2015-2020年高考物理真题分类汇编 专题15 热学

1（2013——2022年全国卷热学计算部分）姓名：___________班级：___________1、（2013新课标1）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 0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p 0和03p ；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4V 。

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T 0，不计活塞与气缸壁间的摩擦。

求：（i ）恒温热源的温度T ；（ii ）重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积V x2、（2013新课标2）（1）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．（2）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=25.0cm 的空气柱，中间有一段长为l 2=25.0cm 的水银柱，上部空气柱的长度l 3=40.0cm ．已知大气压强为p 0=75.0cmHg ．现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为 l 1’=20.0cm ．假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．3、（2014新课标1）一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆形气缸内，汽缸壁导热良好，活塞最重要的不是题目本身，而是背后的知识、规律和方法。

知识提升在于积累，能力提升在于练习，规律发现在于总结。

2020年普通高等学校招生全国统一考试1理科综合能力测试14．行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。

若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是A．增加了司机单位面积的受力大小B．减少了碰撞前后司机动量的变化量C．将司机的动能全部转换成汽车的动能D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积14．D解析：行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内安全气囊被弹出并瞬间充满气体，增大了司机的受力面积，减少了司机单位面积的受力大小，可以延长司机的受力时间，从而减小了司机受到的作用力，A项错误，D项正确；碰撞前司机动量等于其质量与速度的乘积，碰撞后司机动量为零，所以安全气囊不能减少碰撞前后司机动量的变化量，B项错误；碰撞过程中通过安全气囊将司机的动能转化为司机对安全气囊做的功，C项错误。

15．火星的质量约为地球质量的1/10，半径约为地球半径的1/2，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为A．0.2 B．0.4 C．2.0 D．2.515．B解析：由万有引力定律可得，质量为m的物体在地球表面上时，受到的万有引力大小为2M mF GR=地地地，质量为m的物体在火星表面上时，受到的万有引力大小为2M mF GR=火火火，二者的比值220.4F M RF M R==地火火火地地，B正确，ACD错误。

16．如图，一同学表演荡秋千。

已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。

绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为A．200 N B．400 N C．600 N D．800 N16．B 解析：该同学身高相对于秋千的绳长可忽略不计，可以把该同学看成质点。

当该同学荡到秋千支架的正下方时，由牛顿第二定律有22mvF mgL-=，代入数据解得410NF=，选项B正确。

第3讲专题提升:气体试验定律的综合应用基础对点练题组一玻璃管液柱模型1.如图所示,两端开口的U形玻璃管竖直放置,其右侧水银柱之间封住一段高h=5 cm的空气柱。

空气柱下方的水银面与玻璃管左侧水银面的高度差也为h。

已知大气压强与75 cm水银柱产生的压强相同,空气柱中的气体可视为志向气体,四周环境温度保持不变,玻璃管的导热性良好且玻璃管粗细匀整,水银的密度为ρ。

下列说法正确的是()A.右侧玻璃管中空气柱上方的水银柱高度小于5 cmB.封闭空气柱中气体的压强与70 cm水银柱产生的压强相同C.从玻璃管右侧管口缓慢注入少量水银,空气柱的压强确定变大D.从玻璃管左侧管口缓慢注入少量水银,空气柱的压强确定变大2.如图所示,内径相同,导热良好的“T”形细玻璃管上端开口,下端、右端封闭,管中用水银封闭着A、B两部分志向气体,各部分长度如图。

已知大气压强p0与76 cm水银柱产生的压强相同,设外界温度不变,重力加速度为g。

现沿管壁向竖直管缓慢灌入确定量的水银,水银的密度为ρ,B部分气体长度缩短1 cm,则灌入水银后B部分气体的压强为()A.77 cm·ρgB.86 cm·ρgC.88 cm·ρgD.90 cm·ρg题组二汽缸活塞模型3.(多选)(2024广东汕尾华中师范高校海丰附属学校校考)有人设计了一款健身器材如图所示,确定质量的志向气体密封在导热良好的容器中,容器上有刻度,容器内装有一可上下移动的活塞,活塞的面积为0.01 m2,厚度可以忽视,人们可以运用上方的把手拉动活塞达到熬炼身体的目的,已知在熬炼时,器材下方固定在地面上防止容器离开地面,活塞初始高度为30 cm,当地大气压强为1.0×105Pa,活塞、把手和连接杆的质量都可忽视,不计活塞与容器间的摩擦,外界气温不变。

