高考物理选考热学计算题(二)含答案与解析
2023年全国统一高考物理试卷(全国卷ⅱ)(含解析版)
2023年全国统一高考物理试卷（全国卷Ⅱ）一、选择题（本题共8小题,在每小题给出地四个选项中,有地只有一个选项正确,有地有多个选项正确,全部选对地得6分,选对但不全地得3分,有选错地得0分）1．（6分）对一定量地气体,下列说法正确地是（ ）A．气体地体积是所有气体分子地体积之和B．气体分子地热运动越激烈,气体地温度就越高C．气体对器壁地压强是由大量分子对器壁地碰撞产生地D．当气体膨胀时,气体分子之间地势能减少,因而气体地内能减少2．（6分）一束单色光斜射到一厚平板玻璃地一个表面上,经两次折射后从玻璃板另一个表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离,在下列情况下,出射光线侧移距离最大地是（ ）A．红光以30°地入射角入射B．红光以45°地入射角入射C．紫光以30°地入射角入射D．紫光以45°地入射角入射3．（6分）如图,一固定斜面上两个质量相同地小滑块A和B紧挨着匀速下滑,A 与B地接触面光滑．已知A与斜面间地动摩擦因数是B与斜面间地动摩擦因数地2倍,斜面倾角为α,B与斜面间地动摩擦因数是（ ）A．tanαB．cotαC．tanαD．cotα4．（6分）一列简谐横波沿x轴正方向传播,振动为A,t=0时,平衡位置在x=0处地质元位于y=0处,且向y轴负方向运动,此时平衡位置在x=0.15m处地质元位于y= A处,该波地波长可能等于（ ）A．0.60 m B．0.20 m C．0.12 m D．0.086 m 5．（6分）如图,一很长地不可伸长地柔软细绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b．a球质量为m,静置于地面,b球质量为3m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b后,a可能到达地最大高度为（ ）A．h B．l.5h C．2h D．2.5h6．（6分）一平行板电容器地两个极板水平放置,两极板间有一带电量不变地小油滴,油滴在极板间运动时所受空气阻力地大小与其速率成正比．若两极板间电压为零,经一段时间后,油滴以速率v匀速下降；若两极板间地电压为U,经一段时间后,油滴以速率v匀速上升．若两极板间电压为﹣U,油滴做匀速运动时速度地大小、方向将是（ ）A．2v、向下B．2v、向上C．3v、向下D．3v、向上7．（6分）中子和质子结合成氘核时,质量亏捐为△m,相应地能量△E=△mc2=2.2MeV是氘核地结合能．下列说法中正确地是（ ）A．用能量小于2.2MeV地光子照射静止氘核时,氘核不会分解为一个质子和一个中子B．用能量等于2.2MeV地光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们地动能之和为零C．用能量大于2.2MeV地光子照射静止氘核时,氘核不会分解为一个质子和一个中子,它们地动能之和为零D．用能量大于2.2MeV地光子照射静止氘核时,氘核不会分解为一个质子和一个中子,它们地动能之和不为零8．（6分）如图,一个边长为l地正方形虚线框内有垂直于纸面向里地匀强磁场,一个边长也为l地正方形导线框所在平面与磁场方向垂直,虚线框地对角线ba 与导线框地一条边垂直,ab地延长线平分导线框．在t=0时,使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动,直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流地强度,取逆时针方向为正．下列表示i﹣t关系地图示中,可能正确地是（ ）A．B．C．D．二、解答题（共5小题,满分72分）9．（5分）某同学用螺旋测微器测一铜丝地直径,测微器地示数如下图所示,铜丝地直径为 mm．10．（13分）如图为一电学实验地实物连线图,该实验可用来测量待测电阻R x地阻值（约500Ω）,图中两个电压表量程相同,内阻都很大．实验步骤如下:①调节电阻箱,使它地阻值R0与待测电阻地阻值接近．将滑动变阻器地滑动头调到最右端；②合上开关S；③将滑动变阻器地滑动头向左端滑动,使两个电压表指针都有明显偏转；④记下两个电压表地示数U1和U2；⑤多次改变滑动变阻器地滑动头位置,记下两个电压表地多组示数U1和U2；⑥求R x地平均值．回答下列问题:（Ⅰ）根据实物连线图在虚线框内画出实验地电路原理图,其中电阻箱地符号为:滑动变阻器地符号为:其余器材用通用地符号表示．（Ⅱ）不计电压表内阻地影响,用U1、U2和R0表示R x地公式为R x= ．（Ⅲ）考虑电压表内阻地影响,用U1、U2、R0、电压表内阻r1和r2表示R x地公式为R x= ．11．（15分）如图,一质量为M地物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面高度为h,质量为m地子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度射出物块．重力加速度为g．求:（1）此过程中损失地机械能；（2）此后物块落地点离桌面边缘地水平距离．12．（19分）如图,一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r,其两端放在位于水平面内间距也为l地光滑平行导轨上,并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制地负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中,磁场地磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面．开始时,给导体棒一个平行于导轨地初速度v0．在棒地运动速度由v0减小至v1地过程中,通过控制负载电阻地阻值使棒中地电流强度I保持恒定．导体棒一直在磁场中运动．若不计导轨电阻,求此过程中导体棒上感应电动势地平均值和负载电阻上消耗地平均功率．13．（20分）我国发射地"嫦娥一号"探月卫星沿近似于圆地轨道绕月飞行．为了获得月球表面全貌地信息,让卫星轨道平面缓慢变化,卫星将获得地信息持续地用微波信号发回地球．设地球和月球地质量分别为M和m,地球和月球地半径分别为R和R1,月球绕地球地轨道半径和卫星绕月球地轨道半径分别为r和r1,月球绕地球转动地周期为T．假定在卫星绕月运行地一个周期内,卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该周期内卫星发射地微波信号因月球遮挡而不能到达地面地时间（用M、m、R、R1、r、r1和T表示,忽略月球绕地球转动对遮挡时间地影响）．2023年全国统一高考物理试卷（全国卷Ⅱ）参考解析与试卷解析一、选择题（本题共8小题,在每小题给出地四个选项中,有地只有一个选项正确,有地有多个选项正确,全部选对地得6分,选对但不全地得3分,有选错地得0分）1．（6分）对一定量地气体,下列说法正确地是（ ）A．气体地体积是所有气体分子地体积之和B．气体分子地热运动越激烈,气体地温度就越高C．气体对器壁地压强是由大量分子对器壁地碰撞产生地D．当气体膨胀时,气体分子之间地势能减少,因而气体地内能减少【考点】8F:热力学第一定律；9C:气体压强地微观意义．【专题】548:热力学定理专题．【分析】根据气体分子间空隙很大,分析气体地体积与所有气体分子地体积之和地关系．根据温度地微观含义、压强产生地微观机理分析．根据内能地概念分析气体膨胀时内能如何变化．【解答】解:A、气体分子间空隙很大,气体地体积大于所有气体分子地体积之和。
浙江省2023届高三下学期2月新高考研究卷选考物理试题(二)含解析
《浙江省新高考研究卷》选考物理（二）（答案在最后）选择题部分一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.下列仪器测得的物理量中，属于国际单位制中的基本量的是（）A. B. C. D.2.2022年11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，约10分钟后，神舟十五号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得成功。
11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。
下列说法正确的是（）A.23时08分指的是时间间隔B.研究飞船与火箭分离过程时，飞船可以看成质点C.火箭发射升空的过程中，宇航员处于超重状态D.火箭发射时火箭向下推空气，空气给火箭向上的反作用力3.能量观是物理学基本观念之一，下列各组物理规律都是能量守恒定律的特殊表现的是（）A.闭合电路的欧姆定律、楞次定律B.牛顿第二定律、热力学第二定律C.光电效应方程、电阻定律D.机械能守恒定律、动量守恒定律4.人字梯是生活中常用的工具，如图所示，人字梯置于水平地面上，重为G的人静止在其顶部水平横杆中点θ=︒，不计人字梯的重力。
则每根斜处，限位轻绳松弛，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，左右斜杆夹角60杆受到地面的（）A.支持力大小为33G B.作用力大小为36GC.摩擦力大小为4G D.摩擦力大小为8G5.爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应实验中的各种实验现象，下面是与光电效应实验有关的四幅图，下列说法正确的是（）图1光电效应实验图2光电流与电压的关系图3金属的遏止电压cU图4光电子最大初动能与入射光频率的关系kE与入射光频率的关系A.在图1装置中如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角变大B.由图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关C.由图3可知，当入射光频率大于2v才能发生光电效应D.由图3和图4可知，对同一种金属来说图中的1cv v6.将一只矿泉水瓶子竖立在水平地面上，在瓶子的不同位置钻了两个等大的小孔甲、乙，逐渐往瓶子里加水，使水从两小孔中水平喷出形成两列水柱，如图所示，甲孔的离地高度是乙的2倍。
高三物理热学试题答案及解析
高三物理热学试题答案及解析1.如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。
现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发，不计气缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，现活塞相对于气缸移动了距离d。
已知大气压强为p大气对活塞的压强仍可视为p，整个过程中温度保持不变。
求小车的加速度的大小。
【答案】【解析】设小车加速度大小为a，稳定时气缸内气体的压强为，活塞受到气缸内外气体的压力分别为，由牛顿第二定律得：，小车静止时，在平衡情况下，气缸内气体的压强应为，由波伊尔定律得：式中，联立解得：2.下列说法中正确的是A．水可以浸润玻璃，水银不能浸润玻璃B．热管是利用升华和汽化传递热量的装置C．布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动。
D．一般说来物体的温度和体积变化时它的内能都要随之改变【答案】AD【解析】热管是利用热传导原理与致冷介质的快速热传递性质的装置，B错；布朗运动是固体小颗粒的运动，C错；3.（1）关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是____。
（填选项前的字母）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（2）空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L,现再充入1.0 atm的空气9.0L。
设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为_____。
（填选项前的字母）A．2.5 atm B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm【答案】（1）D (2)A【解析】(1) 改变内能有热传递和做功，如果吸热比对外做功要少得话，物体的内能会减小，所以答案A错；在引起变化的条件下，热量可以从低温传给高温如空调等所以答案B错；在分子力为排斥力时距离增大分子势能减小，答案C错，正确答案选D.(2)由等温变化可知代入数据可知答案A正确；4.关于热学现象和规律，下列说法中正确的是。
高中物理热学计算题以及答案
1. 问题：一个容积为V的容器中充满了1mol的气体，此时容器的温度为T1，请计算容器中气体的平均动能。
答案：平均动能=(3/2)nRT1，其中n为气体的物质的量，R为气体常数。
2. 一个容积为V的容器中装满了水，水的温度为t℃，水的重量为m，水的热容为c，此时将容器中的水加热，经过一段时间后，水的温度升高到T℃，请计算：
（1）水加热的总热量
Q=mc(T-t)
（2）水加热的平均热量
Qavg=Q/t
3..一元系统中，向容器中加入了$m$克汽油，汽油的温度为$T_1$，容器中的水的温度为$T_2$，汽油和水的比容为$V_1$和$V_2$，如果汽油和水的温度最终变为$T_3$，那么汽油的最终温度$T_4$为多少？
解：$T_4=\frac{mT_1V_1+T_2V_2}{mV_1+V_2}T_3$
4. 一定体积的气体在温度为273K，压强为100kPa时，改变温度到273K，压强到400kPa，求气体的体积。
解：由比容量关系可得：
V2/V1=P2/P1
V2=V1×P2/P1
V2=V1×400/100
V2=4V1
答案：V2=4V1。
高考物理一轮总复习课后习题 第15章 热学 第5讲 热力学定律 能量守恒定律 (2)
第5讲热力学定律能量守恒定律基础对点练题组一热力学定律理解1.(天津卷)爬山所带氧气瓶如图所示,氧气瓶里的气体容积、质量均不变,爬高过程中,温度减小,则气体( )A.对外做功B.内能减小C.吸收热量D.压强不变2.冬奥会上的人造雪绝非“假雪”,是对水和空气一定比例混合压缩,并对混合水气的温度控制在0~5 ℃之间,再通过造雪机雾化喷出,下列说法错误的是( )A.外界空气温度必须低于混合水气温度,才能使水凝固成雪B.对混合水气加压越大,雪质越好C.喷出的混合水气对外做功内能减小,凝固成雪D.混合水气喷洒得越远,雪质越好3.(广东实验中学模拟)火热的6月即将到来,高三的同学们也进入高考最后的冲刺,教室里的空调为同学们提供了舒爽的环境,空调的工作原理如图所示,以下表述正确的是( )A.空调的工作原理对应的是热力学第一定律的开尔文表述B.空调的工作原理反映了热传导的方向性C.此原理图中的Q1=Q2D.此原理图说明热量不能从低温物体传到高温物体题组二热力学定律与气体实验定律的结合4.(多选)(天津三模)在飞机起飞的过程中,由于高度快速变化,会引起机舱内气压变化,乘客小周同学观察发现,在此过程中密封桶装薯片的薄膜盖子凸起,如图所示。
