热学-高考经典例题

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高考物理选修专题《热学》经典题基础题

分子间的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．分子间的作用力指的是引力和斥力的合力．当分子距离r＝r0 时，分子间的作用力为0，所以B正确．答案： B
3．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)( ) B．内能减小，吸收热量 D．内能减小，外界对其做功
解析：
布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，
小颗粒由许多分子组成，所以布朗运动不是分子的无规则运动，也不是
指悬浮颗粒内固体分子的无规则运动，故A、B选项错误．布朗运动虽然是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但其重要意义是反映了液体分子的无规则运动，而不是反映了分子间的相互作用，故 C 选项错误．观察布朗运动会看到固体颗粒越小，温度越高，布朗运动越明
(3)该要点在高考中主要以简答题的方式考查．
2．热力学过程方向性实例：热量Q能自发传给 (1)高温物体低温物体热量Q不能自发传给能自发地完全转化为 (2)功热量不能自发地且不能完全转化为能自发膨胀到 (3)气体体积V1 气体体积V2(较大) 不能自发收缩到
也可以从单一热源吸收热量全部用来做功，所以 B项正确；内能的改变与热传递和做功同时有关，所以C、D错误．答案： B
7 ．下图是密闭的气缸，外力推动活塞 P压缩气体，对缸内气体做
功800 J，同时气体向外界放热200 J．缸内气体的(
A．温度升高，内能增加600 J B．温度升高，内能减少200 J C．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J 解析：
显．故D选项正确．
答案： D
2．分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距

五年高考真题汇编--热学(解析版)

