留在心里的印象作文【导与练】(浙江专用)2015高考物理大一轮总复习 配套三年真题突破全解全析 专题十五 热学IB部分

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专题十五 热学(IB部分)
高考试题
考点一 分子动理论 ★★★

1.(2013年新课标全国卷Ⅰ,33(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)
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
2.(2013年福建理综,29(1),6分)下列四幅图中 ,能正确反映分子间作用力f和分子势能E
p
随分子间距离r变化关系的图线是 .(填选图下方的字母)


3.(2012年广东理综,13,4分)清晨,草 叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠.这一物
理过程中,水分子间的( )
A.引力消失,斥力增大 B.斥力消失,引力增大
C.引力、斥力都减小 D.引力、斥力都增大
4.(2011年广东理综,13,4分)如图所示,两个接触面平滑的铅柱压 紧后悬挂起来,下面的铅
柱不脱落,主要原因是( )

A.铅分子做无规则热运动
B.铅柱受到大气压力作用
C.铅柱间存在万有引力作用
D.铅柱间存在分子引力作用
5.(2009年北京 理综,13,6分)做布朗运动实验,得到某个观测记录如图.图中记录的是
( )

A.分子无规则运动的情况
1

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B.某个微粒做布朗运动的轨迹
C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线
D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
6.(2011年江苏卷,12A(3 ),4分)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前,查阅
-13-3
数据手册得知 :油酸的摩尔质量M=0.283 kg·mol,密度ρ=×10 kg·m.若100滴油酸的
23-1
体积为1 mL,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少?(取N
A
=×10 mol,球的体
1
3
积V与直径D的关系为V=πD,结果保留1位有效数字)
6

考点二 气体实验定律 理想气体 ★★★★

1.(201 3年福建理综,29(2),6分)某自行车轮胎的容积为V,里面已有压强为p
0
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,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p
0
,体积为 的空气.(填选项前的字母)
p
0
p

pp
0
C.(
pp
-1)V D.(+1)V
p
0
p
0
2.(2013年广东理综,18,6分)如图为某同学设计的喷水装置,内部 装有2 L水,上部密封1
atm的空气0.5 L,保持阀门关闭,再充入1 atm的空气0.1 L,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
3.(2012年重庆理综,16,6分)如图为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻璃管的上端与导
热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃管内水柱上升,
则外界大气 的变化可能
是( )

A.温度降低,压强增大 B.温度升高,压强不变
C.温度升高,压强减小 D.温度不变,压强减小
2

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4.(2010年广东理综,15,4分)如图所示,某种自 动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会
封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力, 从而控制进水量.设温度不变,
洗衣缸内水位升高,则细管中被封闭的空气( )

A.体积不变,压强变小 B.体积变小,压强变大
C.体积不变,压强变大 D.体积变小,压强变小
5.(2012年福建理综,28(2),6分)空气压缩机的储气罐中储有 atm的空气6.0 L,现再充入
atm的空气9.0 L.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 atm
atm atm
6 .(2013年重庆理综,10(2),6分)汽车未装载货物时,某个轮胎内气体的体积为V
0
,压强为p
0
;
装载货物后,该轮胎内气体的压强增加了Δp.若轮胎内气体视为理 想气体,其质量、温度在装
载货物前后均不变,求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量.
7.(2013年新课标全国卷Ⅱ,33(2),10分)如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l
1
=25.0 cm的空气柱,中间有一段长为l
2
=25.0 cm的水银柱,上部空
气柱的长度l
3
=40.0 cm.已知大气压强为p
0
= cmHg.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l
1
′=20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞
下推的距离.

8.(2011年新课 标全国理综,33(2),9分)如图所示,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管,下
部有长l
1
=66 cm的水银柱,中间封有长l
2
=6.6 cm的空气柱,上部有长l
3
=44 cm的水银柱,此
时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p
0
=76 cmHg. 如果使玻璃管绕底端在竖直平面内
缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度 .封入的气体可视为
理想气体,在转动过程中没有发生漏气.

9.(2010年课 标全国理综,39(2),10分)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入小瓶中
液柱的长度均为l4.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l2,求此时
气缸内气体的压强.大气压强为p
0,重力加速度为g.
3

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考点三 内能 热力学定律 ★★★★

1. (2013年重庆理综,10(1),6分)某未密闭房间内的空气温度与室外的相同,现对该室内空
气 缓慢加热,当室内空气温度高于室外空气温度时( )
A.室内空气的压强比室外的小
B.室内空气分子的平均动能比室外的大
C.室内空气的密度比室外的大
D.室内空气对室外空气做了负功
2.(2013年新课标全国卷Ⅱ,33(1),5分)关于一定量的气体,下列说法正确的
是 .(填正确答案
标号)
A.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
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,气体对容器壁的压强为零
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
3.(2013年北京理综,13,6分)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
4.(2013年大纲全国卷,15,6分)根据热力学定律,下列说法中正确的是( )
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”
5.(2012年广东 理综,14,4分)景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推
杆前端粘着艾绒,猛推 推杆,艾绒即可点燃.对筒内封闭的气体,在此压缩过程中( )

