(完整版)热学经典题目归纳附答案
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。
大学热学试题题库及答案
大学热学试题题库及答案一、选择题1. 热力学第一定律表明，能量守恒，即能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。
以下哪项描述正确？A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量可以在不同形式间转换D. 能量只能以一种形式存在答案：C2. 在绝热过程中，系统与外界没有热量交换。
以下哪项描述正确？A. 绝热过程中系统的温度不变B. 绝热过程中系统的压力不变C. 绝热过程中系统的温度和压力都不变D. 绝热过程中系统的温度和压力都可能变化答案：D二、填空题1. 理想气体状态方程为__________，其中P表示压强，V表示体积，n 表示摩尔数，R表示气体常数，T表示温度。
答案：PV = nRT2. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
该定律的表述是__________。
答案：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
三、简答题1. 简述热力学第二定律的开尔文表述及其意义。
答案：热力学第二定律的开尔文表述是：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
其意义在于指出了自然界中能量转换的方向性和不可逆性，即能量在转换过程中总是伴随着熵增，表明了热机效率的极限。
2. 描述热力学第三定律，并解释其对低温物理研究的意义。
答案：热力学第三定律指出，当温度趋近于绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵都趋向于一个共同的值。
这一定律对低温物理研究的意义在于，它为低温下物质的熵和热力学性质的研究提供了理论基础，使得科学家能够更准确地预测和控制低温条件下物质的行为。
四、计算题1. 一个理想气体在等压过程中从状态A（P=100kPa, V=0.5m³）变化到状态B（V=1.0m³）。
已知气体常数R=8.314J/(mol·K)，摩尔质量M=28g/mol，求气体在该过程中的温度变化。
答案：首先计算气体的摩尔数n，n = PV/RT =(100×10³×0.5)/(8.314×T)。
(完整版)大学物理热学习题附答案
一、选择题1．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。
根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v2．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。
根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量的平均值 (A) m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 03．温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系：(A) ε和w都相等 (B) ε相等，w 不相等 (C) w 相等，ε不相等 (D) ε和w 都不相等4．在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ，则其内能之比E 1 / E 2为：(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 35．水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？(A) 66.7％ (B) 50％ (C) 25％ (D) 06．两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V )，单位体积内的气体质量ρ，分别有如下关系：(A) n 不同，(E K /V )不同，ρ不同 (B) n 不同，(E K /V )不同，ρ相同(C) n 相同，(E K /V )相同，ρ不同 (D) n 相同，(E K /V )相同，ρ相同7．一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们(A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同(C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强(D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强8．关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度；(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义；(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。
初一物理热学练习题及答案20题
初一物理热学练习题及答案20题1. 问题：一个水杯中的水加热后，水温升高，说明了什么？答案：加热会使物体的温度上升。
2. 问题：什么是热传导？答案：热传导是指物体之间由于温度差异而发生的热量传递。
3. 问题：热传导的方式有哪些？答案：热传导的方式包括导热、对流和辐射。
4. 问题：将一个铁片加热后，铁片的温度较快地变高，这是属于哪种热传导方式？答案：这是属于导热的热传导方式。
5. 问题：热传导的速度与物体的什么性质有关？答案：热传导的速度与物体的热导率有关。
6. 问题：导热性能好的物质通常都是什么样的？答案：导热性能好的物质通常是金属或导热材料。
7. 问题：一个铁锅放在火上加热，锅柄的一端会感觉到温度升高，这是属于哪种热传导方式？答案：这是属于热对流的热传导方式。
8. 问题：什么是热辐射？答案：热辐射是指物体由于温度差异而发射出来的热能。
9. 问题：热辐射的速度与物体的什么性质有关？答案：热辐射的速度与物体的表面温度和颜色有关。
10. 问题：在遮阳伞下感觉凉爽是因为？答案：在遮阳伞下感觉凉爽是因为遮挡了太阳的辐射热量。
11. 问题：什么是绝热？答案：绝热是指物体与外界不进行热量交换。
12. 问题：什么是温度？答案：温度是物体内部分子热运动的程度。
13. 问题：什么是热平衡？答案：热平衡是指两个物体的温度相等时，它们之间不再发生热量交换。