（五年高考真题）20XX届高考物理专题选修3-3热学考点一分子动理论内能1.[2015·新课标全国Ⅱ，33（1），5分]（难度★★）（多选）关于扩散现象，下列说法正确的是（）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2.[2015·福建理综，29（1），6分]（难度★★））下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（）A.分子间距离减小时分子势能一定减小B.温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性3.[2015·山东理综,37]（难度★★）（多选）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀.关于该现象的分析正确的是（）a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用b.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动c.使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的4.[2015·江苏单科，12A（1）]（难度★★）（多选）对下列几种固体物质的认识，正确的有（）A.食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C.天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D.石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同5.（2015·广东理综，17，6分）（难度★★）（多选）如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气（）A.内能增大B.压强增大C.分子间引力和斥力都减小D.所有分子运动速率都增大6.（2014·北京理综，13，6分）（难度★★）下列说法中正确的是（）A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低，其内能一定增大D.物体温度不变，其内能一定不变7.（2013·北京理综，13，6分）（难度★★）下列说法正确的是（）A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B.液体分子的无规则运动称为布朗运动C.物体从外界吸收热量，其内能一定增加D.物体对外界做功，其内能一定减少8.[2013·福建理综,29（1），6分]（难度★★）下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是（）9.（2012·全国理综，14，6分）（难度★★）（多选）下列关于布朗运动的说法，正确的是（）A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的10.（2012·广东理综，13，4分）（难度★★）清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的（）A.引力消失，斥力增大B.斥力消失，引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大11.[2012·海南单科,17（1），4分]（难度★★★）（多选）两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（）A.在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B.在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C.在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D.在r＝r0时，分子势能为零E.分子动能和势能之和在整个过程中不变考点二固体液体气体1.[2015·新课标全国Ⅰ，33（1），5分]（难度★★）（多选）下列说法正确的是（）A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变2.[2014·新课标全国Ⅱ，33（1），5分]（难度★★）（多选）下列说法正确的是（）A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果3.（2014·广东理综，17，6分）（难度★★★）（多选）用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体（）A.体积减小，内能增大B.体积减小，压强减小C.对外界做负功，内能增大D.对外界做正功，压强减小4.（2014·大纲全国，16，6分）（难度★★）（多选）对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是（）A.压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时，分子间的平均距离必然变小D.压强变小时，分子间的平均距离可能变小5.（2013·广东理综，18，6分）（难度★★）（多选）如图所示为某同学设计的喷水装置，内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L.保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 L.设在所有过程中空气可看做理想气体,且温度不变，下列说法正确的有（）A.充气后，密封气体压强增加B.充气后，密封气体的分子平均动能增加C.打开阀门后，密封气体对外界做正功D.打开阀门后，不再充气也能把水喷光6.[2012·福建理综，28（2），6分]（难度★★）空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L ，现再充入1.0 atm 的空气9.0 L.设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（）A.2.5 atmB.2.0 atmC.1.5 atmD.1.0 atm7.（2012·重庆理综，16，6分）（难度★★★）图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是（）A.温度降低，压强增大B.温度升高，压强不变C.温度升高，压强减小D.温度不变，压强减小8.[2013·福建理综,29（2）,6分]（难度★★）某自行车轮胎的容积为V ，里面已有压强为p 0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p ，设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p 0，体积为的空气.（填选项前的字母） A.p 0pV B.p p 0V C.（p p 0－1）V D.（p p 0＋1）V 9.[2015·新课标全国Ⅰ，33（2），10分]（难度★★★★）如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m 1＝2.50 kg ，横截面积为S 1＝80.0 cm 2；小活塞的质量为m 2＝1.50 kg ，横截面积为S 2＝40.0 cm 2；两活塞用刚性轻杆连接,间距为l ＝40.0 cm ；汽缸外大气的压强为p ＝1.00×105 Pa,温度为T ＝303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距l 2，两活塞间封闭气体的温度为T 1＝495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g 取 10 m/s 2. 求：（ⅰ）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；（ⅱ）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.10.[2015·新课标全国Ⅱ，33（2），10分]（难度★★★）如图，一粗细均匀的U 形管竖直放置，A 侧上端封闭，B 侧上端与大气相通，下端开口处开关K 关闭；A 侧空气柱的长度为l ＝10.0 cm ，B 侧水银面比A 侧的高h ＝3.0 cm.现将开关K 打开，从U 形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h 1＝10.0 cm 时将开关K 关闭.已知大气压强p 0＝75.0 cmHg.（ⅰ）求放出部分水银后A 侧空气柱的长度；（ⅱ）此后再向B 侧注入水银，使A 、B 两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度.11.[2015·江苏单科,12A（3）]（难度★★）给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L.将其缓慢压缩到压强为2 个标准大气压时，气体的体积变为0.45 L.请通过计算判断该包装袋是否漏气.12.[2015·重庆理综，10（2），6分]（难度★★）北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1，压强为p1,肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T2.整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化，大气压强为p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差.13. [2015·山东理综，37（2）]（难度★★★）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303 K 时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303 K.再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求：（ⅰ）当温度上升到303 K且尚未放气时，封闭气体的压强；（ⅱ）当温度恢复到300 K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力.14.[2014·新课标全国Ⅰ，33（2），9分]（难度★★★）一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动.开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h,外界的温度为T0.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.15. [2014·新课标全国Ⅱ，33（2），10分]（难度★★★）如图,两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通,A的直径是B的2 倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热.两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气.当大气压为p 0、外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时，活塞a 离汽缸顶的距离是汽缸高度的14，活塞b 在汽缸正中间.（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b 恰好升至顶部时，求氮气的温度；（ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a 上升.当活塞a 上升的距离是汽缸高度的116时，求氧气的压强.16.[2014·山东理综，37（2）]（难度★★★）一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示.将一质量M ＝3×103 kg 、体积V 0＝0.5 m 3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上.向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h 1＝40 m ，筒内气体体积V 1＝1 m 3.在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h 2时，拉力减为零，此时气体体积为V 2，随后浮筒和重物自动上浮.求V 2和h 2. 已知大气压强p 0＝1×105 Pa,水的密度ρ＝1×103 kg/m 3，重力加速度的大小 g ＝10 m/s 2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略.17.[2014·重庆理综，10（2），6分]（难度★★）如图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V 0,压强为p 0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩.若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V 时气泡与物品接触面的面积为S ，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力.18.（2013·新课标全国Ⅱ，33，15分）（难度★★★）（多选）（1）关于一定量的气体，下列说法正确的是（）A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D.气体从外界吸收热量，其内能一定增加E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高（2）如图所示,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l 1＝25.0 cm 的空气柱,中间有一段长l 2＝25.0 cm 的水银柱，上部空气柱的长度l 3＝40.0 cm.已知大气压强为p 0＝75.0 cmHg.现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推,使管下部空气柱长度变为l 1′＝20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离.19.[2013·新课标全国Ⅰ，33（2），9分]（难度★★★）如图所示，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通.顶部的细管带有阀门K.两汽缸的容积均为V0,汽缸中各有一个绝热活塞（质量不同，厚度可忽略）.开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为理想气体），压强分别为p0和p0/3；左活塞在汽缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V0/4.现使汽缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至汽缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡.已知外界温度为，不计活塞与汽缸壁间的摩擦.求：T（1）恒温热源的温度T；（2）重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积V x.考点三热力学定律与能量守恒定律1.（2015·北京理综，13，6分）（难度★★）下列说法正确的是（）A.物体放出热量，其内能一定减小B.物体对外做功，其内能一定减小C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D.物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变2.[2015·重庆理综,10（1），6分]（难度★★）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么（）A.外界对胎内气体做功，气体内能减小B.外界对胎内气体做功，气体内能增大C.胎内气体对外界做功，内能减小D.胎内气体对外界做功，内能增大3.[2015·福建理综,29（2）]（难度★★★）如图，一定质量的理想气体，由状态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 acB.T b＞T c，Q ab＜Q acC.T b＝T c，Q ab＞Q acD.T b＝T c，Q ab＜Q ac4.[2014·重庆理综，10（1），6分]（难度★★）重庆出租车常以天然气作为燃料. 加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（）A.压强增大，内能减小B.吸收热量，内能增大C.压强减小，分子平均动能增大D.对外做功，分子平均动能减小5.[2014·新课标全国Ⅰ，33（1），6分]（难度★★）（多选）一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示.下列判断正确的是（）A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同6.[2014·山东理综,37（1）]（难度★★）如图，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体.当环境温度升高时，缸内气体. （双选，填正确答案标号）A.内能增加B.对外做功C.压强增大D.分子间的引力和斥力都增大7.[2013·山东理综，36（1）]（难度★★）关于热现象的描述正确的一项是（）A.根据热力学定律，热机的效率可以达到100%B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的8.[2012·福建理综，28（1），6分]（难度★★）关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是Ｗ.A.一定量气体吸收热量，其内能一定增大B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体C.若两分子间距离增大，分子势能一定增大D.若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大9.[2011·新课标全国卷，33（1），6分]（难度★★）（多选）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是（）A.若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B.若气体的内能不变，其状态也一定不变C.若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D.气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关E.当气体温度升高时，气体的内能一定增大10.（2015·江苏单科，12A（2））（难度★★）在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时，对包装袋缓慢地施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力（选填“增大”、“减小”或“不变”）,包装袋内氮气的内能（选填“增大”、“减小”或“不变”）.（五年高考真题）20XX届高考物理专题十三热学（参考答案）考点一分子动理论内能1 解析根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，故C正确、B错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误. 答案ACD2. 解析当分子间距离r＜r0时，r减小，分子势能增大，当r＞r0时，r减小，分子势能减小，故A错误；温度越高，物体中分子的平均动能越大，分子运动越剧烈，故B正确，温度越高，热运动速率大的分子数占总分子数的比例越大，故C错误；非晶体和多晶体具有各向同性的特点，单晶体具有各向异性的特点，故D错误. 答案 B 3. 解析根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选b、c. 答案bc4. 解析若物体是晶体，则在熔化过程中，温度保持不变，可见A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形是由于云母片在不同方向上导热性能不同造成的，说明云母片是晶体，所以B错误；沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理性质不同，这就是晶体的各向异性.选项C错误，D正确. 答案AD5. 解析隔热外筒使封闭气体与外界无热量交换，因金属内筒导热，所以水温升高时，气体吸热，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子运动速率都增大，D项错误；气体体积不变，分子间距离不变，分子势能不变，分子间引力和斥力均不变，C项错误；分子平均动能增大，分子势能不变，所以封闭气体的内能增大，A正确；根据查理定律pT＝C得p增大，B正确. 答案AB6. 解析温度是物体分子平均动能的标志，温度升高则其分子平均动能增大，反之，则其分子平均动能减小，故A 错误，B 正确；物体的内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和，宏观上取决于物体的温度、体积和质量，故C 、D 错误. 答案 B7. 解析布朗运动是指悬浮在液体（或气体）中的微粒的无规则运动，而不是液体（或气体）分子的运动，故A 选项正确、B 选项错误；由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 知,若物体从外界吸收热量同时对外做功，其内能也可能不变或减少，C 选项错误；物体对外做功同时从外界吸热，其内能也可能增加或不变，D 选项错误. 答案 A8. 解析本题考查分子间作用力以及分子势能随分子间距离变化的关系，意在考查考生对该部分知识的了解情况.当r ＝r 0时，分子间作用力f ＝0，分子势能E p 最小，排除A 、C 、D ，选B. 答案 B9. 解析布朗运动是悬浮固体颗粒的无规则运动，而非液体分子的无规则运动，选项A 错误；布朗运动的剧烈程度与液体的温度、固体颗粒大小有关，选项B 正确；布朗运动是由液体分子对悬浮固体颗粒撞击不平衡引起的，选项C 错误，D 正确. 答案 BD10. 解析露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠，液化过程中，分子间的距离变小，引力与斥力都增大，答案 D11. 解析由E p r 图可知：在r >r 0阶段，当r 减小时，F 做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项A 正确. 在r <r 0阶段，当r 减小时，F 做负功，分子势能增加，分子动能减小，故选项B 错误.在r ＝r 0时，分子势能最小，动能最大，故选项C 正确. 在r ＝r 0时，分子势能最小，但不为零，故选项D 错误. 在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变，故选项E 正确. 答案 ACE考点二固体液体气体1. 解析晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A 错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，选项B 正确；同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C 正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D 正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E 错误. 答案 BCD2. 解析水中花粉的布朗运动，反映的是水分子的热运动规律，则A 项错；正是表面张力使空中雨滴呈球形，则B 项正确；液晶的光学性质是各向异性，液晶显示器正是利用了这种性质，C 项正确；高原地区大气压较低，对应的水的沸点较低，D 项错误；因为纱布中的水蒸发吸热，则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低，E 项正确.答案 BCE3. 解析袋内气体与外界无热交换即Q ＝0，袋四周被挤压时,体积V 减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，气体内能增大，则温度升高，由pV T ＝常数知压强增大，选项A 、C 正确，B 、D 错误. 答案 AC4. 解析对一定量的稀薄气体，压强变大，温度不一定升高，因此分子热运动不一定变得剧烈，A 项错误；在保持压强不变时，如果气体体积变大，则温度升高，分子热运动变得剧烈，选项B 正确；在压强变大或变小时，气体的体积可能变大，也可能变小或不变，因此选项C 错，D 对. 答案 BD5. 解析充气后气体温度不变，分子平均动能不变，分子数密度增加，压强增加，所以A 正确、B 错误；打开阀门，气体膨胀对外做功，C 正确.对装置中气体由玻意尔定律得1 atm ×0.6 L ＝p 2×2.5 L,得p 2＝0.24 atm<p 0，故不能将水喷光，D 错误. 答案 AC6. 解析可把此过程等效为将体积为（6.0 L ＋9.0 L ）、压强为1.0 atm 的空气等温压缩到体积为6.0 L 的储气罐中,对此过程由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2.解得 p 2＝V 1V 2p 1＝2.5 atm. 答案 A 7. 解析设玻璃泡中气体压强为p ，外界大气压强为p ′,则p ′＝p ＋ρgh ，且玻璃泡中气体与外界大气温度相同.液柱上升，玻璃泡内空气体积减小，根据理想气体的状态方程pV T ＝C 可知，p T 变大，即p ′T变大，B 、C 、D 均不符合要求，A 正确. 答案 A8. 解析设需充入体积为V ′的空气，以V 、V ′体积的空气整体为研究对象，由理想气体状态方程有p 0（V ＋V ′）T＝pV T ，得V ′＝（p p 0－1）V . 答案 C9. 解析（ⅰ）大小活塞在缓慢下移过程中，受力情况不变，汽缸内气体压强不变，由盖—吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2初状态V 1＝l 2（S 1＋S 2），T 1＝495 K 末状态V 2＝lS 2 代入可得T 2＝23T 1＝330 K（ⅱ）对大、小活塞受力分析则有 m 1g ＋m 2g ＋pS 1＋p 1S 2＝p 1S 1＋pS 2 可得p 1＝1.1×105 Pa缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体积不变，由查理定律得p 1T 2＝p 2T 3 T 3＝T ＝303 K 解得p 2＝1.01×105 Pa 答案（ⅰ）330 K （ⅱ）1.01×105 Pa10. 解析（ⅰ）以cmHg 为压强单位.设A 侧空气柱长度l ＝10.0 cm 时的压强为p ；当两侧水银面的高度差为h 1＝10.0 cm时，空气柱的长度为l 1，压强为p 1. 由玻意耳定律得pl ＝p 1l 1① 由力学平衡条件得p ＝p 0＋h ②打开开关K 放出水银的过程中，B 侧水银面处的压强始终为p 0，而A 侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小,B 、A 两侧水银面的高度差也随之减小，直至B 侧水银面低于A 侧水银面h 1为止.由力学平衡条件有p 1＝p 0－h 1③ 联立①②③式，并代入题给数据得l 1＝12.0 cm ④（ⅱ）当A 、B 两侧的水银面达到同一高度时,设A 侧空气柱的长度为l 2，压强为p 2.由玻意耳定律得pl ＝p 2l 2⑤ 由力学平衡条件有p 2＝p 0⑥ 联立②⑤⑥式，并代入题给数据得l 2＝10.4 cm ⑦ 设注入的水银在管内的长度Δh ，依题意得 Δh ＝2（l 1－l 2）＋h 1⑧ 联立④⑦⑧式，得Δh ＝13.2 cm ⑨11. 解析若不漏气,设加压后的体积为V 1，由等温过程得：p 0V 0＝p 1V 1，代入数据得V 1＝0.5 L ，因为0.45 L ＜0.5 L ，故包装袋漏气. 答案漏气12. 解析对泡内气体由查理定律得 p 1T 1＝p 2T 2① 内外气体的压强差为Δp ＝p 2－p 0② 联立解得Δp ＝T 2T 1p 1－p 0③ 13. 解析（ⅰ）以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知,初状态温度T 0＝300 K ，压强为p 0；末状态温度T 1＝303 K ，压强设为p 1，由查理定律得p 0T 0＝p 1T 1① 代入数据得 p 1＝101100p 0＝1.01p 0②（ⅱ）设杯盖的质量为m ，刚好被顶起时，由平衡条件得 p 1S ＝p 0S ＋mg ③ 放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T 2＝303 K ，压强p 2＝p 0，末状态温度T 3＝300 K ，压强设为p 3，由查理定律得 p 2T 2＝p 3T 3④ 设提起杯盖所需的最小力为F ，由平衡条件得 F ＋p 3S ＝p 0S ＋mg ⑤ 联立得 F ＝20110 100p 0S ＝0.02p 0S ⑥ 14. 解析设汽缸的横截面积为S ，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为Δp ，由玻意耳定律得 phS ＝（p ＋Δp ）（h －14h ）S ① 解得Δp ＝13p ②外界的温度变为T 后，设活塞距底面的高度为h ′.根据盖—吕萨克定律，得（h －14h ）S T 0＝h ′S T ③ 解得h ′＝3T 4T 0h ④ 据题意可得Δp ＝mg S ⑤ 气体最后的体积为V ＝Sh ′⑥ 联立②④⑤⑥式得V ＝9mghT 4pT 015. 解析（ⅰ）活塞b 升至顶部的过程中,活塞a 不动，活塞a 、b 下方的氮气经历等压过程.设汽缸A 的容积为V 0，氮气初态体积为V 1，温度为T 1；末态体积为V 2，温度为T 2.按题意,汽缸B 的容积为V 0/4，由题给数据和盖—吕萨克定律有V 1＝34V 0＋12 V 04＝78V 0① V 2＝34V 0＋14V 0＝V 0② V 1T 1＝V 2T 2③ 由①②③式和题给数据得 T 2＝320 K ④。