下列说法正确的是()A.当用500 N的力往上拉,稳定时活塞高度为60 cmB.当用500 N的力往下压,稳定时活塞高度为15 cmC.若要使活塞稳定在120 cm高度处,则拉力应为1 000 ND.若要使活塞稳定在120 cm高度处,则拉力应为750 N4.(2024辽宁葫芦岛二模)如图甲所示,一水平固定放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,汽缸中活塞Ⅰ与活塞Ⅱ之间封闭有确定量的志向气体,两活塞用长度为2L、不行伸长的轻质细线连接,活塞Ⅱ恰好位于汽缸的粗细缸连接处,此时细线拉直且无张力。

2006年普通高等学校招生全国统一考试（1）18. 下列说法中正确的是【】A. 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大；B. 气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大；C. 压缩一定量的气体，气体的内能一定增加；D. 分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大。

2006年普通高等学校招生全国统一考试（2）21．对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则【】A．当体积减小时，V必定增加；B．当温度升高时，N必定增加；C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化；D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变。

2007年普通高等学校招生全国统一考试（1）16.如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无磨擦，a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（27℃）中达到的平衡状态，气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。

若忽略气体分子之间的热能，下列说法中正确的是【】A.与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多；B.与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较在；C.在相同时间内，a,b两态的气体分子对活塞的冲量相等；D.从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体向外界释放了热量。

2007年普通高等学校招生全国统一考试（2）14．对一定量的气体，下列说法正确的是【】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。

2008年普通高等学校招生全国统一考试（1）19.已知地球半径约为6.4×106 m，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol，一个标准大气压约为1.0×105 Pa。

