高考物理专题精编(热学专题)

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热学专题(2024高考真题及解析)

热学专题1.[2024·安徽卷] 某人驾驶汽车,从北京到哈尔滨.在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降(假设轮胎内气体的体积不变,且没有漏气,可视为理想气体),于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气,使其内部气体的压强恢复到出发时的压强(假设充气过程中,轮胎内气体的温度与环境温度相同,且保持不变).已知该轮胎内气体的体积V0=30 L,从北京出发时,该轮胎内气体的温度t1=-3 ℃,压强p1=2.7×105 Pa.哈尔滨的环境温度t2=-23 ℃,大气压强p0取1.0×105 Pa.求:(1)在哈尔滨时,充气前该轮胎内气体压强的大小;(2)充进该轮胎的空气体积.1.(1)2.5×105 Pa(2)6 L[解析] (1)在哈尔滨时,设充气前该轮胎内气体压强的大小为p2.由查理定律可得p1T1=p2 T2其中p1=2.7×105 Pa,T1=(273-3) K=270 K,T2=(273-23) K=250 K解得p2=2.5×105 Pa(2)设充进该轮胎的空气体积为V.以充进的空气和该轮胎内原有的气体整体为研究对象,由玻意耳定律可得p2V0+p0V=p1V0解得V=6 L2.[2024·北京卷] 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮,将气泡内的气体视为理想气体,且气体分子个数不变,外界大气压不变.在上浮过程中气泡内气体 ()A.内能变大B.压强变大C.体积不变D.从水中吸热2.D[解析] 上浮过程气泡内气体的温度不变,内能不变,故A错误;气泡内气体压强p=p0+ρ水gh,故上浮过程气泡内气体的压强减小,故B错误;由玻意耳定律pV=C知,气体的体积变大,故C错误;上浮过程气体体积变大,气体对外做功,由热力学第一定律ΔU=Q+W 知,气体从水中吸热,故D正确.3.[2024·甘肃卷] 如图所示,刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体,被隔板分成A 、B 两部分,隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连(忽略隔板厚度和弹簧体积).容器横截面积为S 、长为2l.开始时系统处于平衡态,A 、B 体积均为Sl ,压强均为p 0,弹簧为原长.现将B 中气体抽出一半,B 的体积变为原来的34.整个过程系统温度保持不变,气体视为理想气体.求: (1)抽气之后A 、B 的压强p A 、p B . (2)弹簧的劲度系数k.3.(1)45p 0 23p 0 (2)8p 0S15l[解析] (1)抽气前两部分的体积为V =Sl ,对A 分析,抽气后V A =2V -34V =54Sl 根据玻意耳定律得p 0V =p A ·54V 解得p A =45p 0对B 分析,若压强不变的情况下抽去一半的气体,则体积变为原来的一半,即V B =12V ,则根据玻意耳定律得p 0·12V =p B ·34V 解得p B =23p 0(2)由题意可知,弹簧的压缩量为l4,对活塞受力分析有p A S =p B S +F 根据胡克定律得F =k l4联立得k =8p 0S15l4.[2024·广东卷] 差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统.如图所示,A、B 两个导热良好的汽缸通过差压阀连接,A内轻质活塞的上方与大气连通,B的体积不变.当A内气体压强减去B内气体压强大于Δp时差压阀打开,A内气体缓慢进入B中;当该差值小于或等于Δp时差压阀关闭.当环境温度T1=300 K时,A内气体体积V A1=4.0×10-2 m3;B 内气体压强p B1等于大气压强p0.已知活塞的横截面积S=0.10 m2,Δp=0.11p0,p0=1.0×105 Pa.重力加速度大小g取10 m/s2.A、B内的气体可视为理想气体,忽略活塞与汽缸间的摩擦,差压阀与连接管道内的气体体积不计.当环境温度降低到T2=270 K时:(1)求B内气体压强p B2;(2)求A内气体体积V A2;(3)在活塞上缓慢倒入铁砂,若B内气体压强回到p0并保持不变,求已倒入铁砂的质量m.4.(1)9×104 Pa(2)3.6×10-2 m3(3)110 kg[解析] (1)当环境温度降低到T2=270 K时,B内气体压强降低.若此时差压阀没打开,设p B2'为差压阀未打开时B内气体的压强,B内气体体积不变,由查理定律得p0 T1=p B2' T2解得p B2'=9×104 Pa由于A、B内气体压强差p0-p B2'<Δp,故差压阀未打开,则p B2=p B2'即p B2=9×104 Pa(2)差压阀未打开时,A内气体的压强不变,由盖-吕萨克定律得V A1 T1=V A2 T2解得V A2=3.6×10-2 m3(3)倒入铁砂后,B内气体的温度和体积都不变,但压强增加,故可知A中气体通过差压阀进入B中,当B内气体压强为p0时,A内气体压强比B内气体压强高Δp,再根据A的活塞受力平衡可知(p0+Δp)S=p0S+mg解得m=110 kg5.[2024·广西卷] 如图甲,圆柱形管内封装一定质量的理想气体,水平固定放置,横截面积S =500 mm 2的活塞与一光滑轻杆相连,活塞与管壁之间无摩擦.静止时活塞位于圆管的b 处,此时封闭气体的长度l 0=200 mm .推动轻杆先使活塞从b 处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5 mm 的a 处,再使封闭气体缓慢膨胀,直至活塞回到b 处.设活塞从a 处向左移动的距离为x ,封闭气体对活塞的压力大小为F ,膨胀过程F -15+x曲线如图乙.大气压强p 0=1×105 Pa .(1)求活塞位于b 处时,封闭气体对活塞的压力大小; (2)推导活塞从a 处到b 处封闭气体经历了等温变化;(3)画出封闭气体等温变化的p -V 图像,并通过计算标出a 、b 处坐标值.5.(1)50 N (2)见解析 (3)如图所示[解析] (1)活塞位于b 处时,根据平衡条件可知此时气体压强等于大气压强p 0,故此时封闭气体对活塞的压力大小为 F =p 0S =1×105×500×10-6 N=50 N (2)根据题意可知F -15+x 图线为一条过原点的直线,设斜率为k ,可得F =k ·15+x 根据F =pS 可得气体压强为p =k(5+x )S故可知活塞从a 处到b 处对封闭气体由玻意耳定律得 pV =k(5+x )S·S ·(x +5)×10-3=k ·10-3故可知该过程中封闭气体的pV 值恒定不变,故可知a →b 过程封闭气体做等温变化.(3)分析可知全过程中气体做等温变化,开始在b 处时,有 p b V b =p 0Sl 0在b 处时气体体积为 V b =Sl 0=10×10-5 m 3 在a 处时气体体积为 V a =Sl a =0.25×10-5 m 3 根据玻意耳定律有 p a V a =p b V b =p 0Sl 0解得p a=40×105 Pa故封闭气体等温变化的p-V图像如图6.[2024·海南卷] 用铝制易拉罐制作温度计,一透明薄吸管里有一段油柱(长度不计)粗细均匀,吸管与罐密封性良好,罐内气体可视为理想气体,已知罐体积为330 cm3,薄吸管底面积为0.5 cm2,罐外吸管总长度为20 cm,当温度为27 ℃时,油柱离罐口10 cm,不考虑大气压强变化,下列说法正确的是()A.若在吸管上标注等差温度值,则刻度左密右疏B.该装置所测温度不高于31.5 ℃C.该装置所测温度不低于23.5 ℃D.其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,则油柱离罐口距离增大6.B[解析] 设油柱离罐口的距离为x,由盖-吕萨克定律得V1T1=VT,其中V1=V0+Sl1=335cm3,T1=(273+27)K=300 K,V=V0+Sl=(330+0.5x)cm3,代入解得T=(3067x+1980067)K,根据T=(t+273) K可知t=(3067x+150967)℃,故若在吸管上标注等差温度值,则刻度均匀,故A错误;当x=20 cm时,该装置所测的温度最高,代入解得t max≈31.5 ℃,故该装置所测温度不高于31.5 ℃,当x=0时,该装置所测的温度最低,代入解得t min≈22.5 ℃,故该装置所测温度不低于22.5 ℃,故B正确,C错误;其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,由盖-吕萨克定律可知,油柱离罐口距离不变,故D错误.7.(多选)[2024·海南卷] 一定质量的理想气体从状态a 开始经ab 、bc 、ca 三个过程回到原状态,已知ab 垂直于T 轴,bc 延长线过O 点,下列说法正确的是 ( )A .bc 过程外界对气体做功B .ca 过程气体压强不变C .ab 过程气体放出热量D .ca 过程气体内能减小7.AC [解析] 由理想气体状态方程pVT =C ,化简可得V =Cp ·T ,V -T 图线中,各点与原点连线的斜率的倒数表示气体的压强,则图线的斜率越大,压强越小,故p a <p b =p c ,bc 过程为等压变化,气体体积减小,外界对气体做功,故A 正确;由A 选项可知,ca 过程气体压强减小,故B 错误;ab 过程为等温变化,故气体内能不变,即ΔU =0,气体体积减小,外界对气体做功,故W >0,根据热力学第一定律ΔU =Q +W ,解得Q <0,故ab 过程气体放出热量,故C 正确;ca 过程,气体温度升高,内能增大,故D 错误.8.(多选)[2024·河北卷] 如图所示,水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分,左侧封闭一定质量的理想气体,右侧为真空,活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接.汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度,弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计.活塞初始时静止在汽缸正中间,后因活塞密封不严发生缓慢移动,活塞重新静止后 ( )A .弹簧恢复至自然长度B .活塞两侧气体质量相等C .与初始时相比,汽缸内气体的内能增加D .与初始时相比,活塞左侧单位体积内气体分子数减少8.ACD [解析] 初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力而处于平衡状态,弹簧处于压缩状态.因活塞密封不严,可知左侧气体向右侧真空散逸,左侧气体压强变小,右侧出现气体,对活塞有向左的压力,由于最终左、右两侧气体相通,故两侧气体压强相等,因此弹簧恢复原长,A 正确;由于活塞向左移动,最终两侧气体压强相等,左侧气体体积小于右侧气体体积,所以左侧气体质量小于右侧气体质量,B 错误;密闭的汽缸绝热,与外界没有能量交换,与初始时相比,弹簧弹性势能减少了,所以气缸内气体的内能增加,C 正确;初始时气体都在活塞左侧,最终气体充满整个汽缸,所以初始时活塞左侧单位体积内气体分子数应该是最终的两倍,D 正确.9.