高考物理选考热学计算题(一)含答案与解析
高考物理热学专题海南卷历年真题及答案详解
高考物理热学专题海南卷历年真题及答案详解在高考物理中，热学专题一直是考试中的重点内容之一。
而针对海南卷的历年真题和答案，掌握并理解其中的知识点和解题思路，对于应对考试具有重要意义。
本文将对高考物理热学专题海南卷历年真题进行详细解析，帮助考生加深对该专题的理解与掌握。
1. 2015年海南卷1.1 原题：（2015·海南卷）如图，有一本厚度为L 的书放在一块热平板上，其上平行于底面的温度分布为T=Ax+By，其中A与B为常数，x和y分别为在竖直方向和水平方向上的坐标。
已知A=B，物体处于稳态，书与水平方向的面接触，图中坐标如图所示。
书的左、右面面积分别为S1 和S2 。
（1）求在温度分布T=Ax+By中，书上表面的温度差ΔT （勾写出温度差与A、B、L、S1 、S2 的关系式）。
（2）求书与热平板的接触面上的总热量Q1，书的左、右面分别吸收的总热量Q2 和Q3（勾写出书与热平板的接触面上的总热量与A、B、L、S1、S2、ΔT 的关系式）。
（3）求书各部分之间的换热通量Q'。
1.2 答案与解析：（1）根据题意，书上表面的温度差ΔT 可表示为左面的温度减去右面的温度，即ΔT=T1-T2。
已知温度分布T=Ax+By。
在图中的坐标系中，左面的坐标为(x1,y1)，右面的坐标为(x2, y2)。
根据坐标与温度分布的关系可得：T1=Ax1+By1T2=Ax2+By2代入ΔT=T1-T2，得到：ΔT=(Ax1+By1)-(Ax2+By2)=A(x1-x2)+B(y1-y2)所以，书上表面的温度差ΔT 与A、B、x1、x2、y1、y2 有关。
（2）根据热量传导的原理，书与热平板的接触面上的总热量Q1 可表示为左面的热量减去右面的热量，即Q1=Q2-Q3。
已知热量传导公式为Q=λSΔT/L，其中λ为导热系数，S 为面积，ΔT 为温度差， L为传热长度。
左面与热平板的接触面为S1，右面与热平板的接触面为S2。
高考物理选考热学计算题(四)含答案与解析
高考物理选考热学计算题（四）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50小题）1．如图所示，导热气缸上端开口，竖直固定在地面上，高度H=1.05m．质量均为m=1kg的A、B两个活塞静止时将气缸容积均分为三等份，A、B之间为真空并压缩一根轻质弹簧，弹性系数k=400N/m，A、B与气缸间无摩擦．大气压P0=1×105Pa，密封气体初始温度T0=300K，重力加速度g取10m/s2，活塞面积S=2×10﹣3 m2，其厚度忽略不计．•（1）给电阻丝通电加热密封气体，当活塞A缓慢上升到气缸顶端时，求密封气体的温度；‚（2）保持密封气体的温度不变，当用F=60N的力竖直向下压活塞A，求稳定时A向下移动的距离．2．如图所示，内径均匀的玻璃管长L=100m，其中有一段长h=15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中，当管开口向上竖直放置时，封闭气柱A的长度L1=30cm，现将玻璃管在竖直平面内缓慢转过180°至开口向下，之后保持竖直，把开口端向下缓慢插入水银槽中，直至B端气柱长L2=30cm时为止，已知大气压强p0=75cmHg，整个过程中温度保持不变，求：①玻璃管旋转后插入水银槽前，管内气柱B的长度；②玻璃管插入水银温度后，管内气柱A的长度．3．如图所示，一绝热汽缸放在水平地面上，原长为l=50cm的轻弹簧一端固定在汽缸底部，另一端与质量为m=30kg、截面积为S=100cm2的厚度不计的绝热活塞相连，忽略活塞与汽缸之间的摩擦．开始缸内理想气体的温度为t=27℃，系统第一次平衡时，弹簧被压缩了△l1=10cm．用电阻丝对缸内的气体加热，经过一段时间系统第二次平衡，此时弹簧伸长了△l2=20cm．已知外界大气压强为P0=1.0×105Pa，弹簧的劲度系数为k=500N/m，重力加速度g=10m/s2．求系统第二次平衡时缸内气体的温度为多少摄氏度？4．如图所示，亚铃状玻璃容器由两段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4cm，封闭气体长度为L=6cm，大气压强为P0=76cmHg，气体初始温度为27℃，求：①若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应上升到多少；②若在容器中再倒人同体积的水银，且使容器中气体体积不变，封闭气体的温度应为多少．5．如图所示，一直立气缸由两个横截面积不同的长度足够长的圆筒连接而成，活塞A、B间封闭有一定质量的理想气体，A的上方和B的下方分别与大气相通．两活塞用长为L=30cm的不可伸长的质量可忽略不计的细杆相连，可在缸内无摩擦地上下滑动．当缸内封闭气体的温度为T1=450K时，活塞A、B的平衡位置如图所示．已知活塞A、B的质量分别为m A=2.0kg，m B=1.0kg．横截面积分别为S A=20cm2、S B=10cm2，活塞厚度不计，大气压强为p0=1.0×105Pa，重力加速度大小为g=10m/s2．求：①缸内温度缓慢升高到500K时气体的体积；②缸内温度缓慢升高到900K时气体的压强．6．如图所示，将一端封闭的均匀细玻璃管水平放置，其开口端向右，水银柱长度h1=25cm，被封空气柱长度L1=49cm，玻璃管总长L=76cm，在周围环境温度T1=300K，大气压强P0=1.0×105Pa的前提下，试求：（1）若将玻璃管绕封闭端沿顺时针缓慢转过90°，计算被封空气柱的长度（2）在上述假设的条件下，单独对封闭气体加热，要使水银柱恰好完全排出管外，温度需要升高到多少？7．