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、估算分子數目和大小、熱力學兩大定律的應用、氣體狀態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方程的應用及圖象表示氣體狀態的變化過程等知識點上，多以選擇題和填空題的形式出現；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；對后者的考查多以計算題的形式出現，著重考查熱學狀態方和的應用．《物理課程新標準》在課程性質中指出：“高中物理課程有助于學生繼續學習基本的物理知識與技能，增強創新意識和實踐能力，發展探索自然、理解自然的興趣與熱情”． 近兩年來熱學考題中還涌現了許多對熱現象的自主學習和創新能力考查的新情景試題．同時，本考點還可以與生活、生產的實際相聯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量的理想氣體封閉在氣缸內，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）已知理想氣體的內能與溫度成正比。如圖2所示的實線為汽缸內一定質量的理想氣體由狀態1到狀態2的變化曲線，則在整個過程中汽缸內氣體的內能
A．先增大后減小 B．先減小后增大 圖2
C．單調變化 D．保持不變
3．（2008年高考海南卷．物理．17①）下列關于分子運動和熱現象的說法正確的是 （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．系統重新達到平衡時，氫氣的內能比初始時的小
Ｃ．松開固定栓直至系統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重新達到平衡的過程中，氧氣的內能先增大后減小 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。活塞因重力而產生的壓強為0.5p0。繼續將活塞上方抽成真空并密封．整個抽氣過程中管內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）彎管左管內外水銀面的高度差為h
（B）若把彎管向上移動少許，則管內氣體體積增大
（C）若把彎管向下移動少許，則右管內的水銀柱沿管壁上升
（D）若環境溫度升高，則右管內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”)，該過程中氣體的內能 (填“增加”、“減
少”或“不變”)。
圖6
(3)設想將
水的質量為
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，這一現象在物理學中稱為 現象，是由于分子的 而產生的，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，一定質量的理想氣體被活塞封閉在可導熱的氣缸內，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用活塞封閉一定質量的空氣，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。現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．氣缸內氣體的分子平均動能變小 B．氣缸內氣體的壓強變小
C．氣缸內氣體向外放出熱量 D．氣缸內氣體從外界吸收熱
圖10
2．（遼寧省錦州市2009屆普通高中高三測試卷．物理．6） 一定質量的氣體（不計氣體分子間的作用力）由狀態A變為狀態D（如圖線所示），這個過程中（ ）
A.氣體從外界吸收熱量，內能增加
B.氣體體積增大，單位時間內與器壁單位面積碰撞的分子數減少
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，因而氣體的內能減少
4．（鹽城市2008屆第一次調研卷．物理．30）如圖11所示的圓柱形容器內用活塞密封一定質量的氣體，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1℃，活塞上升的高度h。 圖11
5．（2008屆廣東華師附中5月沖刺練習卷．物理．14）（1）關于熱現象和熱學規律，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，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，一定質量的理想氣體由狀態A經過ACB過程至狀態B，氣體對外做功280J，放出熱量410J；氣體又從狀態B經BDA過程回到狀態A，這一過程中氣體對外界做功200J．求：
①ACB過程中氣體的內能是增加還是減少？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量和水分子的質量，就可以計算出阿伏伽德羅常數
Ｂ．懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數就越多，布朗運動越明顯
Ｃ．在使兩個分子間的距離由很遠（r＞10-9m）減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先減小后增大；分子勢能不斷增大
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．一定質量的理想氣體經等溫壓縮后，其壓強一定增大
Ｆ．內能向機械能轉化是有條件的，即環境中必須存在溫度差，通過科技創新，我們能夠研制出內能全部轉化為機械能的熱機
（２）一定質量的理想氣體從狀態A變化到狀態B，再變化到狀態C，其狀態變化過程的p-V圖象如圖13所示。已知該氣體在狀態A時的溫度為27℃。則：
①該氣體在狀態B、C時的溫度分別為多少℃？
②該氣體從狀態A到狀態C的過程中內能的變化量是多大？
③該氣體從狀態A到狀態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現了一種怪現象：如圖14所示，把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電流計串聯成閉合電路，然后把銅鐵絲的一個聯接點放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫，另一個聯接點放在火焰上加熱，升到很高的溫度時，發現靈敏電流計的指針發生了偏轉，表明閉合電路中產生了電流，這就是溫差發電現象。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，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屆高三質量檢測卷．物理．30）某壓力鍋結構如圖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）若此時鍋內氣體的體積為V，摩爾體積為V0，阿伏加德羅常數為NA，寫出鍋內氣體分子數的估算表達式。
（2）假定在一次放氣過程中，鍋內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，
鍋內原有氣體的內能如何變化？變化了多少？
（3）若已知某高壓鍋的壓力閥質量為m=0.1kg，排氣孔直徑為d=0.3cm，則鍋內氣體的壓強最大可達多少？設壓強每增加3.6×103Pa，水的沸點相應增加1℃，則鍋內的最高溫度可達多高？（外界大氣壓強p0=1.0×105Pa，取g=10m/s2）
Pa(常溫下的大氣壓強值)，當內外壓強差超過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是 一
10．(山東省濰坊市2008年高三教學質量檢測卷．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量的理想氣體。活塞的質量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h。現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，質量為m的活塞將一定質量的氣體封閉在氣缸內，活塞與氣缸之間無摩擦。a態是氣缸放在冰水混合物中氣體達到的平衡狀態，b態是氣缸從容器中移出后，在室溫（
8．如圖20所示，用面積為S的活塞在汽缸內封閉著一定質量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質量為m，現對汽缸緩緩加熱使汽缸內的空氣溫度從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，儀器艙內水銀氣壓計的示數為
已知儀器艙是密封的，那么，這段過程中艙內的溫度是多少？水銀的密度
。
12.（1）利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以得到物質表面原子排列的圖像，從而可以研究物質的構成規律。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成的，具有一定的結構特征。則構成這些材料的原子在物質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）
=25 cm3
℃ 
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，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ΔE＝W＋Q可知，內能不一定增大，故C選項錯誤；Q＝0的過程中，W不一定為0，故D選項錯誤。考查熱力學第一定律、氣體壓強、體積、溫度三者的關系。難度較易。
①
②
，根據動量定理
，而
，所以P=
，故選項A正確。
＝1．63×105Pa