3年高考2年模擬分類匯編-熱學(xué)

第十四章熱學(xué)

第一部分三年高考題薈萃

2010年高考新題

1.2010?重慶?15給旱區(qū)送水的消防車停于水平面，在緩緩放水的過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫

度不變，不計分子勢能，則胎內(nèi)氣體

A.從外界吸熱B.對外界做負(fù)功

B.分子平均動能減少D.內(nèi)能增加

【答案】A

【解析】胎內(nèi)氣體經(jīng)歷了一個溫度不變，壓強減小，體積增大的過程。溫度不變，分子平均動能和內(nèi)能不

變。體積增大氣體對外界做正功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律氣體一定從外界吸熱。A正確

2.2010?全國卷I?19右圖為兩分子系統(tǒng)的勢能與與兩分子間距離r的關(guān)系曲線。下列說法正確的是

A.當(dāng)r大于n時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力

B.當(dāng)r小于打時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力

C.當(dāng)/?等于以時，分子間的作用力為零

D.在，?由4變到r2的過程中，分子間的作用力做負(fù)功

【答案】BC

【解析】分子間距等于ro時分子勢能最小，即力=廠2。當(dāng)/■小于打時分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于打小于

/'2時分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)，大于「2時分子力表現(xiàn)為引力，A錯BC對。在，?由n變到萬的過程中，分子

斥力做正功分子勢能減小，D錯誤。

【命題意圖與考點定位】分子間距于分子力、分子勢能的關(guān)系

3.2010?全國卷II?16如圖，?絕熱容器被隔板K隔開a、b兩部分。已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體,

b內(nèi)為真空，抽開隔板K后a內(nèi)氣體進(jìn)入b,最終達(dá)到平衡狀態(tài)。在此過程中

A.氣體對外界做功，內(nèi)能減少

B.氣體不做功，內(nèi)能不變

C.氣體壓強變小，溫度降低

D.氣體壓強變小，溫度不變

【答案】BD

【解析】絕熱容器內(nèi)的稀薄氣體與外界沒有熱傳遞，0=0.稀薄氣體向真空擴散沒有做功，

H'=0.根據(jù)熱力學(xué)第一定律稀薄氣體的內(nèi)能不變，則溫度不變.稀薄氣體擴散體積噌大，壓

強必然減小。BD正確.

【命題意圖與考點定位】考查熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用及對氣體的溫度、壓強和體積的判斷。

4.2010?上海物理?14分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生，并隨著分子間距的變化而變化，則

(A)分子間引力隨分子間距的增大而增大

(B)分子間斥力隨分子間距的減小而增大

(C)分子間相互作用力隨分子間距的增大而增大

(D)分子間相互作用力隨分子間距的減小而增大

答案：B

解析：根據(jù)分子力和分子間距離關(guān)系圖象，如圖，選B。

本題考查分子間相互作用力隨分子間距的變化，圖象的理解。

難度：中等。

5.2010?上海物理?22如圖，上端開口的圓柱形氣缸豎直放置，截面積為5*107m2,一定質(zhì)量的氣

體被質(zhì)量為2.0kg的光滑活塞封閉在氣缸內(nèi)，其壓強為pa(大氣壓強取1.01*105pa,g取10機/./)。

若從初溫27%開始加熱氣體，使活塞離氣缸底部的高度由0.5m緩慢變?yōu)?.51m,則此時氣體的溫度為

℃.

5

解析：P=Po+^-=\AMOpa

S

把T2=306K,t2=33℃

匕T2

本題考查氣體實驗定律。

難度：易。

6.2010?江蘇物理?12(A)(1)為了將空氣裝入氣瓶內(nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理

想氣體。下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強p和體積V關(guān)系的是▲。

(2)在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24KJ的功?，F(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地

潛入海底，若在此過程中，瓶中空氣的質(zhì)量保持不變，且放出了5KJ的熱量。在上述兩個過程中，空氣的

內(nèi)能共減小▲KJ,空氣▲(選填“吸收”或“放出”)

(3)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/m3和2.1kg//n3,空氣的摩爾質(zhì)量為

0.029kg/mOl,阿伏伽德羅常數(shù)N,=6.02x1()23〃?。/一，若潛水員呼吸一次吸入2L空氣，試估算潛水員在

海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

答案：

(DB(2)5；放出；29

(3)設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為牝在海底和岸上的密度分別為P耳和P岸，一次敗人空氣的

體積為匕則有AR="":了UN代人數(shù)據(jù)得加=3x1022

7.2010?福建?28(1)1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實驗驗

證了這?規(guī)律。若以橫坐標(biāo)。表示分子速率，縱坐標(biāo)/(。)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。

卜面國幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是____。(填選項前的字母)

