2009屆新課標物理考點預測（8）
熱 學
一、考點介紹
本考點的命題多集中分子動理論、估算分子數(shù)目和大小、熱力學兩大定律的應用、氣體狀態(tài)參量的意義及與熱力學第一定律的綜合，還有氣體實驗定律和氣體狀態(tài)方程的應用及圖象表示氣體狀態(tài)的變化過程等知識點上，多以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)；對熱學前面知識的考查往往在一題中容納更多的知識點，把熱學知識綜合在一起進行考查，多以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)；對后者的考查多以計算題的形式出現(xiàn)，著重考查熱學狀態(tài)方和的應用．《物理課程新標準》在課程性質(zhì)中指出：“高中物理課程有助于學生繼續(xù)學習基本的物理知識與技能，增強創(chuàng)新意識和實踐能力，發(fā)展探索自然、理解自然的興趣與熱情”． 近兩年來熱學考題中還涌現(xiàn)了許多對熱現(xiàn)象的自主學習和創(chuàng)新能力考查的新情景試題．同時，本考點還可以與生活、生產(chǎn)的實際相聯(lián)來考查熱學知識在實際中的應用．
二、高考真題
1．（2008年高考寧夏卷．理綜．31①）如圖1所示，由導熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體。將一細管插入液體，由于虹吸現(xiàn)象，活塞上方液體逐漸流出。在此過程中，大氣壓強與外界的溫度保持不變。關(guān)于這一過程，下列說法正確的是
。（填入選項前的字母，有填錯的不得分）
A.氣體分子的平均動能逐漸增大
B.單位時間氣體分子對活塞撞擊的次數(shù)增多 圖1
C.單位時間氣體分子對活塞的沖量保持不變
D.氣體對外界做功等于氣體從外界吸收的熱量
2．（2008年高考上海卷．物理．9）已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比。如圖2所示的實線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線，則在整個過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能
A．先增大后減小 B．先減小后增大 圖2
C．單調(diào)變化 D．保持不變
3．（2008年高考海南卷．物理．17①）下列關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)象的說法正確的是 （填入正確選項前的字母，每選錯一個扣1分，最低得分為0分）．
A．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在勢能的緣故
B．一定量
C．對于一定量的氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱
D．如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強必然增大
E．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和
F．如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增加
4．（2007年高考江蘇卷．物理．9）如圖3所示，絕熱氣缸中間用固定栓將可無摩擦移動的導熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計，左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣（視為理想氣體）。初始時，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強大于氧氣的壓強，松開固定栓直至系統(tǒng)重新達到平衡，下列說法中正確的是
Ａ．初始時氫分子的平均動能大于氧分子的平均動能
Ｂ．系統(tǒng)重新達到平衡時，氫氣的內(nèi)能比初始時的小
Ｃ．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達到平衡的過程中有熱量從氧氣傳遞到氫氣
Ｄ．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達到平衡的過程中，氧氣的內(nèi)能先增大后減小 圖3
5．（2008年高考全國1卷．理綜． 15）已知地球半徑約為6.4×
A.4×
6．（2008年高考海南卷．物理．17⑵）如圖4所示，一根粗細均勻、內(nèi)壁光滑、
豎直放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔．管內(nèi)下部被活塞封住一
定量的氣體（可視為理想氣體），氣體溫度為T1．開始時，將活塞上方的氣體緩
慢抽出，當活塞上方的壓強達到p0時，活塞下方氣體的體積為V1，活塞上方玻 圖4
璃管的容積為2.6V1�；钊蛑亓Χa(chǎn)生的壓強為0.5p0。繼續(xù)將活塞上方抽成真空并密封．整個抽氣過程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變．然后將密封的氣體緩慢加熱．求：
①活塞剛碰到玻璃管頂部時氣體的溫度；
②當氣體溫度達到1.8T1時氣體的壓強．
7．（2008年上海卷。物理．13）如圖5所示，兩端開口的彎管，左管插
入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則（ ）
（A）彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h
（B）若把彎管向上移動少許，則管內(nèi)氣體體積增大
（C）若把彎管向下移動少許，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升
（D）若環(huán)境溫度升高，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升
圖5
8．（2008年高考江蘇卷．物理．12）(1)空氣壓縮機在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.0×105J，同時氣體的內(nèi)能增加了1.5×l05J．試問：此壓縮過程中，氣體 (填“吸收”或“放出”)的熱量等于 J．
(2)若一定質(zhì)量的理想氣體分別按圖6所示的三種不同過程變化，其中表示等壓變化的是
(填“A”、“B”或“C”)，該過程中氣體的內(nèi)能 (填“增加”、“減
