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1、【大高考】（三年模拟精选）2016届高考物理 专题十三 热学（全国通用）A组基础训练1.（2015湖北六校调考）（1）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的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D.在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素E.当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大（2）如图所示，两个截面积均为S的圆柱形容器，左、右两边容器高均为H，右边容器上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的轻活塞（重力不计）
2、,两容器由装有阀门的极细管道（体积忽略不计）相连通.开始时阀门关闭,左边容器中装有热力学温度为T0的理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到平衡，此时被封闭气体的热力学温度为T，且TT0.求此过程中外界对气体所做的功.（已知大气压强为P0）解析（1）布朗运动是固体颗粒在液体中的运动，反应液体分子的运动， A正确； rr0时，随r增大分子力先增大再减小，分子势能增大，故B错误，C正确；分子之间存在间隙，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素，故D正确；温度升高，分子平均动能增大，但单个分子热运动的速率不确定，故
3、E错误.（2）打开阀门后，气体通过细管进入右边容器,活塞缓慢向下移动，气体作用于活塞的压强仍为p0，活塞对气体的压强也是p0设达到平衡时活塞的高度为x，气体的温度为T，根据理想气体状态方程得解得x（1）H此过程中外界对气体所做的功Wp0S（Hx）p0SH（2）答案（1）ACD（2）p0SH（2）2.（2015河北“五个一名校联盟”监测）（1）下列说法正确的是（）A.布朗运动就是液体分子的运动B.两分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力比引力减小得更快C.热力学温标的最低温度为0 K,它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一D.气体的温度越高，每个气体分子的
4、动能越大（2）如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，气缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定在A点，打开固定螺栓K,活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知ABh，大气压强为p0，重力加速度为g.求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定量理想气体的内能仅由温度决定）.解析（1）布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规则热运动的反映，故A错误；两分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力比引力减小得更快，故B正确；热力学温标的最低温度为0 K，它没有负值，它
5、的单位是物理学的基本单位之一，故C正确；气体的温度越高，气体分子的平均动能越大，平均速率越高，满足气体分子的速率分布率，但并非每个气体分子的动能都增大，故D错误.（2）设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡，则p0SmgpS解得pp0由于气体的温度不变，则内能的变化U0外界对气体做的功W（p0Smg）h由热力学第一定律UWQ可得QW（p0Smg）h即气体通过缸壁放热（p0Smg）h答案（1）BC（2）p0（P0Smg）h3.（2015云南三校联考）（1）关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（）A.扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存
6、在斥力的缘故C.两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都在增大D.如果两个系统分别于第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做内能E.两个分子间的距离为r0时，分子势能最小（2）如图所示,竖直放置的圆柱形气缸内有一不计质量的活塞，可在气缸内作无摩擦滑动，活塞下方封闭一定质量的气体.已知活塞截面积为100 cm2，大气压强为1.0105 Pa，气缸内气体温度为27，试求：若保持温度不变，在活塞上放一重物，使气缸内气体的体积减小一半，这时气体的压强和所加重物的重力；在加压重物的情况下，要使气缸内的气体恢复原来体积，应对气体加热，使温
7、度升高到多少摄氏度.解析（1）扩散现象是分子无规则运动的宏观表现,故A正确；压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，故B错误；两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都增大，故C正确；处于热平衡表明没有热量交换，而没有热量交换意味着两者的温度是一样的，但总的内能不一定一样，故D错误；当分子间rr0时，分子势能随分子间的距离增大而增大， 当分子间rr0时，随距离减小而增大， 当rr0时，分子势能最小，故E正确.（2）若保持温度不变，在活塞上放一重物,使气缸内气体的体积减小一半，根据理想气体的等温变化有p1V1p2V2其中p11105 PaV1VV2解得p22105 Pa由p2p0其中