(2)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有?可以

活動的絕熱活塞。今對活塞施以一豎直向下的壓力F,使活塞緩慢向下移動一段距離后，氣體的體積減小。

若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體。(填選項前的字母)

A.溫度升高，壓強增大，內(nèi)能減少

jI

B.溫度降低，壓強增大，內(nèi)能減少

學(xué):干邛I

C.溫度升高，壓強增大，內(nèi)能增加；一」；

D.溫度降低，壓強減小，內(nèi)能增加

答案：(1)D(2)C

8.2010?上海物理?10如圖，玻璃管內(nèi)封閉了一段氣體，氣柱長度為/,管內(nèi)外水銀面高度差為

h,若溫度保守不變，把玻璃管稍向上提起一段距離，則

(A)均變大(B)力』均變小

(C)/z變大/變小(D)%變小/變大

【解析】根據(jù)p/=c,/變大，p變小，根據(jù)p=p()-〃變大，選D。

本題考查氣體狀態(tài)方程。難度：中等。

9.2010?上海物理?17一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的ab、be.cd.da四個過程，其中be

的延長線通過原點，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與反平行，則

氣體體積在,,.

(A)ab過程中不斷增加

(B)be過程中保持不變

(C)cd過程中不斷增加

(D)而過程中保持不變

【解析】首先，因為反的延長線通過原點，所以兒是等容線，即氣體體積在反過程中保持不變，B正確；

ab是等溫線，壓強減小則體積增大，A正確：cd是等壓線，溫度降低則體積減小，C錯誤；連接ao交cd

于e,則ae是等容線，即V“=匕，因為V」＜匕，所以＜%，所以da過程中體積不是保持不變，D

錯誤；本題選AB。

本題考查氣體的P-T圖象的理解。難度：中等。對D,需要作輔助線，較難。

10.2010?海南物理?17(1)下列說法正確的是

(A)當(dāng)一定質(zhì)量的氣體吸熱時，其內(nèi)能可能減小

(B)玻璃、石墨和金剛石都是晶體，木炭是非晶體

(C)單晶體有固定的熔點，多晶體和非晶體沒，有固定的熔點

(D)當(dāng)液體與大氣相接觸時，液體表面層內(nèi)的分子所受其它分子作用力的合力總是指向液體內(nèi)部

(E)氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度有關(guān)

【答案】ADE

【解析】一定質(zhì)量的氣體吸熱時，如果同時對外做功，且做的功大于吸收的熱量，則內(nèi)能減小，(A)正確；

玻璃是非晶體，(B)錯；多晶體也有固定的熔點，(C)錯；液體表面層內(nèi)的分子液體內(nèi)部分子間距離的密度

都大于大氣，因此分子力的合力指向液體內(nèi)部，(D)正確；氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，

決定氣體的壓強“因此與單位體積內(nèi)分子數(shù)和氣體的溫度有關(guān)，(E)對。

(2)(8分)如右圖，體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱氣缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞；??

氣缸內(nèi)密封有溫度為2?44、壓強為I2。。的理想氣體.P。和4分別為大氣的壓強和溫度.已知：

氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為〃=&丁，0為正的常量；容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢?

的.求-

(i)氣缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時的體積匕：

(ii)在活塞下降過程中，氣缸內(nèi)氣體放的熱量Q.

匕=1Q=Lp(y+aT(.

【答案】(i)2；(ii)

【解析】(i)在氣體由壓縮=下降到?的過程中，氣體體積不變，溫度由/變?yōu)?,由

ZL=A

查理定律得/p①

在氣體溫度由/變?yōu)?的過程中，體積由V減小到‘，氣體壓強不變，由著蓋?呂薩克定律得

上

匕②

由①②式得2③

(ii)在活塞下降過程中，活塞對氣體做的功為

叩―)⑥

在這??過程中，氣體內(nèi)能的減少為

△)

U-)⑤

由熱力學(xué)第一定律得，氣缸內(nèi)氣體放出的熱量為

Q=W+SU⑥

山②③④⑤⑥式得

+aTo

⑦

11.2010?上海物理?30如圖，一質(zhì)量不計，可上下自由

活動的活塞將圓筒分為上下兩室，兩室中分別封閉有理想氣

體，筒的側(cè)壁為絕緣體，上底N,下底M及活塞D均為導(dǎo)體

并按圖連接，活塞面積S=2c〃[2。在電鍵K斷開時，兩室

中氣體壓強均為Po=240Pa,ND間距（=1〃機，DM間距

4=3〃〃？，將變阻器的滑片P滑到左端B,閉合電鍵后，活

塞D與下底M分別帶有等量異種電荷，并各自產(chǎn)生勻強電場，

在電場力作用下活塞D發(fā)生移動。穩(wěn)定后，ND間距/；=3〃機，DM間距=活塞D所帶電量的絕對

|222

值q=￡QSE（式中E為D與M所帶電荷產(chǎn)生的合場強，常量=8.85*1Q-C/N?m）求：

（1）兩室中氣體的壓強（設(shè)活塞移動前后氣體溫度保持不變）；

（2）活塞受到的電場力大小F；

（3）M所帶電荷產(chǎn)生的場強大小E”和電源電壓U;

