2013高考物理真题分类解析专题18热学

专题十八、热学1．（2013高考上海物理第5题）液体与固体具有的相同特点是(A)都具有确定的形状(B)体积都不易被压缩(C)物质分子的位置都确定(D)物质分子都在固定位置附近振动答案：B解析：液体与固体具有的相同特点是体积都不易被压缩，选项B正确。2．（2013高考上海物理第15题）已知湖水深度为20m，湖底水温为4℃，水面温度为17℃，大气压强为1.0×105Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g＝10m/s2，ρ＝1.0×103kg/m3)(A)12.8倍(B)8.5倍(C)3.1倍(D)2.1倍答案：C解析：湖底压强大约为3个大气压，由气体状态方程，当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的3.1倍，选项C正确。3（2013高考福建理综第29题）(1)下列四个图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能EP随分子间距离r变化关系的图线是。（填选图下方的字母）答案：B解析：分子间作用力f=0时对应的分子势能EP最小，能正确反映分子间作用力f和分子势能EP随分子间距离r变化关系的图线是B。4（2013高考福建理综第29题）(2)某自行车轮胎的容积为V．里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0，体积为的空气。（填选项前的字母）A．0ppVB．0ppVC．.(0pp-1)VD．.(0pp+1)V.答案：C解析：设要向轮胎充入体积为V’的空气，由玻意耳定律，p0V+p0V’=pV，解得：V’=.(0pp-1)V，选项C正确。5.(2013高考北京理综第13题)下列说法正确的是A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B.液体分子的无规则运动称为布朗运动C.物体从外界吸收热量，其内能一定增加D.物体对外界做功，其内能一定减少答案：A解析：液体中悬浮微粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，这类现象称为布朗运动，选项A正确B错误。根据热力学第一定律，△U=W+Q，物体从外界吸收热量，其内能不一定增加；物体对外界做功，其内能不一定减少，选项CD错误。6．（2013全国高考大纲版理综第15题）根据热力学第一定律，下列说法正确的是（）A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机答案：AB解析：电冰箱的工作过程表明，压缩机工作，热量可以从低温物体向高温物体传递，选项A正确。空调机在制冷过程中，压缩机工作，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，选项B正确。根据热力学第一定律，科技的进步不可以使内燃机成为单一热源的热机，选项C错误。对能源的过度消耗将使自然界的可以被利用的能量不断减少，形成能源危机，而自然界的能量的能量是守恒的，选项D错误。7（2013高考山东理综第36（1）题）（1）下列关于热现象的描述正确的是（）a.根据热力学定律，热机的效率可以达到100%b.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的c.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同d.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的答案：c解析：根据热力学定律，热机的效率不可以达到100%，选项a错误。做功是通过能量转化的方式改变系统内能，热传递是通过内能在不同物体之间的转移的方式改变系统内能，选项b错误。温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同，选项c正确。物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动是有规律的，选项d错误。8。（2013全国新课标理综II第33题）（1）关于一定量的气体，下列说法正确的是A．气体的体积指的是气体的分子所能够到达的空间的体积，而不是该气体所有分子的体积之和，B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C．在完全失重的情况下，气体的压强为零D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高，答案.（1）ABE【命题意图】本题考查气体的特性、热力学第一定律及其相关知识点，意在考查考生对物理学重要史事的知道情况。【解题思路】由于气体分子之间的作用力很小，气体分子可以自由运动，所以气体的体积指的是气体的分子所能够到达的空间的体积，而不是该气体所有分子的体积之和，选项A正确。根据温度是分子平均动能的标志，只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低，选项B正确。根据气体压强的产生原因，在完全失重的情况下，气体的压强不为零，选项C错误。气体从外界吸收热量，若同时对外做功，其内能不一定增加，还可能减小，选项D错误。气体在等压膨胀过程中，体积增大，温度一定升高，选项E正确，【快速解题】根据相关知识排除CD错误可快速解题。9（2013全国新课标理综1第33题）(1)(6分)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是(填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)A分子力先增大，后一直减小B.分子力先做正功，后做负功C.分子动能先增大，后减小D.分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和保持不变答案：BCE解析：两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。分子力先增大，后减小到零再增大，选项A错误。分子力先做正功，后做负功，选项B正确。根据动能定理，分子动能先增大，后减小，选项C正确。分子势能先减小后增大，选项D错误。由于只有分子力做功，分子势能和动能之和保持不变，选项E正确。10.（2013高考广东理综第18题）图6为某同学设计的喷水装置，内部装有2L水，上部密封1atm的空气0.5L保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.1L。