物理高考專題復(fù)習(xí)■機(jī)熱學(xué)練習(xí)題及答案解析

【熱點(diǎn)解讀】

1、本專題主要考查記憶和理解:分子動(dòng)理論、固體液體的性質(zhì)，以汽缸、U形管、直管、L形管等模型以及

生活生產(chǎn)中的器皿為背景，應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程，求解未知量問題，熱力學(xué)定律和氣體狀態(tài)

變化的圖象問題

2、通過本專題學(xué)習(xí)可快速提升學(xué)生的審題能力，推理能力，實(shí)驗(yàn)綜合分析能力，創(chuàng)新能力。

3、用到的相關(guān)知識(shí)有分子動(dòng)理論，氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程等。

【高考真題再練】

1.（2020全國I卷）分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示,r=ri時(shí),F=0。分子間勢能由r決定，規(guī)定兩分

子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子間的勢能為零。若一分子固定于原點(diǎn)O,另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子

間距減小到r2的過程中，勢能（選填“減小”“不變”或“增大”）;在間距由「2減小到n的過程中，勢能

（選填“減小”"不變’或"增大"在間距等于ri處，勢能（選填“大于”“等于”或“小于”）零。

【情境剖析】本題以分子力隨分子間距離變化的圖象為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索問題情境。

【素養(yǎng)能力】本題考查考生是否具有分子力做功與分子勢能變化關(guān)系等物理觀念素養(yǎng)，考查關(guān)鍵能力中的

理解能力、推理論證能力和從圖象中獲取信息的能力。

【答案】減小減小小于

【解析】根據(jù)分子力做功和分子勢能變化的關(guān)系分析。兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子間的勢能為零，在兩分子間

距減小到口的過程中，分子力是引力,分子力做正功，分子勢能一直減小，在間距等于n時(shí)，分子勢能小于零。

2.（2019全國II卷汝口p-V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)，對應(yīng)的溫度

、

分別是Ti、T2、T3O用NI卜、N3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積的

平均次數(shù)，則NiN2,T,T3,N2N3O（均選填“大于”“小于”或“等于”）

p

2Pl--------了1

pi-----------4-------y

OV,2V,V

【情境剖析】本題以常見的理想氣體P-V圖象為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索問題情境。

【素養(yǎng)能力】本題考查考生是否具有理想氣體狀態(tài)方程等物理觀念素養(yǎng)，考查關(guān)鍵能力中的理解能力、推

理論證能力和從圖象中獲取信息的能力。

【答案】大于等于大于

【解析】從“1”到“2”是等容變化，根據(jù)查理定理可知“2”狀態(tài)溫度低，分子平均動(dòng)能小，所以單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁

上單位面積的平均次數(shù)少，即Ni大于N2；從“1”到“3”,因?yàn)?點(diǎn)狀態(tài)壓強(qiáng)與體積的積與3點(diǎn)狀態(tài)壓強(qiáng)與體積的

積相等，說明Ti等于T3；從“2”到“3”是等壓膨脹，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁單位面積的個(gè)數(shù)減少，即N2

大于N3。⑥

3.(2020全國I卷)甲、乙兩個(gè)儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存有同種氣體(可視為理想氣體)。甲罐的容積為V,罐中氣體的壓強(qiáng)為

P；乙罐的容積為2V,罐中氣體的壓強(qiáng)為加?，F(xiàn)通過連接兩罐的細(xì)管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中去，兩罐