高考物理选考热学计算题(一)含答案与解析

高考物理选考热学计算题（一）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50 小题）1．开口向上、内壁光滑的汽缸竖直放置，开始时质量不计的活塞停在卡口处，气体温度为27℃ ，压强为0.9×105 Pa，体积为1×10﹣3m3，现缓慢加热缸内气体，试通过计算判断当气体温度为67℃时活塞是否离开卡口。

（已知外界大气压强p0=1×105Pa）2．铁的密度ρ=7.×8 103kg/m 3、摩尔质量M=5.6×10﹣2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0× 1023mol﹣1．可将铁原子视为球体，试估算：（保留一位有效数字）① 1 克铁含有的分子数；②铁原子的直径大小．3．如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S=0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。

A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。

A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k=5×103N/m 的较长的弹簧相连。

已知大气压p0=1×105Pa，平衡时两活塞之间的距离l0=0.6m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后保持平衡。

此时用于压A的力F=500N．求活塞A 下移的距离。

4．如图，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖质量为m，杯身与热水的总质量为M ，杯子的横截面积为S．初始时杯内气体的温度为T0，压强与大气压强p0 相等．因杯子不保温，杯内气体温度将逐步降低，不计摩擦．（1）求温度降为T1 时杯内气体的压强P1；（2）杯身保持静止，温度为T1 时提起杯盖所需的力至少多大？（3）温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？5．如图，上端开口、下端封闭的足够长的细玻璃钌竖直放置，﹣段长为l=15.0cm 的水银柱下方封闭有长度也为l 的空气柱，已知大气压强为p0=75.0cmHg；如果使玻璃管绕封闭端在竖直平面内缓慢地转动半周．求在开口向下时管内封闭空气柱的长度．6．如图所示为一种减震垫，由12 个形状相同的圆柱状薄膜气泡组成，每个薄膜气泡充满了体积为V1，压强为p1 的气体，若在减震垫上放上重为G 的厚度均匀、质量分布均匀的物品，物品与减震垫的每个薄膜表面充分接触，每个薄膜上表面与物品的接触面积均为S，不计每个薄膜的重，大气压强为p0，气体的温度不变，求：（i）每个薄膜气泡内气体的体积减少多少？（ii）若撤去中间的两个薄膜气泡，物品放上后，每个薄膜上表面与物品的接触面积增加了0.2S，这时每个薄膜气泡的体积又为多大？7．一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞的面积为 1.5×10﹣3m 2，如图1 所示，开始时气体的体积为 3.0× 10﹣3m 3，现缓慢地在活塞上倒上一定质量的细沙，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的三分之一．设大气压强为 1.0 ×105Pa ．重力加速度 g 取 10m/s 2，求：（ 1）最后气缸内气体的压强为多少？（2）最终倒在活塞上细沙的总质量为多少千克？ 3）在 P ﹣V 图上（图 2）画出气缸内气体的状态变化过程（并用箭头标出状态变化的方向）．竖直放置的气缸，活塞横截面积为 S=0.01m 2，厚度不计。

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。

46道高中物理33题热学热门大题整理大全

1\如图5所示，厚度和质量不计、横截面积为S＝10 cm2的绝热汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸内有一绝热的“T”形活塞固定在桌面上，活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T0＝300 K，压强为p＝0.5×105 Pa，活塞与汽缸底的距离为h＝10 cm，活塞与汽缸可无摩擦滑动且不漏气，大气压强为p0＝1.0×105 Pa。

图5(1)求此时桌面对汽缸的作用力F N；(2)现通过电热丝将气体缓慢加热到T，此过程中气体吸收热量为Q＝7 J，内能增加了ΔU＝5 J，整个过程活塞都在汽缸内，求T的值。

解析(1)对汽缸受力分析，由平衡条件有F N＋pS＝p0S，解得F N＝(p0－p)S＝(1.0×105 Pa－0.5×105 Pa)×10×10－4 m2＝50 N。

(2)设温度升高至T时活塞距离汽缸底距离为H，则气体对外界做功W＝p0ΔV＝p0S(H－h)，由热力学第一定律得ΔU＝Q－W，解得H＝12 cm。

气体温度从T0升高到T的过程，由理想气体状态方程得pShT0＝p0SHT，解得T＝p0Hph T0＝105×0.120.5×105×0.10×300 K＝720 K。

答案(1)50 N(2)720 K(等压变化，W＝pΔV；只要温度发生变化，其内能就发生变化。

(4)结合热力学第一定律ΔU＝W＋Q求解问题。

2．如图8所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度h 1＝0.50 m ，气体的温度t 1＝27 ℃。

给汽缸缓慢加热至t 2＝207 ℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h 2处，此过程中缸内气体增加的内能ΔU ＝300 J ，已知大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，活塞横截面积S ＝5.0×10－3 m 2。