如图所示，横截面积分别为S A=30cm2与S B=10cm2的两个上部开口的柱形气缸A、B，底部通过体积可以忽略不计的细管连通，A、B气缸内分别有一个质量m A=1.0kg、m B=0.5kg的活塞，A气缸内壁粗糙，B气缸内壁光滑．当气缸内充有某种理想气体时，A、B气缸中气柱高度分别为h A=4cm、h B=3cm，此时气体温度T0=300K，外界大气压P0=1.0×105Pa．取g=10m/s2．求（i）气缸内气体的压强；（ii）缓慢降低缸内气体温度，当气缸B中的活塞下降至气缸底部时，气体的温度T1．8．在水平面上有一个导热气缸，如图甲所示，活塞与气缸之间密封了一定质量的理想气体．最初密封气体的温度为27℃，气柱长10cm；给气体加热后，气柱长变为12cm．已知气缸内截面积为0.001m2，大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦．（i）求加热后气缸内气体的温度．（ii）若保持气缸内气体温度不变，将气缸直立后（如图乙所示），气柱长度又恢复为10cm，求活塞质量．9．一足够长的内径均匀的细玻璃管，一端封闭，一端开口，如图所示，当开口竖直向上时，用h=25cm的水银柱封闭住长L1=37.5cm的空气柱．大气压强P0=75cmHg，空气柱温度不变．①若将细玻璃管缓慢水平放置，求此时管内被封闭的空气柱的长度L2；②若玻璃管总长度L0=1m，将管口密封后在缓慢水平放置，求此时原封闭空气柱（即竖立时水银柱下方的空气柱）的长度L3．10．如图所示，一端开口且内壁光滑的玻璃管竖直放置，管中用一段长H0=25cm 的水银柱封闭一段长L1=20cm的空气，此时水银柱上端到管口的距离为L2=25cm，大气压强恒为p0=75cmHg，开始时封闭气体温度为t1=27℃，取0℃为273K．求：（1）将封闭气体温度升高到37℃，在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管水平时，封闭空气的长度；（2）保持封闭气体初始温度27℃不变，在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管开口向下竖直放置时，封闭空气的长度（转动过程中没有发生漏气）．11．如图所示，封有理想气体的导热气缸，开口向下被竖直悬挂，不计活塞的质量和摩擦，整个系统处于静止状态，活塞距缸底距离为h0．现在活塞下面挂一质量为m的钩码，从挂上钩码到整个系统稳定，设周围环境温度不变．已知活塞面积为S，大气压为P0，不计活塞和缸体的厚度，重力加速度为g．求：①活塞下降的高度；②这个过程中封闭气体吸收（放出）多少热量．12．如图所示，粗细均匀、导热良好的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端用水银柱封闭着L1=40cm的气柱（可视为理想气体），左管的水银面比右管的水银面高出△h1=20cm．现将U形管右端与一低压舱（图中未画出）接通，稳定后左右两管水银面位于同一高度．若环境温度不变，取大气压强P0=75cmHg．求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”作单位）．13．如图1所示，长度为4L、内壁光滑且两端封口的细玻璃管水平静止放置，一段长度为L的水银柱将管内密封的理想气体分隔成长度为2L和L的两部分a 和b．①若使环境温度缓慢升高，试分析判断水银柱是否左右移动，若移动，是向左还是向右移动；②若将玻璃管缓慢顺时针旋转至竖直位置（如图2所示），然后再使环境温度缓慢升高，试分析判断升温过程中，水银柱是向上移动，还是向下移动，以及水银柱是否能够恢复到原来在玻璃管中的位置（如虚线所示）？14．如图所示，两竖直且正对放置的导热气缸底部由细管道（体积忽略不计）连通，两活塞a、b用刚性杠杆相连，可在两气缸内无摩擦地移动．上下两活塞（厚度不计）的横截面积分别为S1=10cm2、S2=20cm2，两活塞总质量为M=5kg，两气缸高度均为H=10cm．气缸内封有一定质量的理想气体，系统平衡时活塞a、b 到气缸底的距离均为L=5cm（图中未标出），已知大气压强为p0=1.0×105Pa，环境温度为T0=300K，重力加速度g取10m/s2．求：（1）若缓慢升高环境温度，使活塞缓慢移到一侧气缸的底部，求此时环境温度；（2）若保持温度不变，用竖直向下的力缓慢推活塞b，在活塞b由开始运动到气缸底部过程中，求向下推力的最大值．15．如图所示，光滑导热活塞C将体积为V0的导热容器分成A、B两室，A、B 中各封有一定质量的同种气体，A室左侧连接有一U形气压计（U形管内气体的体积忽略不计），B室右侧有一阀门K，可与外界大气相通，外界大气压等于76cmHg，气温恒定．当光滑导热活塞C静止时，A、B两室容积相等，气压计水银柱高度差为38cm．现将阀门K打开，当活塞C不再移动时，求：①A室的体积；②B室从阀门K逸出的气体质量与原有质量的比．16．如图所示．一根长L=90cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用h=25cm长的水银柱封闭了一段长L1=50cm的空气柱．已知大气压强为P0=75cmHg，玻璃管周围环境温度保持不变．①若将玻璃管缓慢平放在水平桌面上，求玻璃管中气柱将变为多长；②若保持玻璃管直立，继续向玻璃管中缓慢注入水银，则最多能注入多长的水银柱？17．如图所示，A、B气缸长度均为L，横截面积均为S，体积不计的活塞C可在B气缸内无摩擦地滑动，D为阀门．整个装置均由导热性能良好的材料制成．起初阀门关闭，A内有压强P0的理想气体，B内有压强的理想气体，活塞在B 气缸内的最左边，外界热力学温度为T0．阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡，不计两气缸连接管的体积．