第15章熱學(xué)第1節(jié)分子動(dòng)理論內(nèi)能固體和液體分子動(dòng)理論內(nèi)能T2~5、9◆固體和液體性質(zhì)的理解T1、6、7、8五年高考1.★[2020江蘇,13A(1)](多選)玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史,它是一種非晶體。下列關(guān)于玻璃的說(shuō)法正確的有()A.沒(méi)有固定的熔點(diǎn)B.天然具有規(guī)則的幾何形狀C.沿不同方向的導(dǎo)熱性能相同D.分子在空間上周期性排列答案AC2.★★(2023北京,1,3分)夜間由于氣溫降低,汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強(qiáng)變低。與白天相比,夜間輪胎內(nèi)的氣體()A.分子的平均動(dòng)能更小B.單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)更少C.所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都更小D.分子對(duì)輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用力更大答案A3.★★(2022江蘇,6,4分)自主學(xué)習(xí)活動(dòng)中,同學(xué)們對(duì)密閉容器中的氫氣性質(zhì)進(jìn)行討論,下列說(shuō)法中正確的是()A.體積增大時(shí),氫氣分子的密集程度保持不變B.壓強(qiáng)增大是因?yàn)闅錃夥肿又g斥力增大C.因?yàn)闅錃夥肿雍苄?所以氫氣在任何情況下均可看成理想氣體D.溫度變化時(shí),氫氣分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會(huì)變化答案D4.★★[2021重慶,15(1),4分]圖1和圖2中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別描述了某物理量隨分子之間的距離變化的規(guī)律,r0為平衡位置。現(xiàn)有如下物理量:①分子勢(shì)能,②分子間引力,③分子間斥力,④分子間引力和斥力的合力,則曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對(duì)應(yīng)的物理量分別是()A.①③②B.②④③C.④①③D.①④③答案D

三年模擬5.★★(2025屆浙江杭州浙南聯(lián)盟月考)浙江大學(xué)某課題組制備出了一種超輕的固態(tài)氣凝膠,它刷新了目前世界上最輕的固體材料的紀(jì)錄。設(shè)氣凝膠的密度為ρ,摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則()A.a千克氣凝膠所含分子數(shù)n=a·NAB.氣凝膠的摩爾體積Vmol=MC.每個(gè)氣凝膠分子的體積V0=MD.每個(gè)氣凝膠分子的直徑D=3答案D6.★★(2025屆湖北武漢江漢摸底考)下列關(guān)于固體、液體的說(shuō)法正確的是()A.毛細(xì)管中出現(xiàn)毛細(xì)現(xiàn)象時(shí),液體一定浸潤(rùn)該毛細(xì)管B.航天員在太空中會(huì)因?yàn)槊P無(wú)法吸墨而寫不成毛筆字C.晶體沿不同方向的導(dǎo)熱性質(zhì)一定不同D.液體的表面張力方向總是與液面相切答案D7.★★(2025屆江蘇南通調(diào)研)在不同溫度下某物質(zhì)材料的分子排列如圖所示,甲圖對(duì)應(yīng)的溫度為T1,乙圖對(duì)應(yīng)的溫度為T2,則()A.T1>T2B.甲、乙兩圖中的分子都在做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)C.甲圖中沿不同方向單位長(zhǎng)度上的分子數(shù)相同D.乙圖中沿不同方向單位長(zhǎng)度上的分子數(shù)相同答案B8.★★★(2024屆江蘇南京秦淮中學(xué)月考)關(guān)于液體和固體的一些現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是()A.圖(1)中水黽停在水面上是因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ饔肂.圖(2)中石英晶體像玻璃一樣,沒(méi)有確定的熔點(diǎn)C.圖(3)中水銀在玻璃上形成“圓珠狀”的液滴說(shuō)明水銀浸潤(rùn)玻璃D.圖(4)中組成晶體的微粒形成很規(guī)則的幾何空間點(diǎn)陣,在所有的物理性質(zhì)上均表現(xiàn)為各向同性答案A9.(模塊融合)(2025屆北京順義一中月考)如圖甲所示,A、B為某種雙原子分子中的兩個(gè)原子,以A原子所在位置為原點(diǎn),沿兩原子連線建立x軸。