2009-2020五年高校自主招生试题物理精选分类解析专题11热学Word版含解析

1、20092013五年高校自主招生试题物理精选分类解析十一.热学一.2013 年1. （2013北约自主招生）在一个绝热的竖直气缸里面放有一定质量的理| 1 |想气体，绝热的活塞原来是固定的。现拆去销钉 （图中未画出），气体因膨胀把活塞及重物举高后如图所示。则在此过程中气体的 （）A.压强不变，为於温度升高1B.压强不变，温度降低C.压强减小，温度升高D.压强减小，温度降低解析:绝热膨胀的关键是绝球胪4体与个却没有杀量的交换,那么膨胀是指体积变大, 所以气体对外界做功,根据热力学簟一定伊，在绝技，於件下对外做功，那么气体内能一 定即、由于气体的内能完全是温度的函数，所以西能臧小，温度降低,结论是

2、.在此 过程中气体的体积变大，温度拜朵，压强减小，选项D正确. 喈案；D【点评】此题考查绝热膨胀' 科力学第一之律及其咨大知识的运用口二.2012 年1. （2012北约自主招生真题）相同材料制成的一个圆环 A和一个圆盘B,厚 度相同，且两者起始温度和质量也相同，把它们都竖立在水平地面上，现给它们相同的热量，假设它们不与任何其他物体进行热交换， 则升温后的圆环A的温度tA与圆盘B的温度tB的大小关系是（）A. tA>tBB. tA<tBC. tA=tBD.无法确定答案；Bq解析:现给它们相同的热量，升温后二者都体积增大（膨胀I由于圆环A重心升高比 圆盘B大，重力势能增加直记

3、B大，机蛙线量守恒定律，升温后的圆环A的温度5 小于圆盘B的温度B选项B正造o【点评】此题以圆环和总盘切入：悬茫与查散热与形状的关系.2. （2012年华约自主招生）如图所示，绝热容器的气体 被绝热光滑密封活塞分为两部分 A、B,已知初始状态下A、B两部分体积、压强、温度均相等， A中有一电热丝 对A部分气体加热一段时间，稳定后A. A气体压强增加，体积增大，温度不变B. B气体的温度升高，B中分子运动加剧C. B气体的体积减小，压强增大D. A气体的内能变化量等于 B气体的内能变化量答案 BC解析：电热丝对A部分气体加热，A气体的温度升高，压强增大，推动活塞压缩R气 体,对B气体做功，B中气

4、体内能增大，温度升高，B中分子运动加剧，选项A错误E 正确；B气体的体枳减小，压强唱大，选第逆腐；稳定后，A、R压强相等，由于活 塞蝇热，A气体温度高于B, A气体K花盆变化量大亍B气体的内能变化量.选项D 错误.【点评】此题以绝热容器内的气体切入，意在考查热学相关知识口3. （2012卓越自主招生）在两端开口竖直放置的 U形管内，两段水银封闭着长 度为L的空气柱，a、b两水银面的高度差为h,现保持温度不变，则A.若再向左管注入些水银，稳定后 h变大B.若再向左管注入些水银，稳定后 h不变C.若再向右管注入些水银，稳定后 h变大D.若两管同时注入些水银，稳定后 h变大答案：BCD解析：若再向左

5、管注入些水银，内右管空气通上端的水银柱高度不变，水银稳定后为 不变,选项B正确A错误。若再门左管注入些#定,封闭的空气柱压强增大，稳定后毒变大，选项C正确。若两名同时注入巨亢银，稳定后和变大学选项D正确4. （2012清华保送生测试）理想气体无法通过相变变成液体，这是因为A.气体分子之间无作用力B.理想气体没有分子势能C.理想气体放在体积很小D.理想气体分子没有碰撞答案.B解析.气体要变成液体需要分子：间有分子引W券能，所以理想气体无法逋过相变变成 液体，这是因为理想气体没有分子势漏，选项B正否a5. （2012清华保送生测试）如图所示，AB为一定量的理想 怦 /气体的绝热线，当它以图小 A-

