高考物理 專題十三 熱學試題

【大高考】（五年高考真題）2016屆高考物理專題十三熱學（全國

通用）

工―二'吉卷

考點一分子動理論內(nèi)能

1.[2015?新課標全國H,33（1）,5分]（難度★★）（多選）關于擴散現(xiàn)象，下列說

法正確的是（）

A.溫度越高，擴散進行得越快

B.擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學反應

C.擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的

D.擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生

E.液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的

解析根據(jù)分子動理論，溫度越高，擴散進行得越快，故A正確；擴散現(xiàn)象是由物

質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的，不是化學反應，故C正確、B錯誤；擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固

體中都能發(fā)生，故D正確；液體中的擴散現(xiàn)象不是由于液體的對流形成的，是液體分子無

規(guī)則運動產(chǎn)生的，故E錯誤.

答案ACD

2.[2015?福建理綜，29[1）,6分]（難度★★））下列有關分子動理論和物質(zhì)結構的

認識，其中正確的是（）

A.分子間距離減小時分子勢能一定減小

B.溫度越高，物體中分子無規(guī)則運動越劇烈

C.物體內(nèi)熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度無關

I）.非晶體的物理性質(zhì)各向同性而晶體的物理性質(zhì)都是各向異性

解析當分子間距離rVn時，r減小,分子勢能增大，當二＞八時，r減小，分子勢

能減小，故A錯誤；溫度越高，物體中分子的平均動能越大，分子運動越劇烈，故B

正確，溫度越高，熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例越大，故C錯誤；非晶體和

多晶體具有各向同性的特點，單晶體具有各向異性的特點，故D錯誤.

答案B

3.[2015?山東理綜,37（1）,]（難度★★）（多選）震滴入水，擴而散之，徐徐混勻.

關于該現(xiàn)象的分析正確的是（）

a.混合均勻主要是由于碳粒受重力作用

b.混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運動

c.使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進行得更迅速

d.墨汁的擴散運動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學反應引起的

解析根據(jù)分子動理論的知識可知，混合均勻主要是由于水分子做無規(guī)則運動，使得

碳粒無規(guī)則運動造成的布朗運動，由于布朗運動的劇烈程度與顆粒大小和溫度有關，所以

使用碳粒更小的墨汁，布朗運動會更明顯，則混合均勻的過程進行得更迅速，故選b、c.

答案be

4.[2015?江蘇單科，12A（1）]（難度★★）（多選）對下列幾種固體物質(zhì)的認識，正

確的有（）

A.食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體

B.燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面.，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明

蜂蠟是晶體

C.天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則

D.石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們口勺物質(zhì)微粒排列結構不同

解析若物體是晶體，則在熔化過程中，溫度保持不變，可見A正確；燒熱的針尖

接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形是由于云母片在不同方向上導

熱性能不同造成的，說明云母片是晶體，所以B錯誤；沿晶格的不同方向，原子排列的

周期性和疏密程度不盡相同，由此導致晶體在不同方向的物理性質(zhì)不同，這就是晶體的各

向異性.選項C錯誤，D正確.

答案AD

5.（2015-廣東理綜，17,6分）（難度（多選）如圖為某實驗器材的結構示意圖，金

屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉了一定體積的空氣，內(nèi)筒中有水，在水加熱升溫的過程中，被封

閉的空氣（)

接電源

A.內(nèi)能增大

B.壓強增大

C.分子間引力和斥力都減小

D.所有分子運動速率都增大

解析隔熱外筒使封閉氣體與外界無熱量交換，因金屬內(nèi)筒導熱，所以水溫升高時,

氣體吸熱，溫度升高，分子平均動能增大，但不是每個分子運動速率都增大，D項錯誤；

氣體體積不變，分子間距離不變，分子勢能不變，分子間引力和斥力均不變，C項錯誤；

分子平均動能增大，分子勢能不變，所以封閉氣體的內(nèi)能增大，A正確；根據(jù)查理定律舁

。得夕增大，B正確.