设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有A．充气后，密封气体压强增加B．充气后，密封气体的分子平均动能增加C．打开阀门后，密封气体对外界做正功D．打开阀门后，不再充气也能把水喷光10.考点：理想气体状态方程、分子的平均动能和关系、气体做功答案：AC解析：由pv=nRT知充气后，当v、T不变时，n增加，密封气体压强增加，选项A正确。充气后，由于温度不变，密封气体的分子平均动能不变，选项B错误。打开阀门后，密封气体对外界做正功，选项C正确。由于桶内只有1atm的空气0.1L+0.5L=0.6L。小于容积2L，所以需要再充气才能把水喷光，选项D错误。11(2013高考江苏物理第12A题)A。[选修3-3]（12分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，AB和CD为等温过程，BC和DA为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。（1）该循环过程中，下列说法正确的是___▲____。（A）AB过程中，外界对气体做功（B）BC过程中，气体分子的平均动能增大（C）CD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多（D）DA过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化（2）该循环过程中，内能减小的过程是___▲____（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DA”）。若气体在AB过程中吸收63kJ的热量，在CD过程中放出38kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为_______kJ。（3）若该循环过程中的气体为1mol，气体在A状态时的体积为10L，在B状态时压强为A状态时的23。求气体在B状态时单位体积内的分子数。（已知阿伏加德罗常数2316.010ANmol，计算结果保留一位有效数字）12A.(1)C(2)BC25(3)n=4×1025m-3。解析：（1）根据AB过程为等温过程，内能不变，体积增大，气体对外界做功，选项A错误。BC为绝热过程，没有与外界热交换，体积增大，气体对外界做功，内能减小，所以BC过程中，气体分子的平均动能减小，选项B错误。CD为等温过程，CD过程中，体积减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，选项C正确。DA为绝热过程，体积减小，外界对气体做功，气体温度升高，所以DA过程中，气体分子的速率分布曲线向速度大的移动，发生变化，选项D错误。（2）该循环过程中，内能减小的过程是BC。由热力学第一定律，气体完成一次循环对外做的功为63kJ-38kJ=25kJ。(3)等温过程AABBpVpV,单位体积内的分子数ABNnV.解得ABAANpnpV,代入数据得n=4×1025m-3。12（2013全国新课标理综1第33题）(2)(9分)如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0。气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p0和p0/3;左活塞在气缸正中间，其上方为真空;右活塞上方气体体积为V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦。求:(i)恒温热源的温度T;(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积VX。解析：(i)与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖·吕萨克定律得：0TT=007/45/4VV,解得：T=7T0/5。(ii)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的质量大。打开K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件。气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程。设左活塞上方气体压强为p，由玻意耳定律得：pVx=03p·04V，(p+p0)(2V0-Vx)=p0·74V0联立上述二式得：6Vx2-V0Vx-V02=0其解为：Vx=12V0；另一解Vx=-13V0；不合题意，舍去。13（2013全国新课标理综II第33题）（2）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm.已知大气压强为p0=75.0cmHg。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l1’=20.0cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下降的距离。【命题意图】本题考查气体实验定律及其相关知识点，意在考查考生综合运用知识解决问题的能力。解析：以cmHg为压强单位。在活塞下推前，玻璃管上端空气柱的压强为：p=p0+l2，设活塞下推后下部空气柱的压强为p1’，由玻意耳定律得：p1l1=p1’l1。如图，设活塞下推距离为△l，则此时玻璃管上部空气柱的长度为：L3’=l3+l1-l1’-△l.设此时玻璃管上部空气柱压强为p3’，则p3’=p1’-l2。由玻意耳定律得：p0l3=p3’l3’。联立上述各式解得：△l=15.0cm。14（2013高考山东理综第36（2）题）（2）我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水温度的变化，如图所示，导热性良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度To=300K，压强P0=1atm，封闭气体的体积Vo=3m2。如果将该气缸下潜至990m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。①求990m深处封闭气体的体积（1atm相当于10m深的海水产生的压强）。②下潜过程中封闭气体___________(填“吸热”或“放热”)，传递的热量__________（填“大于”或“小于”）外界对气体所做的功。解析：①当气缸下潜至9