高中物理经典题库-热学试题49个

五、热学试题集粹（15+5+9+20=49个）一、选择题（在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确）1．下列说法正确的是［］Ａ．温度是物体内能大小的标志Ｂ．布朗运动反映分子无规则的运动Ｃ．分子间距离减小时，分子势能一定增大Ｄ．分子势能最小时，分子间引力与斥力大小相等2．关于分子势能，下列说法正确的是［］Ａ．分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越大Ｂ．分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越大Ｃ．物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化Ｄ．物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小3．关于分子力，下列说法中正确的是［］Ａ．碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起作用Ｂ．将两块铅压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力Ｃ．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在的引力Ｄ．固体很难拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力4．下面关于分子间的相互作用力的说法正确的是［］Ａ．分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的Ｂ．分子间的相互作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关，当分子间距离较大时分子间就只有相互吸引的作用，当分子间距离较小时就只有相互推斥的作用Ｃ．分子间的引力和斥力总是同时存在的Ｄ．温度越高，分子间的相互作用力就越大5．用ｒ表示两个分子间的距离，Ｅｐ表示两个分子间的相互作用势能．当ｒ＝ｒ０时两分子间的斥力等于引力．设两分子距离很远时Ｅｐ＝0 ［］Ａ．当ｒ＞ｒ０时，Ｅｐ随ｒ的增大而增加Ｂ．当ｒ＜ｒ０时，Ｅｐ随ｒ的减小而增加Ｃ．当ｒ＞ｒ０时，Ｅｐ不随ｒ而变Ｄ．当ｒ＝ｒ０时，Ｅｐ＝06．一定质量的理想气体，温度从0℃升高到ｔ℃时，压强变化如图2-1所示，在这一过程中气体体积变化情况是［］图2-1Ａ．不变Ｂ．增大Ｃ．减小Ｄ．无法确定7．将一定质量的理想气体压缩，一次是等温压缩，一次是等压压缩，一次是绝热压缩，那么［］Ａ．绝热压缩，气体的内能增加Ｂ．等压压缩，气体的内能增加Ｃ．绝热压缩和等温压缩，气体内能均不变Ｄ．三个过程气体内能均有变化8．如图2-2所示，0．5ｍｏｌ理想气体，从状态Ａ变化到状态Ｂ，则气体在状态Ｂ时的温度为［］图2-2Ａ．273ＫＢ．546ＫＣ．810ＫＤ．不知ＴＡ所以无法确定9．如图2-3是一定质量理想气体的ｐ-Ｖ图线，若其状态由ａ→ｂ→ｃ→ａ（ａｂ为等容过程，ｂｃ为等压过程，ｃａ为等温过程），则气体在ａ、ｂ、ｃ三个状态时［］图2-3Ａ．单位体积内气体分子数相等，即ｎａ＝ｎｂ＝ｎｃＢ．气体分子的平均速度ｖａ＞ｖｂ＞ｖｃＣ．气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞次数Ｎａ＞Ｎｂ＞ＮｃＤ．气体分子在单位时间内对器壁单位面积作用的总冲量Ｉａ＞Ｉｂ＝Ｉｃ10．一定质量的理想气体的状态变化过程如图2-4所示，ＭＮ为一条直线，则气体从状态Ｍ到状态Ｎ的过程中［］图2-4Ａ．温度保持不变Ｂ．温度先升高，后又减小到初始温度Ｃ．整个过程中气体对外不做功，气体要吸热Ｄ．气体的密度在不断减小题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案BD BC BD C AB C A C CD BD11．一定质量的理想气体自状态Ａ经状态Ｂ变化到状态Ｃ，这一过程在Ｖ-Ｔ图中的表示如图2-5所示，则［］Ａ．在过程ＡＢ中，气体压强不断变大Ｂ．在过程ＢＣ中，气体密度不断变大Ｃ．在过程ＡＢ中，气体对外界做功Ｄ．在过程ＢＣ中，气体对外界放热12．如图2-6所示，一圆柱形容器上部圆筒较细，下部的圆筒较粗且足够长．容器的底是一可沿下圆筒无摩擦移动的活塞Ｓ，用细绳通过测力计Ｆ将活塞提着，容器中盛水．开始时，水面与上圆筒的开口处在同一水平面上（如图），在提着活塞的同时使活塞缓慢地下移．在这一过程中，测力计的读数［］图2-6Ａ．先变小，然后保持不变Ｂ．一直保持不变Ｃ．先变大，然后变小Ｄ．先变小，然后变大13．如图2-7所示，粗细均匀的Ｕ形管，左管封闭一段空气柱，两侧水银面的高度差为ｈ，Ｕ型管两管间的宽度为ｄ，且ｄ＜ｈ，现将Ｕ形管以Ｏ点为轴顺时针旋转90°至两个平行管水平，并保持Ｕ形管在竖直平面内，两管内水银柱的长度分别变为ｈ１′和ｈ２′．设温度不变，管的直径可忽略不计，则下列说法中正确的是［］图2-7Ａ．ｈ１增大，ｈ２减小Ｂ．ｈ１减小，ｈ２增大，静止时ｈ１′＝ｈ２′Ｃ．ｈ１减小，ｈ２增大，静止时ｈ１′＞ｈ２′Ｄ．ｈ１减小，ｈ２增大，静止时ｈ１′＜ｈ２′14．如图2-8所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止，设活塞与缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好使缸内气体总能与外界大气温度相同，则下述结论中正确的是［］Ａ．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些Ｂ．若外界大气压增大，则气缸上底面距地面的高度将减小Ｃ．若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将减小Ｄ．若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将增大15．如图2-9所示，导热气缸开口向下，内有理想气体，气缸固定不动，缸内活塞可自由滑动且不漏气．活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止．现给砂桶底部钻一个小洞，细砂慢慢漏出，外部环境温度恒定，则［］图2-9Ａ．气体压强增大，内能不变Ｂ．外界对气体做功，气体温度不变Ｃ．气体体积减小，压强增大，内能减小Ｄ．外界对气体做功，气体内能增加题号11 12 13 14 15答案ABD A A BD AB二、填空题1．估算一下，可知地球表面附近空气分子之间的距离约为________ｍ（取一位有效数字）；某金属的摩尔质量为Ｍ，密度为ρ，阿伏加德罗常量为Ｎ．若把金属分子视为球形，经估算该金属的分子直径约为________．2．高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧，锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈，不会漏气．锅盖中间有一排气孔，上面套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住．当加热高压锅，锅内气体压强增大到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，蒸汽即从排气孔中排出锅外．已知某高压锅限压阀的质量为0．1ｋｇ，排气孔直径为0．3ｃｍ，则锅内气体压强最大可达________Ｐａ．3．圆筒内装有100升1ａｔｍ的空气，要使圆筒内空气压强增大到10ａｔｍ，应向筒内打入同温度下2ａｔｍ的压缩气体________Ｌ．4．如图2-10所示为一定质量理想气体的状态变化过程的图线Ａ→Ｂ→Ｃ→Ａ，则Ｂ→Ｃ的变化是________过程，若已知ＴＡ＝300Ｋ，ＴＢ＝400Ｋ，则ＴＣ＝________Ｋ．图2-105．一圆柱形的坚固容器，高为ｈ，上底有一可以打开和关闭的密封阀门．现把此容器沉入水深为H 的湖底，并打开阀门，让水充满容器，然后关闭阀门．设大气压强为ｐ０，湖水密度为ρ．则容器内部底面受到的向下的压强为________．然后保持容器状态不变，将容器从湖底移到湖面，这时容器内部底面受到的向下压强为________．填空题参考答案1．3×10－９ 2．2．4×10５ 3．450 4．等压1600／3 5．ｐ０＋ρｇＨρｇＨ1．如图2-14所示，有一热气球，球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通，以保持球内外压强相等，球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度，使气球可以上升或下降，设气球的总体积Ｖ０＝500ｍ３（不计算壳体积），除球内空气外，气球质量Ｍ＝180ｋｇ．已知地球表面大气温度Ｔ０＝280Ｋ，密度ρ０＝1．20ｋｇ／ｍ３，如果把大气视为理想气体，它的组成和温度几乎不随高度变化．问：为使气球从地面飘起，球内气温最低必须加热到多少开?图2-142．已知一定质量的理想气体的初始状态Ⅰ的状态参量为ｐ１、Ｖ１、Ｔ１，终了状态Ⅱ的状态参量为ｐ２、Ｖ２、Ｔ２，且ｐ２＞ｐ１，Ｖ２＞Ｖ１，如图2-15所示．试用玻意耳定律和查理定律推导出一定质量的理想气体状态方程．要求说明推导过程中每步的根据，最后结果的物理意义，且在ｐ-Ｖ图上用图线表示推导中气体状态的变化过程．图2-153．在如图2-16中，质量为ｍＡ的圆柱形气缸Ａ位于水平地面，气缸内有一面积Ｓ＝5．00×10－３ｍ２，质量ｍＢ＝10．0ｋｇ的活塞Ｂ，把一定质量的气体封闭在气缸内，气体的质量比气缸的质量小得多，活塞与气缸的摩擦不计，大气压强＝1．00×10５Ｐａ．活塞Ｂ经跨过定滑轮的轻绳与质量为ｍＣ＝20．0ｋｇ的圆桶Ｃ相连．当活塞处于平衡时，气缸内的气柱长为Ｌ／4，Ｌ为气缸的深度，它比活塞的厚度大得多，现在徐徐向Ｃ桶内倒入细沙粒，若气缸Ａ能离开地面，则气缸Ａ的质量应满足什么条件?图2-164．如图2-17所示，一圆柱形气缸直立在水平地面上，内有质量不计的可上下移动的活塞，在距缸底高为2Ｈ0的缸口处有固定的卡环，使活塞不会从气缸中顶出，气缸壁和活塞都是不导热的，它们之间没有摩擦．活塞下方距缸底高为Ｈ０处还有一固定的可导热的隔板，将容器分为Ａ、Ｂ两部分，Ａ、Ｂ中各封闭同种的理想气体，开始时Ａ、Ｂ中气体的温度均为27℃，压强等于外界大气压强ｐ０，活塞距气缸底的高度为1．6Ｈ０，现通过Ｂ中的电热丝缓慢加热，试求：图2-17（1）与Ｂ中气体的压强为1．5ｐ０时，活塞距缸底的高度是多少?（2）当Ａ中气体的压强为1．5ｐ０时，Ｂ中气体的温度是多少?5．如图2-18所示是一个容积计，它是测量易溶于水的粉末物质的实际体积的装置，Ａ容器的容积Ｖ３．Ｓ是通大气的阀门，Ｃ是水银槽，通过橡皮管与容器Ｂ相通．连通Ａ、Ｂ的管道很细，容积Ａ＝300ｃｍ可以忽略．下面是测量的操作过程：（1）打开Ｓ，移动Ｃ，使Ｂ中水银面降低到与标记Ｍ相平．（2）关闭Ｓ，缓慢提升Ｃ，使Ｂ中水银面升到与标记Ｎ相平，量出Ｃ中水银面比标记Ｎ高ｈ１＝25ｃｍ．（3）打开Ｓ，将待测粉末装入容器Ａ中，移动Ｃ使Ｂ内水银面降到Ｍ标记处．（4）关闭Ｓ，提升Ｃ使Ｂ内水银面升到与Ｎ标记相平，量出Ｃ中水银面比标记Ｎ高ｈ２＝75ｃｍ．（5）从气压计上读得当时大气压为ｐ０＝75ｃｍＨｇ．设整个过程温度保持不变．试根据以上数据求出Ａ中待测粉末的实际体积．图2-186．某种喷雾器贮液筒的总容积为7．5Ｌ，如图2-19所示，现打开密封盖，装入6Ｌ的药液，与贮液筒相连的活塞式打气筒，每次能压入300ｃｍ３、1ａｔｍ的空气，若以上过程温度都保持不变，则图2-19（1）要使贮气筒中空气压强达到4ａｔｍ，打气筒应该拉压几次?（2）在贮气筒内气体压强达4ａｔｍ，才打开喷嘴使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液?7．（1）一定质量的理想气体，初状态的压强、体积和温度分别为ｐ1、Ｖ1、Ｔ1，经过某一变化过程，气体的末状态压强、体积和温度分别为ｐ2、Ｖ2、Ｔ2．