)c,直線αc過原點(diǎn).則氣體（A）

A.在狀態(tài)C的壓強(qiáng)等于在狀態(tài)α的壓強(qiáng)

B.在狀態(tài)人的壓強(qiáng)小于在狀態(tài)C的壓強(qiáng)

C.在b-c的過程中內(nèi)能減小

D.在α~*Z?的過程對(duì)外做功

【解析】根據(jù)V=7T可知，因直線0c過原點(diǎn)，可知在狀態(tài)C的壓強(qiáng)等于

在狀態(tài)。的壓強(qiáng)，匕點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率小于C點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，可知在狀

態(tài)b的壓強(qiáng)大于在狀態(tài)C的壓強(qiáng)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤：在人fc的過程中溫度

不變，則氣體的內(nèi)能保持不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤：在。一人的過程中，氣體的體積不

變，則氣體不對(duì)外做功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

9.（2022?北京大興三模）一定質(zhì)量的理想氣體，不同溫度下的等溫線是不同的，

如圖是一定質(zhì)量的氣體在Tl和A溫度下的等溫線.下列說法正確的是（B）

A.氣體在A狀態(tài)的溫度小于C狀態(tài)的溫度

B.氣體如果從狀態(tài)A到狀態(tài)C,一定放出熱量

C.氣體由狀態(tài)A沿線72變化到狀態(tài)3的過程中，內(nèi)能減小

D.氣體由狀態(tài)A沿線為變化到狀態(tài)B的過程中，分子平均距離減小

【解析】在P-V圖中A狀態(tài)所在的圖線在C狀態(tài)所在圖線的外側(cè)，所以A

狀態(tài)所在的圖線對(duì)應(yīng)的溫度高，故A錯(cuò)誤；氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C,體積不變，

溫度降低，內(nèi)能減小，所以一定放出熱量，故B正確；氣體由狀態(tài)A沿線T2變

化到狀態(tài)B的過程為等溫膨脹，內(nèi)能不變，故C錯(cuò)誤；氣體由狀態(tài)A沿線“變

化到狀態(tài)B的過程為等溫膨脹，體積增大，氣體分子間的平均距離增大，故D錯(cuò)

、口

沃.

10.（多選）（2022.山東煙臺(tái)三模）如圖，內(nèi)壁光滑豎直放置的絕熱汽缸內(nèi)有一

橫截面積為S、可自由移動(dòng)的絕熱活塞把氣體分成a、b兩部分.開始時(shí)活塞上下

兩部分氣體a、b的體積相等，溫度均為打，氣體a的壓強(qiáng)為po.現(xiàn)把汽缸緩慢倒

置，再緩慢加熱氣體a,當(dāng)氣體a的溫度升高到T時(shí)，活塞恰好回到原來的位置,

氣體b的溫度為7b.重力加速度為g,則（BC）

：：1

A.整個(gè)過程中氣體b的內(nèi)能始終保持不變

POS(T-To)

B.活塞的質(zhì)量為

2gT。

C.最終氣體a的壓強(qiáng)為方0

開始時(shí)氣體b的壓強(qiáng)為1清

D.

【解析】對(duì)氣體b,汽缸倒置后，活塞回到原來位置的過程中，體積不斷

減小，外界對(duì)氣體做功，而汽缸、活塞均絕熱，根據(jù)AU=W+。，W>0,Q=O

則AU>0,即內(nèi)能增大，故A錯(cuò)誤；設(shè)活塞質(zhì)量〃?，對(duì)氣體b,初末狀態(tài)相同，

則氣體b初末狀態(tài)壓強(qiáng)相同Pb=Po+警，最終氣體a壓強(qiáng)pa=pb+警，對(duì)氣體a,

國(guó)—必畦，疑產(chǎn)τ+npoS(Tf)_T_

1fn故B、C正確，D錯(cuò)

J0-T，聯(lián)工解彳于Pb—2JJ1P。，—2gT()，Pa—T(P

誤.故選BC.