14. 问题：导热性能差的物质通常都是什么样的？答案：导热性能差的物质通常是绝缘材料。
15. 问题：什么是热膨胀？答案：热膨胀是指物体由于温度升高而体积增大的现象。
16. 问题：什么是热容？答案：热容是指单位质量物质升高1摄氏度所吸收或释放的热量。
17. 问题：温度计是利用什么原理工作的？答案：温度计是利用物质的热胀冷缩原理工作的。
18. 问题：什么是显热？答案：显热是指物体在相变过程中吸收或释放的热量。
19. 问题：什么是相变？答案：相变是指物质由一种状态变为另一种状态的过程。
大学物理热学练习题及答案
大学物理热学练习题及答案第一题：一个物体的质量是1 kg，温度从20°C升高到30°C，如果物体的比热容是4200 J/(kg·°C)，求物体吸收的热量。
解答：根据热量公式Q = mcΔθ，其中 Q 表示吸收的热量，m 表示物体的质量，c 表示比热容，Δθ 表示温度变化。
代入数据得：Q = 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × (30°C - 20°C)= 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × 10°C= 42,000 J所以物体吸收的热量为42,000 J。
第二题：一块金属材料的质量是0.5 kg，它的比热容是400 J/(kg·°C)，经过加热后，材料的温度升高了60°C。
求该金属材料所吸收的热量。
解答：根据热量公式Q = mcΔθ，其中 Q 表示吸收的热量，m 表示物体的质量，c 表示比热容，Δθ 表示温度变化。
代入数据得：Q = 0.5 kg × 400 J/(kg·°C) × 60°C= 12,000 J所以金属材料吸收的热量为12,000 J。
第三题：一个热容为300 J/(kg·°C)的物体，吸收了500 J的热量后，温度升高了多少摄氏度？解答：根据热量公式Q = mcΔθ，其中 Q 表示吸收的热量，m 表示物体的质量，c 表示比热容，Δθ 表示温度变化。
将已知数据代入公式：500 J = m × 300 J/(kg·°C) × Δθ解方程得：Δθ = 500 J / (m × 300 J/(kg·°C))= 500 J / (m/(kg·°C)) × (kg·°C/300 J)= (500/300) °C≈ 1.67°C所以温度升高了约1.67°C。
大学热学题库及答案详解
大学热学题库及答案详解一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔS = Q/TD. ΔG = Q - W答案：A2. 在等压过程中，系统与外界交换的热能等于：A. ΔUB. ΔHC. ΔSD. ΔG答案：B3. 理想气体的内能只与温度有关，这是因为：A. 理想气体分子间无相互作用力B. 理想气体分子间有相互作用力C. 理想气体分子的动能与温度无关D. 理想气体分子的势能与温度无关答案：A二、填空题4. 根据热力学第二定律，不可能制造一个循环动作，其唯一结果就是______。
答案：从单一热源吸热全部转化为功而不产生其他效果5. 熵是热力学系统无序程度的度量，其变化量总是______。
答案：不小于零三、简答题6. 简述热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述。
答案：热力学第二定律的克劳修斯表述是：不可能实现一个循环过程，其唯一结果就是从一个单一热源吸热并将这热量完全转化为功。
开尔文-普朗克表述是：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。
7. 解释什么是卡诺循环，并说明其效率。
答案：卡诺循环是一种理想化的热机循环，包括两个等温过程和两个绝热过程。
其效率由下式给出：η = 1 - (Tc/Th)，其中Tc是冷热源的绝对温度，Th是热热源的绝对温度。
四、计算题8. 已知理想气体的摩尔质量为M，气体的温度从T1升高到T2，求气体的内能变化量ΔU。
答案：对于理想气体，内能变化量仅与温度变化有关，与压力和体积无关。
内能变化量可以通过以下公式计算：ΔU = n * Cv * (T2 -T1)，其中n是气体的摩尔数，Cv是摩尔定容热容。
9. 一个绝热容器内装有一定量的气体，气体经历一个绝热过程，其体积从V1减小到V2，求气体的温度变化。
答案：对于绝热过程，根据热力学第一定律，Q = ΔU，且W = -P *ΔV。
由于绝热过程Q = 0，所以ΔU = -W = P * (V1 - V2)。
热学大学考试题及答案
热学大学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 温度是表示物体冷热程度的物理量，其单位是：A. 摄氏度B. 开尔文C. 华氏度D. 牛顿答案：A、B2. 热力学第一定律表明能量守恒，其数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔU = Q - WC. ΔH = Q + WD. ΔH = Q - W答案：A3. 在绝热过程中，下列哪一项是恒定的？A. 内能B. 温度C. 压力D. 体积答案：A4. 热传导、热对流和热辐射是热传递的三种基本方式，其中不需要介质的是：A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热对流和热辐射答案：C5. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. PV = P1V1C. PV = nT/RD. P1V1/T1 = P2V2/T2答案：A二、填空题（每题3分，共30分）6. 热力学第二定律表明，不可能从单一热源吸热使之完全转化为________，并由此产生其他效果。
答案：功7. 在一定压力下，一定质量的理想气体的温度每升高（或降低）1摄氏度，气体的体积升高（或降低）的比例叫做________。
答案：热膨胀系数8. 热力学温标T与摄氏温标t之间的关系是 T = t + ________。
答案：273.159. 两个温度分别为T1和T2的物体发生热传递，最终达到热平衡时，它们的共同温度为________。
答案：T1 和 T2 的平均值10. 热机的效率η定义为________与________之比。
答案：有用功；输入热量三、简答题（每题10分，共20分）11. 解释什么是熵？熵增加原理有何意义？答案：熵是热力学系统的无序度的量度，通常用来描述系统的热力学状态。
熵增加原理表明，在孤立系统中，自发过程会导致系统熵的增加，这与时间的不可逆性有关，是热力学第二定律的一个表述。
12. 什么是相变？请举例说明。
答案：相变是指物质在一定条件下从一种相态转变为另一种相态的过程。
(完整版)热学经典题目归纳附答案