求：（ⅰ）活塞C移动的距离；（ⅱ）若平衡后外界温度缓慢降为0.96T0，两气缸中的气体压强变为多少？18．如图所示，两个容积均为V0=100cm3的金属球形容器内封闭有一定质量、一定压强的理想气体，与竖直放置的粗细均匀且足够长的U形玻璃管连通．开始时两部分气体的温度均为27℃．压强均为80cmHg，U形玻璃管两侧水银面登高，水银面到管口的高度为h=10cm，现在保持A中气体温度不变，容器B放在温度可调的恒温箱内并使恒温箱缓慢升温，已知U形玻璃管的横截面积S=2.5cm2，求当左管水银面恰好到达管口位置时，恒温箱内的温度是多少K．19．一长为L、内壁光滑的长方体气缸，横放在水平地面上，左右两侧缸壁上有a、b两个阀门，缸内有一密封性能良好轻活塞（厚度不计），面积为S，活塞右侧粘有一块矿石，打开a、b，活塞位于气缸正中央，如图所示．如果关闭a，打开b，将气缸从图示位置在竖直面内逆时针缓慢转90°，稳定后活塞偏离原位置；如果打开a，关闭b，将气缸从图示位置在竖直面内逆时针缓慢转90°，稳定后活塞偏离原位置．已知大气压强为p0，重力加速度g．求：（1）矿石的质量；（2）矿石的密度．20．如图所示，一个足够长的两端开口的竖直圆筒固定在地面上，中间用两个活塞A、B封住一定质量的理想气体，一根劲度系数为k=4×l02N/m的轻质弹簧的上端与活塞B连接，下端与地面连接，静止时A、B的间距为L0=0.4m．现用力竖直向上拉活塞使其缓慢向上移动，直至弹簧恢复原长，此过程中封闭气体的质量和温度均保持不变，不计两活塞与圆筒间的摩擦．已知两活塞的质量均为M=2kg，横截面积均为S=1×l0﹣3m2，大气压强为P0=1×l05Pa，重力加速度为g=10m/s2．求活塞A向上移动的距离．21．如图所示，长为2L=20cm内壁光滑的气缸放在水面上，气缸和活塞气密性良好且绝热，活塞的横截面积为s=10cm2，活塞与墙壁之间连接一根劲度系数为k=50N/m的轻弹簧，当缸内气体温度为T0=27℃时，活塞恰好位于气缸的中央位置，且经弹簧处于原长状态．已知气缸与活塞的总质量为M=4kg，气缸与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，大气压强为p0=1×105Pa，重力加速度为g=10m/s2．现用电热丝对缸内气体缓慢加热，当活塞移到气缸最右端时，缸内气温是多少？22．一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸内，活塞质量为m、横截面积为S，可沿气缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热，初始时封闭气体的温度为T1，活塞距离气缸底部的高度为H，大气压强为P o．现用一电热丝对气体缓慢加热，若此过程中电热丝传递给气体的热量为Q，活塞上升的高度为，求：Ⅰ．此时气体的温度；Ⅱ．气体内能的增加量．23．如图，孔明灯的质量m=0.2kg、体积恒为V=1m3，空气初温t0=27°C，大气压强p0=1.013×105Pa，该条件下空气密度ρ0=1.2kg/m3．重力加速度g=10m/s2．对灯内气体缓慢加热，直到灯刚能浮起时，求：（1）灯内气体密度ρ（2）灯内气体温度t．24．如图所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为L，底面直径为D，其右端中心处开有一圆孔，质量为m的理想气体被活塞封闭在容器内，器壁导热良好，活塞可沿容器内壁自由滑动，其质量、厚度均不计，开始时气体温度为300K，活塞与容器底部相距L，现对气体缓慢加热，已知外界大气压强为p0，求温度为480K时气体的压强。
高考物理选考热学计算题(一)含答案与解析
高考物理选考热学计算题（一）组卷老师：莫老师评卷人得分一．计算题（共50 小题）1．开口向上、内壁光滑的汽缸竖直放置，开始时质量不计的活塞停在卡口处，气体温度为27℃ ，压强为0.9×105 Pa，体积为1×10﹣3m3，现缓慢加热缸内气体，试通过计算判断当气体温度为67℃时活塞是否离开卡口。
（已知外界大气压强p0=1×105Pa）2．铁的密度ρ=7.×8 103kg/m 3、摩尔质量M=5.6×10﹣2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0× 1023mol﹣1．可将铁原子视为球体，试估算：（保留一位有效数字）① 1 克铁含有的分子数；②铁原子的直径大小．3．如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S=0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。
A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。
A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k=5×103N/m 的较长的弹簧相连。
已知大气压p0=1×105Pa，平衡时两活塞之间的距离l0=0.6m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后保持平衡。
此时用于压A的力F=500N．求活塞A 下移的距离。
