十年高考(2010-2019年)之高三物理真題精選分類(lèi)匯編專(zhuān)題15 選修3-3熱力學(xué)綜合(原卷版)

1、 153-3專(zhuān)題 、選修 、熱力學(xué)綜合（2010-2019）題型一、分子動(dòng)理論和氣體壓強(qiáng) .1題型二、油膜法測(cè)分子直徑 .5題型三、理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)第一定律.6題型四、液柱模型 .12題型五、氣缸模型 .18題型一、分子動(dòng)理論和氣體壓強(qiáng)1.（2019 全國(guó) 1）下列說(shuō)法正確的是a. 溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度b. 內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和c. 氣體壓強(qiáng)僅與氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)d. 氣體膨脹對(duì)外做功且溫度降低，分子 平均動(dòng)能可能不變2.（2018 北京）關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是的a. 氣體擴(kuò)散的快慢與溫度無(wú)關(guān)b. 布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

2、c. 分子間同時(shí)存在著引力和斥力d. 分子間的引力總是隨分子間距增大而增大3.(2018 全國(guó) 2)對(duì)于實(shí)際的氣體，下列說(shuō)法正確的是_。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì) 1 個(gè)得 2 分，選對(duì) 2個(gè)得 4 分，選對(duì) 3 個(gè)得 5 分。沒(méi)選錯(cuò) 1 個(gè)扣 3 分，最低得分為 0 分）a氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能b氣體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢(shì)能c氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能d氣體體積變化時(shí)，其內(nèi)能可能不變e氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能4.的變化分別如圖中兩條曲線(xiàn)所示。下列說(shuō)法正確的是_。1 a圖中兩條曲線(xiàn)下面積相等b圖中虛線(xiàn)對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形c圖中實(shí)線(xiàn)對(duì)應(yīng)于氧氣分子在 10

3、0 時(shí)的情形d圖中曲線(xiàn)給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目與 0 時(shí)相比，100 時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在 0400 / 區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大m se（5. 2015全國(guó) ）關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是2（填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì) 1 個(gè)給 2 分，選對(duì)2 個(gè)得 4 分，選對(duì) 3 個(gè)得 5 分，每選錯(cuò) 1 個(gè)扣 3 分，最低得分 0 分）a.溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快b.擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)c.擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的d.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生e.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的（6. 2015山東）墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻。關(guān)于該現(xiàn)象的分

4、析正確的是_ _。（雙選，填正確答案標(biāo)號(hào)）a.混合均勻主要是由于碳粒受重力作用b.混合均勻的過(guò)程中，水分子和碳粒都做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)c.使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得更迅速d.墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的廣東 為某實(shí)驗(yàn)器材的結(jié)構(gòu)示意圖，金屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉了一定體積的空氣，內(nèi)筒中有水，在)7.(2015水加熱升溫的過(guò)程中，被封閉的空氣()a.內(nèi)能增大b.壓強(qiáng)增大2 c.分子間引力和斥力都減小 d.所有分子運(yùn)動(dòng)速率都增大8.（2011 四川）氣體能夠充滿(mǎn)密閉容器，說(shuō)明氣體分子除相互碰撞的短暫時(shí)間外a氣體分子可以做布朗運(yùn)動(dòng)b氣體分子的動(dòng)能都一樣大c相互作用力十分微弱，

5、氣體分子可以自由運(yùn)動(dòng)d相互作用力十分微弱，氣體分子間的距離都一樣大9（. 2011 山東）人類(lèi)對(duì)物質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)是從宏觀到微觀不斷深入的過(guò)程。以下說(shuō)法正確的是a液體的分子勢(shì)能與體積有關(guān)。b晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的c溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大d露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用題型二、油膜法測(cè)分子直徑10.（2019全國(guó)3）用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是_。實(shí)驗(yàn)中為了測(cè)量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以_。為得到油酸分子的直徑，還需測(cè)量的物理量是_。11（. 2015 海南）已知地球大氣層的厚度 遠(yuǎn)小于地球半徑 ，空氣