少”或“不變”)。
圖6
(3)設想將
水的質(zhì)量為
9．（2008年高考廣東卷．物理。13）（1）如圖7所示，把一塊潔凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接觸水面，如果你想使玻璃板離開水面，必須用比玻璃板重力 的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的 圖7
分子間存在 作用。
（2）往一杯清水中滴入一滴紅墨水，一段時間后，整杯水都變成了紅色，這一現(xiàn)象在物理學中稱為 現(xiàn)象，是由于分子的 而產(chǎn)生的，這一過程是沿著分子熱運動的無序性 的方向進行的。
10．（2008年高考寧夏卷．理綜．31.)如圖8所示，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在可導熱的氣缸內(nèi)，活塞相對于底部的高度為h，可沿氣缸無摩擦地滑動。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完時，活塞下降了h/4。再取相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界天氣的壓強和溫度始終保持不變，求此次沙子倒完時活塞距氣缸底部的高度。
圖8
11．（2008年上海物理卷考題）汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油上升。已知某型號輪胎能在－
12．（2008年山東理綜卷物理．36）如圖9所示，噴霧器內(nèi)有
（1）當水面上方氣體溫度與外界溫度相等時，求氣體壓強，并從微觀上解釋氣體壓強變化的原因。 圖9
（2）打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由。
三、名校試題
1．（海南省民族中學2009屆高三月考試卷．物理．3）如圖10所示，導熱性能良好的氣缸內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的空氣，氣缸固定不動，外界溫度恒定。一條細線左端連接在活塞上，另一端跨過定滑輪后連接在一個小桶上，開始時活塞靜止�，F(xiàn)在不斷向小桶中添加細沙，使活塞緩慢向右移動（活塞始終未被拉出氣缸）。忽略氣
體分子間相互作用，則在活塞移動過程中，下列說法正確的是（ ）
A．氣缸內(nèi)氣體的分子平均動能變小 B．氣缸內(nèi)氣體的壓強變小
C．氣缸內(nèi)氣體向外放出熱量 D．氣缸內(nèi)氣體從外界吸收熱
圖10
2．（遼寧省錦州市2009屆普通高中高三測試卷．物理．6） 一定質(zhì)量的氣體（不計氣體分子間的作用力）由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D（如圖線所示），這個過程中（ ）
A.氣體從外界吸收熱量，內(nèi)能增加
B.氣體體積增大，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少
C.氣體溫度升高，每個氣體分子的動能都會增大
D.氣體對光的折射率將變小，光在其中的傳播速度會增大
3．（浙江東陽中學2009屆高三第三次月考卷．理綜．18）對一定量的氣體， 下列說法正確的是（ ）
A．氣體的體積是所有氣體分子的體積之和
B．氣體分子的熱運動越劇烈， 氣體溫度就越高
C．氣體對器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的
D．當氣體膨脹時，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能減少
4．（鹽城市2008屆第一次調(diào)研卷．物理．30）如圖11所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的氣體，已知容器橫截面積為S，活塞重為G，大氣壓強為P0 。若活塞固定，密封氣體溫度升高
（1）Q 1和Q 2哪個大些？氣體在定容下的比熱容與在定壓下的比熱容為什么會不同？
（2）求在活塞可自由滑動時，密封氣體溫度升高
5．（2008屆廣東華師附中5月沖刺練習卷．物理．14）（1）關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學規(guī)律，下列說法中正確的是
A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積
B．懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯
C．一定質(zhì)量的理想氣體，保持氣體的壓強不變，溫度越高，體積越大
D．一定溫度下，飽和汽的壓強是一定的
E．第二類永動機不可能制成是因為它違反了能量守恒定律
F．由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間只有引力，沒有斥力，所以液體表面具有收縮的趨勢
（2）如圖12所示p－V圖中，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程至狀態(tài)B，氣體對外做功280J，放出熱量410J；氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A，這一過程中氣體對外界做功200J．求：
①ACB過程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少？變化量是多少？
②BDA過程中氣體是吸熱還是放熱？吸收或放出的熱量是多少？ 圖12
6．（江蘇揚州市2008屆第四次調(diào)研卷．物理．28）
（１）下列說法中正確的是（ �。�
Ａ．只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，就可以計算出阿伏伽德羅常數(shù)
Ｂ．懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越多，布朗運動越明顯
Ｃ．在使兩個分子間的距離由很遠（r＞10
Ｄ．溫度升高，分子熱運動的平均動能一定增大，但并非所有分子的速率都增大
Ｅ．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)等溫壓縮后，其壓強一定增大
Ｆ．內(nèi)能向機械能轉(zhuǎn)化是有條件的，即環(huán)境中必須存在溫度差，通過科技創(chuàng)新，我們能夠研制出內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能的熱機
