D.在r＝r0时，分子势能为零E.分子动能和势能之和在整个过程中不变
考点二 固体 液体 气体
1.[2015·新课标全国Ⅰ，33
（1），5分]（难度★★）（多选）下列说法正确的是（ ）
A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体
E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
2.[2014·新课标全国Ⅱ，33
（1），5分]（难度★★）（多选）下列说法正确的是（ ）
A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
3.（2014·广东理综，17，6分）（难度★★★）（多选）用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体及外界无热交换，则袋内气体（ ）
A.体积减小，内能增大B.体积减小，压强减小
C.对外界做负功，内能增大D.对外界做正功，压强减小
4.（2014·大纲全国，16，6分）（难度★★）（多选）对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是（ ）
A.压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈
C.压强变大时，分子间的平均距离必然变小D.压强变小时，分子间的平均距离可能变小
5.（2013·广东理综，18，6分）（难度★★）（多选）如图所示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做理想气体,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
6.[2012·福建理综，28
（2），6分]（难度★★）空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L，现再充入1.0atm的空气9.0L.设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（ ）
A.2.5atmB.2.0atmC.1.5atmD.1.0atm
7.（2012·重庆理综，16，6分）（难度★★★）图为伽利略设计的一种测温装置示意图，
玻璃管的上端及导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气.
若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是（ ）
A.温度降低，压强增大B.温度升高，压强不变C.温度升高，压强减小D.温度不变，压强减小
8.[2013·福建理综,29
（2）,6分]（难度★★）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，空气可看做理想气体，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.
VB.
VC.（
－1）VD.（
＋1）V
9.[2015·新课标全国Ⅰ，33
（2），10分]（难度★★★★）如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1＝2.50kg，横截面积为S1＝80.0cm2；小活塞的质量为m2＝1.50kg，横截面积为S2＝40.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接,间距为l＝40.0cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105Pa,温度为T＝303K.初始时大活塞及大圆筒底部相距
，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495K.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移.忽略两活塞及汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10m/s2.求：
（ⅰ）在大活塞及大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；
（ⅱ）缸内封闭的气体及缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.
10.[2015·新课标全国Ⅱ，33
（2），10分]（难度★★★）如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端及大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l＝10.0cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0cm时将开关K关闭.已知大气压强p0＝75.0cmHg.
（ⅰ）求放出部分水银后A侧空气柱的长度；
（ⅱ）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度.
11.[2015·江苏单科,12A（3）]（难度★★）给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L.将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45L.请通过计算判断该包装袋是否漏气.
12.[2015·重庆理综，10
（2），6分]（难度★★）北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1，压强为p1,肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T2.整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化，大气压强为p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差.
13.[2015·山东理综，37
（2）]（难度★★★）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303K.再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求：
（ⅰ）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强；
（ⅱ）当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力.
14.[2014·新课标全国Ⅰ，33
（2），9分]（难度★★★）一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动.开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h,外界的温度为T0.现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时，活塞下降了h/4.若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积.已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g.
15.[2014·新课标全国Ⅱ，33
（2），10分]（难度★★★）如图,两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通,A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端及大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热.两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气.当大气压为p0、外界和汽缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的
，活塞b在汽缸正中间.
（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；
（ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a上升.当活塞a上升的距离是汽缸高度的
时，求氧气的压强.
16.[2014·山东理综，37
（2）]（难度★★★）一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示.将一质量M＝3×103kg、体积V0＝0.5m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上.向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h1＝40m，筒内气体体积V1＝1m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮.求V2和h2.已知大气压强p0＝1×105Pa,水的密度ρ＝1×103kg/m3，重力加速度的大小g＝10m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略.
17.[2014·重庆理综，10
（2），6分]（难度★★）如图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0,压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩.若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V时气泡及物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力.
18.（2013·新课标全国Ⅱ，33，15分）（难度★★★）（多选）
（1）关于一定量的气体，下列说法正确的是（ ）
A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
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，气体对容器壁的压强为零
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
（2）如图所示,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.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，求活塞下推的距离.
19.[2013·新课标全国Ⅰ，33
（2），9分]（难度★★★）如图所示，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通.顶部的细管带有阀门K.两汽缸的容积均为V0,汽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；左活塞在汽缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V0/4.现使汽缸底及一恒温热源接触，平衡后左活塞升至汽缸顶部，且及顶部刚好没有接触；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，不计活塞及汽缸壁间的摩擦.求：
（1）恒温热源的温度T；
（2）重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积Vx.
