2020届高考物理一轮复习 专题17选修3-3热学计算题名校试题汇编

专题七选考部分第1讲热学(选修3-3模块)(建议用时:40分钟满分:90分)1.(15分)(1)(5分)下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点B.杯中的茶水慢慢冷却,该过程中有的水分子的运动速率反而增大了C.清晨时阳光透过窗户射入房间,观察到空中飞舞的粉尘在做布朗运动D.在南方的梅雨季节,湿衣服较不容易晾干,这是相对湿度较大的缘故E.空调可以把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外而不引起其他变化(2)(10分)如图所示,体积为V的汽缸由导热性良好的材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成体积相等的上下两部分,汽缸上部通过单向阀门K(气体只能进入汽缸,不能流出汽缸)与一打气筒相连.开始时,汽缸内上部分空气的压强为p0,现用打气筒向汽缸内打气.已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为的空气,当打气49次后,稳定时汽缸上下两部分的体积之比为 9∶1,重力加速度取g,外界温度恒定,不计活塞与汽缸间的摩擦,所有气体均可看成理想气体.求活塞的质量m.解析:(1)液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质具有各向异性,液晶显示器就是利用了液晶的这一特点,故A正确;当温度降低时,大部分的液体分子的速率减小,但个别液体分子的速率增加,故B正确;空中飞舞的粉尘的运动是由于气流的作用而引起的宏观运动,不是布朗运动,故C错误;在南方的梅雨季节,空气的相对湿度较大,蒸发变慢,湿衣服较不容易晾干,故D正确;根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸取热量使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,因此空调把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外需要消耗电能,故E错误.(2)以打入49次气体和缸内上部分气体为研究对象,开始时,V1=+49×=,p1=p0,打气49次后V2=,由玻意耳定律得p1V1=p2V2代入数据解得p2=6p0以下部分气体为研究对象,初态:V 3=,p3=p0+末态:V 4=,p4=p2+由玻意耳定律可知p3V3=p4V4,联立解得m=.答案:(1)ABD (2)2.(15分)(2019·河南洛阳模拟)(1)(5分)下列说法正确的是. (填正确答案标号)A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大B.处于完全失重的水滴呈球形,是液体表面张力作用的结果C.水蒸气的压强不再发生变化,说明蒸发和液化达到动态平衡D.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体E.一定质量的理想气体体积不变时,温度越高,单位时间内器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多(2)(10分)如图所示,粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,左管口封闭,管中一段水银在左管中封闭一段空气柱,空气柱长为6 cm,右管中水银液面离管口高度为4 cm,已知大气压强为76 cmHg,环境温度为300 K.①若将环境温度降低,使左右管中水银面相平,则环境的温度应降为多少?②若从右管口推入一个活塞,活塞与玻璃管内壁气密性好,缓慢推动活塞,使玻璃管两边水银面相平,则活塞在玻璃管中移动的距离为多少?解析:(1)在一定温度条件下,空气的相对湿度越大,水蒸发越慢,人就感到越潮湿,故当人们感到潮湿时,空气的相对湿度一定较大,但绝对湿度不一定大,故A错误;处于完全失重状态时,由于液体表面张力作用,水滴呈球形,故B正确;水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,水的蒸发与水蒸气的液化达到平衡,是一种动态平衡,故C正确;单晶体一定有规则的几何形状,而多晶体与非晶体没有天然规则的几何形状,故D错误;气体体积不变时,温度越高,由pV=CT知,气体的压强越大,由于单位体积内气体分子数不变,分子平均动能增大,所以单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多,故E正确.(2)①开始时,封闭气体的压强大小为p1=p0+h=78 cmHg降温后,两边液面相平时,封闭气体的压强大小为p2=p0=76 cmHg根据理想气体状态方程有=其中L1=6 cm,L2=5 cm,T0=300 K求得T=243.6 K.