专题 15 热学1．(2012 全国理综).下列关于布朗运动的说法，正确的是A．布朗运动是液体分子的无规则运动B.液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C.布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的D.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答案：BD解析：布朗运动是液体内悬浮粒子的运动，不是液体分子的无规则运动.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，液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈.有个成语是“见微而知著”，对布朗运动而言，是“见著而知微”.2．（2012 广东卷）、清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成水珠，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、斥力都增大答案：D解析：由水汽凝结成水珠时,分子间的距离减小,分子引力和斥力都增大，所以 D 正确.3．（2012 广东卷）.景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒.猛推推杆，艾绒即可点燃，对同内封闭的气体，再次压缩过程中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，其体内能增加D.外界对气体做正功，气体内能减少答案：B解析：压缩气体时,外界对气体做功,内能增加,温度升高,体积变小，压强增大，所以只有B 正确.4．（2012 ft东卷）（1）以下说法正确的是.a．水的饱和汽压随温度的升高而增大b．扩散现象表明，分子在永不停息地运动c．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小d．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小(2)如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的 U 型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l 20cm （可视为理想气体），两管中水银面等高.先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h 10cm （环境温度不变，大气压强75cmHg ）p○1 求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”做单位）○2 此过程中左管内的气体对外界（填“做正功”“做负功”“不做功”），气体将（填“吸热”或放热“）.解析：（1）ab（2） ○1 设 U 型管横截面积为 S ，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为 p 1 ，右端与一低 压舱接通后左管中封闭气体压强为 p2 ，气柱长度为l 2 ，稳定后低压舱内的压强为p .左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p 1V 1 p 2V 2○1p 1 p 0○2p 2 p p h○3V 1 l 1 S○4V 2 l 2 S○5由几何关系得h 2(l 2 l 1 )○6 联立○1 ○2 ○3 ○4 ○5 ○6 式，代入数据得 p 50cmHg○7○2 做正功；吸热5.（2012 四川卷）．物体由大量分子组成，下列说法正确的是A ．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B ．分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小C ．物体的内能跟物体的温度和体积有关D ．只有外界对物体做功才能增加物体的内能答案：C解析：分子运动的剧烈程度是针对大量分子的统计规律而言，并不能说明每一个分子的运动情况，故 A 选项错误；根据分子间的引力大小与分子间的距离之间的关系（分子间的引力大小随分子间的距离的减小而增大）可知，B 选项错误；从宏观角度看，物体的内能与物体的温度和体积有关，故 C 选项正确；改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，故 D 选项错误.6.（2012 上海卷）．（12 分）如图，长L＝100cm，粗细均匀的玻璃管一端封闭.水平放置时，长L0＝50cm 的空气柱被水银柱封住，水银柱长h＝30cm.将玻璃管缓慢地转到开口向下和竖直位置，然后竖直插入水银槽，插入后有h＝15cm 的水银柱进入玻璃管.设整个过程中温度始终保持不变，大气压强p0＝75cmHg.求：（1）插入水银槽后管内气体的压强p；（2）管口距水银槽液面的距离H.解析：（1）设当转到竖直位置时，水银恰好未流出，由玻意耳定律p＝p0L/l＝53.6cmHg，由于p＋gh＝83.6cmHg，大于p0，水银必有流出，设管内此时水银柱长为x，由玻意耳定律p0SL0＝（p0－gh）S（L－x），解得x＝25cm，设插入槽内后管内柱长为L’，L’＝L－（x＋h）＝60cm，插入后压强p＝p0L0/L’＝62.5cmHg，（2）设管内外水银面高度差为h’，h’＝75－62.5＝12.5cm，管口距槽内水银面距离距离H＝L－L’－h’＝27.5cm，7．（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答案：B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.8．（2013 高考上海物理第 15 题）已知湖水深度为 20m，湖底水温为 4℃，水面温度为 17℃，大气压强为 1.0×105Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g＝10m/s2，ρ＝1.0×103kg/m3)(A)12.8 倍(B)8.5 倍(C)3.1 倍(D)2.1 倍答案：C解析：湖底压强大约为 3 个大气压，由气体状态方程，当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的 3.1 倍，选项 C 正确.9（2013 高考福建理综第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）答案：B解析：分子间作用力 f=0 时对应的分子势能 E P最小，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 B.10（2013 高考福建理综第29 题）(2)某自行车轮胎的容积为V．里面已有压强为p0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p0，体积为的空气.（填选项前的字母）A．p0 V B．pp ppV C．.(pp-1)V D．.(p+1)V.答案：Cp 解析：设要向轮胎充入体积为V’的空气，由玻意耳定律，p0V+p0V’=pV，解得：V’=.(p0 -1)V，选项 C 正确.。

