2019高考物理题分类汇编11热学解析版

1、2019高考物理题分类汇编11热学1.【2019年全国I】某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度填“高于”“低于”或“等于”外界温度，容器中空气的密度填“大于”“小于”或“等于”外界空气的密度。【答案】低于大于【解析】解：由题意可知，容器和活塞的绝热性能良好，故容器内气体与外界不发生热交换，故；但现活塞缓慢移动过程中，容器中气体压强逐渐减少，则容器内气体不断膨胀，体积增大，气体对外界做功，即，根据热力学第一定律可知：，故容器气体内能减小，温

2、度降低，低于外界温度。最终容器内气体压强与外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：，又一，m为容器内气体质量，联立解得：，当选取一部分与容器内气体相同质量的外界气体，由于容器内温度T低于外界温度，故容器内气体密度大于外界气体密度。故答案为：低于；大于。根据热力学第一定律分析封闭气体的内能。根据压强的微观意义分析空气的密度。本题主要考查热力学第一定律和压强的微观解释，注意温度是理想气体内能的标志，对一定质量的理想气体内能只与温度有关。2.【2019年全国I】热等静压设备广泛应用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放

3、入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为，使用前瓶中气体压强为，使用后瓶中剩余气体压强为；室温温度为氩气可视为理想气体。求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；ii将压入氩气后的炉腔加热到，求此时炉腔中气体的压强。【答案】解：设初始时每瓶气体的体积为，压强为，使用后气瓶中剩余气体的压强为，气体温度保持不变发生等温变化，由玻意耳定律得：，被压入炉腔的气体在室温和条件下的体积：，设10瓶气体压入完成后炉腔中气体压强为，体积为，由玻意耳定律得：，代入数据解得：；设加热前炉腔的

4、温度为，加热后炉腔的温度为，气体压强为，气体发生等容变化，由查理定律得：，代入数据解得：；答：压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强为；ii将压入氩气后的炉腔加热到，此时炉腔中气体的压强为。【解析】以瓶中气体为研究对象，使用前后瓶中气体发生等温变化，根据玻意耳定律即可求出使用后的总体积；再对10瓶中压入炉腔内的气体分析，根据玻意耳定律即可求出炉腔中气体的压强。气体发生等温变化，根据题意求出气体初末状态的状态参量，然后应用玻意耳定律求出气体的压强。炉内气体体积不变，气体发生等容变化，根据题意求出气体状态参量，应用查理定律可以求出炉腔内气体的压强。本题考查了气体状态方程的应用，根据题意分析清楚气体状态

5、变化过程、求出气体状态参量是解题的前提与关键，应用玻意耳定律与查理定律可以解题。3.【2019年全国II】如图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是、用、分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则，填“大于”“小于”或“等于”【答案】大于等于大于【解析】解：由得：,由图示图线可知，在状态1气体压强大于状态2气体压强，两状态下气体体积相等；即：，故一一，解得：，即，由于分子密度相同，温度高，分子单位时间内撞击器壁单位面积的分子数就多，故由于；故；则，又，状态2气体分子密度大，分子运动缓慢，单个分子平均作用力小，状态3气体分

6、子密度小，分子运动剧烈，单个分子平均作用力大。故在状态2单位时间内撞击器壁单位面积的分子数大于状态3单位时间内撞击器壁单位面积的分子数，即大于；故答案为：大于；等于；大于。单位时间内气体分子对单位器壁上的压力是气体的压强，根据图示图线求出各状态气体的压强与体积，然后应用理想气体状态方程分析答题。本题考查了理想气体状态方程的应用，根据题意分析清楚图示气体状态变化过程求出各状态气体状态参量是解题的前提，掌握基础知识、应用理想气体状态方程即可解题4. 【2019年全国II】如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔

7、成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为和，氢气的体积为，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求抽气前氢气的压强；抽气后氢气的压强和体积。【答案】解：抽气前活塞静止处于平衡状态，对活塞，由平衡条件得：氢一，解得，氢气的压强：氢-;设抽气后氢气的压强与体积分别为、，氮气的压强和体积分别为对活塞，由平衡条件得：，气体发生等温变化，由玻意耳定律得：氢，由于两活塞用刚性杆连接，由几何关系得：，解得：_答：抽气前氢气的压强为-;抽气后氢气的压强为-，体积为。【解析】对两活塞应用平衡条件可以求出抽气前氢气的