如果選取兩個(gè)原子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)的勢(shì)能為0,則兩個(gè)原子之間的勢(shì)能Ep與它們之間的距離r的Ep-r關(guān)系圖線如圖乙所示。(1)說(shuō)明Ep-r關(guān)系圖線的切線斜率的絕對(duì)值及正負(fù)描述的物理意義。(2)由圖乙可知,當(dāng)兩原子間距離為r0時(shí),勢(shì)能最小,假設(shè)原子A固定不動(dòng),原子B在r0附近的振動(dòng)近似看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)的范圍為r0-b≤r≤r0+b,其中b遠(yuǎn)小于r0。已知在r0附近Ep隨r變化的規(guī)律可近似寫作Ep=Ep0+k2(r-r0)2,式中Ep0和k均為常量且已知。計(jì)算原子B在其振動(dòng)范圍內(nèi)振動(dòng)過(guò)程的最大動(dòng)能(用k和b表示)(3)為了進(jìn)一步理解溫度變化對(duì)物體體積的影響,將分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能簡(jiǎn)化成B原子在振動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能。請(qǐng)結(jié)合溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志,即T=aEk(a為物理常量,Ek為分子熱運(yùn)動(dòng)的平動(dòng)動(dòng)能答案(1)見解析(2)12kb2(3)解析(1)Ep-r關(guān)系圖線的切線斜率的絕對(duì)值表示分子力的大小,斜率為正表示分子力表現(xiàn)為引力,斜率為負(fù)表示分子力表現(xiàn)為斥力。(2)由題意可知,原子B處于r1=r0處時(shí),系統(tǒng)的動(dòng)能為最大值,設(shè)為Ek1,系統(tǒng)的勢(shì)能為最小值,設(shè)為Ep1,則有Ep1=Ep0+k2(r1-r0)2=E原子B處于r2=r0-b處時(shí),系統(tǒng)的動(dòng)能為0,系統(tǒng)的勢(shì)能為最大值,設(shè)為Ep2,則有Ep2=Ep0+k2(r2-r0)2=Ep0+12根據(jù)能量守恒定律可得Ep1+Ek1=Ep2+0解得Ek1=12kb2(3)溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志,即有T=aEk,由于可以將分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能簡(jiǎn)化成B原子在振動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能,則有T=12akb2。a、k均為常量,當(dāng)溫度升高時(shí)b增大,在宏觀上表現(xiàn)為物體的體積增大;當(dāng)溫度降低時(shí)b減小

第2節(jié)氣體的性質(zhì)考法領(lǐng)航·教考銜接回歸教材試題溯源(2024海南,7,3分)如圖為用鋁制易拉罐制作的溫度計(jì),一透明薄吸管里有一段油柱(長(zhǎng)度不計(jì)),吸管與罐連接處密封良好,罐內(nèi)氣體可視為理想氣體,已知罐的容積為330cm3,薄吸管橫截面積為0.5cm2,罐外吸管總長(zhǎng)度為20cm,當(dāng)溫度為27℃時(shí),油柱離罐口10cm,不考慮大氣壓的變化,下列說(shuō)法正確的是()A.若在吸管上標(biāo)注等差溫度值,則刻度左密右疏B.該裝置所測(cè)溫度不高于31.5℃C.該裝置所測(cè)溫度不低于23.5℃D.其他條件不變,緩慢把吸管拉出來(lái)一點(diǎn),則油柱離罐口距離增大答案B考法點(diǎn)睛找出溫度與油柱到罐口距離的函數(shù)關(guān)系即可判斷刻度是否均勻。五年高考1.★★(2023江蘇,3,4分)如圖所示,密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過(guò)程中()A.氣體分子的數(shù)密度增大B.氣體分子的平均動(dòng)能增大C.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積器壁的作用力減小D.單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小答案B2.★★★(2023遼寧,5,4分)“空氣充電寶”是一種通過(guò)壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的裝置,可在用電低谷時(shí)儲(chǔ)存能量、用電高峰時(shí)釋放能量。“空氣充電寶”某個(gè)工作過(guò)程中,一定質(zhì)量理想氣體的p-T圖像如圖所示。該過(guò)程對(duì)應(yīng)的p-V圖像可能是()答案B3.