答案AB

6.（2014?北京理綜，13,6分）（難度★★）下列說法中正確的是（）

A.物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能增大

B.物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大

C.物體溫度降低，其內(nèi)能一定增大

D.物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變

解析溫度是物體分子平均動能的標志，溫度升高則其分子平均動能增大，反之，則

其分子平均動能減小，故A錯誤，B正確；物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的分子動能和

分子勢能的總和，宏觀上取決于物體的溫度、體積和質(zhì)量，故C、I）錯誤.

答案B

7.（2013?北京理綜，13,6分）（難度下列說法正確的是（）

A.液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動稱為布朗運動

B.液體分子的無規(guī)則運動稱為布朗運動

C.物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加

D.物體對外界做功，其內(nèi)能一定減少

解析布朗運動是指懸浮在液體（或氣體）中的微粒的無規(guī)則運動，而不是液體（或

氣體）分子的運動，故A選項正確、B選項錯誤；由熱力學第一定律知，若物

體從外界吸收熱量同時對外做功，其內(nèi)能也可能不變或減少，C選項錯誤；物體對外做功

同時從外界吸熱，其內(nèi)能也可能增加或不變，D選項錯誤.

答案A

8.[2013?福建理綜,29（1）,6分]（難度★★）下列四幅圖中，能正確反映分子間作

解析本題考查分子間作用力以及分子勢能隨分子間距離變化的關系，意在考查考

生對該部分知識的了解情況.當r=n時;分子間作用力r=0,分子勢能與最小，排除

A、C、D,選B.

答案B

9.（2012?全國理綜，14,6分）（難度★★）（多選）下列關于布朗運動的說法，正確的

是（）

A.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動

B.液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運動越劇烈

C.布朗運動是由廣液體各部分的溫度不同而引起的

D.布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋×Ａ?撞擊作用的不平衡引起的

解析布朗運動是懸浮固體顆粒的無規(guī)則運動，而非液體分子的無規(guī)則運動，選

項A錯誤；布朗運動的劇烈程度與液體的溫度、固體顆粒大小有關，選項B正確；布朗

運動是由液體分子對懸浮固體顆粒撞擊不平衡引起的，選項C錯誤，D正確.

答案BD

10.（2012?廣東理綜，13,4分）（難度★★）清晨，草葉上的露珠是由空氣中的水汽凝

結成的水珠，這一物理過程中，水分子間的（）

A.引力消失，斥力增大B.斥力消失，引力增大

C.引力、斥力都減小D.引力、斥力都增大

解析露珠是由空氣中的水蒸氣凝結成的水珠，液化過程中，分子間的距離變小，引

力與斥力都增大，選項D正確.

答案D

11.[2012?海南單科，1711）,4分]（難度★★★）（多選）兩分子間的斥力和引力的

合力廠與分子間距離/的關系如圖中曲線所示，曲線與廣軸交點的橫坐標為ro.相距很

遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近.若兩分子相距無窮遠時分子勢能為

零，下列說法正確的是（）

A.在h打階段，尸做正功，分子動能增加，勢能減小

B.在Zn.階段，〃做負功，分子動能減小，勢能也減小

C.在T=To時，分子勢能最小，動能最大

D.在時，分子勢能為零

E.分子動能和勢能之和在整個過程中不變

解析由￡/圖可知:

在萬刃階段，當r減小時，尸做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故選項A正

確.

在入打階段，當z?減小時，尸做負功，分子勢能增加，分子動能減小，故選項B錯

誤.

在萬時，分子勢能最小，動能最大，故選項C正確.

在T=ro時，分子勢能最小，但不為零，故選項D錯誤.

在整個相互接近的過程中分子動能和勢能之和保持不變，故選項E正確.

答案ACE

考點二固體液體氣體

1.[2015?新課標全國I,33（1）,5分]（難度★★）（多選）下列說法正確的是（）

A.將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體

B.固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學性質(zhì)

C.由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體

D.在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶

體

E.在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變

解析晶體有固定的熔點，并不會因為顆粒的大小而改變，即使敲碎為小顆粒，仍舊

是晶體，選項A錯誤；固體分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上光學性質(zhì)不

同，表現(xiàn)為晶體具有各向異性，選項B正確；同種元素構成的可能由于原子的排列方

式不同而形成不同的晶體，如金剛石和石墨，選項C正確；晶體的分子排列結構如果遭

到破壞就可能形成非晶體，反之亦然，選項1）正確；熔化過程中，晶體要吸熱，溫度不變,

但是內(nèi)能增大，選項E錯誤.

