2022版高考物理 3-2-1精品系列 专题18 热学

专题18热学（教师版）本部分的命题多集中分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义及与热力学第一定律的综合，还有气体实验定律和气体状态方程的应用及图象表示气体状态的变化过程等知识点上，多以选择题和填空题的形式出现；对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点，把热学知识综合在一起进行考查，多以选择题和填空题的形式出现；对后者的考查多以计算题的形式出现，着重考查热学状态方和的应用．《物理课程新标准》在课程性质中指出：“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能，增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情”．近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题．同时，本考点还可以与生活、生产的实际相联来考查热学知识在实际中的应用．热学是研究与温度有关的热现象的科学。它是从两方面来研究热现象及其规律的，一是从物质的微观结构即分子动理论的观点来解释与揭示热学宏观量及热学规律的本质；二是以观测和实验事实为依据，寻求热学参量间的关系及热功转换的关系。虽然热学部分知识点较分散，大多属于定性了解的内容，并非重点内容，不必要搞得过难，但要全面落实基础知识和基本技能，强调对基本概念、基本规律的理解，做到不留知识盲点。对分子动理论、热传递和做功部分不能降低要求，对气体的问题只要求知道气体的压强、体积、温度之间的关系即就可以了，不必进行过难的计算，但可能出现定性综合题。预测2022年高考热学命题方向为：（1）分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；（2）内能的变化及改变内能的物理过程以及气体压强的决定因素；（3）理想气体状态方程和用图表示气体状态的变化；（4）热现象实验与探索过程的方法；（5）以科技前沿、社会热点及与生活生产联系的问题为背景来考查热学知识在实际中的应用【考点定位】本考点的命题多集中分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义及与热力学第一定律的综合，还有气体实验定律和气体状态方程的应用及图象表示气体状态的变化过程等知识点上，多以选择题和填空题的形式出现；对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点，把热学知识综合在一起进行考查，多以选择题和填空题的形式出现；对后者的考查多以计算题的形式出现，着重考查热学状态方和的应用．《物理课程新标准》在课程性质中指出：“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能，增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情”．近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题．同时，本考点还可以与生活、生产的实际相联来考查热学知识在实际中的应用．热学是研究与温度有关的热现象的科学。它是从两方面来研究热现象及其规律的，一是从物质的微观结构即分子动理论的观点来解释与揭示热学宏观量及热学规律的本质；二是以观测和实验事实为依据，寻求热学参量间的关系及热功转换的关系。虽然热学部分知识点较分散，大多属于定性了解的内容，并非重点内容，不必要搞得过难，但要全面落实基础知识和基本技能，强调对基本概念、基本规律的理解，做到不留知识盲点。对分子动理论、热传递和做功部分不能降低要求，对气体的问题只要求知道气体的压强、体积、温度之间的关系即就可以了，不必进行过难的计算，但可能出现定性综合题。41\n高频考点主要有：（1）物质是由大量分子组成的.阿伏加德罗常数.分子的热运动、布朗运动.分子间的相互作用力（2）分子热运动.温度是物体分子热运动平均动能的标志.物体分子间的相互作用势能.物体的内能.（3）做功和热传递是改变物体内能的两种方式.热量.能量守恒定律（4）气体的体积、压强、温度间的关系（5）热力学第一、二定律（6）气体压强的微观意义【考点PK】考点1分子动理论【例1】下列关于分子势能的说法中，正确的是()A．分子间距离增大，分子势能也增大B．分子间距离减小，分子势能增大C．当分子间距离r＝r0时分子势能为零D．当分子间距离r＝r0时分子势能最小考点2物体内能能量守恒【例2】关于物体内能的变化，以下说法中正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变【解析】本题主要考查热力学第一定律的应用，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q，物体的内能的变化与外界对物体做功(或物体对外界做功)，物体从外界吸热(或向外界放热)这两种因素有关。物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A项不正确。同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，故B项不正确。若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，故C正确。因放热和对外做功都会使物体内能减小，故D项不正确。考点3气体压强气体压强、体积、温度间的关系【例3】如图8-37-2所示，U型管竖直静止放置，左端封闭，右端开口向上，用水银柱封有一部分气体A，左侧水银面比右侧水银面高h，外界大气压为P0，水银密度为ρ，求被封闭气体A的压强。41\n【解析】由于静止液体同一深度压强相等，B、C在同一深度，∴PB＝PC。以高为h的水银柱为研究对象，它受到竖直方向的三个力作用而处于静止状态，故有：PBS＝mg＋PAS其中m＝ρgSh∴PA＝PB－ρgh∵PB＝PC＝P0∴PA＝P0－ρgh【2022高考试题解析】（2022•重庆）图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与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【答案】A　【解析】设玻璃泡中气体压强为p，外界大气压强为p′，则p′＝p＋ρgh，且玻璃泡中气体与外界大气温度相同．液柱上升，气体体积减小，根据理想气体的状态方程＝C可知，变大，即变大，BCD均不符合要求，A正确．【考点定位】气体（2022·上海）28．（6分）右图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。41\n（1）若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管____________（填：“向上”或“向下”移动，直至____________；（2）（单选）实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是（）（2022·广东）14.景颇族的祖先发明的点火器如图1所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒。猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，再次压缩过程中()A.气体温度升高，压强不变B.气体温度升高，压强变大C.气体对外界做正功，其体内能增加D.外界对气体做正功，气体内能减少【答案】B【解析】由于套筒内封闭着一定质量的气体，当猛推推杆时推杆迅速压缩气体，外界对气体做正功。由于这一过程进行得很快，可以看成是一个近似的绝热过程，即整个系统来不及向外界传递热量。根据热力学第一定律△U=W+Q，这时外力做的功只能用来增加气体的内能。这就使气体分子的运动加剧，引起气体分子平均动能增加，气体温度升高。所以艾绒即刻被点燃。由于被封闭的气体质量不变，温度升高，而体积变小，则由气体状态方程知压强变大。故B选项正确，其它选项都错。【考点定位】气体（2022·大纲版全国卷）14.