中氣體溫度相同且在調(diào)配過程中保持不變，調(diào)配后兩罐中氣體的壓強(qiáng)相等。求調(diào)配后

(1)兩罐中氣體的壓強(qiáng)；

(2)甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比。

【情境剖析】本題以氣體混裝為素材創(chuàng)設(shè)生活實(shí)踐問題情境。

【素養(yǎng)能力】本題考查考生是否具有氣體實(shí)驗(yàn)定律等物理觀念素養(yǎng)，考查關(guān)鍵能力中的理解能力、推理論

證能力、從實(shí)際問題情境中提煉信息的能力和建模能力。

【答案】⑴號(2)|

【解析】以氣體為研究對象，由于氣體溫度不變，由玻意耳定律分析。

(1)假設(shè)乙罐中的氣體被壓縮到壓強(qiáng)為p,其體積變?yōu)閂i,由玻意耳定律有%(2V尸pVi①

現(xiàn)兩罐氣體壓強(qiáng)均為p,總體積為(V+Vi)。設(shè)調(diào)配后兩罐中氣體的壓強(qiáng)為工由玻意耳定律有

p(V+Vi)=p'(V+2V)②

聯(lián)立①②式可得p'=|p0③

(2)若調(diào)配后甲罐中的氣體再被壓縮到原來的壓強(qiáng)p時(shí),體積為V2,由玻意耳定律p'V=pV2④

設(shè)調(diào)配后甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比為k,由密度的定義有k=?⑤

聯(lián)立③④⑤式可得k=|o

4.(2020全國II卷)潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個(gè)底部開口、上部封閉的容器，外形與鐘相似。潛水鐘

在水下時(shí)其內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險(xiǎn)的需要。為計(jì)算方便，將潛水鐘簡化為截面積為

S、高度為h、開口向下的圓筒;工作母船將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為H的水下，如圖所示。

已知水的密度為p,重力加速度大小為g,大氣壓強(qiáng)為po,H?h,忽略溫度的變化和水密度隨深度的變化。

::五二二二

⑴求進(jìn)入圓筒內(nèi)水的高度1。

(2)保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強(qiáng)為po時(shí)的體積。

【情境剖析】本題以潛水鐘為素材創(chuàng)設(shè)生活實(shí)踐問題情境。

【素養(yǎng)能力】本題考查學(xué)生是否具有氣體實(shí)驗(yàn)定律等物理觀念素養(yǎng)，考查關(guān)鍵能力中的理解能力、推理論

證能力、從實(shí)際問題情境中提煉信息的能力和建模能力。

【答案】⑴二^h⑵避弛

Po+PgHPo

【解析】(1)設(shè)潛水鐘在水面上方時(shí)和放入水下后筒內(nèi)氣體的體積分別為V。和Vi,放入水下后筒內(nèi)氣體的壓

強(qiáng)為pi,由玻意耳定律和題給條件有

piVi=p0V0①

V0=hS②

Vi=(h-l)S③

pi=po+pg(H-l)④

聯(lián)立以上各式并考慮到H?h>l,解得

上鼻鼠⑤

Po+PgH

(2)設(shè)水全部排出后筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P2,此時(shí)筒內(nèi)氣體的體積為Vo,這些氣體在其壓強(qiáng)為P0時(shí)的體積為V3,

由玻意耳定律有

P2Vo=poV3⑥

其中P2=po+pgH⑦

設(shè)壓入筒內(nèi)的氣體在壓強(qiáng)為P0時(shí)體積為V,依題意

V=V3-Vo⑧

聯(lián)立②⑥⑦⑧式得v=邂電。⑨

Po

5.(2021全國甲卷)如圖,一汽缸中由活塞封閉有一定量的理想氣體，中間的隔板將氣體分為A、B兩部分;初始

時(shí),A、B的體積均為V,壓強(qiáng)均等于大氣壓po。隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置，當(dāng)隔板兩邊壓強(qiáng)差超過O.5po

時(shí)隔板就會(huì)滑動(dòng),否則隔板停止運(yùn)動(dòng)。氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動(dòng)活塞，使B的體積減小為