若起飞前后桶内气体的温度保持不变,则下列关于桶内气体(可视为理想气体)的说法正确的是( )A.桶内气体从外界吸收热量B.桶内气体分子平均动能变小C.桶内气体压强增大D.桶内气体对外做功,内能不变5.(多选)如图所示,带有活塞的汽缸中封闭一定质量的气体(不考虑分子势能)将一个热敏电阻(电阻值随温度升高而减小)置于汽缸中,热敏电阻与汽缸外的欧姆表连接,汽缸和活塞均具有良好的绝热性能。
下列说法正确的是( )A.若发现欧姆表读数变大,则汽缸内气体内能一定减小B.若推动活塞使汽缸内气体体积减小,则汽缸内气体内能减小C.若推动活塞使汽缸内气体体积减小,则汽缸内气体压强减小D.若推动活塞使汽缸内气体体积减小,则欧姆表读数将变小6.(江苏南通模拟)如图所示,内壁光滑且导热性能良好的甲、乙两汽缸,用质量相同的活塞封闭相同质量的空气。
2024高考物理热学题
2024高考物理热学题一、关于热力学第一定律，以下说法正确的是？A、物体吸收热量，其内能一定增加B、物体对外做功，其内能一定减少C、物体吸收热量同时对外做功，其内能可能不变D、物体不做功也不吸收热量，其内能一定不变（答案）C解析：热力学第一定律表明，物体内能的变化等于物体吸收的热量与外界对物体所做的功之和。
因此，物体吸收热量时，如果同时对外做功，其内能可能并不增加，甚至可能减少。
同样，物体对外做功时，如果同时吸收热量，其内能也可能并不减少。
选项C正确，因为它涵盖了这种可能性。
二、在密闭容器中，一定量的理想气体进行等容变化，若气体温度升高，则？A、气体压强减小B、气体压强增大C、气体分子平均动能减小D、气体分子数密度减小（答案）B解析：根据查理定律，对于一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度每升高1摄氏度，压强就增加原始压强的1/273.15。
因此，气体温度升高时，压强会增大。
选项B正确。
三、关于热传递，以下说法错误的是？A、热传递是热量从高温物体传向低温物体的过程B、热传递的方式有传导、对流和辐射三种C、热传递过程中，物体的内能一定发生变化D、热传递是热量转移的唯一方式（答案）D解析：热传递确实是热量从高温物体传向低温物体的过程，方式包括传导、对流和辐射。
在热传递过程中，物体的内能通常会发生变化。
然而，热量转移并不仅仅通过热传递实现，还可以通过做功等方式进行。
因此，选项D是错误的。
四、关于热力学第二定律，以下说法正确的是？A、热力学第二定律表明，热量不能自发地从低温物体传向高温物体B、热力学第二定律是能量守恒定律的另一种表述C、热力学第二定律只适用于气体，不适用于液体和固体D、热力学第二定律表明，所有热机的效率都可以达到100%（答案）A解析：热力学第二定律是热力学中的基本定律之一，它表明热量不能自发地从低温物体传向高温物体，这是热力学过程中的一个基本方向性规律。
选项A正确。
热力学第二定律并不是能量守恒定律的另一种表述，而是对能量转化和传递方向性的描述。
高考物理选考热学计算题(二十二)含答案与解析
高考物理选考热学计算题(二十二)含答案与解析评卷人得分一．计算题（共40小题）1．某型号汽车轮胎的容积为25L，轮胎内气压安全范围为2.5～3.0atm。
胎内气体27℃时胎压显示为2.5atm。
（保留2位有效数字）①假设轮胎容积不变，若胎内气体的温度达到57℃，轮胎内气压是否在安全范围？②已知阿伏加德罗常数为N A＝6×1023mol/L，1atm、0℃状态下，1mol任何气体的体积为22.4L．求轮胎内气体的分子数为多少？2．如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的4倍，管中装入水银，大气压为75cmHg．左端开口管中水银面到管口距离为17cm，且水银面比封闭管内高10cm，封闭管内空气柱长为12cm。
现在开口端用轻活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：（ⅰ）粗管中气体的最终压强；（ⅱ）活塞推动的距离。
3．如图所示，在长为l＝57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直细玻璃管内，用5cm高的水银柱封闭着50cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33℃。
（ⅰ）现将玻璃管缓慢倾斜至与水平面成53°角，此时管中气体的长度为多少？（ⅱ）在第一问的基础上，若接着将管内水银柱取走1cm，再缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中水银柱上表面恰好与管口相齐？（大气压强为P0＝76cmHg）4．如图所示，一水平放置的固定汽缸，由横截面积不同的两个足够长的圆筒连接而成，活塞A、B可以在圆筒内无摩擦地沿左右滑动，它们的横截面积分别为S A＝30cm2、S B＝15cm2，A、B之间用一根长为L＝3m的细杆连接。
A、B之间封闭着一定质量的理想气体，活塞A的左方和活塞B的右方都是大气，大气压强始终保持P＝1.0×105Pa．活塞B 的中心连一根不可伸长的细线，细线的另一端固定在墙上，当汽缸内气体温度为T1＝540K时，活塞B与两圆简连接处相距距l＝1m，此时细线中的张力为F＝30N。
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。
12.选修3-3热学(2014年高考物理真题分类汇编)
12.选修3-3热学1.（2014北京）13.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13.【答案】B【考点】热力学第一定律【解析】温度是分子平均动能的标志，温度降低分子热运动的平均动能减小，反之增大，A项错误；B项正确；物体的内能包括所有分子的动能和势能之和，温度降低，分子动能减小但是分子势能不能确定，所以内能不能确定，CD项错误。
2.（2014年大纲卷）16．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16．【答案】BD【考点】分子动理论、影响压强的原因【解析】一定质量的稀薄气体可以看做理想气体，分子运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子运动的越剧烈；压强变大可能是的原因是体积变小或温度升高，所以压强变大，分子热运动不一定剧烈，AC项错误，B项正确；压强变小时，也可能体积不变，可能变大，也可能变小；温度可能降低，可能不变，可能升高，所以分子间距离不能确定，D项正确。
3.（2014福建卷）29.[物理-选修3-3]（本题共有两小题，每小题6分，共12分。
每小题只有一个选项符合题意）（1）如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比。
途中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是。
（填选项前的字母）A．曲线① B.曲线② C.曲线③ D.曲线④4. （2014福建卷）（2）图为一定质量理想气体的压强p 与体积V关系图像，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是。
（填选项前的字母）A.TA＜TB，TB＜TCB. TA＞TB，TB=TCC. TA＞TB，TB＜TCD. TA=TB，TB＞TC29【答案】（1）D（2）C【考点】气体分子的麦克斯韦速率分布规律、理想气体状态方程【解析】（1）气体分子速率分布是有规律的，其分布特征是“中间多两头少，即随着速率增加分子数目逐渐增大，再增加又逐渐减少，故应选曲线④，D项错误。
2024高考物理热力学第二定律习题及答案
2024高考物理热力学第二定律习题及答案热力学是物理学的一个重要分支，研究能量转化和物质间相互作用的规律。
而热力学的第二定律是其中最基本的定律之一，它揭示了能量的不可逆性和能量转化的方向性。
在2024年的高考物理考试中，热力学的第二定律将是考试的重点之一。
本文将针对2024高考物理热力学第二定律的习题进行详细解析，帮助同学们更好地理解和掌握这一知识点。
1. 以下哪个过程符合热力学第二定律？A.热量自发从低温物体传递到高温物体。
B.热量自发从高温物体传递到低温物体。
C.热量传递不受温度差影响。
D.热量自发从热源传递到冷藏室。
解析：根据热力学第二定律，热量自发从高温物体传递到低温物体，所以答案是B。
2. 对于一个绝热系统，下列哪项不是可能的？A.热力学过程是可逆的。
B.熵增是正数。
C.热力学过程是可压缩的。
D.熵绝不会减少。
解析：对于一个绝热系统，热力学过程是不可逆的，所以A选项不可能；熵增是不可逆过程的特征，所以B选项是正确的；绝热系统是不可压缩的，所以C选项也是正确的；根据热力学第二定律，熵绝不会减少，所以D选项是正确的。
因此，答案是C。
3. 某个物体从26°C的温度接触到100°C的热源，吸收了80J的热量，物体的初温是多少？解析：根据热力学第一定律，物体吸收的热量等于内能增加，可以表示为Q = ΔU。
因此，物体的初温可以通过ΔU = Q求出。
其中，ΔU = mcΔT，m为物体的质量，c为物体的比热容，ΔT为温度的变化。
根据题目可知，ΔT = 100°C - 26°C = 74°C。
代入ΔU = Q的公式，可以得到ΔU = mcΔT，即m × c × 74 = 80。
根据物体的比热容，可以求出物体的质量，进而计算出物体的初温。
具体的计算方法请同学们按照公式进行计算。
通过以上三道题目的解析，我们可以看出，掌握热力学的第二定律对于解答物理习题非常重要。
高考物理选考热学多选题模拟题(二)含答案与解析
高考物理选考热学多选题模拟题（二）含答案与解析组卷老师：莫老师一．多选题（共40小题）1．关于热学知识的下列叙述中正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的热运动B．将大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的D．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加E．空气中水蒸气的实际压强与饱和气压相差越大，越有利于水的蒸发2．下列说法正确的是（）A．能源在利用过程中有能量耗散，这表明能量不守恒B．没有摩擦的理想热机也不可能把吸收的能量全部转化为机械能C．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D．对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大3．一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，AB、BC、CD、DA这四段过程在p﹣T图象中都是直线，其中CA的延长线通过坐标原点O，下列说法正确的是（）A．A→B的过程中，气体对外界放热，内能不变B．B→C的过程中，单位体积内的气体分子数减少C．C→D的过程中，气体对外界做功，分子的平均动能减小D．C→D过程与A→B相比较，两过程中气体与外界交换的热量相同E．D→A过程与B→C过程相比较，两过程中气体与外界交换的热量相同4．下列有关热力学现象和规律的描述正确的是（）A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B．一定质量的气体，在体积不变时，气体分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度的降低而减小C．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是晶体各向异性的表现D．一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，气体密度将减小，分子平均动能将增大E．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体5．下列说法正确的是（）A．相同温度下，氢气分子的平均动能一定等于氧气分子的平均动能B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．非晶体具有各向异性，且在熔化过程中温度保持不变D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大E．密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大6．下面的说法中正确的有（）A．布朗运动的实质反映了液体分子在不停地做无规则热运动B．压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，这是因为分子间距离越小时分子间斥力越大C．对气体加热，气体的内能不一定增大D．物体温度升高，分子热运动加剧，所有分子的动能都会增加E．对大量事实的分析表明，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到7．关于热现象，下列说法中，正确的是（）A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数及温度有关B．同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按相同的规则排列C．体积不变，压强减小的过程，气体一定放出热量，内能减小D．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行E．物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和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．温度相同的理想气体，它们的分子平均动能一定相同C．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的减小而减小D．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的增大而减小E．气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数仅与气体的温度有关9．下列说法正确的是（）A．气体温度越高，每个分子的速度一定越大B．理想气体向外界放出热量时，温度可能不变C．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动D．一定量的理想气体，温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关E．热量可能从低温物体传到高温物体10．关于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（）A．只知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数B．布朗运动是液体分子的运动，说明液体分子永不停息地做无规则运动C．