（4）使滑片P緩慢地由B向A滑動，活塞如何運動，并說明理由。

解析：

（1）pj=pj'i解得Pi=80Pa

解得Pz=720Pa

p0l2=p2r2,

（2）根據(jù)活塞受力的平衡，b=（P2-pJS=0.128N。

（3）因為E為D與M所帶電荷產(chǎn)生的合場強，E“是M所帶電荷產(chǎn)生的場強大小，所以E=2E?,所以

,所以且“=￡=；^-，得&=。

q=￡OSE=2￡OSEMK=6X106N/C

q2%SEMv21s

電源電壓U=2E,“/'212V

（4）因UM。減小，后時。減小，向下的力尸減小，增大,EDN減小，向上的力F增大，活塞向上移

動。

本題考查電場、電場力，氣體等綜合知識和分析綜合能力。

難度：難。

把電場和氣體結(jié)合一起，具有新意。

2009年高考題

一、選擇題

1.（09?重慶?14）密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣（不計分子勢能）（D）

A.內(nèi)能增大，放出熱量B.內(nèi)能減小，吸收熱量[

C.內(nèi)能增大，對外界做功D.內(nèi)能減小，外界對其做功

2.（09?四川?16）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（B）

A.在一定條件下物體的溫度可以降到0K

B.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功

C.吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加

D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高

3.（09?全國卷I74）下列說法正確的是（A）

A.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力

B.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均沖量

C.氣體分子熱運動的平均動能減少，氣體的壓強一定減小

D.單位面積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強一定增大

解析：本題考查氣體部分的知識.根據(jù)壓強的定義A正確,B錯.氣體分子熱運動的平均動能減小,說明溫度

降低，但不能說明壓強也一定減小,C錯.單位體積的氣體分子增加，但溫度降低有可能氣體的壓強減小,D

錯。

4.（09?全國卷n?16）如圖，水平放置的密封氣缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在

氣缸內(nèi)無摩擦滑動，右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲。氣缸壁和隔板均絕熱。初始時隔板靜止，左右兩邊氣體溫度

相等?，F(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時間后切斷電源。當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時，與初始狀態(tài)

相比（BC）

A.右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變

B.左右兩邊氣體溫度都升高

C.左邊氣體壓強增大

D.右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量

解析：本題考查氣體.當(dāng)電熱絲通電后,右的氣體溫度升高氣體膨脹,將隔板向左推,對左邊的氣體做功,根

據(jù)熱力學(xué)第一定律，內(nèi)能增加,氣體的溫度升高.根據(jù)氣體定律左邊的氣體壓強增大.BC正確,右邊氣體內(nèi)能

的增加值為電熱絲發(fā)出的熱量減去對左邊的氣體所做的功,D錯。

5.（09?北京?13）做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖。圖中記錄的是

（D）

A.分子無規(guī)則運動的情況

B.某個微粒做布朗運動的軌跡

C.某個微粒做布朗運動的速度——時間圖線

D.按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線

解析：布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，而非分子的運動，故A項錯誤；既然無規(guī)則

所以微粒沒有固定的運動軌跡，故B項錯誤，對于某個微粒而言在不同時刻的速度大小和方向均是不確定

的，所以無法確定其在某一個時刻的速度，故也就無法描繪其速度-時間圖線，故C項錯誤；故只有D項

正確。

6.（09?上海物理?2）氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運動動能和勢能的總和，其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān)，

分子熱運動的平均動能與分子間勢能分別取決于氣體的（A）

A.溫度和體積B.體積和壓強

C.溫度和壓強D.壓強和溫度

解析：由于溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以氣體分子的動能宏觀上取決于溫度：分子勢能是由于分子間

引力和分子間距離共同決定，宏觀上取決于氣體的體積。因此答案A正確。

7.（09?上海物理?9）如圖為豎直放置的上細(xì)卜一粗的密閉細(xì)管，水銀柱將氣體分隔成A、B兩部分，B

初始溫度相同。使A、B升高相同溫度達(dá)到穩(wěn)定后，體積變化量為』以、/%，壓強變化量為』外、Am，

對液面壓力的變化量為/FA、4rB，則（AC）A

A.水銀柱向上移動了一段距離B.Z1VA<Z1VB

C.D.〃/A=//B

PP'