8、S100104 m2102m2解得所加重物的重力G1 000 N在加压重物的情况下，保持气缸内压强不变，要使气缸内的气体恢复原来体积，应对气体加热，已知p32105 Pa，V3VT3T1（27327） K300 K根据理想气体状态方程得解得T3600 K所以tT3273327答案（1）ACE（2）2105 Pa1 000 N327 4.（2014湖北八市联考）（1）（多选）关于一定量的理想气体，下列说法正确的是.A.气体分子的体积是指每个气体分子平均所占有的空间体积B.只要能增加气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以升高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，
9、其内能不一定增加E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高（2）“拔火罐”是一种中医疗法,为了探究“火罐”的“吸力”，某人设计了如图实验.圆柱状汽缸（横截面积为S）被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与重物m相连,将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时（设此时缸内温度为t ）密闭开关K，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L.由于汽缸传热良好，重物被吸起,最后重物稳定在距地面L/10处.已知环境温度为27 不变，mg/S与1/6大气压强相当，汽缸内的气体可看做理想气体，求t值.解析（2）对汽缸内封闭气体，状态：p1p0V1LS，T1（273t） K状态：p
10、2p0p0V2LS，T2300 K由理想气体状态方程得解得t127 答案（1）BDE（2）127 5.2013陕西西工大附中测试,33（2）如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声.27 时，被封闭的理想气体气柱长L1为20 cm，水银上表面与导线下端的距离L2为5 cm.（1）当温度达到多少时，报警器会报警？（2）如果大气压降低，试分析说明该报警器的报警温度会受到怎样的影响？解析（1）温度升高时，下端气体做等压变化：，解得：T2375 K，即t2102 .（2）由玻意耳定律，同样温度下，大气压降低则下端气柱变
11、长，即V1变大.而刚好报警时V2不变，由可知，T2变小，即报警温度降低.答案（1）102 （2）降低B组能力提升1.（2015河北名校联盟监测）（1）下列说法中正确的是（）A.气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B.布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动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增大D.第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律E.某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏伽德罗常数可表示为NAV/V0（2）一高压气体钢瓶,容积为V0，用绝热材料制成，开始时封闭的气体压强为p0，温度为T0300 K
12、，内部气体经加热后温度升至T1350 K，求：温度升至T1时气体的压强；若气体温度保持T1350 K不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强再回到p0，此时钢瓶内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值为多少？解析（1）若外界对气体做的功大于气体放出的热量,则气体分子的平均动能增大，A项正确；布朗运动是悬浮固体小颗粒的运动，它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，B项正确；当分子力表现为斥力时，随着分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，C项正确；第二类永动机违反了热力学第二定律，D项错误；对于气体分子间的距离较大，气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故E项错误.（2）设升温
13、后气体的压强为p，由于气体做等容变化，根据查理定律得，又T0300 K，T1350 K解得pp0钢瓶集热器内气体的体积不变，则剩余气体的质量与原来总质量的比值为答案（1）ABC（2）p02.（1）下列说法正确的是（）A.温度越高，扩散现象越不明显B.橡胶无固定熔点，是晶体C.做功和热传递是改变物体内能的两种方式D.布朗运动是液体中分子无规则运动的反映E.第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律（2）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气,被活塞分隔成、两部分；已知活塞的质量为m,活塞面积为S，达到平衡时，这两部分气体的体积相等，如图（a）
14、所示；为了求出此时上部气体的压强p10，将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为31，如图（b）所示.设外界温度不变，重力加速度大小为g，求：图（a）中上部气体的压强p10.解析（1）温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越显著,A项错误；无固定熔点的固体，为非晶体，B项正确；改变物体的内能有两种方式，即做功和热传递，C项正确；布朗运动是液体中分子无规则运动的反映，D项正确；第二类永动机是效率为100%的热机,虽不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律，E项正确.（2）设汽缸倒置前下部气体的压强为p20，倒置后上下气体的压强分别为p2、p1，由力的平衡条件有p20p10p1
15、p2倒置过程中、两部分气体均经历等温过程，设气体的总体积为V0，由玻意耳定律得：p10p1p20p2解得p10答案（1）CDE（2）3.（2015中原名校豫南九校一模）（1）关于物体内能和热力学定律的说法正确的是（）A.物体内所有分子动能和分子势能的总和就是分子的内能B.第二类永动机的构想违背了热力学第二定律C.做功和热传递具有相同的物理本质D.物体没有做功时，物体吸热，物体的内能一定增加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（2）如图所示,一根长l75 cm、一端封闭的粗细均匀的玻璃管，管内有一段长h25 cm的水银柱,当玻璃管开口向上竖直放置时，管内水银柱封闭气柱的长度l1