下列关于布朗运动的说法，正确的是A．布朗运动是液体分子的无规则运动B.液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧列C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的41\n【答案】：BD【解析】：布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动，是液体分子的无规则运动的反映，布朗运动不是由于液体各部分的温度不同而引起的选项AC错误；液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧列，选项B正确；布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的，选项D正确。【考点定位】此题考查分子动理论。17.模块3-3试题（12分）（1）（2022·海南）两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远处时分子势能为零，下列说法正确的是A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r=r0时，分子势能最小，动能最大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【答案】ACE【解析】在r>r0阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为引力，两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，F做正功，分子动能增加，势能减小，选项A正确；在r<r0阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增大，选项B错误；在r=r0时，分子势能最小，动能最大，选项C正确；在整个过程中，只有分子力做功，分子动能和势能之和保持不变，在r=r0时，分子势能为负值，选项D错误E正确。【考点定位】此题考查分子力、分子力做功和势能变化及其相关知识。（2）（2022·海南）如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为p0，不计气缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0，整个过程中温度保持不变。求小车的加速度的大小。【答案】a=。【解析】设小车加速度大小为a，稳定时气缸内气体的压强为p1，活塞受到气缸内外气体的压力分别为，f1=p1S，f0=p0S，41\n由牛顿第二定律得：f1-f0=ma，小车静止时，在平衡情况下，气缸内气体的压强应为p0，由玻意耳定律得：p1V1=p0V式中V=SL，V1=S(L-d)，联立解得：a=。【考点定位】此题考查玻意耳定律和牛顿第二定律及其相关知识。（2022·四川）14．物体由大量分子组成，下列说法正确的是A．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B．分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小C．物体的内能跟物体的温度和体积有关D．只有外界对物体做功才能增加物体的内能（2022·全国新课标卷）33.[物理——选修3-3]（15分）（1）（6分）关于热力学定律，下列说法正确的是_________（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D.不可能使热量从低温物体传向高温物体E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程（2）（9分）如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0°C的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）（ii）将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。【答案】（1）ACE（2）（i）180mmHg（ii）364K【解析】41\n（1）对物体做功或向它传递热量是增加物体的内能的方法，A正确；对某物体做功，同时对外散发热量，物体的内能可能减少，B错误；并非热不能完全转化为功，而是在不引起其他变化的条件下热不能完全转化为功。在一定条件下，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，C正确；在外界对物体做功的情况下，可以使热量从低温物体传向高温物体，D错误；根据热力学第二定律，功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，E正确。【考点定位】本考点主要考查热学、气体的等温和等容变化及理想气体的状态方程。（2022·江苏）A.[选修3-3](12分)(1)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有_________.(A)水黾可以停在水面上(B)叶面上的露珠呈球形(C)滴入水中的红墨水很快散开(D)悬浮在水中的花粉做无规则运动(2)密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大.从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的_________增大了.该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如题12A-1图所示,则T1_________(选填“大于”或“小于”)T2.(3)如题12A-2图所示,一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中,气体压强p=1.0*105Pa,吸收的热量Q=7.0*102J,求此过程中气体内能的增量.41\n【解析】12A.(1)AB；C选项是扩散现象，D现象是布朗运动(2)平均动能;小于(3)等压变化对外做的功W=p(VB-VA)根据热力学第一定律△U=Q-W解得△U=5.0*102J【考点定位】分子动理论热力学第一定律（2022·福建）选考28、【原题】[物理-选修3-3]（本题共有两小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意）（1）关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是____。（填选项前的字母）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（2）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，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为_____。（填选项前的字母）A．2.5atmB.2.0atmC.1.5atmD.1.0atm【答案】：（1）D(2)A【解析】：(1)改变内能有热传递和做功，如果吸热比对外做功要少得话，物体的内能会减小，所以答案A错；在引起变化的条件下，热量可以从低温传给高温如空调等所以答案B错；在分子力为排斥力时距离增大分子势能减小，答案C错，正确答案选D.(2)由等温变化可知代入数据可知答案A正确；【考点定位】：内能。分子势能、分子间相互作用，气体定律等（2022·山东）36．（8分）【物理—物理3-3】（1）以下说法正确的是。a．水的饱和汽压随温度的升高而增大b．扩散现象表明，分子在永不停息地运动c．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小d．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小41\n（2）如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长（可视为理想气体），两管中水银面等高。