H 单元 热学H1 分子动理论15．[2015·海南卷] H1模块3－3试题(1)已知地球大气层的厚度h 远小于地球半径R ，空气平均摩尔质量为M ，阿伏伽德罗常数为N A ，地面大气压强为p 0，重力加速度大小为g .由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气图1-13分子之间的平均距离为________．(2)如图1-13，一底面积为S 、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m 的相同活塞A 和B ；在A 与B 之间、B 与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V .已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g ，外界大气压强为p 0.现假设活塞B 发生缓慢漏气，致使B 最终与容器底面接触．求活塞A 移动的距离．[答案] (1) 4πR 2P 0N A Mg 3Mgh P 0N A[解析] (1)大气压是由地球大气层的重力产生，设大气层质量为m ，地球表面积为S 可知mg ＝P 0S S ＝4πR 2大气分子数n ＝m M N A ＝P 0SN A Mg ＝4πR 2P 0N A Mg气体分子间距大，所以把每一个气体分子平均占据的空间认为是一个立方体模型，立方体边长即为分子间平均距离假设为a ，因为大气层的厚度远小于地球半径，所以大气层每一层的截面积都为地球的表面积S ，大气层体积V ＝Sh ＝4πR 2h ，V ＝na 3联立以上各式得a ＝3Mgh P 0N A(2)本题主要考查理想气体状态方程假设A 与B 气体压强为Ρ1 、B 与容器底面之间压强为Ρ2漏气前：对A Ρ1＝Ρ0＋mg S对B Ρ2＝Ρ1＋mg S最终B 与底面接触后，AB 间气体压强为P ，体积为V ′，P ＝Ρ0＋mg S因为Ρ1V T ＋Ρ2V T ＝PV T′ (Ρ1＋Ρ2)V ＝PV ′T 不变漏气前A 距离底面高度h 1＝2V S漏气后A 距离底面高度h 2＝V ′Sh 2－h 1＝mgV P 0S ＋mgS33．[2015·全国卷Ⅱ] [物理选修3－3](1)H1关于扩散现象，下列说法正确的是________．A ．温度越高，扩散进行得越快B ．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C ．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D ．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E ．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的[答案] ACD37．[2015·山东卷]【物理—物理3－3】(1) H1墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是________．(双选，填正确答案标号)a ．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用b ．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动c ．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程运行得更迅速d ．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的[解析] bc 本题的扩散现象是水分子和墨汁由于做无规则的热运动，彼此进入对方的现象．墨汁里面的碳粒做布朗运动，也是无规则的，b 选项正确．碳粒越小，布朗运动越剧烈，混合得越快，c 选项正确．H2 固体、液体、气体的性质37．[2015·山东卷]【物理—物理3－3】H2(2)扣在水平桌面的热杯盖有时会发生被顶起的现象．如图，截面积为S 的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K ，压强为大气压强p 0.当封闭气体温度上升至303 K 时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p 0.温度仍为303 K ．再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K ．整个过程中封闭气体均可视为理想气体．求：图1-12(i)当温度上升到303 K 且尚未放气时，封闭气体的压强；(ii)当温度恢复到300 K 时，竖立向上提起杯盖所需的最小力．[答案] (i)101100p 0 (ii)20110 100p 0S [解析] (i)以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T 0＝300 K ，压强为p 0，末状态温度T 1＝303 K ，压强设为p 1，由查理定律得p 0T 0＝p 1T 1① 代入数据得p 1＝101100p 0② (ii)设杯盖的质量为m ，刚好被顶起时，由平衡条件得p 1S ＝p 0S ＋mg ③放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T 2＝303 K ，压强p 2＝p 0，末状态温度T 3＝300 K ，压强设为p 3，由查理定律得p 2T 2＝p 3T 3④ 设提起杯盖所需的最小力为F ，由平衡条件得F ＋p 3S ＝p 0S ＋mg ⑤联立②③④⑤式，代入数据得F ＝20110 100p 0S ⑥ 33．[2015·全国卷Ⅱ] [物理选修3－3](2)H2如图1-11所示，一粗细均匀的U 形管竖直放置，A 侧上端封闭，B 侧上端与大气相通，下端开口处开关K 关闭，A 侧空气柱的长度为l ＝10.0 cm ，B 侧水银面比A 侧的高h ＝3.0 cm ，现将开关K 打开，从U 形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h 1＝10.0 cm 时，将开关K关闭，已知大气压强p0＝75.0 cmHg.(ⅰ)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；(ⅱ)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度．图1-11[答案] (i)12.0 cm(ii)13.2 cm[解析] (i)以cmHg为压强单位．设A侧空气柱长度l＝10.0 cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1.由玻意耳定律得pl＝p1l1①由力学平衡条件得p＝p0＋h②打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止．由力学平衡条件有p1＝p0－h1③联立①②③式，并代入题给数据得l1＝12.0 cm④(ii)当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2.由玻意耳定律得pl＝p2l2⑤由力学平衡条件有p2＝p0⑥联立②⑤⑥式，并代入题给数据得l2＝10.4 cm⑦设注入的水银在管内的长度为Δh，依题意得Δh＝2(l1－l2)＋h1⑧联立④⑦⑧式，并代入题给数据得Δh＝13.2 cm⑨29．[2015·福建卷] H2[选修3－3](1)下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是________．A．分子间距离减小时分子势能一定减小B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性[答案] B[解析] 当r<r0时，分子间距离减小，分子斥力做负功，分子势能增大，A错；温度越高，速率大的分子数占总分子数的比例越高，C错；单晶体的某些物理性质具有各向异性，但多晶体的物理性质各向同性，D错．12．