热学经典题目归纳一、解答题1．（2019·山东高三开学考试）如图所示，内高H=1.5、内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，横截面积S=0.01m2、质量可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体。
外界温度为300K时，缸内气体压强p1=1.0×105Pa，气柱长L0=0.6m。
大气压强恒为p0=1.0×105Pa。
现用力缓慢向上拉动活塞。
（1）当F=500N时，气柱的长度。
（2）保持拉力F=500N不变，当外界温度为多少时，可以恰好把活塞拉出？【答案】（1）1.2m；（2）375K【解析】【详解】（1）对活塞进行受力分析P1S+F=P0S.其中P1为F=500N时气缸内气体压强P1=0.5×104Pa.由题意可知，气体的状态参量为初态:P0=1.0×105Pa，V a=LS，T0=300K；末态：P1=0.5×105Pa，V a=L1S，T0=300K；由玻意耳定律得P1V1=P0V0即P1L1S=P0L0S代入数据解得L1=1.2m＜1.5m其柱长1.2m（2）汽缸中气体温度升高时活塞将向外移动，气体作等压变化 由盖吕萨克定律得10V T =22V T 其中V 2=HS . 解得：T 2=375K.2．（2019·重庆市涪陵实验中学校高三月考）底面积S ＝40 cm 2、高l 0＝15 cm 的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为2 kg 的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10 kg 的物体A .开始时，气体温度t 1＝7℃，活塞到缸底的距离l 1＝10 cm ，物体A 的底部离地h 1＝4 cm ，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p 0＝1.0×105 Pa ，试求：(1)物体A 刚触地时，气体的温度； (2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度． 【答案】(1)119℃ (2)278.25℃ 【解析】 【详解】(1)初始活塞受力平衡：p 0S ＋mg ＝p 1S ＋T ，T ＝m A g被封闭气体压强p 1()A 0m m g p S-=+＝0.8×105 Pa初状态，V 1＝l 1S ，T 1＝(273＋7) K ＝280 KA 触地时p 1＝p 2， V 2＝(l 1＋h 1)S气体做等压变化，()11112l h S l S T T += 代入数据，得T 2＝392 K即t 2＝119 ℃(2)活塞恰好到汽缸顶部时p 3＝p 0＋mgS＝1.05×105 Pa ， V 3＝l 0S 根据理想气体状态方程，301113p l Sp l S T T = 代入数据得T 3＝551.25 K即t 3＝278.25℃3．如图所示，一水平固定的柱形气缸，用活塞封闭一定质量的气体。
高中热力学试题及答案
高中热力学试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔG = Q - WD. ΔS = Q/T答案：A2. 在绝热过程中，系统与外界没有热交换，以下说法正确的是：A. 系统内能增加B. 系统内能减少C. 系统内能不变D. 无法确定系统内能变化答案：D3. 根据热力学第二定律，以下说法正确的是：A. 热量可以从低温物体自发地传递到高温物体B. 热量不能自发地从低温物体传递到高温物体C. 所有自然过程都是可逆的D. 所有自然过程都是不可逆的答案：B4. 熵是热力学中描述系统无序程度的物理量，以下说法正确的是：A. 熵总是增加的B. 熵总是减少的C. 熵可以增加也可以减少D. 熵在孤立系统中总是增加的答案：D5. 理想气体状态方程是：A. PV = nRTB. PV = nTC. PV = mRTD. PV = RT答案：A6. 根据热力学第三定律，绝对零度是：A. 温度的极限B. 熵的极限C. 能量的极限D. 压力的极限答案：B7. 卡诺循环效率的数学表达式是：A. 1 - Tc/ThB. 1 - Tc/TaC. 1 - Tc/TbD. 1 - Ta/Th答案：A8. 以下哪种过程是不可逆的：A. 理想气体的等温膨胀B. 理想气体的绝热膨胀C. 理想气体的等压膨胀D. 理想气体的等熵膨胀答案：B9. 热力学温标的单位是：A. 摄氏度B. 开尔文C. 华氏度D. 兰氏度答案：B10. 以下哪种物质在标准状态下不是理想气体：A. 氦气B. 氢气C. 氧气D. 水蒸气答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律表明能量______，即能量守恒。
答案：守恒2. 热力学第二定律指出，不可能从单一热源取热使之完全转换为功而不产生其他影响。
答案：不可能3. 熵变ΔS等于系统吸收的热量Q除以绝对温度T，即ΔS = ______。
初中物理热学试题及答案
初中物理热学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列物质中，熔点最高的是（）A. 冰B. 铁C. 铜D. 铝2. 热传递的三种方式是（）A. 热传导、热对流、热辐射B. 热传导、热对流、热交换C. 热传导、热辐射、热交换D. 热对流、热辐射、热交换3. 水的比热容最大，这意味着（）A. 相同质量的水和其它物质比较，吸收相同的热量，水的温度升高得最少B. 相同质量的水和其它物质比较，吸收相同的热量，水的温度升高得最多C. 相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量最多D. 相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量最少4. 以下哪种情况下，物体内能会增加（）A. 物体吸收热量B. 物体对外做功C. 物体温度降低D. 物体质量增加5. 物体的内能与下列哪个因素无关（）A. 温度B. 质量C. 状态D. 颜色二、填空题（每题2分，共20分）1. 物体由固态变为液态的过程叫做______。
2. 热机的效率是指______。
3. 晶体在熔化过程中，温度______，但要继续吸热。
4. 物体吸收热量，内能增加，但温度不一定______。
5. 热传递的条件是存在温度差，热传递的方向总是从______传递到______。
三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述热传导、热对流和热辐射的区别。
