第十五章 热学 章末教考衔接学生用

热学中的STSE问题【真题1】（2022·重庆高考15题）2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，则艇内气体（视为理想气体）（）A.吸收热量 B.压强增大C.内能减小 D.对外做负功【真题2】（多选）（2021·天津高考6题）列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振，空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若汽缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中（）A.上下乘客时，气体的内能不变 B.上下乘客时，气体从外界吸热C.剧烈颠簸时，外界对气体做功 D.剧烈颠簸时，气体的温度不变【真题3】（2021·山东高考2题）如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体（）A.内能减少 B.对外界做正功C.增加的内能大于吸收的热量 D.增加的内能等于吸收的热量

1.人教版选择性必修第三册P48【做一做】。取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气，观察橡胶塞跳出时瓶内的变化。2.鲁科版选择性必修第三册P62第5题某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成，如图所示。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间的相互作用，则缸内气体（）A.对外做正功，分子的平均动能减小 B.对外做正功，内能增大C.对外做负功，分子的平均动能增大 D.对外做负功，内能减小衔接分析：人教版选择性必修第三册P48【做一做】栏目以用打气筒给一个注入少量水的透明塑料瓶内打气后，观察橡胶塞跳出时瓶内的变化为情境，讨论了气体状态变化过程中的气体做功与内能变化的关系问题；鲁科版选择性必修第三册P62第5题以汽车后备箱内安装的撑起箱盖的装置的工作原理为情境，考查了内能、分子平均动能的概念理解及热力学第一定律的应用问题。近几年的高考也常以与热学知识有关的生产生活实例为情境，以考查内能、气体做功、热力学第一定律与气体实验定律、理想气体状态方程等的综合应用进行命题，成为高考的一个考查热点，例如：（1）2022·重庆高考15题以我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录为情境，考查了理想气体状态方程与热力学第一定律的综合应用的问题。（2）2021·天津高考6题以列车车厢底部安装的空气弹簧减震器为情境，考查了玻意耳定律与热力学第一定律的综合应用问题。（3）2021·山东高考2题以一个置于密封的矿泉水瓶中的开口向下、导热良好的小瓶为情境，考查了理想气体状态方程与热力学第一定律的综合应用问题。

1.水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（）A.压强变大 B.对外界做功C.对外界放热 D.分子平均动能变大2.图甲是一种导热材料做成的“强力吸盘挂钩”，图乙是它的工作原理图。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（图乙1），吸盘中的空气（可视为理想气体）被挤出一部分。然后把锁扣缓慢扳下（图乙2），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出。在拉起吸盘的同时，锁扣对盘盖施加压力，致使盘盖以很大的压力压住吸盘，保持锁扣内气体密闭，环境温度保持不变。下列说法正确的是（）A.锁扣扳下后，吸盘与墙壁间的摩擦力增大B.锁扣扳下后，吸盘内气体分子平均动能增大C.锁扣扳下过程中，锁扣对吸盘中的气体做正功，气体内能增加D.锁扣扳下后吸盘内气体分子数密度减小，气体压强减小3.压缩空气储能（CAES）是一种利用压缩空气来储存能量的新型储能技术，绝热压缩空气储能方式是压缩空气并将产生的热能储存在各种介质当中，比如混凝土、石头、矿洞矿石中等。需要发电的时候让压缩空气推动发电机工作，这种方式能够将压缩空气储能的效率提升。对于上述过程的理解，下列说法正确的是（）A.绝热压缩空气，分子平均动能不变B.绝热压缩空气，温度升高，气体内能一定增大C.该方式能够将压缩空气储能的效率提升到100