★★(2024江西,13,10分)可逆斯特林熱機(jī)的工作循環(huán)如圖所示。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)ABCDA完成循環(huán)過(guò)程,AB和CD均為等溫過(guò)程,BC和DA均為等容過(guò)程。已知T1=1200K,T2=300K,氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)pA=8.0×105Pa,體積V1=1.0m3,氣體在狀態(tài)C的壓強(qiáng)pC=1.0×105Pa。求:(1)氣體在狀態(tài)D的壓強(qiáng)pD;(2)氣體在狀態(tài)B的體積V2。答案(1)2.0×105Pa(2)2.0m3

三年模擬4.★★(2025屆云南調(diào)研)云南某地晝夜溫差較大,若放置在室外的充氣船內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變,夜間充氣船內(nèi)的氣體與白天相比()A.內(nèi)能更小B.體積更大C.分子的密集程度更小D.分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率更大答案A5.★★★(2025屆東北三省精準(zhǔn)教學(xué)聯(lián)考)如圖所示,光滑的絕熱汽缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的絕熱活塞,活塞下方封閉一定質(zhì)量的理想氣體,初始時(shí)氣體狀態(tài)為A?，F(xiàn)用電熱絲對(duì)汽缸內(nèi)氣體緩慢加熱至某一狀態(tài)B,停止加熱前,活塞已經(jīng)與卡口接觸。下列圖像能反映封閉氣體狀態(tài)變化的是()A.甲和丙B.甲和丁C.乙和丙D.乙和丁答案D6.★★★(2025屆江蘇南通崇川調(diào)研)物質(zhì)的量為n的理想氣體,其壓強(qiáng)p隨熱力學(xué)溫度T變化的過(guò)程如圖所示,a、b、c為過(guò)程中的三個(gè)狀態(tài),各狀態(tài)的壓強(qiáng)和溫度如圖所示,已知狀態(tài)a時(shí)氣體的體積為V0,ba的延長(zhǎng)線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O,氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b吸收了熱量Q,阿伏加德羅常數(shù)為NA。求:(1)狀態(tài)b時(shí)氣體的溫度Tb;(2)狀態(tài)c時(shí),氣體分子間的平均距離d。答案(1)2T0(2)37.★★★(2025屆甘肅白銀聯(lián)考)某種“系留氣球”如圖甲所示,圖乙是氣球的簡(jiǎn)化模型圖。主、副氣囊通過(guò)不漏氣、無(wú)摩擦的活塞分隔開,主氣囊內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體(密度較小),副氣囊與大氣連通。輕彈簧右端固定,左端與活塞連接。當(dāng)氣球在地面達(dá)到平衡時(shí),活塞與左擋板剛好接觸,彈簧處于原長(zhǎng)。在氣球升空的過(guò)程中,大氣壓強(qiáng)逐漸減小,彈簧被緩慢壓縮。當(dāng)氣球上升至目標(biāo)高度時(shí),活塞剛好與右擋板接觸,理想氣體的體積變?yōu)槌跏紩r(shí)的1.6倍,此時(shí)活塞兩側(cè)氣體壓強(qiáng)差為地面大氣壓強(qiáng)的18。已知地面大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa,熱力學(xué)溫度T0=300K,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),(1)求目標(biāo)高度處的大氣壓強(qiáng)p;(2)氣球在目標(biāo)高度處長(zhǎng)時(shí)間駐留,氣球內(nèi)外溫度相同,彈簧壓縮量為左、右擋板間距離的12,已知該處大氣壓強(qiáng)不變,求氣球駐留處的大氣熱力學(xué)溫度T2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案(1)5×104Pa(2)219K