11.（多選）（2022.山東臨沂模擬）如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化時(shí)

氣體的壓強(qiáng)隨著溫度變化的PY關(guān)系圖像，氣體從。狀態(tài)開始，經(jīng)歷三個(gè)過程

歷、Ca最后回到“狀態(tài)，圖中加的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)0,歷平行于/軸，儀的延長(zhǎng)

線過點(diǎn)(一273.15,0).下列說法中正確的是(AD)

PZPa

aL

-273.15O〃℃

A.三個(gè)狀態(tài)的體積關(guān)系為匕=%>%

B.過程從?中外界對(duì)氣體做功，氣體從外界吸熱

C.過程"中氣體對(duì)外界不做功，氣體從外界吸熱

D.匕狀態(tài)與C狀態(tài)相比，〃狀態(tài)時(shí)容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子

撞擊的次數(shù)較多

【解析】根據(jù)華=C,??>?,,Ca的延長(zhǎng)線過點(diǎn)(-273.15,0),則匕=匕，

所以Va=Vc>Vb,故A正確；過程物?中氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功，即W<0,

溫度升高，內(nèi)能增大，即△(/>(),根據(jù)AU=W+Q,則Q>0,即氣體從外界吸熱，

故B錯(cuò)誤；過程ab中氣體體積減小，氣體對(duì)外界做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；人和C兩

個(gè)狀態(tài)，壓強(qiáng)相同，但C狀態(tài)時(shí)氣體溫度較高，即C狀態(tài)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率較

大，分子對(duì)容器壁的平均撞擊力較大，可判斷b狀態(tài)時(shí)單位面積單位時(shí)間內(nèi)容器

壁受到分子撞擊的次數(shù)較多，故D正確.故選AD.

12.(多選)(2022?云南師大附中模擬)如圖，水平面上放置一絕熱汽缸，質(zhì)量為

m的絕熱活塞在缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞通過勁度系數(shù)為k的輕彈簧

與天花板相連，開始時(shí)活塞靜止，彈簧處于原長(zhǎng)，現(xiàn)通過電熱絲對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢

加熱，活塞緩慢向上移動(dòng)距離d后靜止，重力加速度為g,大氣壓強(qiáng)為po,活塞

面積為S；不考慮活塞與汽缸壁之間的摩擦，關(guān)于上述過程，下列說法正確的是

(BD)

A.缸內(nèi)氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減小

B.缸內(nèi)氣體吸熱，內(nèi)能增加

C.缸內(nèi)氣體吸熱量小于poSd+mgd+；。2

D.缸內(nèi)氣體吸熱量大于POSd+"zgd+gk屋

【解析】根據(jù)題意，設(shè)封閉氣體初狀態(tài)的壓強(qiáng)為夕，由平衡條件有poS+

mg=p?S,通過電熱絲對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢加熱，活塞緩慢向上移動(dòng)距離d后靜止，

此時(shí)氣體壓強(qiáng)為P2,由平衡條件有POS+nzg+k∕=p2S可知，氣體的壓強(qiáng)變大了，

根據(jù)氣體狀態(tài)方程竿=C可知，由于氣體體積也變大，則氣體的溫度升高，內(nèi)能

增加，故A錯(cuò)誤；氣體體積變大，氣體對(duì)外界做功，由熱力學(xué)第一定律AU=Q

+W,由于氣體內(nèi)能增加，則AU>0,氣體對(duì)外界做功，則W<0,可得。>0,即

氣體吸熱，內(nèi)能增加，故B正確：根據(jù)題意可知，活塞移動(dòng)過程中，彈簧做功為

W]=~^kcf,重力做功為Wc=-mgd,外界對(duì)氣體做功為W2--poSd,由B分

析可知，ρ>∣Wl+W2+WG∣,即缸內(nèi)氣體吸熱量Q>poSd+∕”gd+I√2,故C錯(cuò)誤，

D正確.故選BD.