②设活塞移动的距离为x,两管中气体的压强为p,对左管中气体研究有p1L1S=pL2S对右管中气体研究有:p0L3S=p(L2-x)S其中L3=4 cm解得x=1.75 cm.答案:(1)BCE (2)①243.6 K ②1.75 cm3.(15分)(2019·山东潍坊模拟)(1)(5分)下列说法中正确的是.(填正确答案标号)A.一定质量的理想气体,当温度保持不变时,压缩气体,气体的压强会变大.这是因为气体分子的密集程度增加B.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的增大而减小C.因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫做热运动D.一定质量的理想气体的内能等于所有气体分子动能的总和E.当气体膨胀时,气体对外界做正功,因而气体的内能减小(2)(10分)如图所示,竖直圆筒是固定不动的,粗筒横截面积是细筒的3倍.细筒内封闭一定质量的理想气体Ⅰ,气柱长L1=25 cm,粗筒中A,B 两个轻质活塞间充满空气Ⅱ(可视为理想气体)气柱长L2=28 cm,在两个活塞之间的筒壁上有一个小孔,小孔与活塞A,B间距相等并与外面的大气相通.两活塞与筒壁间的摩擦不计.开始时,A,B两个活塞处于平衡状态,活塞A上方的水银高H=15 cm,水银面与粗筒上端相平.现使活塞B缓慢上移,直至将水银质量的推入细筒中,设在整个过程中气柱的温度不变,大气压强p0相当于75 cm高的水银柱产生的压强.求:①此时气体Ⅰ的压强.②活塞B向上移动的位移.解析:(1)根据压强的微观意义可知,一定质量的理想气体,当温度保持不变时,压缩气体,因为气体分子的密集程度增加,气体的压强会变大,故A正确;当分子力表现为斥力时,分子间距离增大,分子力做正功,分子势能随分子间距离增大而减小,故B正确;布朗运动的剧烈程度与温度有关,原因是液体分子的运动与温度有关,我们将分子的运动叫分子热运动,但布朗运动不是热运动,故C错误;理想气体不计分子势能,一定质量的理想气体的内能等于所有气体分子动能的总和,故D正确;当气体膨胀时,气体对外界做正功,若从外界吸热,则气体内能可能增大,故E错误.(2)①初态封闭气体Ⅰ压强p1=p0-ρgH=60 cmHg水银上升到细筒中,设粗筒横截面积为S,进入细筒的水银高度为h1则HS=h1即h1=H=15 cm.留在粗筒中水银高度为h2=10 cm由玻意耳定律可得p1L1=p1′(L1-h1)解得p1′=150 cmHg.②活塞到达小孔时封闭气体Ⅱ初状态p2=P0,V1=·S末状态:p2′=p1′+h1+h2=175 cmHg,V2=L2′·S对封闭后的气体Ⅱ根据玻意耳定律得p0S=p2′L2′S解得L2′=6 cm活塞B上升的距离Δh=L2+H-(h2+L2′)=27 cm.答案:(1)ABD (2)①150 cmHg ②27 cm4.(15分)(1)(5分)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,导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸所处海平面的温度T0=300 K,压强p0=1 atm,封闭气体的体积V0=3 m3,如果将该汽缸下潜至990 m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体.①则990 m深处封闭气体的体积为.(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强)②下潜过程中封闭气体(选填“吸热”或“放热”),传递的热量(选填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功. (2)(10分)如图所示,一定质量的理想气体从A状态经过一系列的变化,最终回到A状态,求C状态的温度以及全过程中气体吸收或放出的热量,已知A状态的温度为27 ℃.解析:(1)①当汽缸下潜至990 m深处时,设封闭气体的压强为p,温度为T,体积为V,由题意可知p=100 atm根据理想气体状态方程得=代入数据得V=2.8×10-2 m3.②下潜过程中温度降低,则ΔU<0,气体体积减小,则W>0,由ΔU=Q+W知,Q<0,放热,且|Q|>W.(2)气体由A到B过程:初状态:p A=1×105 Pa,T A=300 K,V A=10 L末状态:p B=2×105 Pa,V B=20 L由理想气体状态方程得=,可得T B=1 200 KB到C过程为等容变化:=,可得T C=2 400 K整个过程中温度不变:ΔU=Q+W=0因为外界对气体做功可以用图象所围的面积来表示,故W=1.5×103 J则Q=-1.5×103 J,即气体放出热量为1.5×103 J.答案:(1)①2.8×10-2 m3②放热大于(2)见解析5.(15分)(2019·福建福州三模)(1)(5分)关于热力学定律,下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.