[2015·江苏卷] 【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题作答．A．[选修3—3](1)H2对下列几种固体物质的认识，正确的有________________________________________________________________________．A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同(2)H2，H3在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用．某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试．测试时，对包装袋缓慢地施加压力．将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，包装袋内氮气的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．(3)H2给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L．将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45 L．请通过计算判断该包装袋是否漏气．12．A.(1)AD(2)增大不变(3)包装袋漏气[解析] (1)有确定熔点的物质就是晶体，选项A正确；选项B只能说明云母是晶体，因为它具有各向异性；选项C中的天然石英是晶体，组成该物质的微粒在各个方向上呈现一定的规律性；选项D中石墨和金刚石是同素异形体，选项D正确．(2)包装袋被压缩，体积变小，单位体积内的分子数增加，而压缩过程中，温度一直为室温，分子平均动能不变，即撞击力不变，但由于包装袋单位面积上撞击的分子数增加，故总体表现为包装袋单位面积上受到分子的撞击力增大；由于包装袋内的气体是理想气体，不计分子势能，温度不变，分子平均动能不变，内能也不变．(3)若不漏气，设加压后的体积为V1，由等温过程得p0V0＝p1V1代入数据得V1＝0.5 L.因为0.45 L<0.5 L，所以包装袋漏气．33．[物理—选修3－3][2015·全国卷Ⅰ] (1)H2下列说法正确的是____________．A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变(2)H2如图1-11所示，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞．已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg，横截面积为S1＝80.0 cm2，小活塞的质量为m2＝1.50 kg，横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0 cm，汽缸外大气的压强为p＝1.00×105 Pa，温度为T＝303 K．初始时大活塞与大圆筒底部相距l2，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K．现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移．忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2.求：①在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；②缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．图1-1133．(1)BCD[解析] 晶体被敲碎后，构成晶体的分子或原子的空间点阵结构没有发生变化，仍然是晶体，A错误；有些晶体在光学性质方面是各向异性的，B正确；同种元素构成的不同晶体互为该元素的同素异形体，C 正确；如果外界条件改变了物质分子或原子的排布情况，晶体和非晶体之间可以互相转化，D 正确；晶体熔化过程中，分子势能发生变化，内能发生了变化，E 错误．(2)①330 K ②1.01×105 Pa[解析] ①设初始时气体体积为V 1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V 2，温度为T 2.由题给条件得V 1＝S 2⎝⎛⎭⎫l －l 2＋S 1⎝⎛⎭⎫l 2① V 2＝S 2l ②在活塞缓慢下移的过程中，用p 表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S 1(p 1－p )＝m 1g ＋m 2g ＋S 2(p 1－p )③故缸内气体的压强不变．由盖·吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2④ 联立①②④式并代入题给数据得T 2＝330 K ⑤②在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p 1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变．设达到热平衡时被封闭气体的压强为p ′，由查理定律，有p ′T ＝p 1T 2⑥ 联立③⑤⑥式并代入题给数据得p ′＝1.01×105 Pa ⑦H3 内能 热力学定律13．H3[2015·北京卷] 下列说法正确的是( )A ．物体放出热量，其内能一定减小B ．物体对外做功，其内能一定减小C ．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D ．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变13．C [解析] 根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，改变物体内能有做功和热传递两种方式，在只有热传递、没有做功的条件下，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减小．在只有做功、没有热传递的条件下，物体对外界做功，内能减小，外界对物体做功，内能增加．所以选项C 正确，A 、B 、D 不正确．图1-1229. [2015·福建卷] (2) H3如图1-12所示，一定质量的理想气体，由状态a 经过ab 过程到达状态b 或者经过ac 过程到达状态c .设气体在状态b 和状态c 的温度分别为T b 和T c ，在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Q ab 和Q ac .则________．A ．T b >T c ，Q ab >Q acB ．T b >T c ，Q ab <Q acC ．T b ＝T c ，Q ab >Q acD ．T b ＝T c ，Q ab <Q ac[答案] C[解析] a →c 过程：p 0·V 0T a ＝2p 0·V 0T c解得：T c ＝2T aa →b 过程：p 0·V 0T a ＝p 0·2V 0T b解得：T b ＝2T a固T c ＝ T b ，所以a →c 与a →b 两个过程内能增加量相同，设为ΔU .a →c 过程：体积不变，W ＝0，由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，吸收的热量等于内能增加量，为ΔU .a →b 过程：体积增大，气体对外做功，W <0，气体吸收的热量一部分用来提供内能增加量ΔU ，一部分用来对外做功，所以该过程吸收的热量比较多．12．[2015·江苏卷] 【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题，请选定其中两小题作答．A ．[选修3—3](2)H2，H3在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用．某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试．测试时，对包装袋缓慢地施加压力．