[2024·湖北卷] 如图所示,在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m 的活塞密封一部分理想气体,活塞横截面积为S ,能无摩擦地滑动.初始时容器内气体的温度为T 0,气柱的高度为h.当容器内气体从外界吸收一定热量后,活塞缓慢上升15h 再次平衡.已知容器内气体内能变化量ΔU 与温度变化量ΔT 的关系式为ΔU =C ΔT ,C 为已知常数,大气压强恒为p 0,重力加速度大小为g ,所有温度都为热力学温度.求: (1)再次平衡时容器内气体的温度. (2)此过程中容器内气体吸收的热量.9.(1)65T 0 (2)15h (p 0S +mg )+15CT 0[解析] (1)容器内气体进行等压变化,则由盖-吕萨克定律得V 0T 0=V1T 1即ℎS T 0=(ℎ+15ℎ)S T 1解得T 1=65T 0(2)此过程中容器内气体内能增加量ΔU =C (T 1-T 0) 容器内气体压强p =p 0+mgS气体体积增大,则气体对外做功,W =-pS ·15h 根据热力学第一定律得ΔU =W +Q 联立解得Q =15h (p 0S +mg )+15CT 010.[2024·湖南卷] 一个充有空气的薄壁气球,气球内气体压强为p 、体积为V.气球内空气可视为理想气体.(1)若将气球内气体等温膨胀至大气压强p 0,求此时气体的体积V 0(用p 0、p 和V 表示); (2)小赞同学想测量该气球内气体体积V 的大小,但身边仅有一个电子天平.将气球置于电子天平上,示数为m =8.66×10-3 kg(此时须考虑空气浮力对该示数的影响).小赞同学查阅资料发现,此时气球内气体压强p 和体积V 还满足:(p -p 0)(V -V B 0)=C ,其中p 0=1.0×105 Pa 为大气压强,V B 0=0.5×10-3 m 3为气球无张力时的最大容积,C =18 J 为常数.已知该气球自身质量为m 0=8.40×10-3 kg,外界空气密度为ρ0=1.3 kg/m 3,g 取10 m/s 2.求气球内气体体积V 的大小.10.(1)pVp0(2)5×10-3 m3[解析] (1)理想气体做等温变化,根据玻意耳定律有pV=p0V0解得V0=pVp0(2)设气球内气体质量为m气,则m气=ρ0V0对气球进行受力分析如图所示根据平衡条件有mg+ρ0gV=m气g+m0g结合题中p和V满足的关系(p-p0)(V-V B0)=C联立解得V=5×10-3 m311.[2024·江苏卷] 某科研实验站有一个密闭容器,容器内有温度为300 K、压强为105 Pa 的气体,容器内有一个面积为0.06 m2的观测台.现将这个容器移动到月球,容器内的温度变成240 K.整个过程可认为气体的体积不变,月球表面为真空状态.求:(1)气体现在的压强;(2)观测台对气体的压力.11.(1)8×104 Pa(2)4.8×103 N[解析] (1)由题知,整个过程可认为气体的体积不变,则根据查理定律得p1T1=p2 T2解得p2=8×104 Pa(2)根据压强的定义,观测台对气体的压力F=p2S=4.8×103 N12.[2024·江西卷] 可逆斯特林热机的工作循环如图所示.一定质量的理想气体经ABCDA 完成循环过程,AB和CD均为等温过程,BC和DA均为等容过程.已知T1=1200 K,T2=300 K,气体在状态A的压强p A=8.0×105 Pa,体积V1=1.0 m3,气体在状态C的压强p C=1.0×105 Pa.求:(1)气体在状态D的压强p D;(2)气体在状态B的体积V2.12.(1)2.0×105 Pa(2)2.0 m3[解析] (1)气体从状态D到状态A的过程发生等容变化,根据查理定律有p DT2=p A T1解得p D=2.0×105 Pa(2)气体从状态C到状态D的过程发生等温变化,根据玻意耳定律有p C V2=p D V1解得V2=2.0 m3气体从状态B到状态C发生等容变化,因此气体在状态B的体积也为V2=2.0 m313.[2024·山东卷] 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程,a→b过程是等压过程,b→c过程中气体与外界无热量交换,c→a过程是等温过程.下列说法正确的是 ()A.a→b过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功B.b→c过程,气体对外做功,内能增加C.a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功D.a→b过程,气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量13.C[解析] a→b过程是等压过程且体积增大,则W ab<0,由盖-吕萨克定律可知T b>T a,则ΔU ab>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功,另一部分用于增加内能,A错误;b→c过程中气体与外界无热量交换,即Q bc=0,由于气体体积增大,则W bc<0,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,ΔU bc<0,即气体内能减少,B错误;c→a过程是等温过程,即T c=T a,则ΔU ac=0,根据热力学第一定律可知a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功,C正确;由A项分析可知Q ab=ΔU ab-W ab,由B项分析可知W bc=ΔU bc,由C项分析可知0=W ca+Q ca,又ΔU ab+ΔU bc=0,联立解得Q ab-(-Q ca)=(-W ab-W bc)-W ca,根据p-V图像与坐标轴所围图形的面积表示外界与气体之间做的功,结合题图可知a→b→c过程气体对外界做的功大于c→a过程外界对气体做的功,即-W ab-W bc>W ca,则Q ab-(-Q ca)>0,即a→b过程气体从外界吸收的热量Q ab大于c→a过程放出的热量-Q ca,D错误.14.[2024·山东卷] 图甲为战国时期青铜汲酒器,根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器,如图乙所示.长柄顶部封闭,横截面积S1=1.0 cm2,长度H=100.0 cm,侧壁有一小孔A.储液罐的横截面积S2=90.0 cm2、高度h=20.0 cm,罐底有一小孔B.汲液时,将汲液器竖直浸入液体,液体从孔B进入,空气由孔A排出;当内外液面相平时,长柄浸入液面部分的长度为x;堵住孔A,缓慢地将汲液器竖直提出液面,储液罐内刚好储满液体.已知液体密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小g取10 m/s2,大气压p0=1.0×105 Pa.整个过程温度保持不变,空气可视为理想气体,忽略器壁厚度.(1)求x;(2)松开孔A,从外界进入压强为p0、体积为V的空气,使满储液罐中液体缓缓流出,堵住孔A,稳定后罐中恰好剩余一半的液体,求V.14.(1)2 cm(2)8.92×10-4 m3[解析] (1)在缓慢地将汲液器竖直提出液面的过程中,封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律有p1(H-x)S1=p2HS1根据题意可知p1=p0,p2+ρgh=p0联立解得x=2 cm(2)对新进入的气体和原有的气体整体分析,由玻意耳定律有S2)p0V+p2HS1=p3(HS1+ℎ2=p0又p3+ρg·ℎ2联立解得V=8.92×10-4 m315.(多选)[2024·新课标卷] 如图所示,一定量理想气体的循环由下面4个过程组成:1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量),2→3为等压过程,3→4为绝热过程,4→1为等容过程.上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程.下列说法正确的是()A.1→2过程中,气体内能增加B.2→3过程中,气体向外放热C.3→4过程中,气体内能不变D.4→1过程中,气体向外放热15.AD[解析] 1→2为绝热过程,则Q=0,由于气体体积减小,则外界对气体做功,即W>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知ΔU>0,即气体内能增加,故A正确;2→3为等压过程,气体体积增大,根据盖-吕萨克定律可知,气体温度升高,则气体内能增大,即ΔU>0,由于气体体积增大,则气体对外界做功,即W<0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知Q>0,即气体从外界吸热,故B错误;3→4为绝热过程,则Q=0,由于气体体积增大,则气体对外界做功,即W<0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知ΔU<0,即气体内能减小,故C错误;4→1为等容过程,压强减小,根据查理定律可知,气体温度降低,则气体内能减小,即ΔU<0,由于体积不变,则W=0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知Q<0,即气体向外放热,故D正确.16.[2024·浙江6月选考] 如图所示,测定一个形状不规则小块固体体积,将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中,开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管,其横截面积为S,接口用蜡密封.容器内充入一定质量的理想气体,并用质量为m的活塞封闭,活塞能无摩擦滑动,稳定后测出气柱长度为l1.将此容器放入热水中,活塞缓慢竖直向上移动,再次稳定后气柱长度为l2、温度为T2.已知S=4.0×10-4 m2,m=0.1 kg,l1=0.2 m,l2=0.3 m,T2=350 K,V0=2.0×10-4 m3.大气压强p0=1.0×105 Pa,环境温度T1=300 K,g取10 m/s2.(1)在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力(选填“变大”“变小”或“不变”),气体分子的数密度(选填“变大”“变小”或“不变”);(2)求此不规则小块固体的体积V;(3)若此过程中气体内能增加10.3 J,求吸收的热量Q.16.(1)不变变小 (2)4×10-5 m 3 (3)14.4 J[解析] (1)温度升高时,活塞缓慢上升,受力不变,故封闭气体压强不变,由p =F S 知器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变;由于气体体积变大,所以气体分子的数密度变小.(2)气体发生等压变化,有V 0-V+l 1S T 1=V 0-V+l 2S T 2 解得V =4×10-5 m 3(3)此过程中,外界对气体做功为W =-p 1S (l 2-l 1)对活塞受力分析,有p 1S =mg +p 0S由热力学第一定律得ΔU =W +Q其中ΔU =10.3 J联立解得Q =14.4 J。