2. 为什么说水的比热容大是一种重要的物理性质？3. 试解释为什么冬天在户外，我们感觉比实际温度要冷。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 一块质量为2kg的铁块，温度从20℃升高到100℃，求铁块吸收的热量。
（铁的比热容为0.46×10^3 J/(kg·℃)）2. 一壶水的质量为1.5kg，初温为20℃，加热到100℃，求需要吸收的热量。
（水的比热容为4.2×10^3 J/(kg·℃)）答案：一、选择题1. B2. A3. C4. A5. D二、填空题1. 熔化2. 热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比3. 不变4. 升高5. 高温物体，低温物体三、简答题1. 热传导是热量通过物体内部分子振动传递的过程，热对流是流体中热量通过流体运动传递的过程，热辐射是物体通过电磁波传递能量的过程。
大学物理热学试题试题库及答案
⼤学物理热学试题试题库及答案⼤学物理热学试题题库及答案⼀、选择题：(每题３分)1、在⼀密闭容器中，储有Ａ、B、Ｃ三种理想⽓体，处于平衡状态.A种⽓体得分⼦数密度为n1，它产⽣得压强为p1，B种⽓体得分⼦数密度为2ｎ1,C种⽓体得分⼦数密度为3 n１,则混合⽓体得压强ｐ为（A) ３p1。
（B) 4 p1.（Ｃ）5ｐ１. （Ｄ) 6 p1．［]2、若理想⽓体得体积为V,压强为p,温度为Ｔ，⼀个分⼦得质量为m，k为玻尔兹曼常量，R 为普适⽓体常量，则该理想⽓体得分⼦数为：（A）ｐV / ｍ。
（B) pV / (kT).（Ｃ) ｐV／(RT）. （D）pＶ／（ｍＴ）。
[ ］3、有⼀截⾯均匀得封闭圆筒，中间被⼀光滑得活塞分隔成两边，如果其中得⼀边装有0。
1 ｋg某⼀温度得氢⽓,为了使活塞停留在圆筒得正中央,则另⼀边应装⼊同⼀温度得氧⽓得质量为：(Ａ）（1/1６) kg。
（B）0．８ｋg．（C）１．６ｋg. (D) 3。
2 kg。
[ ］4、在标准状态下，任何理想⽓体在１m3中含有得分⼦数都等于（A）6、02×１0２3。
(B）6、0２×10２１．（C）2、６9×１025. （Ｄ）2、６9×1０２3。
（玻尔兹曼常量ｋ=１、38×１0-23Ｊ·K-１）[ ］5、⼀定量某理想⽓体按pV2=恒量得规律膨胀,则膨胀后理想⽓体得温度（Ａ）将升⾼. （Ｂ）将降低.（C）不变. （D）升⾼还就是降低，不能确定．[ ］６、⼀个容器内贮有1摩尔氢⽓与１摩尔氦⽓,若两种⽓体各⾃对器壁产⽣得压强分别为ｐ１与p2,则两者得⼤⼩关系就是：(A）ｐ1〉p2．（Ｂ）p１〈ｐ2.（C) p1＝p2.（Ｄ）不确定得。
［］7、已知氢⽓与氧⽓得温度相同，请判断下列说法哪个正确?(A) 氧分⼦得质量⽐氢分⼦⼤，所以氧⽓得压强⼀定⼤于氢⽓得压强.(B）氧分⼦得质量⽐氢分⼦⼤，所以氧⽓得密度⼀定⼤于氢⽓得密度.(Ｃ）氧分⼦得质量⽐氢分⼦⼤，所以氢分⼦得速率⼀定⽐氧分⼦得速率⼤、（D）氧分⼦得质量⽐氢分⼦⼤,所以氢分⼦得⽅均根速率⼀定⽐氧分⼦得⽅均根速率⼤。
热学试题1-4及答案
热学模拟试题一一、 填空题1.lmol 的单原子分子理想气体，在1atm 的恒定压强下，从0℃加热到100℃， 则气体的内能改变了_____J ．(普适气体常量R=8.31J ·mol -1·k -1)。
2.右图为一理想气体几种状态变化过程的p-v 图，其中MT 为等温线，MQ 为绝热线，在AM,BM,CM 三种准静态过程中： (1) 温度升高的是___ 过程； (2) 气体吸热的是______ 过程． 3.所谓第二类永动机是指 _______________________________________ ；它不可能制成是因为违背了___________________________________。
4.处于平衡状态下温度为T 的理想气体，kT 23的物理意义是 ___________________________.(k 为玻尔兹曼常量).5.图示曲线为处于同一温度T 时氦（原子量 4）、氖(原子量20)和氩(原子量40)三种气体分子的速率分布曲线。
其中：曲线(a)是______ 分子的速率分布曲线； 曲线(b)是_________气分子的速率分布曲线； 曲线(c)是_________气分子的速率分布曲线。
6.处于平衡态A 的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态B ，将从外界吸收热量416 J ，若经准静态等压过程变到与平衡态B 有相同温度的平衡态C ，将从外界吸收热量582J ，所以，从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中气体对外界所作的功为_____________________。
7. 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J ．若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热__________J ；若为双原子分子气体，则需吸热_____________J 。
8.一定量的理想气体，在p —T 图上经历一个如图所示的循环过程（a→b→c→d→a），其中a→b，c→d 两个过程是绝热过程，则该循环的效率η=_________________。
热学计算题(含答案)
类型三：利用热量公式计算在冬天为使房间里保持一定的温度，每小时要供给 4.2 × 106 焦的热量，若进入散热器中水的温度是 80℃，从散热器流出的水的温度是 72℃，问每小时要供给散热器多少80℃的水？【分析与解答】可利用公式Q 放=Cm(t 0-t)Q 放求出 m 。
变形为： mC (t 0 t )解： Q =Cm( t -t)放mQ 放 4.2 106125( kg )C( t 0t ) 4.2 103(80 72)变式 1：利用热量公式计算质量为 0.5 千克的铝壶里装了2 千克的水。
初温度为 20℃，如果它吸收了265.2 ×10 3焦的热量，温度可升高到多少摄氏度？[ 铝比热容为 0.88 ×10 3 焦 / （千克·℃） ]【分析与解答】 解此类题目的关键是如何确定容器的初温和末温， 只要用容器盛液体加热或冷却， 容器的初温和末温与液体的初温和末温相同。
本题参与吸热物体分别为水和铝壶， 它们初温相同，末温也相同可利用公式 Q 吸 =Cm(t-t ) 变形后求末温度。
