高考专题热学综合
高考物理选修专题《热学》经典题基础题
分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减
小而增大．分子间的作用力指的是引力和斥力的合力．当分子距离r＝r0 时，分子间的作用力为0，所以B正确． 答案： B
3．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计 分子势能)( ) B．内能减小，吸收热量 D．内能减小，外界对其做功
解析：
布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，
小颗粒由许多分子组成，所以布朗运动不是分子的无规则运动，也不是
指悬浮颗粒内固体分子的无规则运动，故A、B选项错误．布朗运动虽然 是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但其重要意义是反映了液 体分子的无规则运动，而不是反映了分子间的相互作用，故 C 选项错 误．观察布朗运动会看到固体颗粒越小，温度越高，布朗运动越明
(3)该要点在高考中主要以简答题的方式考查．
2．热力学过程方向性实例： 热量Q能自发传给 (1)高温物体 低温物体 热量Q不能自发传给 能自发地完全转化为 (2)功 热量 不能自发地且不能完全转化为 能自发膨胀到 (3)气体体积V1 气体体积V2(较大) 不能自发收缩到
也可以从单一热源吸收热量全部用来做功，所以 B项正确；内能的改变 与热传递和做功同时有关，所以C、D错误． 答案： B
7 ．下图是密闭的气缸，外力推动活塞 P压缩气体，对缸内气体做
功800 J，同时气体向外界放热200 J．缸内气体的(
A．温度升高，内能增加600 J B．温度升高，内能减少200 J C．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J 解析：
显．故D选项正确．
答案： D
2．分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距
解析版-2020年高考物理二轮专项训练热学综合计算题
绝密★启用前2020年高考物理二轮专项训练热学综合计算题1.一定质量的理想气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：(1)气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)分子的平均动能是增加还是减少？【答案】(1)减少 1.8×105J(2)减少【解析】(1)气体从外界吸热为Q＝4.2×105J，气体对外做功，W＝－6×105J，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q＝(－6×105J)＋(4.2×105J)＝－1.8×105J。
ΔU为负，说明气体的内能减少了。
所以气体内能减少了1.8×105J。
(2)理想气体不计分子势能，内能减少，说明气体分子的平均动能一定减少。
2.某地强风的风速约为v＝20 m/s，设空气密度为ρ＝1.3 kg/m3，如果能利用该强风进行发电，并将其动能的20%转化为电能，现考虑横截面积S＝20 m2的风车(风车车叶转动形成圆面面积为S)，求：(1)利用上述已知量计算电功率的表达式.(2)电功率大小约为多少？(取一位有效数字)【答案】(1)P＝ρSv3(2)2×104W【解析】(1)研究时间t内吹到风力发电机上的空气，则空气质量m＝ρSvt.空气动能E k＝mv2＝ρStv3.由能量守恒有：E＝20%E k＝ρStv3，所以发电机电功率P＝＝ρSv3.(2)代入数据得：P＝×1.3×20×203W≈2×104W.3.向一锅开水投入了5个糖馅的甜汤圆，随后投入了5个肉馅的咸汤圆，甜、咸汤圆在沸水中翻滚，象征着封闭系统进入了一个自发的过程，随后，用两只碗各盛了5个汤圆，每碗汤圆中共有六种可能：①全是甜的②全是咸的③1甜4咸④4甜1咸这是四种不平衡的宏观态；⑤2甜3咸⑥3甜2咸这是两种相对平衡的宏观态.两只碗各盛5个汤圆共有32种组合方式，我们称为32个微观态，试问：(1)以上六种宏观态所对应的微观态的个数各是多少？请设计一个图表来表示.(2)以上相对平衡的宏观态出现的概率是多少？【答案】(1)宏观态对应的微观态个数.(2)相对平衡的宏观态出现的概率为.【解析】(1)宏观态对应的微观态个数.(2)相对平衡的宏观态出现的概率为：P＝＝.4.质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ向气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化的关系如图所示.单位时间所吸收的热量可看做不变.(1)以下说法正确的是________.A.在区间Ⅱ，物质的内能不变B.在区间Ⅲ，分子间的势能不变C.从区间Ⅰ到区间Ⅲ，物质的熵增加D.在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(选填“变快”“变慢”或“快慢不变”).请说明理由.【答案】(1)BCD(2)变快【解析】(1)因为该物质一直吸收热量，体积不变，不对外做功，所以内能一直增加，A错误，D 正确；又因为区间Ⅱ温度不变，所以分子动能不变，吸收的热量全部转化为分子势能，物体的内能增加，理想气体没有分子力，所以理想气体内能仅与温度有关，分子势能不变，B正确；从区间Ⅰ到区间Ⅲ，分子运动的无序程度增大，物质的熵增加，D正确.(2)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W根据理想气体的状态方程有＝C可知，在吸收相同的热量Q时，压强不变的条件下，V增加，W<0，ΔU1＝Q－|W|；体积不变的条件下，W＝0，ΔU2＝Q；所以ΔU1<ΔU2，体积不变的条件下温度升高变快.5.如图所示，1 mol的理想气体由状态A经状态B、状态C、状态D再回到状态A.BC、DA线段与横轴平行，BA、CD的延长线过原点.(1)气体从B变化到C的过程中，下列说法中正确的是________.A.分子势能增大B.分子平均动能不变C.气体的压强增大D.分子的密集程度增大(2)气体在A→B→C→D→A整个过程中，内能的变化量为________；其中A到B的过程中气体对外做功W1，C到D的过程中外界对气体做功W2，则整个过程中气体向外界放出的热量为________.(3)气体在状态B的体积VB＝40 L，在状态A的体积VA＝20 L，状态A的温度tA＝0 ℃.求：①气体在状态B的温度.②状态B时气体分子间的平均距离.(阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023mol－1，计算结果保留一位有效数字)【答案】(1)C(2)0W2－W1(3)4×10－9m【解析】(1)理想气体分子势能不计，故A错误；气体从B变化到C的过程中，体积不变，分子的密集程度不变，故D错误；温度升高，分子平均动能增加，故B错误；由＝C知压强增大，故C正确.(2)气体在A→B→C→D→A整个过程中，温度不变，故内能的变化量为零；根据ΔU＝Q＋W＝0知Q＝(W1－W2)，即气体向外界放出的热量为W2－W1.(3)①A到B过程，由＝知TB＝＝546 K.②设气体的平均距离为d，则d＝≈4×10－9m.6.斜面高0.6 m，倾角为37°，质量是1.0 kg的物体从斜面顶端由静止滑至斜面底端，已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.25，g取10 m/s2，求：(1)物体到达斜面底端时的速度；(2)滑动过程中有多少机械能转化为内能.【答案】(1)2m/s(2)2 J【解析】(1)对物体从斜面顶端由静止滑到斜面底端的过程中，由动能定理得WG＋W f＝mv2，故有mgh－μmg cosθ·＝mv2，代入数据求得v＝2m/s.