16、36 cm.已知外界大气压强p75 cmHg，管内、外气体的温度不变.如果将玻璃管倒置，使开口竖直向下，问水银柱长度将是多少厘米？解析（1）物体内所有分子的动能和分子势能的总和就是物体的内能,A项错误；第二类永动机的构想违背了热力学第二定律，B项正确；做功和热传递具有不同的物理本质，C项错误；物体没有做功，即W0，物体吸热，Q0，由热力学第一定律得知，物体的内能一定增加,D项正确；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，E项正确.（2）若水银没有流出管外，管倒置后管内空气柱的长度为x0,管的横截面积为S，则倒置前、后有：p0100 cmHg，V0L1S,p050 cmHg，V0x0S0由玻意耳定
17、律得p0V0p0V0，即10036S50x0S解得x072 cm因为x0hl75 cm，可知有水银从管口流出设管倒置后空气柱长为x，则剩下的水银柱的长度必为（75x） cm，有：初态：p1100 cmHg，V136S末态：p175（75x） cmHgx cmHg，V1xS由玻意耳定律得：p1V1p1V1，即10036SxxS解得：x160 cm，x260 cm（舍去）即水银柱长度是：（7560） cm15 cm.答案（1）BDE（2）15 cm4.（2014山西太原一模）如图所示，导热的圆柱形汽缸放置在水平桌面上，横截面积为S、质量为m1的活塞封闭着一定质量的气体（可视为理想气体）,活塞与汽缸
18、间无摩擦且不漏气.总质量为m2的砝码盘（含砝码）通过左侧竖直的细绳与活塞相连.当环境温度为T时，活塞离缸底的高度为h，现使环境温度缓慢降为.（1）当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少？（2）保持环境温度为不变，在砝码盘中添加质量为m的砝码时，活塞返回到高度为h处，求大气压强p0.解析（1）环境温度缓慢降低过程中,汽缸中气体压强不变，初始时温度为T1T，体积为V1hS，变化后温度为T2，体积为V2h1S，由盖吕萨克定律有解得h1（2）设大气压强为p0，初始时体积V2h1Sp2p0变化后体积V3hSp3p0由玻意耳定律有p2V2p3V3解得p0答案（1）（2）5.（2014云南第一次检测）如图
19、所示，一端开口、内壁光滑的玻璃管竖直放置，管中用一段长H038 cm的水银柱封闭一段长L120 cm的空气，此时水银柱上端到管口的距离为L24 cm，大气压强恒为p076 cmHg，开始时封闭气体温度为t127 ，取0 为273 K.求：（1）缓慢升高封闭气体温度至水银开始从管口溢出，此时封闭气体的温度；（2）保持封闭气体温度不变,在竖直平面内缓慢转动玻璃管至水银开始从管口溢出，玻璃管转过的角度.解析（1）设玻璃管横截面积为S，初状态：V1L1S，T1t1273 K末状态：V2（L1L2）S，T2t2273 K据盖吕萨克定律有：代入数据解得：t287 .（2）初状态：V1L1S，p1p038
20、cmHg设玻璃管转过角度后水银开始溢出末状态：V2（L1L2）S，p2p038 cos cmHg据玻意尔定律有：p1V1p2V2解得：60答案（1）87 （2）606.2013湖北七市联考,33（2）如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，ABBCl0，且此时A、C端等高.平衡时，管内水银总长度为l0,玻璃管AB内封闭有长为的空气柱.已知大气压强为l0汞柱高.如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动到BC管水平，求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高？管内封入的气体可视为理想气体且温度不变.解析因为BC长度为l0，故顺时针旋转到BC水平时水银未流出.设BC管水平时
21、，管内空气柱长为x，管的横截面积为S，对管内气体，玻璃管转动前：p1l0 cmHg，V1S 玻璃管转动后： 由p2（pl0px）pl0，得p2x cmHg，V2xS对A中密闭气体，由玻意耳定律得l0SxxS联立解得xl0即：p2l0 cmHg答案l0 cmHg7.（2013吉林省吉林市二模）（1）如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中,汽缸的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态变化到状态，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是（）（填入正确选项前的字母）A.气体分子平均动能不变B.气体内能减少C.气体吸收热量D.气
22、体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现E.气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律（2）如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同，粗管横截面积是细管的2倍.管中装入水银，两管中水银面与管口距离均为12 cm，大气压强为p075 cmHg.现将粗管管口封闭，然后将细管管口用一活塞封闭并使活塞缓慢推入管中，直至两管中水银面高度差达6 cm为止.求： 左端液面下降多少？ 活塞下移的距离.（环境温度不变）解析（1）汽缸是导热的,封闭气体的温度始终与环境温度相同，保持不变，而温度是分子平均动能的标志，故A正确；一定质量的理想气体的内能仅仅与温度有关，内
23、能不变，B错误；气体内能不变，对外做功，根据热力学第一定律UWQ，可知气体吸收热量，C正确；气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，同时伴随着外力F的作用，即引起了其他的变化，所以此过程不违反热力学第二定律，E正确、D错误.（2）设细管的液面下降了x，则粗管液面上升了，根据题意：x6cm，得x4cm对粗管内的气体应用玻意耳定律：p1V1p1V17512Sp1（122）S解得末状态粗管中气体的压强p190cmHg则细管中气体末状态的压强为（906）cmHg设活塞下移y，对细管中的气体用玻意耳定律：p2V2p2V27512S（906）（124y）S解得：y6.625cm答案（1）ACE（2）4cm6.625cm