高考物理热力学综合题

1．根据热力学定律,下列说法正确的是（）

A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递

B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

C．科技的进步可以使内燃机成为单一的热源热机

D．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”

【答案】AB

【考点】热力学第一定律、热力学第二定律

【解析】在外界帮助的情况下，热量可以从低温物体向高温物体传递，A 对；空调在制冷时，把室内的热量向室外释放，需要消耗电能，同时产生热量，所以向室外放出的热量大于从室内吸收的热量，B 对；根据热力学第二定律，可知内燃机不可能成为单一热源的热机，C 错；因为自然界的能量是守恒的，能源的消耗并不会使自然界的总能量减少，D 错。

2．液体与固体具有的相同特点是

(A)都具有确定的形状(B)体积都不易被压缩

(C)物质分子的位置都确定(D)物质分子都在固定位置附近振动

答案：B

解析：液体与固体具有的相同特点是体积都不易被压缩，选项B正确。

3．已知湖水深度为20m，湖底水温为4℃，水面温度为17℃，大气压强为1.0×105Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g＝10m/s2，ρ＝1.0×103kg/m3)

(A)12.8倍(B)8.5倍(C)3.1倍(D)2.1倍

答案：C

解析：湖底压强大约为3个大气压，由气体状态方程，当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的3.1倍，选项C正确。

4. 图6为某同学设计的喷水装置，内部装有2L水，上部密封1atm的空气0.5L，保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.1L，设在所有过程中空可看作理想气体，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

【答案】AB

【考点】热力学第一定律、热力学第二定律

【解析】在外界帮助的情况下，热量可以从低温物体向高温物体传递，A 对；空调在制冷时，把室内的热量向室外释放，需要消耗电能，同时产生热量，所以向室外放出的热量大于从室内吸收的热量，B 对；根据热力学第二定律，可知内燃机不可能成为单一热源的热机，C 错；因为自然界的能量是守恒的，能源的消耗并不会使自然界的总能量减少，D 错。

5．A．[选修3-3]（12分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，和为等温过程，和为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。

（1）该循环过程中，下列说法正确的是_______。

（A）过程中，外界对气体做功

（B）过程中，气体分子的平均动能增大

（C）过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

（D）过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化

（2）该循环过程中，内能减小的过程是_______（选填“”、“”、“”或“”）。若气体在过程中吸收63kJ 的热量，在过程中放出38kJ 的热量，则气体完成一次循环对外做的功为_______kJ。

（3）若该循环过程中的气体为1mol，气体在A状态时的体积为10L，在B状态时压强为A

状态时的。求气体在B状态时单位体积内的分子数。（已知阿伏加德罗常数

，计算结果保留一位有效数字）

(1)解析：（A）过程中，气体体积增大，是气体对外界做功，A错误；

（B）过程中，为绝热过程，根据热力学第一定律,因为体积增大，气体对外界做功，为负，所以为负，内能减小，气体分子的平均动能减小，B错误；

（C）过程中，为等温过程，温度不变，气体分子的平均动能不变，气体分子的平均速率不变，因体积减小，分子密度增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C正确；

（D）过程，为绝热过程，因为体积减小，外界对气体做功，为正，根据热力学第一定律，为正，内能增大，则温度升高，所以气体分子的速率分布曲线发生变化，D错误。

答案：C

【点评】本题考查气体的P-V图象及气体做功和热力学第一定律，难度：容易。

(2)解析：根据以上分析，该循环过程中，内能减小的过程是B C；根据热力学第一定律

，Q,,所以,则气体完成一次循环对外做的功为25J。

答案：B C，25

【点评】本题考查热力学第一定律，难度：容易

(3)解析：见答案

答案：等温过程，单位体积分子数，解得，代入数据得

【点评】本题考查气体实验定律和有关阿伏伽德罗常数的计算，难度：容易。

6．(7分)利用如图装置可测量大气压强和容器的容积。步骤如下：

①将倒U形玻璃管A的一端通过橡胶软管与直玻璃管B连接，并注入适量的水，另一端插

入橡皮塞，然后塞住烧瓶口，并在A上标注此时水面的位置K；再将一活塞置于10ml位置的针筒插入烧瓶，使活塞缓慢推移至0刻度位置；上下移动B，保持A中的水面位于K处，测得此时水面的高度差为17.1cm。

②拔出橡皮塞，将针筒活塞置于0ml位置，使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶

口；然后将活塞抽拔至10ml位置，上下移动B，使A中的水面仍位于K，测

得此时玻璃管中水面的高度差为16.8cm。(玻璃管A内气体体积忽略不计，ρ

＝1.0×103kg/m3，取g＝10m/s2)

(1)若用V0表示烧瓶容积，p0表示大气压强，△V示针筒内气体的体积，△p1、

△p2表示上述步骤①、②中烧瓶内外气体压强差大小，则步骤①、②

中，气体满足的方程分别为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(2)由实验数据得烧瓶容积V 0＝＿＿＿＿＿ml ，大气压强p 0＝＿＿＿＿Pa 。

(3)(单选题)倒U 形玻璃管A 内气体的存在

(A)仅对容积的测量结果有影响

(B)仅对压强的测量结果有影响

(C)对二者的测量结果均有影响

(D)对二者的测量结果均无影响

答案：（1）p 0(V 0+△V )=( p 0+△p 1) V 0; p 0V 0=( p 0-△p 2) (V 0+△V );

（2）560 9.58×104

（3）C

解析：

（1）对于步骤①，根据玻意耳定律可得p 0(V 0+△V )=( p 0+△p 1) V 0;对于步骤②，根据玻意耳定律可得p 0V 0=( p 0-△p 2) (V 0+△V );

（2）联立解得V 0＝212p p p ∆∆-∆△V =56×10ml=560ml ；p 0＝0V V

∆△p 1=56×0.171×1.0×103×10 Pa=9.58×104 Pa 。

（3）倒U 形玻璃管A 内气体的存在对二者的测量结果均有影响，选项C 正确。

7．(10分)如图，柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量

的理想气体，容器外包裹保温材料。开始时活塞至容器底部

的高度为H 1，容器内气体温度与外界温度相等。在活塞上逐

步加上多个砝码后，活塞下降到距容器底部H 2处，气体温度

升高了△T ；然后取走容器外的保温材料，活塞位置继续下降，

最后静止于距容器底部H 3处：已知大气压强为p 0。求：气体最后的压强与温度。

解:2到3等压变化

T H H H T T S H T T S H ∆-=⇒=∆+3

2300302

1到3等温变化 03133310P H H P S H P S H P =⇒=

33.[物理—选修3-3](15分)

(1)(6分)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得为0分)

A 分子力先增大，后一直减小

B.分子力先做正功，后做负功

C.分子动能先增大，后减小

D.分子势能先增大，后减小

E.分子势能和动能之和不变

答案：BCE