解析：首先假設(shè)液柱不動，則A、B兩部分氣體發(fā)生等容變化，由查理定律，對氣體A：土■=對氣

體B：空■=&~，又初始狀態(tài)滿足5=4+〃，可見使A、B升高相同溫度，P：=△-P.=L（PB+h）,

TAT；TATA

TT

&='耳,因此△乙〉△&,因此△巴>公心液柱將向上移動，A正確，C正確；由于氣體的

總體積不變，因此/以=』外,所以B、D錯誤。

二、非選擇題

8.（09?廣東物理?13）（1）遠(yuǎn)古時代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃。隨著人類

文明的進(jìn)步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法?！般@木取火”是通過方式改變物體的內(nèi)能，把

轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。

（2）某同學(xué)做了一個小實驗：先把空的燒瓶放到冰箱冷凍，一小時后取出燒瓶，并迅速

把一個氣球緊密的套在瓶頸上，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，

如圖所示。這是因為燒瓶里的氣體吸收了水的,溫度,體積。

答案：（1）做功,機械能;（2）熱量，升高，增大

解析：做功可以增加物體的內(nèi)能；當(dāng)用氣球封住燒瓶，在瓶內(nèi)就封閉了一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)將瓶子放到熱

水中，瓶內(nèi)氣體將吸收水的熱量，增加氣體的內(nèi)能，溫度升高，由理氣方程上二=。可知，氣體體積增大。

T

9.（09?山東物理?36）（8分）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)4經(jīng)狀態(tài)8變?yōu)闋顟B(tài)C,其中A->B過程為

等壓變化，BfC過程為等容變化。已知力=0.3m3,〃=TB=300K、TB=400K?

（1）求氣體在狀態(tài)B時的體積。

（2）說明8->C過程壓強變化的微觀原因

（3）沒Af8過程氣體吸收熱量為0,BfC過氣體放出熱量為。2,比較2、。2的大小說明原因。

解析：設(shè)氣體在B狀態(tài)時的體積為VB，由蓋-呂薩克定律得，匕?=5?，代入數(shù)據(jù)得匕=0.4加3。

（2）微觀原因：氣體體枳不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動能減小，導(dǎo)致氣體壓強減小。

（3）Q1大于。2；因為北=0，故4fB增加的內(nèi)能與8fC減小的內(nèi)能相同，而4-8過程氣體對外做

正功，8-?C過程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知。大于。2

考點：壓強的圍觀意義、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律

10.（09?浙江自選模塊?14）“物理3-3”模塊（10分）一位質(zhì)量為60kg的同學(xué)為了表演“輕功”，他用

打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣（可視為理想氣體），然后將這4只氣球以相同的方式放在水

平放置的木板上，在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板，如圖所示。

（1）關(guān)于氣球內(nèi)氣體的壓強，下列說法正確的是

A.大于大氣壓強

B.是由于氣體重力而產(chǎn)生的

C.是由于氣體分子之間的斥力而產(chǎn)生的

D.是由于大量氣體分子的碰撞而產(chǎn)生的

（2）在這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過程中，球內(nèi)氣體溫度可視為不變。下列說法正確的是

A.球內(nèi)氣體體積變大

B.球內(nèi)氣體體積變小

C.球內(nèi)氣體內(nèi)能變大

D.球內(nèi)氣體內(nèi)能不變

（3）為了估算氣球內(nèi)氣體的壓強，這位同學(xué)在氣球的外表面涂上顏料，在輕

質(zhì)塑料板面和氣球一側(cè)表面貼上間距為2.0cm的方格紙。表演結(jié)束后，留

下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”如圖所示。若表演時大氣壓強為

l.OBxlOsPa,取g=10m/s?,則氣球內(nèi)氣體的壓強為Pa。（取4

位有效數(shù)字）

氣球在沒有貼方格紙的下層木板上也會留下“印跡”，這一“印跡”面積與

方格紙上留下的“印跡”面積存在什么關(guān)系？

答案：（1）AD；（2）BD；（3）1.053*10%面積相同

11.（09?江蘇卷物理?12.A）（選修模塊3—3）（12分）（1）若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保

持不變，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法正確的是。（填寫選項前的字母）

（A）氣體分子間的作用力增大（B）氣體分子的平均速率增大

（C）氣體分子的平均動能減?。―）氣體組成的系統(tǒng)地嫡增加

（2）若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中，對外界做了0.6J的功，則此過

程中的氣泡（填“吸收”或“放出”）的熱量是Jo氣泡到達(dá)湖面后，溫度上升的過程中，

又對外界做了0.1J的功，同時吸收了0.3J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了Jo

（3）已知氣泡內(nèi)氣體的密度為1.29kg/m3,平均摩爾質(zhì)量為0.29kg/mol?阿伏加德羅常數(shù)

231

NA=6.02xl0mor,取氣體分子的平均直徑為2xl0」°m,若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請估算液