根据热力学第一定律可知,一定质量的理想气体等压膨胀对外做功,内能一定减少B.第一类永动机制不成,是因为它违反了热力学第一定律C.热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律D.从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律E.熵是系统内分子运动无序性的量度,一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展(2)(10分)如图所示,两端开口、粗细均匀的U形管内装有水银,底部有一开关K把水银等分成两部分,右管内有一质量不计的轻质活塞封闭一定质量的理想气体,活塞上方玻璃管未画出(足够长).已知大气压强p0=75 cmHg,管内水银柱的高度为L=7.5 cm,空气柱的长度为L0= 30 cm,U形管底部宽度为10 cm.现用力缓慢地把活塞向上提起h= 15 cm,求:①空气柱内气体的压强p1.②保持活塞的位置不变,打开U形管底部的开关,稳定后空气柱内气体的压强p2.解析:(1)一定质量的理想气体等压膨胀,若从外界吸热,温度升高,则内能增加,故A错误;第一类永动机制不成,是因为它违反了热力学第一定律,故B正确;热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律,并不是从另一个侧面阐述能量守恒定律,故C错误;从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律,故D正确;熵是系统内分子运动无序性的量度,从微观角度看,一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,故E正确.(2)①设U形管的横截面积为S,由玻意耳定律有p0L0S=p1(L0+h)S解得p1=50 cmHg.②设打开开关稳定后左管内水银没有全部进入U形管的水平部分,此时水银面下降Δh,则有p2=p0-2Δh根据玻意耳定律有p0L0S=p2(L0+h-Δh)S联立解得Δh=7.5 cm或Δh=75 cm(舍去)由Δh=7.5 cm=L,且U形管底部宽度为10 cm,说明打开开关稳定后,左管内的水银刚好全部进入U形管的底部.则稳定后空气柱内气体的压强为p2=p0-2ρgL=60 cmHg.答案:(1)BDE (2)①50 cmHg ②60 cmHg6.(15分)(2019·黑龙江哈尔滨四模)(1)(5分)下列说法正确的是.(填正确答案的标号)A.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性B.无论科学技术怎样发展,热量都不可能从低温物体传到高温物体C.晶体在熔化过程中要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变D.对于一定质量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热E.悬浮在液体中的颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈(2)(10分)如图所示,一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量不计、横截面积为S,与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时停止加热,活塞上升了2h并稳定,此时气体的热力学温度为T1.已知大气压强为p0,重力加速度为g,活塞与汽缸间无摩擦且不漏气,求:①加热过程气体的内能增加量.②停止对气体加热后,在活塞上缓慢添加沙粒,当添加沙粒的质量为m0时,活塞恰好下降了h,求此时气体的温度.解析:(1)根据热力学第二定律可知,宏观自然过程自发进行是有方向性的,能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性,故A正确;热量可以从低温物体传到高温物体,比如空调制冷,故B错误;晶体在熔化过程中吸收热量,温度不变,分子势能增大,分子平均动能不变,内能增大,故C错误;对于一定质量的气体,如果压强不变,体积增大,根据理想气体状态方程可知,温度升高,内能增大,根据热力学第一定律可知,气体对外做功,它一定从外界吸热,故D正确;布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的,颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈,故E正确.(2)①加热过程气体做等压变化,且封闭气体压强为p1=p0外界对气体所做的功W=-2p0Sh由热力学第一定律可知ΔU=W+Q解得ΔU=Q-2p0Sh.②对封闭气体,初态:p1=p0,V1=3h·S.添加沙粒后p 2=+p0,V2=2h·S由理想气体状态方程得=解得T2=.答案:(1)ADE (2)①Q-2p0Sh ②。

