高考物理三轮冲刺专题能力提升热学

1、热学一、单选题（本大题共5小题，共20.0分）1. 如图甲所示，开口向上的导热气缸静置于水平桌面，质量为m的活塞封闭一定质量气体，若在活塞上加上质量为m的砝码，稳定后气体体积减小了V1，如图乙；继续在活塞上再加上质量为m的砝码，稳定后气体体积又减小了V2，如图丙.不计摩擦，环境温度不变，则()A. V1V2D. 无法比较V1与V2大小关系【答案】C【解析】解：设大气压强为P0，开始时气体的体积是V，活塞静止处于平衡状态，由平衡条件得：p0S+Mg=pS，气体压强：p=p0+MgS；则甲状态气体的压强：P1=P0+mgS 乙状态气体的压强：P2=P0+2mgS 丙状态气体的压强：P3=P0+3m

2、gS 由玻意耳定律得：p1V1=p2V2=p3V3 得：V2=P0S+mgP0S+2mgV，V3=P0S+mgP0S+3mgV 所以：V1=VV2=mgP0S+2mgV；V1+V2=VV3=2mgP0S+3mgVV2 故选：C对活塞进行受力分析，由平衡条件分别求出几种情况下的气体压强；由玻意耳定律可以求出气体体积，然后比较体积的变化即可本题考查了求气体压强与体积，应用平衡条件与玻意耳定律即可正确解题，要掌握应用玻意耳定律解题的思路与方法2. 下列现象中属于分子斥力的宏观表现的是()A. 镜子破碎后再对接无法接起B. 液体体积很难压缩C. 打气筒打气，若干次后难再打进D. 橡皮筋拉伸后放开会自动

3、缩回【答案】B【解析】解：A、镜子破碎后再对接无法接起，并不是因为分子间表现为斥力，而是由于分子间距离大于分子直径的10倍以上，分子间的作用力太小，不足以使碎玻璃片吸引到一起.故A错误B、液体难于被压缩是因为液体中分子距离减小时表现为斥力，故B正确C、打气筒打气，若干次后难再打进，是因为气体的压强增大的缘故，不是因为分子间存在斥力，故C错误D、橡皮筋拉伸后放开会自动缩回，是由于分子间存在引力的缘故，故D错误故选：B分子间同时存在着引力和斥力，二者都随分子间距离的增加而减小，而斥力减小得快.根据分子动理论分析即可本题考查了热学的基础知识，关键要明确分子间同时存在着引力和斥力，根据现象分析出斥力的

4、表现3. 一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是()A. 大气压强增加B. 环境温度升高C. 向水银槽内注入水银D. 略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移【答案】A【解析】解：由题意，令封闭气体的压强为P，玻璃管质量为m，则有对玻璃管受力分析： 根据受力分析图可知，绳的拉力T=(P0P)S+mg=ghS+mg，即绳的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水银的重力所以：A、大气压强增加时，封闭气体压强不变，故液柱h增加，所以拉力T增加，A正确；B、环境温度升高，封闭气体压强增大，根据P=P0g

5、h可知，h减小，故拉力T减小，B错误；C、向水银槽内注入水银，根据P=P0gh和气体状态方程可知，封闭气体压强增大，体积减小，水银面高度差h减小，故拉力减小，C错误，D、略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，封闭气体体积减小，压强增大，再根据P=P0gh可知，水银面高度差h减小，故绳拉力减小，D错误故选A封闭气体的压强P=P0gh，对玻璃进行受力分析，得到绳拉力大小的决定因素，并根据选项分析答案即可根据对管的受力分析，求出绳的拉力大小跟什么因素有关，再根据封闭气体压强与大气压强的关系，正确应用气体状态方程是解决本题的关键4. 如图所示，在水平面上放置着一个密闭绝热的容器，容器内一个有质