先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面（环境温度不变，大气压强）①求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”做单位）②此过程中左管内的气体对外界（填“做正功”“做负功”“不做功”），气体将（填“吸热”或放热“）。（2022·上海）31．（13分）如图，长L=100cm，粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时，长L0=50cm的空气柱被水银封住，水银柱长h=30cm。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置，然后竖直插入水银槽，插入后有Δh=15cm的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变，大气压强p0=75cmHg。求：（1）插入水银槽后管内气体的压强p；（2）管口距水银槽液面的距离H。【解析】（1）设当转到竖直位置时，水银恰好未流出，管截面积为S，此时气柱长l=70cm由玻意耳定律：p＝p0L0/l＝53.6cmHg，由于p＋rgh＝83.6cmHg，大于p0，因此必有水银从管中流出，设当管转至竖直位置时，管内此时水银柱长为x，由玻意耳定律：p0SL0＝（p0－rgh）S（L－x），解得：x＝25cm，设插入槽内后管内柱长为L’，L’＝L－（x＋Dh）＝60cm，由玻意耳定律，插入后压强p＝p0L0/L’＝62.5cmHg，（2）设管内外水银面高度差为h’，41\nh’＝75－62.5＝12.5cm，管口距槽内水银面距离距离H＝L－L’－h’＝27.5cm，【考点定位】热学【2022高考试题解析】1.（全国）关于一定量的气体，下列叙述正确的是A．气体吸收的热量可以完全转化为功B．气体体积增大时，其内能一定较少C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．外界对气体做功，气体的内能可能减少2.（广东）图4为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动。设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中A、外界对气体做功，气体内能增大B、外界对气体做功，气体内能减小C、气体对外界做功，气体内能增大D、气体对外界做功，气体内能减小答案：A解析：筒内气体不与外界发生热交换，当气体体积变小时，则外界对气体做功，外界对气体做功使气体的内能增大。A正确。3.（上海）某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中表示处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为，则(A)(B)TⅢ>TⅡ>TⅠ(C)(D)【答案】B.【解析】曲线下的面积表示表示分子速率从0→∞所有区间内分子数的比率之和，显然其值应等于1，当温度升高时，分子的速率普遍增大，所以曲线的高峰向右移动，曲线变宽，但由于曲线下总面积恒等于1，所以曲线的高度相应降低，曲线变得平坦。所以，TⅢ>TⅡ>TⅠ4．（上海）如图，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强(A)逐渐增大(B)逐渐减小(C)始终不变(D)先增大后减小41\n【答案】A.【解析】因为，从图像上看，，所以，选项A正确.5．（四川）气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外A气体分子可以做布朗运动B气体分子的动能都一样大C相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大6．（新课标）【物理——选修3-3】（15分）（1）（6分）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是___ADE___。（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）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段升高，其压强也一定不断增大D气体温度每升高1K所吸收的热量与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（2）（9分）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为Po=70cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。解：设玻璃管口向上时，空气柱压强为P1＝P0+ρgl3①式中，ρ和g分别表示水银的高度和重力加速度。玻璃管口向下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。设此时开口端剩的水银柱长度为x，则P2＝ρgl1，P2+ρgx＝P0②式中，P2为管内空气柱的压强。由玻意耳定律得P1（Sl2）＝P2（Sh）③式中，h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积。由①②③式和题给条件得h＝12cm④41\n从开始转动一周后，设空气柱的压强为P3，则P3＝P0+ρgx⑤由玻意耳定律得P1（Sl2）＝P2（Sh/）⑥式中，h/是此时空气柱的长度，由①②③式得h/＝9cm⑦7．（上海）如图，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为、温度均为。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积和温度。【解析】设初态压强为，膨胀后A，B压强相等B中气体始末状态温度相等∴A部分气体满足∴【答案】41\n8．（山东）（8分）［物理—物理3-3］（1）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（2）气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点=14cm。后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点=44cm。（已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cmHg）①求恒温槽的温度。②此过程A内气体内能（填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将(填“吸热”或“放热”)。9．（江苏）（选修模块3－3）（12分）（1）如题12A-1图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此41\n能较长时间转动。下列说法正确的是A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量（2）如题12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能_____（选增“增大”、“不变”或“减小”），气体内能变化了_____________。（3）某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1，密度ρ=0.895×103kg·m-3．若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取NA=6.02×1023mol-1．球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字）10.