温度计能测量物体的温度是根据“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”D．对于一定量的气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减小，速率小的分子数目增加E．两个分子间的距离由很远（r＞10﹣9m）减小到很难再靠近的过程中，分子势能不断减小11．下列叙述不正确的是（）A．布朗运动是液体分子的运动，说明分子在永不停息地做无规则运动B．分子间的距离增大，分子力做负功，分子势能增大C．自然界中与热现象有关的自发的能量转换过程具有方向性，虽然能量守恒，但能量品质在下降D．相同质量的两种气体，温度相同时内能相同E．物体温度越高，分子平均动能越大12．下列说法正确的是（）A．液晶具有流动性，其光学性质表现为各向异性B．太空舱中的液滴呈球状是由于完全失重情况下液体表面张力的作用C．用打气筒的活塞压缩气体很费劲，说明分子间有斥力D．第二类永动机是不可能制造出来的，因为它违反了能量守恒定律E．在合适的条件下，某些晶体可以装备为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体13．下列说法中正确的是（）A．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同B．当气体的温度升高时，气体内所有分子运动的速率都会变大C．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面层分子间的作用力表现为相互吸引，即存在表面张力D．一定质量的理想气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多E．花粉颗粒的布朗运动时花粉分子永不停息的无规则热运动导致的14．下列说法正确的是（）A．气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果B．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果C．一定质量的理想气体等压膨胀过程气体一定从外界吸收热量D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关15．下列说法正确的是（）A．第二类永动机不能制成是因为自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．布朗运动就是分子的无规则运动C．晶体一定具有各向异性D．由物质的摩尔质量和阿伏伽德罗常数可以估算出一个物质分子的质量E．在一个绝热系统中，外界对系统做功，系统的内能一定增大16．下列说法正确的是（）A．分子间的距离r增大，分子势能有可能增大B．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大C．理想气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关D．某物体的温度为0℃．则其每个分子的温度都为0℃E．一定质量的物质，在一定的温度和压强下，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等17．下列说法中正确的是（）A．蔗糖受潮后会粘在一起形成糖块，看起来没有确定的几何形状，此时的蔗糖为非晶体B．有些物质在不同条件下能够生成不同的晶体，是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布C．单晶体和多晶体均具有各向异性D．物质是晶体还是非晶体不是绝对的，同种物质既可能以晶体形态出现，也可能以非晶体形态出现E．各种晶体中，分子（或原子、离子）都是按一定的规则排列的，具有空间上的周期性18．下列说法正确的是（）A．一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大B．用“油膜法估测分子大小”实验中，油酸分子的直径等于油酸酒精溶液的体积除以相应油酸膜的面积C．在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力可能增加也可能减小D．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大E．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的19．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A．体积不变，压强减小的过程，气体一定放出热量，内能减小B．若气体内能增加，则外界一定对气体做功C．若气体的温度升高，则每个气体分子的速度一定增大D．若气体压强不变，气体分子平均距离增大时，则气体分子的平均动能一定增大E．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的20．下列说法正确的是（）A．晶体有固定的熔点B．物体吸收热量后，其温度一定升高C．液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性D．雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面张力的存在E．给自行车打气时气筒压下后反弹，是由分子斥力造成的21．根据热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是（）A．满足能量守恒定律的客观过程并不是都可以自发地进行B．知道某物质摩尔质量和阿伏伽德罗常数，就可求出其分子体积C．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同D．热量可以从低温物体传到高温物体E．液体很难被压缩的原因是：当液体分子间的距离减小时，分子间的斥力增大，分子间的引力小，所以分子力表现为斥力22．关于液体的表面张力，下列说法正确的是（）A．液体与大气相接触的表面层内，分子间的作用表现为相互吸引B．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部C．布雨伞能够遮雨，其原因之一是液体表面存在张力D．荷叶上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力E．露珠由空气中的水蒸气凝结而成，凝结过程中分子间的引力、斥力都减小23．下列说法正确的是（）A．两个分子间的距离r存在某一值r0（平衡位置处），当r大于r0时，分子间斥力大于引力；当r小球r0时分子间斥力小于引力B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以反映出分子在做无规则运动C．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，但最终还是达不到绝对零度E．对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少24．下列有关说法中正确的是（）A．在一个量筒里滴入几滴溴并盖上玻片，溴气会均匀充满整个量筒。
第一章-热力学第一、二定律试题及答案【整理版】
第一章 热力学第一定律一、选择题1-A; 2-C; 3-A; 4-D; 5-B; 6-D; 7-A; 8-D; 9-A; 10-D; 11-B; 12-B; 13- A; 14-C; 15-C; 16-B; 17-C;1．下述说法中，哪一种正确（a ）(A)热容C 不是状态函数； (B)热容C 与途径无关；(C)恒压热容C p 不是状态函数；(D)恒容热容C V 不是状态函数。
2．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是（c ）(A) 体系处于一定的状态，具有一定的内能；(B) 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值；(C) 状态发生变化，内能也一定跟着变化；(D) 对应于一个内能值，可以有多个状态。
3．某高压容器中盛有可能的气体是O 2 ,Ar, CO 2, NH 3中的一种，在298K 时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K ，则容器中的气体（ a ）(A) O 2 (B) Ar (C) CO 2 (D) NH 34．戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520kJ·mol -1，CO 2(g)和H 2O(l)标准摩尔生成焓分别为-395 kJ·mol -1和-286 kJ·mol -1，则戊烷的标准摩尔生成焓为（ d ）(A) 2839 kJ·mol -1 (B) -2839 kJ·mol -1 (C) 171 kJ·mol -1 (D) -171 kJ·mol -15．已知反应)()(21)(222g O H g O g H =+的标准摩尔反应焓为)(T H m r θ∆，下列说法中不正确的是（ b ）。
(A).)(T H m r θ∆是H 2O(g)的标准摩尔生成焓 (B). )(T H m r θ∆是H 2O(g)的标准摩尔燃烧焓 (C). )(T H m r θ∆是负值 (D). )(T H m r θ∆与反应的θm r U ∆数值相等 6．在指定的条件下与物质数量无关的一组物理量是（ d ）(A) T , P, n (B) U m , C p, C V(C) ΔH, ΔU, Δξ (D) V m , ΔH f,m (B), ΔH c,m (B)7．实际气体的节流膨胀过程中，下列那一组的描述是正确的（ a ）(A) Q=0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠0 (B) Q=0 ΔH<0 ΔP> 0 ΔT>0(C) Q>0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT<0 (D) Q<0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠08．已知反应 H 2(g) + 1/2O 2(g) →H 2O(l)的热效应为ΔH ，下面说法中不正确的是（ d ）(A) ΔH 是H 2O(l)的生成热 (B) ΔH 是H 2(g)的燃烧热(C) ΔH 与反应 的ΔU 的数量不等 (D) ΔH 与ΔH θ数值相等9．为判断某气体能否液化，需考察在该条件下的（ a ）(A) μJ-T> 0 (B) μJ-T< 0 (C) μJ-T = 0 (D) 不必考虑μJ-T的数值10．某气体的状态方程为PV=RT+bP(b>0)，1mol该气体经等温等压压缩后其内能变化为（d ）(A) ΔU>0 (B) ΔU <0 (C) ΔU =0 (D) 该过程本身不能实现11．均相纯物质在相同温度下C V > C P的情况是（ b ）(A) (∂P/∂T)V<0 (B) (∂V/∂T)P<0(C) (∂P/∂V)T<0 (D) 不可能出现C V>C P12．理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力，则其终态的温度，体积和体系的焓变必定是（ b ）(A) T可逆> T不可逆, V可逆> V不可逆, ΔH可逆>ΔH不可逆(B) T可逆< T不可逆, V可逆< V不可逆, ΔH可逆<ΔH不可逆(C) T可逆< T不可逆, V可逆> V不可逆, ΔH可逆<ΔH不可逆(D) T可逆< T不可逆, V可逆< V不可逆, ΔH可逆>ΔH不可逆13．1mol、373K、1atm下的水经下列两个不同过程达到373K、1atm下的水汽：(1)等温可逆蒸发，(2)真空蒸发。
高考物理一轮复习 选修3-3 3 热力学定律与能量守恒练习(含解析)-人教版高三选修3-3物理试题
热力学定律与能量守恒考点一热力学第一定律的理解和应用【典例1】一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280J，并对外做功120J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？【通型通法】1.题型特征：热力学第一定律的应用。
2.思维导引：气体的内能仅与状态有关，气体返回到原状态，整个过程中气体内能变化为零。
【解析】(1)由热力学第一定律可得ΔU=W+Q=-120J+280J=160J，气体的内能增加了160J。
(2)气体从状态2回到状态1的过程中内能的减少量应等于从状态1到状态2的过程中内能的增加量，如此从状态2到状态1的内能应减少160J，即ΔU′=-160J，又Q′=-240J，根据热力学第一定律得：ΔU′=W′+Q′，所以W′=ΔU′-Q′=-160J-(-240J)=80J，即外界对气体做功80J。
答案：(1)增加了160J (2)外界对气体做功80J1.热力学第一定律ΔU=Q+W：(1)符号法如此。
符号W Q ΔU(2)三种特殊情况。
2.做功和热传递的区别与联系：看能的性质能的性质发生了变化能的性质不变变化情况联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是一样的【加固训练】(多项选择)如下列图，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两局部。
a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。
抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。
在此过程中( )A.气体对外界做功，内能减少B.气体不对外界做功，内能不变C.气体压强变小，温度降低D.气体压强变小，温度不变E.单位时间内和容器壁碰撞的分子数目减少【解析】选B、D、E。
a内气体向真空膨胀，不对外界做功，故A错误；又因容器绝热，Q=0，由热力学第一定律知，ΔU=0，故B正确；稀薄气体可看作理想气体，内能不变，如此温度不变，由玻意耳定律知压强减小，故C错误，D、E正确。
高考物理选考热学计算题(二十)含答案与解析
高考物理选考热学计算题(二十)含答案与解析评卷人得分一．计算题（共40小题）1．如图所示，一开口向上的气缸固定在水平地面上，质量均为m、横截面积均为S的活塞A、B将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分在活塞A的上方放置一质量也为m的物块，整个装置处于静止状态，此时Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为L0．已知大气压强，气体可视为理想气体且温度始终保持不变，不计一切摩擦，气缸足够高。
当把活塞A上面的物块取走时，活塞A将向上移动，求系统重新达到静止状态时，A活塞上升的高度。
2．如图为一内径粗细均匀的U形管，导热性能良好。
U形管右侧B管上端封闭，左侧A 管上端开口且足够长。
管内注入水银。
并在A管内装配有光滑的轻质活塞，使两管中均封入L＝28cm的空气柱，活塞上方的大气压强为p0＝76cmHg，这时两管内水银面高度差h＝10cm。
