1、2010 年高考物理试卷汇编（选修 3-3）热 学1、 （全国卷）19右图为两分子系统的势能 Ep 与两分子间距离 的关系曲线。下列说法正确的是rA当 大于 r1 时，分子间的作用力表现为引力B当 小于 r1 时，分子间的作用力表现为斥力C当 等于 r2 时，分子间的作用力为零D当 由 r1 变到 r2 的过程中，分子间的作用力做负功【答案】BC【解析】分子间距等于 r0 时分子势能最小，即 r0= r2。当 r 小于 r1 时分子力表现 为斥力；当 r 大于 r1 小于r2 时分子力表现为斥力；当 r 大于 r2 时分子力表现为引力，A 错 BC 对。在 r 由 r1 变到 r2 的过程中，
2、分子斥力做正功分子势能减小，D 错误。2、 （全国卷）16如图，一绝热容器被隔板 K 隔开 a 、 b 两部分。已知 a 内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板 K 后， a 内气体进入 b，最终达到平衡状态。在此过程中A气体对外界做功，内能减少B气体不做功，内能不变C气体压强变小，温度降低D气体压强变小，温度不变【答案】BD【解析】绝热容器内的稀薄气体与外界没有热交换，Q=0。稀薄气体向真空中扩散没有做功，W=0。根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变。稀薄气体扩散体积增大，压强必减小。选项正确。3、 （上海理综）6民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小
3、罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。其原因是，当火罐内的气体（ ） 。A温度不变时，体积减小，压强增大B体积不变时，温度降低，压强减小C压强不变时，温度降低，体积减小D质量不变时，压强增大，体积减小答案：B4、 （上海物理）10如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为 l，管内外水银面高度差为h。若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则（ ）（A）h、l 均变大 （B）h、l 均变小（C）h 变大 l 变小 （D）h 变小 l 变大【答案】A【解析】根据玻意尔定律： ，S 一定， 变大， 变小，根据 ， 变大，选项pV=Plclp0pghA
4、 正确。5、 （上海物理）14分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距离的变化而变化。则（ ）（A）分子间引力随分子间距的增大而增大（B）分子间斥力随分子间距的减小而增大（C）分子间相互作用力随分子间距的增大而增大（D）分子间相互作用力随分子间距的减小而增大【答案】B【解析】根据分子力与分子间距离关系图象，如右图，选项 B 正确。6、 （上海物理）17一定量的理想气体的状态经历了如图所示的 ab、bc、cd、da 四个过程。其中 bc 的延长线通过原点，cd 垂直于 ab 且与水平轴平行，da 和 bc 平行。则气体体积在（ ）（A）ab 过程中不断增加（B）bc 过程中保持不变
5、（C）cd 过程中不断增加（D）da 过程中保持不变【答案】AB【解析】首先，因为 bc 的延长 线通过原点，所以 bc 是等容 线，即气体体积在 bc 过程中保持不变，B 正确；ab 是等温 线，压强减小则体积增大，A 正确；cd 是等压线，温度降低则体积减小，C 错误；连接 ao 交 cd 于 e，则 ae 是等容 线，即 ，因Vae为 ，所以 ，所以 da 过程中体积不是保持不变，D 错误；正确选项VdedaVAB。7、 （上海物理）22如图，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为 5103 m2.一定质量的气体被质量为 2.0kg 的光滑活塞封闭在气缸内，其压强为_Pa（大气压强取 1
6、.01105Pa，g 取 10m/s2） 。若从初温 27C 开始加热气体，使活塞离气缸底部的高度由 0.50m 缓慢地变为 0.51m。则此时气体的温度为_C。【答案】1.4110 5Pa 33【解析】由平衡可得压强 ， 由理想气体状态方程由： 可得：50mgP1.40paS12PVT,2T306K02t8、 （上海物理）33如图，一质量不计，可上下移动的活塞将圆筒分为上下两室，两室中分别封有理想气体。筒的侧壁为绝缘体，上底 N、下底 M 及活塞 D 均为导体并按图连接，活塞面积 S2cm 2。在电键 K 断开时，两室中气体压强均为p0240Pa，ND 间距 l11m，DM 间距 l23m。
7、将变阻器的滑片 P 滑到左端 B，闭合电键后，活塞 D 与下底 M 分别带有等量导种电荷，并各自产生匀强电场，在电场力作用下活塞 D 发生移动。稳定后，ND 间距 l1 U K N B P A D S M 3m，DM 间距 l21 m，活塞 D 所带电量的绝对值 q 0SE（式中 E 为 D 与 M 所带电荷产生的合场强，常量 08.8510 12 C2/Nm2） 。求： （1）两室中气体的压强（设活塞移动前后气体温度保持不变） ；（2）活塞受到的电场力大小 F；（3）M 所带电荷产生的场强大小 EM 和电源电压 U；（4）使滑片 P 缓慢地由 B 向 A 滑动，活塞如何运动，并说明理由。【答
8、案】 （1）80Pa 720Pa （2）0.128N （3）610 6N/m 12V （4）见解析【解析】 （1）电键未合上时两室中气体压强为 p0，设电键合上后，两室中气体压强分别为 p1、p 2，由玻意耳定律 p0l1Sp 1l1S，p 1p 0/380Pa，p 0l2Sp 2l2S，p 23p 0720Pa，（2）活塞受到的气体压强差为pp 2p 1640Pa，活塞在气体压力和电场力作用下处于平衡，电场力FpS 0.128N ，（3）因为 E 为 D 与 M 所带电荷产生的合场强， 是 M 所带电荷产生的场强大小，所以 E=2 ,所以EME，所以 = ,得 。0qs02m0F2qs601
9、/2FNcs电源电压 .21MUElV（4）因 减小， 减小，向下的力 减小， 增大， 减小，向上的力 增大，活塞向上移DDDNUDNEF动。9、 （江苏卷）12A.（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体。下列图象能正确表示该过程中空气的压强 p 和体积 V 关系的是 。（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了 24kJ 的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了 5kJ 的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小 kJ,空气 （选填“吸收”或“ 放出 ”）总热量为 kJ。（3）已知潜水员在岸上和