2017-2022年全国各地高考物理真题汇编：热力学定律

2017-2022年全国各地高考物理真题汇编：热力学定律一、单选题（本大题共6题）1．（2022·山东·高考真题）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动90 过程中，缸内气体（）A．内能增加，外界对气体做正功B．内能减小，所有分子热运动速率都减小C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加2．（2021·江苏·高考真题）如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。

离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。

下列说法正确的是（）A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量3．（2021·山东·高考真题）如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。

一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。

挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体（）A．内能减少B．对外界做正功C．增加的内能大于吸收的热量D．增加的内能等于吸收的热量4．（2020·山东·高考真题）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。

已知三个状态的坐标分别为a（V0，2p0）、b（2V0，p0）、c（3V0，2p0）以下判断正确的是（）A．气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功B．气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量C．在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D．气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量5．（2019·福建·高考真题）如图，一定质量的理想气体，由a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c．设气体在状态b和状态c的温度分别为T b和T c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac．则．A．T b＞T c，Q ab＞Q ac B．T b＞T c，Q ab＜Q acC．T b=T c，Q ab＞Q ac D．T b=T c，Q ab＜Q ac6．（2017·天津·高考真题）A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同．将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同二、多选题（本大题共12题）图上的两条7．（2022·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如T V线段所示，则气体在（）A．状态a处的压强大于状态c处的压强B．由a变化到b的过程中，气体对外做功C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能图上从a到b的线段8．（2022·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p T所示。

高考物理热学大题专题训练专用(带答案)

高考物理热学大题常考题型专项练习题型一：单缸单活塞问题题型二：单缸双活塞问题题型三：双缸单活塞题型四：双缸双活塞题型五：单汞柱问题题型六：双汞柱问题题型七：变质量问题题型八：非活塞汞柱问题题型一：单缸单活塞问题1.（2014年全国卷1）一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。

开始时气体压强为P ，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h ，外界的温度为To 。

现取质量为m 的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4.若此后外界的温度变为T ，求重新达到平衡后气体的体积。

已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g 。

【答案】94mghTpT2.（2018年全国卷I ，33，15分★★★）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p 0，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8V时，将K 关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了6V，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。

答案：01526p Sm g3.（2018年全国卷II ，33，10分★★★★★）如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体．已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦．开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0．现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处．求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功．重力加速度大小为g．答案．T2 =(1 + hH)(1 +mgp0S)T0W = (p0S + mg)h4.[2018东北三校联考,33(2),10分]一端开口且导热性能良好的汽缸固定在水平面上,如图所示,用质量和厚度均可忽略不计的活塞封闭一定质量的理想气体。

五年2024_2025高考物理真题专题点拨__专题14热学含解析

6
部大气压相同，温度为 450 K，最终降到 300 K，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的 20 。 21
若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的 20 ，罐内气压与火罐降温 21
后的内部气压相同。罐内气体均可视为志向气体，忽视抽气过程中气体温度的变更。求应抽
出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。
结合 A 选项可知Wab Wbc 0 ，所以 Qbc Qab 。 b c 过程气体汲取的热量大于 a b 过程汲取的热量，B 错误；气体从 c a ，温度降低，所以 Uca 0 ，气体体积减小，外界对气体做功，所以Wca 0 ，依据热力学第肯定律可知 Qca ，放出热量，C 正确；志向气体的内能只与温度有关，依据Ta Tb 可知从 Tca Tbc ，所以气体从 c a 过程中内能的削减量等于 b c 过程中内能的增加量，D 错误。故选 C。
p1 p0 pgh 0 ， p2 p0 pgh
V1 S 2H l h0 ，V2 SH
联立以上式子并代入题给数据得 h=12.9cm；（ii）密封气体再经等压膨胀过程体积变为 V3，温度变为 T2，由盖一吕萨克定律有
V2 V3 T1 T2
按题设条件有V3 S(2H h) ，代入题给数据得 T2=363K。
则
pV
1 2
p 2V
( p1
p2 ) 3V
则甲乙中气体最终压强
p'
p1
p2
2 3
p
（ii）若调配后将甲气体再等温压缩到气体原来的压强为 p，则 p 'V pV ' ，计算可
得V ' 2V 3
由密度定律可得，质量之比等于 m现 V ' 2 m原 V 3

2022年全国高考物理真题汇编：热学

2022年全国高考物理真题汇编：热学一、单选题(共3题；共6分)1．（2分）（2022·辽宁）一定质量的理想气体从状态a 变化到状态b ，其体积V 和热力学温度T 变化图像如图所示，此过程中该系统（）A ．对外界做正功B ．压强保持不变C ．向外界放热D ．内能减少【答案】A 【解析】【解答】理想气体从状态a 变化到状态b ，体积增大，气体对外界做正功，A 正确；由图得V =kT +V 0，又PV T=C ，所以 P （KT+V 0）T =C ，P =CT KT+V 0=CK+V 0T ，所以T 增大，P 增大。

B 错误；理想气体从状态a 变化到状态b ，温度升高，内能增大。

D 错误；理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，C 错误。

故答案为：A 。

【分析】由理想气体状态方程列出等量关系，再联立图像函数表达式，得出压强变化。

温度升高，内能增大。

同时根据热力学第一定律做出判断。

2．（2分）（2022·湖北）一定质量的理想气体由状态a 变为状态c ，其过程如p-V 图中a→c 直线段所示，状态b 对应该线段的中点。

下列说法正确的是（）A ．a→b 是等温过程B ．a→b 过程中气体吸热C ．a→c 过程中状态b 的温度最低D ．a→c 过程中外界对气体做正功【答案】B 【解析】【解答】AB ．由PV T=C ，当a→b 气体温度升高，且体积增大气体对外界做功，则W < 0，由热力学第一定律∆U =W +Q ，可知a→b 过程中气体吸热，A 错误、B 正确；C ．根据理想气体的状态方程PV T=C 可知，p—V 图像的坐标值的乘积对应温度大小，a 状态和c 状态的坐标值的乘积相等，中间状态的坐标值乘积较大，所以a→c 过程的温度先升高后降低，且状态b 的温度最高，C 错误；D ．a→c 过程气体体积增大，对外膨胀，外界对气体做负功，D 错误。

(名师整理)最新高考物理热点题型《热学》专题复习课件

变式1 (2020江苏南通、泰州、扬州等七市第二次调研)在
高倍显微镜下观
察布朗运动实验如图甲所示。每隔30 s记录一次悬浮微粒的
位置。按时间
顺序作出位置连线如图乙所示,连线
(选填“是”或
“不是”)微粒
的轨迹。它直接呈现的微粒运动是无规则的。间接反
映
做永不停
息的无规则运动。
答案不是液体分子解析布朗运动图像是固体微粒的无规则运动在每隔一定时间的位置,而不是微粒的运动轨迹,图乙只是按时间间隔依次记录位置的连线;由图乙可以看出微粒在不停地做无规则运动,间接反映液体分子做永不停息的无规则运动。
(2)大量分子做无规则运动,分子的速率按“中间多,两头少” 的规律分布,如图所示。
(3)温度升高时,速率小的分子数减少,速率大的分子数增多,分子的平均速率增大,但不是每个分子的速率都增大。
2.气体实验定律
图像种特点
举例
类
玻意耳定律(等温)
p-V图像
1 V
pV=C(其中C为恒量)
,pV之积越大的等温
3.分子永不停息地做无规则运动的相关现象
共同点不同点
联系
布朗运动
分子热运动
都是无规则运动,都随温度的升高而变得更加剧烈
小颗粒的运动分子的运动
使用光学显微镜使用电子显微镜观察观察
布朗运动是由小颗粒受到周围分子热运动的撞击而引起的,反映了分子做无规则运动
4.分子间存在着相互作用力 (1)分子间同时存在引力和斥力,实际表现的分子力是它们的合力。引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,斥力比引力变化得更快。
列,B、D项错误。
2.(多选)[2019江苏单科,13A(1)]在没有外界影响的情况下,密