（海南）模块3-3试题（12分）（1）（4分）关于空气湿度，下列说法正确的是（填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比（2）（8分）如图，容积为的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面等41\n高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为，大气压强为，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强P1。11．（福建）[物理选修3-3]（本题共有两小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意）(1)如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程。图中横线表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是（填选项前的字母）A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0B．曲线M的bc段表示固液共存状态C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态41\nD．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态（2）一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104J，气体对外界做功1.0×104J，则该理想气体的（填选项前的字母）A．温度降低，密度增大B．温度降低，密度减小C．温度升高，密度增大D．温度升高，密度减小12.（全国）（6分）（注意：在试题卷上作答无效）在“油膜法估测油酸分子的大小”试验中，有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盆里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空：（1）上述步骤中，正确的顺序是。（填写步骤前面的数字）（2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为m。（结果保留1位有效数字）【2022高考试题解析】1．2022·重庆·1５给旱区送水的消防车停于水平面，在缓缓放水的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子势能，则胎内气体A．从外界吸热B.对外界做负功B.分子平均动能减少D.内能增加【答案】A【解析】胎内气体经历了一个温度不变，压强减小，体积增大的过程。温度不变，分子平均动能和内能不变。体积增大气体对外界做正功。根据热力学第一定律气体一定从外界吸热。41\nA正确3.2022·上海物理·14分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则（A）分子间引力随分子间距的增大而增大（B）分子间斥力随分子间距的减小而增大（C）分子间相互作用力随分子间距的增大而增大（D）分子间相互作用力随分子间距的减小而增大答案：B解析：根据分子力和分子间距离关系图象，如图，选B。4.2022·上海物理·22如图，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为，一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在气缸内，其压强为____pa（大气压强取1.01*，g取）。若从初温开始加热气体，使活塞离气缸底部的高度由0.5m缓慢变为0.51m，则此时气体的温度为____℃。41\n解析：，T2=306K，t2=33℃本题考查气体实验定律。5．2022·福建·28（1）1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面国幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是。（填选项前的字母）（2）如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体。（填选项前的字母）A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加答案：（1）D（2）C6.2022·上海物理·10如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为，管内外水银面高度差为，若温度保守不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则（A）均变大（B）均变小（C）变大变小（D）变小变大【解析】根据，变大，变小，根据，变大，选D。【答案】D7.2022·上海物理·17一定质量理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程，其中的延长线通过原点，垂直于且与水平轴平行，与平行，则气体体积在（A）过程中不断增加（B）过程中保持不变（C）过程中不断增加（D）过程中保持不变【解析】首先，因为的延长线通过原点，所以是等容线，即气体体积在过程中保持不变，B正确；是等温线，压强减小则体积增大，A正确；41\n是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接ao交cd于e，则ae是等容线，即，因为，所以，所以过程中体积不是保持不变，D错误；【答案】AB。8．2022·海南物理·17(1)下列说法正确的是(A)当一定质量的气体吸热时，其内能可能减小(B)玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体(C)单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点(D)当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部(E)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关【答案】ADE【解析】一定质量的气体吸热时，如果同时对外做功，且做的功大于吸收的热量，则内能减小，(A)正确；玻璃是非晶体，(B)错；多晶体也有固定的熔点，(C)错；液体表面层内的分子液体内部分子间距离的密度都大于大气，因此分子力的合力指向液体内部，(D)正确；气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，决定气体的压强，因此与单位体积内分子数和气体的温度有关，(E)对。(2)(8分)如右图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为、压强为的理想气体．和分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求(ⅰ)气缸内气体与大气达到平衡时的体积：(ii)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.41\n9．2022·上海物理·30如图，一质量不计，可上下自由活动的活塞将圆筒分为上下两室，两室中分别封闭有理想气体，筒的侧壁为绝缘体，上底N，下底M及活塞D均为导体并按图连接，活塞面积。在电键K断开时，两室中气体压强均为，ND间距，DM间距，将变阻器的滑片P滑到左端B，闭合电键后，活塞D与下底M分别带有等量异种电荷，并各自产生匀强电场，在电场力作用下活塞D发生移动。稳定后，ND间距，DM间距，活塞D所带电量的绝对值(式中E为D与M所带电荷产生的合场强，常量)求：两室中气体的压强（设活塞移动前后气体温度保持不变）；41\n活塞受到的电场力大小F；M所带电荷产生的场强大小和电源电压U;使滑片P缓慢地由B向A滑动，活塞如何运动，并说明理由。1.已知地球半径约为6.4×106m，空气的摩尔质量约为29×10-3kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为()A.4×1016m3B.4×1018m3C.4×1020m3D.4×1022m32.