6、平均摩爾質(zhì)量為 ，阿伏伽德羅常數(shù)為 n ，hrmapo地面大氣壓強(qiáng)為 ，重力加速度大小為 。由此可以估算得，地球大氣層空氣分子總數(shù)為g，空氣分子之間的平均距離為題型三、理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)第一定律12.（2019 全國(guó) 2）如 圖所示，1、2、3 三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的。p-v溫度分別是 、 、 。用 、 、 分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面t t t n n n123123積的次數(shù)，則 _ ， _ ， ， _ 。（填“大于”“小于”或“等于”）nn t t t nn12133233 （13. 2019全國(guó) ）熱等靜壓設(shè)備廣泛用于材

7、料加工中。該設(shè)備工作時(shí)，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓1入到一個(gè)預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對(duì)放入爐腔中的材料加工處理，改部其性能。一臺(tái)熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為013 m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機(jī)將 10 瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為3.210 m ，使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為 1.510 pa，-237使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為 2.010 pa；室溫溫度為 27 。氬氣可視為理想氣體。6（1）求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；（2）將壓入氬氣后的爐腔加熱到 1 227 ，求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)。（14. 2018全國(guó) ）如圖，

8、一定量的理想氣體從狀態(tài) 變化到狀態(tài) ，其過(guò)程如a圖中從 到 的直線(xiàn)所p-v a b3b示。在此過(guò)程中_。a氣體溫度一直降低b氣體內(nèi)能一直增加c氣體一直對(duì)外做功d氣體一直從外界吸熱e氣體吸收的熱量一直全部用于對(duì)外做功全國(guó) 如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a 出發(fā)，經(jīng)過(guò)等容過(guò)程 ab 到達(dá)狀態(tài) b 再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程3)15.(2017bc 到達(dá)狀態(tài) c，最后經(jīng)等壓過(guò)程 ca 回到狀態(tài) a。下列說(shuō)法正確的是_。a在過(guò)程 ab 中氣體的內(nèi)能增加b在過(guò)程 ca 中外界對(duì)氣體做功c在過(guò)程 ab 中氣體對(duì)外界做功d在過(guò)程 bc 中氣體從外界吸收熱量e在過(guò)程 ca 中氣體從外界吸收熱量4 （16. 2016全國(guó)

9、）一定量的理想氣體從狀態(tài) 開(kāi)始，經(jīng)歷等溫或等壓過(guò)程 、 、 、 回到原狀態(tài)，ab bc cd da1a其 - 圖象如圖所示，其中對(duì)角線(xiàn) 的延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)原點(diǎn) 。下列判斷正確的是_。(填正確答案標(biāo)號(hào))p tacoa氣體在 a、c 兩狀態(tài)的體積相等b氣體在狀態(tài) a 時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài) c 時(shí)的內(nèi)能c在過(guò)程 cd 中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功d在過(guò)程 da 中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功e在過(guò)程 bc 中外界對(duì)氣體做的功等于在過(guò)程 da 中氣體對(duì)外界做的功全國(guó) 關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是_。2)17.(2016a氣體吸熱后溫度一定升高b對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能c理想氣體等

10、壓膨脹過(guò)程一定放熱d熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體e如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡（18. 2015重慶）某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車(chē)胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的，且車(chē)胎體積增大.若這段時(shí)間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么（a.外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小c.胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減小）b.外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大d.胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能增大（19. 2015重慶）北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會(huì)很快凍結(jié).若剛吹出時(shí)肥皂泡內(nèi)氣體溫度pt .為t ，壓強(qiáng)為 ，肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為 整個(gè)過(guò)程中泡內(nèi)氣體視為