4．如图，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖质量为m，杯身与热水的总质量为M ，杯子的横截面积为S．初始时杯内气体的温度为T0，压强与大气压强p0 相等．因杯子不保温，杯内气体温度将逐步降低，不计摩擦．（1）求温度降为T1 时杯内气体的压强P1；（2）杯身保持静止，温度为T1 时提起杯盖所需的力至少多大？（3）温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？5．如图，上端开口、下端封闭的足够长的细玻璃钌竖直放置，﹣段长为l=15.0cm 的水银柱下方封闭有长度也为l 的空气柱，已知大气压强为p0=75.0cmHg；如果使玻璃管绕封闭端在竖直平面内缓慢地转动半周．求在开口向下时管内封闭空气柱的长度．6．如图所示为一种减震垫，由12 个形状相同的圆柱状薄膜气泡组成，每个薄膜气泡充满了体积为V1，压强为p1 的气体，若在减震垫上放上重为G 的厚度均匀、质量分布均匀的物品，物品与减震垫的每个薄膜表面充分接触，每个薄膜上表面与物品的接触面积均为S，不计每个薄膜的重，大气压强为p0，气体的温度不变，求：（i）每个薄膜气泡内气体的体积减少多少？（ii）若撤去中间的两个薄膜气泡，物品放上后，每个薄膜上表面与物品的接触面积增加了0.2S，这时每个薄膜气泡的体积又为多大？7．一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用 不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞的面积为 1.5×10﹣3m 2，如图1 所示，开始时气体的体积为 3.0× 10﹣3m 3，现缓慢地在活塞上倒上一定质量的 细沙，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的三分之一．设大气压强为 1.0 ×105Pa ．重力加速度 g 取 10m/s 2，求：（ 1）最后气缸内气体的压强为多少？（2）最终倒在活塞上细沙的总质量为多少千克？ 3）在 P ﹣V 图上（图 2）画出气缸内气体的状态变化过程（并用箭头标出状态变化的方向）．竖直放置的气缸，活塞横截面积为 S=0.01m 2，厚度不计。
高三物理热学试题答案及解析
高三物理热学试题答案及解析1.如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。
现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发，不计气缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，现活塞相对于气缸移动了距离d。
已知大气压强为p大气对活塞的压强仍可视为p，整个过程中温度保持不变。
求小车的加速度的大小。
【答案】【解析】设小车加速度大小为a，稳定时气缸内气体的压强为，活塞受到气缸内外气体的压力分别为，由牛顿第二定律得：，小车静止时，在平衡情况下，气缸内气体的压强应为，由波伊尔定律得：式中，联立解得：2.下列说法中正确的是A．水可以浸润玻璃，水银不能浸润玻璃B．热管是利用升华和汽化传递热量的装置C．布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动。
D．一般说来物体的温度和体积变化时它的内能都要随之改变【答案】AD【解析】热管是利用热传导原理与致冷介质的快速热传递性质的装置，B错；布朗运动是固体小颗粒的运动，C错；3.（1）关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是____。
（填选项前的字母）A．一定量气体吸收热量，其内能一定增大B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体C.若两分子间距离增大，分子势能一定增大D.若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大（2）空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L,现再充入1.0 atm的空气9.0L。
设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为_____。
（填选项前的字母）A．2.5 atm B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm【答案】（1）D (2)A【解析】(1) 改变内能有热传递和做功，如果吸热比对外做功要少得话，物体的内能会减小，所以答案A错；在引起变化的条件下，热量可以从低温传给高温如空调等所以答案B错；在分子力为排斥力时距离增大分子势能减小，答案C错，正确答案选D.(2)由等温变化可知代入数据可知答案A正确；4.关于热学现象和规律，下列说法中正确的是。
高中物理热学计算题以及答案
1. 问题：一个容积为V的容器中充满了1mol的气体，此时容器的温度为T1，请计算容器中气体的平均动能。
答案：平均动能=(3/2)nRT1，其中n为气体的物质的量，R为气体常数。
2. 一个容积为V的容器中装满了水，水的温度为t℃，水的重量为m，水的热容为c，此时将容器中的水加热，经过一段时间后，水的温度升高到T℃，请计算：
（1）水加热的总热量
Q=mc(T-t)
（2）水加热的平均热量
Qavg=Q/t
3..一元系统中，向容器中加入了$m$克汽油，汽油的温度为$T_1$，容器中的水的温度为$T_2$，汽油和水的比容为$V_1$和$V_2$，如果汽油和水的温度最终变为$T_3$，那么汽油的最终温度$T_4$为多少？
解：$T_4=\frac{mT_1V_1+T_2V_2}{mV_1+V_2}T_3$
4. 一定体积的气体在温度为273K，压强为100kPa时，改变温度到273K，压强到400kPa，求气体的体积。
解：由比容量关系可得：
V2/V1=P2/P1
V2=V1×P2/P1
V2=V1×400/100
V2=4V1
答案：V2=4V1。
高考物理选考热学多选题模拟题(一)含答案与解析.docx