对一定量的气体，下列说法正确的是()A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少答案：BC解析：气体分子距离远大于分子大小，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A项错；温度是物体分子平均动能的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，B项正确；气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的，C项正确；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，D项错。3.假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023mol－1)()41\nA．10年B．1千年C．10万年D．1千万年答案：C解析：1g水的分子个数个，则完成任务所需时间t==6×1018小时，约为1000年。4.下列说法正确的是()A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同5.下列说法正确的是()A．物体吸收热量，其温度一定升高B．热量只能从高温物体向低温物体传递C．遵守热力学第一定律的过程一定能实现D．做功和热传递是改变物体内能的两种方式6.地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中（不计气团内分子间的势能）()A.体积减小，温度降低B.体积减小，温度不变C.体积增大，温度降低D.体积增大，温度不变答案：C解析：本题考查气体的有关知识，本题为中等难度题目。随着空气团的上升，大气压强也随着减小，那么空气团的体积会增大，空气团对外做功，其内能会减小，因为不计分子势能，所以内能由其温度决定，则其温度会降低。所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小。7.温度计是生活、生产中常用的测温装置。右图为一个简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，水41\n柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为，A、D间刻度均匀分布。由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为()A.、、B.、、C.、、D.、、答案：C解析：根据题意可知，温度越高，水柱上升的高度越高，A点温度最高，D点温度最低，故选项A、B错误。由于A、D间的刻度均匀分布，故水柱下端的温度为，选项C正确。10.⑴下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（填入正确选项前的字母，每选错一个扣1分，最低得分为0分）．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势能的缘故B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，其分子之间的势能增加C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大E．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和F．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加41\n⑵（8分）如图，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定量的气（可视为理想气体），气体温度为T1．开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封．整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．求：①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；③当气体温度达到1.8T1时气体的压强．解析：（1）BCEA错误之处在于气体分子是无规则的运动的，故失去容器后就会散开；D选项中没考虑气体的体积对压强的影响；F选项对气温升高，分子平均动能增大、平均速率增大，但不是每个分子速率增大，对单个分子的研究是毫无意义的。（2）①由玻意耳定律得：，式中V是抽成真空后活塞下方气体体积由盖·吕萨克定律得：解得：②由查理定律得：解得：11.(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J．试问：此压缩过程中，气体(填“吸收”或“放出”)的热量等于J．(2)若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是(填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能(填“增加”、“减少”或“不变”)．41\n(3)设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子?(已知1mol水的质量为18g，地球的表面积约为，结果保留一位有效数字)12.(1)如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出。在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程，下列说法正确的是。（填入选项前的字母，有填错的不得分）A.气体分子的平均动能逐渐增大B.单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多C.单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变D.气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量答案：D(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完时，活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界天气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。解析：设大气和活塞对气体的总压强为，加一小盒沙子对气体产生的压强为，由玻马定律得41\n①13.喷雾器内有10L水，上部封闭有latm的空气2L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L（设外界环境温度一定，空气可看作理想气体）。（1）当水面上方气体温度与外界沮度相等时，求气体压强，并从徽观上解释气体压强变化的原因。（2）打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由。14．为研究影响家用保温瓶保温效果的因素，某同学在保温瓶中灌入热水，现测量初始水温，经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件，先后共做了6次实验，实验数据记录如下表：序号瓶内水量（mL）初始水温（0C）时间（h）末态水温（0C）11000914782100098874315009148041500981075520009148262000981277下列眼镜方案中符合控制变量方法的是（）A．若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第1、3、5次实验数据B．若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第2、4、6次实验数据C．若研究初始水温与保温效果的关系，可用第1、2、3次实验数据41\nD．若研究保温时间与保温效果的关系，可用第4、5、6次实验数据【解析】研究瓶内水量与保温效果的关系，则水量变化而其它因素不变，1、3、5满足要求，而2、4、6时间因素发生变化，A正确B错；若研究初始水温与保温效果的关系，则初始水温不同，其它因素相同，C不满足要求，错；若研究保温时间与保温效果的关系，则保温时间不同其它因素相同，D不能满足要求。