11、理想氣體，不計(jì)體積和質(zhì)量112p .變化，大氣壓強(qiáng)為 求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差0山東 扣在水平桌面上的熱杯蓋有時(shí)會(huì)發(fā)生被頂起的現(xiàn)象；如圖，截面積為 的熱杯蓋扣在水平桌s20.(2015)面上，開(kāi)始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的溫度為 300k，壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng) 。當(dāng)封閉氣體溫度上升至 303k 時(shí)，杯蓋恰p0好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內(nèi)部壓強(qiáng)立即減為 ，溫度仍為 303k。再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，p0內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到 300k。整個(gè)過(guò)程中封閉氣體均可視為理想氣體。求：（）當(dāng)溫 度上升到 303k 且尚未放氣時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)；（）當(dāng)溫度恢復(fù)到 300k 時(shí)，豎直向上提起杯蓋所需的最小力。5 2

12、1.(2015 北京)下列說(shuō)法正確的是（a.物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小b.物體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減?。ヽ.物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加d.物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變22.（2013 江蘇）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a 依次經(jīng)過(guò)狀態(tài) b、c 和 d 后再回到狀態(tài) a。 其 b c d和b c d a和 為絕熱過(guò)程（氣體與外界無(wú)熱量交換）。 這就是著中， a為等溫過(guò)程，名的“卡諾循環(huán)”。（1）該循環(huán)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是_。 b（a） a（b） b（c） c（d） d過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功 c d過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面

13、積器壁的分子數(shù)增多 a過(guò)程中，氣體分子的速率分布曲線(xiàn)不發(fā)生變化 bb c ”、“c d”或“d a”）。（2）該循環(huán)過(guò)程中，內(nèi)能減小的過(guò)程是_ （選填“ a”、“ b 過(guò)程中吸收 63kj 的熱量，在c d若氣體在 a過(guò)程中放出 38kj 的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對(duì)外做的功為_(kāi) kj。2（3）若該循環(huán)過(guò)程中的氣體為 1mol，氣體在 a 狀態(tài)時(shí)的體積為 10l，在 b 狀態(tài)時(shí)壓強(qiáng)為 a 狀態(tài)時(shí)的 。求3= 6.010 mol氣體在 b 狀態(tài)時(shí)單位體積內(nèi)的分子數(shù)。 （已知阿伏加德羅常數(shù) n-1 ，計(jì)算結(jié)果保留一位23a有效數(shù)字）題型四、液柱模型（2016全國(guó) 3）一 u 形玻璃管豎直放置，左端

14、開(kāi)口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時(shí)，管6 內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)為止。求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng)的過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng) 75.0 cmhg。環(huán)境溫度不變。p0（2019全國(guó) ）如圖，一粗細(xì)均勻的細(xì)管開(kāi)口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為2.0 cm的水銀柱，水銀柱下3密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0 cm。若將細(xì)管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無(wú)水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強(qiáng)為76 cmhg，環(huán)境溫度為29

15、6 k。（i）求細(xì)管的長(zhǎng)度；（i）若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時(shí)密封氣體的溫度。（23. 2018全國(guó) ）在兩端封閉、粗細(xì)均勻的 u 形細(xì)玻璃管內(nèi)有一股水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段3空氣。當(dāng)u 形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為 =18.0 cm 和 =12.0 cm，左邊氣體的壓ll127 強(qiáng)為 12.0 cmhg?，F(xiàn)將 u 形管緩慢平放在水平桌面上，沒(méi)有氣體從管的一邊通過(guò)水銀逸入另一邊。求u 形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過(guò)程中，氣體溫度不變。24.（2018 全國(guó) 1）如圖，容積為 的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為 的

16、活塞將汽缸分成容積相等的上下兩vs部分，汽缸上部通過(guò)細(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門(mén)k。開(kāi)始時(shí)，k 關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下v兩部分氣體的壓強(qiáng)均為 。現(xiàn)將 k 打開(kāi)，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為 時(shí)，將 kp08v關(guān)閉，活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積減小了 。不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度6大小為 。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。gk25.（2014 全國(guó)）粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的u 型管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣20cm柱長(zhǎng)l1（可視為理想氣體），兩管中水銀面等高?，F(xiàn)將右端與一低壓艙（未畫(huà)出）接通，穩(wěn)定后右8 =10cmp = 75cmhg