新高考物理热学知识点归纳

新高考物理热学知识点归纳新高考物理热学部分是高中物理教学中的一个重要分支，它涵盖了热力学和分子动理论的基本概念、原理和应用。

以下是对新高考物理热学知识点的归纳总结：热学的基本概念- 温度：表示物体冷热程度的物理量。

- 热量：物体之间由于温度差异而传递的能量。

- 热容：物质单位质量升高或降低1摄氏度所需的热量。

热力学第一定律- 热力学第一定律是能量守恒定律在热力学过程中的体现，表明能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。

热力学第二定律- 热力学第二定律揭示了热能转换的方向性，即热量总是自发地从高温物体传递到低温物体，而不是相反。

热机和制冷机- 热机：将热能转换为机械能的装置。

- 制冷机：将热量从低温物体转移到高温物体的装置。

分子动理论- 分子动理论是研究物质微观结构和宏观性质之间关系的科学。

- 分子动理论的主要内容包括：分子的热运动、分子间的作用力以及分子的碰撞和扩散。

理想气体状态方程- 理想气体状态方程是描述理想气体状态的数学表达式，形式为\[ PV = nRT \]，其中P是压强，V是体积，n是摩尔数，R是气体常数，T是温度。

相变和相变热- 相变：物质从一种状态（固态、液态或气态）转变为另一种状态的过程。

- 相变热：在相变过程中吸收或释放的热量。

热传递的三种方式- 导热：固体内部分子振动和碰撞引起的热量传递。

- 对流：流体中温度不同的各部分之间通过相对位移引起的热量传递。

- 辐射：物体因温度而发射的电磁波，可以在真空中传播。

热力学循环- 热力学循环是指一个系统经历一系列状态变化后又回到初始状态的过程，包括卡诺循环、斯特林循环等。

热力学第三定律- 热力学第三定律指出，当系统的温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于一个常数。

结束语：通过上述对新高考物理热学知识点的归纳，可以看出热学不仅包含了丰富的理论知识，也与我们的日常生活和工业应用紧密相关。

掌握这些知识点，有助于学生更好地理解自然界的热现象，以及如何利用热力学原理解决实际问题。

(完整版)高三物理热学专题训练

高三物理热学专题训练一、选择题（本题共25小题，共100分。

每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

）1、布朗运动的发现,在物理学上的主要贡献是：A.说明了悬浮微粒时刻做无规则运动B.说明了液体分子做无规则运动C.说明悬浮微粒无规则运动的激烈程度与温度有关D.说明液体分子与悬浮微粒间有相互作用力2、下列现象中哪个不是由表面张力引起的：A．使用钢笔难以在油纸上写字B．布伞有孔，但不漏水C．草叶上的露珠呈球形D．玻璃细杆顶端被烧熔后变成圆弧形3、物体从高处落下，由于受空气阻力的影响，则它的：A.机械能减少，内能也减少；B.机械能减少，内能增加；C.机械能增加，内能也增加；D.机械能和内能都不变。

4、两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的分子力可忽略),设甲固定不动,乙逐渐靠近甲直到不能再靠近的整个过程中:A.分子力总是对乙做正功B.先是分子力对乙做正功,然后乙克服分子力做功C.分子势能先减小后增大D.分子势能先增大后减小5、一定质量的100℃的水蒸气液化成100℃的水时,有：A.分子平均动能减少,分子势能增加B.分子平均动能增大,分子势能减少C.分子平均动能不变,分子势能减少D.分子平均动能不变,分子势能增大6、下面证明分子间存在引力和斥力的试验，错误的是：A.两块铅压紧以后能连成一块，说明存在引力B.一般固体、液体很难被压缩，说明存在着相互排斥力C.拉断一根绳子需要一定大小的力说明存在着相互吸引力D.碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间存在着斥力7、下列说法中，正确的是：A 、气体的温度升高，气体的所有分子速率都会增大；B 、气体对外做功，气体的内能可能增加；C 、气体在降温时，释放的内能全部转化为机械能，则一定会引起其他变化；D 、气体的温度升高，气体分子的平均动能一定增加。

8、如图所示．设有一分子位于图中的坐标原点O 处不动，另一分子可位于x 轴上不同位置处．图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力和引力的大小随两分子间距离变化的关系，e 为两曲线的交点．则：A ．ab 表示引力，cd 表示斥力，e 点的横坐标可能为10-15m B ．ab 表示斥力，cd 表示引力，e 点的横坐标可能为10-10m C ．ab 表示引力，cd 表示斥力，e 点的横坐标可能为10-10m D ．ab 表示斥力，cd 表示引力，e 点的横坐标可能为10-15m9、已知阿佛伽德罗常数为N ，某物质的摩尔质量为M （kg/mol ），该物质的密度为ρ（kg/m3），则下列叙述中正确的是：A ．1kg 该物质所含的分子个数是ρNB ．1kg 该物质所含的分子个数是MN C ．该物质1个分子的质量是N（kg ）D ．该物质1个分子占有的空间是NM （m 3）10、一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有：Ａ、分子的平均速率Ｂ、单位体积内的分子数Ｃ、气体压强Ｄ、分子总数11、对于一定质量的理想气体，下面四项论述中正确的是：Ａ、当分子热运动变剧烈时，压强必变大Ｂ、当分子热运动变剧烈时，压强可以不变Ｃ、当分子间的平均距离变大时，压强必变小Ｄ、当分子间的平均距离变大时，压强必变大12、如图所示，A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度，A、B用同一种特殊材料制作。

热学专项练习题(高考物理)

专题十五热学考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素解法分子动理论分子动理论、内能2018课标Ⅱ,33(1),5分 3 重力势能能量观念排除法★★☆2017课标Ⅰ,33(1),5分 3 运动观念固体、液体、气体气体实验定律、理想气体状态方程2018课标Ⅰ,33,10分 4 平衡条件相互作用观念★★★2018课标Ⅱ,33(2),10分 4 平衡条件相互作用观念2018课标Ⅲ,33(2),10分 4 平衡条件相互作用观念2017课标Ⅰ,33(2),10分 3 相互作用观念2017课标Ⅱ,33(2),10分 4 平衡条件相互作用观念2017课标Ⅲ,33(2),10分 4 平衡条件相互作用观念2016课标Ⅲ,33(2),10分 4 相互作用观念2015课标Ⅰ,33(2),10分 4 平衡条件相互作用观念2014课标Ⅰ,33(2),9分 4 相互作用观念热力学定律与能量守恒热力学第一定律2018课标Ⅲ,33(1),5分 3 理想气体状态方程能量观念★★★2017课标Ⅱ,33(1),5分 3 能量观念2017课标Ⅲ,33(1),5分 3 理想气体状态方程能量观念2016课标Ⅰ,33(1),5分 3 能量观念2016课标Ⅱ,33(1),5分 4 理想气体状态方程能量观念分析解读本专题内容为新课标地区的选考内容,概念规律繁多,但要求较低,复习时应注意以下几个方面。

(1)加强对基本概念和基本规律的理解。

强化概念和规律的记忆,如布朗运动、分子动能、分子势能、物体内能、热传递、分子力等概念;分子力的特点、分子力随分子间距离的变化关系、分子势能随分子间距离的变化关系、分子动能与温度的关系、热力学第一定律、热力学第二定律及三个气体实验定律等。

