1、专题专题 1515 热学热学 1 （2013 高考上海物理第 5 题）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. 2 （2013 高考上海物理第 15 题）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 1.0105Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g10m/s2，1.0103kg/m3) (A)12.8 倍 (B)8.5 倍 (C)3.1 倍 (D)2.1 倍 答案：C 解析：
2、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. 3（2013 高考福建理综第 29 题）(1)下列四个图中，能正确反映分子间作用力 f 和分子势能 EP随分子间距 离 r 变化关系的图线是 .（填选图下方的字母） 答案：B 解析：分子间作用力 f=0 时对应的分子势能 EP最小，能正确反映分子间作用力 f 和分子势能 EP随分子间 距离 r 变化关系的图线是 B. 4（2013 高考福建理综第 29 题）(2)某自行车轮胎的容积为 V里面已有压强为 p0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，
3、空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充 入温度相同，压强也是 p0，体积为 的空气.（填选项前的字母） A 0 p p V B 0 p p V C.( 0 p p -1)V D.( 0 p p +1)V. 答案：C 解析：设要向轮胎充入体积为 V的空气，由玻意耳定律，p0V+p0V=pV，解得：V=.( 0 p p -1)V，选项 C 正确. 5.(2013 高考北京理综第 13 题)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 答案：A 解析：液体中
4、悬浮微粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，这类现象称为布朗运动，选项 A 正 确 B 错误.根据热力学第一定律，U=W+Q，物体从外界吸收热量，其内能不一定增加；物体对外界做功， 其内能不一定减少，选项 CD 错误. 6 （2013 全国高考大纲版理综第 15 题）根据热力学第一定律，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热源的热机 D对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机 答案：AB 解析：电冰箱的工作过程表明，压缩机工作，热量可以从
5、低温物体向高温物体传递，选项 A 正确.空调机 在制冷过程中，压缩机工作，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，选项 B 正确.根据热力学第一定 律，科技的进步不可以使内燃机成为单一热源的热机，选项 C 错误.对能源的过度消耗将使自然界的可以 被利用的能量不断减少，形成能源危机，而自然界的能量的能量是守恒的，选项 D 错误. 7.（2013 高考山东理综第 36（1）题） （1）下列关于热现象的描述正确的是（ ） 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
6、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 答案：C 解析：根据热力学定律，热机的效率不可以达到 100%，选项 a 错误.做功是通过能量转化的方式改变系统 内能，热传递是通过内能在不同物体之间的转移的方式改变系统内能，选项 b 错误.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，选项 c 正确.物体由大量分子组成，其单 个分子的运动是无规则的，大量分子的运动是有规律的，选项 d 错误. 8.（2013 全国新课标理综 II 第 33 题） （1）关于一定量的气体，下列说法正确的是 A气体的体积指的是气体的分子所能够到达的空间的
7、体积，而不是该气体所有分子的体积之和， 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， 答案.（1）ABE 解析：由于气体分子之间的作用力很小，气体分子可以自由运动，所以气体的体积指的是气体的分子所能 够到达的空间的体积，而不是该气体所有分子的体积之和，选项 A 正确.根据温度是分子平均动能的标志， 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，选项 B 正确.根据气体压强的产生原因， 在完全失重的情况下，气体的压强不为零，选项 C 错误.气体从外界吸收热量
8、，若同时对外做功，其内能 不一定增加，还可能减小，选项 D 错误.气体在等压膨胀过程中，体积增大，温度一定升高，选项 E 正确， 9.（2013 全国新课标理综 1 第 33 题）(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 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保持不变 答案：BCE 解析：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.分子力先增大，后减小到 零再增大，选项 A 错误.分子力先做正功，后做负功，选
9、项 B 正确.根据动能定理，分子动能先增大，后减 小，选项 C 正确.分子势能先减小后增大，选项 D 错误.由于只有分子力做功，分子势能和动能之和保持不 变，选项 E 正确. 10. （2013 高考广东理综第 18 题）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.设在所有过程中空气可看作理想气体，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：AC 解析： 由 pv=n
10、RT 知充气后，当 v、T 不变时，n 增加，密封气体压强增加，选项 A 正确.充气后，由于温 度不变，密封气体的分子平均动能不变，选项 B 错误.打开阀门后，密封气体对外界做正功，选项 C 正确. 由于桶内只有 1atm 的空气 0.1L+0.5L=0.6L.小于容积 2L，所以需要再充气才能把水喷光，选项 D 错误. 11. (2013 高考江苏物理） 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，AB和CD为等温过程，BC和DA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）AB过
11、程中，外界对气体做功 （B） BC过程中，气体分子的平均动能增大 （C） CD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 （D） DA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 “AB” 、 “BC” 、 “CD” 或 “DA ” ）. 若气体在AB过程中吸收 63kJ 的热量，在CD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 2 3 . 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