答案BCD

2.[2014?新課標全國H,33（1）,5分]（難度（多選）下列說法正確的是（)

A.懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉分子的然運動

B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結果

c.彩色液晶顯示器利用r液晶的光學性質(zhì)具有各向異性的特點

D.高原地區(qū)水的沸點較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故

E.干濕泡濕度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸

發(fā)吸熱的結果

解析水中花粉的布朗運動，反映的是水分子的熱運動規(guī)律，則A項錯；正是表面

張力使空中雨滴呈球形，則B項正確；液晶的光學性質(zhì)是各向異性，液晶顯示器正是

利用了這種性質(zhì)，C項正確；高原地區(qū)大氣壓較低，對應的水的沸點較低，D項錯誤；因為

紗布中的水蒸發(fā)吸熱，則同樣環(huán)境下濕泡溫度計顯示的溫度較低，E項正確.

答案BCE

3.（2014?廣東理綜，17,6分）（難度★★★）（多選）用密封性好、充滿氣體的塑料袋

包裹易碎品，如圖所示，充氣袋四周被擠壓時，假設袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，則袋內(nèi)

氣體（）

A.體積減小，內(nèi)能增大

B.體積減小，壓強減小

C.對外界做負功，內(nèi)能增大

【）.對外界做正功，壓強減小

解析袋內(nèi)氣體與外界無熱交換即go,袋四周被擠壓時，體積P減小，外界對氣

體做正功，根據(jù)熱力學第一定律氣體內(nèi)能增大，則溫度升高，由*常數(shù)知壓

強增大，選項A、C正確，B、D錯誤.

答案AC

4.（2014?大綱全國，16,6分）（難度★★）（多選）對于一定量的稀薄氣體，下列說法

正確的是（）

A.壓強變大時，分子熱運動必然變得劇烈

B.保持壓強不變時，分子熱運動可能變得劇烈

C.壓強變大時，分子訶的平均距離必然變小

D.壓強變小時，分子間的平均距離可能變小

解析對一定量的稀薄氣體，壓強變大，溫度不一定升高，因此分子熱運動不一定

變得劇烈，A項錯誤；在保持壓強不變時，如果氣體體積變大，則溫度升高，分子熱運動變

得劇烈，選項B正確；在壓強變大或變小時，氣體的體積可能變大，也可能變小或不變，

因此選項C錯，D對.

答案BD

5.（2013?廣東理綜，18,6分）（難度（多選）如圖所示為某同學設計的噴水裝置，

內(nèi)部裝有2L水，上部密封1atm的空氣0.5L.保持閥門關閉，再充入1atm的空氣

0.1L.設在所有過程中空氣可看做埋想氣體,且溫度不變，下列說法正確的有（）

A.充氣后，密封氣體壓強增加

B.充氣后，密封氣體的分子平均動能增加

C.打開閥門后，密封氣體對外界做正功

D.打開閥門后，不再充氣也能把水噴光

解析充氣后氣體溫度不變，分子平均動能不變，分子數(shù)密度增加，壓強增力口，所以

A正確、B錯誤；打開閥門，氣體膨脹對外做功，C正確.對裝置中氣體由玻意爾定律得

1atmXO.6L=RX2.5L,得R=0.24atm<R,故不能將水噴光，D錯誤.

答案AC

6.[2012?福建理綜,28（2）,6分]（難度★★）空氣區(qū)縮機的儲氣罐中儲有1.0atir的

空氣6.0L,現(xiàn)再充入LDatm的空氣9.0L.設充氣過程為等溫過程,空氣可看做理想氣

體，則充氣后儲氣罐中氣體壓強為（）

A.2.5atmB.2.0atmC.1.5atmD.1.0atm

解析可把此過程等效為將體積為(6.0L+9.0L)、壓強為1.0atm的空氣等溫

壓縮到體積為6.0L的儲氣罐中，對此過程由玻意耳定律得P\Vx=p>V>.解得R=%=

2.5atm.