解： Q=Q +Q =C 铝 m (t-t0 )+C m (t-t)铝水铝水水得tQt 0C 铝 m 铝 C 水 m 水265.2 10 3204.2 10 320.88 1030.550 C变式 2：利用热量公式计算小明家新安装了一台容积为 0.5m 3的太阳能热水器， 加满水后， 经过 4h 阳光的照射， 水温由原来的 20℃升高到了40℃．问：在这 4h 内水吸收了多少热量 ? 若这些热量由效率为20％的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭 ?[ 水的比热容水3J/( kg ·℃) 、c＝4. 2×10焦炭的热值 g ＝ 3. 0×107J/ kg]【分析与解答】太阳能热水器内水的质量m ＝ρ V ＝1.0× 103kg/m 3× 0.5m 3＝ 500kg需要吸收的热量：Q 吸＝ cm △t ＝ 4.2×3kg ·℃ ) ×3× ( 40℃－ 20℃ ) ＝ 4.2×10 710 J/( 500m J焦炭放出的热量 Q 放＝ m 炭· q 火炉的转化效率：Q 吸4. 2 17 0JQ 放m 炭 3. 0 17 0J k/ gm 炭4.2 107 J7kg3.0 107 J / kg20%则需要燃烧 7kg 千克焦炭变式 3：利用热量公式计算 ( 新加 )有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如右表所示. 将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水 .(1) 晴天平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为型号JL— 882.8 × 106 J. 若该热水器接受太阳能的有效面积为 1.5m 2，水容量/L80每天日照时间按8h 计算，则它一天中接收的太阳能（ E）自身质量 /kg40约为多少？若这些太阳能有60% 被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？ [ c水=4.2× 103J/(kg·℃ )](2) 若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气(热值 q=4.2 × 107J/kg) 来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？(3) 请你：①从能源和可持续发展的角度,说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由；②说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难（可从自然因素或技术因素等方面思考）.【分析与解答】本题从新能源、环境保护的现实问题出发，对太阳能、化石燃料（化学能燃烧获得内能）的放热Q＝ mq、生活用热水加热 Q=cm△t 进行了考查。
热学经典题目归纳附答案
热学经典题目归纳一、解答题1．（2019·山东高三开学考试）如图所示，内高H=1.5、内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，横截面积S=0.01m2、质量可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体。
外界温度为300K时，缸内气体压强p1=1.0×105Pa，气柱长L0=0.6m。
大气压强恒为p0=1.0×105Pa。
现用力缓慢向上拉动活塞。
（1）当F=500N时，气柱的长度。
（2）保持拉力F=500N不变，当外界温度为多少时，可以恰好把活塞拉出？【答案】（1）1.2m；（2）375K【解析】【详解】（1）对活塞进行受力分析P1S+F=P0S.其中P1为F=500N时气缸内气体压强P1=0.5×104Pa.由题意可知，气体的状态参量为初态:P0=1.0×105Pa，V a=LS，T0=300K；末态：P1=0.5×105Pa，V a=L1S，T0=300K；由玻意耳定律得P1V1=P0V0即P1L1S=P0L0S代入数据解得L1=1.2m＜1.5m其柱长1.2m（2）汽缸中气体温度升高时活塞将向外移动，气体作等压变化 由盖吕萨克定律得10V T =22V T 其中V 2=HS . 解得：T 2=375K.2．（2019·重庆市涪陵实验中学校高三月考）底面积S ＝40 cm 2、高l 0＝15 cm 的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为2 kg 的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10 kg 的物体A .开始时，气体温度t 1＝7℃，活塞到缸底的距离l 1＝10 cm ，物体A 的底部离地h 1＝4 cm ，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p 0＝1.0×105 Pa ，试求：(1)物体A 刚触地时，气体的温度； (2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度． 【答案】(1)119℃ (2)278.25℃ 【解析】 【详解】(1)初始活塞受力平衡：p 0S ＋mg ＝p 1S ＋T ，T ＝m A g被封闭气体压强p 1()A 0m m g p S-=+＝0.8×105 Pa初状态，V 1＝l 1S ，T 1＝(273＋7) K ＝280 KA 触地时p 1＝p 2， V 2＝(l 1＋h 1)S气体做等压变化，()11112l h S l S T T += 代入数据，得T 2＝392 K即t 2＝119 ℃(2)活塞恰好到汽缸顶部时p 3＝p 0＋mgS＝1.05×105 Pa ， V 3＝l 0S 根据理想气体状态方程，301113p l Sp l S T T = 代入数据得T 3＝551.25 K即t 3＝278.25℃3．如图所示，一水平固定的柱形气缸，用活塞封闭一定质量的气体。
热学练习题含答案
一、单项选择题1. 一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为P1 和P2,则两者的大小关系是：(A)限耍(B)p<p2.(C)p1= p2.(D)不确定的. 答案：C2双原子理想气体，作等压膨胀，若气体膨胀过程从热源吸收热量700J,则该过程气体对外做功为：a、200Jb、350Jc、300Jd、250J 答案：A3. 下列方程中，哪一个不是绝热过程方程；a、TV S=常量；b、P I T T=常量；c、P y V=常量；d、PV y =常量答案：C4.设单原子理想气体由平衡态A,经一平衡过程变化到状态B,如果变化过程不知道，但A, B两状态的P, V, T都已知，那么就可以求出：a、气体膨胀所做的功；b、气体传递的热量；c、气体内能的变化；d、气体的总质量。
答案：C5.某理想气体状态变化时,内能与温度成正比,则气体的状态变化过程是：a、一定是等压过程;b、一定是等容过程；c、一定是绝热过程；d、以上过程都有可能发生。
