2009届新课标物理考点预测（8）
热 学
一、考点介绍
本考点的命题多集中分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义及与热力学第一定律的综合，还有气体实验定律和气体状态方程的应用及图象表示气体状态的变化过程等知识点上，多以选择题和填空题的形式出现；对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点，把热学知识综合在一起进行考查，多以选择题和填空题的形式出现；对后者的考查多以计算题的形式出现，着重考查热学状态方和的应用．《物理课程新标准》在课程性质中指出：“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能，增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情”． 近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题．同时，本考点还可以与生活、生产的实际相联来考查热学知识在实际中的应用．
二、高考真题
1．（2008年高考宁夏卷．理综．31①）如图1所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出。在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程，下列说法正确的是
。（填入选项前的字母，有填错的不得分）
A.气体分子的平均动能逐渐增大
B.单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多 图1
C.单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变
D.气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量
2．（2008年高考上海卷．物理．9）已知理想气体的内能与温度成正比。如图2所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能
A．先增大后减小 B．先减小后增大 图2
C．单调变化 D．保持不变
3．（2008年高考海南卷．物理．17①）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是 （填入正确选项前的字母，每选错一个扣1分，最低得分为0分）．
A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B．一定量
C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
E．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
F．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加
4．（2007年高考江苏卷．物理．9）如图3所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气（视为理想气体）。初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是
Ａ．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能
Ｂ．系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小
Ｃ．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气
Ｄ．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小 图3
5．（2008年高考全国1卷．理综． 15）已知地球半径约为6.4×
A.4×
6．（2008年高考海南卷．物理．17⑵）如图4所示，一根粗细均匀、内壁光滑、
竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一
定量的气体（可视为理想气体），气体温度为T1．开始时，将活塞上方的气体缓
慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻 图4
璃管的容积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封．整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．求：
①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；
②当气体温度达到1.8T1时气体的压强．
7．（2008年上海卷。物理．13）如图5所示，两端开口的弯管，左管插
入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则（ ）
（A）弯管左管内外水银面的高度差为h
（B）若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大
（C）若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升
（D）若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升
图5
8．（2008年高考江苏卷．物理．12）(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J．试问：此压缩过程中，气体 (填“吸收”或“放出”)的热量等于 J．
(2)若一定质量的理想气体分别按图6所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是
(填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能 (填“增加”、“减
少”或“不变”)。
图6
(3)设想将
水的质量为
9．（2008年高考广东卷．物理。13）（1）如图7所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力 的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的 图7
分子间存在 作用。
（2）往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为 现象，是由于分子的 而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性 的方向进行的。
10．（2008年高考宁夏卷．理综．31.)如图8所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完时，活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界天气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。
图8
11．（2008年上海物理卷考题）汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油上升。已知某型号轮胎能在－
12．（2008年山东理综卷物理．36）如图9所示，喷雾器内有
（1）当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因。 图9
（2）打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由。
三、名校试题
1．（海南省民族中学2009届高三月考试卷．物理．3）如图10所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的空气，气缸固定不动，外界温度恒定。一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上，开始时活塞静止。现在不断向小桶中添加细沙，使活塞缓慢向右移动（活塞始终未被拉出气缸）。忽略气
体分子间相互作用，则在活塞移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．气缸内气体的分子平均动能变小 B．气缸内气体的压强变小
C．气缸内气体向外放出热量 D．气缸内气体从外界吸收热
图10
2．（辽宁省锦州市2009届普通高中高三测试卷．物理．6） 一定质量的气体（不计气体分子间的作用力）由状态A变为状态D（如图线所示），这个过程中（ ）
A.气体从外界吸收热量，内能增加
B.气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
C.气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大