(2)摩擦力做的功等于机械能的减少量且全部转化为内能.有ΔE＝W f＝μmg cosθ·＝0.25×1×10×0.8×J＝2 J.7.某同学家新买了一台双门电冰箱，冷藏室容积107 L，冷冻室容积118 L，假设室内空气为理想气体.(1)若室内空气摩尔体积为22.5×10－3m3/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在家中关闭冰箱密封门后，电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子？(2)若室内温度为27 ℃，大气压为1×105Pa，关闭冰箱密封门通电工作一段时间后，冷藏室温度降为6 ℃，冷冻室温度降为－9 ℃，此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差多大？(3)冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部，请分析说明这是否违背热力学第二定律.【答案】(1)6.0×1024个(2)5.0×103Pa(3)不违背【解析】(1)N＝N A＝×6.0×1023个＝6.0×1024个(2)设气体初始温度为t0，压强为p0；后来冷藏室与冷冻室中的温度和压强分别为t1、p1和t2、p2，由于两部分气体分别做等容变化，根据查理定律＝，p1＝p0同理：p2＝p0，得Δp＝p1－p2＝p0代入数据得Δp＝5.0×103Pa(3)不违背热力学第二定律，因为热量不是自发的由低温向高温传递，电冰箱工作过程中要消耗电能.8.用钻头在铁块上钻孔时，可用注入冷却水的方法以防止钻头温度的大幅度升高.今注入20 ℃的水5 kg,10 min后水的温度上升到100 ℃并有部分冷却水变成了水蒸气.如果已知钻头的功率为10 kW，钻头做的功有转变成了水和水蒸气的内能，则将有多少质量的水变成了水蒸气？(已知水的比热容c＝4.2×103J·kg－1·℃－1,100 ℃时水的汽化热L＝2.26×106J·kg－1)【答案】1.03 kg【解析】根据功率的定义，钻头做的功为W总＝Pt＝6×106J，而水的内能增量ΔE＝cmΔt＋Lm′＝4.2×103×5×(100－20) ℃＋2.26×106m′ J＝1.68×106J＋2.26×106m′ J(式中m′为变成水蒸气的水的质量).由能量守恒定律可知ηW总＝ΔE，即1.68×106J＋2.26×106m′ J＝6×106×J.解得在这10 min内，变成水蒸气的水的质量为m′≈1.03 kg.9.如图所示，教室内用横截面积为0.2 m2的绝热活塞，将一定质量的理想气体封闭在圆柱形汽缸内，活塞与汽缸之间无摩擦，a状态是汽缸放在冰水混合物(0 ℃)中气体达到的平衡状态，活塞离汽缸底部的高度为0.6 m；b状态是汽缸从容器中移出后达到的平衡状态，活塞离汽缸底部的高度为0.65 m.设室内大气压强始终保持1.0×105Pa，忽略活塞质量.(1)求教室内的温度；(2)若气体从状态a变化到状态b的过程中，内能增加了560 J，求此过程中气体吸收的热量.【答案】(1)295.75 K(2)1 560 J【解析】(1)由题意知气体做等压变化，设教室内温度为T2由＝知T2＝＝295.75 K(2)气体对外界做功为W＝p0S(h2－h1)＝103根据热力学第一定律得Q＝ΔU－W＝1 560 J10.如图甲所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m.现对汽缸缓缓加热，使汽缸内的空气温度从T1升高到T2，空气柱的高度增加了ΔL，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0.求：(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少？(2)汽缸内温度为T1时，气柱的长度为多少？(3)请在图乙的V－T图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向).【答案】(1)Q－(p0S＋mg)ΔL(2)(3)如图所示【解析】(1)对活塞和砝码：mg＋p0S＝pS，得p＝p0＋气体对外做功W＝pSΔL＝(p0S＋mg)ΔL由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得ΔU＝Q－(p0S＋mg)ΔL(2)＝，＝解得L＝(3)如图所示11.已知无烟煤的热值约为3.2×107J/kg，一块蜂窝煤约含煤250 g，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃).若煤完全燃烧释放出的热有60%被水吸收，求一块蜂窝煤完全燃烧后可将多少水从10 ℃加热到100 ℃？(保留三位有效数字).【答案】12.7 kg【解析】煤完全燃烧放出的能量为：Q1＝3.2×107×250×10－3J＝8×106J由题意Q1×60%＝cmΔt，且Δt＝(100－10) ℃＝90 ℃，解得m＝12.7 kg.12.某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一面积为0.1 m2的水盆盛6 kg的水，经太阳垂直照射15 min，温度升高 5 ℃，若地表植物每秒接收太阳能的能力与水相等，试计算：[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)](1)每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？(2)若绿色植物在光合作用下每吸收1 kJ的太阳能可放出0.05 L的氧气，则每公顷绿地每秒可放出多少氧气？(1公顷＝104m2)【答案】(1)1.4×103J(2)700 L【解析】根据水升温吸收的热量，便可求出单位面积单位时间吸收的太阳能，进而可求出每公顷绿地每秒放出的氧气.(1)单位面积单位时间吸收的太阳能为P＝＝J/(m2·s)＝1.4×103J/(m2·s).(2)氧气的体积为V＝×0.05 L＝700 L.13.一定质量理想气体经历如图所示的A→B，B→C，C→A三个变化过程，T A＝300 K，气体从C→A 的过程中做功为100 J，同时吸热250 J，已知气体的内能与温度成正比.求：(1)气体处于C状态时的温度T C；(2)气体处于C状态时内能E C.【答案】(1)150 K(2)150 J【解析】(1)由图知C到A，是等压变化，根据理想气体状态方程：＝，得：T C＝TA＝150 K(2)根据热力学第一定律：E A－E C＝Q－W＝150 J 且＝＝，解得：E C＝150 J.。
热学专题(2024高考真题及解析)
