高考物理二轮复习提升指导与精练21热学（含解析）

热学

一、选择题，每题有3个选项正确。

I.下列说法正确的是（）

A.1g水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多

B.布朗运动就是物质分子的无规则热运动

C.一定质量的理想气体压强增大，其分子的平均动能可能减小

D.气体如果失去了容器的约束就会散开，这是气体分子的无规则的热运动造成的

E.0C的铁和0°C的冰，它们的分子平均动能相等

【答案】CDE

【解析】水的摩尔质量是18g/mol,1g水中含有的分子数为：〃=^X6.OX1。2父3.3X1022

个，地球的总人数约为70亿，选项A错误；布朗运动是悬浮在液体（气体）中的固体颗粒受到

液体（气体）分子撞击作用的不平衡造成的，不是物体分子的无规则热运动，选项B错误；温

度是分子的平均动能的标志，气体的压强增大，温度可能减小，选项C正确；气体分子间距

大于10打，分子间无作用力，打开容器，气体散开是气体分了•的无规则运动造成的，选项D

正确；铁和冰的温度相同，分子平均动能必然相等，选项E正确。

2.下列说法中正确的是（）

A.温度高的物体比温度低的物体热量多

B.温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多

C.温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大

D.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等

E.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

【答案】BCE

【解析】热量是在热传递过程中传递的能量，不是状态量，选项A错误；物体的内能与物体

的温度、体积等有关，温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多，温度是分子平均动能

的标志，温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大，选项B、C正确；相互间达

到热平衡的两物体的温度一定相等，内能不一定相等，选项I）错误；由分子势能与分子间距

的关系可知，分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，选项E正确。

3.人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程.以下说法正确的是（）

A.液体的分子势能与体积有关

B.晶体的物理性质都是各向异性的

C.温度升高，每个分子的动能都增大

D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

E.液体表面层内分子分布比液体内部稀疏，所以分子间作用力表现为引力

【答案】ADE

【解析】分子势能与分子间距有关，而分子间距与物体的体积有关，则知液体的分子势能和

体积有关，选项A正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体物理性质表现为各向异性，多晶

体物理性质表现为各向同性，选项B错误：温度升高时，分子的平均动能增大但不是每一个

分子动能都增大，选项C错误：露珠由于受到表面张力的作用表面枳有收缩到最小的趋势即

呈球形，选项D正确：液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的作

用力表现为引力，选项E正确。

4.一定质量的理想气体,经等温压缩,气体的压强增大，用分子动理论的观点分析.这是因

为（）

A.气体分子的平均速率不变

B.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大

C.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多

D.气体分子的总数增加

E.气体分子的密度增大

【答案】ACE

【解析】气体温度不变，分子平均动能、平均速率均不变，A正确；理想气体经等温压缩，压

强增大，体积减小，分子冷度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数

增多，但气体分子每次碰搔器壁的冲力不变，故C、E正确，B、D错误。

5.下列说法中正确的是（）

A.悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越明显

B.用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间的分子力表现为斥力

C.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

D.一定质量的理想气体，温度升高，体积减小，则单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体

分子数增加

E.内能全部转化为机械能的热机是不可能制成的

【答案】ADE

【解析】悬浮在液体中的固体小颗粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少，撞击

作用的不平衡性就表现得越明显，因而布朗运动就越明显，选项A正确；用气筒给自行车打

气，越打越费劲，不能说明气体分子之间的分子力表现为斥力，选项B错误；当分子之间表

现为引力时，分子势能随着分子之间距离的增大而增大，选项C错误；一定质量的理想气体，

温度升高，体积减小时，亘位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加，所以其压强

增大，选项D正确；热力学第二定律指出，任何热机的效率都不可能达到100船选项E正确。

6.一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程a。、be、ca回到原状态，其夕一7图象如

图所示。下列判断正确的是（）

A.过程加中气体一定吸热

B.过程儿中气体既不吸热也不放热

C.过程西中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D.a、〃和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小

