高三物理热学试题答案及解析

高三物理热学试题答案及解析

1. 如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为p0，不计气缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0，整个过程中温度保持不变。求小车的加速度的大小。

【答案】

【解析】设小车加速度大小为a，稳定时气缸内气体的压强为，活塞受到气缸内外气体的压力分别为，

由牛顿第二定律得：，

小车静止时，在平衡情况下，气缸内气体的压强应为，

由波伊尔定律得：

式中，

联立解得：

2. 下列说法中正确的是 A．水可以浸润玻璃，水银不能浸润玻璃 B．热管是利用升华和汽化传递热量的装置 C．布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动。

D．一般说来物体的温度和体积变化时它的内能都要随之改变

【答案】AD

【解析】热管是利用热传导原理与致冷介质的快速热传递性质的装置，B错；布朗运动是固体小颗粒的运动，C错；

3. （1）关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是____。（填选项前的字母）

A．一定量气体吸收热量，其内能一定增大

B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体

C.若两分子间距离增大，分子势能一定增大

D.若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大

（2）空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L,现再充入1.0 atm的空气9.0L。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 B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm

【答案】（1）D (2)A

【解析】(1) 改变内能有热传递和做功，如果吸热比对外做功要少得话，物体的内能会减小，所以答案A错；在引起变化的条件下，热量可以从低温传给高温如空调等所以答案B错；在分子力为排斥力时距离增大分子势能减小，答案C错，正确答案选D.

(2)由等温变化可知代入数据可知答案A正确；

4. 关于热学现象和规律，下列说法中正确的是 。（填写选项前的字母）

A．布朗运动就是液体分子的热运动

B．达到热平衡的两个物体具有相同的热量 C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律

D．水不容易被压缩说明分子间存在分子力

【答案】D

【解析】布朗运动是固体小颗粒的运动，它能反映液体分子的无规则运动，所以布朗运动不是液体分子的热运动，A错；当两物体的温度相同时，不在进行热交换，两物体间达到热平衡，所以达到热平衡的两个物体具有相同的温度，B错；违反能量守恒定律的是第一类永动机，第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，C错；水不容易被压缩说明分子间存在斥力，D对。

5. 选修模块3-3（15分）

【1】对于一定量的理想气体，下列说法正确的是____。

A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变

B．若气体的内能不变，其状态也一定不变

C．若气体的温度随时间不段升高，其压强也一定不断增大

D．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关

E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大

【答案】ADE

【2】如右图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U=αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求

(i)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1：

(ii)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q .

【答案】V1="V/2 " Q= p0V/2+αT0

6. 用细线将一块玻璃片水平地悬挂在弹簧测力计的下端，并使玻璃片贴在水面上，如图所示，然后用手缓慢提起弹簧测力计，在使玻璓片脱离水面的一瞬间，关于弹簧测力计的示数下列说法中正确的是（ ）

A．弹簧测力计的示数等于玻璃片的重力

B．弹簧测力计的示数小于玻璃片的重力，因为玻璃片受到水的支持力

C．弹簧测力计的示数小于玻璃片的重力，因为玻璃片受到水的浮力

D．弹簧测力计的示数大于玻璃片的重力，因为玻璃片受到水的分子力

【答案】D

【解析】【考点】分子间的相互作用力． 分析：玻璃片脱离水面的一瞬间，除了受重力、拉力外，还受到水分子对它的引力．

解答：解：玻璃片脱离水面的一瞬间，除了受重力、拉力外，还受到水分子对它的引力．所以拉力大于玻璃片的重力．故D正确，A、B、C错误．

故选D．

点评：解决本题的关键知道物体间紧密接触，间隙非常小时，会受到分子的引力．

7. 下列说法正确的是 (选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错一个扣3分，最低得分为0分)

A．当一定量气体吸热时，其内能可能减小

B．玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体

C．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点

D．当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部

E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关

【答案】ADE

【解析】根据热力学第一定律可知，当一定量气体吸热时，如果气体放热，则其内能可能减小，选项A正确；石墨和金刚石都是晶体，玻璃、木炭是非晶体．故B错误；单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项C错误；由于表面张力的作用当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部，故D正确；气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关，单位体积内气体的分子数越多或者气体温度越高，则气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多，选项E正确；故选ADE.