热学专题1.[2024·安徽卷] 某人驾驶汽车,从北京到哈尔滨.在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降(假设轮胎内气体的体积不变,且没有漏气,可视为理想气体),于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气,使其内部气体的压强恢复到出发时的压强(假设充气过程中,轮胎内气体的温度与环境温度相同,且保持不变).已知该轮胎内气体的体积V0=30 L,从北京出发时,该轮胎内气体的温度t1=-3 ℃,压强p1=2.7×105 Pa.哈尔滨的环境温度t2=-23 ℃,大气压强p0取1.0×105 Pa.求:(1)在哈尔滨时,充气前该轮胎内气体压强的大小;(2)充进该轮胎的空气体积.1.(1)2.5×105 Pa(2)6 L[解析] (1)在哈尔滨时,设充气前该轮胎内气体压强的大小为p2.由查理定律可得p1T1=p2 T2其中p1=2.7×105 Pa,T1=(273-3) K=270 K,T2=(273-23) K=250 K解得p2=2.5×105 Pa(2)设充进该轮胎的空气体积为V.以充进的空气和该轮胎内原有的气体整体为研究对象,由玻意耳定律可得p2V0+p0V=p1V0解得V=6 L2.[2024·北京卷] 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮,将气泡内的气体视为理想气体,且气体分子个数不变,外界大气压不变.在上浮过程中气泡内气体 ()A.内能变大B.压强变大C.体积不变D.从水中吸热2.D[解析] 上浮过程气泡内气体的温度不变,内能不变,故A错误;气泡内气体压强p=p0+ρ水gh,故上浮过程气泡内气体的压强减小,故B错误;由玻意耳定律pV=C知,气体的体积变大,故C错误;上浮过程气体体积变大,气体对外做功,由热力学第一定律ΔU=Q+W 知,气体从水中吸热,故D正确.3.[2024·甘肃卷] 如图所示,刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体,被隔板分成A 、B 两部分,隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连(忽略隔板厚度和弹簧体积).容器横截面积为S 、长为2l.开始时系统处于平衡态,A 、B 体积均为Sl ,压强均为p 0,弹簧为原长.现将B 中气体抽出一半,B 的体积变为原来的34.整个过程系统温度保持不变,气体视为理想气体.求: (1)抽气之后A 、B 的压强p A 、p B . (2)弹簧的劲度系数k.3.(1)45p 0 23p 0 (2)8p 0S15l[解析] (1)抽气前两部分的体积为V =Sl ,对A 分析,抽气后V A =2V -34V =54Sl 根据玻意耳定律得p 0V =p A ·54V 解得p A =45p 0对B 分析,若压强不变的情况下抽去一半的气体,则体积变为原来的一半,即V B =12V ,则根据玻意耳定律得p 0·12V =p B ·34V 解得p B =23p 0(2)由题意可知,弹簧的压缩量为l4,对活塞受力分析有p A S =p B S +F 根据胡克定律得F =k l4联立得k =8p 0S15l4.[2024·广东卷] 差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统.如图所示,A、B 两个导热良好的汽缸通过差压阀连接,A内轻质活塞的上方与大气连通,B的体积不变.当A内气体压强减去B内气体压强大于Δp时差压阀打开,A内气体缓慢进入B中;当该差值小于或等于Δp时差压阀关闭.当环境温度T1=300 K时,A内气体体积V A1=4.0×10-2 m3;B 内气体压强p B1等于大气压强p0.已知活塞的横截面积S=0.10 m2,Δp=0.11p0,p0=1.0×105 Pa.重力加速度大小g取10 m/s2.A、B内的气体可视为理想气体,忽略活塞与汽缸间的摩擦,差压阀与连接管道内的气体体积不计.当环境温度降低到T2=270 K时:(1)求B内气体压强p B2;(2)求A内气体体积V A2;(3)在活塞上缓慢倒入铁砂,若B内气体压强回到p0并保持不变,求已倒入铁砂的质量m.4.(1)9×104 Pa(2)3.6×10-2 m3(3)110 kg[解析] (1)当环境温度降低到T2=270 K时,B内气体压强降低.若此时差压阀没打开,设p B2'为差压阀未打开时B内气体的压强,B内气体体积不变,由查理定律得p0 T1=p B2' T2解得p B2'=9×104 Pa由于A、B内气体压强差p0-p B2'<Δp,故差压阀未打开,则p B2=p B2'即p B2=9×104 Pa(2)差压阀未打开时,A内气体的压强不变,由盖-吕萨克定律得V A1 T1=V A2 T2解得V A2=3.6×10-2 m3(3)倒入铁砂后,B内气体的温度和体积都不变,但压强增加,故可知A中气体通过差压阀进入B中,当B内气体压强为p0时,A内气体压强比B内气体压强高Δp,再根据A的活塞受力平衡可知(p0+Δp)S=p0S+mg解得m=110 kg5.[2024·广西卷] 如图甲,圆柱形管内封装一定质量的理想气体,水平固定放置,横截面积S =500 mm 2的活塞与一光滑轻杆相连,活塞与管壁之间无摩擦.静止时活塞位于圆管的b 处,此时封闭气体的长度l 0=200 mm .推动轻杆先使活塞从b 处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5 mm 的a 处,再使封闭气体缓慢膨胀,直至活塞回到b 处.设活塞从a 处向左移动的距离为x ,封闭气体对活塞的压力大小为F ,膨胀过程F -15+x曲线如图乙.大气压强p 0=1×105 Pa .(1)求活塞位于b 处时,封闭气体对活塞的压力大小; (2)推导活塞从a 处到b 处封闭气体经历了等温变化;(3)画出封闭气体等温变化的p -V 图像,并通过计算标出a 、b 处坐标值.5.(1)50 N (2)见解析 (3)如图所示[解析] (1)活塞位于b 处时,根据平衡条件可知此时气体压强等于大气压强p 0,故此时封闭气体对活塞的压力大小为 F =p 0S =1×105×500×10-6 N=50 N (2)根据题意可知F -15+x 图线为一条过原点的直线,设斜率为k ,可得F =k ·15+x 根据F =pS 可得气体压强为p =k(5+x )S故可知活塞从a 处到b 处对封闭气体由玻意耳定律得 pV =k(5+x )S·S ·(x +5)×10-3=k ·10-3故可知该过程中封闭气体的pV 值恒定不变,故可知a →b 过程封闭气体做等温变化.(3)分析可知全过程中气体做等温变化,开始在b 处时,有 p b V b =p 0Sl 0在b 处时气体体积为 V b =Sl 0=10×10-5 m 3 在a 处时气体体积为 V a =Sl a =0.25×10-5 m 3 根据玻意耳定律有 p a V a =p b V b =p 0Sl 0解得p a=40×105 Pa故封闭气体等温变化的p-V图像如图6.[2024·海南卷] 用铝制易拉罐制作温度计,一透明薄吸管里有一段油柱(长度不计)粗细均匀,吸管与罐密封性良好,罐内气体可视为理想气体,已知罐体积为330 cm3,薄吸管底面积为0.5 cm2,罐外吸管总长度为20 cm,当温度为27 ℃时,油柱离罐口10 cm,不考虑大气压强变化,下列说法正确的是()A.若在吸管上标注等差温度值,则刻度左密右疏B.该装置所测温度不高于31.5 ℃C.该装置所测温度不低于23.5 ℃D.其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,则油柱离罐口距离增大6.B[解析] 设油柱离罐口的距离为x,由盖-吕萨克定律得V1T1=VT,其中V1=V0+Sl1=335cm3,T1=(273+27)K=300 K,V=V0+Sl=(330+0.5x)cm3,代入解得T=(3067x+1980067)K,根据T=(t+273) K可知t=(3067x+150967)℃,故若在吸管上标注等差温度值,则刻度均匀,故A错误;当x=20 cm时,该装置所测的温度最高,代入解得t max≈31.5 ℃,故该装置所测温度不高于31.5 ℃,当x=0时,该装置所测的温度最低,代入解得t min≈22.5 ℃,故该装置所测温度不低于22.5 ℃,故B正确,C错误;其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,由盖-吕萨克定律可知,油柱离罐口距离不变,故D错误.7.