答案：D6.两瓶不同种类的气体，分子平均平动动能相等，但气体密度不同，则：a、温度和压强都相同；b、温度相同，内能也一定相同；c、温度相同，但压强不同；d、温度和压强都相不同。
答案：C7.室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比为A/Q为：a、 1/3b、2/7c、2/5d、 1/4 答案：B8.对于理想气体系统来说，下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做的功三者皆为负值：a、等压压缩过程；b、等容降压；c、等温膨胀；d、绝热膨胀。
答案：A9.摩尔数相同的氧气和氦气（视为理想气体），分别从同一初始状态开始作等温膨胀，终态体积相同，则此两种气体在这一膨胀过程中：a、吸热相同，但对外做功不同；b、吸热不同，但对外做功相同；c、对外做功和吸热均不相同d、对外做功和吸热都相同答案：D 10.根据热力学第二定律可知：a 、 功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功；b 、 热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传道高温物体；c 、 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；d 、 一切自发过程都是不可逆的。
物理热学试题及答案
物理热学试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 热力学第一定律的表达式是（）。
A. △U = Q - WB. △U = Q + WC. △U = W - QD. △U = Q + W2. 绝对零度是（）。
A. -273.15℃B. 0℃C. -273.15KD. 0K3. 热传导的三种方式是（）。
A. 传导、对流、辐射B. 传导、对流、蒸发C. 传导、蒸发、辐射D. 对流、蒸发、辐射4. 理想气体状态方程是（）。
A. PV = nRTB. PV = mRTC. PV = (n/M)RTD. PV = (m/M)RT5. 热机效率的计算公式是（）。
A. η = W/QB. η = Q/WC. η = W/Q_inD. η = Q_out/Q_in6. 根据热力学第二定律，下列说法正确的是（）。
A. 热量可以从低温物体自发地传递到高温物体B. 热量不能从低温物体自发地传递到高温物体C. 所有自然过程都会使熵增加D. 熵是热力学系统的一个状态函数7. 热膨胀系数的定义是（）。
A. 单位温度变化下物体体积的变化量B. 单位温度变化下物体长度的变化量C. 单位温度变化下物体质量的变化量D. 单位温度变化下物体密度的变化量8. 热力学第三定律的含义是（）。
A. 绝对零度是不可能达到的B. 绝对零度是可能达到的C. 绝对零度是热力学温度的起点D. 绝对零度是热力学温度的终点9. 热力学系统的熵变可以通过（）来计算。
A. △S = Q/TB. △S = Q/T - WC. △S = Q/T + WD. △S = Q/T + W/T10. 绝热过程中，系统与外界（）。
A. 有热交换B. 没有热交换C. 有功交换D. 没有功交换二、填空题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律表明，能量在转换过程中______。
2. 绝对零度是温度的______，其数值为______K。
3. 热传导的三种方式中，______是不需要介质的。
高中热学试题及答案
高中热学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔG = Q + WD. ΔS = Q/T2. 根据理想气体状态方程，当温度不变时，气体的压强与体积成：A. 正比B. 反比C. 无关D. 对数关系3. 热机效率是指：A. 热机输出的功与输入的热量之比B. 热机输入的热量与输出的功之比C. 热机输出的功与消耗的燃料量之比D. 热机消耗的燃料量与输出的功之比4. 绝对零度是：A. -273.15°CB. 0°CC. 273.15°CD. 无法达到的温度5. 热传导、热对流和热辐射是热传递的三种基本方式，其中不依赖于物质的传递的是：A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 以上都不是6. 气体的内能只与气体的：A. 温度有关B. 体积有关C. 压强有关D. 质量有关7. 根据热力学第二定律，不可能制造一种循环效率为100%的热机，这是因为：A. 能量守恒定律B. 热机的机械效率不可能达到100%C. 热机的热效率不可能达到100%D. 热机的摩擦损失8. 熵是热力学中表示系统无序程度的物理量，其单位是：A. 焦耳B. 焦耳/摩尔C. 焦耳/开尔文D. 开尔文9. 理想气体的绝热过程满足以下关系：A. (PV)^γ = 常数B. (PV^γ) = 常数C. (PV)^(1/γ) = 常数D. (PV^(1/γ)) = 常数10. 热力学温标与摄氏温标之间的关系是：A. T = t + 273.15B. T = t - 273.15C. T = 273.15 - tD. T = 2t - 273.15答案：1-5 A B A C C 6-10 A C B A A二、填空题（每空1分，共10分）1. 热力学第一定律表明能量______，但能量的______可以转移。
2. 理想气体的内能仅与______有关，而与体积和压强无关。
大学热学试题及答案解析
大学热学试题及答案解析一、选择题1. 热力学第一定律表明，能量守恒定律在热现象中同样适用，其数学表达式为：A. △U = Q + WB. △U = Q - WC. △U = Q + PD. △U = Q - P答案：B解析：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表示系统内能的变化等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。
因此，正确的表达式是△U = Q - W。
2. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. PV = mRTC. PV = nMRTD. PV = mMRT答案：A解析：理想气体状态方程描述了理想气体在一定温度和压力下体积和物质的量之间的关系。
其中，P表示压力，V表示体积，n表示物质的摩尔数，R表示理想气体常数，T表示温度。
二、填空题1. 热传导的三种基本方式是：______、______和______。
答案：导热、对流、辐射解析：热传导的三种基本方式分别是导热、对流和辐射。
导热是指热量通过物质内部分子振动传递；对流是指热量通过流体的宏观运动传递；辐射是指热量通过电磁波传递。
2. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响，这被称为______。
答案：开尔文-普朗克表述解析：热力学第二定律有多种表述方式，其中开尔文-普朗克表述指出，不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响。
三、简答题1. 简述热力学第三定律。
答案：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。
解析：热力学第三定律是关于低温物理和熵的一个定律。
它表明，绝对零度是无法达到的，因为当系统温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于一个常数，而不是零。
2. 解释为什么说热机的效率不可能达到100%。
答案：热机的效率不可能达到100%，因为根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响。
解析：热机是将热能转化为机械能的设备。
由于热力学第二定律的限制，热机在工作过程中不可避免地会有能量损失，如热量散失、摩擦等，因此其效率不可能达到100%。
物理热学复习题集及答案
物理热学复习题集及答案
第一题
问题：定义物理热学。
答案：物理热学是研究物质热现象和热力学定律的科学分支。
第二题
问题：什么是热能？
答案：热能是物体由于温度差产生的能量。
它是物体分子热运动的表现形式。
第三题
问题：什么是热容？
答案：热容是指物体在单位温度变化下吸收或放出的热量。
它是物体品质和物质本身特性的函数。
第四题
问题：列举常见的传热方式。
答案：常见的传热方式有传导、对流和辐射。
第五题
问题：什么是传导？
答案：传导是指物体内部的热量通过分子间的碰撞传递和传导。
第六题
问题：什么是对流？
答案：对流是指物质的流动带动热量的传递。
常见的例子是液体或气体的热对流。
第七题
问题：什么是辐射？
答案：辐射是指物体通过电磁波的传播来传递热量，不需要介质作为载体。
第八题
问题：什么是热力学第一定律？
答案：热力学第一定律是能量守恒定律，也被称为热量守恒定律。
它指出能量可以相互转化，但总能量守恒。
第九题
问题：什么是热力学第二定律？
答案：热力学第二定律是描述热现象发生方向性的定律。
它指出自然界中热量不能自发地从温度较低的物体传递到温度较高的物体。
第十题
问题：定义热力学熵。
答案：熵是用来描述系统无序程度的物理量。
它也可以看作能量转化不可逆过程的度量。
以上是物理热学复习题集及答案的部分内容。
希望对你的学习有所帮助。
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热学经典题目归纳一、解答题1．（2019·山东高三开学考试）如图所示，内高H=1.5、内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，横截面积S=0.01m2、质量可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体。
外界温度为300K时，缸内气体压强p1=1.0×105Pa，气柱长L0=0.6m。
大气压强恒为p0=1.0×105Pa。
现用力缓慢向上拉动活塞。
（1）当F=500N时，气柱的长度。
（2）保持拉力F=500N不变，当外界温度为多少时，可以恰好把活塞拉出？【答案】（1）1.2m；（2）375K【解析】【详解】（1）对活塞进行受力分析P1S+F=P0S.其中P1为F=500N时气缸内气体压强P1=0.5×104Pa.由题意可知，气体的状态参量为初态:P0=1.0×105Pa，V a=LS，T0=300K；末态：P1=0.5×105Pa，V a=L1S，T0=300K；由玻意耳定律得P1V1=P0V0即P1L1S=P0L0S代入数据解得L1=1.2m＜1.5m其柱长1.2m（2）汽缸中气体温度升高时活塞将向外移动，气体作等压变化 由盖吕萨克定律得10V T =22V T 其中V 2=HS . 解得：T 2=375K.2．（2019·重庆市涪陵实验中学校高三月考）底面积S ＝40 cm 2、高l 0＝15 cm 的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为2 kg 的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10 kg 的物体A .开始时，气体温度t 1＝7℃，活塞到缸底的距离l 1＝10 cm ，物体A 的底部离地h 1＝4 cm ，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p 0＝1.0×105 Pa ，试求：(1)物体A 刚触地时，气体的温度； (2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度． 【答案】(1)119℃ (2)278.25℃ 【解析】 【详解】(1)初始活塞受力平衡：p 0S ＋mg ＝p 1S ＋T ，T ＝m A g被封闭气体压强p 1()A 0m m g p S-=+＝0.8×105 Pa初状态，V 1＝l 1S ，T 1＝(273＋7) K ＝280 KA 触地时p 1＝p 2， V 2＝(l 1＋h 1)S气体做等压变化，()11112l h S l S T T += 代入数据，得T 2＝392 K即t 2＝119 ℃(2)活塞恰好到汽缸顶部时p 3＝p 0＋mgS＝1.05×105 Pa ， V 3＝l 0S 根据理想气体状态方程，301113p l Sp l S T T = 代入数据得T 3＝551.25 K即t 3＝278.25℃3．如图所示，一水平固定的柱形气缸，用活塞封闭一定质量的气体。
活塞面积S =10cm 2，与缸壁间的最大静摩擦力05N f =。
气缸的长度为10 cm ，前端的卡口可防止活塞脱落。
活塞与气缸壁的厚度可忽略，外界大气压强为510Pa 。
开始时气体体积为90 cm 3，压强为510Pa ，温度为27℃。
求：(1)温度缓慢升高到37℃时，气体的压强。
(2)温度缓慢升高到127℃时，气体的压强。
某同学是这样解的：温度升高，气体体积不变，由查理定律1212p p T T =即可求得不同温度时的气体压强。
该同学的分析正确吗？如果正确，请按他的思路求解；如果不正确，请简要说明理由，并求出正确的结果。
【答案】不正确，(1) 51.0310Pa ⨯；(2) 51.210Pa ⨯。
【解析】 【详解】不正确；因为温度升高时，气体先体积不变，压强增大，气体对活塞的压力会增大，当大于活塞与缸壁间的最大静摩擦力时，活塞会滑动，之后匀速滑动即气体体积会变大，即所以当温度大于某一值时，气体体积会增大。
