专题检测（二十九） 热学 （选修3—3）
1．(2018届高三·济宁八校联考)(1)下列说法正确的是________。
A ．悬浮在液体中的微粒越小，在液体分子的撞击下越容易保持平衡
B ．荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C ．物体内所有分子的热运动动能之和叫做物体的内能
D ．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大
E ．一定质量的理想气体先经等容降温，再经等温压缩，压强可以回到初始的数值
(2)如图所示，用两个质量均为m 、横截面积均为S 的密闭活塞将开口
向下竖直悬挂的导热汽缸内的理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分，当在活塞A 下方
悬挂质量为2m 的物体后，整个装置处于静止状态，此时Ⅰ、Ⅱ两部分气体
的高度均为l 0。已知环境温度、大气压强p 0均保持不变，且满足5mg ＝p 0S ，
不计一切摩擦。当取走物体后，两活塞重新恢复平衡，求活塞A 上升的高度。
解析：(1)做布朗运动的微粒越小，在液体分子的撞击下越不容易保持平衡，故A 错误；
叶面上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B 正确；物体内所有分子的热运动动
能之和与分子势能的总和叫做物体的内能，故C 错误；人们感到潮湿时，与空气的相对湿度
有关，与绝对湿度无关，当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大，故D 正确；根据
理想气体的状态方程：pV T
＝C 可知，一定质量的理想气体先经等容降温，压强减小；再经等
温压缩，压强又增大，所以压强可以回到初始的数值，故E 正确。
(2)对气体Ⅰ分析，初状态的压强为： p 1＝p 0－3mg S ＝25
p 0 末状态的压强为：p 1′＝p 0－mg S ＝45
p 0 由玻意耳定律有：p 1l 0S ＝p 1′l 1S
解得：l 1＝12
l 0 对气体Ⅱ分析，初状态p 2＝p 1－mg S ＝15
p 0 末状态p 2′＝p 1′－mg S ＝35
p 0 由玻意耳定律p 2l 0S ＝p 2′l 2S
l 2＝13
l 0
A 活塞上升的高度Δl ＝(l 0－l 1)＋(l 0－l 2)＝76l 0。
答案：(1)BDE (2)76
l 0 2．(2017·六安一中模拟)(1)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是
________。
A ．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
B ．外界对物体做功，物体内能一定增加
C ．温度越高，布朗运动越显著
D ．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小
E ．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
(2)如图所示，上端封闭、下端开口内径均匀的玻璃管，管长L ＝100
cm ，其中有一段长h ＝15 cm 的水银柱把一部分空气封闭在管中。当管竖
直放置时，封闭气柱A 的长度L A ＝50 cm 。现把开口端向下插入水银槽中，
直至A 端气柱长L A ′＝37.5 cm 时为止，这时系统处于静止状态。已知大
气压强p 0＝75 cmHg ，整个过程中温度保持不变，试求槽内的水银进入管
内的长度。
解析：(1)温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，选项A 正确；外界
对物体做功，若物体放热，物体内能不一定增加，选项B 错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C 正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项D 错误；当分
子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E 正确。
(2)设玻璃管的横截面积为S ，对A 部分气体，初状态压强p A ＝p 0－p h ＝60 cmHg ，L A ＝50
cm
末状态压强为p A ′，L A ′＝37.5 cm
由玻意耳定律有：
p A L A S ＝p A ′L A ′S
解得：p A ′＝p A L A L A ′＝60×5037.5
cmHg ＝80 cmHg 对B 部分气体有：
p B L B S ＝p B ′L B ′S
其中p B ′＝p A ′＋p h ＝95 cmHg ，p B ＝p 0＝75 cmHg ，
L B ＝L －h －L A ＝35 cm ，
解得：L B ′＝75×3595
cm ＝27.6 cm 所以槽内的水银进入管内的长度
Δh ＝L －L A ′－h －L B ′＝19.9 cm 。
答案：(1)ACE (2)19.9 cm
3．(2016·全国卷Ⅰ)(1)关于热力学定律，下列说法正确的是________。
A ．气体吸热后温度一定升高
B ．对气体做功可以改变其内能
C ．理想气体等压膨胀过程一定放热
D ．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E ．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间
也必定达到热平衡
(2)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp 与气泡半径r
之间的关系为Δp ＝2σr
，其中σ＝0.070 N/m 。现让水下10 m 处一半径为0.50 cm 的气泡缓慢上升。已知大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，重力加速度大
小g ＝10 m/s 2。