环境的温度为T0＝280K．现缓慢升高环境温度，使两管内水银面一样高。
求：①此时的环境温度；②轻活塞移动的距离。
3．如图所示，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。
初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸缓慢充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1，打开K2．已知室温为27℃，汽缸导热。
①求稳定后活塞上方气体的体积和压强；②稳定后，再打开K3，求再次稳定后活塞的位置及活塞下方气体与A中气体的压强。
4．如图甲、乙所示，汽缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被长度为0.9m的轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A、B的质量分别为m A＝12kg、m B＝8.0kg，横截面积分别为S A＝4.0×10﹣2m2，S B＝2.0×10﹣2m2．一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧大气压强P0＝1.0×105Pa．取重力加速度g＝10m/s2。
高考物理选考热学多选题(二)含答案与解析
高考物理选考热学多选题（二）组卷老师：莫老师一．多选题（共40小题）1．下列说法正确的是（）A．布朗运动的剧烈程度和温度有关，所以布朗运动也叫热运动B．有些晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性C．“露似珍珠月似弓”中，形成露珠是水表面张力作用的结果D．实际的宏观过程都会自发地往熵逐渐减少的方向进行E．第二类永动机是不可能制成的，因为它违反了能量守恒定律2．关于热现象，下列说法中正确的是（）A．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈B．分子间距离为r0时没有作用力，大于r0时只有引力，小于r0时只有斥力C．液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压的变化而变化D．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E．当人们感觉空气干燥时，空气的相对湿度一定较小3．下列说法正确的是（）A．浸润与不浸润均是分子力作用的表现B．鸭子用嘴整理羽毛时把油脂涂到羽毛上，使水不能浸润羽毛C．当分子间表现为引力时，分子间作用力一定随分子间的距离减小而增大D．一定质量的理想气体，先等温膨胀，再等压压缩，其体积必低于起始体积E．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4．下列说法正确的是（）A．一定质量的气体在体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减小B．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大C．在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，饱和汽压随着温度的增加而增加D．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E．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105Pa的状况下，体积从5L膨胀到30L，若这一过程中气体从外界吸热4×103J，则气体内能增加了1.5×103J 5．把生鸭蛋放在盐水中腌制一段时间，盐就会进入鸭蛋里变成咸鸭蛋．则下列说法正确的是（）A．如果让腌制汤温度升高，盐进入鸭肉的速度就会加快B．盐分子的运动属于布朗运动C．在鸭蛋的腌制过程中，有的盐分子进入鸭肉内，也有盐分子从鸭蛋里面出来D．盐水温度升高，每个盐分子运动的速率都会增大E．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性6．下列说法正确的是（）A．液体的温度越高，布朗微粒运动越显著B．“水黾”可以停在水面上，是浮力作用的结果C．当分子之间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小D．晶体的物理性质都是各向同性的E．第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但也是不可能制成的7．下列说法正确的是（）A．仅由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，是不能估算该种气体分子大小的B．若两个分子只受到它们间的分子力作用，在两分子间距离减小的过程中，分子的动能一定增大C．物体吸收热量时，它的内能不一定增加D．根据热力学第二定律可知，热量不能自发的从低温物体传到高温物体E．容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子受到重力作用而产生的8．下列说法正确的是（）A．一定质量的理想气体在温度不变时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大B．布朗运动表明，组成固体的小颗粒内的分子不停地做无规则运动C．两分子间的距离增大，分子势能一定减小D．晶体在熔化的过程中，温度不变，内能不断增加E．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9．下列说法中正确的是（）A．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力B．对于同一理想气体，温度越高，分子平均动能越大C．热量总是自发的从分子平均动能大的传递到分子平均动能小的物体D．用活塞压缩气缸内的理想气体，对气体做了3.0×105J的功，同时气体向外界放出1.5×105J的热量，则气体内能增加了1.5×105JE．液体的表面张力不是由于液体分子之间的相互作用引起的10．下列说法正确的是（）A．饱和气压随温度降低而减小，与饱和汽的体积无关B．能量耗散反映了与热现象有关的宏观自然过程具有不可逆性C．液体表面层分子间距离较大，这些液体分子间作用力表现为引力D．若某气体摩尔体积为V，阿伏伽德罗常数用N A表示，则该气体的分子体积为E．用“油膜法”估测分子直径时，滴在水面的油酸酒精溶液体积为V，铺开的油膜面积为S，则可估算出油酸分子直径为11．下列说法正确的是（）A．干旱天气可以通过锄松地面，破坏土壤里的毛细管从而保存土壤水分B．液体的分子势能与液体的体积无关C．从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的D．浸润和部浸润是分子力作用的表现E．0℃的铁和0℃的冰，它们的分子平均动能不相同12．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”E．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性13．下列说法正确的是（）A．发生浸润现象时，附着层液体分子比液体内部更稀疏B．热量可以从高温物体向低温物体传递，也可以从低温物体向高温物体传递C．悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬时与它相碰撞的液体分子数越少，布朗运动越明显D．在理想气体的等压压缩过程中，外界对气体做功使气体的内能增加E．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中还会有水分子飞出水面14．下列说法正确的是（）A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B．一定质量的理想气体发生等压膨胀过程，其温度一定升高C．悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越容易平衡D．液体表面的分子距离大于分子间的平衡距离，使得液面有表面张力E．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为N A=15．下列说法正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．晶体有确定熔点，非晶体没有确定的熔点C．分子的间距增大时，分子间的引力和斥力都减小D．气体在等温膨胀的过程中一定放出热量E．第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但也是不可能制成的16．下列说法正确的是（）A．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的B．液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的性质C．雨伞伞面上有许多细小的孔却能遮雨，是因为水的表面张力的作用D．大气中PM2.5的运动是分子的无规则运动E．中午与淸晨相比车胎内气压升高、体积增大，此过程中胎内气体对外做功，内能增大17．以下说法，正确的是（）A．物体的体积增大，其分子的总势能一定增大B．从微观角度来看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能以及分子的密集程度有关C．用油膜法可以估测分子的直径D．一定质量的理想气体，气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程无关E．英国物理学家焦耳通过实验测定了功与热量间的定量关系18．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．分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减而增大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．干湿泡温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19．下列说法正确的是（）A．当分子间作用力减小时，分子势能一定减小B．液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性的特点制成的C．质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等D．热量能够自发的从内能多的物体传到内能少的物体E．自然界发生的一切过程能量都守恒，符合热力学第二定律的宏观过程都能自然发生20．如图所示，一个封闭的绝热气缸，被中间的挡板分割成左右相等的两部分．左边充满一定量的某种理想气体，右边真空．现将中间的挡板移去，待气体稳定后，则（）A．气体的温度不发生变化B．因为气体的体积膨胀了，所以内能降低C．气体分子的平均动能减小D．虽然气体的体积膨胀了，但是没有对外做功E．气体分子在器壁单位面积上单位时间内发生碰撞的平均次数变为原来的一半21．下列说法正确的是（）A．在相对湿度比较大的时候，较低的温度就能引起中暑，是因为汗液不容易通过蒸发带走热量B．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强一定减小C．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成D．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端会变钝，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故E．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈22．下列说法正确的是（）A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动说明分子做无规则运动C．温度是分子热运动平均动能的标志D．温度是分子热运动平均速率的标志E．分子力表现为引力时，分子间距离减小，分子势能也一定减小23．下列说法正确的是（）A．一定质量的理想气体，在体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减小B．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大C．空调既能制热又能制冷，说明热量可以从低温物体向高温物体传递D．外界对气体做功时，其内能一定会增大E．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成24．下列说法正确的是（）A．液体表面张力产生的原因是：液体表面层分子较密集，分子间引力大于斥力B．晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度C．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关D．第二类水动机不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律E．两个分子从很远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大后变小，再变大25．下列说法正确的是（）A．教室内的空气绝对湿度大，则空气的相对湿度一定大B．上午十时，教室内空气中的水蒸气分子和氧气的分子平均动能是相同的C．下雨时，观察教室屋檐滴下的水滴，发现水滴在下落过程中呈椭圆球形，这是表面张力D．水中的水分子总是在永不停息地做杂乱无章的运动，当两个水分子运动到适当的位置使分子力为零时，它们具有的分子势能一定最小E．一定质量的水蒸气发生等温膨胀时，可能会向外散热26．下列叙述正确的是（）A．温度升高时，物体内每个分子的热运动速度都增大B．布朗运动是液体分子对悬浮固体颗粒的碰撞作用不平衡造成的C．外界对气体做正功，气体的内能一定增加D．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性E．气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力27．如图是一定质量的理想气体的p﹣V图，气体状态从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B（图中实线）和C→D为等温过程，温度分别为T1和T2．下列判断正确的是（）A．T1＞T2B．C→D过程放出的热量等于外界对气体做的功C．若气体状态沿图中虚线由A→B，则气体的温度先降低后升高D．从微观角度讲B→C过程压强降低是由于分子的密集程度减少而引起的E．若B→C过程放热200 J，D→A过程吸热300 J，则D→A过程气体对外界做功100 J28．