A.气体温度升高,压强不变
B.气体温度升高,压强变大
C.气体对外界做正功,气体内能增加
D.外界对气体做正功,气体内能减少
6. (2011年广东理综,14,4分)图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了
一 定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动
的过程中( )
4

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A.外界对气体做功,气体内能增大
B.外界对气体做功,气体内能减小
C.气体对外界做功,气体内能增大
D.气体对外界做功,气体内能减小
7.(2012年新课标全国理综,33(1),6分)关于热力学定律,下列说法正确的是 (填入
正确选项前的字母).
A.为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量
B.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加
C.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功
D.不可能使热量从低温物体传向高温物体
E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
8.(2013年浙江自选模块,13,10分 )一定质量的理想气体,从初始状态A经状态B、C、D再回
到状态A,其体积V与温度T的关系如图所 示.图中T
A
、V
A
和V
D
为已知量.

(1)从状态A到B,气体经历的是 过程(填“等温”、“等容”或“等压”);
(2)从B到C的过程中,气体的内能 (填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)从C到D的过程中,气体对外 (填“做正功”、“做负功”或“不做功”),同时
(填“吸热”或“放热”);
(4)气体在状态D时的体积V
D
= .
9.(2013年山东理综,36,8分)(1)下列关于热现象的描述正确的一项是( )
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
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
(2 )我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米,再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验
中,“蛟龙” 号探测到990 m深处的海水温度为280 K.某同学利用该数据来研究气体状态随
海水深度的变化 ,如图所示,导热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T
0
=300 K,压强p
0
=
2
1 atm,封闭气体的体积V
0
=3 m.如果将该气缸下潜至990 m深处,此过程中封闭气体可视为
理想气体.
①求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强).

5

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②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.
10.(2013年江苏卷,12A,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,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A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 .
→B过程中,外界对气体做功
→C过程中,气体分子的平均动能增大
→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
→A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“A→B”、“B→C”、“C→D”或“D
→A”).若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量,在C→D过程中放出38 kJ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1 mol,气体在A状态时的体积为10 L,在B状态时 压强为A状
2
23-1
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N
A
=×10mol,计
3
算结果保留一位有效数字)
1 1.(2011年浙江自选模块,14,10分)吸盘是由橡胶制成的一种生活用品,其上固定有挂钩用
于悬挂物体.如图所示,现有一吸盘,其圆形盘面的半径为×1
0
?2
m,当其与天 花板轻轻接触
33
时,吸盘与天花板所围容积为×1
0
?5
m;按下吸盘时,吸盘与天花板所围容积为×1
0
?6
m,盘
5
内气体可看作与大气相通,大气压强为p
0
=×10 Pa.设在吸 盘恢复原状过程中,盘面与天花板
之间紧密接触,吸盘内气体初态温度与末态温度相同.不计吸盘的厚度 及吸盘与挂钩的重量.

(1)吸盘恢复原状时,盘内气体压强为
(2)在挂钩上最多能悬挂重为 的物体;
(3)请判断在吸盘恢复原状过程中盘内气体是吸热还是放热,并简述理由.
模拟试题
考点一 分子动理论
1.(2013泉州质检)关于热现象,下列说法中正确的是 .
A.热量不能从低温物体传到高温物体
B.布朗运动就是液体分子的无规则热运动
C.当分子间相互作用表现为斥力时,分子间距离越大则分子势能越大
D.当分子间相互作用表现为引力时,分子间距离越大则分子势能越大
2.(2012淄博市一模)以下说法正确的是 .
A.当分子间距离增大时,分子间作用力减小,分子势能增大
6

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B.某固体物质的摩尔质 量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N
A
,则该物质的分子体积为
V
0=
?
N
A
M

C.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
D.自然界发生的一切过程能量都是守恒的,符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生
3.(2012南京模拟)在“油膜法估测油酸分子的大小”试验中,有下列实验步骤:
①往边长约为40 cm的浅盆里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在
水面上.
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定.
③将画有油膜形状 的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计
算出油酸分子直径的大小. < br>④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中,记下量筒内增加一定体积时
的滴数 ,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是 .(填写步骤前面的数字)
333
(2)将1 cm的油酸溶于酒精,制成300 cm的油酸酒精溶液;测得1 cm的 油酸酒精溶液有50
2
滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0 .13 m.由此估算出
油酸分子的直径为
m.(结果保留1位有效数字) < br>4.(2012宿迁市模拟)某种油的密度为ρ,摩尔质量为M.取体积为V的油慢慢滴出,可滴n滴.< br>将其中1滴滴在水面上,形成面积为S的单分子油膜.试估算:
(1)阿伏加德罗常数;
(2)其中1滴油滴含有的分子数.