微專題31玻璃管-液柱模型1.★★★(2020上海,12,4分)如圖,一玻璃管上端開口下端封閉,上管內(nèi)徑小于下管內(nèi)徑,管內(nèi)用水銀封住一定質(zhì)量的氣體,在大氣壓強(qiáng)不變的情況下,氣體溫度緩慢升高,水銀全部進(jìn)入上管且未溢出,此過(guò)程中氣體壓強(qiáng)p隨體積V的變化關(guān)系可能是()答案C2.★★★(2024屆遼寧沈陽(yáng)三模)兩端封閉、粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi),一段水銀柱將內(nèi)部的理想氣體分隔成A、B兩段,當(dāng)玻璃管豎直靜止時(shí),A、B兩段的長(zhǎng)度相等,如圖甲所示;僅將玻璃管旋轉(zhuǎn)180°,再次平衡時(shí),A、B兩段的長(zhǎng)度之比為1∶2,如圖乙所示。忽略溫度的變化,下列說(shuō)法正確的是()A.圖甲中A、B兩段氣體的壓強(qiáng)的比值為5B.圖甲中A、B兩段氣體的壓強(qiáng)的比值為7C.圖乙中A、B兩段氣體的壓強(qiáng)的比值為10D.圖乙中A、B兩段氣體的壓強(qiáng)的比值為7答案B3.★★★(2024屆重慶巴蜀中學(xué)期末)如圖所示,粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱性良好的L形玻璃管固定在豎直面內(nèi),豎直部分AB的長(zhǎng)度為50cm,上端封閉,管內(nèi)用水銀柱封閉一段長(zhǎng)度為25cm的理想氣體,水平部分BC右端開口,長(zhǎng)度為25cm,L形玻璃管內(nèi)的水銀柱總長(zhǎng)度為30cm。已知大氣壓強(qiáng)為75cmHg,環(huán)境溫度為300K,不計(jì)管徑對(duì)水銀柱分布的影響?，F(xiàn)將細(xì)玻璃管在豎直面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蚶@B點(diǎn)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)180°,則()A.當(dāng)水銀柱剛好全部進(jìn)入AB時(shí),玻璃管轉(zhuǎn)過(guò)的角度小于30°B.當(dāng)水銀柱剛好全部進(jìn)入AB時(shí),玻璃管轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于30°C.若轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)使AB段中氣體溫度升高到540K,則其長(zhǎng)度與初始狀態(tài)的長(zhǎng)度相同D.若轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)使AB段中氣體溫度升高到600K,則其長(zhǎng)度與初始狀態(tài)的長(zhǎng)度相同答案D4.★★★(2024屆福建三明三模)如圖1所示,一內(nèi)壁光滑的細(xì)薄玻璃管放在傾角為θ的粗糙斜面上,當(dāng)總質(zhì)量為m的玻璃管與管內(nèi)水銀從靜止開始一起沿斜面加速下滑時(shí),管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1。已知玻璃管的橫截面積為S,管外壁與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,管內(nèi)水銀質(zhì)量為m0,大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g,不計(jì)封閉氣體的重力,忽略氣體溫度的變化,求:(1)玻璃管與水銀沿斜面下滑的加速度的大小a;(2)如圖2所示,若將玻璃管豎直靜止放置,此時(shí)被封閉的空氣柱的長(zhǎng)度L2。答案(1)gsinθ-μgcosθ(2)(

微專題32活塞-汽缸模型1.★★(2024屆云南一模)如圖所示,一導(dǎo)熱汽缸由粗細(xì)不同的兩段圓柱形汽缸連接而成,通過(guò)剛性桿連接的活塞A、B封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞可無(wú)摩擦滑動(dòng),活塞及桿的質(zhì)量不可忽略。汽缸由如圖所示的狀態(tài)在豎直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°至活塞A在下方,汽缸始終處于密封狀態(tài)且環(huán)境溫度和大氣壓強(qiáng)均保持不變。此過(guò)程中關(guān)于缸內(nèi)封閉氣體,下列說(shuō)法正確的是()A.壓強(qiáng)變小B.體積變小C.向外放熱D.外界對(duì)氣體做正功答案A2.★★★(2024河北,9,6分)(多選)如圖,水平放置的密閉絕熱汽缸被導(dǎo)熱活塞分成左右兩部分,左側(cè)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,右側(cè)為真空,活塞與汽缸右壁中央用一根輕質(zhì)彈簧水平連接。汽缸內(nèi)壁光滑且水平長(zhǎng)度大于彈簧自然長(zhǎng)度,彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)且體積忽略不計(jì)?；钊跏紩r(shí)靜止在汽缸正中間,后因活塞密封不嚴(yán)發(fā)生緩慢移動(dòng),活塞重新靜止后()A.彈簧恢復(fù)至自然長(zhǎng)度B.