6、量的活塞封闭着理想气体，活塞下部为真空.两端固定的轻弹簧被压缩后用绳扎紧.现在绳突然断开，当轻弹簧推动活塞上升的过程中，理想气体()A. 压强增大，温度升高B. 压强增大，温度降低C. 压强减小，温度升高D. 压强减小，温度降低【答案】A【解析】解：活塞向上压缩气体的过程中对气体做正功，同时，由于是绝热的气缸，气体与外界之间没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体的内能一定增大，所以气体的温度升高根据理想气体的状态方程：PVT=C可知，气体的温度升高，体积减小则气体的压强一定增大故选：A根据理想气体的状态方程分析气体的状态参量的变化；轻弹簧推动活塞上升的过程中对气体做功，结合热力学第一定律即可

7、判定气体内能的变化与温度的变化通过受力分析确定所受的各个力，以及物体的初末状态和物体运动过程，从而确定不同力的做功情况以及能量的转化是解决此类题目的解题思路5. 下列说法正确的是()A. 气体温度升高，则每个气体分子的动能都将变大B. 分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都增大C. 气体的压强是由于大量分子频繁撞击器壁产生的D. 一定质量理想气体的温度升高，内能不一定增大【答案】C【解析】解：A、温度是分子热运动平均动能的标志，气体温度升高，则分子热运动的平均动能增加，但不是每个气体分子的动能都变大，故A错误；B、分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，只是斥力减小的更快，故B错误；C、气

8、体的压强是由于大量分子频繁撞击器壁产生的，与分子数密度和分子热运动的平均动能有关，故C正确；D、理想气体是没有分子力的，故分子间没有分子势能，故温度越高，分子热运动平均动能越大，故内能越大；故D错误；故选：C温度是分子热运动平均动能的标志；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小；气体的压强是大量分子频繁撞击容器壁产生的；理想气体分子间没有势能，只有分子热运动的动能本题关键是从微观角度分析温度、压强、分子力，注意理想气体是无分子力、无分子势能的，基础题目二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）6. 如图所示，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸

9、内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动，缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气.起初，在小活塞上的烧杯中放有大量沙子.能使两活塞相对于气缸向上移动的情况是()A. 给气缸缓慢加热B. 取走烧杯中的沙子C. 大气压变小D. 让整个装置自由下落【答案】BD【解析】解：设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：(P0P)(Ss)=G A、给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误B、取走烧杯中的沙子后，整体的重力小了，由式知容器内气体

10、压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B正确C、大气压变小时，由式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以气缸要向下移动，故C错误D、让整个装置自由下落，缸内气体压强增大(原来小于大气压强)，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D正确故选：BD以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知(P0P)(Ss)=G，明确原来气体压强小于大气压强；题目设计的变化如加热、取走沙子、大气压减小、装置自由下落后，我们根据理想气体状态方程判断出气体的体积增大还是减小，就可以知道活塞上升还是下降了本题的关键是利用活塞受力平衡的条件和理想气体状态方程判断

11、封闭气体的体积如何变化，是一道比较困难的易错题7. 以下说法正确的是()A. 液体表面张力有使液面收缩到最小的趋势B. 晶体的各向异性是指沿不同方向其物理性质不同C. 温度总是从分子平均动能大的物体向分子平均动能小的物体转移D. 花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动E. 恒温水池中，小气泡由底部缓慢上升过程中，气泡中的理想气体内能不变，对外做功，吸收热量【答案】ABE【解析】解：A、由于表面分子较为稀疏，故液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，表面张力有使液面收缩到最小的趋势.故A正确；B、晶体的各向异性是指沿不同方向其物理性质不同，但要注

12、意不是所有单晶体的所以物理性能都是各向异性；故B正确；C、温度是分子平均动能的标志，根据热力学第二定律可知，热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体，故C错误；D、布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是液体分子做无规则运动的反映，不是微粒内部分子是不停地做无规则运动的反应，故D错误；E、气泡缓慢上升的过程中，外部的压强逐渐减小，气泡膨胀对外做功，由于外部恒温，可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，则内能不变，由热力学第一定律可得，U=W+Q知，气泡内能不变，同时对外做功，所以必须从外界吸收热量，故E正确故选：ABE知道液体表面张力的成因，能用分子间作用力来解释；

13、明确晶体的性质，知道只要有一个性质为各向异性则为单晶体；温度不会转移；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的；在气泡缓慢上升的过程中，气泡外部的压强逐渐减小，气泡膨胀，对外做功，气泡缓慢上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，内能不变，根据热力学第一定律可以判断气泡做功的情况本题考查了布朗运动、温度的微观意义、热力学第一定律、晶体的性质以及表面张力，要注意准确理解热学性质，能从微观上进行解释相关现象8. 下列说法正确的是()A. 物体内分子热运动的平均动能越大，则物体的温度越高B. 液体表面层中分子间的相距作用表现为引力C.