(多选)[2024·海南卷] 一定质量的理想气体从状态a 开始经ab 、bc 、ca 三个过程回到原状态,已知ab 垂直于T 轴,bc 延长线过O 点,下列说法正确的是 ( )A .bc 过程外界对气体做功B .ca 过程气体压强不变C .ab 过程气体放出热量D .ca 过程气体内能减小7.AC [解析] 由理想气体状态方程pVT =C ,化简可得V =Cp ·T ,V -T 图线中,各点与原点连线的斜率的倒数表示气体的压强,则图线的斜率越大,压强越小,故p a <p b =p c ,bc 过程为等压变化,气体体积减小,外界对气体做功,故A 正确;由A 选项可知,ca 过程气体压强减小,故B 错误;ab 过程为等温变化,故气体内能不变,即ΔU =0,气体体积减小,外界对气体做功,故W >0,根据热力学第一定律ΔU =Q +W ,解得Q <0,故ab 过程气体放出热量,故C 正确;ca 过程,气体温度升高,内能增大,故D 错误.8.(多选)[2024·河北卷] 如图所示,水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分,左侧封闭一定质量的理想气体,右侧为真空,活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接.汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度,弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计.活塞初始时静止在汽缸正中间,后因活塞密封不严发生缓慢移动,活塞重新静止后 ( )A .弹簧恢复至自然长度B .活塞两侧气体质量相等C .与初始时相比,汽缸内气体的内能增加D .与初始时相比,活塞左侧单位体积内气体分子数减少8.ACD [解析] 初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力而处于平衡状态,弹簧处于压缩状态.因活塞密封不严,可知左侧气体向右侧真空散逸,左侧气体压强变小,右侧出现气体,对活塞有向左的压力,由于最终左、右两侧气体相通,故两侧气体压强相等,因此弹簧恢复原长,A 正确;由于活塞向左移动,最终两侧气体压强相等,左侧气体体积小于右侧气体体积,所以左侧气体质量小于右侧气体质量,B 错误;密闭的汽缸绝热,与外界没有能量交换,与初始时相比,弹簧弹性势能减少了,所以气缸内气体的内能增加,C 正确;初始时气体都在活塞左侧,最终气体充满整个汽缸,所以初始时活塞左侧单位体积内气体分子数应该是最终的两倍,D 正确.9.[2024·湖北卷] 如图所示,在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m 的活塞密封一部分理想气体,活塞横截面积为S ,能无摩擦地滑动.初始时容器内气体的温度为T 0,气柱的高度为h.当容器内气体从外界吸收一定热量后,活塞缓慢上升15h 再次平衡.已知容器内气体内能变化量ΔU 与温度变化量ΔT 的关系式为ΔU =C ΔT ,C 为已知常数,大气压强恒为p 0,重力加速度大小为g ,所有温度都为热力学温度.求: (1)再次平衡时容器内气体的温度. (2)此过程中容器内气体吸收的热量.9.(1)65T 0 (2)15h (p 0S +mg )+15CT 0[解析] (1)容器内气体进行等压变化,则由盖-吕萨克定律得V 0T 0=V1T 1即ℎS T 0=(ℎ+15ℎ)S T 1解得T 1=65T 0(2)此过程中容器内气体内能增加量ΔU =C (T 1-T 0) 容器内气体压强p =p 0+mgS气体体积增大,则气体对外做功,W =-pS ·15h 根据热力学第一定律得ΔU =W +Q 联立解得Q =15h (p 0S +mg )+15CT 010.[2024·湖南卷] 一个充有空气的薄壁气球,气球内气体压强为p 、体积为V.气球内空气可视为理想气体.(1)若将气球内气体等温膨胀至大气压强p 0,求此时气体的体积V 0(用p 0、p 和V 表示); (2)小赞同学想测量该气球内气体体积V 的大小,但身边仅有一个电子天平.将气球置于电子天平上,示数为m =8.66×10-3 kg(此时须考虑空气浮力对该示数的影响).小赞同学查阅资料发现,此时气球内气体压强p 和体积V 还满足:(p -p 0)(V -V B 0)=C ,其中p 0=1.0×105 Pa 为大气压强,V B 0=0.5×10-3 m 3为气球无张力时的最大容积,C =18 J 为常数.已知该气球自身质量为m 0=8.40×10-3 kg,外界空气密度为ρ0=1.3 kg/m 3,g 取10 m/s 2.求气球内气体体积V 的大小.10.(1)pVp0(2)5×10-3 m3[解析] (1)理想气体做等温变化,根据玻意耳定律有pV=p0V0解得V0=pVp0(2)设气球内气体质量为m气,则m气=ρ0V0对气球进行受力分析如图所示根据平衡条件有mg+ρ0gV=m气g+m0g结合题中p和V满足的关系(p-p0)(V-V B0)=C联立解得V=5×10-3 m311.[2024·江苏卷] 某科研实验站有一个密闭容器,容器内有温度为300 K、压强为105 Pa 的气体,容器内有一个面积为0.06 m2的观测台.现将这个容器移动到月球,容器内的温度变成240 K.整个过程可认为气体的体积不变,月球表面为真空状态.求:(1)气体现在的压强;(2)观测台对气体的压力.11.(1)8×104 Pa(2)4.8×103 N[解析] (1)由题知,整个过程可认为气体的体积不变,则根据查理定律得p1T1=p2 T2解得p2=8×104 Pa(2)根据压强的定义,观测台对气体的压力F=p2S=4.8×103 N12.[2024·江西卷] 可逆斯特林热机的工作循环如图所示.一定质量的理想气体经ABCDA 完成循环过程,AB和CD均为等温过程,BC和DA均为等容过程.已知T1=1200 K,T2=300 K,气体在状态A的压强p A=8.0×105 Pa,体积V1=1.0 m3,气体在状态C的压强p C=1.0×105 Pa.求:(1)气体在状态D的压强p D;(2)气体在状态B的体积V2.12.(1)2.0×105 Pa(2)2.0 m3[解析] (1)气体从状态D到状态A的过程发生等容变化,根据查理定律有p DT2=p A T1解得p D=2.0×105 Pa(2)气体从状态C到状态D的过程发生等温变化,根据玻意耳定律有p C V2=p D V1解得V2=2.0 m3气体从状态B到状态C发生等容变化,因此气体在状态B的体积也为V2=2.0 m313.[2024·山东卷] 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程,a→b过程是等压过程,b→c过程中气体与外界无热量交换,c→a过程是等温过程.下列说法正确的是 ()A.a→b过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功B.b→c过程,气体对外做功,内能增加C.a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功D.a→b过程,气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量13.C[解析] a→b过程是等压过程且体积增大,则W ab<0,由盖-吕萨克定律可知T b>T a,则ΔU ab>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功,另一部分用于增加内能,A错误;b→c过程中气体与外界无热量交换,即Q bc=0,由于气体体积增大,则W bc<0,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,ΔU bc<0,即气体内能减少,B错误;c→a过程是等温过程,即T c=T a,则ΔU ac=0,根据热力学第一定律可知a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功,C正确;由A项分析可知Q ab=ΔU ab-W ab,由B项分析可知W bc=ΔU bc,由C项分析可知0=W ca+Q ca,又ΔU ab+ΔU bc=0,联立解得Q ab-(-Q ca)=(-W ab-W bc)-W ca,根据p-V图像与坐标轴所围图形的面积表示外界与气体之间做的功,结合题图可知a→b→c过程气体对外界做的功大于c→a过程外界对气体做的功,即-W ab-W bc>W ca,则Q ab-(-Q ca)>0,即a→b过程气体从外界吸收的热量Q ab大于c→a过程放出的热量-Q ca,D错误.14.