(2)固体、液体部分内容常结合实例考查晶体和非晶体的特点及液体表面张力产生的原因;应学会用表面张力解释一些生活现象。

(3)建立宏观量与微观量的关系。

对一个物体而言,其分子动能与物体的温度相对应,其分子势能与物体的体积相对应。

高中物理热学专题

高中物理热学专题热学是高中物理的重要组成部分，它研究的是与热现象有关的规律和本质。

在我们的日常生活中，热现象无处不在，比如烧水时水的沸腾、冬天我们会感受到寒冷等等。

接下来，让我们一起深入探讨高中物理热学的相关知识。

首先，我们来了解一下温度这个重要的概念。

温度是表示物体冷热程度的物理量，从微观角度来看，它反映了大量分子热运动的剧烈程度。

温度的单位有摄氏度（℃）、开尔文（K）等。

开尔文是国际单位制中的基本温度单位，0K 被称为绝对零度，此时分子热运动停止。

热量是在热传递过程中传递的内能的多少。

需要注意的是，热量是一个过程量，不能说某个物体具有多少热量，而应该说在某个过程中传递了多少热量。

比如，我们用热水袋取暖，就是热水袋中的热量传递给了我们的身体。

内能则是物体内所有分子的动能和分子势能的总和。

分子动能与温度有关，温度越高，分子的热运动越剧烈，分子动能越大。

而分子势能与分子间的距离有关。

改变物体内能的方式有两种，做功和热传递。

对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，内能减少。

热传递是由于温度差引起的内能转移。

接下来，我们说一说热学中的热力学定律。

热力学第一定律，也就是能量守恒定律在热学中的应用。

它表明，一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

简单来说，如果外界对系统做功，同时又向系统传递热量，那么系统的内能就会增加；反之，如果系统对外做功，同时又向外界放出热量，那么系统的内能就会减少。

热力学第二定律有多种表述方式。

其中一种常见的表述是：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。

这意味着热机的效率不可能达到 100%，总会有一部分能量以热量的形式散失到环境中。

另一种表述是：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

比如，在没有外界干预的情况下，冰箱里的低温物体不会自发地把热量传递给周围的高温环境。

在热学中，还有一个重要的概念是理想气体。

理想气体是一种假想的气体模型，它具有一些简化的特性。

高考物理二轮复习专题解析—热学

高考物理复习专题解析—热学命题规律1.命题角度：(1)分子动理论、固体和液体；(2)气体实验定律和理想气体状态方程；(3)热力学定律与气体实验定律的结合.2.常用方法：分析法，图像法.3.常考题型：选择题、计算题．考点一分子动理论固体和液体1．估算问题(1)分子总数：N ＝nN A ＝m M N A ＝VV molN A .特别提醒：对气体而言，V 0＝VN 不等于一个气体分子的体积，而是表示一个气体分子占据的空间．(2)两种分子模型：①球体模型：V ＝43πR 3＝16πd 3(d 为球体直径)；②立方体模型：V ＝a 3.2．分子热运动：分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，即平均速率越大，但某个分子的瞬时速率不一定大．3．分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系(如图)4．气体压强的微观解释5．晶体与非晶体分类比较晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则物理性质各向异性各向同性熔点确定不确定有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则原子排列无规则联系晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化6．液体(1)表面张力：使液体表面积收缩到最小．(2)液晶：既具有液体的流动性又具有晶体的光学各向异性．例1(2022·江苏扬州市期末)2021年12月9日，在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时()A．气泡受到浮力B．气泡内分子热运动停止C．气泡内气体在界面处对水产生压力D．水在气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力答案C解析在失重状态下，气泡不会受到浮力，A错误；气泡内分子一直在做无规则的热运动，B错误；由于在失重状态下，气泡内气体在界面处存在压力差，所以对水产生压力，C正确；水在气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，D错误．例2(多选)(2022·江西南昌市一模)分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p＝0)，下列说法正确的是()A．在图中的A位置，分子势能最小B．在图中的B位置，分子间斥力大于引力C．两分子从无穷远处靠近的过程中分子势能先减小后增大D．分子间距从图中的A点变化到B点的过程中，分子间的引力和斥力都在不断减小答案ABC解析由题图可知，在图中的A位置，分子势能最小，选项A正确；在题图中的B位置，r<r0，分子间作用力表现为斥力，分子间斥力大于引力，选项B正确；由题图可知，两分子从无穷远处靠近的过程中分子势能先减小后增大，选项C正确；分子间距从题图中的A点变化到B 点的过程中，分子间距离减小，则分子间的引力和斥力都在不断增大，选项D错误．例3(多选)(2022·河北省模拟)分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法正确的是()A．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力B．晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，但其分子平均动能保持不变C．用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象D．物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多答案ABD解析不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力，A正确；晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，由于熔化过程温度不变，则其分子平均动能保持不变，B正确；用吸管将牛奶吸入口中是利用了大气压强的原理，不是毛细现象，C错误；物体温度升高时，分子平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，D正确．考点二气体实验定律理想气体状态方程1．压强的计算(1)被活塞或汽缸封闭的气体，通常分析活塞或汽缸的受力，应用平衡条件或牛顿第二定律求解，压强单位为Pa.(2)水银柱密封的气体，应用p ＝p 0＋p h 或p ＝p 0－p h 计算压强，压强p 的单位为cmHg 或mmHg.2．合理选取气体变化所遵循的规律列方程(1)若气体质量一定，p 、V 、T 中有一个量不发生变化，则选用对应的气体实验定律列方程求解．(2)若气体质量一定，p 、V 、T 均发生变化，则选用理想气体状态方程列式求解．3．关联气体问题解决由活塞、液柱相联系的两部分气体问题时，根据两部分气体压强、体积的关系，列出关联关系式，再结合气体实验定律或理想气体状态方程求解．例4(2022·山东日照市一模)一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由压强－体积(p－V )图上的曲线Ⅰ和曲线Ⅱ表示，如图所示，曲线均为反比例函数曲线的一部分．a 、b 为曲线Ⅰ上的两点，气体在状态a 和b 的压强分别为p a 、p b ，温度分别为T a 、T b .c 、d 为曲线Ⅱ上的两点，气体在状态c 和d 的压强分别为p c 、p d ，温度分别为T c 、T d .下列关系式正确的是()A.T a T b ＝13B.T a T c ＝12C.p a p d ＝23D.p d p b ＝12答案B解析根据理想气体的状态方程及曲线均为反比例函数曲线的一部分，可得曲线Ⅰ和曲线Ⅱ均为等温变化，故可得a 、b 两点的温度相同，A 错误；从a 到c 为等压变化，由盖－吕萨克定律有T a T c ＝V a V c ＝12，B 正确；从c 到d 为等温变化，由玻意耳定律有p d p c ＝V c V d ＝23，由题图可知p a＝p c ，故p a p d ＝32，C 错误；由玻意耳定律，有p a p b ＝V b V a ＝3，故pd p b ＝2，D 错误．例5(2020·全国卷Ⅲ·33(2))如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H ＝18cm 的U形管，左管上端封闭，右管上端开口．右管中有高h 0＝4cm 的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l ＝12cm.管底水平段的体积可忽略．环境温度为T 1＝283K ，大气压强p 0＝76cmHg.(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部．此时水银柱的高度为多少？(2)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？答案(1)12.9cm(2)363K解析(1)设密封气体初始体积为V 1，压强为p 1，左、右管的横截面积均为S ，密封气体先经等温压缩过程体积变为V 2，压强变为p 2，由玻意耳定律有p 1V 1＝p 2V 2①设注入水银后水银柱高度为h ，水银的密度为ρ，根据题设条件有p 1＝p 0＋ρgh 0②p 2＝p 0＋ρgh ③V 1＝(2H －l －h 0)S ④V 2＝HS ⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得h ≈12.9cm ⑥(2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V 3，温度变为T 2，由盖—吕萨克定律有V 2T 1＝V 3T 2⑦按题设条件有V 3＝(2H －h )S ⑧联立⑤⑥⑦⑧式并代入题给数据得T 2≈363K.例6(2022·全国甲卷·33(2))如图，容积均为V 0、缸壁可导热的A 、B 两汽缸放置在压强为p 0、温度为T 0的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A 汽缸的顶部通过开口C 与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为18V 0和14V 0.环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦．(1)将环境温度缓慢升高，求B 汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；(2)将环境温度缓慢改变至2T 0，然后用气泵从开口C 向汽缸内缓慢注入气体，求A 汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B 汽缸内第Ⅳ部分气体的压强．答案(1)43T 0(2)94p 0解析(1)因两活塞的质量不计，则当环境温度升高时，Ⅳ内的气体压强总等于大气压强，则该气体进行等压变化，则当B 中的活塞刚到达汽缸底部时，对Ⅳ中气体由盖—吕萨克定律可得34V 0T 0＝V 0T，解得T ＝43T 0(2)设当A 中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为p ，则此时Ⅳ内的气体压强也等于p ，设此时Ⅳ内的气体的体积为V ，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体的体积为(V 0－V )，则对Ⅳ中气体有p 0·3V 04T 0＝pV2T 0，对Ⅱ、Ⅲ两部分气体有p 0V 08＋V 04T 0＝pV 0－V 2T 0，联立解得p ＝94p 0.考点三热力学定律与气体实验定律相结合1．理想气体相关三量ΔU 、W 、Q 的分析思路(1)内能变化量ΔU①由气体温度变化分析ΔU ：温度升高，内能增加，ΔU >0；温度降低，内能减少，ΔU <0.②由公式ΔU ＝W ＋Q 分析内能变化．(2)做功情况W由体积变化分析气体做功情况：体积膨胀，气体对外界做功，W <0；体积被压缩，外界对气体做功，W >0.(3)气体吸、放热Q一般由公式Q ＝ΔU －W 分析气体的吸、放热情况：Q >0，吸热；Q <0，放热．2．对热力学第二定律的理解：热量可以由低温物体传递到高温物体，也可以从单一热源吸收热量全部转化为功，但会产生其他影响．例7(2022·江苏如皋市期末)如图所示，柱形绝热汽缸固定在倾角为θ的斜面上，一定质量的理想气体被重力为G 、横截面积为S 的绝热活塞封闭在汽缸内，此时活塞距汽缸底部的距离为L 0，汽缸内温度为T 0.现通过电热丝缓慢对汽缸内气体加热，通过电热丝的电流为I ，电热丝电阻为R ，加热时间为t ，使气体温度升高到2T 0.已知大气压强为p 0，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动，设电热丝产生的热量全部被气体吸收．求汽缸内气体温度从T 0升高到2T 0的过程中，(1)活塞移动的距离x ；(2)该气体增加的内能ΔU .答案(1)L 0(2)I 2Rt －(p 0＋G sin θS)SL 0解析(1)气体等压变化，则由盖—吕萨克定律有L 0S T 0＝L 1S 2T 0活塞移动的距离x ＝L 1－L 0解得x ＝L 0(2)设该气体压强为p ，有pS ＝p 0S ＋G sin θ气体对外界做功W ＝－pSx 吸收的热量Q ＝I 2Rt由热力学第一定律有ΔU ＝Q ＋W解得ΔU ＝I 2Rt －(p 0＋G sin θS)SL 0.1.(2022·江苏盐城市二模)一定质量的理想气体由状态a 开始，经历ab 、bc 、ca 三个过程回到原状态，其p －T 图像如图所示，气体在三个状态的体积分别为V a 、V b 、V c ，压强分别为p a 、p b 、p c .已知p b ＝p 0，p c ＝4p 0，则下列说法正确的是()A ．p a ＝3p 0B ．V b ＝3V cC ．从状态a 到状态b ，气体对外做功D ．从状态c 到状态a ，气体从外界吸热答案D解析由题图可知，从状态a 到状态b 属于等容过程，气体体积不变，气体不对外做功，由理想气体状态方程可得p a T a ＝p bT b ，又有p b ＝p 0得p a ＝2p 0，所以A 、C 错误．由题图可知，从状态b 到状态c 属于等温过程，气体温度不变，由理想气体状态方程可得p b V b ＝p c V c ，得V b ＝4V c ，所以B 错误．从状态c 到状态a ，可以等效为先从状态c 到状态b ，再从状态b 到状态a ，从状态c 到状态b ，温度不变，即气体内能ΔU 不变，体积增大，所以气体对外做功，即W <0，由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知，气体要从外界吸收热量；从状态b 到状态a ，体积不变，即W ＝0，温度升高，即ΔU >0，由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知，气体要从外界吸收热量，所以从状态c 到状态a ，气体从外界吸热，所以D 正确．2．(2022·山东济南市一模)国家速滑馆(又名“冰丝带”)是北京2022年冬奥会冰上运动的主场馆，为确保运动项目的顺利完成，比赛前需要对场馆内气体降温．已知降温前场馆内外的温度均为7℃，降温后场馆内的温度为－8℃，降温过程中场馆内气体压强不变．(1)从微观角度解释降温过程中场馆内气体压强不变的原因；(2)求降温后场馆内增加的气体质量与降温前场馆内气体质量的比值．答案(1)见解析(2)3 53解析(1)气体压强微观方面取决于两个因素：分子的平均动能和单位体积内的分子数．温度降低，分子平均动能减小，质量增加，单位体积内的分子数增加，从而使压强维持不变．