14、 用显微镜观测液体中的布朗运动，观察到的是液体分子的无规则运动D. 电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外面，违背了热力学第二定律E. 一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，则单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多【答案】ABE【解析】解：A、温度是分子平均动能的标志，物体内分子热运动的平均动能越大，则物体的温度越高.故A正确；B、液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，从而有分子引力不均衡，产生沿表面作用于任一界线上的张力，表现为引力，故B正确C、布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，反映的是液体分子的无规则运动，故C错误D、由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传

15、给高温物体，但电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外面是由于电动机做功，不违背了热力学第二定律，故D错误E、一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，则分子运动的激烈程度增大，所以单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多，故E正确故选：ABE温度是分子平均动能的标志液体表面张力形成的原因是因为表面分子比较稀疏由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传给高温物体布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，反映的是液体分子的无规则运动根据压强的微观意义分析本题考查温度、压的微观意义以及布朗运动，热力学第二定律等内容，解答的关键是正确理解热力学第二定律的几种不同的说法9. 如图所示，一定质量的理想

16、气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，AB和CD为等温过程，BC和DA为绝热过程.该循环过程中，下列说法正确的是()A. AB过程中，气体对外界做功，吸热B. BC过程中，气体分子的平均动能增加C. CD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少D. DA过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化E. 该循环过程中，气体吸热【答案】ADE【解析】解：A、AB过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，故A正确；B、BC过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错误；C、CD过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单

17、位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C错误；D、DA过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线发生变化，故D正确；E、该循环中，气体对外做功大于外界对气体做功，即W0，即气体吸热，故E正确；故选：ADEAB过程中，体积增大，气体对外界做功，BC过程中，绝热膨胀，气体对外做功，温度降低，CD过程中，等温压缩，DA过程中，绝热压缩，外界对气体做功，温度升高本题考查了理想气体状态方程的应用，根据图象判断出气体体积如何变化，从而判断出外界对气体做功情况，再应用热力学第一定律与题目所给条件即可正确解题；要知道：温度是分子平均动能的标志，理想气体内能

18、由问题温度决定三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）10. 如图所示，容积为100cm3的球形容器与一粗细均匀的竖直长管相连，管上均匀刻有从0到100刻度，两个相邻刻度之间的管道的容积等于0.25cm3.有一滴水银(体积可忽略)将球内气体与外界隔开.当温度为20时，该滴水银位于刻度40处.若不计容器及管子的热膨胀，将0到100的刻度替换成相应的温度刻度，则相邻刻度线所表示的温度之差是否相等_(填“是”“否”或“不确定”)，在此温度计刻度内可测量的温度范围是_【答案】是；266.4K333K【解析】解：(1)相等，因为是等压变化，温度变化与体积变化比值恒定(或温度数值与0到100的刻度数值成线

19、性关系(2)水银由0刻度到40刻度处：由等圧変化，V1T1=V2T2 T1=V1T2V2=100293100+400.25K=266.4K 水银由0刻度到100刻度过程，由等圧変化：V1T1=V3T3 T3=V3T1V1=(100+1000.25)266，4100K=333K 温度测量的范围：266.4K333K 故答案为：是 266.4K333K(1)根据温度与刻度成线性关系，来确定是否相等(2)由两次使用等压变化，从而求出可以测量的温度范围；考查对等压变化理解，同时要掌握等温变化、等容变化的理解，最后要掌握理想气体状态方程四、实验题探究题（本大题共2小题，共18.0分）11. 在“研究一定