[2024·山东卷] 图甲为战国时期青铜汲酒器,根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器,如图乙所示.长柄顶部封闭,横截面积S1=1.0 cm2,长度H=100.0 cm,侧壁有一小孔A.储液罐的横截面积S2=90.0 cm2、高度h=20.0 cm,罐底有一小孔B.汲液时,将汲液器竖直浸入液体,液体从孔B进入,空气由孔A排出;当内外液面相平时,长柄浸入液面部分的长度为x;堵住孔A,缓慢地将汲液器竖直提出液面,储液罐内刚好储满液体.已知液体密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小g取10 m/s2,大气压p0=1.0×105 Pa.整个过程温度保持不变,空气可视为理想气体,忽略器壁厚度.(1)求x;(2)松开孔A,从外界进入压强为p0、体积为V的空气,使满储液罐中液体缓缓流出,堵住孔A,稳定后罐中恰好剩余一半的液体,求V.14.(1)2 cm(2)8.92×10-4 m3[解析] (1)在缓慢地将汲液器竖直提出液面的过程中,封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律有p1(H-x)S1=p2HS1根据题意可知p1=p0,p2+ρgh=p0联立解得x=2 cm(2)对新进入的气体和原有的气体整体分析,由玻意耳定律有S2)p0V+p2HS1=p3(HS1+ℎ2=p0又p3+ρg·ℎ2联立解得V=8.92×10-4 m315.(多选)[2024·新课标卷] 如图所示,一定量理想气体的循环由下面4个过程组成:1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量),2→3为等压过程,3→4为绝热过程,4→1为等容过程.上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程.下列说法正确的是()A.1→2过程中,气体内能增加B.2→3过程中,气体向外放热C.3→4过程中,气体内能不变D.4→1过程中,气体向外放热15.AD[解析] 1→2为绝热过程,则Q=0,由于气体体积减小,则外界对气体做功,即W>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知ΔU>0,即气体内能增加,故A正确;2→3为等压过程,气体体积增大,根据盖-吕萨克定律可知,气体温度升高,则气体内能增大,即ΔU>0,由于气体体积增大,则气体对外界做功,即W<0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知Q>0,即气体从外界吸热,故B错误;3→4为绝热过程,则Q=0,由于气体体积增大,则气体对外界做功,即W<0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知ΔU<0,即气体内能减小,故C错误;4→1为等容过程,压强减小,根据查理定律可知,气体温度降低,则气体内能减小,即ΔU<0,由于体积不变,则W=0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知Q<0,即气体向外放热,故D正确.16.[2024·浙江6月选考] 如图所示,测定一个形状不规则小块固体体积,将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中,开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管,其横截面积为S,接口用蜡密封.容器内充入一定质量的理想气体,并用质量为m的活塞封闭,活塞能无摩擦滑动,稳定后测出气柱长度为l1.将此容器放入热水中,活塞缓慢竖直向上移动,再次稳定后气柱长度为l2、温度为T2.已知S=4.0×10-4 m2,m=0.1 kg,l1=0.2 m,l2=0.3 m,T2=350 K,V0=2.0×10-4 m3.大气压强p0=1.0×105 Pa,环境温度T1=300 K,g取10 m/s2.(1)在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力(选填“变大”“变小”或“不变”),气体分子的数密度(选填“变大”“变小”或“不变”);(2)求此不规则小块固体的体积V;(3)若此过程中气体内能增加10.3 J,求吸收的热量Q.16.(1)不变 变小 (2)4×10-5 m 3 (3)14.4 J[解析] (1)温度升高时,活塞缓慢上升,受力不变,故封闭气体压强不变,由p =F S 知器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变;由于气体体积变大,所以气体分子的数密度变小.(2)气体发生等压变化,有V 0-V+l 1S T 1=V 0-V+l 2S T 2 解得V =4×10-5 m 3(3)此过程中,外界对气体做功为W =-p 1S (l 2-l 1)对活塞受力分析,有p 1S =mg +p 0S由热力学第一定律得ΔU =W +Q其中ΔU =10.3 J联立解得Q =14.4 J。
高考物理计算题专题复习《热力学定律综合题》(解析版)
《热力学定律综合题》一、计算题1.如图所示图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280J，放出热量410J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中气体对外界做功200J．求：过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？2.图中A、B气缸的长度和截面积分别为30cm和，C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门。
整个装置均由导热材料制成。
起初阀门关闭，A内有压强帕的氮气。
B内有压强帕的氧气。
阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡。
假定氧气和氮气均为理想气体，连接气缸的管道体积可忽略。
求：活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；活塞C移动过程中A中气体是吸热还是放热简要说明理由。
3.薄膜材料气密性能的优劣常用其透气系数来加以评判．对于均匀薄膜材料，在一定温度下，某种气体通过薄膜渗透过的气体分子数，其中t为渗透持续时间，S为薄膜的面积，d为薄膜的厚度，为薄膜两侧气体的压强差．k称为该薄膜材料在该温度下对该气体的透气系数．透气系数愈小，材料的气密性能愈好．图为测定薄膜材料对空气的透气系数的一种实验装置示意图．EFGI为渗透室，U 形管左管上端与渗透室相通，右管上端封闭；U形管内横截面积实验中，首先测得薄膜的厚度，再将薄膜固定于图中处，从而把渗透室分为上下两部分，上面部分的容积，下面部分连同U形管左管水面以上部分的总容积为，薄膜能够透气的面积打开开关、与大气相通，大气的压强，此时U形管右管中气柱长度，关闭、后，打开开关，对渗透室上部分迅速充气至气体压强，关闭并开始计时．两小时后，U形管左管中的水面高度下降了实验过程中，始终保持温度为求该薄膜材料在时对空气的透气系数．本实验中由于薄膜两侧的压强差在实验过程中不能保持恒定，在压强差变化不太大的情况下，可用计时开始时的压强差和计时结束时的压强差的平均值来代替公式中的普适气体常量，．4.地面上放一开口向上的气缸，用一质量为的活塞封闭一定质量的气体，不计一切摩擦，外界大气压为活塞截面积为重力加速度g取，则活塞静止时，气体的压强为多少？若用力向下推活塞而压缩气体，对气体做功为，同时气体通过气缸向外传热，则气体内能变化为多少？5.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其图象如图所示。