8、压强。气体温度保持不变，根据题意求出气体的状态参量，应用玻意耳定律可以求出抽气后氢气的压强和体积。本题为理想气体状态变化中的等温变化，但是涉及初态平衡和末态平衡，受力分析时力的数量较多，特别是选择对活塞整体为研究对象的受力分析容易漏掉力，如果每个活塞都受力分析，问题会更加麻烦，容易出错。5. 【2019年全国III】用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是。【答案】使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中

9、，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积【解析】解：用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜；在实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积；为得到油酸分子的直径，由-，还需测量的物理量是单分子层油膜的面积；故答案为：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜；把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分

10、子层油膜的面积。根据浓度按比例算出纯油酸的体积；把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由-可以求出直径大小。本实验的模型是不考虑油酸分子间的空隙，采用估算的方法求面积，肯定存在误差但本实验只要求估算分子大小，数量级符合要求就行了。计算时注意单位的换算。6. 【2019年全国III】如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内I有一段高度为的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水出匚银柱上表面到管口的距离为。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"屮压强为76cmHg，环境温度为296K。求细

11、管的长度；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。【答案】解：设细管的长度为L横截面的面积为S,水银柱高度为h初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h，被密封气体的体积为V,压强为p；细管倒置时，气体体积为，压强为由玻意耳定律有：由力的平衡条件有hh式中，、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，为大气压强。由题意有hhh由式和题给条件得cm设气体被加热前后的温度分别为和T由盖吕萨克定律有：一一由式和题给数据得K答：细管的长度为41cm；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，此时密封气体的温度为312K

12、。【解析】此过程中气体的温度不变，根据气体的初末状态的压强和体积的状态参量，由玻意耳定律列式计算即可。对管内气柱缓慢加热，气柱经历等压变化，根据盖吕萨克定律列式求解。本题主要考查理想气体的状态方程。以封闭的气体为研究对象，找出气体变化前后的状态参量，利用气体的状态方程计算即可。7.(2019年北京)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，分子的平均动能可能不变【答案】A【解析】解：A、温度是分子平均动能的标志，标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度

13、，故A正确。B、内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和势能总和，故B错误。C、气体压强由温度、体积决定，即与气体分子的平均动能和分子密集程度有关，故C错误。D、气体膨胀对外做功且温度降低，则分子的平均动能减小，故D错误。故选：A。温度是分子平均动能的标志。内能是所有分子的分子动能和分子势能的总和。气体压强与温度、体积有关。解答本题的关键是掌握温度的含义和气体压强的微观意义，并能运用来分析实际问题。温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，而温度的变化可根据气态方程进行分析。8. 【2019年江苏卷】在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体A.分子的无规

14、则运动停息下来B.每个分子的速度大小均相等C.分子的平均动能保持不变D.分子的密集程度保持不变【答案】CD【解析】解：ACD、如果没有外界影响，密闭容器内的理想气体的温度、体积和压强均不会发生变化；分子的无规则运动也不会停止；由于温度不变，故分子平均动能不变；而体积不变，故分子的密集程度不变；故A错误，CD正确。B、在相同温度下各个分子的动能并不相同，故速度大小也不相等，故B错误。故选：CD。明确气体的三个状态参量的性质，知道没有外界影响时理气体的状态不变；从而分析分子平均动能以及分子的密集程度的变化；知道分子运动是统计规律，对单个分子是没有意义的。本题考查分子动理论的基本内容，要求掌握温度是

15、分子平均动能的标志，但相同温度下并不是所有分子的动能均相同。9. 【2019年江苏卷】由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的。在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为选填“引力”或“斥力”。分子势能和分子间距离r的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子的是图中选填“A”“B”或“C”的位置。答案】引力C【解析】解：在小水滴表面层中，水分子间距较大，故水分子之间的相互作用总体上表现为引力；当时，引斥，分子力，分子势能最小，故B点为分子间作用力为零的情况，即B点表示平衡位置，故表现为引力的位置只能为C点。故答案为：引力；C。明确分子间作用力与分子间距离的关系，并能用分子间作用力解析表面张力的性质；同时牢记分子力做功与分子势能间的关系，明确分子势能随分子间距离变化的图象。本题考查分子势能、液体的表面张力的性质，关键是明确分子力的性质，知道分子力做功与分子势能间的关系，从而掌握分子势能的变化图象的意义。交换，其中过程中内能减少求过程中气体对外界做的总功。10.【2019年江苏卷】如图所示，一定