20、质量理想气体在温度不变时，压强和体积的关系”实验中.某同学按如下步骤进行实验：将注射器活塞移动到体积适中的V0位置，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积读出注射器刻度表示的体积V，通过DIS系统记录下此时的V与压强p重复两步，记录5组数据.作p1V图.(1)在上述步骤中，该同学对器材操作的错误是：_.因为该操作通常会影响气体的_(填写状态参量)(2)若软管内容积不可忽略，按该同学的操作，最后拟合出的p1V直线应是图a中的_.(填写编号)(3)由相关数学知识可知，在软管内气体体积V不可忽略时，p1V图象为双曲线，试用玻

21、意耳定律分析，该双曲线的渐近线(图b中的虚线)方程是p=_.(用V0、p0、V表示)【答案】用手握住注射器前端；温度；1；P0(V0+VV)【解析】解：(1)、在进行该实验室要保持被封闭气体的温度不变化，所以试验中，不能用手握住注射器前端，否则会使气体的温度发生变化(2)、在p1V图象中，试验中因软管的体积不可忽略，活塞中的气体的体积要比实际体积要小，所以压强P会偏大，应是图a中的1图线(3)、在软管内气体体积V不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为V0+V，压强为P0，末状态的体积为V+V，压强为P，由等温变化有：P0(V0+V)=P(V+V) 解得：P=P0(V0+VV+V) 当式中的V趋

22、向于零时，有：P=P0(V0+VV) 即该双曲线的渐近线(图b中的虚线)方程是：P=P0(V0+VV) 故答案为：(1)用手握住注射器前端，温度；(2)1；(3)P0(V0+VV)(1)根据研究一定质量理想气体在温度不变时，压强和体积的关系的要求可知，实验过程中应保持被封闭气体的温度不变，由此即可可知实验步骤中错误的操作(2)因软管内容积不可忽略，由注射器刻度读出的体积要不实际体积偏小，结合数学知识可得知压强会偏大，继而可知对应的图线(3)在软管内气体体积V不可忽略时，分别分析两个状态下的状态参量，根据等温变化可列出方程，利用极值法即可得知所要的结果学习中要注意掌握气体的状态方程，熟悉应用状态

23、方程解答问题的一般步骤及注意事项，解答问题时，首先要确定气体的状体，分析状态参量，选取合适的方程进行解答.在涉及到的实验中，要明确实验的要求和注意事项，像该试验，为了保证气体的温度不发生变化，就应注意两点，一是不能用手握住注射器的前端，二是推拉活塞时要缓慢12. 如图为一个测温装置，图中C为测温泡，装入水银的U形管B管开口向上，A管通过细玻璃管与测温泡C相通，U形管的下端通过软管相连.测温时，调节B管的高度，使A管中的液面保持在a处，此时根据U形管A、B两管水银面的高度差就能知道测温泡所处环境的温度.假设该测温装置在制定刻度时的大气压为76cmHg，该温度计的0和30刻度线间的距离正好是30c

24、m(1)当测温泡中气体温度升高时，为使A管中的液面保持在a处，则B管应向_(填“上”或“下”)移动；(2)该测温装置的刻度应刻在_管(填“A”或“B”)；(3)由于天气的原因会导致大气压发生变化，当实际温度为16时，该温度计的读数为17，则此时大气压为_cmHg【答案】上；B；75【解析】解：(1)当测温泡中气体温度升高时，气体压强增大，a处液面下降，为使A管中的液面保持在a处，B管应向上移动，使A中气体压强增大，体积减小从而使液面回到a处(2)由题意可知，测温过程要保持A中液面在a处不变，A中气体发生等容变化，气体温度变化时其压强变化，A、B两管液面高度差发生变化，由于A中液面始终处于a处，

25、因此刻度线应刻在B管上(3).由题意，温度计的0和30刻度线间的距离正好是30cm，则温度计的0和17刻度线间的距离是17cm.当天的实际温度是16 气体发生等容变化，根据查理定律得：对于大气压为76cmHg，温度分别为0和30分别0和时，有76+h1+30273+30=76+h1273 对于大气压为76cmHg，温度0和大气压p0cmHg，温度t=16，有76+h1273=p0+h1+17273+16 解得：p0=75cmHg 故答案为：(1)上(2)B(3)75(1)根据气体状态变化应用理想气体状态方程分析答题；(2)由于温泡A内封闭气体的体积不变，气体温度变化时封闭气体压强变化，两边液面