物理热学知识点高考题目
物理热学知识点高考题目高考物理考试中，热学是一个相对较难的部分。
热学是研究物体在不同温度下的热现象和能量转换的学科，涉及到多个重要知识点，如热力学定律、热传导、热辐射等。
为了帮助同学们更好地掌握这些知识点，本文将介绍一些与高考相关的物理热学题目，并给出详细的解析。
1. 一个质量为0.5kg的物体以2m/s的速度水平地撞击一个静止的质量为2kg的物体，两物体粘连在一起运动。
求它们运动后的速度。
解析：根据动量守恒定律，两物体撞击前后的总动量保持不变。
设两物体撞击后的速度为v，则根据动量守恒定律可得：(0.5kg×2m/s) + (2kg×0m/s) = (0.5kg+2kg)×v即：1kg×2m/s = 2.5kg×v解得：v = 1m/s所以，两物体运动后的速度为1m/s。
2. 一个物体受到一系列力的作用，使其从A点到B点沿直线运动，物体在整个过程中所受到的摩擦力大小不变。
若物体从A点到B点所消耗的能量为E，那么从B点到A点所消耗的能量是多少？解析：根据能量守恒定律，物体由A点到B点所消耗的能量等于摩擦力所做的功。
若物体由B点到A点进行反向运动，则摩擦力的方向与位移方向相反，所以物体由B点到A点所消耗的能量为负值。
因此，从B点到A点所消耗的能量是-E。
3. 两种物质A和B的比热容分别为c1和c2，质量分别为m1和m2。
当两种物质被混合放入一个绝热容器中时，达到热平衡后的最终温度为多少？解析：根据热平衡的原理，在绝热条件下，两种物质达到热平衡时，它们的总热量保持不变。
设物质A和物质B的初始温度分别为T1和T2，最终达到的温度为T。
根据热量守恒定律，可得：m1c1(T1 - T) + m2c2(T2 - T) = 0化简得：m1c1T1 + m2c2T2 = (m1c1 + m2c2)T解得：T = (m1c1T1 + m2c2T2) / (m1c1 + m2c2)这就是两种物质混合后达到的最终温度。
高考回归复习—热学部分解答题 含答案
高考回归复习—热学部分解答题1．一定质量的理想气体，其内能跟热力学温度成正比。
在初始状态A时，体积为V0，压强为p0，温度为T0，此时其内能为U0.该理想气体从状态A经由一系列变化，最终返回到原来状态A，其变化过程的VT图如图所示，其中CA延长线过坐标原点，B、A点在同一竖直线上。
求：(1)该理想气体在状态B时的压强；(2)该理想气体从状态B经由状态C回到状态A的过程中，气体向外界放出的热量。
2．一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置．活塞的质量m＝20 kg，横截面积S＝100 cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始时汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L1＝12 cm，离汽缸口的距离L2＝3 cm．外界气温为27 ℃，大气压强为1．0×105 Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，取g＝10 m/s2，求：（1）此时气体的温度为多少？（2）在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q＝370 J的热量，则气体增加的内能ΔU 多大？3．如图所示，长为L、横截面积为S、质量为m的筒状小瓶，底朝上漂浮在某液体中。
平衡时，瓶内空气柱长为0.21L，瓶内、外液面高度差为0.10L；再在瓶底放上一质量为m的物块，平衡时，瓶底恰好和液面相平。
已知重力加速度为g，系统温度不变，瓶壁和瓶底厚度可忽略。
求：（1）液体密度ρ；（2）大气压强p0。
4．如图所示，哑铃状玻璃容器由两段完全相同的粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置。
容器粗管的截面积为S1=2cm2，细管的截面积S2=1cm2，开始时粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm。
整个细管长为h=4cm，封闭气体长度为L=6cm，大气压强取p0=76cmHg，气体初始温度为27C 。
求：(1)若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少K？(2)若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中封闭气体长度L仍为6cm不变，封闭气体的温度应为多少K？5．某一热学装置如图所示，左侧容器开口；横截面积为左侧容器15的右管竖直放置，上端封闭，导热良好，管长L0＝1.5m，粗细均匀，底部有细管与左侧连通，初始时未装液体，右管里面气体压强等于大气压。
热学知识点高考真题及答案
热学知识点高考真题及答案高考作为中国教育系统中一项至关重要的考试，对学生的知识储备和应试能力有着严格的要求。
而在物理科目中，热学是一个重要的知识点，也是考试中的常见考点之一。
本文将介绍一些热学知识点的高考真题及其答案，希望能为同学们的备考提供一些参考。
1.题目：一个绝热容器与外界相隔绝热地放在开放火炉上加热。
该容器是一刚性容器，容器内装有气体，用可变质量的塞子封紧，不透热，摩擦不计。
塞子上插入水平杆，则下述说法错误的是（）A. 容器内的气体可自由膨胀和做功B. 气体压强和轻杆长度相等C. 气体和轻杆的长度变化相位D. 容器内气体的温度大于轻杆的温度答案：C解析：由于绝热容器与外界相隔绝热，所以容器内的气体是绝热膨胀，可以自由膨胀和做功。
而根据热胀冷缩定律，轻杆在加热时会因为温度升高而膨胀，所以A选项正确。
由于塞子是可变质量的，所以气体的压强和轻杆长度相等，所以B选项正确。
而C选项说气体和轻杆的长度变化相位，是错误的，因为气体和轻杆的长度变化是同步的。
根据各个部分的温度变化规律，轻杆与气体温度相等或者更高，所以D选项正确。
所以答案为C。
2.题目：理想气体按容器体积和温度的关系函数为V=f(T)，如果保温器残余热量 Q=20J，温度 T=300K，两温度差恒定，温差 dT=0.1K，则物理量 Q 与 dV、dT 的关系是（）。
A. Q 与 dV 成正比B. Q 与 dV、dT 成正比C. Q 与 dV、dT 成反比D. Q 与 dV 成反比答案：A解析：根据题目中的条件，保温器的残余热量与温度的关系为Q=f(T)，即 Q 与 T 成正比。
由绝热过程中的气体状态方程PV^γ=C （其中γ是比热容比），可得到 PV=C/T，即 PV 与 1/T 成正比。
而根据等温过程中的状态方程 PV=C，可得到 PV 与 1/V 成正比。
综合上述两个关系，可推导出 Q 与 dV 成正比。
所以答案为A。
3.题目：某恒温实验室的温度保持在 300K，将质量为 40g 的冰从 -10°C 采暖到0°C，融化后将其加热到一定温度时，冰水混合液温度达到0°C，则所加热的热量的数值是多少？（已知：冰的比热为2100 J/(kg·K)，熔化潜热为 334kJ/kg。
专题03 热学版块大题综合-【冲刺双一流之大题必刷】备战2024年高考物理冲刺
专题03 热学版块大题综合一、解答题1．（2023·辽宁·校联考模拟预测）如图所示，底部带有阀门K 的导热汽缸静置在水平地面上，质量为m 、横截面积为S 的活塞将汽缸内的空气分为高度均为h 的上、下两部分，初始时上面封闭空气的压强恰好等于外界大气压强。