(ⅰ)求在水下10 m 处气泡内外的压强差；
(ⅱ)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半
径之比的近似值。
解析：(1)根据热力学定律，气体吸热后如果对外做功，则温度不一定升高，说法A 错
误。改变物体内能的方式有做功和传热两种方式，对气体做功可以改变其内能，说法B 正确。理想气体等压膨胀对外做功，根据pV T ＝恒量知，膨胀过程一定吸热，说法C 错误。根据热力
学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，说法D 正确。两个系统达到热平
衡时，温度相等，如果这两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系
统彼此之间也必定达到热平衡，说法E 正确。
(2)(ⅰ)当气泡在水下h ＝10 m 处时，设其半径为r 1，气泡内外压强差为Δp 1，则
Δp 1＝2σr 1
① 代入题给数据得Δp 1＝28 Pa 。②
(ⅱ)设气泡在水下10 m 处时，气泡内空气的压强为p 1，气泡体积为V 1；气泡到达水面
附近时，气泡内空气的压强为p 2，气泡内外压强差为Δp 2，其体积为V 2，半径为r 2。
气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有
p 1V 1＝p 2V 2③
由力学平衡条件有
p 1＝p 0＋ρgh ＋Δp 1④
p 2＝p 0＋Δp 2⑤
气泡体积V 1和V 2分别为
V 1＝43
πr 13⑥
V 2＝43πr 23⑦
联立③④⑤⑥⑦式得 ? ????r 1r 23＝p 0＋Δp 2ρgh ＋p 0＋Δp 1
⑧ 由②式知，Δp i ?p 0，i ＝1,2，故可略去⑧式中的Δp i 项。
代入题给数据得
r 2r 1＝32≈1.3。⑨ 答案：(1)BDE (2)(ⅰ)28 Pa (ⅱ)32或1.3
4．(1)下列说法中正确的是________。
A ．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故
B ．液体表面具有收缩的趋势，这是液体表面层分子的分布比内部稀疏的缘故
C ．黄金、白银等金属容易加工成各种形状，没有固定的外形，所以金属不是晶体
D ．某温度的空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比
的百分数
E ．水很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
(2)如图所示，水平地面上放置有一内壁光滑的圆柱形导热汽缸，
汽缸内部有一质量和厚度均可忽略的活塞，活塞的横截面积S ＝2.5×10
－3 m 2
，到汽缸底部的距离为L ＝0.5 m ，活塞上固定有一个质量可忽略的力传感器，该力传感器通过一根竖直细杆固定在天花板上，汽缸内密
封有温度t 1＝27 ℃的理想气体，此时力传感器的读数恰好为0。已知外界大气压强p 0＝
1.2×105
Pa 保持不变。
(ⅰ)如果保持活塞不动，当力传感器的读数达到F ＝300 N 时，密封气体的温度升高到
多少摄氏度？
(ⅱ)现取走竖直细杆，从初状态开始将活塞往下压，当下压的距离为x ＝0.2 m 时力传
感器的示数达到F ′＝450 N ，则通过压缩气体使此密封气体的温度升高到多少摄氏度？
解析：(1)气体如果失去了容器的约束就会散开，这是气体分子无规则运动的缘故，选
项A 错误；液体表面具有收缩的趋势，这是液体表面层分子的分布比内部稀疏的缘故，选项B 正确；黄金、白银等金属一般是多晶体，容易加工成各种形状，没有固定的外形，选项C 错误；某温度的空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数，选项D 正确；水很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现，选项E 正确。
(2)(ⅰ)初状态时密封气体的温度T 1＝300 K ，压强p 1＝p 0＝1.2×105 Pa ，V 1＝LS ＝
1.25×10－3 m 3
升温后密封气体的压强p 2＝p 0＋F S ＝2.4×105 Pa
密封气体发生等容变化，由查理定律有p 1T 1＝p 2T 2
代入数据得T 2＝600 K ，t 2＝327 ℃。
(ⅱ)如果从初状态开始往下压，则气体的压强、体积、温度都会发生变化，
压缩后的气体体积V 3＝(L －x )S ＝7.5×10－4 m 3，
压强p 3＝p 0＋F ′S
＝3.0×105 Pa 根据理想气体状态方程有
p 1V 1T 1＝p 3V 3T 3 代入数据解得T 3＝450 K ，t 2＝177 ℃。
答案：(1)BDE (2)(ⅰ)327 ℃ (ⅱ)177 ℃
5．(2017·全国卷Ⅲ)(1)如图，一定质量的理想气体从状态a 出
发，经过等容过程ab 到达状态b ，再经过等温过程bc 到达状态c ，最
后经等压过程ca 回到初态a 。下列说法正确的是________。
A ．在过程ab 中气体的内能增加
B ．在过程ca 中外界对气体做功
C ．在过程ab 中气体对外界做功
D ．在过程bc 中气体从外界吸收热量
E ．在过程ca 中气体从外界吸收热量
(2)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示，玻璃泡M 的上端和下端分别连通两竖直
玻璃细管K 1和K 2。K 1长为l ，顶端封闭，K 2上端与待测气体连通；M 下端经橡皮软管与充有水银的容器R 连通。开始测量时，M 与
K 2相通；逐渐提升R ，直到K 2中水银面与K 1顶端等高，此时水银已进入K 1，且K 1中水
银面比顶端低h ，如图(b)所示。设测量过程中温度、与K 2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K 1和K 2的内径均为d ，M 的容积为V 0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g 。求：