（２）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖13所示。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為
①該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少℃？
②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是多大？
③該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱，還是放熱？傳遞的熱量是多少？ 圖13
7.(汕頭市2008年普通高校招生模擬考試卷．物理．31)（1）1821年，德國物理學家塞貝克發(fā)現(xiàn)了一種怪現(xiàn)象：如圖14所示，把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電流計串聯(lián)成閉合電路，然后把銅鐵絲的一個聯(lián)接點放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫，另一個聯(lián)接點放在火焰上加熱，升到很高的溫度時，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，表明閉合電路中產(chǎn)生了電流，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象。問：這一實驗是否違反熱力學第二定律？簡述這一過程中能的轉(zhuǎn)化情況。
（2）如圖15所示，豎直放置的圓筒形注射器，活塞上端接有氣壓表，
圖14
能夠方便測出所封閉理想氣體的壓強．開始時，活塞處于靜止狀態(tài)，此時氣體體積為
①簡要說明活塞移動過程中，被封閉氣體的吸放熱情況．
②求活塞移動后氣體的體積． 圖15
8.（江蘇省南京市2008屆高三質(zhì)量檢測卷．物理．30）某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖16所示，蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔，給壓力鍋加熱，當鍋內(nèi)氣體壓強達到一定值時，氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥頂起時，停止加熱。
（1）若此時鍋內(nèi)氣體的體積為V，摩爾體積為V0，阿伏加德羅常數(shù)為NA，寫出鍋內(nèi)氣體分子數(shù)的估算表達式。
（2）假定在一次放氣過程中，鍋內(nèi)氣體對壓力閥及外界做功1.5J，并向外界釋放了2.5J的熱量，
鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？
（3）若已知某高壓鍋的壓力閥質(zhì)量為m=
|
Pa(常溫下的大氣壓強值)，當內(nèi)外壓強差超過6.0×104Pa時表盤玻璃將爆裂。 當時登山運動員攜帶的溫度計的讀數(shù)是 一
10．(山東省濰坊市2008年高三教學質(zhì)量檢測卷．物理．29)如圖17所示，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體�；钊馁|(zhì)量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h。現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當氣體吸收熱量Q時，活塞上升上h，此時氣體的溫為T1。已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，不計活塞與氣缸的摩擦，求：
A．這個裝置可測定熱功當量 
5．如圖19所示，質(zhì)量為m的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸之間無摩擦。a態(tài)是氣缸放在冰水混合物中氣體達到的平衡狀態(tài)，b態(tài)是氣缸從容器中移出后，在室溫（
8．如圖20所示，用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m，現(xiàn)對汽缸緩緩加熱使汽缸內(nèi)的空氣溫度從TI升高到T2，且空氣柱的高度增加了∆l， 已知加熱時氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強為p0，問此過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？請在下面的圖乙的V－T圖上大致作出該過程的圖象（包括在圖象上標出過程的方向）．
，溫度
,在火箭豎直向上飛行的過程中，加速度
的大小等于重力加速度g，儀器艙內(nèi)水銀氣壓計的示數(shù)為
已知儀器艙是密封的，那么，這段過程中艙內(nèi)的溫度是多少？水銀的密度
。
12.（1）利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以得到物質(zhì)表面原子排列的圖像，從而可以研究物質(zhì)的構(gòu)成規(guī)律。圖21的照片是一些晶體材料表面的STM圖像，通過觀察、比較，可以看到這些材料都是由原子在空間排列而構(gòu)成的，具有一定的結(jié)構(gòu)特征。則構(gòu)成這些材料的原子在物質(zhì)表面排列的共同特點是：
圖21
13．(1)請問高壓鍋的設計運用了哪些物理知識？
(3)小明測得家中高壓鍋出氣孔的直徑為
，
① 
②
′
③
④
，即
解得：Pmin＝2.01atm
，即
解得：Pmax＝2.83atm
∴
∴ 
（2分）
=
℃ 
NA （2） 減少了4J （3）
℃
，溫度為
，大于山腳下的大氣壓強（即常溫下大氣壓強），這顯然是不可能的，所以可判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂的。
…………①
…………②
…………③
…………④
…………⑤
…………⑥
…………⑦
個，則完成任務所需時間t = =6×1018小時，約為100000年。所以選項C正確。
＝常數(shù)，p增大時，V不一定變化，故B選項錯；在V減小的過程中，可能向外界放熱，根據(jù)ΔE＝W＋Q可知，內(nèi)能不一定增大，故C選項錯誤；Q＝0的過程中，W不一定為0，故D選項錯誤�？疾闊崃W第一定律、氣體壓強、體積、溫度三者的關(guān)系。難度較易。
①
②
，根據(jù)動量定理
，而
，所以P=
，故選項A正確。
＝1．63×105Pa