體體積與原來氣體體積的比值。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。

答案：A.（1）D；（2）吸收；0.6；0.2；（3）設(shè)氣體體積為匕，液體體積為叫，

rrrl3

氣體分子數(shù).，V1=n----（或V1=〃/）

m6

則11=旦㈤3%（或］1=2笛％）

Vo6mA匕機

解得Yk=1x10-4（9*10—5~2x10-4都算對.）

%

解析：（1）掌握分子動理論和熱力學(xué)定律才能準(zhǔn)確處理本題。氣泡的上升過程氣泡內(nèi)的壓強減小，溫度不

變，由玻意爾定律知，上升過程中體積增大，微觀上體現(xiàn)為分子間距增大，分子間引力減小，溫度不變所

以氣體分子的平均動能、平均速率不變，此過程為自發(fā)過程，故燃增大。D項正確。

（2）本題從熱力學(xué)第一定律入手，抓住理想氣內(nèi)能只與溫度有關(guān)的特點進(jìn)行處理。理想氣體等溫過程中

內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律AU=。+卬，物體對外做功0.6J,則一定同時從外界吸收熱量0.6J,才能

保證內(nèi)能不變。而溫度上升的過程，內(nèi)能增加了0.2J。

（3）微觀量的運算，注意從單位制檢查運算結(jié)論，最終結(jié)果只要保證數(shù)量級正確即可。設(shè)氣體體積為匕，

液體體積為匕，氣體分子數(shù)”=匕=〃.（或匕="/）

m6

則L=血3%（或'=￡/%）

A

Vo6m匕m

解得YL=1X1（）Y（9X10T?2x10-4都算對）

匕

12.（09?海南物理?14）（12分）（I）（4分）下列說法正確的是（填入正確選項前的字母,

每選錯一個扣2分，最低得分為0分）

（A）氣體的內(nèi)能是分子熱運動的動能和分子間的勢能之和；

（B）氣體的溫度變化時，其分子平均動能和分子間勢能也隨之改變；

（C）功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功；

（D）熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體；

（E）一定量的氣體，在體積不變時，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減??；

（F）-定量的氣體，在壓強不變時，分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加。

（II）（8分）一氣象探測氣球，在充有壓強為1.OOatm（即76.OcmHg）、溫度為27.0℃的氮氣時，體

積為3.50nA在上升至海拔6.50km高空的過程中，氣球內(nèi)氮氣逐漸減小到此高度上的大氣壓36.OcmGg,

氣球內(nèi)部因啟動一持續(xù)加熱過程而維持其溫度不變。此后停止加熱，保持高度不變。己知在這一海拔高度

氣溫為48.0℃o求：

（1）氮氣在停止加熱前的體積；

（2）氮氣在停止加熱較長??段時間后的體積。

答案：（I）ADEF（4分，選對一個給1分，每選錯一個扣2分，最低得分為0分）

（ID（1）在氣球上升至海拔6.50km高空的過程中，氣球內(nèi)氨氣經(jīng)歷一等溫過程。

根據(jù)玻意耳一馬略特定律有

PM=〃2匕

式中，Pi=76.0c〃z"g，K=3.50"/,〃2=36.0c/〃"g,匕是在此等溫過程末基氣的體積。由①式得

匕=7.39〃/②

（2）在停止加熱較長一段時間后，氨氣的溫度逐漸從工=300K下降到與外界氣體溫度相同，即

7；=225Ko這是一等過程根據(jù)蓋一吊薩克定律有

匕匕③

T2

式中，匕是在此等壓過程末氮氣的體枳。由③式得

匕=5.54m3④

評分參考：本題8分。①至④式各2分。

?上海物理?分）如圖，粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管、兩端開口，管內(nèi)有一段水

13.（0921）（12ABB

銀柱，右管內(nèi)氣體柱長為39cm,中管內(nèi)水銀面與管口A之間氣體柱長為40cm。先將口B封閉，

再將左管豎直插入水銀槽中，設(shè)整個過程溫度不變，穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀面比中管內(nèi)水銀面高2cm,m

求：

（1）穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強p;

（2）左管A端插入水銀槽的深度鼠（大氣壓強po=76cmHg）

解析：(1)插入水銀槽后右管內(nèi)氣體：由玻意耳定律得：Po/oS=p(/o-JW2)S,

所以p=78cmHg；

(2)插入水銀槽后左管壓強：p，=p+pgZl/7=80cmHg,左管內(nèi)外水銀面高度差小=左二也=4cm,中、

左管內(nèi)氣體Po/=p7'，/'=38cm,

左管插入水銀槽深度h^l+Ah/2-r+h^lcm.