将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，包装袋内氮气的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．12．A. (2)增大 不变[解析] (2)包装袋被压缩，体积变小，单位体积内的分子数增加，而压缩过程中，温度一直为室温，分子平均动能不变，即撞击力不变，但由于包装袋单位面积上撞击的分子数增加，故总体表现为包装袋单位面积上受到分子的撞击力增大；由于包装袋内的气体是理想气体，不计分子势能，温度不变，分子平均动能不变，内能也不变．10．[2015·重庆卷] H3【选修3－3】(1)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么( )A ．外界对胎内气体做功，气体内能减小B ．外界对胎内气体做功，气体内能增大C ．胎内气体对外界做功，内能减小D ．胎内气体对外界做功，内能增大(2)北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结．若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T 1，压强为p 1，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T 2.整个过程中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强为p 0，求冻结后肥皂膜内外气体的压强差．[答案] (1)D (2)T 2T 1p 1－p 0 [解析] (1)由题意，车胎体积增大，说明气体膨胀，对外做功；同时，中午温度高于清晨温度，而封闭的一定质量的理想气体的内能由温度决定，故气体的内能增大，答案为D.(2)由于气体质量和体积不变，由查理定律可知，p 1T 1＝p 2T 2，故冻结后肥皂膜内气体压强p 2＝T 2T 1p 1，故冻结后肥皂膜内外气体压强差Δp ＝T 2T 1p 1－p 0.H4 实验：用油膜法估测分子的大小H5 热学综合17．[2015·广东卷] H5图1-4为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气( )图1-4A ．内能增大B ．压强增大C ．分子间引力和斥力都减小D ．所有分子运动速率都增大[解析] AB 气体被内筒、外筒封闭，故气体的质量和体积均不改变，因气体的内能只与温度和体积有关，温度升高，体积不变，则内能增大，A 正确；由查理定律，压强与热力学温度成正比，温度升高，则压强增大，B 正确；气体体积不变，分子间的引力和斥力均不发生变化，C 错误；温度升高，分子的平均动能增大，但并不一定每个分子的动能都增大，某一瞬间有的分子动能可能还会减小，故D 错误．6．2015·重庆巴蜀中学高三一模(1)下列说法正确的是( )A ．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的分子无规则运动的反映B ．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C ．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏伽德罗常数D ．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同(2)如图K45-2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 .已知气体在状态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．图K45-26．(1)D [解析] 选项A 中布朗运动应是反映液体分子运动的无规则性，A 错；选项B 中不能把吸收的能量全部转化为机械能，B 错；在C 选项中知道了物质的摩尔质量和密度不能求出阿伏伽德罗常数，C 错；根据内能的物理意义及温度是分子热运动平均动能的标志可知，内能不同的物体，它们分子热运动平均动能可能相同，D 正确．(2)①1200 K ②放热 理由略[解析] ①由理想气体的状态方程p A V A T A ＝p B V B T B 得气体在状态B 的温度T B ＝p B V B T A p A V A＝1200 K. ②由状态B 到状态C ，气体做等容变化，由查理定律得p B T B ＝p C T CT C ＝p C p BT B ＝600 K 故气体由状态B 到状态C 不做功，但温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，ΔU ＝W ＋Q ，可知气体要放热．4．2015·湖北八校高三第一次联考如图K46-4所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的气缸内．缸壁不可导热，缸底导热，缸底到开口处的竖直距离为h .轻质活塞不可导热，厚度可忽略，横截面积S ＝100 cm 2，初始时处于气缸顶部．若在活塞上缓慢倾倒一定质量的沙子，活塞下移h 9时再次平衡．已知室温为t 0＝27 ℃，大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，不计一切摩擦，g 取10 m/s 2.(1)求倾倒的沙子的质量m .(2)若对缸底缓慢加热，则当活塞回到缸顶时被封闭气体的温度t 2为多大？图K46-44．(1)12.5 kg (2) 64.5 ℃[解析] (1)由玻意耳定律有p 0Sh ＝⎝⎛⎭⎫p 0＋mg S S ×8h 9 代入数据有m ＝12.5 kg.(2)由盖·吕萨克定律有8Sh 9（t 0＋273 K ）＝Sh t 2＋273 K得t 2＝64.5 ℃.5．2015·上海松江一模如图K46-5所示，由U 形管和细管连接的玻璃泡A 、B 和C 浸泡在温度均为0 ℃的水槽中，B 的容积是A 的3倍．阀门S 将A 和B 两部分隔开．A 内为真空，B 和C 内都充有气体．U 形管内左边水银柱比右边的低60 mm.打开阀门S ，整个系统稳定后，U 形管内左右水银柱高度相等．假设U 形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积．(1)求玻璃泡C 中气体的压强(以mmHg 为单位)．(2)将右侧水槽的水从0 ℃加热到一定温度时，U 形管内左右水银柱高度差又为60 mm ，求加热后右侧水槽的水温．图K46-55．(1)180 mmHg (2)364 K[解析] (1)C 中气体压强始终不变，B 内封闭气体初状态：p B ＝p C ＋60 mmHg ，打开阀门后p B ′＝p C由题意：V ′B ＝43V B 由玻意尔定律p B V B ＝p ′B V ′B 得：p ′B ＝180 mmHg ，则p C ＝p ′B ＝180 mmHg.(2)C 内封闭气体做等容变化，加热后压强p ′C ＝p C ＋60 mmHg由查理定律得p C T ＝p ′C T ′代入数据解得：T ′＝364 K.7．2015·云南部分名校12月统考如图K46-7所示，在长为L ＝57 cm 的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm 高的水银柱封闭着51 cm 长的理想气体，管内外气体的温度均为33 ℃，大气压强p 0＝76 cmHg.(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．图K46-77．(1)318 K (2)85 cmHg[解析] (1)设玻璃管横截面积为S ，以管内封闭气体为研究对象，气体经等压膨胀，则 T 1＝306 K ，V 1＝51 cm·S ，V 2＝53 cm·S由盖·吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2得T 2＝318 K.(2)当水银柱上表面与管口相平时，设此时管中气体压强为p ，水银柱的高度为H cm ，管内气体经等温压缩：V 3＝(57 cm －H cm)S ，p 3＝(76＋H )cmHg由玻意耳定律：p 1V 1＝p 3V 3得H ＝9故p 3＝85 cmHg.。