两相距较远的分子仅在相互分子力的作用下由静止开始运动，直至不再靠近，在此过程中（）A．分子力先增大后减小B．分子力先做正功后做负功C．分子势能先增大后减小D．分子动能先增大后减小29．下列说法正确的是（）A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性B．压缩气体时会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能都随分子间的减小而增大D．热力学温标的最低温度为0K，它没有负值，它的单位是国际单位制的基本单位之一E．若一定质量的某理想气体的内能增加，则其温度一定升高30．下列说法正确的是（）A．对于一定质量的理想气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大B．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关C．布朗运动就是液体分子的热运动D．1g水中所含的分子数目和地球上的人口总数差不多E．做功和热传递在改变物体内能上是等效的31．在装有食品的包装袋中充入氮气，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，在加压测试过程中，下列说法中正确的是（）A．包装袋内氮气的压强增大B．包装袋内氮气的内能不变C．包装袋内氮气对外做功D．包装袋内氮气放出热量E．包装袋内氮气的所有分子运动速率都保持不变32．下列说法正确的是（）A．用打气筒给自行车充气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力B．布朗运动的无规则性反映组成固体颗粒分子的无规则性C．露珠呈球形是由于液体表面张力的作用D．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大E．一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定变大33．下列各种说法中正确的是（）A．分子运动的平均速度可能为零，瞬时速度不可能为零B．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引C．一定量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变D．导热性能各向同性的固体，可能是单晶体E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小34．下列说法中正确的是（）A．布朗运动反映的是液体分子的无规则运动B．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C．物体放出热量，温度一定降低D．气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的E．热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度35．下列说法中正确的有（）A．清晨草叶上的露珠形成的原因是由于液体表面张力的缘故B．一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比，气体内能可能不变C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小D．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能而不产生其他变化E．气体温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击容器壁时对器壁的作用力增大，因而气体的压强也一定随之增大36．关于做功、热传递、内能变化关系，下列判断正确的是（）A．由于摩擦做功转变为内能的过程不可逆B．从单一热源吸收热量，并将这热量完全变为功的情况可以存在C．热量只能从高温物体传向低温物体D．对物体做功的同时，物体的内能可能减少E．为了增加物体的内能，必须同时对物体做功和向它传递热量37．关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（）A．“油膜法”估测分子大小实验中，可将纯油酸直接滴入浅盘的水面上B．温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动就越明显C．液体很难被压缩，这是因为压缩时液体分子间的分子力表现为斥力D．分子势能随分子间距离的增大而增大E．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小38．下列说法正确的是（）A．分子运动的平均速度可能为零，瞬时速度不可能为零B．液体与大气相接触，表面层内分子所受其它分子的作用表现为相互吸引C．一定质量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小39．下列说法正确的是（）A．空气中水蒸气的压强越大，空气的相对湿度就越大B．单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C．水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大40．关于分子间作用力和分子势能，下列叙述正确的是（）A．分子间距增大时，分子间引力和斥力都减小B．分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大C．物体的体积减小时，内部分子势能可能减小D．一个物体在分子间显引力时分子势能一定比显斥力时分子势能要多E．当温度升高时，分子间的分子势能一定减小高考物理选考热学多选题（二）参考答案与试题解析一．多选题（共40小题）1．下列说法正确的是（）A．布朗运动的剧烈程度和温度有关，所以布朗运动也叫热运动B．有些晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性C．“露似珍珠月似弓”中，形成露珠是水表面张力作用的结果D．实际的宏观过程都会自发地往熵逐渐减少的方向进行E．第二类永动机是不可能制成的，因为它违反了能量守恒定律【分析】解答本题需要掌握：正确理解布朗运动；某些物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性；露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，形成圆形的露珠的原因是水表面张力作用的结果；实际的宏观过程都会自发地往熵逐渐减少的方向进行；第二类永动机是不可能制成的，因为它违反了热力学第二定律；【解答】解：A、热运动是分子无规则的运动，而布朗运动是小颗粒的运动，并不是分子运动，所以尽管布朗运动的激烈程度跟温度有关，但不能把布朗运动叫做热运动。
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）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/m3、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）①1 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1.5×10﹣3m2，如图1所示，开始时气体的体积为3.0×10﹣3m3，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/s2，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）．8．如图所示，竖直放置的气缸，活塞横截面积为S=0.01m2，厚度不计。
2022高考物理选考题专题--热学解答题(二)--液柱模型：液柱移动问题
以B 液面为研究对象，有0sin p p gh p B A ==+θρ解得θρsin 0gh p p A -= 注意：θsin h 为竖直高度，液体压强与此高度成正以A 液面为研究对象，由二力平衡得S gh p S p A )(10'ρ+=,解得10'gh p p A ρ+=注意：若液面与外界大气相接触，则液面下h 深处的压强gh p p ρ+=0，0p 为外界大压.液柱模型：液柱移动问题一、液柱的受力分析及移动问题的处理技巧1.液体的受力分析一定液体封闭一段理想气体，首先需选取一个液体薄片（其自重不计）为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到薄片两侧的压强平衡方程，解方程，求得气体压强.如图下面两图所示，图中各装置均处于静止状态，已知液体的密度为ρ，大气压强为0p ,求解气体的压强.技巧点拨：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的.2.液柱移动方向的判断气体被液柱隔开时温度不变利用玻意耳定律（2211V p V p =）直接判断温度升高（降低） 先假设体积不变，两侧的气体分别做等容变化，根据查理定律分别求出两侧的压强差p TTp ∆=∆ 若两侧面积相同，直接比较p ∆的大小，活塞和液柱向p ∆小（大）的方向移动 若两侧面积不同，比较p S ∆的大小，活塞和液柱向p S ∆小（大）的方向移动二、针对训练1.如图所示，竖直放置且粗细均匀的U 形玻璃管与容积为30cm 90=V的金属球形空容器连通，用U 形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为C o 27时，U 形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出cm 16h 1=,水银柱上方空气长cm 20h 0=，现在对金属球形容器缓慢加热，当U 形玻璃管左侧水银面比右侧水银面高出cm 24h 2=时停止加热. 已知大气压cmHg 760=p ，U 形玻璃管的横截面积为20.5cm S =，求此时金属球形容器内气体的温度为多少摄氏度?2.如图所示，上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管内有一部分水银封住密团气体，横截面积分别为211cm S = ，222cm S =，细管内水银长度为cm 4h 1=.封闭气体长度为cm 6=L ，大气压强为cmHg 760=p ，气体初始温度为K 288=T ，上管足够长. （1）缓慢升高气体温度，求水银刚好全部进人粗管内时的温度2T ；（2）气体温度保持2T 不变，为使封闭气体长度变为cm 8，需向开口端注人的水银柱的体积为多少?3.如图所示，粗细均匀的U 形管竖直放置，左端封口，右端开口，左端用水银封闭长为=1lcm 10的理想气体， 当温度为C o 27时，两管水银面的高度差cm 4h =∆. 设外界大气压为cmHg 76.(1)当对封闭气体缓慢加热，温度需要升高至多少摄氏度时左、右两管中的水银面将相平； (2)向右管中加入适量水银可使左、右两管中的水银相平，求加入水银的高度.（结果保留 2位小数)4.U 形管两臂粗细不等，左管开口向上，封闭的右管横截面积是开口的左管的3倍. 管中装入水银,大气压为cmHg 760=p . 开口管中水银面到管口距离为cm 22h 1=,且水银面比封闭管内高4cm h =∆，封闭管内空气柱长为cm 11h 2=,如图所示，现用小活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求: （1）右管中气体的最终压强； （2）活塞推动的距离.5.如图所示，长cm 55=L 的薄壁玻璃管与水平面成30°角倾斜放置，玻璃管粗细均匀，底端封闭、另一端开口. 现用长cm 10=l 的水银柱封闭一定质量的理想气体，气体温度为K 306,且水银面恰与管口齐平. 现将管口缓慢转到竖直向上位置，并将水银缓慢注入管中，直到水银面再次与管口齐平，已知大气压强cmHg 750=p . 求：(1)水银面再次与管口齐平时，管中气体的压强；(2)对竖直玻璃管缓慢加热，若管中刚好剩下cm 5高的水银柱，气体温度升高了多少.6.如图所示，长cm 100=L 、粗细均匀的玻璃管一端封闭 .水平放置时,长cm 500=L 的空气柱被水银封住，水银柱长cm 30h =. 将玻璃管级慢地转到开口向下的坚直位置然后竖直插入水银槽，插入后有cm 15h =∆的水银柱进入玻璃管，设整个过程中温度始终保持不变，大气压强cmHg 750=p .求:(1)插入水银槽后管内气体的压强p ； (2)管口距水银槽液面的距离H .7.如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U 形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长cm 201=l (可视为理想气体)，两管中水银面等高. 现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面cm 10h =. ( 环境温度不变，大气压强cmHg 750=p )求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg ”单位).8.如图所示，一开口气缸内盛有密度为ρ的某种液体，一长为l 的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中,平衡时小瓶露出液面的部分和进人小瓶中液柱的长度均为4l. 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2l，求此时气缸内气体的压强，大气压强为0p ,重力加速度为g.9.如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A 、B 两端开口,管内有一段水银柱，右管内气休柱长为cm 39，中管内水银面与管口A 之间气休柱长为cm 40. 先将口B 封闭，再将左管坚直插入水银槽中,设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高cm 2,求: (1)稳定后右管内的气体压强p(2)左管A 端插入水银槽的深度h .（大气压强cmHg 760=p )10.两端封闭的玻璃管竖直放置，长为cm 10=l 的水银柱将管内的空气分为两部分，上下空气柱的长度分为别为cm 121=l 和cm 182=l ，初始时上面空气压强为cmHg 15. 现玻璃管以g a 5.0=的加速度竖直向上加速上移，设温度始终不变，求稳定时水银上面空气柱的长度.（结果保留2位有效数字）11.一“U ”形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，玻璃管导热良好. 用水银封闭一段空气在右管中，初始时，管内水银柱及空气柱长度如图1所示. 将玻璃管在竖直平面内旋转90°如图2所示，求此时右管中水银面移动的距离. 已知玻璃管的横截面积处处相同，大气压强cmHg 760=p ，环境温度不变. （管的直径忽略不计）12.