高考物理选考热学多选题模拟题（一）含答案与解析组卷老师：莫老师评卷人得分一.多选题（共40小题）1.下列说法正确的是（）A.凡是不违背能量守恒定律的实验构想，都是能够实现的B.做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，这表明要使物体的内能发生变化，既可以通过做功来实现，也可以通过热传递来实现C.保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多D.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大E.在水池中，一个气泡从池底浮起，此过程可认为气泡的温度不变，气泡内气体为理想气体，则外界对气泡做正功，同时气泡吸热2.下列说法中正确的是（）A.温度越高，分子的无规则热运动越剧烈B.物体的温度越高，所有分子的动能都一定越大C.分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小D.一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度一定升高E.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加3.下列说法正确的是（）A.第二类永动机违反了热力学第二定律，但不违反能量守恒定律B.被踩扁的乒乓球（表面没有开裂）放在热水里浸泡，恢复原状的过程中，球内气体对外做正功的同时会从外界吸收热量C.由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表而具有收缩的趋势D.两个分子间分子势能减小的过程中，两分子间的相互作用力可能减小E.布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动4.下列说法正确的是（）A.温度高的物体分子的平均动能一定大B.气体分子的体积大小等于气体的摩尔体积跟阿伏伽德罗常数的比值C.一定质量的o°c的冰溶解为0°C的水，分子平均动能不变，分子势能增加D.通过技术革新可以达到绝对零度以下E.一定质量的理想气体吸热热量，它的内能可不变5.下列说法正确的是（）A.水是浸润液体，水银是不浸润液体B.布朗运动和扩散现象都可以在气体、液体中发牛C.只要经历足够长的时间，密封在瓶内的酒精一定会全部变成气体D.塑料丝尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形是表面张力的缘故E.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，不违背热力学第二定律6.下列说法正确的是（）A.布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力B.物体的内能在宏观上只与其所处状态及温度有关C.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行D.分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离增大而减小E.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力7.下列说法不正确的是（）A.当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，所以分子间的作用力表现为引力B.所有晶体都具有各向异性C.自由落体运动的水滴呈球形D.在完全失重的状态下，一定质量的理想气体压强为零E.摩尔质量为M （ kg/mol）＞密度为p （kg/m3）的In?的铜所含原子数为止N AM （阿伏伽德罗常数为N A）&以下说法正确的是（）A.饱和蒸汽在等温变化的过程中，随体积减小压强增大C.气体放岀热量，其分子的平均动能可能增大D.将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间分子力先增大后减小最后再增大，分子势能是先减小冉增大E.附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润9.下列说法正确的是（）A.花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停的做无规则运动B.外界对气体做正功，气体的内能不一定增加C.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距D.第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律E.晶体熔化过程中，分子的平均动能保持不变，分子势能增大10.质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态1到气态III变化过程中温度T随加热时间t变化关系如图所示，单位时间所吸收的热量可看做不变，气态III可看成理想气体。
2021年高中物理选修三第三章《热力学定律》基础卷(答案解析)(1)
一、选择题1．如图所示为一定质量的氦气（可视为理想气体）状态变化的V T -图像。
已知该氦气所含的氦分子总数为N ，氦气的摩尔质量为M ，在状态A 时的压强为0p 。