选修3-3热学部分高考试题选编第一题：⑴（2017全国I 卷，5分）氧气分子在C 00和C 1000温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。

下列说法正确的是_______A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情景C.图中实线对应于氧气分子在C 1000时的情景D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与C 00相比，C 1000时氧气分子速率出现在s /m 400~0区间内的分子数占总分子数的百分比较大 ⑴（2019全国III 卷，10分）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一高度为cm 0.2的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为cm 0.2。

若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。

已知大气压强为cmHg 76，环境温度为K 296。

⑴求细管的长度；⑵若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。

参考答案与解析1.解析：根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，选项A 正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情景，选项B 正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在C 1000时的情景，选项C 正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧气分子数目，选项D 错误；由分子速率分布图可知，与C 00相比，C 1000时氧气分子速率出现在s /m 400~0区间的分子数占总分子数的百分比较小，选项E 错误。

答案：ABC2.解析：⑴设玻璃管倒置前后密封气体的压强分别为1p 、'1p ，对水银柱受力分析，由共点力平衡条件可得：h p p +=01，h p p -=0'1。

3-3热力学练习第Ⅰ卷（选择题，共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．下列词语或陈述中，与分子热运动有关的是（）A．酒香不怕巷子深B．天光云影共徘徊C．花香扑鼻D．隔墙花影动，疑是玉人来2．以下说法正确的是（）A．布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动B．从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的引力将增大、斥力将减小C．对大量事实的分析表明：热力学零度不可能达到D．热量只能由高温物体传递给低温物体3．封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（）A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均动能减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多4．下列哪些现象主要与液体的表面张力有关（）A．木块漂浮在水面上B．雨滴几乎成球形C．液体流不过网眼很密的筛子D．皂水的水面托住小的硬币5．一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体（）A．从外界吸收了热量B．对外界做了功C．分子的平均动能增大D．密度增大6．如图中所示为一带活塞的汽缸，缸内盛有气体，缸外恒温环境，缸壁是导热的．现将活塞向外移动一段距离，在此过程中气体吸热，对外做功，此功用W 1表示．然后设法将汽缸及活塞绝热，推动活塞压缩气体，此过程中外界对气体做功用W 2表示，则 （ ） A ．有可能使气体回到原来状态，且W 1<W 2 B ．有可能使气体回到原来状态，且W 1=W 2 C ．有可能使气体回到原来状态，且W 1>W 2D ．上面A 、B 、C 三种说法都不可能实现7．如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F >0为斥力，F <0为引力，a 、b 、c 、d 为x 轴上四个特定的位置，现把乙分子从a 处由静止释放，则（ ）A ．乙分子由a 到b 做加速运动，由b 到c 做减速运动B ．乙分子由a 到c 做加速运动，到达c 时速度最大C ．乙分子由a 到c 的过程，动能先增后减D ．乙分子由b 到d 的过程，两分子间的分子势能一直增加8．下面的叙述正确的是 （ ） A ．对气体加热，气体的内能不一定增大B ．不论技术手段如何先进，绝对零度是不能达到的C ．物体温度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的动能都会增加D ．压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，说明分子间距离越小，分子间斥力越大9．一质点做简谐运动的图象如图8所示，下列说法正确的是 （ ） A ．质点运动频率是4HzB ．在10要内质点经过的路程是20cmC ．第4末质点的速度是零D ．在t=1s 和t ＝3s 两时刻，质点位移大小相等、方向相同10.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列变化过程,ab 、bc 、cd 和da 这四个过程中在P-T 图上都是直线段,其中ab 的延长线通过坐标原点O,bc 垂直于ab 而cd 平行于ab,由图可以判断( )A.ab 过程中气体体积不断增大B.bc 过程中气体体积不断减小C.cd 过程中气体体积不断增大D.da 过程中气体体积不断减小x /c mt /so2 4 6 10 12 8 2－211．在一根张紧的绳上挂着四个单摆，甲丙摆长相等，当甲摆摆动时（）A．各摆摆动周期与甲摆周期相同B．丁摆周期最小C．乙摆振幅最大D．丙摆频率最大12.右图中纵坐标和横坐标分别表示气体的压强P和密度ρ，质量一定的理想气体在状态A和B的热力温度分别为TA 和TB，由图可知( ) A、TA＝TB B、TA＝2TBC、TA ＝4TBD、TB＝8TA第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、本题共2小题，共12分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答．13．（6分）在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，求：（1）油酸薄膜的面积是cm2．（2）实验测出油酸分子的直径是m．（结果保留两位有效数字）（3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？_____________．14．某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5 s。

2020年高考物理选修3-3热学真题集锦1.（2020·天津）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。

从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。

扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。

若在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（）A. 压强变大B. 对外界做功C. 对外界放热D. 分子平均动能变大2.（2020·山东·新高考Ⅰ）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。