试用玻意耳定律及查理定律推证：ｐ1Ｖ1／Ｔ1＝ｐ2Ｖ2／Ｔ2．（2）如图2－19，竖直放置的两端开口的Ｕ形管（内径均匀），内充有密度为ρ的水银，开始两管内的水银面到管口的距离均为Ｌ．在大气压强为ｐ0＝2ρｇＬ时，用质量和厚度均不计的橡皮塞将Ｕ形管的左侧管口Ａ封闭，用摩擦和厚度均不计的小活塞将Ｕ形管右侧管口Ｂ封闭，橡皮塞与管口Ａ内壁间的最大静摩擦力ｆｍ＝ρｇＬＳ（Ｓ为管的内横截面积）．现将小活塞向下推，设管内空气温度保持不变，要使橡皮塞不会从管口Ａ被推出，求小活塞下推的最大距离．图2－198．用玻马定律和查理定律推出一定质量理想气体状态方程，并在图2－20的气缸示意图中，画出活塞位置，并注明变化原因，写出状态量．图2－209．如图2－21所示装置中，Ａ、Ｂ和Ｃ三支内径相等的玻璃管，它们都处于竖直位置，Ａ、Ｂ两管的上端等高，管内装有水，Ａ管上端封闭，内有气体，Ｂ管上端开口与大气相通，Ｃ管中水的下方有活塞顶住．Ａ、Ｂ、Ｃ三管由内径很小的细管连接在一起．开始时，Ａ管中气柱长Ｌ1＝3.0ｍ，Ｂ管中气柱长Ｌ2＝2.0ｍ，Ｃ管中水柱长Ｌ0＝3ｍ，整个装置处于平衡状态．现将活塞缓慢向上顶，直到Ｃ管中的水全部被顶到上面的管中，求此时Ａ管中气柱的长度Ｌ1′，已知大气压强ｐ0＝1.0×105Ｐａ，计算时取ｇ＝10ｍ／ｓ2．图2－2010．麦克劳真空计是一种测量极稀薄气体压强的仪器，其基本部分是一个玻璃连通器，其上端玻璃管Ａ与盛有待测气体的容器连接，其下端Ｄ经过橡皮软管与水银容器R相通，如图2－22所示．图中Ｋ1、Ｋ2是互相平行的竖直毛细管，它们的内径皆为ｄ，Ｋ1顶端封闭．在玻璃泡Ｂ与管Ｃ相通处刻有标记ｍ．测量时，先降低R使水银面低于ｍ，如图2－22（ａ）．逐渐提升Ｒ，直到Ｋ2中水银面与Ｋ1顶端等高，这时Ｋ1中水银面比顶端低ｈ，如图2－22（ｂ）所示．设待测容器较大，水银面升降不影响其中压强，测量过程中温度不变．已知Ｂ（ｍ以上）的容积为Ｖ，Ｋ1的容积远小于Ｖ，水银密度为ρ．（1）试导出上述过（2）已知Ｖ＝628ｃｍ3，毛细管的直径ｄ＝0.30ｍｍ，水银密度ρ＝13.6×103程中计算待测压强ｐ的表达式．ｋｇ／ｍ3，ｈ＝40ｍｍ，算出待测压强ｐ（计算时取ｇ＝10ｍ／ｓ2，结果保留2位数字）．图2－2111．如图2－23所示，容器Ａ和气缸Ｂ都是透热的，Ａ放置在127℃的恒温箱中，而Ｂ放置在27℃、1ａｔｍ的空气中，开始时阀门Ｓ关闭，Ａ内为真空，其容器ＶＡ＝2.4Ｌ；Ｂ内轻活塞下方装有理想气体，其体积为ＶＢ＝4.8Ｌ，活塞上方与大气相通．设活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气，连接Ａ和Ｂ的细管容积不计．若打开Ｓ，使Ｂ内封闭气体流入Ａ，活塞将发生移动，待活塞停止移动时，Ｂ内活塞下方剩余气体的体积是多少？不计Ａ与Ｂ之间的热传递．图2－22 图2－2312．如图2－23有一热空气球，球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通，以保持球内外压强相等，球内有温度调节器，以便调节球内空气温度，使气球可以上升或下降，设气球的总体积Ｖ0＝500 ｍ3（不计球壳体积），除球内空气外，气球质量Ｍ＝180ｋｇ．已知地球表面大气温度Ｔ0＝280Ｋ，密度ρ0＝1.20ｋｇ／ｍ3，如果把大气视为理想气体，它的组成和温度几乎不随高度变化，问：为使气球从地面飘起，球内气温最低必须加热到多少开？13．如图2－25均匀薄壁Ｕ形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的横截面积为Ｓ，内装密度为ρ的液体．右管内有一质量为ｍ的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气．温度为Ｔ0时，左、右管内液面高度相等，两管内空气柱长度均为Ｌ，压强均为大气压强ｐ0．现使两边温度同时逐渐升高，求：（1）温度升高到多少时，右管活塞开始离开卡口上升？（2）温度升高到多少时，左管内液面下降ｈ？图2－24 图2－2514．如图2－26所示的装置中，装有密度ρ＝7.5×102ｋｇ／ｍ3的液体的均匀Ｕ形管的右端与体积很大的密闭贮气箱相连通，左端封闭着一段气体．在气温为－23℃时，气柱长62ｃｍ，右端比左端低40ｃｍ．当气温升至27℃时，左管液面上升了2ｃｍ．求贮气箱内气体在－23℃时的压强为多少？（ｇ取10ｍ／ｓ2）15．两端开口、内表面光滑的Ｕ形管处于竖直平面内，如图2－27所示，质量均为ｍ＝10ｋｇ的活塞Ａ、Ｂ在外力作用下静止于左右管中同一高度ｈ处，将管内空气封闭，此时管内外空气的压强均为ｐ0＝1.0×105Ｐａ．左管和水平管横截面积Ｓ1＝10ｃｍ2，右管横截面积Ｓ2＝20ｃｍ2，水平管长为3ｈ．现撤去外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度．（活塞厚度略大于水平管直径，管内气体初末状态同温，ｇ取10ｍ／ｓ2）图2－26 图2－27计算题参考答案1．解：设使气球刚好从地面飘起时球内空气密度为ρ，则由题意知ρ０ｇＶ０＝Ｍｇ＋ρｇＶ０，设温度为Ｔ、密度为ρ、体积为Ｖ０的这部分气体在温度为Ｔ０，密度为ρ０时体积为Ｖ，即有ρＶ０＝ρ０Ｖ．由等压变化有Ｖ０／Ｔ＝Ｖ／Ｔ０，解得Ｔ＝400Ｋ．2．解：设气体先由状态Ⅰ（ｐ１、Ｖ１、Ｔ１），经等温变化至中间状态Ａ（ｐＡ、Ｖ２、Ｔ１），由玻意耳定律，得ｐ１Ｖ１＝ｐＡＶ２，①再由中间状态Ａ（ｐＡ、Ｖ２、Ｔ１）经等容变化至终态Ⅱ（ｐ２、Ｖ２、Ｔ２），由查理定律，得ｐＡ／Ｔ１＝ｐ２／Ｔ２，②由①×②消去ｐＡ，可得ｐ１Ｖ１／Ｔ１＝ｐ２Ｖ２／Ｔ２，上式表明：一定质量的理想气体从初态（ｐ１、Ｖ１、Ｔ１）变到终态（ｐ２、Ｖ２、Ｔ２），压强和体积的乘积与热力学温度的比值是不变的．过程变化如图6所示．图63．解：取气缸内气柱长为Ｌ／4的平衡态为状态1，气缸被缓慢提离地面时的平衡态为状态2．以ｐ１、ｐ２表示状态1、2的压强，Ｌ２表示在状态2中气缸内气柱长度．由玻意耳定律，得ｐ１Ｌ／4＝ｐ２Ｌ２，①在状态1，活塞Ｂ处于力学平衡状态，由力学平衡条件得到ｐ１Ｓ＋ｍＣｇ＝ｐ０Ｓ＋ｍＢｇ，②在状态2，气缸Ａ处于力学平衡状态，由力学平衡条件得到ｐ２Ｓ＋ｍＡｇ＝ｐ０Ｓ，③由①、②、③三式解得ｍＡ＝（ｐ０Ｓ／ｇ）－（（ｐ０Ｓ＋ｍＢｇ－ｍＣｇ）／4ｇ）（Ｌ／Ｌ２），以题给数据代入就得到ｍＡ＝（50－10（Ｌ／Ｌ２））ｋｇ，由于Ｌ２最大等于Ｌ．故由⑤式得知，若想轻绳能把气缸Ａ提离地面，气缸的质量应满足条件ｍＡ≤40ｋｇ．4．（1）Ｂ中气体做等容变化，由查理定律ｐＢ／ｐ′Ｂ＝ＴＢ／Ｔ′Ｂ，求得压强为1．5ｐ０时气体的温度Ｔ′Ｂ＝450Ｋ．Ａ中气体做等压变化，由于隔板导热，Ａ、Ｂ中气体温度相等，Ａ中气体温度也为450Ｋ．对Ａ中气体ＶＡ′／ＶＡ＝ＴＡ′／ＴＡ，ＶＡ′＝（ＴＢ′／ＴＡ）ＶＡ＝0．9Ｈ０Ｓ，活塞距离缸底的高度为1．9Ｈ０．（2）当Ａ中气体压强为1．5ｐ０，活塞将顶在卡环处，对Ａ中气体ｐＡＶＡ／ＴＡ＝ｐ″ＡＶ＂Ａ／Ｔ＂Ａ，得Ｔ＂Ａ＝（ｐ＂ＡＶ＂Ａ／ｐＡＶＡ）ＴＡ＝750Ｋ．即Ｂ中气体温度也为750Ｋ．5．解：对于步骤①②，以Ａ、Ｂ中气体为研究对象．初态ｐ１＝ｐ０，Ｖ１＝ＶＡ＋ＶＢ，末态ｐ２＝ｐ０＋ｈ１，Ｖ２＝ＶＡ，依玻意耳定律ｐ１Ｖ１＝ｐ２Ｖ２，解得ＶＢ＝100ｃｍ３．对于步骤③④，以Ａ、Ｂ中气体为研究对象，初态ｐ′１＝ｐ０，Ｖ′１＝Ｖ，末态ｐ′２＝ｐ０＋ｈ２，Ｖ′２＝Ｖ－ＶＢ，依玻意耳定律ｐ′１Ｖ′１＝ｐ′２Ｖ′２，解得Ｖ＝200ｃｍ３，粉末体积Ｖ０＝ＶＡ＋ＶＢ－Ｖ＝200ｃｍ3．6．解：（1）贮液筒装入液体后的气体体积Ｖ１＝Ｖ总－Ｖ液①设拉力ｎ次打气筒压入的气体体积Ｖ２＝ｎＶ０，②根据分压公式：（温度Ｔ一定）ｐＶ１＝ｐ１Ｖ１＋ｐ１Ｖ２，③解①②③，可得ｎ＝（ｐＶ１－ｐ１Ｖ１）／ｐ１Ｖ０＝15（次），④（2）对充好气的贮液筒中的气体，ｍ，Ｔ一定喷雾后至内外压强相等，贮液筒内气体体积为Ｖ２，ｐＶ１＝ｐ２Ｖ２，⑤贮液筒内还剩有药液体积Ｖ剩＝Ｖ总－Ｖ２⑥解⑤⑥得：Ｖ剩＝1．5Ｌ．⑦7．（1）证明：在如图5所示的ｐ－Ｖ图中，一定质量的气体从初状态Ａ（ｐ1，Ｖ1，Ｔ1）变化至末状态Ｂ（ｐ2，Ｖ2，Ｔ2），假设气体从初状态先等温变化至Ｃ（ｐＣ，Ｖ2，Ｔ1），再等容变化至Ｂ（ｐ2，Ｖ2，Ｔ2）．第一个变化过程根据玻耳定律有，ｐ1Ｖ1＝ｐＣＶ2．第二个变化过程根据查理定律有，ｐＣ／ｐ2＝Ｔ1／Ｔ2．由以上两式可解得：ｐ1Ｖ1／Ｔ1＝ｐ2Ｖ2／Ｔ2．图5（2）解：设小活塞下推最大距离Ｌ1时，左管水银面上升的距离为ｘ，以ｐ0表示左右两管气体初态的压强，ｐ1、ｐ2表示压缩后左右两管气体的压强．根据玻意耳定律，左管内气体ｐ0ＬＳ＝ｐ1（Ｌ－ｘ）Ｓ，右管内气体ｐ0ＬＳ＝ｐ2（Ｌ＋ｘ－Ｌ1）Ｓ，左、右两管气体末状态压强关系ｐ2＝ｐ1＋ρｇ·2ｘ．橡皮塞刚好不被推出时，根据共点力平衡条件ｐ1Ｓ＝ｐ0Ｓ＋ｆｍ＝3ρｇＬＳ，由上四式解得ｘ＝Ｌ／3，Ｌ1＝26Ｌ／33．8．图略．由等温变化的玻意耳定律，得ｐ1Ｖ2＝ｐＣＶ2，再由等容变化的查理定律，得ｐＣ／Ｔ1＝ｐ2／Ｔ2，两式联立，化简得：ｐ1Ｖ1／Ｔ1＝ｐ2Ｖ2／Ｔ2．9．解：设活塞顶上后，Ａ、Ｂ两管气柱长分别为Ｌ1′和Ｌ2′，则［ｐ0＋ρｇ（Ｌ1－Ｌ2）］Ｌ1＝［ｐ0＋ρｇ（Ｌ1′－Ｌ2′）］Ｌ1′，且Ｌ1－Ｌ1′＋Ｌ2－Ｌ2′＝Ｌ0，解得Ｌ1′＝2.5ｍ．表明Ａ管中进水0.5ｍ，因Ｃ管中原有水3.0ｍ，余下的2.5ｍ水应顶入Ｂ管，而Ｂ管上方空间只有2.0ｍ，可知一定有水溢出Ｂ管．按Ｂ管上方有水溢出列方程，对封闭气体ｐ1＝ｐ0－ρｇ（Ｌ1－Ｌ2），ｐ1′＝ｐ0＋ρｇＬ1′，ｐ1Ｌ1＝ｐ1′Ｌ1′，联立解得Ｌ1′＝2.62ｍ．10．解：（1）水银面升到ｍ时Ｂ中气体刚被封闭，压强为待测压强ｐ．这部分气体末态体积为ａｈ，ａ＝πｄ2／4，压强为ｐ＋ｈρｇ，由玻意尔定律，得ｐＶ＝（ｐ＋ρｇｈ）πｄ2ｈ／4，整理得ｐ（Ｖ－πｄ2ｈ／4）＝ρｇｈπｄ2ｈ／4．根据题给条件，πｄ2ｈ／4远小于V，得ｐＶ＝（ｈρｇ）πｄ2ｈ／4，化简得ｐ＝ρｇｈ2πｄ2／4Ｖ．（2）代入数值解得ｐ＝2.4×10－2Ｐａ．11．解：设原气缸中封闭气体初状态的体积ＶＢ分别为ＶＢ1和ＶＢ2两部分．打开Ｓ后，ＶＢ1最终仍留在Ｂ中，而ＶＢ2将全部流入容器Ａ内．对于仍留在Ｂ中的这部分气体，因ｐ、Ｔ不变，故ＶＢ1不变．对于流入Ａ中的气体，由于ｐ不变，据盖·吕萨克定律得ＶＢ2／Ｔ1＝ＶＡ／Ｔ2，代入数据得ＶＢ2＝1.8Ｌ，最后Ｂ内活塞下方剩余气体体积ＶＢ1＝ＶＢ－ＶＢ2＝3Ｌ．12．解：设使气球刚好从地面飘起时球内空气密度为ρ，则由题意知ρ0ｇＶ0＝ρｇＶ0＋Ｍｇ．设温度为Ｔ、密度为ρ、体积为Ｖ0的这部分气体在温度为Ｔ0、密度为ρ0时体积为Ｖ，即有ρＶ0＝ρ0Ｖ．由等压变化有Ｖ0／Ｔ＝Ｖ／Ｔ0，联解得Ｔ＝400Ｋ．13．解：（1）右管内气体为等容过程，ｐ0／Ｔ0＝ｐ1／Ｔ1，ｐ1＝ｐ0＋ｍｇ／Ｓ，Ｔ1＝Ｔ0（1＋ｍｇ／ｐ0Ｓ）．（2）对左管内气体列出状态方程：ｐ0ＬＳ／Ｔ0＝ｐ2Ｖ2／Ｔ2，ｐ2＝ｐ0＋ｍｇ／Ｓ＋2ρｇｈ，Ｖ2＝（Ｌ＋ｈ）Ｓ，∴Ｔ2＝Ｔ0Ｌ（ｐ0＋ｍｇ／Ｓ＋2ρｇｈ）（Ｌ＋ｈ）／ｐ0．14．解：在下列的计算中，都以1ｃｍ液柱产生的压强作为压强单位．设贮气箱气体在－23℃时压强为ｐ0，则Ｕ形管左侧气体在－23℃时压强ｐ0′＝ｐ0－40．设贮气箱气体在27℃时压强为ｐ，则Ｕ形管左侧气体在27℃时压强ｐ′＝ｐ－44．对左侧气体据理想气体状态方程得ｐ0′×62Ｓ／250＝ｐ′×60Ｓ／300．对贮气箱内的气体，据查理定律得ｐ0／250＝ｐ／300．以上四式联立解出ｐ0相当于140ｃｍ液柱的压强，故ｐ0＝7.5×102×10×1.40Ｐａ＝1.05×104Ｐａ．15．解：撤去外力后左侧向下压强ｐ左＝ｐ0＋ｍｇ／Ｓ1＝2×105Ｐａ＝2ｐ0，右侧向下压强ｐ右＝ｐ0＋ｍｇ／Ｓ2＝1.5×105Ｐａ＝1.5ｐ0，故活塞均下降，且左侧降至水平管口．设右侧降至高为ｘ处，此时封闭气体压强变为ｐ′＝1.5ｐ0．对封闭气体ｐ0（4ｈＳ1＋ｈＳ2）＝1.5ｐ0（3ｈＳ1＋ｘＳ2），∴ｘ＝ｈ／2．。