(2)设－8℃时馆内气体体积为V，气体状态参量初状态V1＝V＋ΔV，T1＝280K末状态V2＝V，T2＝265K由盖－吕萨克定律得VT2＝V＋ΔVT1得ΔV＝3 53 V场馆内增加的气体质量与降温前场馆内气体质量之比为Δmm＝ΔVV代入数据得Δmm＝353.专题强化练[保分基础练]1．(2022·山东泰安市二模)根据热学知识可以判断，下列说法正确的是()A．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功B．气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体分子的体积为mV MC．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加D．空调的压缩机制冷时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程不遵守热力学第二定律答案C解析载重汽车卸去货物的过程中，轮胎体积变大，则汽车轮胎内的气体对外界做正功，故A错误；若1摩尔该气体的体积为V，V＝N A V0，N A＝Mm，该气体分子所占空间的体积为V0＝mVM，由于气体分子的体积远小于该气体分子所占空间的体积，故B错误；因为水蒸发要吸收能量，蒸发过程中温度恒定，分子动能不变，能量转化为分子势能，故分子之间的势能增加，故C正确；空调的压缩机制冷时，压缩机做功，消耗电能，制冷过程不是自发地进行的，所以这一过程遵守热力学第二定律，故D错误．2．(多选)(2022·广东中山市高三期末)下列说法正确的是()A．在使两个分子间的距离由很远(大于10－9m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大B．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大C．无论什么物质，只要它们的物质的量相同就含有相同的分子个数D．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征答案BCD解析在使两个分子间的距离由很远(大于10－9m)减小到很难再靠近的过程中，分子力先表现为引力并先增大后减小，之后表现为斥力后再一直增大，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故A错误；分子平均动能描述的是大量分子的整体表现，温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大，故B正确；无论什么物质，只要它们的物质的量相同就含有相同的分子个数，故C正确；液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故D正确．3．(多选)(2022·湖北八市3月联考)某同学记录2022年3月10日教室内温度如下：时刻6：009：0012：0015：0018：00温度12℃15℃18℃23℃17℃教室内气压可认为不变，则当天15：00与9：00相比，下列说法正确的是()A．教室内所有空气分子动能均增加B．教室内空气密度减小C．教室内单位体积内的分子个数一定增加D．单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少答案BD解析温度是分子平均动能的标志，温度升高则分子的平均动能增大，不是所有空气分子动能均增加，故A错误；压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此教室内的空气质量将减少，教室体积不变，则密度减小，故B正确；空气密度减小，单位体积内分子数减小，故C错误；与9：00相比，15：00时教室内的温度升高，空气分子的平均动能增大，教室内气体分子密度减小，又因为教室内气压不变，那么单位时间内碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少，故D正确．4.(2022·山东卷·5)如图所示，内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时汽缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将汽缸缓慢转动90°过程中，缸内气体()A．内能增加，外界对气体做正功B．内能减小，所有分子热运动速率都减小C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加答案C解析初始时汽缸开口向上，活塞处于平衡状态，汽缸内外气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡，则有(p1－p0)S＝mg，汽缸在缓慢转动的过程中，汽缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿汽缸壁的分力，故汽缸内气体缓慢地将活塞往外推，最后汽缸水平，缸内气压等于大气压．汽缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，汽缸内气体通过压强作用将活塞往外推，气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体内能减小，故缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，A、B错误；气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，速率大的分子数占总分子数的比例减小，C正确，D错误．5.(多选)(2022·山西晋中市期末)一定质量的理想气体由状态a经状态b、c又回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示，变化过程有等容、等温和绝热过程，则下列说法正确的是()A．①过程可能为等温变化B．②过程气体从外界吸热C．全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量D．③过程气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加答案BCD解析①过程若为等温变化，②过程为等容变化，温度升高，则③过程为绝热变化，外界对气体做功，气体温度升高，不可能回到初始状态，故①为绝热过程，选项A错误；②过程为等容变化，温度升高，气体内能增大，外界没有对气体做功，则气体从外界吸热，选项B正确；②过程外界没有对气体做功，根据p－V图线和横轴所围面积表示气体和外界功的交换，③过程外界对气体做的功大于①过程气体对外界做的功，因此全过程外界对气体做功，气体内能不变，故全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量，选项C正确；③过程为等温变化，气体压强增大，体积减小，分子平均动能不变，气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加，选项D正确．6.(2022·山东淄博市一模)一根足够长的试管开口竖直向下，中间用水银封闭了一定质量的理想气体，如图所示．现将试管绕定点缓慢向右转到虚线处，则下列图像中可能正确的是()答案D解析设管内气体的压强为p、体积为V，水银柱的长度为h，转过的角度为θ，则p＝p0－p h cosθ，当θ增大时，cosθ减小，封闭气体的压强增大、温度不变，根据理想气体状态方程pVT＝C，可得V＝CpT，压强增大，V－T图像中斜率应该减小，故A错误；根据理想气体状态方程pVT＝C，可得p＝CVT，气体体积减小，p－T图像的斜率增大，故B错误；根据理想气体状态方程pVT＝C，可得p＝CVT，温度不变，压强增大，图中箭头方向反了，故C错误；p－V图像的等温线为双曲线的一支，封闭气体的压强增大、体积减小、温度不变，故D正确．7．(2022·江苏盐城市二模)如图，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为L1和L2的两段气体．若把玻璃管缓慢向上提起，但管口不离开液面，则管内气体的长度()A．L1和L2都变小B．L1和L2都变大C．L1变大，L2变小D．L1变小，L2变大答案B解析由玻意耳定律有p2L2S＝C2，p1L1S＝C1，p2＝p1＋p h，把玻璃管缓慢向上提起，一定有L2增大，p2减小，p1减小，L1增大，B正确，A、C、D错误．[争分提能练]8.(2022·山东潍坊市一模)如图所示，圆柱形汽缸水平放置，活塞将汽缸分为左右两个气室，两侧气室内密封等质量的氮气．现通过接口K 向左侧气室内再充入一定质量的氮气，活塞再次静止时左右两侧气室体积之比为3∶1.汽缸导热良好，外界温度不变，活塞与汽缸间无摩擦，则从接口充入的氮气与左侧气室内原有氮气的质量之比为()A ．2∶1B ．1∶1C ．1∶2D ．3∶1答案A解析两次达到平衡状态时，左右两边汽缸的压强平衡，即p 左＝p 右＝p ，p 左′＝p 右′，对右边汽缸气体分析，活塞再次静止时左右两侧气室体积之比为3∶1，故右边气体的体积由原来汽缸总体积的V 2减小到V 4，根据玻意耳定律有p 右V 2＝p 右′V4，解得p 右′＝2p 右＝2p ，故p 左′＝2p 右＝2p ，对左边汽缸气体分析，假设充入左边的气体在一样的温度，压强为p 左时的体积为nV2，根据玻意耳定律得p 左nV ＋V 2＝p 左′3V4，联立解得n ＝2，从接口充入的氮气与左侧气室内原有氮气的质量之比为2∶1，故选A.9.(2021·全国甲卷·33(1))如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积－温度(V －t )图上的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示，V 1和V 2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t 0是它们的延长线与横轴交点的横坐标，t 0＝－273.15℃；a 为直线Ⅰ上的一点．由图可知，气体在状态a 和b 的压强之比p a p b ＝__________；气体在状态b 和c 的压强之比pb p c＝________.答案1V 2V 1解析由体积－温度(V －t )图像可知，直线Ⅰ为等压线，则a 、b 两点压强相等，则有pa p b＝1；t ＝0℃时，当气体体积为V 1时，设其压强为p 1，当气体体积为V 2时，设其压强为p 2，根据等温变化，由玻意耳定律有p 1V 1＝p 2V 2由于直线Ⅰ和Ⅱ各为两条等压线，则有p 1＝p b ，p 2＝p c 联立解得p b p c ＝p 1p 2＝V 2V 1.10．(2022·江苏连云港市期末)我们在吹气球时，开始感觉特别困难．但当把气球吹到一定体积后，反而比较轻松．一个探究小组对此进行了研究，通过充入不同量的某种理想气体，测量出气球内气体的体积V 与对应的压强p ，得到了如图(a)所示的p －V 图像，其中p 0为标准大气压．把不同量的上述理想气体分别充入甲、乙两个相同的气球．此时，甲、乙气球内气体的体积分别为V 甲和V 乙，且V 乙>V 甲>V 0，甲、乙气球内气体的压强分别为p 甲和p 乙，现把甲、乙两气球以及一个容积为V G 的钢瓶用带阀门的三通细管(容积可忽略)连接，如图(b)所示．初始时，钢瓶内为真空，阀门K 1和K 2均为关闭状态．所有过程，气体温度始终保持不变．(1)打开阀门K 1，甲气球体积将________(选填“变大”“变小”或“不变”)；(2)打开阀门K 1和K 2，把甲、乙两气球内的所有气体压入钢瓶，求压入后钢瓶内气体的压强．答案(1)变小(2)p 甲V 甲＋p 乙V 乙V G解析(1)由题意可知V 乙>V 甲>V 0，由题图(a)可知p 甲>p 乙，所以打开K 1后，甲内气体向乙中流动，V 甲变小．(2)气体做等温变化，则有p G V G ＝p 甲V 甲＋p 乙V 乙，可得p G ＝p 甲V 甲＋p 乙V 乙V G.11．(2022·江苏南通市三模)如图所示，高为L ，横截面积为S 的导热汽缸内有一不规则物体，厚度不计的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞正好在汽缸的顶部．在活塞上放置质量为m 的物体后，活塞缓慢下移，并静止在与缸底的间距为0.8L 的高度．已知外界大气压强p 0＝3mgS，忽略缸内气体温度的变化，不计活塞和汽缸的摩擦，重力加速度为g .求：(1)不规则物体的体积V ；(2)缸内气体向外界放出的热量Q .答案(1)0.2LS(2)0.8mgL解析(1)放置物体后，假设缸内气体的压强为p 1，根据受力平衡可得p 1S ＝p 0S ＋mg 解得p 1＝p 0＋mg S ＝43p 0根据玻意耳定律可得p 0(LS －V )＝p 1(0.8LS －V )解得V ＝0.2LS(2)外界对气体做功为W ＝(p 0S ＋mg )·Δh ＝(p 0S ＋mg )·0.2L ＝0.8mgL 根据热力学第一定律可得ΔU ＝W －Q 又ΔU ＝0解得气体向外界放出的热量为Q ＝0.8mgL12.(2022·山东卷·15)某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉．如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A 、B 两个密闭气室，A 室壁厚、可认为体积恒定，B 室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换．质量为M 的鱼静止在水面下H 处．B 室内气体体积为V ，质量为m ；设B 室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B 室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变．水的密度为ρ，重力加速度为g .大气压强为p 0，求：(1)鱼通过增加B 室体积获得大小为a 的加速度，需从A 室充入B 室的气体质量Δm ；(2)鱼静止于水面下H 1处时，B 室内气体质量m 1.答案(1)Mma Vρg(2)ρgH 1＋p 0ρgH ＋p 0m解析(1)由题知开始时鱼静止在水面下H 处，设此时鱼的体积为V 0，有Mg ＝ρgV 0且此时B 室内气体体积为V ，质量为m ，则m ＝ρ气V鱼通过增加B 室体积获得大小为a 的加速度，则有ρg (V 0＋ΔV )－Mg ＝Ma 联立解得需从A 室充入B 室的气体质量Δm ＝ρ气ΔV ＝Mma Vρg(2)开始时鱼静止在水面下H 处时，B 室内气体体积为V ，质量为m ，且此时B 室内的压强为p 1＝ρgH ＋p 0鱼静止于水面下H 1处时，有p 2＝ρgH 1＋p 0此时体积也为V ；设该部分气体在压强为p 1时，体积为V 2，由于鱼鳔内气体温度不变，根据玻意耳定律有p 2V ＝p 1V 2解得V 2＝ρgH 1＋p 0ρgH ＋p 0V则此时B 室内气体质量m 1＝ρ气V 2＝ρgH 1＋p 0ρgH ＋p 0m13．(2022·湖南衡阳市一模)某物理学习兴趣小组设计了一个测定水深的深度计，如图所示，导热性能良好的圆柱形汽缸Ⅰ、Ⅱ内径分别为D 和2D ，长度均为L ，内部分别有轻质薄活塞A 、B ，活塞密封性良好且可无摩擦地左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口，外界大气压强为p 0，汽缸Ⅰ内通过A 封有压强为p 0的气体，汽缸Ⅱ内通过B 封有压强为4p 0的气体，两汽缸通过一细管相连，初始状态A 、B 均位于汽缸最左端，该装置放入水下后，通过A 向右移动的距离可测定水的深度，已知p 0相当于10m 高的水柱产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体，求：(1)当B 刚要向右移动时，A 向右移动的距离；(2)该深度计能测量水的最大深度h m .答案(1)34L (2)32.5m解析(1)设Ⅰ的横截面积为S ，则Ⅱ的横截面积为4S .当B 刚要向右移动时，Ⅰ中气体压强为4p 0，设A 向右移动x ，对Ⅰ内气体分析，由玻意耳定律得p 0SL ＝4p 0S (L －x )解得x ＝34L(2)该装置放入水下后，由于水的压力A 向右移动，Ⅰ内气体压强逐渐增大，当压强增大到大于4p 0后B 开始向右移动，当A 恰好移动到缸底即所测深度最大时，原Ⅰ内气体全部进入Ⅱ内，设B 向右移动y 距离，两部分气体压强均为p 2.对原Ⅰ内气体分析，由玻意耳定律得p 0SL ＝p 2·4Sy 对原Ⅱ内气体分析，由玻意耳定律得4p 0·4SL ＝p 2·4S (L －y )此时对A 分析有p 2＝p 0＋ρgh m 联立解得h m ＝32.5m.。