已知阿伏加德罗常数为A N ，下列说法正确的是（ ）A ．氦气分子的质量为M NB ．B 状态时氦气的压强为02pC ．B→C 过程中氦气向外界放热D ．C 状态时氦气分子间的平均距离03AV d N =2．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（ ）A ．空气相对湿度越大时，水蒸发越快B ．物体的温度升高，每个分子的动能都增大C ．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律D ．两个分子间的距离由大于910m -处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大3．下面的例子中，通过热传递改变物体内能的是（ ）A ．擦火柴，使火柴开始燃烧B ．阳光照在湖面上，使湖水升温C ．用锯条锯木头，使锯条变热D ．搓搓手，会感觉暖和些4．下列说法中正确的是（ ）A ．压缩气体也需要用力，这表明气体分子间存在着斥力B ．若分子势能增大，则分子间距离减小C ．分子间的距离增大时，分子间相互作用的引力和斥力都减小D ．自然界中热现象的自发过程不一定沿分子热运动无序性增大的方向进行5．一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，MN 为一条直线，则气体从状态M 到状态N 的过程中A．温度保持不变B．温度先升高，后又减小到初始温度C．整个过程中气体对外不做功，气体要吸热D．气体的密度在不断增大6．下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变7．下列说法正确的是A．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大C．气体从外界吸收了热量，内能必定增加D．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能减少8．下列说法中不正确．．．的是A．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力B．对于温度相同的氧气与氢气，它们的分子平均速率不同C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部D．压强不变时，一定量的水蒸发为同温度的水蒸气，吸收的热量大于其增加的内能9．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度．他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将() A．逐渐有所升高B．保持不变C．开机时降低，停机时又升高D．开机时升高，停机时降低10．将装有一定质量氧气的薄铝筒开口向下浸入20℃的水中，如图所示，缓慢推动铝筒，使其下降2m，铝筒内氧气无泄漏，则铝筒在缓慢下降过程中，氧气（）A．从外界吸热B．对外界做正功C．分子势能不变D．内能减小11．一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C、C→A三个过程回到初始状态A，其状态变化过程的p-V图像如图所示。
2020年高考物理真题选修3-3热学汇编(附解析)
2020年高考物理选修3-3热学真题集锦1.（2020·天津）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.（2020·山东·新高考Ⅰ）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。
已知三个状态的坐标分别为a（V0，2p0）、b（2V0，p0）、c（3V0，2p0）以下判断正确的是（）A. 气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功B. 气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量C. 在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D. 气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量3.（2020·新课标Ⅲ）（1）如图，一开口向上的导热气缸内。
用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。
现用外力作用在活塞上。
使其缓慢下降。
环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。
在活塞下降过程中（）A.气体体积逐渐减小，内能增知B.气体压强逐渐增大，内能不变C.气体压强逐渐增大，放出热量D.外界对气体做功，气体内能不变E.外界对气体做功，气体吸收热量（2）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。
右管中有高h0= 4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l= 12cm。
管底水平段的体积可忽略。
环境温度为T1=283K。
大气压强p0 =76cmHg。
（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。
此时水银柱的高度为多少？（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？4.（2020·山东·新高考Ⅰ）中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病。
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高考物理选考热学计算题（一）评卷人得分一．计算题（共50小题）1．开口向上、内壁光滑的汽缸竖直放置，开始时质量不计的活塞停在卡口处，气体温度为27℃，压强为0.9×105 Pa，体积为1×10﹣3m3，现缓慢加热缸内气体，试通过计算判断当气体温度为67℃时活塞是否离开卡口。