(1)当活塞相对缸壁滑动时，551045(10)Pa 1.0510Pa 1010C f p S p -=+=+=⨯⨯ 由1111C C p p T T =代入数据得 55110 1.0510300C T ⨯= 解得1315K C T =由于2137273310K C T T =+=<因此气体体积不变。
由1212p p T T = 代入数据得5210300310p = 解得52 1.0310Pa p =⨯(2) 温度缓慢升高到127℃时，温度大于1315K C T =，活塞在之前就已经开始做匀速运动。
当活塞刚运动到卡口处时，521 1.0510Pa c c p p =⨯=；32100cm c V =由21112c c c p V p V T T =得： 5521090 1.0510100300C T ⨯⨯⨯=， 得2350K C T =由于32(127273)K 400K C T T =+=>因此活塞已运动到卡口处，33100cm V =，由2323c c p p T T =，得： 531.0510350400p ⨯=得53 1.210Pa p =⨯4．（2019·揭阳市东山区磐东中学高三月考）如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。
活塞的质量为m ，横截面积为S ，与容器底部相距h ，现通过电热丝缓慢加热气体，当气体的温度为T 1时活塞上升了h ，已知大气压强为p 0，重力加速度为g ，不计活塞与气缸间的摩擦。
（1）求温度为T 1时气体的压强；（2）现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m 0时，活塞恰好回到与容器底部相距h /2位置，求此时气体的温度。
【答案】(1)0mgp S+ (2) ()()00104m m g p S T mg p S +++【解析】 【详解】(1)设气体压强为p 1，由活塞平衡知：p 1S ＝mg + p 0S解得：10Sp p mg+＝ (2)设温度为T 1时气体为初态，回到原位置时为末态，则有： 初态：压强：10mgp p S=+；温度T 1；体积：V 1＝2hS末态：压强：020()m g p m S p ++=；温度T 2；体积：22hV S ＝ 由理想气体的状态方程112212p V p V T T = 解得：()()002104m m g p S T T mg p S ++=+5．（2019·山东高三月考）如图所示，在长为l =57cm 的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm 高的水银柱封闭着51cm 长的理想气体，管内外气体的温度约为27℃。
(1)现将水银缓慢注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为多少？ (2)接着(1)中问题，缓慢对玻璃管降低温度10℃，此时管中水银柱上表面离管口的距离为多少？（大气压强为076p =cmHg ）【答案】(1)85cmHg (2)1.6cm 【解析】 【详解】(1)设玻璃管的横截面积为2cm S初态时：体积为3151cm V S =，压强为10180p p h =+=cmHg当水银面与管口相平时，水银柱高为H 则管内气体的体积为()3257cm V H S =-，压强为20(76)p p H H =+=+cmHg由玻意耳定律得：1122pV p V =代入数据，解得：H =9cm ,285p =cmHg即管中气体压强为85cmHg (2)降温前温度1300T =K ，体积为()357948V S S ⎡⎤=--⎣⎦cm 3降温后温度2290T =K ，体积为42V h S =cm 3 由盖·吕萨克定律：3412V V T T = 代入数据解得：246.4h =cm则，管中水银柱上表面离管口的距离：2 1.6x l H h ∆=--=cm6．（2019·重庆八中高三月考）如图所示,左端封闭、内径相同的U 形细玻璃管竖直放置,左管中封闭有长为L =20cm,温度t =27℃的空气柱,两管水银面相平,水银柱足够长.已知大气压强为p 0=75cmHg.现将图中的阀门S 打开,缓慢流出部分水银,然后关闭阀门S ,左管水银面下降了5cm;求:(i)保持温度不变,右侧水银面下降的高度;(i i)再对空气柱缓慢加热使两侧水银面再次相平时的温度【答案】(i)20cm ；(ii) 487.5K 【解析】 【详解】(i)易知空气柱初始压强即为大气压强，空气柱发生等温变化，左管水银面下降高度记为h 1，此时空气柱压强记为p ，()01p L p L h =+可得00.860cmHg p p ==，显然小于大气压，所以左管液面高于右管液面，0p g h p ρ+∆=所以15cm h ∆=，故右则液面降低了120cm h h +∆=(ii)此时空气柱长度L 1=25cm ，温度300K ，压强60cmHg ，液面再次相平时，L 2=32.5cm (液面相差15cm ，粗细相同，所以一边上升7.5cm ，一边下降7.5cm 正好相平) ，压强为p 0=75cmHg (因为液面相平) 根据理想气体状态方程02112P L pL T T = 解得T 2=487.5K7．（2019·河南高三开学考试）如图所示，甲、乙两个竖直放置的相同汽缸中装有体积均为V 0、热力学温度均为T 0的理想气体，两汽缸用细管（容积不计）连接，细管中有一绝热轻小活塞；汽缸乙上方有一横截面积为S 、质量不计的大活塞。
现将汽缸甲中的气体缓慢升温到54T 0，同时在大活塞上增加砝码，稳定后细管中的小活塞仍停在原位置。
外界大气压强为p 0，乙汽缸中气体温度保持不变，两汽缸内气体的质量及一切摩擦均不计，重力加速度大小为g 。
求：（1）大活塞上增加的砝码的质量m ； （2）大活塞下移的距离L 。
【答案】（1）04p S m g =；（2）05VL S= 【解析】 【详解】（1）设汽缸甲中气体升温到054T .时的压强为p ，根据查理定律有00054p p T T =解得054p p =对大活塞，由受力平衡条件有0pS mg p S =+解得大活塞上增加的砝码的质量04p Sm g=（2）设稳定后汽缸乙中气体的体积为V ，根据玻意耳定律有00p V pV =经分析可知0V V L S S =- 解得大活塞下移的距离L5V L S=答：（1）04p S m g =（2）05VL S= 8．（2019·湖北高三月考）一定质量的某种理想气体由状态A 变化到状态C其有关数据如图所示，且 状态A 的温度为T 0。
已知理想气体的内能U 与温度T 的关系为U=aT 其中a 为 正的常量。
求（i ）状态C 时的温度T C ；（ii ）气体由状态B 变化到状态C 的过程中，放出的热量Q 。