D.气体对光的折射率将变小，光在其中的传播速度会增大
3．（浙江东阳中学2009届高三第三次月考卷．理综．18）对一定量的气体， 下列说法正确的是（ ）
A．气体的体积是所有气体分子的体积之和
B．气体分子的热运动越剧烈， 气体温度就越高
C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少
4．（盐城市2008届第一次调研卷．物理．30）如图11所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体，已知容器横截面积为S，活塞重为G，大气压强为P0 。若活塞固定，密封气体温度升高
（1）Q 1和Q 2哪个大些？气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同？
（2）求在活塞可自由滑动时，密封气体温度升高1℃，活塞上升的高度h。 图11
5．（2008届广东华师附中5月冲刺练习卷．物理．14）（1）关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是
A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积
B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显
C．一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大
D．一定温度下，饱和汽的压强是一定的
E．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
F．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势
（2）如图12所示p－V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：
①ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？
②BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？ 图12
6．（江苏扬州市2008届第四次调研卷．物理．28）
（１）下列说法中正确的是（ ）
Ａ．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数
Ｂ．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
Ｃ．在使两个分子间的距离由很远（r＞10-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大；分子势能不断增大
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．一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大
Ｆ．内能向机械能转化是有条件的，即环境中必须存在温度差，通过科技创新，我们能够研制出内能全部转化为机械能的热机
（２）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，其状态变化过程的p-V图象如图13所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。则：
①该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃？
②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？
③该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？ 图13
7.(汕头市2008年普通高校招生模拟考试卷．物理．31)（1）1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种怪现象：如图14所示，把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜铁丝的一个联接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温，另一个联接点放在火焰上加热，升到很高的温度时，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明闭合电路中产生了电流，这就是温差发电现象。问：这一实验是否违反热力学第二定律？简述这一过程中能的转化情况。
（2）如图15所示，竖直放置的圆筒形注射器，活塞上端接有气压表，
图14
能够方便测出所封闭理想气体的压强．开始时，活塞处于静止状态，此时气体体积为
①简要说明活塞移动过程中，被封闭气体的吸放热情况．
②求活塞移动后气体的体积． 图15
8.（江苏省南京市2008届高三质量检测卷．物理．30）某压力锅结构如图16所示，盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。假定在压力阀顶起时，停止加热。
（1）若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，写出锅内气体分子数的估算表达式。
（2）假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1.5J，并向外界释放了2.5J的热量，
锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？
（3）若已知某高压锅的压力阀质量为m=0.1kg，排气孔直径为d=0.3cm，则锅内气体的压强最大可达多少？设压强每增加3.6×103Pa，水的沸点相应增加1℃，则锅内的最高温度可达多高？（外界大气压强p0=1.0×105Pa，取g=10m/s2）
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Pa(常温下的大气压强值)，当内外压强差超过6.0×104Pa时表盘玻璃将爆裂。 当时登山运动员携带的温度计的读数是 一
10．(山东省潍坊市2008年高三教学质量检测卷．物理．29)如图17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，与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，活塞上升上h，此时气体的温为T1。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：
A．这个装置可测定热功当量 
5．如图19所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（
8．如图20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TI升高到T2，且空气柱的高度增加了∆l， 已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0，问此过程中被封闭气体的内能变化了多少？请在下面的图乙的V－T图上大致作出该过程的图象（包括在图象上标出过程的方向）．
，温度
,在火箭竖直向上飞行的过程中，加速度
的大小等于重力加速度g，仪器舱内水银气压计的示数为
已知仪器舱是密封的，那么，这段过程中舱内的温度是多少？水银的密度
。
12.（1）利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图像，从而可以研究物质的构成规律。图21的照片是一些晶体材料表面的STM图像，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征。则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是：
图21
13．(1)请问高压锅的设计运用了哪些物理知识？
(3)小明测得家中高压锅出气孔的直径为
，
① 
②
′
③
④
，即
解得：Pmin＝2.01atm
，即
解得：Pmax＝2.83atm
∴
∴ 
（2分）
=25 cm3
℃ 
NA （2） 减少了4J （3）
℃
，温度为
，大于山脚下的大气压强（即常温下大气压强），这显然是不可能的，所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的。
…………①
…………②
…………③
…………④
…………⑤
…………⑥
…………⑦
个，则完成任务所需时间t = =6×1018小时，约为100000年。所以选项C正确。
＝常数，p增大时，V不一定变化，故B选项错；在V减小的过程中，可能向外界放热，根据ΔE＝W＋Q可知，内能不一定增大，故C选项错误；Q＝0的过程中，W不一定为0，故D选项错误。考查热力学第一定律、气体压强、体积、温度三者的关系。难度较易。
①
②
，根据动量定理
，而
，所以P=
，故选项A正确。
＝1．63×105Pa