14.(09?寧夏物理?34)(1)帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體。氣體開始處于狀態(tài)a,然后經(jīng)過

過程ab到達(dá)狀態(tài)b或進(jìn)過過程ac到狀態(tài)c,b、c狀態(tài)溫度相同，如V-T圖所示。設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)

c的壓強分別為Pb、和Pc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則(填入選項前的

字母，有填錯的不得分）（C）

A.Pb>Pc,Qab>Qac

B.Pb>Pc,Qab<Qac

C.Pb〈Pc，Qab>Qac

D.Pb<Pc>Qab<Qac

(2)圖中系統(tǒng)由左右連個側(cè)壁絕熱、底部、截面均為S的容器組成。左容器足夠高，上

端敞開，右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉。兩個容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通。

容器內(nèi)兩個絕熱的活塞A、B下方封有氮氣，B上方封有氫氣。大氣的壓強po,溫度

為T°=273K,連個活塞因自身重量對下方氣體產(chǎn)生的附加壓強均為0.1poo系統(tǒng)平衡

時，各氣體柱的高度如圖所示?，F(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸入恒溫?zé)崴壑?，再次平衡時A上

升了一定的高度。用外力將A緩慢推回第詼平衡時的位置并固定，第三次達(dá)到平衡后，氫氣柱高度為

0.8h?氮氣和氫氣均可視為理想氣體。求

(i)第二次平衡時氮氣的體積；

(ii)水的溫度。

解析：

(i)考慮氫氣的等溫過程。該過程的初態(tài)壓強為P0,體積為hS,末態(tài)體積為0.8hS。

設(shè)末態(tài)的壓強為P,由玻意耳定律得

二P°hs

=L25p0①

一0.8/1S

活塞A從最高點被推回第一次平衡時位置的過程是等溫過程。該過程的初態(tài)壓強為1.1%，體積為V；末

態(tài)的壓強為P,體積為V',則

p=p+0.1p?=1.35p?②

V'=2.2hS③

由玻意耳定律得

V=L35Pnx2.2hS=2JhS④

11P“

(ii)活塞A從最初位置升到最高點的過程為等壓過程。該過程的初態(tài)體積和溫度分別為2%S和

7；=273K,末態(tài)體積為2.7/?So設(shè)末態(tài)溫度為T,由蓋-呂薩克定律得

T=^^-TQ=36S.55K⑤

2hS°

2008年高考題

一、選擇題

1.(08全國卷1)已知地球半徑約為6.4X1(/空氣的摩爾質(zhì)量約為29X10,kg/mol,一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

約為1.0X105Pa.利用以上數(shù)據(jù)可估算出地球表面大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

()

A.4X10'6m3B.4X1018m3

C.4X1O20m3D.4X1022m3

答案：B

［解析］:大氣壓是由大氣重量產(chǎn)生的。大氣壓強尸?=番，帶入數(shù)據(jù)可得地球表面大氣質(zhì)量

^5.2X10l(ikgo標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下Imol氣體的體積為^22.4X1,0V,故地球表面大氣體積為片”占+割

/ihzyAiu

X22.4X10mMxi018m3,B對。

2.(08全國卷2)對一定量的氣體，下列說法正確的是()

A.氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

B.氣體分子的熱運動越劇烈，氣體溫度就越高

C.氣體對器壁的壓強是山大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的

D.當(dāng)氣體膨脹時，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能減少

答案：BC

［解析］:氣體分子距離遠(yuǎn)大于分子大小，所以氣體的體積遠(yuǎn)大于所有氣體分子體積之和，A項錯；溫

度是物體分子平均動能的標(biāo)志，是表示分子熱運動劇烈程度的物理量，B項正確；氣體壓強的微觀解釋是

大量氣體分子頻繁撞擊產(chǎn)生的，C項正確；氣體膨脹，說明氣體對外做功，但不能確定吸、放熱情況，故

不能確定內(nèi)能變化情況，D項錯。

3.（08北京卷）15.假如全世界60億人同時數(shù)1g水的分子個數(shù)，每人每小時可以數(shù)5000個，不間斷地

數(shù)，則完成任務(wù)所需時間最接近（阿伏加德羅常數(shù)出取6X10"，mol-）（）

A.10年B.1千年C.10萬年D.1千萬年

答案：C

1V

［解析］:1g水的分子個數(shù)N=^XNA=3X1（）22個，則完成任務(wù)所需時間t=喘而=6X10'"小時，

約為1000年。

4.（08天津卷）下列說法正確的是（）

A.布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運動的反映

B.沒有摩擦的理想熱機可以把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機械能

C.知道某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度可求出阿伏加德羅常數(shù)

D.內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運動的平均動能可能相同

答案：D

［解析］:布朗運動是懸浮在液體中固體小顆粒的運動，他反映的是液體無規(guī)則的運動，所以A錯誤；

沒有摩擦的理想熱機不經(jīng)過做功是不可能把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機械能的B錯誤，摩爾質(zhì)量必須和分子