答案A

7.(2012?重慶理綜，16,6分)(難度★★★)圖為伽利略設計的一種測溫裝置示意

圖，玻璃管的上端與導熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量

的空氣.若玻璃管內(nèi)水柱上升，則外界大氣的變化可能是()

A.溫度降低，壓強增大B.溫度升高，壓強不變

C.溫度升高，壓強減小D.溫度不變，壓強減小

解析設玻璃泡中氣體壓強為夕，外界大氣壓強為",則/力，且玻璃泡

中氣體與外界大氣溫度相同.液柱上升，玻璃泡內(nèi)空氣體積減小，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)

方程牛=C可知，管大，即勺-變大，B、C、D均不符合要求，A正確.

答案A

8.[2013?福建理綜,29(2),6分](難度某自行車輪胎的容積為K里面已有

壓強為R的空氣，現(xiàn)在要使輪胎內(nèi)的氣壓增大到夕，設充氣過程為等溫過程，空氣可看做理

想氣體，輪胎容積保持不變，則還要向輪胎充入溫度相同，壓強也是R,體積為

的空氣.(填選項前的字母)

N.-VB.-K

PA

C.(--1)VD.(-+1)V

P)P)

解析設需充入體積為r的空氣，以「、片體積的空氣整體為研究對象，由理

想氣體狀態(tài)方程有0)=3,得r=(之一1)K

答案c

9.[2015?新課標全國I,33（2）,10分]（難度★★★★）如圖，一固定的豎直汽缸

由一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞.已知大活塞的質(zhì)量為協(xié)=2.50

kg,橫截面積為S=80.0cm2；小活塞的質(zhì)量為股=1.50kg,橫截面積為￡=40.0

cm2；兩活塞用剛性輕桿連接,間距為J=40.0cm；汽缸外大氣的壓強為夕=1.00X10,Pa,

溫度為7=303K.初始時大活塞與大圓筒底部相距今兩活塞間封閉氣體的溫度為7；=495K.

現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移.忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速

度大小g取10m/s2.求：

（i）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；

（ii）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，扛內(nèi)封閉氣體的壓強.

解析（i）大小活塞在緩慢下移過程中，受力情況不變，汽缸內(nèi)氣體壓強不變，由

蓋一呂薩克定律得義=5

/I12

初狀態(tài)（S+S）,方=495K

末狀態(tài)皈=/￡

2

代入可得力=可不=330K

（ii）對大、小活塞受力分析則有

可得口=1.IXIO,p￡

缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡過程中，氣體體積不變，由查理定律得詈自

四=7=303K

解得僅=1.01X10,PA

答案（i）330K（ii）1.01X105Pa

10.[2015?新課標全國I【，33（2）,10分]（難度★★★）如圖，一粗細均勻的U形管豎

直放置，4側(cè)上端封閉，一側(cè)上端與大氣相通，下端開匚處開關K關閉；月側(cè)空氣柱的長度

為1=10.0cm,8側(cè)水銀面比/I側(cè)的高力=3.0cm.現(xiàn)將開關K打開，從U形管中放出部

分水銀，當兩側(cè)水銀面的高度差為h尸10.0cm時將開關K關閉.已知大氣壓強自=75.0

cmHg.

AB

（i）求放出部分水銀后力側(cè)空氣柱的長度;

（ii）此后再向6側(cè)注入水銀，使從4兩側(cè)的水銀面達到同一高度，求注入的水

銀在管內(nèi)的長度.

解析（i）以cmHg為壓強單位.設A側(cè)空氣柱長度7=10.0cm時的壓強為夕；當兩

側(cè)水銀面的高度差為力=10.0cm時,空氣柱的長度為k壓強為0.

由破意耳定律得pJ=piJi?