考点二 气体实验定律 理想气体
5.(2013湖北省八市高三3月联考)一定质量理想气体的状态变化如图所示,则该气
体 .

A.状态b的压强大于状态c的压强
B.状态a的压强大于状态b的压强
C.从状态c到状态d,体积减小
D.从状态a到状态c,温度不变
6.(2013浙江名校质检)对一定质量的理想气体,下列说法中正确的是 .
A.在体积缓慢地不断增大的过程中,气体一定对外界做功
B.在压强不断增大的过程中,外界对气体一定做功
C.在体积不断被压缩的过程中,内能一定增加
D.在与外界没有发生热量交换的过程中,内能一定不变
7.(2013湖南省十二校高三第 一次联考)如图所示,两端开口、粗细均匀的足够长的玻璃管插
在水银槽中,管的上部有一定长度的水银 ,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中.开启上
部连通左右水银的阀门A,当温度为300 K平衡时水银的位置如图(h
1
=h
2
=5 cm,L
1
=50 cm,),
大气压为75 cmHg.求:
7

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(1)右管内气柱的长度L
2
;
(2)关闭阀门A,当温度升至405 K时,左侧竖直管内气柱的长度L
3
.
8.(2013南昌市高三第一次模拟)一定 质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内如
2
图所示.活塞的质量为30 kg,截面积为S=100 cm,活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接,活塞
可沿气缸壁无摩擦滑动但不 漏气.开始时气缸水平放置,连接活塞和气缸底的弹簧处于自然
5
长度L
0
= 50 cm.经测量,外界气温为t=27 ℃,大气压强为p
0
=×10 Pa,将气缸从水平位置缓慢
地竖直立起,稳定后活塞下降了10 cm;再对气缸内气体逐渐加热,若活塞上升30 cm(g取10
2
ms),求:

(1)弹簧的劲度系数;
(2)气缸内气体达到的温度.
9.(201 3浙江名校质检)如图所示,一密闭的截面积为S的圆筒形气缸,高为H,中间有一活塞,
用一劲度系数 为k的轻弹簧吊着,活塞重为G,与气缸紧密接触不导热,若Ⅰ、Ⅱ气体是同种
气体,且质量、温度、压 强都相同时,活塞恰好位于气缸的正中央,设活塞与气缸壁间的摩擦
5
可不计,气缸内初始压强 为p
0
=×10 Pa,温度为T
0
,求:

(1)弹簧原长;
(2)如果将气缸倒置,保持气缸Ⅱ部分的温度不变,使气缸Ⅰ部分升温, 使得活塞在气缸内的
位置不变,则气缸Ⅰ部分气体的温度升高多少?

考点三 内能 热力学定律
10.(2013泉州市3月质检)“温泉水滑洗凝脂,冬浴温泉正当时”,在寒冷的冬天 里泡一泡温
泉,不仅可以消除疲劳,还可扩张血管,促进血液循环,加速人体新陈代谢.设水温恒定,则 温
泉中正在缓慢上升的气泡 .
A.压强增大,体积减小,吸收热量
B.压强增大,体积减小,放出热量
C.压强减小,体积增大,吸收热量
D.压强减小,体积增大,放出热量
11.(2013深圳市一模)下列说法正确的是 .
A.液体中悬浮的微粒越大,布朗运动越显著
B.两分子间距离增大时,分子间引力增大,斥力减小
C.第二类永动机不可能制成,因为它违反能量守恒定律
D.由热力学第二定律可知,热机效率不能达到100%
8

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12.(2013浙江名 校质检)如图所示,绝热的容器内密闭一定质量的气体(不考虑分子间的作
用力),用电阻丝缓慢对其加 热时,绝热活塞无摩擦地上升,下列说法中正确的是 .

A.单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少
B.电流对气体做功,气体对外做功,气体内能可能减少
C.电流对气体做功,气体又对外做功,其内能可能不变
D.电流对气体做功一定大于气体对外做功
13.(2013济宁市一模)一定质量的理想气 体经历了从A→B→C温度缓慢升高的变化过程,如
图所示,从A→B过程的pT图像和从B→C过程的 VT图像各记录了其部分变化过程,试求:

(1)从A→B过程外界对气体 (填“做正功”、“做负功”或“不做功”);气体将
(填“吸热”或“放热”).
(2)气体在C状态时的压强.
14.(2011浙江省诸暨中学高三模拟)(1)实验室内 ,某同学用导热性能良好的气缸和活塞将
一定质量的理想气体密封在气缸内(活塞与气缸壁之间无摩擦) ,活塞的质量为m,气缸内部
的横截面积为S.用滴管将水缓慢滴注在活塞上,最终水层的高度为h,如 图(甲)所示.在此过
程中,若大气压强恒为p
0
,室内的温度不变,水的密度为ρ, 重力加速度为g,则图(乙)中能反
映密闭气体状态变化过程的是 .