已知三个状态的坐标分别为a（V0，2p0）、b（2V0，p0）、c（3V0，2p0）以下判断正确的是（）A. 气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功B. 气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量C. 在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D. 气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量3.（2020·新课标Ⅲ）（1）如图，一开口向上的导热气缸内。

用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。

现用外力作用在活塞上。

使其缓慢下降。

环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。

在活塞下降过程中（）A.气体体积逐渐减小，内能增知B.气体压强逐渐增大，内能不变C.气体压强逐渐增大，放出热量D.外界对气体做功，气体内能不变E.外界对气体做功，气体吸收热量（2）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。

右管中有高h0= 4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l= 12cm。

管底水平段的体积可忽略。

环境温度为T1=283K。

大气压强p0 =76cmHg。

（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。

此时水银柱的高度为多少？（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？4.（2020·山东·新高考Ⅰ）中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病。

高考选修3-3-热学计算题训练1、(10分) 如图所示，一端开口、内壁光滑的玻璃管竖直放置，管中用一段长H o=38cm 的水银柱封闭一段长L1=20cm的空气，此时水银柱上端到管口的距离t=27℃，取0℃为L2=4cm,大气压强恒为P o=76cmHg，开始时封闭气体温度为为273K。

求：(ⅰ) 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；87 (ⅱ) 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。

602、（10分）如图所示，在长为L=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33℃，大气压强p0=76cmHg.①若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度；②若保持管内温度始终为33℃，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，求此时管中气体的压强。

3、 (10分）如图所示，两端等高、粗细均匀、导热良好的U 形管竖直放置，右端与大气相通，左端用水银柱封闭着长L 1=40cm 的气柱（可视为理想气体)，左管的水银面比右管的水银面高出Δh =12.5cm 。

现从右端管口缓慢注入水银，稳定后右管水银面与管口等高。

若环境温度不变，取大气压强P 0=75C mHg 。

求稳定后加入管中水银柱的长度。

67.5 cm4、（9分）如图所示，粗细均匀、导热良好的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端用水银柱封闭着L 1=40cm 的气柱（可视为理想气体），左管的水银面比右管的水银面高出△h 1= 15cm 。

现将U 形管右端与一低压舱（图中未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面△h2=5cm。

若环境温度不变，取大气压强P0=75cmHg。

求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”作单位）。

43 cmHg5、(9分）如图所示，粗细均匀内壁光滑的细玻璃管长L=90cm，用长为h=15cm的水银柱封闭一段气柱（可视为理想气体)，开始时玻璃管水平放置，气柱长l=30cm，取大气压强P0=75cmHg。

热力学定律与能量守恒考点一热力学第一定律的理解和应用【典例1】一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280J，并对外做功120J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？【通型通法】1.题型特征：热力学第一定律的应用。

2.思维导引：气体的内能仅与状态有关，气体返回到原状态，整个过程中气体内能变化为零。

【解析】(1)由热力学第一定律可得ΔU=W+Q=-120J+280J=160J，气体的内能增加了160J。

(2)气体从状态2回到状态1的过程中内能的减少量应等于从状态1到状态2的过程中内能的增加量，如此从状态2到状态1的内能应减少160J，即ΔU′=-160J，又Q′=-240J，根据热力学第一定律得：ΔU′=W′+Q′，所以W′=ΔU′-Q′=-160J-(-240J)=80J，即外界对气体做功80J。

答案：(1)增加了160J (2)外界对气体做功80J1.热力学第一定律ΔU=Q+W：(1)符号法如此。

符号W Q ΔU(2)三种特殊情况。

2.做功和热传递的区别与联系：看能的性质能的性质发生了变化能的性质不变变化情况联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是一样的【加固训练】(多项选择)如下列图，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两局部。

a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。

抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。

在此过程中( )A.气体对外界做功，内能减少B.气体不对外界做功，内能不变C.气体压强变小，温度降低D.气体压强变小，温度不变E.单位时间内和容器壁碰撞的分子数目减少【解析】选B、D、E。

a内气体向真空膨胀，不对外界做功，故A错误；又因容器绝热，Q=0，由热力学第一定律知，ΔU=0，故B正确；稀薄气体可看作理想气体，内能不变，如此温度不变，由玻意耳定律知压强减小，故C错误，D、E正确。