塞

活

A5

(1)求A的體積和B的壓強(qiáng)；

(2)再使活塞向左緩慢回到初始位置,求此時(shí)A的體積和B的壓強(qiáng)。

【情境剖析】本題以汽缸為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索問題情境。

【素養(yǎng)能力】本題考查考生是否具有氣體實(shí)驗(yàn)定律等物理觀念素養(yǎng)，考查關(guān)鍵能力中的理解能力、推理論

證能力和建模能力。

【答案】(D0.4V2p0(2)(V5-1)V乎po

［解析】(1)對于B中的氣體，根據(jù)玻意耳定律poV=pB^

解得PB=2po

對于A中的氣體，根據(jù)玻意耳定律

PoV=pAVA

又PA=PB+O.5po=2.5po

解得VA=0.4V

(2)使活塞向左緩慢回到初始位置，對于B中的氣體，根據(jù)玻意耳定律2pox|v=pB2VB2

對于A中的氣體，根據(jù)玻意耳定律

2.5poxO.4V=pA2VA2

又VA2+VB2=2V，PB2-PA2-O.5PO

聯(lián)立求得pB2~3-~^po,VA2=(V5-1)V

【核心考點(diǎn)】

分子動(dòng)理論固體、液體性質(zhì)

一、分子動(dòng)理論

(一)物質(zhì)是由大量分子組成的

L阿伏加德羅常數(shù):NA=6.02X1()23mol-i

2.用油膜法測分子的大小，直徑的數(shù)量級為IO」。m,分子質(zhì)量的數(shù)量級為IO'?kg

3.與阿伏加德羅常數(shù)有關(guān)的宏觀量與微觀量的計(jì)算

4.分子的質(zhì)量:mo=^=學(xué)

NANA

5.分子的體積:Vo=》

6.分子的大小:球形體積模型直徑＜1=將，立方體模型邊長d=VVo

7.物質(zhì)所含的分子數(shù):N=!1NA=^NA=￥NA=%NA=^NA

m0Vom0pV0

(二)分子做永不停息的熱運(yùn)動(dòng)

1.擴(kuò)散現(xiàn)象

2.布朗運(yùn)動(dòng)

(三)分子間存在引力和斥力

二、晶體和非晶體、液晶、表面張力

氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用

1.玻意耳定律:m一定,T不變,piVi=p2V2或pV=常量

2.查理定律:m一定,V不變，詈=詈或黑常量

11121

3.蓋一呂薩克定律:m一定,p不變看="或｝常量

11121

4.理想氣體狀態(tài)方程:竽=竽

T1T2

熱力學(xué)定律

1.熱力學(xué)第一定律

內(nèi)容:一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。

表達(dá)式:AE=W+Q

2.熱力學(xué)第二定律

內(nèi)容:熱傳導(dǎo)具有從高溫向低溫的方向性，沒有外界的影響和幫助,不可能向相反的方向進(jìn)行。

或：(1)不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化，

(2)不可能從單一熱庫吸收熱量，并把它全部用來做功,而不引起其他變化。

熱機(jī)做的功W和它從熱庫吸收的熱量Q的比值，叫熱機(jī)的效率。

n=^,n總小于i

【最新熱點(diǎn)分析】

熱點(diǎn)一分子動(dòng)理論、固體、液體

【典例1］（多選）（2021河北高三一模）下列說法正確的是（）

單位速率間隔的分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比

液體I

甲乙丙丁

A.圖甲為中間有隔板的絕熱容器,隔板左側(cè)裝有溫度為T的理想氣體，右側(cè)為真空?，F(xiàn)抽掉隔板，氣體的最終溫

度仍為T

B.圖乙為布朗運(yùn)動(dòng)示意圖，懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間跟它相撞的液體分子越多，撞擊作用的不平

衡性表現(xiàn)得越明顯

C.圖丙為同一氣體在0℃和100°C兩種不同情況下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率

間的關(guān)系圖線，兩圖線與橫軸所圍面積不相等

D.圖丁中，液體表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，液體表面層中分子間的作用力表現(xiàn)為引

力

【答案】AD

【解析】右側(cè)為真空,氣體自由膨脹，“沒有做功對象”，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有AU=W+Q,做功W=0,因?yàn)槭墙^熱

容器，所以沒有熱交換，即Q=0,因此內(nèi)能不變，理想氣體的內(nèi)能由溫度決定,所以溫度不變，所以A正確;懸浮在

液體中的微粒越大，在某一瞬間跟它相撞的液體分子越多，撞擊作用的平衡性表現(xiàn)的越明顯，所以B錯(cuò)誤;由丙

圖可知，在0℃和100℃兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線

與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1,即相等，所以C錯(cuò)誤;液體表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大,