(2)题(1)中若初始时,活塞离气缸底部的高度为H,则活塞下降的高度为多少?此过程中气缸内气体吸热还是放热,说明理由.
15.(2013浙江名校质检)如图所示pV图中,一定质量 的理想气体由状态A经过ACB过程至
状态B,气体对外做功280 J,放出热量410 J;气体又从状态B经BDA过程回到状态A,这一过
程中外界对气体做功200 J.
(1)ACB过程中气体的内能如何变化?变化了多少?
(2)BDA过程中气体吸收还是放出多少热量?
9

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16.(2013浙江名校质检)如图所示,一定质量 的理想气体从状态A变化到状态B,再由状态B
变化到状态C.已知状态A的温度为300 K.

(1)求气体在状态B的温度;
(2)由状态B变化到状态C的过程中,气体是吸热还是放热?简要说明理由.
17.(20 13浙江名校质检)如图所示,一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定质量的理想
气体,活塞横截面 积为S,气体最初的体积为V
0
,气体最初的压强为
p
0
.气缸内壁 光滑且缸壁
2
是导热的.开始时活塞被固定,打开固定螺栓K,活塞下落,经过足够长时间后, 活塞停在B.设
周围环境温度保持不变,已知大气压强为p
0
,重力加速度为g.求:

(1)活塞停在B点时缸内封闭气体的体积V;
(2)整个过程中气体通过缸壁传递的热量Q.
10

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专题十五 热学(IB部分)
真题考点分类突破
考点一:分子动理论
【高考真题】
由分子力与距离间的关系图像可知,分子力应 先增大,后减小,再增大,所以选项A错;分子
靠近的过程中分子力先为引力,分子力做正功,再为斥力 ,分子力做负功,选项B正确;根据动
能定理可知分子动能先增大后减小,分子势能先减小后增大,分子 动能和分子势能之和保持
不变,所以选项C、E正确,D错误.
当r0
时,分子力表现为斥力,随分子间距离r增大,分子势能E
p
减小.当r>r
0时,分子力表
现为引力,随分子间距离r增大,分子势能E
p
增大.当r=r0
时,分子力为零,此时分子势能最小.
故选项B正确.
水汽凝结成水珠过程中,分子间距离变小,引力、斥力都增大,选项A、B、C错误,选项D
正确.
点评:本题考查分子间的引力、斥力随分子间距离的变化规律.注意该过程是由气态变成液
态.
铅柱不脱落的原因主要是铅柱间存在分子引力作用,选项D正确,选项A、B、C错误.
布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,而非分子的运动,故A项错误;既然
无规则所以微 粒没有固定的运动轨迹,故B项错误;对于某个微粒而言在不同时刻的速度大
小和方向均是不确定的,所 以无法确定其在某一个时刻的速度,故也就无法描绘其速度—时
间图线,故C项错误;故只有D项正确.
6.解析:一个油酸分子的体积V=
又V=πD
由以上两式得分子直径D=
3
6M

π
?
N
A
1
6
3
M

?
N
A
1?10
?8
m
3
12
最大面积S= ≈1×10 m.
D
答案:1×10 m
考点二:气体实验定律 理想气体
【高考真题】
取充入气体后的轮胎内的气体为研究对象,设充入气体体积为V′,则初态p
1
=p
0
,V
1
=V+V′;
末态p
2
=p,V
2
=V,
由玻意耳定律可得:p
0
(V+V′)=pV,
解之得:V′=(
p
-1)V,故选项C正确.
p
0
12
充气后气体的体积没有变化,但是单位体积内含有的分子个数增多 ,所以显然温度没有变
化,但压强会增大,选项A正确;由于温度是系统分子平均动能的量度,所以温度 不变,平均动
能也不变,选项B错误;打开阀门后,气体将推动液体流出,气体的体积膨胀,对外做功, 选项C
正确;随液体流出,内部气体体积增大,若水全部流出,根据玻意耳定律p
1
V
1
=p
2
V
2
,得
p
2
=
p
1
V
1
1?0.6
= atm= atm,小于外部气压,故水不会全部流出,选项D错误.
V
2
2.5
11