由力學平衡條件得2="+施）

打開開關K放出水銀的過程中，8側(cè)水銀面處的壓強始終為外，而/I側(cè)水銀面處的

壓強隨空氣柱長度的增加逐漸減小,B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小，直至8側(cè)水銀面

低于力側(cè)水銀面力為止.日力學平衡條件有

一九③

聯(lián)立①②③式，并代入題給數(shù)據(jù)得九=12.0cm@

（ii）當4月兩側(cè)的水銀面達到同一高度時，設力側(cè)空氣柱的長度為人壓強為R.

由玻意耳定律得pl=pJ?⑤

由力學平衡條件有Q=R⑥

聯(lián)立②⑤⑥式，并代入題給數(shù)據(jù)得4=10.4cm?

設注入的水銀在管內(nèi)的長度八方，依題意得

bh=2(7,-72)+A?

聯(lián)立④⑦⑧式，并代入題給數(shù)據(jù)得△方=13.2cm⑨

答案(i)12.0cm(ii)13.2cm

11.[2015?江蘇單科，12A(3)](難度★★)給某包裝袋充入氮氣后密封，在室溫下，

袋中氣體壓強為1個標準大氣壓、體積為1L.將其緩慢壓縮到壓強為2個標準大氣壓時，

氣體的體積變?yōu)?.45L.請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣.

解析若不漏氣,設加壓后的體積為匕由等溫過程得：代入數(shù)據(jù)得匕

=0.5L,因為0.45L<C.5L,故包裝袋漏氣.

答案漏氣

12.[2015?重慶理綜，1()(2),6分](難度北方某地的冬天室外氣溫很低，吹

出的肥皂泡會很快凍結.若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為7,壓強為小肥皂泡凍結后

泡內(nèi)氣體溫度降為%整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體,不計體積和質(zhì)量變化，大氣壓

強為私求凍結后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強差.

解析對泡內(nèi)氣體由查理定律得

內(nèi)外氣體的壓強差為△夕=夕2—R②

為

聯(lián)立①②式解得A0一R③

1\

小田72

答案?一R

13.[2015?山東理綜，37(2)](難度★★★)扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生

被頂起的現(xiàn)象.如圖，截面枳為S的熱杯蓋扣在水平京面上，開始時內(nèi)部封閉氣體的溫

度為300K,壓強為大氣壓強R.當封閉氣體溫度上升至303K時，杯蓋恰好被整體頂起，

放出少許氣體后又落回桌面，其內(nèi)部氣體壓強立刻減為6,溫度仍為303K.再經(jīng)過一段

時間，內(nèi)部氣體溫度恢復到300K.整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體.求:

(i)當溫度上升到303K且尚未放氣時，封閉氣體的壓強：

(ii)當溫度恢復到300K時，啜直向上提起杯蓋所需的最小力.

解析(i)以開始封閉的氣體為研究對象，由題意可知，初狀態(tài)溫度T。=300K,

壓強為R：末狀態(tài)溫度刀=303K,壓強設為。，由查理定律得

齊加

代入數(shù)據(jù)得

1-01R②

(ii)設杯蓋的質(zhì)量為例剛好被頂起時，由平衡條件得

P\S—0)S+m1g(③

放出少許氣體后，以杯蓋內(nèi)的剩余氣體為研究對象，由題意可知，初狀態(tài)溫度舅=

303K,壓強°=/為，末狀態(tài)溫度￡=300K,壓強設為私由查理定律得

六

設提起杯蓋所需的最小力為凡由平衡條件得

F+pS=RS+m電

聯(lián)立②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)得

201

'=1010()6S=602a5@

答案(i)1.01A(ii)0.02RS

14.[2014?新課標全國I,33(2),9分](難度★★★)一定質(zhì)量的理想氣體被活塞

封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi)，汽缸壁導熱良好，活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動.開

始時氣體壓強為P，活塞下表面相對于汽缸底部的高度為力,外界的溫度為幾現(xiàn)取質(zhì)量

為切的沙子緩慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完時，活塞下降了力/4.若此后外界的溫友變

為。求重新達到平衡后氣體的體積.已知外界大氣的壓強始終保持不變，重力加速度大

小為g.