的質(zhì)量結(jié)合才能求出阿伏加德羅常數(shù)C錯；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，只要溫度相同分子的平均動能就

相同，物體的內(nèi)能是勢能和動能的總和所以D正確

5.（08四川卷）下列說法正確的是（）

A.物體吸收熱量，其溫度一定升高

B.熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞

C.遵守?zé)崃W(xué)第一定律的過程一定能實現(xiàn)

D.做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式

答案：D

［解析］:由熱力學(xué)第一定律可知，做功與熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，D正確；故物體吸收熱量時，

其內(nèi)能不一定增大，A錯；山熱力學(xué)第二定律可知，宏觀的熱現(xiàn)象有方向性，但若通過外界做功，熱量也

可以從低溫物體傳到高溫物體，B、C錯

6.（08重慶卷）地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的熱交熱忽略不計.已知大氣壓強隨高度增加

而降低，則該氣團(tuán)在此上升過程中（不計氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢能）（）

A.體積減小，溫度降低B.體積減小，溫度不變

C.體積增大，溫度降低D.體積增大，溫度不變

答案：C

［解析］:本題考查氣體的有關(guān)知識，本題為中等難度題目。隨著空氣團(tuán)的上升，大氣壓強也隨著減小，

那么空氣團(tuán)的體枳會增大，空氣團(tuán)對外做功，其內(nèi)能會減小，因為不計分子勢能，所以內(nèi)能由其溫度決定，

則其溫度會降低。所以空氣團(tuán)的體枳增大、溫度降低、壓強減小。

7.（08年上海卷理科綜合）溫度計是生活、生產(chǎn)中常用的測溫裝置。

右圖為一個簡易溫度計，一根裝有一小段有色水柱的細(xì)玻璃管穿過橡

皮塞插入燒瓶內(nèi)，封閉一定質(zhì)量的氣體。當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時，水

柱位置將上下變化。已知A、D間的測量范圍為20。。80。。，A、D

間刻度均勻分布。由圖可知，A、D及有色水柱下端所示溫度分別為（）

A.20℃、80℃、64℃B.20℃、80℃、68℃

C.80℃、20℃、32℃D.80℃、20℃、34℃

答案：C

【解析】根據(jù)題意可知，溫度越高,水柱上升的高度越高，A點溫度最高，D點溫度最低，故選項A、

80—20

B錯誤。由于A、D間的刻度均勻分布，故水柱卜端的溫度為------x3+20=32℃,選項C正確。

15

8.（08年上海卷）已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比。如圖所示的實線汽缸內(nèi)一定質(zhì)

量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線，則在整個過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能

（）

A.先增大后減小B.先減小后增大

C.單調(diào)變化D.保持不變

答案：B

［解析］:山。勿7為恒量，山圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表達(dá)尸，乘積，從實線與虛線等溫線比較可得出,

該面枳先減小后增大，說明溫度7先減小后增大，內(nèi)能先將小后增大。

9.（08年上海卷）如圖所示，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為

力的水銀柱，中間封有一段空氣，則（）

A.彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h

B.若把彎管向上移動少許，則管內(nèi)氣體體積增大

C.若把彎管向下移動少許，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升

D.若環(huán)境溫度升高，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升

答案：ACD

【解析工封閉氣體的壓強等于大氣壓與水銀柱產(chǎn)生壓強之差，故左管內(nèi)外水銀面高度差也為

A對；彎管上下移動，封閉氣體溫度和壓強不變，體積不變，B錯C對；環(huán)境溫度升高，封閉氣體體枳

增大，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升，D對。

二、非選擇題

10.（08海南卷）⑴下列關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)象的說法正確的是（填入正確選項前的字母，

每選錯一個扣1分，最低得分為0分）.

A.氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在勢能的緣故

B.一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽，其分子之間的勢能增加

C.對于一定量的氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱

D.如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強必然增大

E.一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和

F.如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增加

⑵（8分）如圖，一根粗細(xì)均勻、內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端------1L

密封，上端封閉但留有一抽氣孔.管內(nèi)下部被活塞封住一定量的氣（可視為理

想氣體），氣體溫度為開始時，將活塞上方的氣體緩慢抽出，當(dāng)活塞上方的

壓強達(dá)到Po時，活塞下方氣體的體積為％,活塞上方玻璃管的容積為2.6%。

活塞因重力而產(chǎn)生的壓強為0.5p°。繼續(xù)將活塞上方抽成真空并密封.整個

抽氣過程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變.然后將密封的氣體緩慢加熱.求：

①活塞剛碰到玻璃管頂部時氣體的溫度；

③當(dāng)氣體溫度達(dá)到1.8方時氣體的壓強.

