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福建省2023年高考物理模拟试题知识点分类训练：热学
一、单选题
1．（2023·福建·模拟预测）带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体由状态A经状态B变为状态C，其中过程为等温变化，如图所示。已知，，，，。设过程气体吸收热量为，过程气体吸收热量为。下列说法正确的是（　　）
A．气体在状态B时的体积为
B．气体在状态C时的压强为
C．过程气体体积变小
D．过程气体对外界做的功大于
2．（2023·福建泉州·统考三模）2022年5月，我国首个商用压缩空气储能电站投产发电。在用电低谷期，利用剩余的电力把洞外空气压缩到盐矿开采后留下的密闭盐穴矿洞中，储存能量；在用电高峰期，将储存在矿洞内的高压空气释放出来驱动汽轮机发电。矿洞可视为绝热容器，在充气过程中，矿洞内（　　）
A．气体内能保持不变
B．气体分子数密度不变
C．气体分子的运动速率都增加了
D．气体分子对洞壁单位面积平均撞击力变大
3．（2023·福建·模拟预测）有关物质结构和分子动理论的认识，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．分子间距离增大，分子势能一定减小
C．从微观角度看，气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关
D．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力
4．（2023·福建·一模）关于分子动理论及理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低
B．由图乙可知，气体在状态A的温度大于状态B的温度
C．由图丙可知，当分子间的距离从r0逐渐增大时，分子间的作用力一直减小
D．由图丁可知，当分子间的距离由r1增加到r2的过程中，分子力做正功
二、多选题
5．（2023·福建福州·统考三模）中国制造的列车空气弹簧实现了欧洲高端铁路市场全覆盖，空气弹簧安装在列车车厢底部，可以起到有效减震、提升列车运行平稳性的作用。空气弹簧主要由活塞、气缸及密封在气缸内的一定质量气体构成。列车上下乘客及剧烈颠簸均会引起车厢震动。上下乘客时气缸内气体的体积变化较慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若外界温度恒定，气缸内气体视为理想气体，则（ ）
A．乘客上车造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体对外界放热
B．乘客上车造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体对外界做正功
C．剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体的内能增加
D．剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体分子的平均动能减小
6．（2023·福建泉州·统考二模）在中国首次太空授课活动中，神舟十号航天员展示了失重环境下的物理现象，其中有一实验是航天员挤出的水在空中形成水球。水球蕴涵着很多物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．水球中的水分子的直径数量级为
B．水的内能比冰的内能大
C．挤出的水呈球形是水的表面张力作用的结果
D．悬浮在水中的小颗粒做无规则运动，说明水分子间存在相互作用力
三、填空题
7．（2023·福建漳州·统考三模）如图，一定质量的理想气体先从状态a沿直线变化到状态b，该过程中气体的温度______（填“升高”或“降低”），气体______（填“吸热”或“放热”）。
8．（2023·福建莆田·统考二模）气泡从湖底缓慢上升到湖面的过程中体积增大。假设湖水温度保持不变，气泡内气体可视为理想气体，则气泡上升过程中气泡内气体的内能_________（填“增加”“减少”或“保持不变”），气体_______（填“吸收”或“放出”）热量。
9．（2023·福建厦门·统考二模）小强同学往水壶中倒入一些开水后，拧紧壶盖，经过一段时间后，发现壶盖难以拧开，是因为壶内气体的压强________（选填“变大”“变小”或“不变”），壶内气体分子平均动能________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
10．（2023·福建龙岩·统考二模）古代发明的点火器原理如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着易燃艾绒。猛推推杆，艾绒即可点燃。对筒内封闭的气体，在此压缩过程中，气体温度____（填“升高”、“不变”或“降低”），压强_____（填“增大”、“不变”或“减小”）。
11．（2023·福建·一模）一瓶酒精用了一些后，把瓶盖拧紧，不久瓶内液面上方形成了酒精的饱和汽。当温度升高时，瓶中酒精饱和汽的压强____（选填“增大”“减小”或“不变”）。酒精分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，时，。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从间距由减小到的过程中，势能____（选填“增大”“减小”或“不变”）。
四、解答题
12．（2023·福建·一模）某物理兴趣小组设计了一款火警报警装置，原理图简化如下：质量M=2kg的汽缸通过细线悬挂在天花板下，质量m=0.1kg、横截面积S=10cm2的活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内。开始时活塞距汽缸底部的高度h=30cm，缸内温度t1=27℃；当环境温度上升，活塞缓慢下移时，活塞表面（涂有导电物质）恰与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声。不计活塞与汽缸之间的摩擦，活塞厚度可忽略，大气压强p0=1.0×105Pa，求：