液體表面層中分子間的作用力表現(xiàn)為引力，即液體的表面張力，所以D正確。

【方法規(guī)律歸納】

分子動(dòng)理論必須掌握的三個(gè)問題

（1）必須掌握微觀量估算的兩個(gè)模型

球模型:兀R3（適用于估算液體、固體分子直徑）。

立方體模型:V=a3（適用于估算氣體分子間距）。

（2）必須明確反映分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的兩個(gè)實(shí)例

①布朗運(yùn)動(dòng)

②擴(kuò)散現(xiàn)象

(3)必須弄清分子力和分子勢能

①分子力:分子間引力與斥力的合力。分子間距離增大,引力和斥力均減小;分子間距離減小，引力和斥力均增

大,但斥力總比引力變化得快。

②分子勢能:分子力做正功，分子勢能減小;分子力做負(fù)功，分子勢能增大;當(dāng)分子間距為r°(分子間的距離為r0時(shí),

分子間作用的合力為0)時(shí)，分子勢能最小。

熱點(diǎn)二氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用

【典例2](2019全國I卷)熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。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)境對放入爐腔中的材料加工處理，改

善其性能。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0.13nP,爐腔抽真空后，在室溫下用

壓縮機(jī)將10瓶氤氣壓入到爐腔中。已知每瓶氨氣的容積為3.2x10-2n?,使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5x107p&

使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為2.0x106Pa;室溫溫度為27℃。氤氣可視為理想氣體。

(1)求壓入氤氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；

(2)將壓入僦氣后的爐腔加熱到1227℃,求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)。

【答案】(1)3.2x107Pa(2)1.6xl08Pa

【解析】(1)設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為Vo,壓強(qiáng)為po；使用后氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為pi=假設(shè)體積為Vo、

壓強(qiáng)為po的氣體壓強(qiáng)變?yōu)閜i時(shí),其體積膨脹為Vi。由玻意耳定律

poVo=piVi①

被壓入進(jìn)爐腔的氣體在室溫和pi條件下的體積為V/=Vi-Vo②

設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為P2,體積為V2。由玻意耳定律p2V2=10piVT③

7

聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得p2=3.2xl0Pa@

(2)設(shè)加熱前爐腔的溫度為To,加熱后爐腔溫度為Ti,氣體壓強(qiáng)為p3。由查理定律黑=號⑤

10

8

聯(lián)立④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得P3=1.6X10Pa@

【典例3】(2021全國乙卷)如圖所示,一玻璃裝置放在水平桌面上，豎直玻璃管A、B、C粗細(xì)均勻,A、B兩管

的上端封閉,C管上端開口,三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通。A、B兩管的長度分別為h=13.5cm,b=32

cm。將水銀從C管緩慢注入，直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差h=5cm。已知外界大氣壓為po=75cmHg。

求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差。

B

【答案】1cm

【解析】以B管中的氣體為研究對象有pol2=(po+pgh)12’

解得E=30cm

B管中的水銀柱高AM2-I2-2cm

設(shè)AB管中水銀柱的高度差為h,

以A管中氣體為研究對象有

Pol1=(po+pgh+pgh')[11-(Al-h')]

解得h-1cm。

【方法規(guī)律歸納】

1.對三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解

(1)定律在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的情況下適用

(2)一定質(zhì)量的理想氣體做等容變化時(shí)，氣體的壓強(qiáng)跟攝氏溫度不成正比；

(3)氣體做等容變化時(shí),氣體壓強(qiáng)的變化量與溫度的變化量成正比，即詈=詈=第

2.封閉氣體壓強(qiáng)兩種模型的計(jì)算方法

(1)活塞模型

求活塞封閉的氣體壓強(qiáng)時(shí)，一般以活塞為研究對象,分析它受到的氣體壓力及其他各力，列出受力的平衡方程,

如圖所示，活塞靜止于光滑的汽缸中，活塞質(zhì)量為m,面積為S,被封閉氣體的壓強(qiáng)為p,大氣壓強(qiáng)為po,活塞受力

如圖所示,由平衡條件得pS=p0S+mg,解得p=po+詈。

(2)液柱模型

求液柱封閉的氣體壓強(qiáng)時(shí),一般以液柱為研究對象分析受力、列平衡方程。

3.四注意

(1)液體因重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小為p=pgh(其中h為至液面的豎直高度);