活塞兩側(cè)氣體質(zhì)量相等C.與初始時(shí)相比,汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加D.與初始時(shí)相比,活塞左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少答案ACD3.★★★(2024廣東,13,9分)差壓閥可控制氣體進(jìn)行單向流動(dòng),廣泛應(yīng)用于減震系統(tǒng)。如圖所示,A、B兩個(gè)導(dǎo)熱良好的汽缸通過(guò)差壓閥連接,A內(nèi)輕質(zhì)活塞的上方與大氣連通,B的體積不變。當(dāng)A內(nèi)氣體壓強(qiáng)減去B內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于Δp時(shí)差壓閥打開,A內(nèi)氣體緩慢進(jìn)入B中;當(dāng)該差值小于或等于Δp時(shí)差壓閥關(guān)閉。當(dāng)環(huán)境溫度T1=300K時(shí),A內(nèi)氣體體積VA1=4.0×10-2m3;B內(nèi)氣體壓強(qiáng)pB1等于大氣壓強(qiáng)p0。已知活塞的橫截面積S=0.10m2,Δp=0.11p0,p0=1.0×105Pa。重力加速度大小取g=10m/s2。A、B內(nèi)的氣體可視為理想氣體,忽略活塞與汽缸間的摩擦,差壓閥與連接管道內(nèi)的氣體體積不計(jì)。當(dāng)環(huán)境溫度降低到T2=270K時(shí):(1)求B內(nèi)氣體壓強(qiáng)pB2;(2)求A內(nèi)氣體體積VA2;(3)在活塞上緩慢倒入鐵砂,若B內(nèi)氣體壓強(qiáng)回到p0并保持不變,求已倒入鐵砂的質(zhì)量m。答案(1)9×104Pa(2)3.6×10-2m3(3)110kg4.★★★[2022湖南,15(2),8分]如圖,小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)液體拉力測(cè)量?jī)x。一個(gè)容積V0=9.9L的導(dǎo)熱汽缸下接一圓管,用質(zhì)量m1=90g、橫截面積S=10cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與圓管壁間摩擦不計(jì)。活塞下端用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一質(zhì)量m2=10g的U形金屬絲,活塞剛好處于A位置。將金屬絲部分浸入待測(cè)液體中,緩慢升起汽缸,使金屬絲從液體中拉出,活塞在圓管中的最低位置為B。已知A、B間距離h=10cm,外界大氣壓強(qiáng)p0=1.01×105Pa,重力加速度取10m/s2,環(huán)境溫度保持不變。求(ⅰ)活塞處于A位置時(shí),汽缸中的氣體壓強(qiáng)p1;(ⅱ)活塞處于B位置時(shí),液體對(duì)金屬絲拉力F的大小。答案(ⅰ)1×105Pa(ⅱ)1N5.(創(chuàng)新考法)(2024廣西,14,12分)如圖,圓柱形管內(nèi)封裝一定質(zhì)量的理想氣體,水平固定放置,橫截面積S=500mm2的活塞與一光滑輕桿相連,活塞與管壁之間無(wú)摩擦。靜止時(shí)活塞位于圓管的b處,此時(shí)封閉氣體的長(zhǎng)度l0=200mm。推動(dòng)輕桿先使活塞從b處緩慢移動(dòng)到離圓柱形管最右側(cè)距離為5mm的a處,再使封閉氣體緩慢膨脹,直至活塞回到b處。設(shè)活塞從a處向左移動(dòng)的距離為x,封閉氣體對(duì)活塞的壓力大小為F,膨脹過(guò)程F-15+x曲線如圖。大氣壓強(qiáng)p0=1×10(1)求活塞位于b處時(shí),封閉氣體對(duì)活塞的壓力大小;(2)推導(dǎo)活塞從a處到b處封閉氣體經(jīng)歷了等溫變化;(3)畫出封閉氣體等溫變化的p-V圖像,并通過(guò)計(jì)算標(biāo)出a、b處坐標(biāo)值。答案(1)50N(2)(3)見解析解析(1)活塞位于b處時(shí),根據(jù)平衡條件可知此時(shí)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p0,故此時(shí)封閉氣體對(duì)活塞的壓力大小為F=p0S=1×105×500×10-6N=50N。(2)根據(jù)題圖可知F-15+x圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線,設(shè)斜率為k,可得F=k·根據(jù)F=pS可得氣體壓強(qiáng)為p=k(5+x)則活塞從a處到b處過(guò)程中,對(duì)封閉氣體有pV=k(5+x)S·S·(x+5)×10-3(SI)=k·10說(shuō)明該過(guò)程中封閉氣體的pV值恒定不變,由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知,(3)活塞在b處時(shí)氣體體積為Vb=Sl0=10×10-5m3,活塞在a處時(shí)氣體體積為Va=Sla=0.25×10-5m3,活塞從a到b處過(guò)程中,封閉氣體做等溫變化,根據(jù)玻意耳定律有paVa=pbVb,解得pa=40×105Pa,在題圖中作出對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),根據(jù)pVT=C可知,氣體做等溫變化時(shí)的p-V圖線是雙曲線中的一條,故封閉氣體等溫變化的p-V圖像如圖