解析設汽缸的橫截面積為S,沙子倒在活塞上后，對氣體產(chǎn)生的壓強為△夕，由

玻意耳定律得

phS=(p+Ap)(/?—^/?)S?

解得△2

外界的溫度變?yōu)閞后，設活塞距底面的高度為力’.根據(jù)蓋一呂薩克定律，得

(T)$力，SQ

T~~

/01

QT

解得"=土施

4lo

據(jù)題意可得△0=

氣體最后的體積為V=Sh'?

9mghT

聯(lián)立②④⑤⑥式得v=

4%

9儂"

答案

4%

15.[2014?新課標全國I"33（2）,10分]（難度★★★）如圖，兩汽缸力、6粗細均

勻、等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的細管連通，力的直徑是6的2倍，力上端封

閉，8上端與大氣連通；兩汽缸除/H頁部導熱外，其余部分均絕熱.兩汽缸中各有一厚度

可忽略的絕熱輕活塞a、A活塞下方充有氮氣，活塞a上方充有氧氣.當大氣壓為R、外界

和汽缸內(nèi)氣體溫度均為7℃且平衡時，活塞a離汽缸頂?shù)木嚯x是汽缸高度的;，活塞6在

汽缸正中間.

（i）現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當活塞。恰好升至頂部時，求氮氣的溫度;

S繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升.當活塞a上升的距離是汽缸高度畦時，求

氧氣的壓強.

解析（i）活塞〃升至頂部的過程中，活塞a不動，活塞a、。下方的氮氣經(jīng)歷等

壓過程.設汽缸力的容積為飴，氮氣初態(tài)體積為％,溫度為7；；末態(tài)體積為匕溫度為久.

按題息，汽缸夕的容枳為場/4,山題給數(shù)據(jù)和蓋一呂薩克定律有

冶那①

31

4=消+彳％=%②

1=1?

由①②③式和題給數(shù)據(jù)得

￡=320K?

(ii)活塞6升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞a開始向上移動，直至活塞上

升的距離是汽缸高度的4時，活塞a上方的氧氣經(jīng)歷等溫過程.設氧氣初態(tài)體枳為匕'

10

壓強為;末態(tài)體積為右，壓強為R'.由題給數(shù)據(jù)和玻意耳定律有

13

=彳/，=77%⑤

V\4B'=R,lVb2'

pi'V\'=plVz'⑥

由⑤⑥式得

4

答案(i)320K(ii)-p.

16.[2014?山東理綜，37(2)](難度★★★)一種水下重物打撈方法的工作原理如

圖所示.將一質(zhì)量,-3X1()'kg、體積%=0.5nf的重物摑綁在開口朝下的浮筒上.向浮筒

內(nèi)充入一定量的氣體，開始時筒內(nèi)液面到水面的距離力=

40m,筒內(nèi)氣體體積匕=1ml在拉力作用下浮筒緩慢上升，當筒內(nèi)液面到水面的距離

為九時，拉力減為零，此時氣體體積為以隨后浮筒和重物自動上浮.求上和4

已知大氣壓強外=1X10$Pa,水的密度0=1X10,kg/m：重力加速度的大小g=l()

m/sz.不計水溫變化，筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽

略.

解析當尸=0時，由平衡條件得

悔=pg（%+%）①

代入數(shù)據(jù)得

%=2.5m'②

設筒內(nèi)氣體初態(tài)、末態(tài)的壓強分別為。、由題意得

0=外+Pgh\③

Q=R+Pgh⑥

在此過程中筒內(nèi)氣體溫度和質(zhì)量不變，由玻意耳定律得

Pi匕=0〃竭

聯(lián)立②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)得

/?>=10m?

答案2.5ntl10m

17.[2014?重慶理綜，10（2）,6分]（難度如圖為一種減震墊，上面布滿了圓

柱狀薄膜氣泡，每個氣泡內(nèi)充滿體積為％,壓強為R的氣體，當平板狀物品平放在氣泡上

時，氣泡被壓縮.若氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體，其溫度保持不變，當體積壓縮到卜時氣

泡與物品接觸面的面積為S,求此時每個氣泡內(nèi)氣體對接觸面處薄膜的壓力.