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

对于一定质量的理想气 体pV=CT,得出V=
CT
.当温度降低,压强增大时,体积减小,故选项A
p正确;当温度升高,压强不变时,体积增大,故选项B错;当温度升高,压强减小时,体积增大,
故 选项C错;当温度不变,压强减小时,体积增大,故选项D错.
洗衣缸内水位升高,则被封闭的空气的压强增加,由玻意耳定律可知空气的体积变小,故选
项B正确.
点评:本题是以现实生活模型为素材考查玻意耳定律的应用,从材料中提炼出物理模型是分
析该 类问题的关键.
空气充入前,气体压强p
1
= atm,
体积为V
1
=6.0 L+9.0 L=15.0 L,
空气充入后,气体压强为p
2
,体积为V
2
=6.0 L,
由玻意耳定律pV=C得p
1
V
1
=p
2
V
2< br>,
即p
2
=
p
1
V
1
1.0?1 5.0
= atm= atm.
V
2
6.0
故选项A正确,选项B、C、D错误.
6.解析:轮胎内气体做等温变化,根据玻意耳定律得
p
0
V
0< br>=(p
0
+Δp)(V
0
+ΔV)
解得ΔV=-
答案:-
?pV
0
.
p
0
??p
?pV
0

p
0
?? p
7.解析:以cmHg为压强单位.在活塞下推前,玻璃管下部空气柱的压强为
p
1
=p
0
+l
2

设活塞下推后,下部空气柱的压强为p
1
′,
由玻意耳定律得
p
1
l
1
=p
1
′l
1
′
如图,设活塞下推距离为Δl,则此时玻璃管上部空气柱的长度为

l
3< br>′=l
3
+l
1
-l
1
′-Δl
设此时玻璃管上部空气柱的压强为p
2
′,则
p
2
′=p
1
′-l
2

由玻意耳定律得
p
0
l
3
=p
2
′l
3
′
由各式及题给数据解得
Δl=15.0 cm.
答案:15.0 cm
8.解析:玻璃管开口向上时,空气柱的压强为p
1
=p
0
+ρgl
3

12

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ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度,玻璃管开口向下时,原来上部的水银有一部分流
出,封闭 端有部分真空,设此时开口端剩下的水银柱长度为l
3
′,
则气体压强p
2
=p
0
-ρgl
3
′=ρgl
1

玻璃管 开口向下时对空气柱,设其长度为l
2
′,玻璃管横截面积为S,由玻意耳定律,得:
p
1
·l
2
·S=p
2
·l
2
′·S
联立解得:l
2
′=12 cm,l
3
′=10 cm
玻璃管转动一周后,设空气柱长度为l
2
″,压强为p
3
,
由玻意耳定律p
1
·l
2
·S=p
3
·l
2″·S
其中p
3
=p
0
+ρgl
3
′
联立,解得:l
2
″≈9.2 cm.
答案:12 cm 9.2 cm
9.解析:设当小瓶内气体的长度为l时,压强为p
1
;当小瓶的底部恰好与液面相平 时,瓶内气
体的压强为p
2
,气缸内气体的压强为p
3
.
依题意p
1
=p
0
+ρgl
由玻意耳定律p
1
3l
1
S=p
2
(l-l)S
4
2
3
4
1
2
式中S为小瓶的横截面积.
联立,得p
2
=(p
0
+ρgl)
又有p
2
=p
3
+ρgl
联立,得p
3
=p
0
+
答案:p
0
+
3
2
3
2
1
2
3
2
1
2
?
gl
4
.
?
gl
4

考点三:内能 热力学定律
【高考真题】
未密闭房间内的空气在温度升高时等压膨胀,对外做功,密度减小,所以室内空气的压强始
终 等于室外的压强,故选项A、C、D错误.温度是分子平均动能的标志,选项B正确.
气体分子在空 间可自由移动,它能到达它所能到达的地方,因此气体体积应是气体分子所
能到达的空间,选项A正确; 分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,
选项B正确;气体压强的大小等于气体 分子作用在器壁单位面积上的压力,与失、超重无关,
选项C错误;由热力学第一定律可知气体吸收热量 的同时可对外做功,内能不一定增加,选项
D错误;气体等压膨胀,由
V
1
V
2
=可知温度一定升高,选项E正确.
T
1
T
2
悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动称为布朗运动,它反映了液体分子的无规则运动,则
选项A正确,B 错误;改变物体内能的方式有做功和热传递,当仅知道物体从外界吸收热量或
者物体对外界做功时无法判 断物体内能的变化,选项C、D错误.
热力学第二定律的表述之一是热量不能自发地从低温物体传到 高温物体,即自发热传递具
有方向性,选项A中热量并非自发地从低温物体传到高温物体,选项A正确; 空调机制冷过程
中一方面从室内吸收热量同时所消耗电能中的一部分又变为热量散失在室内,使排放到室 外
的热量多于从室内吸收的热量,选项B正确;由热力学第二定律的另一表述“不可能从单一热
13