物理热学知识点高考题目

物理热学知识点高考题目高考物理考试中，热学是一个相对较难的部分。

热学是研究物体在不同温度下的热现象和能量转换的学科，涉及到多个重要知识点，如热力学定律、热传导、热辐射等。

为了帮助同学们更好地掌握这些知识点，本文将介绍一些与高考相关的物理热学题目，并给出详细的解析。

1. 一个质量为0.5kg的物体以2m/s的速度水平地撞击一个静止的质量为2kg的物体，两物体粘连在一起运动。

求它们运动后的速度。

解析：根据动量守恒定律，两物体撞击前后的总动量保持不变。

设两物体撞击后的速度为v，则根据动量守恒定律可得：(0.5kg×2m/s) + (2kg×0m/s) = (0.5kg+2kg)×v即：1kg×2m/s = 2.5kg×v解得：v = 1m/s所以，两物体运动后的速度为1m/s。

2. 一个物体受到一系列力的作用，使其从A点到B点沿直线运动，物体在整个过程中所受到的摩擦力大小不变。

若物体从A点到B点所消耗的能量为E，那么从B点到A点所消耗的能量是多少？解析：根据能量守恒定律，物体由A点到B点所消耗的能量等于摩擦力所做的功。

若物体由B点到A点进行反向运动，则摩擦力的方向与位移方向相反，所以物体由B点到A点所消耗的能量为负值。

因此，从B点到A点所消耗的能量是-E。

3. 两种物质A和B的比热容分别为c1和c2，质量分别为m1和m2。

当两种物质被混合放入一个绝热容器中时，达到热平衡后的最终温度为多少？解析：根据热平衡的原理，在绝热条件下，两种物质达到热平衡时，它们的总热量保持不变。

设物质A和物质B的初始温度分别为T1和T2，最终达到的温度为T。

根据热量守恒定律，可得：m1c1(T1 - T) + m2c2(T2 - T) = 0化简得：m1c1T1 + m2c2T2 = (m1c1 + m2c2)T解得：T = (m1c1T1 + m2c2T2) / (m1c1 + m2c2)这就是两种物质混合后达到的最终温度。

热学知识点高考真题及答案

热学知识点高考真题及答案高考作为中国教育系统中一项至关重要的考试，对学生的知识储备和应试能力有着严格的要求。

而在物理科目中，热学是一个重要的知识点，也是考试中的常见考点之一。

本文将介绍一些热学知识点的高考真题及其答案，希望能为同学们的备考提供一些参考。

1.题目：一个绝热容器与外界相隔绝热地放在开放火炉上加热。

该容器是一刚性容器，容器内装有气体，用可变质量的塞子封紧，不透热，摩擦不计。

塞子上插入水平杆，则下述说法错误的是（）A. 容器内的气体可自由膨胀和做功B. 气体压强和轻杆长度相等C. 气体和轻杆的长度变化相位D. 容器内气体的温度大于轻杆的温度答案：C解析：由于绝热容器与外界相隔绝热，所以容器内的气体是绝热膨胀，可以自由膨胀和做功。