解析設壓力為凡壓縮后氣體壓強為夕.

由外區(qū)=01/和F=pS得F=%sS.

答案專訪S

18.（2013?新課標全國II,33,15分）（難度★★★）（多選）（1）關于一定量的氣體，下

列說法正確的是（)

A.氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積，而不是該氣體所有

分子體積之和

B.只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低

C.在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強為零

D.氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加

E.氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高

（2）如圖所示，一上瑞開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置.玻璃管的下部封有長

4=25.0cm的空氣柱，中旬有一段長72=25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長度h=

40.0cm.已知大氣壓強為R=75.0cmHg.現(xiàn)將一活塞（圖中未畫出）從玻璃管開口處緩

慢往下推，使管下部空氣欄長度變?yōu)椤?20.0cm.假設活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞

下推的距離.

/,

解析（1）氣體體積為氣體分子所能到達的空間的體積,A正確；氣體分子熱運動

的劇烈程度表現(xiàn)為氣體溫度，B正確；氣體壓強是由氣體分子頻繁碰撞容器壁引起的，與重

力無關,C錯誤；由熱力學第一定律△〃=什/可知，D錯誤；由蓋一呂薩克定律知，等壓

過程中孑=乙P增大，則T增大，E正確.

（2）以cmHg為壓強單位.在活塞下推前，玻璃管下部空氣柱的壓強O=R+&①

設活塞下推后，下部空氣柱的壓強為。'，由玻意耳定律得

P\h=P\'1\'②

如圖所示，設活塞下推距離為△/，則此時玻璃管上部空氣柱的長度A'=13+（4

~h')一△/③

Jjp

r,

/;

設此時玻璃管上部空氣柱的壓強為o'，則

PA'="'—h?

由玻意耳定律得R，3=。'h'⑤

聯(lián)立①?⑤式及題給數(shù)據(jù)解得A7=15.0cm?

答案（l）ABE（2）15.0cm

19.[2013?新課標全國I,33（2）,9分]（難度★★★）如圖所示，兩個側(cè)壁絕熱、頂

部和底部都導熱的相同汽虹直立放置，汽缸底部和頂部均有細管連通.頂部的細管帶有

閥門K.兩汽缸的容積均為九汽缸中各有一個絕熱活塞（質(zhì)量不同，厚度可忽略）.開始時

K關閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體（可視為理想氣體），壓強分別為R和R/3：左

活塞在汽缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為％/4.現(xiàn)使汽缸底與一恒溫

熱源接觸，平衡后左活塞升至汽缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后打開K,經(jīng)過一

段時間，重新達到平衡已知外界溫度為K,不計活塞與汽缸壁間的摩擦.求:

而

（1）恒溫熱源的溫度T；

（2）重新達到平衡后左汽缸中活塞上方氣體的體積匕

解析（1）與恒溫度熱源接觸后，在K未打開時，右活塞不動，兩活塞下方的氣體

經(jīng)歷等壓過程，由蓋一口薩克定律得

出

7_7玲/4

不一5%/4①

7

由此得△②

□

（2）由初始狀態(tài)的力學平衡條件可知，左活塞的質(zhì)量比右活塞的大.打開K后，左活

塞下降至某一位置，右活塞必須升至汽缸頂，才能滿足力學平衡條件.

汽缸頂部與外界接觸，底部與恒溫熱源接觸，兩部分氣體各自經(jīng)歷等溫過程,設

左活塞上方氣體壓強為。由玻意耳定律得

pY.7?

7

（2+口）（2%—匕）=R?彳/④

聯(lián)立③④式得6「一1化一曲=0

其解為匕="⑤

另一解匕=一/%，不合題意，舍去.

71

答案（2）-V.