(2)不要漏掉大氣壓強(qiáng)；

(3)有時(shí)直接應(yīng)用連通器原理一連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等；

(4)當(dāng)液體為水銀時(shí),可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”等，使計(jì)算過程簡便。

考點(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用

【典例4](2021遼寧朝陽高三一模)如圖所示，絕熱汽缸倒扣放置，質(zhì)量為M的絕熱活塞在汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)

量的理想氣體，活塞與汽缸間摩擦可忽略不計(jì)，活塞下部空間與外界連通，汽缸底部連接一U形細(xì)管(管內(nèi)氣體

的體積忽略不計(jì))。初始時(shí)，封閉氣體溫度為T,活塞距離汽缸底部為ho,細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱存在高度差。己知

水銀密度為p,大氣壓強(qiáng)為po,汽缸橫截面積為S,重力加速度為g?

(1)求U形細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差。

(2)通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降A(chǔ)ho,求此時(shí)的溫度;此加熱過程中，若氣體吸收的熱量為Q,求

氣體內(nèi)能的變化。

【答案】(1焉⑵邑詈ToQ-(poS-Mg)Aho

【解析】(1)封閉氣體的壓強(qiáng)為p,對活塞分析，根據(jù)平衡條件有poS=pS+Mg

氣體的壓強(qiáng)為p=po-pgAh

解得到Ah專

(2)加熱過程中氣體的變化是等壓變化竽=&+'o)S

解得T=ho+AhoT()

h0

氣體對外做功為W=pSAho=(poS-Mg)Aho

則內(nèi)能的變化AU=Q-W=Q-(poS-Mg)Aho

【方法規(guī)律歸納】

1.思維流程

確定研究d氣體

——修汽缸、活塞、液柱等

-------------「狀態(tài)參量

「氣體實(shí)驗(yàn)定律-________________________

“-------------當(dāng)初、末態(tài)之間發(fā)生的變化

兩類:分析f，做功情況

q熱力學(xué)定律H吸、放熱情況

1內(nèi)能變化情況

選贏律u氣體的三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀

列方程求解「I態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律

2.熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用技巧

(1)內(nèi)能變化量AU的分析思路

①由氣體溫度變化分析氣體內(nèi)能變化。溫度升高,內(nèi)能增加;溫度降低,內(nèi)能減少。

②由公式AU=W+Q分析內(nèi)能變化。

(2)做功情況W的分析思路

①由體積變化分析氣體做功情況。體積被壓縮，外界對氣體做功;體積膨脹，氣體對外界做功。

②由公式W=AU-Q分析氣體做功情況。

(3)氣體吸、放熱Q的分析思路

一般由公式Q=AU-W分析氣體的吸、放熱情況。

【考場練兵】

一、基礎(chǔ)強(qiáng)化練

1.(多選)(2022屆云南三校高考備考實(shí)用性聯(lián)考卷)下列說法正確的是()

A.當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時(shí)，分子勢能最小

B,飽和汽的壓強(qiáng)一定大于非飽和汽的壓強(qiáng)

C.溫度總是從分子平均動(dòng)能大的物體向分子平均動(dòng)能小的物體轉(zhuǎn)移

D.一定量的水蒸發(fā)為同溫度的水蒸氣，吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能

E.干濕泡溫度計(jì)的干泡與濕泡的示數(shù)差越小，則相對濕度越大，人感覺潮濕

【答案】ADE

【解析】A.當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時(shí)，分子力為0,如果分子間距離改變，則都需要克服分子力做功，

所以分子勢能都增大，則A正確；

B.相同溫度、相同液體，飽和汽的壓強(qiáng)大于末飽和汽的壓強(qiáng)，但不同溫度、液體不一定，故B錯(cuò)誤；

C.熱量總是從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移，而且溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高分子平均動(dòng)能越大,