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库吸收热量,使之 完全变成功,而不产生其他影响”可知选项C错误;由能量守恒定律知,能量
总是守恒的,只是存在的形 式不同,选项D错误.
猛推推杆,压缩气体,未来得及发生热传递,由热力学第一定律ΔU=Q+W 知套筒内气体的内
能增加,而一定质量的筒内气体可视为理想气体,其内能仅与温度有关,内能增加,则 温度T
上升,由
pV
=C可知压强p增大,选项A错误,选项B正确;气体体积减小, 外界对气体做正功,
T
气体内能增加,选项C、D错误.
点评:(1)要注意关键字 眼和隐含条件,“猛推”表明体积减小,同时热传递尚未发生,“筒内
气体”可视为理想气体.
(2)要找到ΔU=Q+W和
pV
=C的结合点,综合考虑.
T
M向下滑动,气体体积减小,外界对气体做功,又不与外界发生热交换,由热力学第一定律
可知,气体的 内能增大,选项A正确,B、C、D错误.
增加物体的内能,可以对物体做功或向它传递热量,也可 以既对物体做功又对物体传递热
量,选项A正确;对某物体做功时,物体可能吸热或放热,不一定会使该 物体的内能增加,选项
B错误;不可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,而不产生其他影响,但产 生其他影响
时,就可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,选项C正确;热量不能自发的从低温物体
传向高温物体,而在产生其他影响时就可以使热量从低温物体传向高温物体,例如冰箱,选项
D 错误;功可以全部变成热,而热不能全部变成功,所以功转变为热的实际宏观过程是不可逆
的,选项E正 确.
8.解析:题目中给出了四个不同状态的体积和温度.
(1)A→B过程,体积不变,是等容过程.
(2)B→C过程,体积减小,说明外界对气体 做功,但气体的温度不变,所以气体的内能也不变,
说明此过程放热.
(3)C→D过程,气 体的体积减小,温度降低,说明外界对气体做正功(或者说气体对外界做负
功),且气体的内能减小,由 热力学第一定律知,是放热过程.
(4)由题图知,D→A过程是等压过程,则有
V
A
V
D
T
=,得V
D
=
D
V
A< br>.
T
A
T
D
T
A
T
D
V
A

T
A
答案:(1)等容 (2)不变 (3)做负功 放热 ( 4)
9.解析:(1)根据热力学第二定律,热机的效率不可能达到100%,选项a错误;做功是通过 能量
转化改变系统内能的,而热传递是通过内能的转移改变系统的内能,选项b错误;达到热平衡
的标准是温度相同,选项c正确;单个分子的运动是无规则的,但大量分子运动的速率分布是
具有统计 规律的,选项d错误.
(2)①当气缸下潜至990 m时,设封闭气体的压强为p,温度为T,体积为V,由题意知p=100
atm.
理想气 体状态方程为
-23
p
0
V
0
pV
=,代入数据得
T
0
T
V=×10 m.
②由于下潜过程中封闭气体温度降低,内 能减小,封闭气体体积减小,外界对气体做功,由热
力学第一定律知气体必放出热量,且传递的热量大于 外界对气体所做的功.
-23
答案:(1)c (2)①×10 m ②放热 大于
10.解析:(1)A→B过程中,气体体积变大,气体对外做功,选项A错误;B→C为绝热过程,气体体积增大,气体对外界做功,内能减小,温度降低,气体分子的平均动能减小,选项B错误;C→
1 4

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D为等温过程,气体 的温度不变,体积减小,单位体积内的分子数增多,故单位时间内碰撞单
位面积器壁的分子数增多,选项 C正确;D→A过程中,气体的体积减小,外界对气体做功,气体
的内能增加,温度升高,因此气体分子 的速率分布曲线的最大值向速率大的方向偏移,选项D
错误.
(2)该循环过程中,B→C气 体温度降低,内能减小.由于一个循环中气体的内能不变,B→C、D
→A是绝热过程,没有热量交换, 因此整个过程吸收的热量为63 kJ-38 kJ=25 kJ,根据热力学
第一定律可知,对外做的功为25 kJ.
(3)A→B为等温过程,由玻 意耳定律,p
A
V
A
=p
B
V
B
, 则V
B
=
p
A
V
A
p
A
V< br>A
==15 L.
2
p
B
p
A
3
N
A
,
V
B
-3
单位体积内的分子数n=
25
代入数据得n=4×10 m.
25-3
答案:(1)C (2)B→C 25 (3)4×10 m
11.解析:(1)吸盘恢复原状过程中,由玻意耳定律有
p
0
V
1
=p
2
V
2
得
p
0
V
1
1.0?10
5
?2.0?10
?6< br>4
p
2
== Pa=×10 Pa.
?5
1.0?10
V
2
(2)设最多挂重为G的物体,
对吸盘有p
0
S=G+p
2
S,
2
其中S=πr,解得G≈100 N.
(3)盘内气体温度不变,则内能不变,体 积增大,对外做功,由热力学第一定律可知,气体必吸
热.
4
答案:(1)×10 Pa (2)100 N (3)吸热,理由见解析
三年模拟能力提升
在没有外界影响的 情况下,热量才不能从低温物体传到高温物体,选项A错误;布朗运动是
固体小颗粒的运动,它间接地反 映了周围液体分子的无规则热运动,选项B错误;当分子间相
互作用表现为斥力时,随着分子间距离的增 大,分子力做正功,分子势能减小,选项C错误;当
分子间相互作用表现为引力时,分子间距离增大,分 子力做负功,分子势能增大,选项D正确.
当分子间距离小于平衡位置距离的情况下,分子间表现为 斥力,若分子间距离增大,分子力
做正功,分子势能减小,故选项A错.固体物质的摩尔体积V=
该物体的分子体积V
0
=
M
,固体分子间的空隙很小,则
?
VM
=,故选项B错.自然界发生的一切过程能量都是守恒的,符合
N
A
?
N
A
能量守恒定律的宏观过程不是都能自然发生,例如热量不能自发地从低温物体传到 高温物体,
故选项D错.
3.解析:(1)实验步骤为④①②⑤③.
(2)根据纯 油酸的体积V和油膜面积S,可计算出油膜的厚度L,把油膜厚度L视为油酸分子的
直径,则L=
V1
333
,每滴油酸酒精溶液的体积是 cm,而1 cm的油酸溶于酒精,制成300 cm
S50
11
3
· cm,则根据题目要
30050
的油 酸酒精溶液,则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是V=
求保留一位有效数字可知油酸分子的直径为5 ×10 m.
-10
15