（已知外界大气压强p0=1×105Pa）2．铁的密度ρ=7.8×103kg/m3、摩尔质量M=5.6×10﹣2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1．可将铁原子视为球体，试估算：（保留一位有效数字）①1 克铁含有的分子数；②铁原子的直径大小．3．如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S=0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。
A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。
A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k=5×103N/m的较长的弹簧相连。
已知大气压p0=1×105Pa，平衡时两活塞之间的距离l0=0.6m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后保持平衡。
此时用于压A的力F=500N．求活塞A下移的距离。
4．如图，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖质量为m，杯身与热水的总质量为M，杯子的横截面积为S．初始时杯内气体的温度为T0，压强与大气压强p0相等．因杯子不保温，杯内气体温度将逐步降低，不计摩擦．（1）求温度降为T1时杯内气体的压强P1；（2）杯身保持静止，温度为T1时提起杯盖所需的力至少多大？（3）温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？5．如图，上端开口、下端封闭的足够长的细玻璃钌竖直放置，﹣段长为l=15.0cm 的水银柱下方封闭有长度也为l的空气柱，已知大气压强为p0=75.0cmHg；如果使玻璃管绕封闭端在竖直平面内缓慢地转动半周．求在开口向下时管内封闭空气柱的长度．6．如图所示为一种减震垫，由12个形状相同的圆柱状薄膜气泡组成，每个薄膜气泡充满了体积为V1，压强为p1的气体，若在减震垫上放上重为G的厚度均匀、质量分布均匀的物品，物品与减震垫的每个薄膜表面充分接触，每个薄膜上表面与物品的接触面积均为S，不计每个薄膜的重，大气压强为p0，气体的温度不变，求：（i）每个薄膜气泡内气体的体积减少多少？（ii）若撤去中间的两个薄膜气泡，物品放上后，每个薄膜上表面与物品的接触面积增加了0.2S，这时每个薄膜气泡的体积又为多大？7．一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞的面积为1.5×10﹣3m2，如图1所示，开始时气体的体积为3.0×10﹣3m3，现缓慢地在活塞上倒上一定质量的细沙，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的三分之一．设大气压强为1.0×105Pa．重力加速度g取10m/s2，求：（1）最后气缸内气体的压强为多少？（2）最终倒在活塞上细沙的总质量为多少千克？（3）在P﹣V图上（图2）画出气缸内气体的状态变化过程（并用箭头标出状态变化的方向）．8．如图所示，竖直放置的气缸，活塞横截面积为S=0.01m2，厚度不计。
可在气缸内无摩擦滑动。
气缸侧壁有一个小孔，与装有水银的U形玻璃管相通。
气缸内封闭了一段高为L=50cm的气柱（U形管内的气体体积不计）。
此时缸内气体温度为27℃，U形管内水银面高度差h l=5cm。
已知大气压强p0=1.0×l05Pa，水银的密度ρ=13.6×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2。
①求活塞的质量m；②若在活塞上缓慢添加M=26.7kg的沙粒时，活塞下降到距气缸底部H=45cm处，求此时气缸内气体的温度。
9．如图所示，在两端封闭粗细均匀的竖直长管道内，用一可自由移动的活塞A 封闭体积相等的两部分气体，开始时管道内气体温度都为T0=500K，下部分气体的压强p0=1.25×105Pa，活塞质量m=0.25kg，管道的内径横截面积S=1cm2．现保持管道下部分气体温度不变，上部分气体温度缓慢降至T，最终管道内上部分气体体积变为原来的四分之三，若不计活塞与管道壁间的摩擦，g=10m/s2，求此时：①下部分气体的压强p；②上部分气体的温度T．10．国庆期间小华和家人去拉萨市参观布达拉宫，为了防止出现高原反应现象，他上网购买了一瓶便携式登山瓶装氧气，氧气瓶导热性能良好，品牌产品数据见表格，瓶内氧气可视为理想气体，厂家将瓶装氧气送达小华在拉萨市的酒店，该地海拔约为3700m，大气压强为65000pa，温度为7℃，回答下列问题。
品牌制氧机类别型号规格灌装压强灌装温度适用人群艾润科技氧气瓶02ar﹣k20.65L 1.0×106Pa27℃学生高考、户外旅游缺氧、老人等缺氧人群使用①在拉萨市，瓶内氧气的实际压强为多少？②酒店在受到该瓶装氧气后，由于保管不慎，发生缓慢泄漏，设瓶内氧气在未泄漏前，质量为M，当瓶内气压减小到等于外界大气压时，瓶内剩余氧气的质量为多少？11．某同学用如图所示装置研究气体的等温变化，导热良好的气缸固定，轻质细绳一端固定，另一端与活塞相连，定滑轮下面挂一只小桶，改变小桶中沙子质量来改变细绳对活塞的拉力，已知活塞质量为m1，横截面积为S，小桶质量为m2，大气压强为p0，不计滑轮质量和各出摩擦，环境温度保持不变，小桶中没有盛放沙子时测出活塞与气缸底部之间距离为h，现缓慢给小桶中加入质量为m的沙子，问此过程活塞移动的距离是多少？12．将一厚度不计粗细均匀的导热性能良好的长直玻璃管水平固定在桌面上，现用一厚度不计的活塞封闭一定质量的理想气体，已知活塞与玻璃管之间的摩擦可忽略不计。