如图所示，两端开口的U 形管粗细均匀，左右两管竖直，底部的直管水平，水银柱的长度如图中标注所示，水平管内两段空气柱a 、b 的长度分别为cm 10、cm 5. 在左管内缓慢注入一定量的水银，稳定后右管的水银面比原来升高了cm 10=h ，已知大气压强cmHg 760=p ，求向左管注入的水银柱长度.13.(2019·全国Ⅲ卷)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为cm 0.2的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为cm 0.2. 若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同.已知大气压强为cmHg 76,环境温度为K 296.(1)求细管的长度；(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口齐平为止，求此时密封气体的温度.14.如图所示，左端封闭，右端开口的均匀U 形管中用水银封有一段长cm 15的空气柱. 左臂总长为cm 25，右臂足够长，右侧水银面比左侧高cm 10，忽略弯管部分的长度. 如果将管的开口变为竖直向下，求空气柱的长度.（设大气压强为mmHg 750)15.如图为一粗细均匀、足够长的等臂细U 形管竖直放置，两侧上端都封闭有理想气体A 、B ，且被水银柱隔开，已知气体A 的压强为cmHg 0.75A =p ,A 气柱长度为cm 0.20A =l ,两气柱的长度差为cm 0.5=h .现将U 形管水平放置，使两臂位于同一水平面上.设整个过程温度保持不变，求稳定后两空气柱的长度差'h .16.如图所示，一根一端封闭的玻璃管，长为cm 95=L ，内有一段长为cm 20=h 的水银柱，当温度为 C o 27时，开口端竖直向上，被封闭的气柱长为cm 60=H . 温度至少升高到多少时，水银柱才能从管中全部溢出?(设大气压为cmHg 75)17.如图所示，玻璃管粗细均匀（粗细可忽略不计)，竖直管两封闭端内理想气体长分别为上端cm 30、下端7cm 2，中间水银柱长cm 10.在竖直管上水银柱中间位置接一水平玻璃管，右端开口与大气相通，用光滑活塞封闭cm 5长水银柱. 大气压cmHg 750=p .(1)求活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为多少？(2)现用外力缓慢推活塞恰好将水平管中水银全部推入竖直管中，求这时上下两部分气体的长度各为多少？18.如图所示，两个球形容器容积之比为11:10:21=V V ，由一细管（容积忽略）相连，细管 的水平部分封有一段汞柱，两容器中盛有等量同种气体，并置于两个温度分别为1T 和2T 的 热库内，已知K 3001=T ，位于细管中央的汞柱静止. (1)求另一热库的温度2T ；(2)若使两热库温度都升高T ∆，汞柱是否发生移动？请通过计算说明理由.19.如图所示为“浮沉子”问题. 竖直放置的汽缸开口向上，上端口为A ，不计厚度的轻活塞停在B 处，BC 间为理想气体，C 点以下为水银，在DF 之间静止着一个圆柱形的，厚度不计的，开口向下的刚性小瓶，DE 为瓶内理想气体的长度，3LL AB =、L L BC =、L L CD =、2L L DE =、2LL EF =、cm 8=L ,现在用外力将活塞缓慢拉到A 处，小瓶最终将静止在水银面上. 设外界大气压强cmHg 760=p ,整个过程温度不变，没有摩擦，不漏气，小瓶始终竖直，开口向下. 求：(1)小瓶的重力与它底面积的比值等于多少厘米汞柱？(2)小瓶最终静止时瓶内气体的长度（结果保留两位有效数字）.答案1. C o 277解析：:初始状态:cmHg 60101=-=h p p ， 3001cm 100=+=S h V V ， K 3001=T 末状态:cmHg 100202=+=h p p , 32112cm 1002)(=++=Sh h V V ， K )273(22t T += 由理想气体状态方程有222111p p T V T V =,代入数据解得C t o 2772=2.（1）K 468 （2）3cm 37（1）初状态，cmHg 401+=p p ， 11LS V =， 末状态cmHg 2p p 02+=，112)h (S L V +=根据222111p p T V T V = ， 由以上各式并代入数据解得K 4682=T （3）气体等温变化有3322V p V p = 解得cmHg 5.973=p ， 设此时水银柱液面高度差为3h 有21.5cm 76cm -7.5cm 9h 3==，所以注入体积为3cm 373.（1）C o 107 （2）5.06cm解析：（1）设初态气体的体积为1V , U 形管横截面积为S ，则S S l V 1011==,温度为K 3001=T ,压强72cmHg h 01=∆-=p p ， 未态气体的体积为2V ，则S hS S l V 122112=∆+=，温度为2T ，压强76cmHg 2=p ， 由理想气体状态方程有：222111p p T V T V =解得K 3802=T ， 即C t o 107=(2)设末态时左侧气柱高度为3l ，则03p p =， S l V 33=， 由玻意耳定律有3311V p V p = 解得：cm 47.93≈l ， 则加入的水银高 5.06cm h )(2h 31=∆+-=l l4.（1）cmHg 88 （2）cm 6解析：（1）设左管横截面积为S ,则右管横截面积为S 3，以右管封闭气体为研究对象，初状态的压强为80cmHg h 01=∆+=p p ， 体积为21h 3⋅=S V末状态的压强为2p ， 从初状态到末状态，设左管水银面下降1h ∆,设右管水银面上升2h ∆h h h 21∆=∆+∆， S S 21h 3h ∆=∆， 故3cm h 43h 3h 21=∆=∆=∆末状态的体积为)h h (3222∆-=S V ，由等温变化有2211V p V p =，由以上各式得cmHg 882=p （2）以左管被活塞封闭气体为研究对象，初状态有:cmHg 7603==p p ,体积为13h S V = 末状态有:cmHg 8824==p p ,体积为44h S V =， 由等温变化有4433V p V p = 由以上各式得cm 19h 4=， 活塞推动的距离6cm h h h 41=∆+-=L5.（1）cmHg 90 （2）K 340解析（1）设玻璃管的横截面积为S ，初态时，管内气体的温度为K 3061=T ,体积为S V 451=，压强为cmHg 8030sin 01=+=o l p p ， 末状态时，设水银柱高为H ,则管内气体体积S H V )55(2-=,压强为cmHg )75(02H H p p +=+=, 由玻意耳定律2211V p V p =代入数据解得cm 15=H (另一解舍去)，故cmHg 902=p (2)设温度升至2T 时，管中水银柱高为cm 5,气体体积为S V 503= 气体压强为cmHg 80h 03=+=p p ， 由理想气体状态方程有233111p p T V T V =代入数据得K 3402=T6.（1）62.5cmHg（2）cm 5.27 解析：(1)设当管转至竖直位置时，水银恰好位于管口而未从管中漏出，管截面积为S .此时气柱长度cm 70=l . 由玻意耳定律得:53.6cmHg cmHg 70507500=⨯==l L P P 由于0p cmHg 6.83>=+gh p ρ，因此必有水银从管中漏出.设当管转至竖直位置时，管内水银柱长度为x ,由玻意耳定律得)()(000x L S gx p SL p --=ρ，整理并代入数值后得)100)(75(5075x x --=⨯，解得cm 25=x .（2）设插入水银槽后管内气柱长度为'L ,由题设条件得cm 60)('=∆+-=h x L L . 由玻意耳定律,插入后管内压强62.5cmHg cmHg 607550L p '00=⨯==L P(2)设管内水银与槽内水银面间高度差为'h ，12.5cm cm )5.6275('=-=h .管口距槽内水银面距离cm 5.27''=--=h L L H .7. cmHg 50解析：设U 形管横截面积为S ，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为1p ，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为2p ，气柱长度为2l ，稳定后低压舱内的压强为p ，左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得2211V p V p =， 01p p =，h p p p +=02 S l V 11=， S l V 21=， 由几何关系得)(212l l h -=，联立以上各式，代入数据得cmHg 50=p8.gl p ρ41230+ 解析：设当小瓶内气体的长度为l 43时,压强为1p ；当小瓶的底部恰好与液面相平时，瓶内气体的压强为2p ，气缸内气体的压强为3p ，依题意l p p g 2101ρ+= ① 由玻意耳定律S l l p lS p )21(4321-=⋅ ② 式中S 为小瓶的横截面积联立①②两式,得)21(2302gl p p ρ+= ③ 又有gl p p ρ2132+= ④联立③④式，得gl p p ρ412303+=9.（1）cmHg 78 （2）cm 7解析：(1)对插入水银槽后右管内气体，有:h)5.0(000∆-=l p l p ，解得cmHg 78=p . (2)插入水银槽后左管中气体压强80cmHg h '=∆+=g p p ρ, 左管内、外水银面高度差cm 4h 01=-=ρgp p'，对中管和左管内气体，有:''0l p l p =',cm 38'=l ,左管插入水银槽中的深度cm 7h -h 21h 1'=∆+∆+=l l .10. cm 90.13解析：初态时，下方气体压强为cmHg 25=+=l p p 上下， 加速时，设上方气体压强为'上p ，空气柱长为x ，对水银柱由牛顿第二定律有：ma mg S p S p =--''上下, 且Sl m ρ=，代入数据可知cmHg 10=gl ρ， 对上、下方气体由玻意耳定律得：xS p S l p '1上上=, S x l l p S l p )21'2-+=（下下, 联立解得：13.90cm cm )111(6=-=x11. cm 5.0解析：设初始时右管空气的压强为1p ,体积为1V ,玻璃管横截面积为S ,空气柱的长度为1L ,右侧水银柱与左侧水银柱的高度差为1h ,其产生的压强为1h h ,则初状态：cmHg 72101=-=h p p p ， 11SL V =， 设旋转90°后，右管空气的压强为2p ,体积为2V ,玻璃管横截面积为S ,空气柱的长度为2L ,左侧水银柱与右侧水银柱的高度差为2h ,其产生的压强为2h h ,则末状态：cmHg 80202=+=h p p p ， 22SL V = ， 由于导热良好，满足玻意耳定律， 由玻意耳定律有：2211V p V p =， 解得：cm 5.42=L ， 右管中水银面移动的距离：cm 5.021=-=L L x12. cm 5.21解析：设初状态a 、b 两部分空气柱的压强均为1p ,由题意知90cmHg cmHg 1401=+=p p 因右管水银面升高的高度12cm 10cm <,故b 空气柱仍在水平直管内，设末状态a 、b 两部分空气柱的压强均为2p ， 则0cmHg 01h cmHg 1402=++=p p ， 设末状态a 、b 两部分空气柱的长度分别为2a L 、2b L ， 对a 部分空气柱，根据玻意耳定律：2211a a L p L p = 对b 部分空气柱，根据玻意耳定律：2211b b L p L p =，代入数据解得cm 92=a L ,cm 5.42=b L 设左管所注入的水银柱长度为L ,由几何关系得:)()(22211b a b a L L L L h L +-++= 代入数据解得cm 5.21=L13.（1）cm 41 （2）K 312解析：（1)设细管长度为L ,横截面的面积为S ,水银柱高度为h ，初始时，设水银柱上表面到管口的距离为1h ，被密封气体的体积为V ,压强为p ；细管倒置时，气体体积为1V ,压强为1p . 由玻意耳定律有：11V p pV =， 由力的平衡条件有：gh p p ρ+=0，gh p p ρ-=01式中ρ、g 分别为水银密度和重力加速度的大小，0p 为大气压强. 由题意有)(1h h L S V --=， )(1h L S V -=，联立以上各式代入数据得cm 41=L(2)设气体被加热前后的温度分别为0T 和T ,由盖-吕萨克定律有TV T V 10=，联立（1）中各式代入数据得K 312=T14. m m 3.283解析：设初始左、右两臂水银面高度差为h ,倒转后空气柱仍在左臂，如图甲所示，则对所封空气柱，由玻意耳定律有S x x h S h )150)(2750(150)750(+--=⨯+，整理得0300)450(22=+-+h x h x ， 当042≥-=∆ac b 时，方程有实数解，且方程的解应满足1000<<x ，即030024)450(2≥⨯⨯--h h ，10044500<-+∆<h，解得m m 5.62<h . 也就是说，只有当两臂水银面高度差小于m m5.62时，倒转后空气柱才可能仍留在左臂.而本题给出的开始时水银面高度差为62.5m m 100m m >,因此，U 形管倒转后空气柱会进入右臂. 而右臂足够长，倒转后，水银柱全部进入右臂，如图乙所示，S y V )250(2+=450mmHg mmHg )300750(2=-=p .根据玻意耳定律，有S y S )250(450150850+⨯=⨯,解得mm 3.33=y ， 则空气柱的长度为283.3mm mm )3.33250(=+=l15. cm 2.6解析：当U 形管竖直放置时，两部分气体的压强关系有：gh p p A B ρ-=当U 形管平放时，两部分气体的压强关系有：p p p BA ==''， 则知A 气体等温变化且压强减小，体积增大；B 气体等温变化且压强增大，体积减小，故水银柱会向右侧移动，空气柱的长度差将变大. 对于气体A ，由玻意耳定律得：'A A A pl l p =,对于气体B,由玻意耳定律得：'B B B pl l p =， 由几何关系得：B A l h l =-， '''B A l h l =-,''B A B A l l l l +=+，解得cm 2.6'=h .16. K 3.380解析：因为h H L +>,当气体的温度上升时其体积会增大，水银柱将向上运动.在水银柱上升距离小于cm 15时，水银不会溢出，气体做等压膨胀；当水银上表面上升至管口时，若继续升温，气体体积继续膨胀，水银将开始溢出,这时气体压强将变小，温度升高，体积增大.只要水银没有完全溢出,气体质量还是保持不变.由气态方程=TpV恒量可知,要使T 有最大值，则要pV 达最大值，此时对应的温度T 为水银全部溢出的最低温度，只要达到这一温度不再升温，随着水银的溢出，压强减小，气体体积膨胀，水银也会自行全部溢出.设管中还有长为cm x 的水银柱尚未溢出时，温度为T ,停止加热，则此时有：T S L T HS ））（）（x (x p h p 000-+=+ 即：T S )x 95)(x 75(3006095-+=⨯当x x -=+9575，即cm 10=x 时,pV 值最大,这时可求出K 3.380=T ,或用二次根式的判别式0≥∆,即0712519x 20x 2=-+-T 要使方程有解，则0)712519(4)20(2≥-⨯--T 解得:K 3.380≤T ,即当温度大于K 3.380时，原等式不再成立，平衡被打破，此时只要保持这一温度不再升高,水银也会自行全部溢出.17.（1）cmHg 70=上p ， cmHg 80=下p （2）cm 28'=上L ， cm 24'=下L 解析：(1)上端封闭气体的压强：cmHg 700=-=h p p p 上, 下端封闭气体的压强：cmHg 800=+=h p p p 下(2)设玻璃管横截面积为S ,气体发生等温变化，由玻意耳定律得：对上端封闭气体，S L p S L p ’上上上上'=，对下端封闭气体，S L p S L p ’下下下下'=. ''cmHg 15下上p p =+，cm 52''=+下上L L ，解得：cm 28'=上L ， cm 24'=下L18.（1）K 330 （2）解析：(1)两容器中盛有等量同种气体，当位于细管中央的汞柱平衡时，气体压强相等。