（1）细线的拉力及缸内气体的压强；
（2）蜂鸣器刚报警时的环境温度t2；
（3）若气体内能增加了15J，该过程中气体吸收的热量Q为多大？
参考答案：
1．D
【详解】A．设气体在状态B时的体积为，根据玻意耳定律有
代入数据解得
故A错误。
C．由理想气体状态方程
（k为常数）
可得
由图可知BC线为等容线，所以过程气体体积不变，即。因为过程气体体积增大，所以过程气体体积增大，故C错误。
B．设气体在状态C时的压强为，由查理定律得
代入数据解得
故B错误。
D．因为，故过程气体内能不变，而气体对外界做功，设其大小为W，由热力学第一定律可知
过程为等容过程，气体对外界不做功。气体温度升高，内能增大，同理有
联立可得
因为，所以有
故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．根据热力学第一定律有
矿洞可视为绝热容器，即有
在充气过程中，外界对气体做功，可知，气体内能增大，温度升高，A错误；
B．矿洞体积一定，充气后，气体分子数增多，即气体分子数密度增大，B错误；
C．根据上述，气体温度升高，气体分子运动的平均速率增大，但具体到某一个分子，它的运动速率变化不确定，有可能增大，有可能减小，C错误；
D．根据上述，气体温度升高，体积不变，则气体压强增大，即气体分子对洞壁单位面积平均撞击力变大，D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，A错误；
B．分子间距离增大，分子势能不一定减小，当分子间距离小于时，分子力表现为斥力，分子势能随分子间距离的增大而减小，当分子间距离大于时，分子力表现为引力，分子势能随分子间距离的增大而增大，B错误；
C．从微观的角度看，气体分子的平均速率越大、单位体积内的气体分子数越多，则气体对器壁的压强就越大，即气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关，C正确；
D．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为引力，D错误。
故选C。
4．D
【详解】A．温度越高，分子的平均动能越大，分子的平均速率也越大，图甲中状态①的温度比状态②的温度高，故A错误；
B．由图乙可知状态A与状态B满足
pAVA=pBVB
则状态A与状态B温度相同，故B错误；
C．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子力表现为引力，分子间的作用力先增大后减小，故C错误；
D．由图丁可知，当分子间的距离r由r1增加到r2的过程中，分子势能一直在减小，故分子力做正功，故D正确。
故选D。
5．AC
【详解】AB．乘客上车造成气体压缩的过程中，外界对气体做功，气体内能不变，则空气弹簧内气体对外界放热，A正确，B错误；
CD．剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，气体与外界来不及热交换，外接对气体做功，则，空气弹簧内气体的内能增加，气体分子的平均动能增大，C正确，D错误。
故选AC。
6．BC
【详解】A．分子直径的数量级为，故A错误；
B．质量相同时，0℃水凝结成冰的过程要放出热量，内能减小，所以0℃水的内能比0℃冰的内能大，故B正确；
C．液体的表面张力使液体表面积有收缩的趋势，而同样体积的物体，球体的表面积最小，水呈球形是水的表面张力作用的结果，故C正确；
D．悬浮在水中的小颗粒做无规则运动，是由于小颗粒受到水分子碰撞导致受力不平衡，说明了水分子在做永不停息的无规则运动，故D错误。
故选BC。
7． 升高 吸热
【详解】[1][2]由图像可知，气体先从状态a沿直线变化到状态b，pV值变大，根据
可知，温度T升高，气体内能变大，即
U>0
气体体积变大，对外做功，即
W<0
根据热力学第一定律可知
U=W+Q
可知
Q>0
即气体吸热。
8． 保持不变 吸收
【详解】[1]气泡内气体可视为理想气体，气泡上升过程中，气体温度保持不变，则气泡内气体的内能保持不变；
[2]气泡上升过程中，，气泡内气体体积增大，可知外界对气体做负功，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量。
9． 变小 变小
【详解】[1]小强同学往水壶中倒入一些开水后，拧紧壶盖，经过一段时间后，水壶中的水做等容变化，温度降低导致压强减小，外界气体压强大于壶内压强，所以壶盖难以拧开；
[2]由于温度降低，壶内气体分子平均动能变小。
10． 升高 增大
【详解】[1][2]封闭的气体被推杆压缩过程中，由公式可知，由于在瞬间，，，所以内能增加，则温度升高，气体体积减小，压强增大。
11． 增大 减小
【详解】[1]当处于饱和汽状态温度升高时，分子平均动能增大，单位时间内逸出液面的酒精分子数增多，于是原来的动态平衡状态被破坏，瓶中酒精饱和汽的密度增大，压强增大。
[2]由于r2>r1，分子间的作用力表现为引力，当另一分子从间距由减小到的过程中，分子力做正功，则势能减小。
12．（1）21N，0.99×105Pa；（2）360K或；（3）20.94J
【详解】（1）对汽缸活塞整体
F=（M+m）g=21N
对活塞
p0S=p1S+mg
解得
p1=0.99×105Pa
（2）等压变化过程，，则
解得
T2=360K
则
（3）气体等压膨胀对外做功
W=－p1SΔh=－5.94J
根据热力学第一定律ΔU=W+Q，又
解得
Q=20.94J
试卷第1页，共3页
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