而根据热胀冷缩定律，轻杆在加热时会因为温度升高而膨胀，所以A选项正确。

由于塞子是可变质量的，所以气体的压强和轻杆长度相等，所以B选项正确。

而C选项说气体和轻杆的长度变化相位，是错误的，因为气体和轻杆的长度变化是同步的。

根据各个部分的温度变化规律，轻杆与气体温度相等或者更高，所以D选项正确。

所以答案为C。

2.题目：理想气体按容器体积和温度的关系函数为V=f(T)，如果保温器残余热量 Q=20J，温度 T=300K，两温度差恒定，温差 dT=0.1K，则物理量 Q 与 dV、dT 的关系是（）。

A. Q 与 dV 成正比B. Q 与 dV、dT 成正比C. Q 与 dV、dT 成反比D. Q 与 dV 成反比答案：A解析：根据题目中的条件，保温器的残余热量与温度的关系为Q=f(T)，即 Q 与 T 成正比。

由绝热过程中的气体状态方程PV^γ=C （其中γ是比热容比），可得到 PV=C/T，即 PV 与 1/T 成正比。

而根据等温过程中的状态方程 PV=C，可得到 PV 与 1/V 成正比。

综合上述两个关系，可推导出 Q 与 dV 成正比。

所以答案为A。

3.题目：某恒温实验室的温度保持在 300K，将质量为 40g 的冰从 -10°C 采暖到0°C，融化后将其加热到一定温度时，冰水混合液温度达到0°C，则所加热的热量的数值是多少？（已知：冰的比热为2100 J/(kg·K)，熔化潜热为 334kJ/kg。

热学考试试题

热学考试试题一、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. ΔS = Q/TD. ΔG = Q - W2. 在理想气体的等压过程中，气体的内能变化与哪些因素有关？A. 气体的质量B. 气体的温度C. 气体的体积D. 气体的压强3. 下列哪项不是热力学系统的宏观特性？A. 体积B. 温度C. 分子的质量D. 压强4. 根据热力学第二定律，下列哪种说法是正确的？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. 所有自发过程都会增加系统的熵D. 系统的熵永远不会减少5. 理想气体的内能只与什么有关？A. 气体的体积B. 气体的温度C. 气体的压强D. 气体的质量6. 在绝热过程中，理想气体的温度和压强之间的关系是：A. T/P = 常数B. T/V = 常数C. T/V^γ = 常数D. T·V^γ = 常数7. 根据热力学第三定律，绝对零度时，所有纯物质的熵：A. 都是零B. 都是无穷大C. 都等于零或一个正值D. 都是负值8. 什么是热力学温标？A. 摄氏温标B. 华氏温标C. 开尔文温标D. 兰氏温标9. 热传导的主要方式包括：A. 导热B. 对流C. 辐射D. 所有以上10. 热机的效率定义为：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. 热机输出的功与燃料的质量之比D. 热机输入的热量与燃料的质量之比二、填空题（每空1分，共10分）11. 热力学系统的熵是一个______的量，它与系统的______和______有关。

12. 理想气体状态方程为：______。

13. 热力学第二定律表明，不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功而不引起其他变化，这是______的一个重要表述。

14. 在一个封闭系统中，如果发生不可逆过程，那么系统的______将______。

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。

高考物理热学练习题及答案

高考物理热学练习题及答案一、选择题1.以下哪个选项表示物体温度的单位？A. JB. WC. ℃D. m答案：C2.将100g的水加热，当水温从25℃升高到50℃时，已吸收的热量为3000J，求水的比热容。

A. 2J/g℃B. 4J/g℃C. 6J/g℃D. 8J/g℃答案：A3.以下哪种情况能使物体的温度降低？A. 吸热B. 放热C. 等热D. 绝热答案：B4.一块物体受到300J的热量，使其温度升高10℃，求该物体的热容量。

A. 3J/℃B. 10J/℃C. 30J/℃D. 3000J/℃答案：C5.以下情况中，将加热器和冷凝器内的水混合会发生温度变化的是：A. 两器内水温度相同B. 加热器内水较热C. 冷凝器内水较热 D. 两器内水温度不同答案：D二、填空题1.物体放热的方式有两种，分别是_____________和______________。

答案：传导，传播2.热量的单位是______________。

答案：焦耳（J）3.热平衡是指处于同一温度下的物体之间没有_____________。

答案：能量交换4.若一个物体的热容量为100J/℃，已知该物体温度变化为5℃，则吸收或放出的热量为_____________。

答案：500J5.热传导的方式包括_____________、_____________、_____________。

答案：导热、对流、辐射三、计算题1.一块200g的铁块温度为20℃，将其放入100g的水中，水的温度由15℃升高到30℃，求铁和水的热平衡温度。

解答：设最终热平衡温度为x℃。

根据热平衡定律，有：[m(Fe) * c(Fe) * (Tf - 20)] + [m(water) * c(water) * (Tf - 30)] = 0其中，m(Fe)为铁的质量，c(Fe)为铁的比热容，m(water)为水的质量，c(water)为水的比热容。

代入已知数据，得：[200 * 0.45 * (x - 20)] + [100 * 4.18 * (x - 30)] = 0化简方程，得：90(x - 20) + 418(x - 30) = 0解方程，得：90x - 1800 + 418x - 12540 = 0508x - 14340 = 0x = 28.22所以，铁和水的热平衡温度约为28.22℃。

(完整word版)热学高考大题

热学高考大题10分）如图所示，一开口气缸内盛有密度为的某种液体；一长为的粗细均匀的小平底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为。

现用活塞将气缸封闭（图中未画出），使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变。

当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为，求此时气缸内气体的压强。

大气压强为，重力加速度为。

（2010·山东）36．（8分）[物理—物理3—3]一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V 0，开始时内部封闭气体的压强为0p 。

经过太阳曝晒，气体温度由K T 3000=升至K T 3501=。

（1）求此时气体的压强。

（2）保持K T 3501=不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到0p 。

求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。

判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。

（2）（8分）如图，容积为1V 的容器内充有压缩空气。

容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。

气阀关闭时，两管中水银面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为2V 。

打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h 。

已知水银的密度为ρ，大气压强为O P ，重力加速度为g ；空气可视为理想气体，其温度不变。

求气阀打开前容器中压缩空气的压强P 1。

ρl 4l2l0ρg（2011·全国卷）33．【物理——选修3-3】（15分）（1）（6分）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是______。

（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分）A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的内能不变，其状态也一定不变C．若气体的温度随时间不段升高，其压强也一定不断增大D．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大（2）（9分）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6．6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。