高考物理专题力学知识点之热力学定律全集汇编含解析

高考物理专题力学知识点之热力学定律全集汇编含解析一、选择题1．如图所示，水平放置的封闭绝热气缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。

已知a部分气体为1mol氧气，b部分气体为2 mol氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。

解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为V a、V b，温度分别为T a、T b。

下列说法正确的是A．V a＞V b， T a＞T b B．V a＞V b， T a＜T bC．V a＜V b， T a＜T b D．V a＜V b， T a＞T b2．快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。

假设袋内气体与外界没有热交换，当充气袋四周被挤压时，袋内气体A．对外界做负功，内能增大B．对外界做负功，内能减小C．对外界做正功，内能增大D．对外界做正功，内能减小3．下列说法正确的是A．液体中悬浮的颗粒越大，某时刻撞击它的分子越多，布朗运动越明显B．用“油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子直径等于滴在液面上的纯油酸体积除以相应油酸膜的面积C．温度升高，每个分子的动能都增大，导致分子平均动能增大D．冰箱内低温食品的热量自发地传到了冰箱外高温的空气4．下列有关热学的叙述中，正确的是（）A．同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均速率相同B．在绝热条件下压缩理想气体，则其内能不一定增加C．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力5．关于热力学定律，下列说法正确的是()A．在一定条件下物体的温度可以降到0 KB．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C ．吸收了热量的物体，其内能一定增加D ．压缩气体气体的温度一定升高6．一定质量的理想气体在某一过程中压强51.010P Pa =⨯保持不变，体积增大100cm 3，气体内能增加了50J ，则此过程（）A ．气体从外界吸收50J 的热量B ．气体从外界吸收60J 的热量C ．气体向外界放出50J 的热量D ．气体向外界放出60J 的热量7．根据热力学定律和分子动理论可知，下列说法中正确的是( )A ．已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，一定可以求出该物质分子的质量B ．满足能量守恒定律的宏观过程一定能自发地进行C ．布朗运动就是液体分子的运动，它说明分子做永不停息的无规则运动D ．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小，分子势能一定增大8．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 ．只有外界对物体做功才能增加物体的内能C ．功转变为热的实际宏观过程是可逆过程D ．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加9．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能） A ．内能增大，放出热量B ．内能减小，吸收热量C ．内能增大，对外界做功D ．内能减小，外界对其做功10．如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气。