12、 231 6.0 10 A Nmol， 计算结果保留一位 有效数字） 答案：A. (1)C(2)BC 25 (3)n=41025m-3. 解析：（1）根据AB过程为等温过程，内能不变，体积增大，气体对外界做功，选项 A 错误.BC 为绝热过程，没有与外界热交换，体积增大，气体对外界做功，内能减小，所以BC过程中，气体分 子的平均动能减小，选项 B 错误.CD为等温过程，CD过程中，体积减小，单位时间内碰撞单位 面积器壁的分子数增多，选项 C 正确.DA为绝热过程，体积减小，外界对气体做功，气体温度升高， 所以DA过程中，气体分子的速率分布曲线向速度大的移动，发生变化，选项 D 错误. （2）该
13、循环过程中，内能减小的过程是BC.由热力学第一定律，气体完成一次循环对外做的功为 63kJ-38kJ=25kJ. (3)等温过程 AABB p Vp V,单位体积内的分子数 A B N n V . 解得 AB AA N p n p V ,代入数据得 n=41025m-3. 12（2013 全国新课标理综 1 第 33 题）(2) (9 分)如图，两个侧壁绝热、顶部和 底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管 带有阀门K.两气缸的容积均为V0.气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
14、为p0和p0/3;左活塞在气缸正中间， 其上方为真空; 右活塞上方气体体积 为 V0/4.现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，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T0，不计活塞与气缸壁间的 摩擦 .求: (i)恒温热源的温度 T; (ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积 VX. 解析：(i)与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的 气体经历等压过程，由盖吕萨克定律得： 0 T T = 0 0 7/ 4 5/ 4 V V , 解得：T=7 T0/5. (ii)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞
15、的质量大.打开 K 后，左活塞下降至某一位 置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件. 气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程.设左活塞上方气体压强为 p， 由玻意耳定律得： pVx= 0 3 p 0 4 V ， (p+p0)(2V0-Vx)= p0 7 4 V0 联立上述二式得： 6 Vx2 -V0Vx -V02=0 其解为：Vx = 1 2 V0； 另一解Vx =- 1 3 V0；不合题意，舍去. 13（2013 全国新课标理综 II 第 33 题） （2）如图，一上端开口， 下端封闭的细长玻璃管的下 部封有长l1=25.0cm 的空气柱，中间有一段长l2
16、=25.0cm 的水银柱，上部空气柱的长度 l3=40.0cm.已知大气压强为p0=75.0cmHg.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l1=20.0cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下降 的距离. 解析：以 cmHg 为压强单位.在活塞下推前，玻璃管上端空气柱的压强为： p=p0+l2， 设活塞下推后下部空气柱的压强为p1 ，由玻意耳定律得： p1l1= p1 l1. 如图，设活塞下推距离为l，则此时玻璃管上部空气柱的长度为： L3= l3+ l1- l1-l. 设此时玻璃管上部空气柱压强为p3 ，则p3= p1- l2. 由玻意耳定律得：p0l
17、3= p3 l3. 联立上述各式解得：l=15.0cm. 14.（2013 高考山东理综第 36（2）题） （2）我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超七千 米，再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到 990m 深处的海水温度为 280K.某同学利 用该数据来研究气体状态随海水温度的变化，如图所示，导热性良好的气缸内封闭一定质量的气体， 不计 活塞的质量和摩擦， 气缸所处海平面的温度 To=300K， 压强 P0=1 atm， 封闭气体的体积 Vo=3m2.如果将该气缸 下潜至 990m 深处，此过程中封闭气体可视为理想气体. 求 990m 深处封闭气体的体积（1 atm 相当于
18、10m 深的海水产生的压强）. 下潜过程中封闭气体_(填“吸热”或“放热”)，传递的热量_（填“大于”或“小 于” ）外界对气体所做的功. 解析：当气缸下潜至 990m 时，设封闭气体的压强为 p，温度为 T，体积为 V，由题意可知：p=100atm， 根据理想气体状态方程得：p0V0/T0= pV/T， 代入数据解得：V=2.810-2m3. 放热 大于 15 （2013 高考上海物理第 29 题）(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： 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
19、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. 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， 1.0103kg/m3， 取g10m/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、 中烧瓶内外气体压强差大小，则步骤、中
20、，气体满足的方程分别为 、. (2)由实验数据得烧瓶容积V0ml，大气压强p0Pa. (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）p0(V0+V)=( p0+p1) V0; p0V0=( p0-p2) (V0+V); （2）560 9.58104 （3）C 解析：（1）对于步骤，根据玻意耳定律可得p0(V0+V)=( p0+p1) V0;对于步骤，根据玻意耳定律可 得p0V0=( p0-p2) (V0+V); （2）联立解得V0 2 12 p pp
21、 V=5610ml=560ml；p0 0 V V p1=560.1711.010310 Pa=9.58104 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. 16 (10 分) （2013 高考上海物理第 30 题） 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H1， 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H2 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H3处： 已知大气压强为p0.求：气体最后的压强与温度. 解析：对取走容器外的保温材料，活塞位置继续下降的等压过程，由盖吕萨克定律， 2 0 H S TT = 3 0 H S T , 解得：T0= 3 23 H HH T 从初状态到最后状态，温度相同，由玻意耳定律： p0H1S= p3H3S，解得：p3= 1 3 H H p0.