6、B-E-A过程变化时，下列 ' f一绝热线关于气体吸热、放热的表述正确的是E.始终吸热屋君F.始终放热J13VG.有时吸热，有时放热，但吸热等于放热H.有时吸热，有时放热，但吸热大于放热I.有时吸热，有时放热，但吸热小于放热答案：D解神 理想气体沿绝热线AB过遑变化际 对外做功，与外界没有热交换，内能减小， 温度降低；沿B-EfA过程变"7,外界对气;*做功，根据p-V图象与横轴所围面积 可知，外界对气体做功数值小于气体可为假功，根据熊力学第一定律，所以有时吸热， 有时加热，但吸热大于放热，选筑口正确，6. （2012卓越自主招生）液体的粘滞系数是描述液体粘滞性大小的物理量。

7、落球法测定篦麻油的粘滞系数，通常是将篦麻油装满长为1m左右圆柱型玻璃筒，通过测得小球竖直落入篦麻油后做匀速运动时的速度来获得。小球在篦麻油中下落时受到重力、浮力和粘滞阻力 F的作用，其中粘滞阻力F 3冗vd （其中d、v分别是小球的直径和速度）。当小球匀速运动时，利用受力平衡等条件便 可求得，于是测得小球匀速运动的速度是这个实验的关键。若你手边只有秒表 和毫米刻度尺可以利用, 尔怎样确定小球已经做匀速运动了；改口何测得小球匀速运动的速度。7. （16 分）解析:（0 X在玻璃筒下部选址一段即鬲 让小墟贴近篦麻油面下落.翱随其通过这 段距离的时间,然后再将小球从油面上某一高度处F落，测量其通过同

8、样区域的时间， 若两次时间在误差允许范围内相同 即可耳新小球2该区域做匀速运动口或在玻璃筒下部选取上下两段相同的距高，若不球通过这两段距淘所用的时间在误 羞允许范围内相同，即可判断小球在该区反'愧匀速运动，其他正确答案均得分上Q分）3小球匀速下落时，用刻度尺测曼汰璃筒侧壁上选取的那段距离的长度，用秒表测 量其通过的时间，其长度与时周之比即为小球的下心速度（I分），同时要多次测量取 平均值C2分）.8. （2012清华保送生测试）A、B、C为三个气体系统，当A与C热平衡时，有 pAVA-napAVA-pcVc=0 ； B 与 C 热平衡时，有 pBVB-nbpBVB-pcVc=0。试运用

9、热力学第零定律求 A、B、C的状态方程。解神 当A与C热平衡时，A与温度相鸟，设句翎态关于温度的函数为f则有 即d匕（1也日），A的状态方程为巴口厘口）=ffD/B与C热平衡时，B与C温度柏间，A的岸烈万程为加丹 （1-nb） =f（T>j C的状态方程为产“上酒。三.2011年1. （2011复旦大学）温度为T的气体分别装在器壁温度为 Ti和T2的容器中， 其中Ti< T< T2,问气体作用在哪个容器壁上的力大？A. T1处压力较大B. T2处压力较大C. 一样大D.不能确定答案.D解析：由于题述两个容器的大小丁/定，每个笞甥甲气体质量不确定，所以不能期定两 个容器中压强大

10、小,不能确定气体作用在哪个容器壁上的力大，选项D正确。2 . （2011华约自主招生）在压强不太大，温度不太低的情况下，气体分子本身 的大小比分子之间的距离小很多， 因而在理想气体模型中忽略分子的大小。已知液氮的密度 尸810kg/m3,氮气的摩尔质量 Mmo=28X 10-3kg/mol。假设液氮可看 作由立方体分子堆积而成，根据所给数据对标准状态下的氮气做出估算， 说明上 述结论的合理性。解析；液氮的摩尔体积1个氮分子体积：35、= “乂；-5.8X10-W.6.02乂101个氮分子自身边长4=双=4X .LOm)标准状态下1摩尔氮气体积为1MLW： -, X QW3.7X标准状态下的1个