2020年高考物理试卷汇编（选修3-3）热 学1、（全国卷Ⅰ）19．右图为两分子系统的势能E p 与两分子间距离r 的关系曲线。

下列说法正确的是A ．当r 大于r 1时，分子间的作用力表现为引力B ．当r 小于r 1时，分子间的作用力表现为斥力C ．当r 等于r 2时，分子间的作用力为零D ．当r 由r 1变到r 2的过程中，分子间的作用力做负功 【答案】BC【解析】分子间距等于r 0时分子势能最小，即r 0= r 2。

当r 小于r 1时分子力表现为斥力；当r 大于r 1小于r 2时分子力表现为斥力；当r 大于r 2时分子力表现为引力，A 错BC 对。

在r 由r 1变到r 2的过程中，分子斥力做正功分子势能减小，D 错误。

2、（全国卷Ⅱ）16．如图，一绝热容器被隔板K 隔开a 、 b 两部分。

已知a 内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K 后，a 内气体进入b ，最终达到平衡状态。

在此过程中 A ．气体对外界做功，内能减少 B ．气体不做功，内能不变 C ．气体压强变小，温度降低 D ．气体压强变小，温度不变 【答案】BD【解析】绝热容器内的稀薄气体与外界没有热交换，Q=0。

稀薄气体向真空中扩散没有做功，W=0。

根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变。

稀薄气体扩散体积增大，压强必减小。

选项ＢＤ正确。

3、（上海理综）6．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。

其原因是，当火罐内的气体（ ）。

A ．温度不变时，体积减小，压强增大B ．体积不变时，温度降低，压强减小C ．压强不变时，温度降低，体积减小D ．质量不变时，压强增大，体积减小 答案：B4、（上海物理）10．如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l ，管内外水银面高度差为h 。

若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则（）（A ）h 、l 均变大 （B ）h 、l 均变小 （C ）h 变大l 变小（D ）h 变小l 变大【答案】A【解析】根据玻意尔定律：pV=PS l c =，S 一定，l 变大，p 变小，根据0p p gh ρ=-，h 变大，选项A 正确。

高考复习选修3-3计算题部分汇集（下）解析版大牛（2020年3月12日）1.封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示。

该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0，温度为T0，O、A、D三点在同一直线上。

在上述过程中，气体对外做功为5J，内能增加9J。

则：①气体吸收热量还是放出热量，热量为多少焦耳？②若在状态D的体积为2V0，则状态D的温度为多少？2.一定质量的理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，T A=300K，气体从C→A的过程中吸热250J，已知气体的内能与温度成正比.求：（1）气体在状态B 的温度T B；（2）C→A的过程中气体内能改变多少？（3）气体处于状态C时的内能E C.3.如图所示，为一汽缸内封闭的一定质量的气体的p﹣V图线，当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时，有335J的热量传入系统，系统对外界做功126J．求：（1）若沿a→d→b过程，系统对外做功42J，则有多少热量传入系统？（2）若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？4.如图所示，横截面积为S，质量为M的活塞在气缸内封闭着一定质量的理想气体，现对气缸内气体缓慢加热，使其温度从T1升高了∆T，气柱的高度增加了ΔL，吸收的热量为Q，不计气缸与活塞的摩擦，外界大气压强为p0，重力加速度为g，求：①此加热过程中气体内能增加了多少？②若保持缸内气体温度不变，再在活塞上放一砝码，如图所示，使缸内气体的体积又恢复到初始状态，则放砝码的质量为多少？5.一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态视为平衡态，各状态参数如图所示。

A状态的压强为51⨯Pa，求：10（i）B状态的温度；（ii）完成一个循环，气体与外界热交换的热量。

6.如图所示，一长为L、内横截面积为S的绝热气缸固定在水平地面上，气缸内用一质量为m的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，幵始时活塞用销钉固定在气缸正中央，气缸内被封闭气体压强为P ，外界大气压为P0（P＞P0）．现释放活塞，测得活塞被缸内气体推到缸口时的速度为V ．求：（1）此过程克服大气压力所做的功；（2）活塞从释放到将要离开缸口，缸内气体内能改变了多少？7.一只篮球的体积为V 0，球内气体的压强为p 0，温度为T 0。