【答案】A15．如图19所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（270C）中达到的平衡状态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法正确的是（）16．对一定质量的气体，下列说法正确的是（）A.在体积缓慢不断增大的过程中，气体一定对外界做功B.在压强不断增大有过程中，外界对气体一定做功C.在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加D.在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变17．如图所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的空气，气缸固定不动，外界温度恒定。一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上，开始时活塞静止。现在不断向小桶中添加细沙，使活塞缓慢向右移动（活塞始终未被拉出气缸）。忽略气体分子间相互作用，则在活塞移动过程中，下列说法正确的是（）A．气缸内气体的分子平均动能变小B．气缸内气体的压强变小C．气缸内气体向外放出热量D．气缸内气体从外界吸收热41\n【解析】因温度不变，所以内能不变，活塞缓慢向右移动，体积变大，压强减小，对外界做功，由热力学第一定律必吸收热量，所以选项BD对【答案】BD18．一定质量的气体（不计气体分子间的作用力）由状态A变为状态D（如图线所示），这个过程中（）A.气体从外界吸收热量，内能增加B.气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少C.气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大D.气体对光的折射率将变小，光在其中的传播速度会增大19．对一定量的气体，下列说法正确的是（）A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少【解析】气体分子距离远大于分子大小，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A项错；温度是物体分子平均动能的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，B项正确；气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的，C项正确；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，D项错。【答案】BC20.氧气钢瓶充气后压强高于外界人气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气A.分子总数减少，分子总动能不变B.密度降低，分子平均动能不变C.吸收热量，膨胀做功D.压强降低，不对外做功1.已知地球半径约为6.4×106m，空气的摩尔质量约为29×10-3kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为A.4×1016m3B.4×1018m341\nC.4×1020m3D.4×1022m3答案：B解析：大气压是由大气重量产生的。大气压强p==，带入数据可得地球表面大气质量m=5.2×1018kg。标准状态下1mol气体的体积为v=22.4×10-3m3，故地球表面大气体积为V=v=×22.4×10-3m3=4×1018m3，B对。4.下列说法正确的是()A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同答案：D解析：布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，他反映的是液体无规则的运动，所以A错误；没有摩擦的理想热机不经过做功是不可能把吸收的能量全部转化为机械能的B错误，摩尔质量必须和分子的质量结合才能求出阿伏加德罗常数C错；温度是分子平均动能的标志，只要温度相同分子的平均动能就相同，物体的内能是势能和动能的总和所以D正确5.下列说法正确的是()A．物体吸收热量，其温度一定升高B．热量只能从高温物体向低温物体传递C．遵守热力学第一定律的过程一定能实现D．做功和热传递是改变物体内能的两种方式答案：D解析：由热力学第一定律可知，做功与热传递可以改变物体的内能，D正确；故物体吸收热量时，其内能不一定增大，A错；由热力学第二定律可知，宏观的热现象有方向性，但若通过外界做功，热量也可以从低温物体传到高温物体，B、C错41\n6.地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中（不计气团内分子间的势能）()A.体积减小，温度降低B.体积减小，温度不变C.体积增大，温度降低D.体积增大，温度不变答案：C解析：本题考查气体的有关知识，本题为中等难度题目。随着空气团的上升，大气压强也随着减小，那么空气团的体积会增大，空气团对外做功，其内能会减小，因为不计分子势能，所以内能由其温度决定，则其温度会降低。所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小。8．一定质量的气体（不计气体分子间的作用力）由状态A变为状态D（如图线所示），这个过程中（）A.气体从外界吸收热量，内能增加B.气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少C.气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大D.气体对光的折射率将变小，光在其中的传播速度会增大【解析】由于不计气体分子间的作用力，则不考虑分子势能，气体分子的内能即为分子的总动能。由状态A变为状态B时，气体的温度升高，则内能增加，而体积增大，气体对外做功，据热力学第一定律可知，物体需要从外接吸收热量。单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数与两个因素有关：分子数密度和分子的平均速率。气体的体积增大，分子数密度跟体积有关，体积变大，分子数密度减小；温度升高，分子的平均速率增大，故而该选项不能确定。气体温度升高，分子的平均动能增大，但是并非每个分子的动能都增加，选项C错误。由于气体的体积变大，密度减小，气体对光的折射率将变小，光在其中的传播速度会增大，选项D正确。【答案】AD9．对一定量的气体，下列说法正确的是（）A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少【解析】气体分子距离远大于分子大小，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A项错；温度是物体分子平均动能的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，B项正确；气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的，C项正确；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，D项错。【答案】BC41\n10.氧气钢瓶充气后压强高于外界人气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气A.分子总数减少，分子总动能不变B.密度降低，分子平均动能不变C.吸收热量，膨胀做功D.压强降低，不对外做功【解析】由于是漏气过程，钢瓶内氧气分子总数在减少，但是温度不变，分子的平均动能不变，（因为温度是分子平均动能的标志），故选项A错，由于分子数目的减少，氧气瓶内容积不变，密度必然降低，选项B正确；在温度不变的情况下，钢瓶内分子数目减少，相同时间撞击单位面积的容器壁的分子数目减少，氧气分子对钢瓶壁的压强将变小。