11、氮气分子自也体积 ¥=22八吗二6.02x10标准状态下氮气分子之间的距离：故 g,则气体分子本身大小比分子之间的距离小很多。3 .(2011华约自主招生)当压强不变、温度变化量 t不太 大时，液体或固体在某一温度下的体膨胀系数a可以表示为o=V ,其中V为该温度时的体积， V为体积的变 V t化量。一般来说，在常温下液体的体膨胀系数分别在 10-3/K 量级和10-610-5/K量级。如图所示的装置可以用来测量控温箱中圆筒形玻璃容器内 液体的体膨胀系数，实验步骤如下：拿掉浮标，将液体的温度调控为接近室温的某一温度to,测量液体的高度ho放入浮标，保持压强不变，将液体的温度升高一个不

12、太大的量t,用精密的位置传感器确定指针高度的变化量 ho利用步骤和中测得的数据计算液体在 t o时的体膨胀系数a。 回答下列问题：(1)不考虑温度变化导致的液体密度变化，写出用测量量表示的a的表达式；(2)在温度升高过程中，液体密度变化会对用上面的表达式计算出的结果有 什么影响？为什么？(3)在所用的浮标为直立圆柱体时，某同学对如何减少这一影响提出以下几条建议，其中有效的是。（填入正确选项前的字母）A.选用轻质材料制成的浮标B.选用底面积较大的浮标C.选用高度较小的浮标D.尽量加大7柱的高度hE.尽量选用底面积大的玻璃容器解析工不考虑温度变化导致的液体密度变化由于液体质量不变，则液体体积V 不

13、变。设圆筒形玻器内液体叱底面程为B,则户也=2=处.（2会偏大.因为温度升高，区泳膨胀.则液体笳积增大，故液体密度口日会减小。 根据阿基米德定律可得;产G丁吕子丫军之% ?费,、，即浮标进入液体的深度会更深 测得的!偏大，导致工偏大. 由户/工厂*g可知，浮标质量雄丸 对尸=的影响就越小，即对!的殿丽 小，选项A正确卡由看%力可知，浮标底面积的大小、浮标的高度都不影响 即Ah不变，选项BC错误，沏大液粒沟高度上选用底面积大的玻璃容器，则浮 标进入的深度变就对液柱高度变化圾Ah影噫减小，性项DE正确。答案，3 a=（2）a会偏大* ®ADE 帕4、（2011年卓越自主招生）如图，一导热

14、良好、足够长的气缸水平放置在地面上。气缸质量M=9.0kg ,与地面的动摩擦因数 n =0.40气缸内一质量 m=1.0kg, 面积S=20cm 2的活塞与缸壁光滑密接。当气缸静止，活塞上不施加外力时，活 塞与气 缸底（即图中气缸最左端）的距离L0=8.0cm。已知大气压po=1.0 A05Pa, 重力加速度g=10m/s2 o现用逐渐增大的水平拉力向右拉活塞，使活塞始终相对 气缸缓慢移动，近似认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，求：（1）当拉力达到30N时，活塞与气缸底之间的距离；（2）当拉力达到50N时，活塞与气缸底之间的距离。解析：Ci)气缸滑动时所受的滑动摩擦力之 MM+m)g=D. 4

15、 0x(9.叶1当拉力这到“14时.气缸静止，£后活塞达到田衡.设此时气缸内气体压强为pi对话 塞根据平衡条件，Fi+piS= p&S,解得t pi=po-Fi/Sj .0x105Pa -l->x lOPa -j.l!5x 10*Fi设此时活塞与气缸底之间的距离为I.福据玻意耳定律，p°L点中RR,解得 L 1=9.4 cm.(2沈气缸和活塞看作整体，由牛顿第二定律，密-豆IVHm丸，解得设此时气缸内气体压强之p,对花塞根据平衡条件，取+p市叩犬5月，解得：P2= P0-Fi/S-kma-S=l10;Pi -2.5 10+?a +0.51Q4Pa =0.801

16、0设此时活塞与气缸底之间的距堂M上，根据萨瑟耳定律，P0%5=PzH解得:LlIObk四.2010年5、(2010复旦自主招生)一圆柱形绝热容器中间有一无摩擦的活塞把容器分为 体积相等的两部分。先把活塞固定，左边充入氢气，右边充入氧气，它们的质量 和温度都相同，然后将活塞放松，则活塞将 。A.向左运动B.向右移动C.不动D.在原位置左右振动B解析二由于氢气的摩尔质量较小,左边充及氢气 左边充久氧气,它们的质量和温度都 相同，左边物质的量较大，由口后一艮与曲，左边气体的压强较大，将活塞放松，则 活塞将向右移动.选项B正确。6. （2010南京大学）由四个物体，其中三个物体的物理性质完全相同，以