應(yīng)用題——強(qiáng)化學(xué)以致用

13.（2022?山東淄博三模）如圖甲所示的一款茶寵玩具特別有意思，當(dāng)將熱茶淋

在茶寵上時(shí)，茶寵會(huì)向外噴水，寓意吐故納新.為了研究其中的原理，某同學(xué)將

茶寵理想化為如圖乙所示圓柱形容器，在容器底端側(cè)面有一尺寸可忽略的細(xì)孔，

細(xì)孔下方是實(shí)心配重塊，圓柱橫截面積為5、細(xì)孔上方空間高為初始時(shí)容器內(nèi)

部空氣的質(zhì)量為加0，內(nèi)部壓強(qiáng)與外界大氣壓均為外，溫度為以容器內(nèi)氣體可視

為理想氣體.現(xiàn)用熱水淋在容器上，使容器內(nèi)氣體溫度達(dá)到Ti,此過程中容器內(nèi)

部有空氣逸出；然后迅速將容器放入一足夠大的盛有水的水盆中，保證容器上的

小孔恰好在水面以下、隨著容器內(nèi)氣體溫度降低，水盆中的水會(huì)被吸入容器，當(dāng)

氣體溫度恢復(fù)為小時(shí)，容器內(nèi)外水面的高度差為力，然后取出容器，當(dāng)將熱茶淋

在容器上時(shí)就會(huì)出現(xiàn)神奇的噴水現(xiàn)象了.

//

甲

（1）求將熱水淋在容器上，容器升溫過程中逸出空氣的質(zhì)量△〃?；

（2）若"=6Cm,A=Icm,To=300K,大氣壓強(qiáng)PO=IXlO$pa,水的密度Z）

=l×103kg∕m3,重力加速度g=10m∕s2,求容器內(nèi)的溫度，（結(jié)果保留3位有效

數(shù)字）.

T_T

【答案】（1）」元斗?0（2）360K

【解析】（1）小孔將容器內(nèi)外空氣連通，故容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，氣體溫度

-

升高到A時(shí)，根據(jù)蓋一呂薩克定律有染V=—VF^?,V竿Am=號(hào)?弓V

/0l?moV+ΔV

聯(lián)立解得Nn=-?mo.

1\

（2）由題意得券包=心產(chǎn)

p↑+pgh=po

聯(lián)立解得T∣≈360K.

14?（2022?河北石家莊預(yù)測(cè)）如圖所示，U形玻璃細(xì)管豎直放置，水平細(xì)管（內(nèi)、

外徑都很?。┡cU形細(xì)管底部相連通,各部分細(xì)管內(nèi)徑相同.C管長(zhǎng)度為∕c=30cm,

初始時(shí)U形玻璃管左、右兩側(cè)水銀面高度差為△/?=15cm,C管水銀面距U形玻

璃管底部距離為hc=5cm.水平細(xì)管內(nèi)用小活塞封有長(zhǎng)度為∕A=12.5cm的理想氣

體A,U形管左管上端封有氣柱長(zhǎng)度為∕B=25Cnl的理想氣體B,右管上端開口

與大氣相通，現(xiàn)將活塞緩慢向右壓，使U形玻璃管左、右兩側(cè)水銀面恰好相平，

該過程A、B氣柱的溫度保持不變.已知外界大氣壓強(qiáng)為po=75CmHg,水平細(xì)

管中的水銀柱足夠長(zhǎng).

(1)求左右兩側(cè)液面相平時(shí)，氣體B的長(zhǎng)度L；

(2)求該過程活塞移動(dòng)的距離d.

【答案】(1)20Cm(2)27.5cm

【解析】(1)設(shè)玻璃管橫截面積為S,活塞緩慢向右壓的過程中，氣體B做

等溫變化，根據(jù)玻意爾定律有PBIvBI=PB2%2

其中PBI=75cmHg—15cmHg=60cmHg,VBI=25S,，B2=75cmHg,V?2=

LS

解得氣體B的長(zhǎng)度L=20cm.

(2)活塞緩慢向右壓的過程中，各部分液柱移動(dòng)情況示意如圖

U形管左管中水銀柱長(zhǎng)度變化等于氣柱B長(zhǎng)度的變化△/,宏=25cm—20Cm=

5cm

U形管右管中水銀柱長(zhǎng)度變化ALG=15cm+5cm=20Cm

氣體A做等溫變化PAl=75cmHg÷5cmHg=80cmHg

PA2=75cmHg÷25cmHg=IOOcmHg