高考物理最新力学知识点之热力学定律全集汇编含解析

高考物理最新力学知识点之热力学定律全集汇编含解析一、选择题1．在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体发生以下两种状态变化：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸热的热量为9J，图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零，则下列说法中正确的是（）A．从A状态到B状态气体放出3J的热量B．从A状态到C状态气体内能增加9JC．气体从A状态到B状态与外界交换热量和A状态到C状态相同D．气体从A状态到B状态的内能变化小于从A状态到C状态2．图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，当人从椅子上离开，M向上滑动的过程中（）A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小3．下列过程中可能发生的是（）A．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开B．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高C．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状D．某种物质从高温热源吸收20kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响4．如图所示，一导热性能良好的金属气缸内封闭一定质量的理想气体。

现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中（）A．气缸内大量分子的平均动能增大B．气体的内能增大C．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多D．气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力增大5．一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功1.6×104J，从外界吸收热量3.8×104J，则该理想气体的（）A．温度降低，密度减小B．温度降低，密度增大C．温度升高，密度减小D．温度升高，密度增大6．关于物体内能的变化情况,下列说法中正确的是( )A．吸热的物体,其内能一定增加B．绝热压缩的物体,其内能一定增加C．放热的物体,其内能一定减少D．体积膨胀的物体,其内能一定减少7．根据热力学第二定律，下列说法中错误．．的是（）A．电流的电能不可能全部变成内能B．在火力发电中，燃气的内能不可能全部变为电能C．在热机中，燃气的内能不可能全部变为机械能D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体8．下列说法正确的是A．机械能全部变成内能是不可能的B．第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式C．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的9．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，（若不计气泡内空气分子势能的变化）则（）A．气泡对外做功，内能不变，同时放热B．气泡对外做功，内能不变，同时吸热C．气泡内能减少，同时放热D．气泡内能不变，不吸热也不放热10．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（）A．任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳B．空调机既能致热，又能致冷，说明热传递不存在方向性C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天D．一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒11．如图所示，柱形容器内封有一定质量的空气，光滑活塞C（质量为m）与容器用良好的隔热材料制成。

高考物理总复习热学2

避躲市安闲阳光实验学校高考总复习---热学专题(二)二、内能、热力学三大定律1、（1）分子平均动能：标志，温度T，温度越高，分子平均动能越大(不是平均速率)。

（2）分子势能：由分子间相互作用和分子间距离决定的能量。

（3）物体内能：综合考虑：与分子数N，温度T，体积V有关。

理想气体内能：理想气体分子间无相互作用力，无分子势能，其内能仅是分子动能总和，与分子数N，温度T有关。

对一定质量理想气体，内能仅由温度T决定。

2. 改变内能的两种方法：做功和热传递都能改变内能。

3. 内能变化——热力学第一定律4. 热力学第二定律：自然界进行的涉及热现象的过程都具有方向性，是不可逆的。

热传递中，热量自发的从高温物体传向低温物体。

功可以完全生热，即机械能可以完全转化为内能。

不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化。

（空调制冷，消耗电能做功）不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。

（理想气体等温膨胀，体积变大）不存在热效率为100%的热机（热机的工作物质是汽油从高温热源获得热量，只能一部分用来做功，另一部分热量要排给大气，即热机肯定要排出热量。

）5. 第二类永动机（从单一热源不断吸收热量。

使其完全转变成机械能的发动机）不可能制成，违背了热力学第二定律。

（第一类永动机违反热力学第一定律，不违反第二定律）6. 热力学第三定律：绝对零度（-273℃=0 k）不可能达到。

练习：1.关于分子的热运动，下列说法中正确的是A．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大B．当温度降低时，物体内每一个分子热运动的速率一定都减小C．当温度升高时，物体内分子热运动的平均动能必定增大D．当温度降低时，物体内分子热运动的平均动能也可能增大2.关于水和冰，下列说法正确的是：A．0℃的冰比0℃的水的内能小B．0℃的水一定能结成冰C．相同质量的00C的水和0℃的冰的内能相同D．相同质量的0℃的水和00C的冰比较，水的分子势能较大3.用r表示两个分子间的距离，E p表示两个分子间的相互作用的势能，当r=r0时两分子间的斥力等于引力，下列说法正确的是：A．当r>r0时，E P随r的增大保持不变B．当r<r0时，E P随r的增大而增大C．当r>r0时，E P随r的减小而增大D．当r<r0时，E P随r的减小而增大4.关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是A．吸热的物体，其内能一定增加B．体积膨胀的物体，其内能一定减少C．放热的物体，其内能也可能增加D．绝热压缩的物体，其内能一定增加5.根据热力学第二定律，下列说法中正确的是A．电流的电能不可能全部变成内能B．在火力发电中，燃气的内能不可能全部变为电能C．在热机中，燃气的内能不可能全部变为机械能D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体6.下列说法中正确的是A．热量可以自发地从低温物体传给高温物体B．内能不能转化为动能C ．摩擦生热是动能向内能的转化D．热机的效率最多可以达到100％7.下列说法正确的是A．第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律B．自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必节约能源C．自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用D．不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化8.以下过程不可能发生的是A．对物体做功，同时物体放热，物体的温度不变B．对物体做功，同时物体吸热，物体的温度不变C．物体对外做功，同时放热，物体的内能不变D．物体对外做功，同时吸热，物体的内能不变9.热传导的方向性是指A．热量只能从高温物体传递到低温物体，而不能从低温物体传递到高温物体B．热量只能从低温物体传递到高温物体，而不能从高温物体传递到低温物体C．热量既能从高温物体传递到低温物体，又可以从低温物体传递到高温物体D．热量会自发地从高温物体传递到低温物体，而不会自发地从低温物体传递到高温物体10.对于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是A．系统的总熵只能增大，不可能减小B．系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小C．系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展D．系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展11.第二类永动机不可能制成，是因为A．违背了能量守恒定律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不能全部转化为内能D．内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化12.我们绝不会看到，一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来。

高三物理真题分类汇编专题-热力学综合(原卷版)

高三物理真题分类汇编专题-热力学综合（原卷版）专题15、选修3-3、热力学综合（2022-2022）题型一、分子动理论和气体压强1题型二、油膜法测分子直径5题型三、理想气体状态方程与热力学第一定律6题型四、液柱模型12题型五、气缸模型18题型一、分子动理论和气体压强1.（2022全国1）下列说法正确的是A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对外做功且温度降低，分子平均动能可能不变2.（2022北京）关于分子动理论，下列说法正确的是A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.分子间同时存在着引力和斥力D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大3.(2022全国2)对于实际的气体，下列说法正确的是______。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

没选错1个扣3分，最低得分为0分）A．气体的内能包括气体分子的重力势能B．气体的内能包括分子之间相互作用的势能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体体积变化时，其内能可能不变E．气体的内能包括气体分子热运动的动能4.的变化分别如图中两条曲线所示。

下列说法正确的是________。

A．图中两条曲线下面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/区间内的分子数占总分子数的百分比较大5.（2022全国2）关于扩散现象，下列说法正确的是（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分） A.温度越高，扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的6.（2022山东）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。

高考物理专题复习：热力学定律

高考物理专题复习：热力学定律注意事项：1．本专题有两部分（选择题和非选择题）组成，总共有15小题。

2．选择题只需填写正确的选项；非选择题需要写出详细的证明或计算过程。

第I部分（选择题）一、单选题（共7题）1．某城市人口密度大，汽车等交通工具向大气中排放大量碳氢化合物、氮的氧化物等有害物质，最有可能发生的是（）A．酸雨B．臭氧层空洞C．光化学烟雾D．温室效应2．下列说法正确的是（）A．气体的内能是分子热运动的动能之和，只能通过热传递来改变B．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功C．气体的温度不变时，不会发生热传递D．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，也能自发地从低温物体传递到高温物体3．如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空。

现将隔板抽掉，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中（）A．气体对外界做功，温度降低，内能减少B．气体对外界做功，温度不变，内能减少C．气体不做功，温度不变，内能不变D．气体不做功，温度不变，内能减少4．关于内能，下列说法中正确的是（）A．两物体质量和温度都相同，则内能也相同B．物体吸收热量，内能一定增加C．功可以全部转化为热，热不可以全部转化为功D．热量从高温物体传递到低温物体的过程是不可逆的5．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A．如果气体绝热地自发向真空扩散，则扩散前后气体内能相同B．气体可通过不断对外做功从而达到绝对零度C．气体温度升高，每个分子速率一定增大D．在完全失重的状态下，气体的压强为零6．如图所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度，则下面有关能的转化的说法中正确的是（）A．子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能B．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的势能C．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能D．子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变成沙箱和子弹的机械能7．已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量E0为7×103J/（m2·s）。