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

答案:(1)④①②⑤③
-10
(2)5×10
4.解析:( 1)油分子的直径为d=
1摩尔油的体积为V
mol
=
M
,
?
6Mn
3
S
3
V
mol
=.
1
3
π
?
V
3
π
d
6
V
,
nS
所以阿伏加德罗常数为N
A
=
V
6n
2< br>S
3
n
(2)1滴油含有的分子数为N==.
1
3
π
V
2
π
d
6
6n
2
S
3
6Mn
3
S
3
答案:(1) (2)
π
?
V
3
π
V
2
在VT图中VT图线是 通过原点的倾斜直线,压强p大时斜率小,所以p
b
>p
c
,选项A正确,B
错误;从状态c到状态d,气体体积增大,选项C错误;从状态a到状态c,气体体积不变,温度
升高,选项D错误.
当体积缓慢地不断增大时,气体一定对外界做功,选项A正确;而压强不断增 大时,气体体
积不一定减小,如仅温度升高,所以外界对气体不一定做功,选项B错误;在体积不断被压 缩
时,外界对气体做功,因气体与外界之间热量交换不确定,所以气体的内能不一定增加,选项
C错误;若气体与外界没有发生热量交换时,气体对外界做功或外界对气体做功,都可以使气
体的内能发 生变化,则选项D错误.
7.解析:(1)左管内气体压强:p
1
=p
0< br>+h
2
=80 cmHg,
右管内气体压强:p
2
=p
1
+h
1
=85 cmHg,
设右管内外液面高度差为h
3
,则p
2
=p
0
+h
3
,
得h
3
=10 cm,
则L
2
=L
1
-h
1
-h
2
+h
3
= 50 cm.
(2)设玻璃管截面积S,
对左侧管内的气体:p
1
=80 cmHg,V
1
=50S,T
1
=300 K.
当温度升至405 K时,设左侧管内下部的水银面下降了x cm,则有p
2
=(80+x) cmHg,
V
2
=L
3
S=(50+x)S,T
2
=405 K,
依
p
1
V
1
p
2
V
2=代入数据,解得x=10 cm.
T
1
T
2
所以左侧竖直管内气柱的长度L
3
=60 cm.
答案:(1)50 cm (2)60 cm
5
8.解析:(1)气缸水平 放置时,由于活塞处于平衡状态,有p
1
S=p
0
S,则p
1
=p
0
=×10 Pa,V
1
=L
0
S,
将气缸竖直放置稳定后,缸内气体压强为p
2
,体积为V
2
,
设弹簧的劲度系数为k,则
p
2
=p
0
+
mg?k?L
1

S
V
2
=(L
0
-ΔL
1
)S
气缸缓慢移动意为温度不变,根据玻意耳定律得
p
1
V
1
=p
2
V
2

代入数据可解出k=500 Nm.
16

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(2)对气体缓慢加热后,活塞上升30 cm,气体温度为T
3
,压强为p
3
,体积为V
3
,则 < br>p
3
=p
0
+
mg?k
?
?L
2< br>??L
1
?
S
,
V
3
=(L
0< br>+ΔL
2
-ΔL
1
)S,
T
1
=300 K.
由气态方程
p
1
V
1
p
3
V
3
=,
T
1
T
3
可解出T
3
=588 K.
答案:(1)500 Nm (2)588 K
9.解析:(1)对活塞,设弹簧伸长x,kx=G,
弹簧原长:l
0
=
HG
-.
2K