氧气瓶在缓慢地漏气过程中，气体的总体积是变大了，氧气对外做了功，选项D错；氧气对外做了功，自身内能将减少，温度应该降低，但是瓶内温度不变，说明必然吸收了外界的热量，选项C项正确【答案】BC12、⑴有以下说法：A．气体的温度越高，分子的平均动能越大B．即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速率是非常小的C．对物体做功不可能使物体的温度升高D．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关E．一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室。甲室中装有一定质量的温度为T的气体，乙室为真空，如图所示。提起隔板，让甲室中的气体进入乙室。若甲室中的气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为TF．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的G．对于一定量的气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加H．从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的其中正确的是⑵如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c41\n三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、S和S。已知大气压强为p0，温度为T0.两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？由此可知，当T≤时，气体的压强为：p2＝p0当T＞T2时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持V2不变，由查理定律得：解得：即当T＞时，气体的压强为13.41\n如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0。开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0（p0为大气压强），温度为297K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3K。求：（1）活塞刚离开B处时的温度TB；（2）缸内气体最后的压强p；（3）在右图中画出整个过程的p-V图线。解析：（1）＝，TB＝333K，（2）＝，p＝1.1p0，（3）图略。14.某压力锅结构如图所示。盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时，停止加热。⑴若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，写出锅内气体分子数的估算表达式。⑵假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1J,并向外界释放了2J的热量。锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？⑶已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P＝P0（1－αH），其中常数α＞0。结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同。解析：⑴设锅内气体分子数为n41\n⑵根据热力学第一定律得：ΔU＝W＋Q＝－3J锅内气体内能减少，减少了3J⑶由P＝P0（1－αH）（其中α＞0）知，随着海拔高度的增加，大气压强减小。由知，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压强减小。根据查理定律得：可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低。15、潮汐能属于无污染能源，但能量的转化率较低，相比之下，核能是一种高效的能源。⑴在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳（见图1）。结合图2可知，安全壳应当选用的材料是。⑵核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后A．沉入海底B．放至沙漠C．运到月球D．深埋地下图1图2图3⑶图3是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图2分析工作人员受到了射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了射线的辐射。答案：⑴混凝土⑵D⑶β；γ或“β和γ”16.某压力锅结构如图所示。盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时，停止加热。（1）若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，写出锅内气体分子数的估算表达式。(2)假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1J,并向外界释放了2J的热量。锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？（3）已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P=P0（1-αH），其中常数α＞0。结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同。解析：（1）设锅内气体分子数为nn=V/V0·NA41\n（2）根据热力学第一定律ΔE=W+Q=-3J锅内气体内能减少，减少了3J（3）由P=P0（1-αH）（其中α＞0）知，随着海拔高度的增加，大气压强减小；由P1=P+mg/S知，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压强减小；根据查理定律P1/T1=P2/T2可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而低。17.如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。（已知m1＝3m，m2＝2m）⑴在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T0）。⑵在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。⑵当温度由T0上升至T时，气体的压强始终为，设x/是温度达到T时左活塞的高度，由盖·吕萨克定律得：活塞对气体做的功为：在此过程中气体吸收热量41\n18．如图20所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m，现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气温度从TI升高到T2，且空气柱的高度增加了∆l，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0，问此过程中被封闭气体的内能变化了多少？请在下面的图乙的V－T图上大致作出该过程的图象（包括在图象上标出过程的方向）【解析】由受力分析和做功分析知，在气体缓缓膨胀过程中，活塞与砝码的压力对气体做负功，大气压力对气体做负功，根据热力学第一定律得∆U=W+Q　　　　【答案】　　1、（上海）2．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的（）（A）温度和体积（B）体积和压强（C）温度和压强（D）压强和温度【答案】A【解析】由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积。因此答案A正确。