解析：（1）BCE

A錯誤之處在于氣體分子是無規(guī)則的運動的，故失去容器后就會散開；D選項中沒考慮氣體的體積對

壓強的影晌；F選項對氣溫升高，分子平均動能增大、平均速率增大，但不是每個分子速率增大，對單個

分子的研究是毫無意義的。

（2）①由玻意耳定律得：-=Po+O,5Po,式中V是抽成真空后活塞卜.方氣體體積

匕O.5po

26V+VT

日~""'；定律~L=-

V

解得：r=i.2T

②由查理定律得：理=上_

T0.5p（）

解得:p2=0.75p0

11.（08江蘇卷）（1）空氣壓縮機在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.OXIO'J,同時氣體的內(nèi)

能增加了1.5X105J.試問：此壓縮過程中，氣體（填“吸收”或“放出”）的熱量等于

J.

（2）若一定質(zhì)量的理想氣體分別按下圖所示的三種不同過程變化，其中表示等壓變化的是

（填“A”、"B”或"C”），該過程中氣體的內(nèi)能（填“增加”、“減少”或“不變”）.

（3）設(shè)想將1g水均勻分布在地球表面上，估算Icn?的表面上有多少個水分子？（已知Imol水的質(zhì)量為18g,

地球的表面積約為5xl0"m2,結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

答案：放出；5X10-4；（2）C；增加；（3）7xl03（6xl037xl（）3都算對）

解析：（1）由熱力學(xué)第戈律W+Q=AU,得。=AU—W=—5xl0-4j,說明氣體放事熱量

5xl()7j

（2）由氣態(tài)方/

（常量）易判斷出。過程是等壓變化，該過程溫度升高，理想氣體的內(nèi)能

增加。

127

(3)1g水的分子數(shù)N=—"八①

M

q

Icm?的分子數(shù)〃=N—②

S。

由①②的〃“7xl()3個。

12.（08寧夏卷）（1）如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體

封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體。將一細(xì)管插入液

體，由于虹吸現(xiàn)象，活塞上方液體逐漸流出。在此過程中，大氣壓強與外界的溫度保

持不變。關(guān)于這一過程，下列說法正確的是。（填入選項前的字母，有填

錯的不得分）

A.氣體分子的平均動能逐漸增大

B.單位時間氣體分子對活塞撞擊的次數(shù)增多

C.單位時間氣體分子對活塞的沖量保持不變

D.氣體對外界做功等于氣體從外界吸收的熱量

答案：D

（2）一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，活塞相對于底部的高度為

h,可沿氣缸無摩擦地滑動。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完時,

活塞下降了〃/4。再取相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界天氣的壓強和溫度始終保

持不變，求此次沙子倒完時活塞距氣缸底部的高度。

解析：設(shè)大氣和活塞對氣體的總壓強為力，加一小盒沙子對氣體產(chǎn)生的壓強為p，山破馬定律得

Po%=（Po+〃）（〃—；〃）①

由①式得

1

P=”o②

再加一小盒沙子后，氣體的壓強變?yōu)閜o+2p。設(shè)第二次加沙子后，活塞的高度為/

（）1

Pnh=pn+2ph③

聯(lián)立②③式解得

3

h'=~^④

本題考查玻馬定律，對氣體作為研究對象，分第一次加小盒沙子和第二次加沙子兩次列玻馬定律方程

求解。

13.（08年山東卷）噴霧器內(nèi)有10L水，上部封閉有l(wèi)atm的空氣2L。關(guān)閉噴丁

加水口I

霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入latm的空氣3L（設(shè)外界環(huán)境溫度一定，|二工1）|T|

L…里一一」?打氣筒

空氣可看作理想氣體）。自三三三三三百

（1）當(dāng)水面上方氣體溫度與外界沮度相等時，求氣體壓強，并從徽觀上E二二至三二三個活塞

嚶客閥門F二二二二二二1sU

解釋氣體壓強變化的原因。尋JW標(biāo)誦

（2）打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是吸熱還是放熱？簡要說

明理由。

解析：（1）設(shè)氣體初態(tài)壓強為0，體積為乂；末態(tài)壓強為02,體積為匕，山玻意耳定律

=P1V2

代人數(shù)據(jù)得

2.5atm②

p2-

微觀解釋：沮度不變，分子平均動能不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)增加I,所以壓強增加。

（2）吸熱。氣體對外做功而內(nèi)能不變.根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知氣體吸熱。

2010年聯(lián)考題

題組一

一、選擇題

1.上海市2010屆八校高三聯(lián)考下列說法中正確的是（D）

（A）布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動

（B）液體很難被壓縮的原因是：當(dāng)液體分子距離減小時，分子間斥力增大，分子間的引力減小，所以分

子力體現(xiàn)為斥力

（C）每個分子的內(nèi)能等于它的勢能和動能的總和

（D）物體的內(nèi)能大小與其溫度、體積及所含物質(zhì)的量三者有關(guān)

2.2010湛江市