所以C錯(cuò)誤；

D.一定量的水蒸發(fā)為同溫度的水蒸氣，體積增大，對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，吸收的熱量大于

其增加的內(nèi)能，所以D正確；

E.干濕泡濕度計(jì)的濕泡溫度計(jì)與干泡溫度計(jì)的示數(shù)差距越大，說明濕泡的蒸發(fā)非常快，空氣的相對濕度越

小，即水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)、絕對濕度離飽和程度越遠(yuǎn)，干濕泡溫度計(jì)的干泡與濕泡的示數(shù)差越小，則相對

濕度越大，人感覺潮濕，所以E正確；故選ADE。

2.（多選）（2021安徽宿州三模）下列說法正確的是（）

A.食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布,具有空間上的規(guī)律性

B.絕熱汽缸中密封的理想氣體在被壓縮過程中，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度減小

C.在恒溫水池中，小氣泡由底部緩慢上升的過程中，氣泡中的理想氣體內(nèi)能變大，對外做功，放出熱量

D.質(zhì)量和溫度都相同的水、冰和水蒸氣，它們的內(nèi)能不相等

E.一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)宏觀過程都具有方向性，總是向分子熱運(yùn)動(dòng)無序性更大的方向進(jìn)行

【答案】ADE

【解析】食鹽是晶體，鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的規(guī)律性,A正確;絕熱汽缸中密封的理想氣體

在被壓縮過程中，外界對氣體做功，氣體的溫度升高，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度變大,B錯(cuò)誤;在恒溫水池中，小氣

泡由底部緩慢上升的過程中，氣泡中的理想氣體內(nèi)能不變，對外做功，吸收熱量,C錯(cuò)誤;質(zhì)量和溫度都相同的水、

冰和水蒸氣，分子動(dòng)能相同,分子勢能不同，內(nèi)能不同,D正確;一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)宏觀過程都具有方向性，

總是向分子熱運(yùn)動(dòng)無序性更大的方向進(jìn)行，符合端增加原理,E正確。

3.（2022昆明一中、銀川一中高三聯(lián)合考試）如圖是“卡諾循環(huán)”示意圖，A-B、C-D是等溫過程，B-C、

D-A是絕熱過程?，F(xiàn)有一理想氣體完成“卡諾循環(huán)”，以下說法正確的是（）

A.氣體在A—B過程中對外做功B.氣體在A—B過程中吸收熱量

C.氣體在B-C過程中內(nèi)能增大D.氣體在A狀態(tài)的溫度高于C狀態(tài)

E.分子在C狀態(tài)單位時(shí)間內(nèi)對容器壁的碰撞次數(shù)大于在D狀態(tài)

【答案】ABD

【解析】A.在A-B過程中氣體的體積變大，故氣體對外做功，選項(xiàng)A正確；

B.A-B為等溫過程，氣體的內(nèi)能保持不變，由于該過程外界對氣體做負(fù)功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)?/p>

體對外吸熱，選項(xiàng)B正確；

C.B-C是絕熱過程，且氣體的體積變大，外界對氣體做負(fù)功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能減小，

選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.由于B-C過程內(nèi)能減小，氣體在B狀態(tài)的溫度高于C狀態(tài)，又A-B為等溫過程，故氣體在A狀態(tài)的

溫度高于C狀態(tài)，選項(xiàng)D正確；

E.C-D是等溫過程，氣體分子的平均速率不變，氣體在C狀態(tài)的體積大于D狀態(tài)的體積，即C狀態(tài)單

位體積內(nèi)分子數(shù)小于D狀態(tài)的，故分子在C狀態(tài)單位時(shí)間內(nèi)對容器壁的碰撞次數(shù)小于在D狀態(tài)，選項(xiàng)E錯(cuò)

誤。故選ABD。

4.（2022屆高考物理精創(chuàng)預(yù)測卷）如圖，密閉導(dǎo)熱容器內(nèi)，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷過程①、