考點三熱力學定律與能量守恒定律

1.（2015?北京理綜，13,6分）（難度下列說法正確的是（）

A.物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小

B.物體對外做功，其內(nèi)能?定減小

C.物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加

D.物體放出熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能不變

解析由熱力學第一定律△〃三川+。可知，改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱

傳遞.若物體放熱。<0,但做功/未知，所以內(nèi)能不一定減小，A選項錯誤；物體對外做功

/rV0,但。未知,所以內(nèi)能不一定減小，B選項錯誤：物體吸收熱量。>0,同時對外做功W

<0,(『+Q)可正、可負，所以內(nèi)能可能增加，故C選項正確；物體放出熱量K0,

同時對外做功W<0，所以A6<0,即內(nèi)能一定減小，D選項錯誤.

答案C

2.[2015?重慶理綜，10(1),6分](難度★★)某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓高

于清晨時的，且車胎體積增大.若這段時間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么

()

A.外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小

B.外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大

C.胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能減小

D.胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能增大

解析車胎體積增大，故胎內(nèi)氣體對外界做功，胎內(nèi)氣體溫度升高，故胎內(nèi)氣體內(nèi)

能增大，1)項正確.

答案D

3.[2015?福建理綜,29(2)](難度★★★)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a

經(jīng)過ab過程到達狀態(tài)b或者經(jīng)過ac過程到達狀態(tài)c.設氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度

分別為。和Z,在過程仍和ac中吸收的熱量分別為G和則()

P

2Po……|C

p0

0Vo2V0V

A.。>方，Q0>B.n>T(,Q“,VQ,c

C.Tb=T(,QAQ"D.Th=T(,Q”VQ,c

解析過程為等壓變化，由蓋一呂薩克定律得：學，得。=27”a過

/.flb

程為等容變化，由查理定律得：牛=華，得北=24所以。=北由熱力學第一定律：5-6：心

ia1c

+Q.、b=△Um

a-c：心+Qsc=△Uac

又能VO,go,△如=△爆則有QQQ.“故C項正確.

答案C

4.[2014?重慶理綜，10（1）,6分]（難度★★）重慶出租車常以天然氣作為燃料.加

氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，

則罐內(nèi)氣體（可視為理想氣體）（）

A.壓強增大，內(nèi)能減小

B.吸收熱量，內(nèi)能增大

C.壓強減小，分子平均動能增大

D.對外做功，分子平均動能減小

解析儲氣罐中氣體體積不變，氣體不做功，當溫度升高時，氣體壓強增大，氣

體內(nèi)能增大，分子平均動能增大；由熱力學第一定律可知，氣體一定吸熱，故選項B正

確.

答案B

5.[2014?新課標全國I,33（1）,6分]（難度★★）（多選）一定量的理想氣體從狀

態(tài)a開始,經(jīng)歷三個過程助、be、ca回到原狀態(tài)，其07圖象如圖所示.下列判斷正確

的是（）

A.過程他中氣體一定吸熱

B.過程be中氣體既不吸熱也不放熱

C.過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱

D.a、。和。三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小

E.。和c兩個狀態(tài)中,容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同

解析對封閉氣體，由題圖可知a-。過程，氣體體積/不變，沒有做功，而溫度7

升高，則為吸熱過程，A項正確；過程為等溫變化，壓強減小，體積增大，對外做

功，則為吸熱過程，B項錯；。一。過程為等壓變化，溫度7降低，內(nèi)能減少，體積『減小,

外界對氣體做功，依據(jù)外界對氣體所做的力小于氣體所放的熱，C項錯；溫度

是分子平均動能的標志，L<T?=T.,故D項正確；同種氣體的壓強由氣體的分子數(shù)密度

。和溫度T決定，由題圖可知〃，顯然E項正確.

答案ADE

6.[2014?山東理綜,37（1）]（難度★★）如圖，內(nèi)壁光滑、導熱良好的汽缸中用活

塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體.當環(huán)境溫度升高時，缸內(nèi)氣體.（雙選，填正

確答案標號）

A.內(nèi)能增加B.對外做功

C.壓強增大D.分子間的引力和斥力都增大

解析因汽缸導熱良好，故環(huán)境溫度升高時封閉氣體溫度亦升高，而一定質(zhì)量的理

想氣體內(nèi)能只與溫度有關，故封閉氣體內(nèi)能增大，A正確：因汽缸內(nèi)壁光滑，由活塞受力平

maV

衡有〃、S+m