高中物理热学综合题举例与分析

高中物理热学综合题举例与分析在高中物理学习中，热学是一个重要的内容模块。

热学综合题是考察学生对热学知识的综合应用和解题能力的重要形式之一。

本文将通过举例和分析，帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应对热学综合题。

例题一：一个物体的温度由20℃升高到60℃，它所吸收的热量为4×10^4J。

这个物体的质量是多少？分析：这是一个关于热量和温度变化的问题。

根据热学知识，物体吸收的热量与温度变化和物体的热容量有关。

热容量可以用物体的质量和比热容表示。

所以，我们可以利用热量公式和比热容的定义来解决这个问题。

解答：根据热量公式Q=mcΔθ，其中Q为吸收的热量，m为物体的质量，c为物体的比热容，Δθ为温度变化。

代入已知条件，可以得到4×10^4=m×c×(60-20)。

解方程可得物体的质量m=2×10^3kg。

这道题的考点是热量和温度变化的关系，以及热容量的概念。

通过解答这道题，学生可以巩固对热学公式的理解，并且了解到物体的质量和热容量之间的关系。

例题二：一块质量为0.2kg的冰块，温度为-10℃，放在温度为30℃的水中，最终达到热平衡，求水的质量。

分析：这是一个关于热平衡的问题。

当两个物体处于热平衡时，它们的温度相等。

根据热学知识，热平衡时两个物体吸收和放出的热量相等。

我们可以利用热量公式和热平衡条件来解决这个问题。

解答：根据热量公式Q=mcΔθ，其中Q为吸收或放出的热量，m为物体的质量，c为物体的比热容，Δθ为温度变化。

设水的质量为M，代入已知条件，可以得到0.2×2100×(0-(-10))=M×4200×(30-0)。

解方程可得水的质量M=0.04kg。

这道题的考点是热平衡的条件和热量的守恒定律。

通过解答这道题，学生可以理解热平衡的概念，并且掌握热量守恒定律的应用。

例题三：一根铁棒的两端分别与两个恒温热源相接触，一个热源温度为100℃，另一个热源温度为0℃。

高考物理《热力学定律》真题练习含答案

高考物理《热力学定律》真题练习含答案1．(多选)下列有关热学的说法中正确的是()A．气体温度升高，分子的平均动能一定增大B．随着科技的进步，物体的温度可以降低到－300 ℃C．热量可以从低温物体传递到高温物体D．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成答案：ACD解析：温度是分子的平均动能的标志，物体温度升高，分子的平均动能一定增大，故A 正确；－273.15℃是一切低温的极限，B错误；热量可以从低温物体传递到高温物体，如电冰箱可以将热量从低温的内部传递到高温的外部，C正确；不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成，故D正确．2．夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂，若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，气泡内的气体看作理想气体．则上升过程中()A．气泡内气体内能不变B．气泡内气体的压强不变C．气泡体积不变D．气泡内气体吸热答案：D解析：由理想气体的状态方程可知，气泡上升过程中，压强减小，温度升高，体积增大，B、C错误；气泡上升过程中，温度升高，内能一定增加，体积增大，对外做功，一定吸热，A错误，D正确．3．(多选)根据电冰箱的工作原理，当压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内、外管道中不断循环，如图所示，那么下列说法中正确的是()A．在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量B．在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量C．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量D．在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量答案：AD解析：氟利昂是一种既容易汽化又容易液化的物质；工作时电动压缩机使氟利昂蒸气压缩而液化，压入冰箱外的冷凝器管里将热量放出；冷凝器里的液态氟利昂，经过一段很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子里，在这里迅速汽化，内能减小，从冰箱的内部吸收热量，使冰箱内部的温度降低，A、D正确．4．[2024·山东省普通高中考试模拟]中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在成书于西汉时期的帛书《五十二病方》中就有类似于后世的火罐疗法．其方法是以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用的疗法．在将火罐压在皮肤上的很短时间内，以下说法正确的是() A．火罐“吸”在皮肤上的主要原因是火罐内的气体体积不变，温度降低，压强减小B．火罐“吸”在皮肤上的主要原因是火罐内的气体体积不变，温度升高，压强增大C．火罐内的气体吸收热量，内能增大D．火罐内气体分子单位时间内撞击火罐底部的次数增加答案：A解析：在刚开始的很短时间内，火罐内部气体体积不变，由于火罐导热性良好，所以火罐内气体温度迅速降低，根据pVT＝C可知，气体压强减小，在外界大气压的作用下火罐“吸”在皮肤上，A正确，B错误；因气体的体积不变，则W＝0，而温度迅速降低，则气体内能减小ΔU<0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可得Q<0，即气体向外放热，故C错误；因气体的体积不变，则单位体积内的分子数不变，而气体的温度降低，则分子的平均动能减小，每个分子的平均速率变小，则火罐内气体分子单位时间内撞击火罐底部的次数变少，D错误．5．[2024·江西省鹰潭市第二次模拟](多选)一定质量的理想气体，经过一个压缩过程后，体积减小为原来的一半，这个过程可以是等温的、绝热的或等压的过程，如图所示，关于这三个过程，下列说法正确的是()A．绝热过程不做功B．a、b、c、d中d的温度最高C．等压过程内能减小D．等温过程要吸热答案：BC解析：由pV图像知ab是等压过程，a、c两状态的压强与体积乘积为一个定值2pV，即ac是等温过程，则ad是绝热过程；pV图像中面积表示气体做功，由图像知W ab<W ac<W ad，即绝热过程外界对气体做功，A错误；比较b、c、d三个状态，由于体积相等，根据pT＝C，由图像可知b、c、d三个状态的温度高低关系为T d>T c>T b，由于a、c两状态的温度相等，则a、b、c、d中d的温度最高，B正确；等压过程，气体的体积减小，根据VT＝C可知气体的温度降低，则气体的内能减小，C正确；等温ac过程，气体的内能不变，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q，气体体积减小，外界对气体做功，则气体放热，D错误．6．[2024·浙江省台州市质量评估]一个容积为V0＝9.9 L的导热汽缸下接一圆柱形管，二者总质量为M＝900 g，现用质量m＝100 g、横截面积S＝10 cm2、厚度可忽略不计的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管管壁间摩擦不计．活塞下端连接弹簧，弹簧下端与地面固定，气缸始终保持竖直．开始时气体温度为T1＝297 K，活塞处在A位置，气缸内气体压强为p1.随着环境温度缓慢升高到T2，活塞恰能缓慢移至容器底部B位置处，已知A、B间距离h＝10 cm，外界大气压强p0＝1.01×105 Pa.(1)环境温度由T1缓慢升高到T2过程中，气缸内气体压强________(选填“变化”或“不变”)；(2)求汽缸内的气体压强p1及环境温度T2；(3)升温过程中，若气体内能增加了ΔU＝25 J，求气体需要向外界吸收的热量．答案：(1)不变(2)p1＝1.1×105 Pa T2＝300 K(3)Q＝36 J解析：(1)对气缸受力分析，变化前有Mg＋p0S＝p1S变化后有Mg＋p0S＝p′1S可知p 1＝p ′1则可知，环境温度由T 1缓慢升高到T 2过程中，气缸内气体压强不变．(2)以气缸为研究对象，根据平衡条件可知Mg ＋p 0S ＝p 1S 解得p 1＝1.1×105 Pa气体升温膨胀过程为等压过程，由盖吕萨克定律有V 0T 1 ＝V 0＋Sh T 2解得T 2＝300 K(3)由热力学第一定律可知ΔU ＝W ＋Q气体膨胀对外做功，则可得W ＝－p 1Sh ＝－11 J 所以气体需要向外界吸收热量Q ＝36 J。

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。

热学高考专题

热学高考专题一、单项选择题1、（92年）一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，体积增大。

则( )(A)气体分子的平均动能增大(B)气体分子的平均动能减少(C)气体分子的平均动能不变(D)条件不够，无法判定气体分子平均动能的变化2、（93年）图中容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。

A、B的底部由带有阀门K的管道相连。

整个装置与外界绝热。

原先，A中水面比B中的高。

打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡。

在这个过程中，() (A)大气压力对水做功，水的内能增加(B)水克服大气压力做功，水的内能减少(C)大气压力对水不做功，水的内能不变(D)大气压力对水不做功，水的内能增加3、(94年)图19-2中A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为T A，状态B的温度为T B；由图可知( )。

(A)T B＝2T A；(B)T B＝4T A(C)T B＝6T A；(D)T B＝8T A。

4、(94年)金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物。

有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是( )(A)迅速向里推活塞；(B)迅速向外拉活塞；(C)缓慢向里推活塞；(D)缓慢向外拉活塞。

5、(94年)如图19-4所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置。

金属圆板A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M。

不计圆板与容器内壁之间的摩擦。

若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于( )(A)p0+(Mgcosθ)/s(B)(p0/cosθ)+[Mg/(scosθ)](C)p0+(Mgcos2θ)/s(D)p0+(Mg/s)6、(95年)已知铜的密度为8、9×103千克/米3,原子量为64、通过估算可知铜中每个铜原子所占的体积为( )A、7×10-6米3;B、1×10-29米3;C、1×10-26米3;D、8×10-24米3;7、（2000年）对于一定量的理想气体，下列四个论述中正确的是（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8、（2000年）图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气。

高中物理《热学》练习题(附答案解析)

高中物理《热学》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（）A ．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B ．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C ．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D ．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的2．下列关于系统是否处于平衡态的说法，正确的是（）A ．将一根铁丝的一端插入100℃的水中，另一端插入0℃的冰水混合物中，经过足够长的时间，铁丝处于平衡态B ．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态C ．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，冰水混合物处于平衡态D ．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态3．分子直径和分子的质量都很小，它们的数量级分别为（）A ．102610m,10kg d m --==B ．102910cm,10kg d m --==C ．102910m,10kg d m --==D ．82610m,10kg d m --==4．下列现象中，通过传热的方法来改变物体内能的是（）A ．打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加B ．太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高C ．用磨刀石磨刀时，刀片的温度升高，内能增加D ．打击铁钉，铁钉的温度升高，内能增加5．图甲是一种导热材料做成的“强力吸盘挂钩”，图乙是它的工作原理图。

使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（图乙1），吸盘中的空气（可视为理想气体）被挤出一部分。

然后把锁扣缓慢扳下（图乙2），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出。

在拉起吸盘的同时，锁扣对盘盖施加压力，致使盘盖以很大的压力压住吸盘，保持锁扣内气体密闭，环境温度保持不变。

下列说法正确的是（）A ．锁扣扳下后，吸盘与墙壁间的摩擦力增大B ．锁扣扳下后，吸盘内气体分子平均动能增大C ．锁扣扳下过程中，锁扣对吸盘中的气体做正功，气体内能增加D ．锁扣扳下后吸盘内气体分子数密度减小，气体压强减小6．以下说法正确的是（）A ．气体对外做功，其内能一定减小B ．分子势能一定随分子间距离的增加而增加C ．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体D ．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体7．在汽缸右侧封闭一定质量的理想气体，压强与大气压强相同。

专题13 热学-2024年高考真题和模拟题物理分类汇编(教师卷)

2024年高考真题和模拟题物理分类汇编专题13热学1.(2024.河北卷考题)9.如图，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【答案】ACD【解析】A．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处于平衡状态，弹簧处于压缩状态。

因活塞密封不产，可知左侧气体向右侧真空漏出。

左侧气体压强变小，右侧出现气体，对活塞有向左的压力，最终左、右两侧气体压强相等，且弹簧恢复原长，故A正确；B．由题知活塞初始时静止在汽缸正中间，但由于活塞向左移动，左侧气体体积小于右侧气体体积，则左侧气体质量小于右侧气体质量，故B错误；C．密闭的气缸绝热，与外界没有能量交换，但弹簧弹性势能减少了，可知气体内能增加，故C正确；D．初始时气体在左侧，最终气体充满整个气缸，则初始左侧单位体积内气体分子数应该是最终左侧的两倍，故D正确。

故选ACD。

2.（2024年新课标考题）8.如图，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【答案】AD∆=+可知此时气体体积减小，外界对气体【解析】A．1→2为绝热过程，根据热力学第一定律U Q W做功，故内能增加，故A正确；B．2→3为等压过程，根据盖吕萨克定律可知气体体积增大时温度增加，内能增大，此时气体体积增大，W，故气体吸收热量，故B错误；气体对外界做功<0W，根据热力学第一定律可知气体内能C．3→4为绝热过程，此时气体体积增大，气体对外界做功<0减小，故C错误；W=，故D．4→1为等容过程，根据查理定律可知压强减小时温度减小，故内能减小，由于体积不变0可知气体向外放热，故D正确。