17、管水銀面高出左管水銀面h。（環(huán)境溫度不變，大氣壓強(qiáng)）0求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)（用“cmhg”作單位）。此過(guò)程中左管內(nèi)的氣體對(duì)外界_（填“做正功”“做負(fù)功”或“不做功”），氣體將_（填“吸熱”或 “放熱”）。l126.（2011 全國(guó)）如圖，一上端開(kāi)口，下端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管，下部有長(zhǎng) =66cm 的l1水銀柱，中間封有長(zhǎng) =66cm 的空氣柱，上部有長(zhǎng) =44cm 的水銀柱，此時(shí)水銀面恰好與管口平齊。已知ll23大氣壓強(qiáng)為 p =76cmhg。如果使玻璃管繞低端在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)一周，求在開(kāi)口向下和轉(zhuǎn)回到原來(lái)o位置時(shí)管中空氣柱的長(zhǎng)度。封入的氣體可視為理想氣體，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生漏氣。27.

18、（2011 山東）氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示。玻璃測(cè)溫泡a 內(nèi)充有理想氣體，通過(guò)細(xì)玻璃管 b 和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連。開(kāi)始時(shí) a 處于冰水混合物中，左管 c 中水銀面在 o 點(diǎn)處， 右管 d 中水銀面高出 o 點(diǎn) =14cm。h1后將 a 放入待測(cè)恒溫槽中，上下移動(dòng) d，使 c 中水銀面仍在 o 點(diǎn)處，測(cè)得 d 中水銀面高出 o 點(diǎn) =44cm。h2（已知外界大氣壓為 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于 76cmhg）求恒溫槽的溫度。此過(guò)程 a 內(nèi)氣體內(nèi)能或“放熱”)。（填“增大”或“減小”），氣體不對(duì)外做功，氣體將(填“吸熱”9 題型五、氣缸模型28.（2019 全國(guó) 2）如圖，一容器由橫截面積分

19、別為2 和 的兩個(gè)汽缸連通而成，容器平放在地面上，汽缸ss內(nèi)壁光滑。整個(gè)容器被通過(guò)剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮?dú)?。平衡時(shí)，氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為 和 ，氫氣的體積為 2 ，空氣的壓強(qiáng)為 ?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽pvvp000氣過(guò)程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔儯钊麤](méi)有到達(dá)兩汽缸的連接處，求：（1）抽氣前氫氣的壓強(qiáng)；（2）抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積。29.（2019 全國(guó) 1）某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時(shí)容器中空氣的溫度與外界相同，壓強(qiáng)大于外界。現(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng)，直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同。此時(shí)，容器中空氣的溫

20、度_（填“高于”“低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度_（填“大于”“小于”或“等于”）外界空氣的密度。30.（2018 全國(guó) 2）如圖，一豎直放置的氣缸上端開(kāi)口，氣缸壁內(nèi)有卡口a 和 b，a、b 間距為 h，a 距缸底的高度為 h；活塞只能在a、b 間移動(dòng)，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m，面積為 s，10 厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)他們之間的摩擦。開(kāi)始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為 ，溫度均為 ?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)b 處。求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的pt00溫度以及在此過(guò)程中氣體對(duì)外所做的功。重力加速度大小為g。（31. 20

21、17全國(guó)卷 ）如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活2塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開(kāi)，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來(lái)的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說(shuō)法正確的是_。a氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同b氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大c在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功d氣體在被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功e氣體在被壓縮的過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能不變?nèi)珖?guó) ）如圖，一固定的豎直氣缸有一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞，已知大132.(2015活塞的質(zhì)量為 m =2.50kg，橫截面積為 s =80.0cm2，小活塞的質(zhì)量為 m =1.50kg，橫截面積為 s =40.0cm2；1122兩活塞用剛性輕桿連接，間距