现用打气筒从阀门K 处缓慢充入空气，使活塞缓慢上升。
已知重力加速度大小为g ，大气压强恒为5mg S，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且汽缸不漏气，空气可视为理想气体，不考虑空气温度的变化，当活塞上升2h 时，求： （1）活塞上方封闭空气的压强p ；（2）活塞下方原来封闭的空气与充入空气的质量之比k 。
2．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）下端带有阀门的气缸内封闭有一定质量的理想气体，开始时缸内气体的压强等于大气压强0p ，温度为7C t =︒。
（1）关闭气缸底部的阀门K ，使缸内气体温度升高至87C t '=︒，试计算此时缸内气体的压强；（2）保持缸内气体温度始终为87C ︒，打开气缸底部的阀门，缓慢放出部分气体，使缸内气体的压强再次等于大气压强0p ，试计算缸内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值。
3．（2023·辽宁·校联考模拟预测）如图所示的粗细均匀薄壁U 形管，左管上端封闭，右管开口且足够长；温度为1300K T =时，右管内水银面比左管高4cm h =，左管内空气柱长度40cm L =，大气压强076cmHg p =。
（1）求此时封闭气体的压强大小；（2）现使左管内空气温度缓慢下降，则当左管内液面上升14cm h =时，管内气体热力学温度为多少？（3）若让整个装置自由下落，且温度保持不变，求下落过程中封闭空气柱的长度。
（结果保留三位有效数字）4．（2023·辽宁·朝阳市第一高级中学校联考二模）学校开设太空探索课，某学生小组根据反冲原理制作了一个“水火箭”。
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高考专题：热学综合【考纲要求】1.了解分子运动论的基本内容，掌握温度的微观解释。
2.了解改变物体内能的两种方式，掌握能量转化和守恒定律内容及在一定条件下的具体表达形式。
3.熟练掌握描述气体状态的状态参量，了解气体三大实验定律和理想气体状态方程。
4.了解p-V 、p-T 、V-T 图像物理意义并能灵活应用。
知识结构热点导析1.微观量的估算微观量指因物体很小而不易直接测量的量，如分子质量、分子体积（或占有空间）、分子平均间距等。
与微观量对应的量分别是摩尔质量、摩尔体积等，而两类量之间联系的桥梁为阿伏加德罗常数，如：v=0N V mol ,m 分=0N V mol 等。
2.易错的几个概念温度和内能只有宏观物体（大量分子组成整体）才具有，对个别分子而言，温度和内能无意义。
吸热和物体温度升高二者无必然联系，改变物体温度热传递和做功两种形式均能达到目的。
求解热力学问题只通过分析气体的初末状态而忽视状态变化的实际过程是不妥的。
典型例析例1 设某人的肺活动量为400mL ，试计算在此人一次吸气过程中，有多少分子是他在一年前的一次呼气过程中呼出的？解析 大气压是由大气重量产生的，地球上大气层的总质量： m=g G =P 0g R 24π=105×4π×(6.4×106)2×101=5.14×1018kg 标准状态下，大气压占据的总体积：V=029.0104.221014.523180⨯⨯⨯=μmV =4×1024ml 人呼出的一口气经一年时间在大气层中占据的比率为n=vv 1=1×10-22 一年后吸一口气中有n ′=4.221002.64.01012322⨯⨯⨯⨯-=1 说明 初看本题，似乎根本无从下手，但仔细揣摩题意，可知一年时间内可认为原来呼出的那口气已充分混合于大气层中，算出这口气在整个大气层中所占的比例，即可求出问题的结果，解本题的关键是要合理地模型，将实际问题理想化。
例2 如图4-8-1所示，食盐（NaCl ）晶体是由钠离子（图中○）和氯离子（图中●）组成，这两种离子在空间中有三个互相垂直的方向上，都是等距交错排列。
已知食盐的摩尔质量是58.5g ·mol -1，食盐的密度是2.2g ·cm -3，阿伏加德罗常数为6×1023mol -1，在食盐中两个距离最接近的钠离子中心间的距离为数值是最接近于（就下列四个数值相比）（ ）A.3.0×10-8cmB.4.0×10-8cmC.3.5×10-8cmD.5.0×10-8cm解析 由图可知，所求的最近距离为两个小立方体表面正方形对角线的长l 。
先求食盐摩尔体积V N =ρM已知1mol 食盐中有Na 离子1mol ，Cl 离子1mol 。
则两个离子平均占有空间体积为V 0=NV N 2,N 为阿伏加德罗常数 小立方体的棱长l 1=3V两个最近Na 离子间的距离为l=2l 1=232ρN M =23232.210625.58⨯⨯⨯cm 说明 本题在计算两个离子所占有的空间体积上有多种理解，计算V 0的数值也是解答本题的关键和难点。
同时一般认为固体的分子微粒是紧密排列的，两个离子所占有的空间和两个离子体积近似相等。
而地气体而言，两个分子所占有的空间体积和分子本身体积是两个数值相差很远的不同物理量。
例3 下列说法中正确的是（ ）A.液体中悬浮微粒的布朗运动是无规则运动的液体分子撞击微粒的而引起的B.物体的温度越高，其分子的平均动能越大C.物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能D.只有传热才能改变物体的内能解析 本题为1998年全国高考试题悬浮在液体中的固体小微粒之所以能够做无规则运动，就是液体分子从四面八方对固体小微粒的撞击不平衡而引起的，所以A 是正确的。
温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能也越大；反过来，分子的平均动能越大，其温度越高。
所以B 正确。
物体的内能是所有分子的动能和势能的总和，所以C 不正确。
做功和热传递都可改变物体的内能，所以D 不正确。
说明 （1）布朗运动的形成原因是液体分子无规则运动对小微粒的撞击而产生的。
（2）分子的平均动能是大量分子动能的平均值，而物体分子的动能是所有分子动能的总和，分子的平均动能是对一个分子而言的。
物体分子的动能是对所有分子而言的。
而温度是分子平均动能的标志，并不是物体分子动能的标志。
例4 如图4-8-2所示，为一定质量的理想气体状态变化的p-T 图，下列说法正确的是（ ）A.由状态a 至状态b ，气体吸热，对外做功，内能增加B.由状态b 至状态c ，气体吸热，对外做功，内能增加C.由状态c 至状态d ，气体吸热，对外做功，内能不变D.由状态d 至状态a ，气体吸热，对外做功，内能减少解析 解答此类问题的常规解法是：先从体积的变化情况判断气体的做功情况，气体体积膨胀，气体对外做功，反之气体体积减小，外界对气体做功；再从温度的变化判断气体内能的变化情况，温度升高，气体内能增加，温度降低，气体内能减小，最后再由能量守恒定律（气体性质中即为热力学第一定律）判断吸热还是放热。
本题先从a 、b 、c 、d 四点与原点的连线的斜率的大小判定气体体积的大小，即V d ＞V c ＞V b =V a ,A 错；b 到c ，属等压膨胀，对外做功，温度升高，吸收热量，B 正确；c 到d ，属等温膨胀，对外做功，内能不变，吸收热量，C 正确；d 到a ，属等压压缩过程，外界对气体做功，内能减少，向外放热，D 错。
说明 本题属热力学第一定律的应用，应不属于原考纲指定内容，但也可从能的转化和守恒定律角度理解，所以可作为考查内容，并且新物理教材中已加入了热力学第一定律的内容。
例5 能源是人类生存和发生的重要支撑因素。
请回答以下有关能源的问题：（1）人类历史进程的各个阶段，如按照石器时代、铁器时、蒸气时代、电力时代划分，各时代主要的动力来源分别是 、 、 、 。
（2）人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能。