已知外界大气压强为p，封闭气柱的长度为L，外界环境温度为T．现用质量不计的细绳跨过光滑的定滑轮连接活塞与质量为m的重物，连接活塞的细绳呈水平状态，当系统再次平衡时，活塞向右移动的距离为．假设整个过程中外界大气压强恒为p，重力加速度大小为g。
求：①玻璃管的横截面积为多大？②当外界环境的温度降为时，系统再次达到平衡，气柱的长度为多少？13．一质量M=10kg、高度L=35cm的圆柱形气缸，内壁光滑，气缸内有一薄活寨封闭了一定质量的理想气体，活塞质量m=4kg、截面积s=100cm2．温度t0=47℃时，用绳子系住活塞将气缸悬挂起来，如图甲所示，气缸内气体柱的高L1=32cm，如果用绳子系住气缸底，将气缸倒过来悬挂起来，如图乙所示，气缸内气体柱的高L2=30cm，两种情况下气缸都处于竖直状态，取重力加速度g=10m/s2，求：（i）当时的大气压强：（ii）图乙状态时，在活塞下挂一质量m'=6kg的物体，如图丙所示，则温度升高到多少时，活塞将从气缸中脱落．14．如图，将导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中，筒内封闭了一定质量的气体（可视为理想气体）。
当筒底与水面相平时，圆筒恰好静止在水中。
此时水的温度t1=7.0℃，筒内气柱的长度h1=14cm。
已知大气压强p0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g取10m/s2。
（ⅰ）若将水温缓慢升高至27℃，此时筒底露出水面的高度△h为多少？（ⅱ）若水温升至27℃后保持不变，用力将圆筒缓慢下移至某一位置，撤去该力后圆筒恰能静止，求此时筒底到水面的距离H（结果保留两位有效数字）。
15．2017年5月。
我国成为全球首个海域可燃冰试采获得连续稳定气流的国家，可燃冰是一种白色固体物质，1L可燃冰在常温常压下释放160L的甲烷气体，常温常压下甲烷的密度0.66g/L，甲烷的摩尔质量16g/mol，阿伏伽德罗常数6.0×1023mol﹣1，请计算1L可燃冰在常温常压下释放出甲烷气体分子数目（计算结果保留一位有效数字）16．如图所示，水平放置的两端开口长14cm、横截面积为1×10﹣5m2的均匀玻璃管一端与一体积为3.9×10﹣6m3球形玻璃泡相通，当环境温度为47℃时在管口封入长为5cm的水银柱。
假设环境温度改变时大气压强不变。
①为了不让水银柱进人玻璃泡，环境温度不能低于多少℃？②若将该装置改装成一个环境温度计，可在玻璃管上标上刻度来显示对应的环境温度，请通过分析说明在有效的范围内玻璃管上标出的刻度是均匀的还是不均匀的？17．如图所示，足够长密闭气缸直立于水平面上，活塞将气缸分成两部分，上部为真空，下部封有一定量的气体，活塞和缸的顶部连有一轻弹簧，如果活塞处于气缸底部，弹簧刚好处于原长．在图示位置气体的长度L1=0.2m，此时弹簧的弹力等于活塞重力的0.8倍．忽略活塞与缸壁间的摩擦．现保持缸内气体温度不变，将气缸水平放置，求缸内气体的长度L2．18．一个水平放置的气缸，由两个截面积不同的圆筒联接而成．活塞A、B用一长为4L的刚性细杆连接，L=0.5m，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动．A、B的截面积分别为S A=40cm2，S B=20cm2，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧（A的左方和B的右方）是压强为P0=1.0×105Pa的大气．当气缸内气体温度为T1=525K时两活塞静止于如图所示的位置．（1）现使气缸内气体的温度缓慢下降，当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒连接处？（2）若在此变化过程中气体共向外放热500J，求气体的内能变化了多少？19．如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长U型玻璃管插在容积很大的水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。
开启阀门A，当各水银液面稳定时，位置如图所示，此时两部分气体温度均为300K．已知h1=5cm，h2=l0cm，右侧气体柱长度L1=60cm，大气压为P0=75cmHg，求：①左则竖直管内气体柱的长度L2：②关闭阀门A，当右侧竖直管内的气体柱长度为L3=68cm时（管内气体未溢出），则气体温度应升高到多少。
20．如图所示，开口向下竖直放置的内部光滑气缸，气缸的截面积为S，其侧壁和底部均导热良好，内有两个质量均为m的导热活塞，将缸内理想分成I、II两部分，气缸下部与大气相通，外部大气压强始终为p0，mg=0.2p0S，环境温度为T0，平衡时I、II两部分气柱的长度均为l，现将气缸倒置为开口向上，求：（i）若环境温度不变，求平衡时I、II两部分气柱的长度之比；（ii）若环境温度缓慢升高，但I、II两部分气柱的长度之和为2l时，气体的温度T为多少？21．如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。
活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底都相距h，此时封闭气体的温度为T1．现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2．已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦，求：①活塞上升的高度；②加热过程中气体的内能增加量。