考点三 热力学定律及能量守恒定律
1.（2015·北京理综，13，6分）（难度★★）下列说法正确的是（ ）
A.物体放出热量，其内能一定减小B.物体对外做功，其内能一定减小
C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D.物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变
2.[2015·重庆理综,10
（1），6分]（难度★★）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么（ ）
A.外界对胎内气体做功，气体内能减小B.外界对胎内气体做功，气体内能增大
C.胎内气体对外界做功，内能减小D.胎内气体对外界做功，内能增大
3.[2015·福建理综,29
（2）]（难度★★★）如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac.则（）
A.Tb＞Tc，Qab＞QacB.Tb＞Tc，Qab＜QacC.Tb＝Tc，Qab＞QacD.Tb＝Tc，Qab＜Qac
4.[2014·重庆理综，10
（1），6分]（难度★★）重庆出租车常以天然气作为燃料.加气站储气罐
中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（ ）
A.压强增大，内能减小B.吸收热量，内能增大C.压强减小，分子平均动能增大D.对外做功，分子平均动能减小
5.[2014·新课标全国Ⅰ，33
（1），6分]（难度★★）（多选）一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示.下列判断正确的是（ ）
A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热
C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
E.b和c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
6.[2014·山东理综,37
（1）]（难度★★）如图，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有
一定质量的理想气体.当环境温度升高时，缸内气体 .（双选，填正确答案标号）
A.内能增加 B.对外做功C.压强增大D.分子间的引力和斥力都增大
7.[2013·山东理综，36
（1）]（难度★★）关于热现象的描述正确的一项是（ ）
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，一个系统及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
8.[2012·福建理综，28
（1），6分]（难度★★）关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是 Ｗ.
A.一定量气体吸收热量，其内能一定增大B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体
C.若两分子间距离增大，分子势能一定增大D.若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大
9.[2011·新课标全国卷，33
（1），6分]（难度★★）（多选）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A.若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B.若气体的内能不变，其状态也一定不变
C.若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大
D.气体温度每升高1K所吸收的热量及气体经历的过程有关E.当气体温度升高时，气体的内能一定增大
10.（2015·江苏单科，12A
（2））（难度★★）在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时，对包装袋缓慢地施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）,包装袋内氮气的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）.
（五年高考真题）2016届高考物理专题十三热学（参考答案）
考点一 分子动理论 内能
1解析 根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，故C正确、B错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误.答案 ACD
2.解析 当分子间距离r＜r0时，r减小，分子势能增大，当r＞r0时，r减小，分子势能减小，故A错误；温度越高，物体中分子的平均动能越大，分子运动越剧烈，故B正确，温度越高，热运动速率大的分子数占总分子数的比例越大，故C错误；非晶体和多晶体具有各向同性的特点，单晶体具有各向异性的特点，故D错误.答案 B
3.解析 根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度及颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选b、c.答案 bc
4.解析 若物体是晶体，则在熔化过程中，温度保持不变，可见A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形是由于云母片在不同方向上导热性能不同造成的，说明云母片是晶体，所以B错误；沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理性质不同，这就是晶体的各向异性.选项C错误，D正确.答案 AD
5.解析 隔热外筒使封闭气体及外界无热量交换，因金属内筒导热，所以水温升高时，气体吸热，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子运动速率都增大，D项错误；气体体积不变，分子间距离不变，分子势能不变，分子间引力和斥力均不变，C项错误；分子平均动能增大，分子势能不变，所以封闭气体的内能增大，A正确；根据查理定律
＝C得p增大，B正确.答案 AB
6.解析 温度是物体分子平均动能的标志，温度升高则其分子平均动能增大，反之，则其分子平均动能减小，故A错误，B正确；物体的内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和，宏观上取决于物体的温度、体积和质量，故C、D错误.答案 B
7.解析 布朗运动是指悬浮在液体（或气体）中的微粒的无规则运动，而不是液体（或气体）分子的运动，故A选项正确、B选项错误；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知,若物体从外界吸收热量同时对外做功，其内能也可能不变或减少，C选项错误；物体对外做功同时从外界吸热，其内能也可能增加或不变，D选项错误.答案 A
8.解析 本题考查分子间作用力以及分子势能随分子间距离变化的关系，意在考查考生对该部分知识的了解情况.当r＝r0时，分子间作用力f＝0，分子势能Ep最小，排除A、C、D，选B.答案 B
9.解析 布朗运动是悬浮固体颗粒的无规则运动，而非液体分子的无规则运动，选项A错误；布朗运动的剧烈程度及液体的温度、固体颗粒大小有关，选项B正确；布朗运动是由液体分子对悬浮固体颗粒撞击不平衡引起的，选项C错误，D正确.答案 BD
10.解析 露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠，液化过程中，分子间的距离变小，引力及斥力都增大，答案 D
11.解析 由Epr图可知：
在r>r0阶段，当r减小时，F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项A正确.
在r在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，故选项C正确.在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，故选项D错误.
在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变，故选项E正确.答案 ACE
考点二 固体 液体 气体
1.解析 晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，选项B正确；同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E错误.答案 BCD
2.解析 水中花粉的布朗运动，反映的是水分子的热运动规律，则A项错；正是表面张力使空中雨滴呈球形，则B项正确；液晶的光学性质是各向异性，液晶显示器正是利用了这种性质，C项正确；高原地区大气压较低，对应的水的沸点较低，D项错误；因为纱布中的水蒸发吸热，则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低，E项正确.答案 BCE
3.解析 袋内气体及外界无热交换即Q＝0，袋四周被挤压时,体积V减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体内能增大，则温度升高，由
＝常数知压强增大，选项A、
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