2023年高考真题（热学部分）一、单选题1．（北京卷）夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。

与白天相比，夜间轮胎内的气体（）A．分子的平均动能更小B．单位体积内分子的个数更少C．所有分子的运动速率都更小D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大2．（海南卷）下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（）A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大C．分子势能在r0处最小D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小3．（江苏卷）如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。

该过程中（）A．气体分子的数密度增大B．气体分子的平均动能增大C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小4．（江苏卷）在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。

利用注射器选取一段空气柱为研究对象。

下列改变空气柱体积的操作正确的是（）A．把柱塞快速地向下压B．把柱塞缓慢地向上拉C．在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞D．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞5．（重庆卷）密封于气缸中的理想气体，从状态a依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。

若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示，则对应的气体压强p随T变化的p-T图像正确的是（）A．B．C．D．二、多选题6．（全国乙卷）对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的内能可能相等的是（）A ．等温增压后再等温膨胀B ．等压膨胀后再等温压缩C ．等容减压后再等压膨胀D．等容增压后再等压压缩E ．等容增压后再等温膨胀7．（全国甲卷）在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下列缓慢变化过程，气体一定与外界有热量交换的过程是（）A ．气体的体积不变，温度升高B ．气体的体积减小，温度降低C ．气体的体积减小，温度升高D．气体的体积增大，温度不变E ．气体的体积增大，温度降低8．（新课标卷）如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f 、g 、h 三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。