高考物理选考热学计算题(三)含答案与解析
高考物理选考热学计算题（三）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50小题）1．图示为一上粗下细且下端开口薄壁玻璃管，管内有一段被水银密闭气体，下管足够长，图中管横截面积分别为S1=2cm2，S2=1cm2，管内水银长度为h1=h2=2cm，封闭气体长度L=10cm，大气压强为P0=76mHg，气体初始温度为300K，若缓慢升高气体温度，试求：（1）当粗管内的水银刚被全部挤出时气体的温度；（2）当气体温度为525K时，水银柱上端距离玻璃管底部的距离。
2．如图所示，气缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为h．筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部h的高度，外界大气压强为1×105Pa，温度为127℃，现对气体加热。
求：①当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度；②气体温度达到607o C时气体的压强。
3．如图所示，竖直部分足够长的薄壁U形管竖直放置，左管中有一不漏气的轻质活塞可沿管上下滑动，最初左右两管水面等高，活塞恰好接触水面，已知管的横截面为正方形，左管横截面的边长l1=0.10m，右管横截面的边长l2=2l1，水的密度ρ=1.0×103kg/m3．大气压p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2．现用竖直向上的力F缓慢向上移动活塞，使活塞向上移动距离h=8.5m（右管中的水量足够多，不计摩擦）（1）试通过定量计算判断活塞是否一直和水面接触？（2）求力F所做的功？4．如图所示，足够长且粗细均匀的U形管两端都开口，管内有两段水银柱封闭着一段空气柱DE，当气体温度是7℃时，空气柱长为15cm，U形管底长BC=10cm，CD水银柱高为5cm，EF水银柱高为25cm，已知大气压强为75cmHg．求：（1）若保持气体的温度不变，从U形管右侧管口处缓慢地再注入5cm长的水银柱，求管内空气柱长度．（2）从U形管右侧管口处缓慢注入25cm长的水银柱，并将气体温度升到63℃，求管内空气柱的长度．（保留3位有效数字）5．如图甲所示，一只一端封闭的导热玻璃管开口竖直向上，用一段长度为h的水银柱封住一部分空气，玻璃管静止时空气柱长度为L．现将该玻璃管放在倾角为θ的长斜面上由静止释放，如图乙所示，已知玻璃管与斜面之间的动摩擦因素为μ，大气压强为P0．当玻璃管在斜面上运动稳定时，求玻璃管内空气柱的长度．6．氧气瓶A、B容积分别为V A=15L和V B=10L，室温下测得盛装氧气的匀强分别为P A=16atm和P B=4.5atm，现在需将A中的氧气抽出一部分注入B中，现有一容积V0=5L的抽气筒，从A中抽气后全部注入B中，求抽注1次后B中氧气的压强．（不计操作过程温度的变化）7．两端开口长为40cm的直玻璃管竖直向下插入水银槽中，水银面位于管的中点，现将玻璃管上端封闭后将管竖直向上提出水银槽，若气体温度始终不变，求提出玻璃管后封闭气体的长度（已知大气压P0=75cmHg）8．一个汽缸放在水平地面上，横截面积为S，汽缸上端有两个固定的凸起，可阻挡活塞向上运动，一个质量不计的活塞恰好处于凸起的下面，距离底面高度为h，活塞下封闭一定质量的气体，现将一些铁砂放在活塞上，活塞下降至距底面h 处，随后对活塞中的气体加热，使其热力学温度变为原来的2倍活塞回到最初位置，最终气体压强与初始状态相比只增大了由铁砂产生的附加压强，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求放入铁砂的质量．9．某潜艇位于海面下200m深处，如图，潜艇上有一容积为3m3的贮气钢筒，筒内储有压缩气体，压缩气体的压强为 2.0×107Pa．将贮气钢筒内一部分压缩气体通过节流阀压入水舱，排除海水10m3（节流阀可控制器两端气压不等，水舱有排水孔和海水相连），在这个过程中气体温度视为不变，海面大气压为 1.0×105Pa，海水密度取 1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2．求：（i）海面下200m深处的压强p1；（ii）贮气钢筒内剩余气体的压强p2．10．图示为一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C过程的p﹣V 图象，且AB∥V轴，BC∥p轴，已知气体在状态C时的热力学温度为300K，在状态C时的内能比在状态A时的内能多1200J．①求气体在状态A、B时的热力学温度；②请通过计算判断气体从状态A变化到状态C的过程是吸热还是放热，同时求出传递的热量．11．如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面的面积为S=0.01m2，中间用两个活塞A与B堵住一定质量的理想气体，A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，但不漏气，A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为K=l000N/m 较长的弹簧相连，已知大气压强p0=1×105Pa，平衡时两活塞间的距离l0=0.6m．现用力压A，使A缓慢向下移动一段距离后再次平衡，此时用于压A的力F=500N．假定气体温度保持不变．求：①活塞A向下移动的距离．②大气压对活塞A和活塞B做的总功．12．通电后汽缸内的电热丝缓慢加热，由于汽缸绝热使得汽缸内密封的气体吸收热量Q后温度由T1升高到T2，由于汽缸内壁光滑，敞口端通过一个质量m横截面积为S的活塞密闭气体．加热前活塞到汽缸底部距离为h．大气压用p0表示，①活塞上升的高度；②加热过程中气体的内能增加量．13．如图所示，一导热性能良好的气缸，横截面积为S，总长度为2L，一厚度不计，质量为m的活塞A恰好位于气缸正中间位置，现将一厚度不计、质量为2m的活塞B轻轻放在气缸顶端，两活塞与气缸密封良好，不计气缸与活塞间的摩擦，大气压为P0，且P0S=mg，求：①两活塞达到平衡时，活塞A下降的高度；②若将气缸缓慢转至水平，稳定时A到缸内的距离。
高考物理选考热学计算题(三)含答案与解析
高考物理选考热学计算题（三）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50小题）1．图示为一上粗下细且下端开口的薄壁玻璃管，管内有一段被水银密闭的气体，下管足够长，图中管的横截面积分别为S1=2cm2，S2=1cm2，管内水银长度为h1=h2=2cm，封闭气体长度L=10cm，大气压强为P0=76mHg，气体初始温度为300K，若缓慢升高气体温度，试求：（1）当粗管内的水银刚被全部挤出时气体的温度；（2）当气体温度为525K时，水银柱上端距离玻璃管底部的距离。
2．如图所示，气缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为h．筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部h的高度，外界大气压强为1×105Pa，温度为127℃，现对气体加热。
求：①当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度；②气体温度达到607o C时气体的压强。
3．如图所示，竖直部分足够长的薄壁U形管竖直放置，左管中有一不漏气的轻质活塞可沿管上下滑动，最初左右两管水面等高，活塞恰好接触水面，已知管的横截面为正方形，左管横截面的边长l1=0.10m，右管横截面的边长l2=2l1，水的密度ρ=1.0×103kg/m3．大气压p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2．现用竖直向上的力F缓慢向上移动活塞，使活塞向上移动距离h=8.5m（右管中的水量足够多，不计摩擦）（1）试通过定量计算判断活塞是否一直和水面接触？（2）求力F所做的功？4．如图所示，足够长且粗细均匀的U形管两端都开口，管内有两段水银柱封闭着一段空气柱DE，当气体温度是7℃时，空气柱长为15cm，U形管底长BC=10cm，CD水银柱高为5cm，EF水银柱高为25cm，已知大气压强为75cmHg．求：（1）若保持气体的温度不变，从U形管右侧管口处缓慢地再注入5cm长的水银柱，求管内空气柱长度．（2）从U形管右侧管口处缓慢注入25cm长的水银柱，并将气体温度升到63℃，求管内空气柱的长度．（保留3位有效数字）5．如图甲所示，一只一端封闭的导热玻璃管开口竖直向上，用一段长度为h的水银柱封住一部分空气，玻璃管静止时空气柱长度为L．现将该玻璃管放在倾角为θ的长斜面上由静止释放，如图乙所示，已知玻璃管与斜面之间的动摩擦因素为μ，大气压强为P0．当玻璃管在斜面上运动稳定时，求玻璃管内空气柱的长度．6．氧气瓶A、B容积分别为V A=15L和V B=10L，室温下测得盛装氧气的匀强分别为P A=16atm和P B=4.5atm，现在需将A中的氧气抽出一部分注入B中，现有一容积V0=5L的抽气筒，从A中抽气后全部注入B中，求抽注1次后B中氧气的压强．（不计操作过程温度的变化）7．两端开口长为40cm的直玻璃管竖直向下插入水银槽中，水银面位于管的中点，现将玻璃管上端封闭后将管竖直向上提出水银槽，若气体温度始终不变，求提出玻璃管后封闭气体的长度（已知大气压P0=75cmHg）8．一个汽缸放在水平地面上，横截面积为S，汽缸上端有两个固定的凸起，可阻挡活塞向上运动，一个质量不计的活塞恰好处于凸起的下面，距离底面高度为h，活塞下封闭一定质量的气体，现将一些铁砂放在活塞上，活塞下降至距底面h 处，随后对活塞中的气体加热，使其热力学温度变为原来的2倍活塞回到最初位置，最终气体压强与初始状态相比只增大了由铁砂产生的附加压强，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求放入铁砂的质量．9．某潜艇位于海面下200m深处，如图，潜艇上有一容积为3m3的贮气钢筒，筒内储有压缩气体，压缩气体的压强为2.0×107Pa．将贮气钢筒内一部分压缩气体通过节流阀压入水舱，排除海水10m3（节流阀可控制器两端气压不等，水舱有排水孔和海水相连），在这个过程中气体温度视为不变，海面大气压为 1.0×105Pa，海水密度取1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2．求：（i）海面下200m深处的压强p1；（ii）贮气钢筒内剩余气体的压强p2．10．图示为一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C过程的p﹣V图象，且AB∥V轴，BC∥p轴，已知气体在状态C时的热力学温度为300K，在状态C时的内能比在状态A时的内能多1200J．①求气体在状态A、B时的热力学温度；②请通过计算判断气体从状态A变化到状态C的过程是吸热还是放热，同时求出传递的热量．11．如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面的面积为S=0.01m2，中间用两个活塞A与B堵住一定质量的理想气体，A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，但不漏气，A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为K=l000N/m 较长的弹簧相连，已知大气压强p0=1×105Pa，平衡时两活塞间的距离l0=0.6m．现用力压A，使A缓慢向下移动一段距离后再次平衡，此时用于压A的力F=500N．假定气体温度保持不变．求：①活塞A向下移动的距离．②大气压对活塞A和活塞B做的总功．12．通电后汽缸内的电热丝缓慢加热，由于汽缸绝热使得汽缸内密封的气体吸收热量Q后温度由T1升高到T2，由于汽缸内壁光滑，敞口端通过一个质量m横截面积为S的活塞密闭气体．加热前活塞到汽缸底部距离为h．大气压用p0表示，①活塞上升的高度；②加热过程中气体的内能增加量．13．如图所示，一导热性能良好的气缸，横截面积为S，总长度为2L，一厚度不计，质量为m的活塞A恰好位于气缸正中间位置，现将一厚度不计、质量为2m 的活塞B轻轻放在气缸顶端，两活塞与气缸密封良好，不计气缸与活塞间的摩擦，大气压为P0，且P0S=mg，求：①两活塞达到平衡时，活塞A下降的高度；②若将气缸缓慢转至水平，稳定时A到缸内的距离。
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高考物理选考热学计算题（二）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50小题）1．如图所示，一个高为H的导热汽缸，原来开口，将其开口向上竖直放置。
在气温为27℃、气压为760mm Hg、相对湿度为75%时，用一质量可不计的光滑活塞将开口端封闭。
求将活塞下压多大距离时，将开始有水珠出现。
2．有一粗细均匀的U形管，当温度为31℃时，封闭端和开口端的水银面在同一水平面上，如图所示．封闭端内的空气柱长8cm，大气压强为76cmHg，问：（i）温度升高到多少摄氏度时，封闭端气柱将增加到9cm？（ii）在（i）问的操作结束后，如果再从开口端缓慢灌入水银（灌入的水银与开口端的水银面相连，其间没有气泡），使封闭端内的空气柱恢复到原长，此过程保持气体温度不变，那么封闭端和开口端的水银面相差几厘米？3．如图所示，两竖直固定且正对放置的导热气缸内被活塞各封闭一定质量的理想气体，活塞a、b用刚性轻杆相连，上下两活塞的横截面积S a：S b=1：2，活塞处于平衡状态时，A、B中气体的体积均为V0，温度均为300K，B中气体压强为0.75P0，P0为大气压强（两活塞及杆质量不计，活塞与气缸内壁间摩擦不计）。
（1）求A中气体的压强；（2）现对B中气体加热，同时保持A中气体温度不变，活塞重新达到平衡状态后，A中气体的压强为P0，求此时B中气体的温度。