②、③又回到狀態(tài)A。對此氣體，下列說法正確的是0

A.過程②中氣體的壓強(qiáng)逐漸增大

B.過程①中氣體對外界做正功

C.過程③中氣體從外界吸收熱量

D.狀態(tài)A時(shí)氣體單位時(shí)間對單位面積器壁的碰撞次數(shù)比狀態(tài)B時(shí)的少

E.過程②中外界對氣體做的功小于氣體放出的熱量

【答案】（1）BCE

【解析】（1）過程②中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知?dú)怏w壓強(qiáng)不變，A錯(cuò)誤；過程①中，氣體體積增大，

氣體對外界做正功，B正確；過程③中，氣體體積不變，對外界不做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，根據(jù)熱

力學(xué)第一定律可知，氣體從外界吸收熱量，C正確；狀態(tài)A與狀態(tài)3氣體溫度相同，在狀態(tài)B時(shí)氣體體積

大，則壓強(qiáng)小，單位時(shí)間對單位面積器壁的碰撞次數(shù)少，D錯(cuò)誤；過程②中，氣體體積減小，外界對氣體

做功，氣體溫度降低，內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，外界對氣體做的功小于氣體放出的熱量，E正

確。

5.（2021福建廈門高三一模）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a等壓膨脹到狀態(tài)b,再等容增壓到狀態(tài)c,然后膨脹到

狀態(tài)d,其壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系如圖所示，其中曲線cd為雙曲線的一支。若氣體在狀態(tài)a時(shí)的熱力學(xué)溫度為

To,氣體由狀態(tài)a等壓膨脹到狀態(tài)b的過程中內(nèi)能增加了AU,則該過程中氣體從外界吸收的熱量為.

在狀態(tài)d時(shí)的熱力學(xué)溫度為。

0

Vo2V03Vo-6

【答案】AU+poVo?

【解析】從a到b,理想氣體做等壓變化，氣體對外做功為

W=p0(Vo-2Vo)=-poVo

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有AU=W+Q

聯(lián)立，可得Q=AU+poVo

根據(jù)曲線cd為雙曲線的一支,可知從c到d,氣體做等溫變化，有Tc=Td

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，從a到c有畢=粵以

1。1c

聯(lián)立，可得Td=￥

4

6.(2021廣東高三三模)甲、乙兩圖分別表示兩個(gè)分子之間分子力和分子勢能隨分子間距離變化的圖象。由圖

象判斷當(dāng)分子間距離r<r0時(shí)，分子力隨分子間距離的減小而，當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子勢能隨分子間

距離的增大而。(均選填“增大'或“減小”)

