专题十八热学
专题十八、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4C,水血温度为17C,大气压强为1.0X105Pao当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原來的（）（取 =10m/s2, P = 1. OX 103kg/m3）（A） 12. 8 倍（B）8. 5 倍（C）3. 1 倍（D）2. 1 倍解析：湖底压强大约为3个人气压，由气体状态方程，当一气泡从湖底缓慢升到水而时，其体积约为原來的3.1倍，选项C正确。3. （2013髙考福建理综第29题）（1）下列四个图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能山随分子间距离r变化关系的图线是。（填选图下方的字母）叫乂fBCD解析：分孑间作用力仁0吋对应的分子势能Ep最小，能止确反映分子间作用力f和分子势能&随分子间距离r变化关系的图线是Bo4. （2013高考福建理综第29题）（2）某自行车轮胎的容积为V.甲而己冇压强为p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。，体积为的空气。（填选项前的字母）A. B. Zv C. （Z-l）V D.（上+l）V.PPoPoPo 解析：设要向轮胎充入体积为V，的空气,由玻意耳定律,poV+poV =pV,解得：V=（厶1）V,选项C正确。Po）B.液体分子的无规则运动称为布朗运动D.物体对外界做功，其内能一定减少5. （2013髙考北京理综第13题）下列说法止确的是（A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动C.物体从外界吸收热量，其内能一定增加答案：A解析：液体中悬浮微粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，这类现象称为和朗运动，选项A正确B错误。根据热力学第一定律，二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口然界的能量不断减少，形成能源危机觎析.由冰箱的T作过科表明压缩机工作，热量可以从低温物体向窩温物体传递选项A正确。空调机在制冷过程中，压缩机工作,从辛也终赞 室外放出的热量，选项B正确:根据热力学第一定衛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丿卜的可乂被利V、川的能暈不断减少，形成能源危机，而自然界的能量的能量是导恒的，选项D错误。7. （2013高考山东理综笫36 （1）题）（1）下列关于热现彖的描述正确的是（）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解析：根据热力学定律，热机的效率不对以达到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，一个系统为另一个系统达到热平衡时两系统温度相同，选项C止确。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体积，而不是该气体所有分子的体积Z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解析：市于气体分子Z间的作用力很小，气休分子可以口 rh运动，所以气体的体积指的是气休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Z 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。根据气体压强的产牛原因, 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，若同时対外做功，其内能不一定增加，还可能减小，选项D鉛误。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。（填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 止确答案标号。选对1个得3分，选対2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）D.分子势能先增人，后减小E.分子势能和动能Z和保持不变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，后减小解析：两个相距较远的分子仅在分子力作用下山静止开始运动，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。分子力先做止功，后做负功, 选项13正确。根据动能定理，分子动能先增人，后减小，选项C正确。分子势能先减小后增人，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latm的空气0. 5L保持阀门关闭，再充入latm的空气0. 1LO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考点：理想气体状态方程、分子的平均动能和关系、气体做功 解析：由pv二nRT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，由丁温度不变，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。山于桶内只有latm的空气0.1 L+0. 5>0. 6LO小于 容积21.,所以需要再充气才能把水喷光，选项D错谋。11. （2013高考江苏物理第12A题）A。选修3-3 （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后再冋到状态八。其中，AB和CtQ为等温过程，BtC 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o（A） AtB过程中，外界对气体做功（B） BtC过程小，气体分子的平均动能增大（C） C D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多（D） DT4过程中，气体分子的速率分布曲线不发牛变化（2）该循环过程中，内能减小的过程是（选填“ AtB”、“ BtC”、“CtD ”或“ D -> A ”）。若气体在A T B过程中吸收63kJ的热量，在CTD过程中放出38kJ的热量，则气体完成一次循坏对外做的功为kjo2（3）若该循环过程中的气体为lmol,气体在A状态时的体积为10L,在13状态时压强为A状态时的一。求气体在B状态时单位体积内的分子数。（已知阿伏3加德罗常数 心=6.0x102%，计算结果保留一位有效数字） 解析：（1）根据AtB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。BtC为绝热过程，没有与外界热交换，体积增人，气体对 外界做功，内能减小，所以3tC过程中，气体分于的平均动能减小，选项B错误。CtQ为等温过程，CtD过程中，体积减小，单位吋间内碰撞单位而 积器肇的分子数增多，选项C止确。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DtA过程中，气体分子的速率分布曲线向速度 人的移动，发生变化，选项D错误。（2）该循环过程中，内能减小的过程是BTC 由热力学第一定律，气体完成一次循环对外做的功为63kJ-38kJ二25kJ。等温过程pAVA = PliVB ,单位体积内的分子数兀=沁.解得n=出沁，代入数据得n=4 X 1025nf3o“BPaA12. （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V。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），压强分别为规和厂/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V0/4o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%,不计活塞与气缸壁I可的摩擦。求：（i）恒温热源的温度T;（ii）垂新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积V-解析：（i）lj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稈，由盖吕萨克定律得：L = ZV1, 解得：t=7 71/5 o% 5 匕/4（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。设在活塞上方气体压强 为P，由玻意耳定律得： 卄比,（p+p。）（2%-匕）=p？联立上述二式得：6 V； -紅-府二o其解为：K =丄&3442PqPq另一解K =-丄&不合题意，舍去。313. （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厶二25.0cm的空气柱，中间有一段111;11;恒温热源长厶二25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度7：f40. 0cm.已知人气压强为门）二75. OcmHg。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X =20. Ocm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下降的距离。次深潜实验中，“蛟龙”解析：以cmllg为压强单位。在活塞下推前，玻璃管上端空气柱的压强为：P二3+b，设活塞下推后下部空气柱的压强为q,由玻意耳定律得：pl= Pf 710如图，设活塞下推距离为】，则此时玻璃管上部空气柱的长度为：厶=厶+ 7- 1： -A7.设此时玻璃管上部空气柱压强为3，则3二p，_ 5由玻意耳定律得：心k o联立上述各式解得：A7-15.0cmo14. （2013高考山东理综第36 （2）题）（2）我国“蛟龙”号深海探测船载人F潜超七千米，再创载人深潜新纪录。在某号探测到990m深处的海水温度为280Ko某同学利用该数据來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P=l atm,封闭气体的体积Vo=3m2o如果将该气缸下潜至990ni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