【考点定位】气体的内能有关因素。属于容易的题目2、（上海）9．如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为DVA、DVB，压强变化量为DpA、DpB，对液面压力的变化量为DFA、DFB，则（）（A）水银柱向上移动了一段距离（B）DVA＜DVB（C）DpA＞DpB（D）DFA＝DFB41\n3、（江苏）12．[选做题]本题包括、、C三个小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答。若三题都做，则按A、B两题评分A．（选修模块3—3）（12分）（1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是▲。（填写选项前的字母）（A）气体分子间的作用力增大（B）气体分子的平均速率增大（C）气体分子的平均动能减小（D）气体组成的系统地熵增加（2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中的气泡▲（填“吸收”或“放出”）的热量是▲J。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J的功，同时吸收了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了▲J（3）已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。（结果保留以为有效数字）【答案】(1)D(2)吸收0.60.2(3)都算对【解析】（1）由于气泡的运动过程是一个恒温过程，因而在上升过程中气泡体积变大、压强变小，因些气体分子间作用力变小，平均速率不变，平均动能不变，因而只有D答案正确。（2）根据热力学第一定律即可作答。（3）体积为，液体体积为气体分子数,(或)则（或）解得(都算对)41\n【考点定位】考查了气体相关知识，难度中等。4、（山东）选做题部分：36.(8分)[物理——物理3-3]一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TC=300K、TB=400K。（1）求气体在状态B时的体积。（2）说明BC过程压强变化的微观原因（3）设AB过程气体吸收热量为Q，BC过气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。【答案】（1）设气体在B状态的全积为VB，由盖·吕萨克定律得：【解析】理想气体等压变化，应用盖·吕萨克定律求解；B→C等容变化，温度升高，分子热运动加剧，而分子数密度不变，故压强一定增加；A→B增加的内能等于B→C减少的内能，而A→B气体对外做功，B→C不做功，所以Q1>Q2【考点定位】考查理想气体的状态变化5、（全国1）14.下列说法正确的是A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C.气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小D.单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大6、（全国2）16.41\n如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比A．右边气体温度升高，左边气体温度不变B．左右两边气体温度都升高C．左边气体压强增大D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量【答案】BC【解析】通电后右边气体吸热同时推动活塞对左边气体做功，从而确定左边气体内能增加，温度升高；而右边气体吸收和热量不可能全部用来做功，故右边气体内能也增加，温度也升高，A项错误，B项正确；左边气体体积减小，温度升高，故压强一定增大，C项正确；电热丝放出的热量增加了右边气体的内能，是时还对活塞做功，故右边气体内能的增加量小于电热丝放出的热量，D项错误。【考点定位】考查气体与热和功7．（12分）如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：（1）稳定后右管内的气体压强p；（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p0＝76cmHg）【解析】（1）插入水银槽后右管内气体：由玻意耳定律得：p0l0S＝p（l0－Dh/2）S，所以p＝78cmHg；（2）插入水银槽后左管压强：p’＝p＋rgDh＝80cmHg，左管内外水银面高度差h1＝＝4cm，中、左管内气体p0l＝p’l’，l’＝38cm，左管插入水银槽深度h＝l＋Dh/2－l’＋h1＝7cm。【考点定位】本题考查气体的等温变化，玻意耳定律，属于中等难度的题目。8、（四川）16.关于热力学定律，下列说法正确的是：A.在一定条件下物体的温度可以降到0KB.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C.吸收了热量的物体，其内能一定增加D.压缩气体总能使气体的温度升高【答案】B41\n【解析】绝对零度不可达到，故A项不对，由热力学第一定律可知吸收热量内能不一定增加，还有看有无外力做功，D项由PV=nRT可知体积减小温度不一定升高。【考点定位】Ⅰ级知识性考点，主要考察对热力学定律和气体状态方程的理解。9、（重庆）14．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）A．内能增大，放出热量B内能减小，吸收热量C．内能增大，对外界做功D内能减小，外界对其做功10、(海南)17．模块3－3试题（12分）（Ⅰ）（4分）下列说法正确的是　　　　（填入正确选项前的字母，每选错一个扣2分，最低得分为0分)（A）气体的内能是分子热运动的动能和分子间势能之和；（B）气体的温度变化时，其分子平均动能和分子问势能也随之改变；（C）功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功；（D）热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体；（E）一定量的气体，在体积不变对，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小：（F）一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加。（Ⅱ）(8分)一气象探测气球，在充有压强为l00atm（即76.0cmHg）、温度为27.0℃的氨气时，体积为3.50m3。在上升至海拔650km高空的过程中，气球内氮气压强逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48.0℃。求‘（1）氨气在停止加热前的体积；（2）氯气在停止加热较长一段时间后的体积。【答案】（Ⅰ）ADEF；（Ⅱ）（1）7.39m3；（2）5.54m3【解析】（II）（1）在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程。根据玻意耳—马略特定律有式中，是在此等温过程末氦气的体积。由①式得②（2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从下降到与外界气体温度相同，即。这是一等过程根据盖—吕萨克定律有41\n③式中，是在此等压过程末氦气的体积。由③式得④评分参考：本题8分。①至④式各2分。【考点定位】考查内能、热力学第一定律、压强等基本概念以及气体状态方程。11、（广东）．(10分)(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过___________方式改变物体的内能，把___________转变成内能．(2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图10．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的_________，温度_________，体积__________。41