【考点】热力学第一定律；晶体和非晶体；气体的压强.

8. 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隔气体分子平均占有的空间体积

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，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

【答案】BDE

【解析】所以气体分子的体积小于每个气体分子平均所占有的空间体积，A错误；温度升高，气体分子平均动能增加，气体分子热运动剧烈程度加快，B正确；气体对容器壁的压强是气体分子不断撞击器壁产生的，与超失重无关，故C错误；根据热力学第一定律可得气体从外界吸收热量，同时还对外做功，所以内能不一定增加，D正确；根据公式可得等压，体积增大，温度增大，E正确

【考点】考查了气体体积，分子平均动能，热力学第一定律，气体状态方程

【名师】根据气体分子间空隙很大，分析气体的体积与所有气体分子的体积之和的关系．根据温度的微观含义、压强产生的微观机理分析．根据热力学第一定律分析气体内能变化，根据等压变化分析温度变化

9. 有关热学，下列说法正确的是

A．甲分子固定不动，乙分子从很远处向甲靠近到不能再靠近的过程中，分子间的分子势能是先增大后减小

B．一定量的理想气体在体积不变的条件下，吸收热量，内能一定增大，压强可能不变

C．已知阿伏伽德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，标准状况下水蒸气的密度为（均为国际单位制单位），则1个水分子的体积是

D．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的

【答案】D

【解析】甲分子固定不动，乙分子从很远处向甲靠近到不能再靠近的过程中，甲乙分子间先表现为引力，靠近时引力做正功，分子势能减小，后表现为斥力，相互靠近时，分子力做负功，分子势能增加，A错；一定量的理想气体在体积不变的条件下，吸收热量，内能一定增大，压强必增大，B错；已知阿伏伽德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，标准状况下水蒸气的密度为（均为国际单位制单位），则1个水分子占据的空间为（此式只适合液体和固体）,C错；自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，D对。

【考点】分子动理论。

10. 如图所示，一根上粗下细、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端封闭、下端开口，横截面积，下端与大气连通。粗管中有一段水银封闭了一定质量的理想气体，水银柱下表面恰好与粗管和细管的交界处齐平，空气柱和水银柱长度均为h=4cm。现在细管口连接一抽气机(图中未画出)，对细管内气体进行缓慢抽气，最终使一半水银进入细管中，水银没有流出细管。已知大气压强为。

①求抽气结束后细管内气体的压强；

②抽气过程中粗管内气体吸热还是放热?请说明原因。

【答案】① ②粗管内的气体吸热

【解析】①缓慢抽气过程中，粗管内气体的温度不变。设抽气后粗管内气体压强为p1，细管内气体压强为p2，由玻意耳定律可得： ① （2分）

② （2分）

由①②式联立解得： ③ （2分）

②缓慢抽气过程中，粗管内气体的温度不变，气体内能不变， （1分）；气体体积增大，对外做功， （1分）；

根据热力学第一定律：，所以，粗管内的气体吸热。（2分）

【名师】（1）根据温度不变，利用水银柱封闭气体的压强计算方法，写出粗管和细管内压强的表达式，再应用玻意耳定律求出抽气后细管内的气体压强；（2）根据热力学第一定律，做功和热传递在改变物体内能上是等效的，理想气体内能只与温度有关，说明内能不变，从而确定吸放热问题。

【考点】玻意耳定律、热力学第一定律。

11. 用“油膜法”来粗略估测分子的大小，认为油滴在水面上后油分子的排列需要建立在一定模型基础上，下列哪项是不正确的

A．分子都是球形的

B．所有分子都能形成单分子油膜

C．分子都是一个一个挨着一个排列的

D．滴入的油酸溶液是高纯度的溶液

【答案】D

【解析】在“用油膜法估测分子的大小”实验中，做这样的近似：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，紧密排列；为了获取单分子油膜，则将油酸滴入酒精溶液，形成低纯度的油酸溶液，故ABC正确，D不正确。

【考点】用油膜法估测分子的大小

【名师】明确“用油膜法估测分子的大小”的实验原理：油酸以单分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而由油酸的体积与油膜的面积相除求出油膜的厚度，即可正确解答。

12. 如图所示，粗细均匀的玻璃细管上端封闭，下端开口，竖直插在大而深的水银槽中，管内封