捕获太阳能的生物主要为绿色植物，绿色植物能够通过光合作用把太阳能转化为化学能，光合作用的总反应式是。
光合作用释放的氧气则来自于参加反应的哪种物质？ 。
（3）煤、石油、天然气、水能及生物能等是多年来大规模使用的能源，被称为 能源。
而核能、地热、海洋能、沼气以及现在又有新的利用方式的太阳能、风能等都被称为 能源。
①煤、石油、天然气等能源以热的形式供给人们需要的能量。
试以它们各自的主要成分C 、C n H 2n+2和CH 4为代表，写出它们燃烧过程的化学方程式。
指出它们质量相同时，哪一种燃烧对环境造成的负而影响（产生温室效应）最小。
②水能是可再生能源，可持续地利用它来发电，为人类提供“清洁”的能源。
若一水力发电站水库的平均流量为Q （m 3/s ），落差为h(m)，发电效率为η,则全年发电量（kW ·h-千瓦·时）是多少？（4）人类利用和开发能源的过程体现了什么哲学道理？（5）为了保证我国社会主义现代化建设顺利进行，国家已把能源的利用和开发作为经济建设和社会发展的战略重点。
我国目前最主要的能源品种是 ，其藏量最丰富的省（区）是 ，其产量最多的省（区）是 。
我国能源利用的主要问题有。
解析 本题为1999年全国保送综合试题（1）人的体力、畜力、燃煤动力、电力（2）6CO 2+12H 2O 叶绿体光能−−→−C 6H 12O 6+6H 2O+6O 2，水 （3）常规，新①C+O 2=CO 2C n H 2n+2+213+n O 2=nCO 2+(n+1)H 2O CH 4+2O 2=CO 2+2H 2OCH 4产生的CO 2最少，对环境造成负面影响最小②A =Q×103gh η×365×24千瓦·时=8.76×107Qh η千瓦·时（4）①体现了在实践过程中必须尊重客观规律②体现了人可以认识和利用规律③体现了对自然的认识在实践过程中不断深化（5）煤，山西，山西能源地区分布不均，能源生产与能源消费地区不匹配。
人均能源消费量低，能源利用率低，单位产值能耗大。
能源消费构成不尽合理。
广大农村大量用木材，秸杆等作为燃料说明 若从联系和发展的角度回答问题，可酌情给分。
例6 一带活塞的绝热密闭容器中盛有A 、B 组成的混合气体，从状态1反应变化到状态2，变化典线如图4-8-3所示，则该反应方程：A(g)+B(g)=2C(g)是（ ）A.放热过程B.吸热反应C.该过程对外界做功D.混合气体的内能不变解析 因该化学反应气体的摩尔数不变，另由P-V 图可知，该过程维持压强不变，但体积变大，即需对外界做功，并且气体的温度也增加，即密闭容器中气体的内能增加，注意到容器是绝热密闭的，故该化学反应一定是放出热量的，即选项A ，C 正确说明 该化学反应放出的热量用来对外做功和增加密闭气体的内能，本题是一道和化学知识有机联系的综合题。
例7 现有m=0.9kg 的硝酸甘油（C 3H 5（NO 3）3）被密封于体积V 0=4.0×10-3m 3的容器中，在某一时刻被引爆，瞬间发生激烈的化学反应，反应的产物全是氮、氧……等气体，假设：反应中每消耗1kg 硝酸甘油释放能量U=6.00×106J ；反应产生的全部混合气体温度升高1k 所需能量Q =1.00×103J ，这些混合气体满足理想气体状态方程TPV =C （恒量），其中恒量C=2400J/k ，已知在反应前硝酸甘油的温度T 0=300K ，若设想在化学反应发生后容器尚未破裂，且反应释放的能量全部用于升高气体的温度。
求器壁所受的压强。
解析 化学反应完成后，硝酸甘油释放的总能量W=mu ①设反应后气体的温度为T ，根据题意有，W=Q(T-T 0) ②器壁所受的压强 P=0V CT ③联立①②③式并代入数据得P =3.4×108Pa ④说明 本题是以物理知识为主的理、化综合题，涉及气体基本性质、热容量等基本知识，但题目又均提供有关知识提示。
带有信息题的形式。
本题为2002年高考题。
【综合能力训练】一、选择题（至少有一个选项符合题意）1.只要知道下列哪一个物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离（）A.阿氏常数，该气体的摩尔质量和质量B.阿氏常数，该气体的摩尔质量和密度C.阿氏常数，该气体的质量和体积D.该气体的密度、体积和摩尔质量2.在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来，其中主要原因是（）A.软木塞受潮膨胀B.并口因温度降低而收缩变小C.白天气温升高，大气压强变大D.瓶内气体因温度降低而压强减小3.以下的无规则运动中属于布朗运动的是（）A.下雪天雪花纷飞B.一束阳光射入屋内，看到尘埃飞舞C.汽车驰过，路上扬起尘土D.用显微镜观察到悬浮在液体或气体中的固体微粒的运动4.通常把萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味，只需几分钟，造成这种差别的主要原因是（）A.盐的分子太小了，很容易进入萝卜中B.盐分子间有相互相互作用的斥力C.萝卜分子间有空隙，易扩散D.炒菜时温度高，分子热运动激烈5.关于能源的开发和节约，你认为以下哪些观点是错误的？（）A.能源是有限的，无节制地利用常规能源（如石油之类）是一种盲目的短期行为B.根据能量守恒定律，担心能源枯竭实在是一种杞人忧天的表现C.能源的开发利用，必须要同时考虑其对环境的影响D.通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一项有效途径6.一绝热容器内封闭着一定质量的气体，容器在被高速运输途中突然停下来，则（）A.因为气体的温度与机械运动的速度无关，故容器中气体的温度不变B.因容器是绝热的，故容器中气体温度不变C.容器停止运动时，气体分子的速度亦随之减小，所以气体温度降低D.容器停止运动时，气体分子随容器一起运动的动能转化为气体分子无规则运动的动能，所以气体的温度升高7.如图4-8-4所示为电冰箱的工作原理，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，那以，下列说法中正确的是（）A.在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量B.在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量C.在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量D.在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量8.如图4-8-5所示，在图所示的两个相同的容器中分别充入N2（甲容器中）和NO2（乙容器中），在常温常压下，甲、乙两个容器的活塞均停在Ⅰ处（图中虚线部分），当用外力缓慢推活塞至Ⅱ处时，外力对容器所做的功的关系是（）A.W甲＞W乙B.W甲＜W乙C.W甲=W乙D.无法比较9.表面平滑的太空飞行器在太空中相互摩擦，很容易发生“粘合”现象，这是由于（）A.摩擦生热的作用B.化学反应的作用C.分子力的作用D.万有引力的作用10.如图4-8-6所示，一试管浸入一烧杯中，试管中有少许花粉在做布朗运动，烧杯中的液体为水，向烧杯中加入下列哪些物质，布朗运动速度减慢（）A.NaOHB.CaOC.NH4ClD.NaCl二、填空题11.将下列实验事实与产生的原因对应起来A.水与酒精混合体积变小B.固体很难被压缩C.细绳不易拉断D.糖在热水中溶解得快E.冰冻食品也会变干a.固体分子也在不停地运动b.分子运动的剧烈程度与温度有关c.分子间存在引力d.分子间存在斥力e.分子间存在着空隙它们的对应关系分别是：① ；② ；③ ；④ ；⑤ （在横线上填实验事实与产生原因前的符号）三、计算与论述题12.已知某密封的宇宙飞船舱的容积为104L ，当舱内温度t 1=20℃时，舱内气体压强P 1=2atm ，一个宇航员在舱内工作一段时间后，他放出的热能使温度升至24℃。