E.。和。两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同

【答案】ADE

【解析】由夕-7图象可知过程助是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学

第一定律可知过程ab中气体一定吸热，选项A正确：过程be中温度不变，即内能不变，由

于过程A体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项

B错误；过程中压强不变，温度降低，内能减少，体枳减小，外界对气体做功，由热力学

第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能

的标志，由0一7图象可知，a状态气体温度最低，则分子平均动能最小，选项D正确；b、c

两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体

分子撞击的次数不同，选项E正确。

7.下列说法中正确的是（）

A.布朗运动反映的是液体分子的无规则运动

B.根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体

C.物体放出热最，温度一定降低

I）.气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的

E.热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度

【答案】ADE

【解析】布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，故A正确：热量可

【答案】ACE

【解析】夏天和冬天相比，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，在相对湿度相同的情况下,

夏天的绝对湿度较大，A正确；把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变,

气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，曰查理定律可知，气体压强减小，火

罐内气体压强小于外界大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上，B错误；若不漏气，则气体

做等容变化，由且=隹，色=巫=8.IXlO'Pa,由于.>7.2Xl（）6pa,所以钢瓶在搬运过程

中漏气，c正确：热最只能自发地从温度高的物体传递到姑度低的物体，而内能多的物体温度

不一定高，故D错误；汽车在缓慢装沙的过程中，压强增大，而气体温度不变，所以体积变

小，外界对气体做功，内能不变，放出热量，E正确。

二、计算题，解答时应写日必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，

答案中必须明确写出数值和单位。

10.如图所不，两端开口的U形管粗细均匀，左右两管竖直，底部的直管水平。水银柱的长

度如图中标注所示，水平管内两段空气柱乐〃的长度分别为10cm、5emo在左管内缓慢注

入一定量的水银，稳定后右管的水银面比原来升高了力=10emo已知大气压强R=76emHg,

求向左管注入的水银柱长度。

【解析】设初状态外〃两部分空气柱的压强均为口，由题意知：

夕i=90emHg

因右管水银面升高的高度10cm<12cm,故力空气柱仍在水平直管内

设末状态a、〃两部分空气柱的压强均为R,则：ps=100emHg

设末状态a、6两部分空气柱的长度分别为£小金，对a部分空气柱，根据玻意耳定律：

PiZ.jiS=p'L；aS

对部分空气柱，根据玻意耳定律：P山>\S=PJMS

代入数据解得：服=9cm,/㈤=4.5cm

设左管所注入的水银柱长度为，由几何关系得：£=2万一（以十以）一（心+/

代入数据解得：£=21.5CM。

11.如图所示，绝热气缸倒扣放置，质量为必的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体,

活塞与气缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，气缸底部连接一U形细管（管内

气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T,活塞距离气缸底部为/拈，细管内两侧水

银柱存在高度差。已知水银密度为夕，大气压强为外，气缸横截面积为S,重力加速度为小

求：

(DU形细管内两侧水银柱的高度差；

(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降求此时的温度：此加热过程中，若气体

吸收的热量为0,求气体内能的变化。

【解析】(1)设封闭气体的压强为R对活塞分析：i%S=pS+Mg

用水银柱表达气体的压强：P=

解得：M=

sp

(2)加热过程中气体变化是等压变化：空=(4+M2

T.T

气体对外做功为W=pS幽>=(p0S-Mg)M)

根据热力学第一定律：AUnQ+W

可得：MJ=Q_(p0S_Mg)Nh。

12.如图甲是一定质量的气体由状态月经过状态/，变为状态。的1/一7•图象.已知气体在状态

4时的压强是1.5X105Pac

(1)说出力-8过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中A的温度值。

(2)请在图乙所示的坐标系中，作出该气体由状态力经过状态6变为状态。的夕一7图象，并

在图线相应位置上标出字母力、B、C如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程。

【解析】(1)从题图中可以看出，力与〃连线的延长线过原点，所以/一〃是一个等压变化，即

p.\=Pn

根据盖一吕萨克定律可得u

匕

所以刀=万错误!X300K=200Ko

Vfi

(2)由题图甲可知，由是等容变化，根据杳理定律得m'=年

181C

40044

所以p(=~pPf=3OQP/>=3P/?=3XL5X10'Pa=2.OX10"Pa

则可画出