26、差发生变化，据此判断刻度线在何处(3)封闭气体发生等容变化，应用查理定律可以求出大气压本题关键是要挖掘隐含的条件，掌握查理定律.本题考查运用物理知识处理实际问题的能力五、计算题（本大题共4小题，共40.0分）13. 在容积为40L的容器中，盛有压缩二氧化碳3.96kg，该容器能承受的压强不超过6.0106pa，求容器会有爆炸危险时内部气体达到的摄氏温度？(已知二氧化碳在标准状态下的密度是1.98kg/m3，温度是0，压强是1105pa)【答案】解：容器内的气体在标准状态下的状态量分别为：T1=273K，p1=1105pa，V1=m=1.983.96=2m3气体达到爆炸点的状态量为：p2=6.0

27、106pa，V2=40L=0.04m3根据理想气体状态方程列式：P1V1T1=P2V2T2代入数据解得：T2=327.6K即：t2=54.6答：容器会有爆炸危险时内部气体达到的摄氏温度是54.6【解析】已知二氧化碳的质量和标准状况下的密度，即可求出标准状况下的气体的体积，然后结合容器能承受的最大压强，结合理想气体的状态方程即可求出该题考查理想气体的状态方程，解得的关键是根据标准状况下气体的密度求出标准状况下气体的体积，然后才能使用气态方程14. 在研究“一定质量的气体在体积不变时压强与温度关系”的实验中(如图甲)，与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件.将试管放在大烧杯的

28、凉水中，逐次加入热水并搅拌，记录得到试管内空气不同的压强和温度值.图乙为二组同学通过记录的压强和摄氏温度数据绘制的Pt图象，初始封闭气体体积相同(1)两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为_，两图线斜率不同可能的原因是_(2)通过图乙归纳出一定质量的气体体积不变时压强与摄氏温度的函数关系是_，该规律符合_定律【答案】273；两组初始气体压强不同，两组气体初始温度不同；p=P0(1+t273)；查理【解析】解：(1)(2)、两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为绝对零度，其值为273，结合图象，设温度为零摄氏度时的压强为P0，则有：P0273=k 被封闭气体的压强与摄氏温度之间的关系有：P273

29、+t=k 解得：p=P0(1+t273) 由上式可知，两图线斜率不同的原因是，两组初始气体压强不同，或两组气体初始温度不同在实验过程中，保持了体积不变，符合查理定律的变化规律故答案为：(1)273，两组初始气体压强不同，两组气体初始温度不同；(2)p=P0(1+t273)，查理结合对热力学温度的理解，可得知图线交点对应的摄氏温度，结合图象，利用数学知识即可推导出一定质量的气体体积不变时压强与摄氏温度的函数关系，结合关系式可得知引起斜率不同的原因，根据不变化的状态参量可得知该变化属于哪个热力学定律该题是一道比较考查热力学定律比较新颖的一道题，解答时要知道气体变化的三个定律的特点，同时要求学生要有

30、一定的读图和数学分析能力，15. 如图所示，高L、上端开口的气缸与大气联通，大气压P0.气缸内部有一个光滑活塞，初始时活塞静止，距离气缸底部L4.活塞下部气体的压强为2P0、热力学温度T(1)若将活塞下方气体的热力学温度升高到2T，活塞离开气缸底部多少距离？(2)若保持温度为T不变，在上端开口处缓慢抽气，则活塞可上升的最大高度为多少？【答案】解：(1)对活塞受力分析后有：P0S+mg=2P0S，得到：P0S=mg当温度由T到2T时，由气体定律：14LST=LS2T解得：L=12L(2)当抽气至活塞上方为真空时，活塞可上升到最大高度为H，由气体定律有：2P014LS=P0HS得：H=12L答：(1)若将活塞下方气体的热力学温度升高到2T，活塞离开气缸底部距离是12L；(2)若保持温度为T不变，在上端开口处缓慢抽气，则活塞可上升的最大高度为12L【解析】(1)封闭气体做等压变化，找出初末状态参量，根据查理定律列式求解