(2)末状态时对活塞受力分析,且F
N
=G,
则末态气体压强为p=p< br>0
+2
由查理定律有:
解得:T=T
0
+
p
0
p
=,
T
0
T
G
,
S
2GT
0
,
P
0
S
2GT
0
.
P
0
S
所以气缸Ⅰ部分气体的温度升高
答案:(1)
2GT
0
HG
- (2)
2K
P
0
S
气泡上升过程中温度不变,内能不变,pV=常数.随 着气泡的上升,压强减小,体积增大,对外
做功,吸收热量,选项C正确.
液体中悬浮微粒 的布朗运动是由周围液体分子的不平衡碰撞作用造成的,微粒越大布朗运
动越不明显,选项A错误;随着 两分子间距离的增大,分子间引力和斥力都减小,选项B错误;
第二类永动机不可能制成,因为它违反了 热力学第二定律,选项C错误.
该过程是等压膨胀过程,由于压强不变,体积增大,可知气体的温度 升高,分子平均动能增
大,但由于压强不变,所以单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少,在电阻丝 缓慢对其加
热中,.电流对气体做功,气体又对外做功,但由于温度升高,根据能量守恒,电流对气体做 功
一定大于气体对外做功,故选项A、D正确.
13.解析:(1)从A→B过程气体体积不变,不做功;气体温度升高吸收热量.
(2)从B→C过程:
p
B
V
B
pV
=
CC
,
TB
T
C
1?10
5
?2.5
p
C
?3
代入数据有=,
400
600
解得p
C
=×10 Pa.
5
答案:(1)不做功 吸热 (2)×10 Pa
14.解析:(1)气缸的导热 性能良好,所以在此过程中,气体温度不变.水缓慢滴注在活塞上,压
缩气体,气体体积减小,压强增大 ,选项A正确.
5
17

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

(2)以气缸内封闭气体为研究对象,开始时,气体体积为SH,气体压强为p
0< br>+mgS,水缓慢滴到
活塞上后,气体压强为p
0
+(m+ρSh)gS,设活 塞下降的高度为Δh,则气缸内封闭气体体积变
为S(H-Δh),由玻意耳定律,等温过程中理想气体 的压强与体积的乘积不变,可得
(p
0
+mgS)SH=[p
0
+ (m+ρSh)gS]S(H-Δh),
解得Δh=
?
ghSH
;外界对气 缸内气体做功,而气缸内气体温度不变即内能不变,所以
p
0
S?mg?
?< br>Shg
气缸内气体要放出热量.
答案:(1)A
(2)
?
ghSH
放出热量 理由见解析
p
0
S?mg??
Shg
15.解析:(1)ACB过程中W
1
=-280 J,Q
1
=-410 J,
由热力学第一定律有:U
B
-U
A
=W
1
+Q
1
=-690 J,
气体内能的减少量为690 J.
(2)因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数,BD A过程中气体内能变化量为U
A
-U
B
=690
J,
由题知W
2
=200 J,
由热力学第一定律有:U
A
- U
B
=W
2
+Q
2
,
得Q
2
=490 J,
即吸收热量490 J.
答案:(1)减少690 J (2)吸收490 J
16.解析:(1)由理想气体的状态 方程
得气体在状态B的温度T
B
=
p
A
V
A
p
B
V
B
=,
T
A
T
B
p< br>B
V
B
T
A
=1 200 K.
p
AV
A
(2)由状态B到状态C,气体做等容变化,由查理定律得:
p
p
B
p
C
=,则T
C
=
C
T
B=600 K
T
B
T
C
P
B
气体由状态B到 状态C为等容变化,不做功,但温度降低,内能减小.根据热力学第一定律Δ
U=W+Q,ΔU<0,W =0,故Q<0,可知气体要放热.
答案:(1)1 200 K (2)放热,理由见解析
17.解析:(1)设活塞在B处时被封闭气体的压强为p,活塞受力平衡:p
0
S+mg= pS
解得p=p
0
+
mg

S
1
2
由玻意耳定律:p
0
V
0
=pV
解得气体体积V=
p
0
V
0
s
.
2(p
0
s?mg)
(2)由于气体的温度不变,则内能的变化ΔU=0
活塞下降的高度为h=
V
0
V
-
s
s
整个过程中外界对气体做功W=(p
0
S+mg)h
根据热力学第一定律,ΔU=Q+W
解得Q=-(
p
0
mg
+)V
0

2
S
18

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

即气体通过缸壁向外界放出的热量为(
答案:(1)

p
0
mg
+)V
0
.
2
S
p
p
0
V
0
s
mg
(2)(
0
+) V
0

2
2(p
0
s?mg)
S
19