4．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p0、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，活塞b在汽缸正中间。
（1）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；（2）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时，求氧气的压强。
5．如图所示，横截面积分别为2S、3S的圆筒形导热容器，底部通过一细管相接通，圆筒高均为40cm，左圆筒开口，右圆简封闭，底部装入水银，稳定时，右侧封闭理想气体高30cm，左侧水银面距圆筒口15cm，现用一轻质话塞封住左侧筒口，并用力缓慢向下推活塞，直至两圆筒内水银面相平，已知大气压强P0=75cmHg，不考虑周围环境温度的变化，求此过程中活塞下降的高度。
6．如图所示，两个水平相对放置的固定气缸通过一根带阀门K的容积不计的细管连通，两轻质活塞用刚性轻杆固连，可在气缸内无摩擦地移动，两活塞面积分别为S A=0.8m2和S B=0.2m2．开始时阀门K关闭，A中充有一定质量的理想气体，B内为真空，气缸中的活塞与缸底的距离a=b=30cm，活塞静止，设温度不变，气缸内壁光滑，外界大气压强p0=1.0×105Pa保持不变，求：①阀门K关闭时，A中气体的压强；②阀门K打开后，活塞A向何处移动，移动多远？7．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。
8．绝热气缸倒扣在水平地面上，缸内装有一电热丝，缸内有一光滑的绝热活塞，封闭一定质量的理想气体，活塞下吊着一重为G的重物，活塞重为G0，活塞的截面积为S，开始时封闭气柱的高为h，气体的温度为T1，大气压强为p0．现给电热丝缓慢加热，若气体吸收热量Q时，活塞下降了h，求：①气体的温度升高多少？②气体的内能增加多少？9．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，温度为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p0=75cmHg．若将图中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，右管水银面下降了H=35cm，求：①左管水银面下降的高度；②对左管封闭气体加热，使左右两管水银面相平时的温度．10．如图，一图柱形绝热气缸竖直放置，在距气缸底2h处有固定卡环（活塞不会被顶出）．质量为M、横截面积为S，厚度可忽略的绝热活塞可以无摩擦地上下移动，活塞下方距气缸底h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中分别封闭着一定质量的同种理想气体。
初始时气体的温度均为27℃，B中气体强为1.5p0、外界大气压为p0，活塞距气缸底的高度为1.5h．现通过电热丝缓慢加热气体，当活塞恰好到达气缸底部卡环处时，求A、B中气体的压强和温度（重力加速度为g，气缸壁厚度不计）。
11．如图所示，“T”形活塞将绝热气缸内的气体分隔成A、B两部分，活塞左右两侧截面积分别为S1、S2，活塞至气缸两端底部的距离均为L，活塞与缸壁间无摩擦．气缸上a、b两个小孔用细管（容积不计）连通．初始时缸内气体的压强等于外界大气压强P0，温度为T0．现对缸内气体缓慢加热，发现活塞向右移动了△L的距离（活塞移动过程中不会经过小孔），试求：（1）再次稳定时，气体的压强；（2）求缸内气体的温度．12．科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子．资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66kg/mol，其分子可视为半径为3×10﹣9m的球，已知阿伏伽德罗常数为6.0×1023mol﹣1．请估算该蛋白的密度．（计算结果保留一位有效数字）13．一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭，D端与大气相通．用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧，并将两端向下竖直放置，如图所示．此时AB侧的气体柱长度l1=25cm．管中AB、CD两侧的水银面高度差h1=5cm．现将U形管缓慢旋转180°，使A、D两端在上，在转动过程中没有水银漏出．已知大气压强p0=76cmHg．求旋转后，AB、CD两侧的水银面高度差．14．一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2．K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M 下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通．开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图（b）所示．设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变．已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g．求：（i）待测气体的压强；（ii）该仪器能够测量的最大压强．15．一热气球体积为V，内部充有温度为T a的热空气，气球外冷空气的温度为T b．已知空气在1个大气压、温度为T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g．（i）求该热气球所受浮力的大小；（ii）求该热气球内空气所受的重力；（iii）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量．16．如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）．初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1．已知室温为27℃，汽缸导热．（i）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；（ii）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；（iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃，求此时活塞下方气体的压强．17．成年人在正常状态下1分钟呼吸18次，每次吸入的空气约为500mL，空气中氧气的含量约为21%，氧气的密度约为1.4kg/m3、摩尔质量为3.2×10﹣2 kg/mol，阿伏加德罗常数N A取6.0×1023/mol．求一个成年人在一昼夜的时间内：①吸入氧气的质量；②吸入氧气的分子数。
（上述结果均保留一位有效数字）18．2016年10月22 日是世界传统医药日，按摩拔火罐等中医疗法成办公室年轻人新宠．如图所示，若罐的容积为45cm3，罐内空气温度为27℃．已知大气压P0=1×105Pa，求：①罐内空气在标准状况下占的体积；②设想罐内的空气从27℃等压降温到0℃，由W=p0△V计算外界对这些空气做的功为多少？若同时这些空气放出热量0.5 J，则这些空气的内能变化了多少．19．水的摩尔质量是M=18g/mol，水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，阿伏伽德罗常数N A=6.0×1023mol﹣，求：①一个水分子的质量；②一瓶600ml的纯净水所含水分子数目．20．如图所示，下端封闭且粗细均匀的“7”型细玻璃管，竖直部分长l=50cm，水平部分足够长，左边与大气相通，当温度t1=27℃时，竖直管内有一段长为h=10cm 的水银柱，封闭着一段长为l1=30cm的空气柱，外界大气压始终保持P0=76cmHg，设0℃为273K，试求：①被封闭气柱长度为l2=40cm时的温度t2；②温宿升高至t3=177℃时，被封闭空气柱的长度l3．21．如图所示，封闭有一定质量理想气体的长气缸固定在水平桌面上，开口向右，活塞的横截面积为S．活塞与质量为m的物块用跨过定滑轮上的轻绳连接，滑轮两侧的轻绳分别处于水平和竖直状态，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定，上端与物块连接。
开始时，活塞与气缸底部的间距为L，绝对温度为T1，弹簧处于拉伸状态且弹力大小F1=mg．已知大气压p0=（n＞2，g为重力加速度大小）．不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内。
求：（Ⅰ）若对被封闭气体缓慢加热直至弹簧弹力大小为零，求此时被封闭气体的绝对温度T2；（Ⅱ）当被封闭气体的绝对温度为T2时，立即撤去弹簧且不再对被封闭气体加热，经过一段较长时间后，被封闭气体的绝对温度又降回到T1，求此时活塞与气缸底部的间距L′。
22．如图所示，一根劲度系数为k=200N/m的轻弹簧支持着一个竖直倒立的圆柱形气缸和活塞；活塞A的质量为m=0.5kg，横截面积为S=1×10﹣4m2，厚度不计；气缸B的质量也为m，横截面积为S，高度为H=0.4m，下端开一气孔C，气缸和活塞均导热良好，摩擦不计；气缸和活塞均静止时，环境温度为T1=1200K，缸内被封闭的理想气体气柱高H/2，缸口距离地面高度为H/8；现在缓慢降低环境温度，重力加速度为g=10m/s2，大气压强为P0=1×105P a则：（1）缸口刚接触地面时，环境的温度为多少：（2）弹簧恢复原长时，环境的温度为？23．如图所示为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V0，开始时内部封闭气体的压强为p0．经过太阳曝晒，气体温度由T0=300K升至T1=400K．（1）求此时气体的压强．（2）缓慢抽出部分气体，并使温度降为360K，此时，集热器内气体的压强回到p0，求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．24．在水平面有一个导热气缸，如图甲所示，活塞与气缸之间密封了一定质量的理想气体．最初密封气体的温度为23℃，气柱长10cm；给气体加热后，气柱长变为12cm．已知气缸内截面积为0.001m2，大气压p0=1.0×105Pa，g取10m/s2．（i）求加热后气体的温度；（ii）若保持加热后气体的温度不变，将气缸直立后（如图乙所示）气柱长度又恢复为10cm，求活塞质量．25．如图，粗细均匀的U型玻璃管两端开口，底部的水平管内有长度分别为10cm、5cm的两段空气柱a、b，左右两管竖直，水银柱的长度如图中标注所示，在左管内缓慢注入一定量的水银，稳定后右管的水银面比原来高h=10cm，已知大气压强P0=76cmHg，环境稳定恒定，求向左管注入的水银柱长度．26．如图均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管内水银柱封住A部分气体，当A部分气体的温度为300K时，左、右两管内水银面等高，A 气柱的长度L=10cm，大气压强为75cmHg①现使A气柱的温度缓慢升高，使温度升高到多少K时，左管水银面下降2.5cm？②如果保持升高后的A内气体的温度不变，在右管内加入多长的水银，可以使A 的水银面重新回到原位置？27．受啤酒在较高压强下能够溶解大量二氧化碳得启发，科学家设想了减低温室效应得“中国办法”：用压缩机将二氧化碳送入深海底，由于海底压强很大，海水能够溶解大量得二氧化碳使其永久储存起来，这样就为温室气体找到了一个永远的“家”．现将过程简化如下：在海平面上，开口向上、导热良好的气缸内封存有一定量的CO2气体，用压缩机对活塞施加竖直向下的压力F，此时缸内气体体积为V0、温度为T0．保持F不变，将该容器缓慢送入温度为T、距海平面深为h的海底．已知大气压强为P0，活塞横截面为S，海水的密度为P，重力加速度为g．不计活塞质量，缸内的CO2始终可视为理想气体，求：（i）在海底时CO2的体积．（ii）若打开阀门K，使容器内的一半质量的二氧化碳缓慢排出，当容器的体积变为打开阀门前的时关闭阀门，则此时压缩机给活塞的压力F′是多大？28．如图所示，U形管右管内径为左管内径的倍，管内水银在左管内封闭了一段长为76cm、温度为300K的空气柱，左右两管水银面高度差为6cm，大气压为76cmHg．（i）给左管的气体加热，则当U形管两边水面等高时，左管内气体的温度为多少？（ii）在（i）问的条件下，保持温度不变，往右管缓慢加入水银直到左管气柱恢复原长，问此时两个水银面的高度差．29．如图所示，大气压强为p0，玻璃管的横截面积为S，水银柱的长度为h，水银的密度为ρ，当玻璃管被水平固定在水平面上时，密封的空气柱的长度为L1；当玻璃管开口向上，在竖直方向上向下做加速度大小为g的匀加速线运动时，空气柱的长度为多少？（已知环境温度不变，重力加速度为g）30．如图所示，一顶部导热、侧壁和底部绝热的气缸静止在地面上，一厚度不计的绝热活塞将其分隔上、下两部分，活塞可沿气缸无摩擦滑动，且与气缸密闭性良好．开始时，进气口封闭，气缸上、下两部分装有同种理想气体，上部分气体压强为P0，上、下两部分的气体体积均为V0、温度均为T0，活塞静止．现从进气口缓慢打进压强为2P0，体积为V0的同种理想气体．打进压强为2P0的同种理想气体．打进气体后活塞再次平衡时，上、下两部分气体的体积之比为3：2．取重力加速度为g，已知活塞质量为m，横截面积为S，且mg=P0S，环境温度不变，忽略进气管内气体的体积．求：（1）再次平衡时上部分气体的压强；（2）再次平衡时下部分气体的温度．31．在水平面上有一内壁光滑的导热气缸，如图所示，活塞与气缸之间密封了一定质量的理想气体．最初密封气体温度t1=27℃，气柱长l1=10cm；给气体加热后，气柱长度变为l2=12cm．已知活塞横截面积为s=0.001m2，大气压强P0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2．（i）求加热后气体的温度T2；（ii）若保持加热后气体的温度不变，将气缸直立后（如图乙所示）气柱长度又恢复为10cm，求活塞的质量m．32．一“凸”形气缸如图所示，A、B两部分横截面积分别为S和4S，B部分高度为h，A部分足够高且上端与大气相通，下端用一质量与厚度均不计的活塞封闭一定质量的理想气体，当密闭气体温度T1=280K时活塞恰好处于A、B两部分的分界处，已知大气压强P0=76cmHg，活塞与气缸间无摩擦．①现缓慢升高密闭气体温度使活塞上升可h高度，求此时密闭气体的温度T2．②保持密闭气体温度T2不变，通过缓慢加注水银的方式使活塞回到初始位置，则所加的水银柱高度H为多少？33．如图所示，上端开口的光滑圆柱形绝热气缸竖直放置，质量m=5kg、截面积S=50cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，在气缸内距缸底为h=0.3m 处有体积可忽略的卡环a、b，使活塞只能向上滑动。