10、海底吸入空气的密度分别为 1.3kg/ 和 2.1kg/ ，空气的摩尔质量为3m30.029kg/mol，阿伏伽德罗常数 =6.02 。若潜水员呼吸一次吸入 2L 空气，试估算潜水员在AN2310ol海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。 （结果保留一位有效数字）【答案】 （1）B （2）5 放出 29 （3）310 22【解析】 （1）由玻意尔定律，PV=C，即 ，选项 B 正确。PV（2）根据热力学第一定律：U=W+Q，第一阶段 W1=24kJ，U 1=0，所以 Q1=24kJ，放热；第二阶段 W2=0，Q 2=5kJ 放热，所以 U2=5kJ。又 U=U1+U2=5kJ，即内能减少
11、5kJ； Q=Q1+Q2=29kJ，即放出热量 29kJ。（3）设空气的摩尔质量为 M ，在海底和岸上的密度分别为 海 和 岸 ，一次吸人空气的体积为 V，则有，代入数据得：n=310 22()AVnN海 岸10、 （海南卷）17(1)下列说法正确的是（填入正确选项前的字母，每选错一个扣 2 分，最低得分为 0 分）。(A)当一定质量的气体吸热时，其内能可能减小(B)玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体(C)单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点 (D)当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部(E)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数
12、，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关【答案】ADE 【解析】一定质量的气体吸热时，如果同时对外做功，且做的功大于吸收的热量，则内能减小，(A)正确；玻璃是非晶体，(B)错；多晶体也有固定的熔点， (C)错；液体表面层内的分子液体内部分子间距离的密度都大于大气，因此分子力的合力指向液体内部，(D)正确；气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，决定气体的压强，因此与单位体积内分子数和气体的温度有关，(E)对。(2)如右图，体积为 V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为 、压强为 的理想气体 和 分别为大气的压强和温度已02.4T01.2p0pT知：
13、气体内能 U 与温度 T 的关系为 ， 为正的常量；容器内气体的所有变化过程都UT是缓慢的求()气缸内气体与大气达到平衡时的体积 ： 1V(ii)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量 Q .【答案】 () ；( ) 12V02pT【解析】 ()在气体由压缩 下降到 的过程中，气体体积不变，温度由 变为 ，由1. 02.4T1查理定律得 01pT在气体温度由 变为 的过程中，体积由 减小到 ，气体压强不变，由着盖吕萨克定律得 10V110TV由式得 12V()在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为01()Wp在这一过程中，气体内能的减少为10()UT由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为QW
14、U由 式得012pVT11、 （重庆卷）15给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体A 从外界吸热 B 对外界做负功C 分子平均动能减小 D 内能增加【答案】A 【解析】温度是分子平均动能的标志，气体温度不变，分子平均动能不变，C 选项错误。不计分子势能，内能只由温度决定。气体温度不变，气体内能不变，D 选项错误。缓慢放水，胎内气膨胀对外做功，B 选项错误。由热力学第一定律知，从外界吸热，A 选项正确。12、 （四川卷）14下列现象 中不能说明分子间存在分子力的是A两铅块能被压合在一起 B钢绳不易被拉断C水不容易被压缩 D空气
15、容易被压缩【答案】D【解析】空气容易压缩是因为分子间距大，而水不容易压缩是因为分子间距小轻微压缩都使分子力表现为斥力。ABC 说明存在分子力。13、 （福建卷）28 （1）1859 年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标 表示分子速率，纵坐标 表示各速率区间的分子数占总分子数的()f百分比。下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 。 （填选项前的字母）【答案】D【解析】图象突出中间多两边少的特点，答案选 D。（2）如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施
16、以一竖直向下的压力 F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体 。 （填选项前的字母）A温度升高，压强增大，内能减少B温度降低，压强增大，内能减少C温度升高，压强增大，内能增加D温度降低，压强减小，内能增加【答案】C 【解析】外力 F 做正功，W0；绝热，Q=0；由热力学第一定律 ，内能增加，温度升0AUQW高；另外，由 可以判断出压强增大PV/T14、 （广东卷）14图 3 是密闭的气缸，外力推动活塞 P 压缩气体，对缸内气体做功 800J，同时气体向外界放热 200J，缸内气体的A温度升高，内能增加 600JB温度升高，内能减少 200J
17、C温度降低，内能增加 600JD温度降低，内能减少 200J【答案】A【解析】由能量守恒， J，内能增加 600J，则温度一定升高。2086EQW15、 （广东卷）15如图 4 所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气A 体积不变，压强变小 B体积变小，压强变大C体积不变，压强变大 D体积变小，压强变小【答案】B【解析】由图可知空气被封闭在细管内，水面升高 时，根据玻意尔定律，气体压强增大，气体体积减小。16、 （山东卷）36一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料
18、，顶面为透明玻璃板，集热器容积为 ，0v开始时内部封闭气体的压强为 。经过太阳曝晒，气体温度由 升至 。op03Tk1350K（1）求此时气体的压强。（2）保持 不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回1350TK到 P0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。【答案】 （1） （2） 抽气过程气体体积变大，对外做功，而温度不变内能不变，由热力学第076p67一定律知气体应吸热。【解析】 （1）由查理定律 得01pT1076Tp（2）由玻意耳定律 得10V10V所以比值为 0167抽气过程气体体积变大，对外做功，而温度不变内能不变，由热力学第一定律知气体应吸热。