【答案】增大增大

【解析】由圖象判斷當(dāng)分子間距離r<ro時(shí)，分子力隨分子間距離的減小而增大,當(dāng)分子間距離r>ro時(shí)，分子間表

現(xiàn)為引力，分子間距離的增大，分子力做負(fù)功，分子勢能增大。

7.(2021廣東高三三模)修車師傅為一自行車更換新內(nèi)胎，用電動(dòng)充氣泵給內(nèi)胎充氣后測得內(nèi)胎胎壓為200kPa,

外界環(huán)境溫度為27°C,大氣壓強(qiáng)為100kPa。胎內(nèi)氣體可視為理想氣體，充氣過程中胎內(nèi)氣體溫度無明顯變化,

不計(jì)充氣前內(nèi)胎中的殘余氣體,不計(jì)內(nèi)胎容積的變化。

(1)求充入內(nèi)胎的空氣在100kPa條件下的體積是充氣后胎內(nèi)氣體體積的多少倍；

(2)充氣結(jié)束后,當(dāng)外界環(huán)境溫度緩慢升高到30℃時(shí),求內(nèi)胎胎壓。

【答案】⑴2(2)202kPa

【解析】(1)對所充氣體由玻意耳定律可得pokV=piV

其中p0=100kPa,pi=200kPa,解得k=2。

(2)由于體積不變，對氣體由蓋一呂薩克定律得*=詈

1112

其中Ti=300K,T2=303K,解得p2=202kPa-

二、能力提升練

8.(2022屆云南三校高考備考實(shí)用性聯(lián)考卷)如圖所示，橫截面積均為S的兩導(dǎo)熱氣缸A、B中裝有同種

氣體，通過一段體積可忽略的細(xì)管相連接，在細(xì)管中間安裝有一個(gè)閥門D,兩氣缸中各有一個(gè)質(zhì)量為機(jī)的

活塞，氣缸B中的活塞與一個(gè)輕彈簧相連接。閥門D關(guān)閉時(shí)，輕彈簧處于原長，氣缸B中氣柱長度恰為L

氣缸A中的活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，氣柱長度為33已知大氣壓強(qiáng)00=等，彈簧的勁度系數(shù)上=也呈，

重力加速度為g,活塞可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)且不漏氣?，F(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為機(jī)的重物C輕輕地放到氣缸A中

的活塞上，并打開閥門D,保持環(huán)境溫度不變，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，求：

(1)彈簧的形變量；

(2)氣缸A中活塞向下移動(dòng)的距離。

Q

【答案】(1)L;(2)-L

【解析】(1)未放重物C時(shí)氣缸A中氣體的壓強(qiáng)?|=外+卓=200

氣缸B中氣體的壓強(qiáng)p2=p0

放上重物C后兩部分氣體混合，壓強(qiáng)為p=po+咨=3p0

3

氣缸B中活塞平衡時(shí)，由平衡條件可得pS=kx+p0S

解得彈簧的形變量X=L

（2）兩部分氣體混合后的總長度設(shè)為》由玻意耳定律可得+=

7￡

解得y=

由幾何關(guān)系知?dú)飧譇中的活塞向下移動(dòng)的距離為〃=3L+L+x—y

o

代入整理得丸=—L

3

9.（2022屆高考物理精創(chuàng)預(yù)測卷）如圖，高為L=70cm的氣缸靜止在水平地面上，內(nèi)有一橫截面積為

j3

S=25cn?的輕質(zhì)活塞。缸口裝有卡環(huán)，右側(cè)離地高為二處安裝一細(xì)管閥門。閥門關(guān)閉時(shí)氣缸內(nèi)裝有高為:工

的水，活塞下封閉有壓強(qiáng)為口=1.6x105pa的理想氣體，此時(shí)活塞靜止在卡環(huán)處。現(xiàn)在活塞上施加恒力

尸=100N,打開閥門，讓水緩慢流出，當(dāng)活塞恰好不離開卡環(huán)時(shí)立即關(guān)閉閥門，此過程中封閉氣體的溫度

保持4=27℃不變，大氣壓強(qiáng)）。=1x105pa,活塞的厚度和摩擦均不計(jì)。

（ii）若保持恒力不變，打開閥門，水面再下降％=2cm后立即關(guān)閉閥門，對封閉氣體緩慢加熱，使溫度達(dá)

到r'=87℃,求封閉氣體的壓強(qiáng)。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

[]（[）h=25cm（'）P=L53xl°Pa

【解析】（i）恒力產(chǎn)生的壓強(qiáng)。=￡=0.4x105pa

kJ

當(dāng)活塞恰好不離開卡環(huán)時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)p2=p0+p

根據(jù)玻意耳定律有0/：5=必[：+85

解得h=2.5cm

（ii）分析可知，放水后活塞下移

當(dāng)活塞恰好回到卡環(huán)處時(shí)，設(shè)封閉氣體的溫度為f,根據(jù)蓋-呂薩克定律有14+吁匕+〃+:4

T,T2

其中z=300Kz=（273+r）K

解得f=57℃

由于，=57C后繼續(xù)加熱，封閉氣體做等容變化，根據(jù)查理定律有牛

,21

其中7=（273+87）K=360K

解得p'=1.53x105Pa

10.（2022屆高三年級貴陽五校聯(lián)合）2021年7月4日，神舟十二號航天員劉伯明湯洪波身著我國自主研制

的新一代“飛天”艙外航天服成功出艙。在地面進(jìn)行的某次艙外航天服氣密性檢查中，將一定量的氣體充入航

天服，并將航天服上的所有閥門擰緊，此時(shí)航天服內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度為"b（7b