热学训练一解答热学计算题的基础知识1、热学计算题考查对象：一定质量的理想气体。

气体的研究对象一般为“一定质量”的“理想气体”。

理想气体具备以下特点：（1）气体分子本身无大小，可以认为是质点；（2）分子间的碰撞看成弹性碰撞，分子间除碰撞外不计分子间的相互作用力；（3）没有分子势能，只有分子动能，气体的热力学能（内能）是分子动能，只与温度有关；（4）满足三个实验定律和理想气体状态方程．2、近几年高考的热学计算题围绕理想气体的状态即体积、温度和压强的变化关系来考查，同时考查理想气体的内能变化与做功和热传递的关系。

3、描述理想气体状态的物理量：（1）体积V ：气体没有固定的体积，气体的体积由容器决定，容器的体积就是气体的体积（注意：气体可以充满整个容器，只要容器连通，气体都能扩散到每个空间，所以气体体积是连通的容器的总体积）。

若气体体积不变，那么气体分子密度不变、外界对气体做功为零（或不做功）；气体膨胀，体积增大，分子密度变小，对外做功；气体收缩，体积较小，分子密度增大，外界对气体做功。

（2）气体的温度：指气体的热力学温度，是气体平均动能的标志，同时也是内能的唯一决定因素（因为气体没有分子势能），温度越高，分子运动越激烈；（3）气体的压强：容器内气体压强处处相等，都是由于大量气体分子频繁撞击气壁产生的，与气体重力无关；两个容器只要有通道，气体分子可以自由流过，两个容器的压强一定相等；只要气体与大气相通，压强一定为大气压，气体和液体接触表面，压强相等。

液体的压强gh P ρ=，ρ表密度，g 表重力加速度，h 表液体的高度；对于水银来说，0P =76cmHG 代入上式刚好等于一个标准大气压；液体内部同一高度的地方，压强都相等；液体与气体相接触的地方压强也相等。

液体上部与大气相通，深为h 的地方压强gh P P ρ+=0。

固体的压强SF P =,F 表压力，S 表面积。

4、四个过程 指气体状态变化的四个过程：等温过程、等容过程、等压过程、绝热过程。

十年高考分类汇编专题17 选修3-3热学综合1（2011-2020）目录题型一、分子间相互作用力 (1)题型二、分子动理论和气体压强 (2)题型三、油膜法测分子直径 (4)题型一、分子间相互作用力1.（2020全国1）分子间作用力F 与分子间距r 的关系如图所示，r = r 1时，F =0。

分子间势能由r 决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。

若一分子固定于原点O ，另一分子从距O 点很远处向O 点运动，在两分子间距减小到r 2的过程中，势能_____（填“减小“不变”或“增大”）；在间距由r 2减小到r 1的过程中，势能_____ （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r 1处，势能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。

2.（2020北京）分子力F 随分子间距离r 的变化如图所示。

将两分子从相距2r r 处释放，仅考虑这两个分于间的作用，下列说法正确的是（ ）A. 从2r r =到0r r =分子间引力、斥力都在减小B. 从2r r =到1r r =分子力的大小先减小后增大C. 从2r r =到0r r =分子势能先减小后增大D. 从2r r =到1r r =分子动能先增大后减小题型二、分子动理论和气体压强3.（2020江苏）玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体。

下列关于玻璃的说法正确的有（ ）A. 没有固定的熔点B. 天然具有规则的几何形状C. 沿不同方向的导热性能相同D. 分子在空间上周期性排列4.（2020江苏）一瓶酒精用了一些后，把瓶盖拧紧，不久瓶内液面上方形成了酒精的饱和汽，此时_____（选填“有”或“没有”）酒精分子从液面飞出。

当温度升高时，瓶中酒精饱和汽的密度_____（选填“增大”“减小”或“不变”）。

5.（2019全国1）下列说法正确的是A. 温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C. 气体压强仅与气体分子的平均动能有关D. 气体膨胀对外做功且温度降低，分子平均动能可能不变6.（2018北京）关于分子动理论，下列说法正确的是A. 气体扩散的快慢与温度无关B. 布朗运动是液体分子的无规则运动C. 分子间同时存在着引力和斥力D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大7.(2018全国2)对于实际的气体，下列说法正确的是______。