17、A表 示；另一个物体用B表示。若把一个A和B放在一起时，经过充分的热量交换， A和B组成的系统的温度比B的温度高了 5c。再把一个A和A+B系统放在一 起时，经过充分的热量交换，A+A+B组成的系统的温度比A+B的温度高了 3C。 若把第三个A和A+A+B系统放在一起时，经过充分的热量交换，系统的温度比 A+A+B的温度高了 C。（不考虑系统与外界的热量交换）。6 一答案：2解析；设物体A的比热容F 质量初始温度公滋为“，m-TAi物体B的比热容，质 量、初始温度分别为对niE，Tbj耻，n Qv Tr匚日也小£, ©%附式工人-Te -5-3Y-日呻匕 上屯施 jg 叫（

18、Ta-Tb -5-3-酎 砧楙"白啊1，由消去Ia Tb） 5；,待3 W砧那用©代人得丁公口 一上口 代入iWC。7. （2010北京大学）如图所示，一定量的理想气体，从 状态A出发，经图中AB、BC、CA状态变化后回到A状 任 态，其中AB为等温变化，BC为等压变化，CA为等体积A卜变化，求：（1）三个过程中哪个过程气体对外做功的绝对值最大？（2）哪个过程气体内能增加，哪个过程减少？CB（3）哪个过程气体与外界交换的热量的绝对值最大？哪个过程最小?7 1解（1）根据pV图年与憎由所围面积表示功可知等温变化的4B过程对外做功最大， Q）内能仅与温度有关，温度升高，则内能增

19、大.等体积变化过程CA升温，故内能增大等压变化的过程BC降温 故内箫/少,上K为等温过程，内能不变。（3）等体枳变化的CA过程吸收的热量全部转换为内钛府增加；等得变化的AE过程吸收的热量全部用干内外做Hh内能不变，内能变化的绝对值最小, 为零.等压变化的EC过程放出的热量，一方面内能减小（7度下降工另一方面外界做功CBC 下方的面积），由于BC、CA两过程内能变化的大小相同，故RC放热的量大于CA吸热的量， 即等压变化的过程与外界交换的热量的空对值最大.等体积变化的CA过程与外界穷及的热量的缤*11量小，五.2009年1. （2009上海交通大学）对于一定质量的理想气体，下列过程违反热力学第一

20、定 律的是A.在恒定温度下，气体绝热膨胀B.气体从外界吸收热量而温度保持不变C.在绝热的条件下，体积不变而温度升高D.气体对外做功的同时向外界放热L答藕 AC解析：在恒定温度下，气体虫能不变.而气体地热膨胀，对外的功，温度 一定降低，选项A的过程违反热力学第一定律,与却从外界吸收热量,若同时对外做 功，可以使温度保持不变，选项B的过程不违反於力学第一定律i在绝热的条件下， 体积不变，外界不对气体做功,气体又根收热量3温度不可能升高，选项C的过程 违反烈力学第一定律过程：气体对外硬:力的同时向外界放热，根据热力学第一定律，气 体的内能减小，选项D的过程不违反热力苧第一定律口2. （ 2009复旦）理想气体的热力学过程中可能发生的过程是A.内能减小的等容加热过程B.吸热的等温压缩过程C.内能增加的绝热压缩过程D.吸热的等压压缩过程答案C解析，根据热力学笫一定律，等容加热过程内能一定增大，选项A不可能 发生§吸热的压缩过程，吸收热豆，外界诲功，内熊一定增大，温度一定升高1选项B 不可能发生维热压缩过程，外用%功，内能消冽，选项C可能发生；吸热的压缩过 程，吸收热量，外界做功，内能一定塔大，温度一定骨高，体积一定减小，压强一定增 大,选项D不可能发生习3. （2009浙江大学）氧气压强大于标准大气压 p0就会有害人体，潜水员位 于水下50m处，使用