微專題33氣體變質(zhì)量問(wèn)題1.★★(2021山東,4,3分)血壓儀由加壓氣囊、臂帶、壓強(qiáng)計(jì)等構(gòu)成,如圖所示。加壓氣囊可將外界空氣充入臂帶,壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為臂帶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)高于大氣壓的數(shù)值。充氣前臂帶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng),體積為V;每次擠壓氣囊都能將60cm3的外界空氣充入臂帶中,經(jīng)5次充氣后,臂帶內(nèi)氣體體積變?yōu)?V,壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為150mmHg。已知大氣壓強(qiáng)等于750mmHg,氣體溫度不變。忽略細(xì)管和壓強(qiáng)計(jì)內(nèi)的氣體體積。則V等于()A.30cm3 B.40cm3 C.50cm3 D.60cm3答案D2.★★★(2024屆東北三省5月聯(lián)考)(多選)如圖所示為神舟十七號(hào)與空間站對(duì)接后的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,核心艙和氣閘艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)均為p0,航天員需要出艙檢修設(shè)備,先由核心艙進(jìn)入氣閘艙,關(guān)閉內(nèi)閘門A,通過(guò)抽氣機(jī)抽取氣閘艙內(nèi)的氣體,每次抽氣都將抽出的氣體排放在核心艙中。當(dāng)氣閘艙內(nèi)的壓強(qiáng)降到一定值后,打開外閘門B,航天員出艙,同時(shí)將剩余氣體排到外太空的真空環(huán)境中。若氣閘艙的容積為V,核心艙的容積為8V,真空抽氣機(jī)每次抽氣的體積為ΔV,不考慮抽氣過(guò)程中溫度的變化,忽略航天員自身的體積。下列說(shuō)法正確的是()A.n次抽氣后,氣閘艙內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為VV+ΔB.n次抽氣并排放到核心艙后,核心艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1+nΔC.打開外閘門B,氣體膨脹對(duì)外界做功D.第一次抽氣排放到核心艙后,核心艙內(nèi)氣體壓強(qiáng)的增加量為ΔV8(答案AD3.★★★[2023全國(guó)甲,33(2),10分]一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)大氣壓,溫度為17℃,密度為1.46kg/m3。(ⅰ)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變,求氣體溫度升至27℃時(shí)艙內(nèi)氣體的密度;(ⅱ)保持溫度27℃不變,再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個(gè)大氣壓,求高壓艙內(nèi)氣體的密度。答案(ⅰ)1.41kg/m3(ⅱ)1.18kg/m34.★★★(2024山東,16,8分)圖甲為戰(zhàn)國(guó)時(shí)期青銅汲酒器,根據(jù)其原理制作了由中空?qǐng)A柱形長(zhǎng)柄和儲(chǔ)液罐組成的汲液器,如圖乙所示。長(zhǎng)柄頂部封閉,橫截面積S1=1.0cm2,長(zhǎng)度H=100.0cm,側(cè)壁有一小孔A。儲(chǔ)液罐的橫截面積S2=90.0cm2、高度h=20.0cm,罐底有一小孔B。汲液時(shí),將汲液器豎直浸入液體,液體從孔B進(jìn)入,空氣由孔A排出;當(dāng)內(nèi)外液面相平時(shí),長(zhǎng)柄浸入液面部分的長(zhǎng)度為x;堵住孔A,緩慢地將汲液器豎直提出液面,儲(chǔ)液罐內(nèi)剛好儲(chǔ)滿液體。已知液體密度ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度大小g=10m/s2,大氣壓p0=1.0×105Pa。整個(gè)過(guò)程溫度保持不變,空氣可視為理想氣體,忽略器壁厚度。(1)求x;(2)松開孔A,從外界進(jìn)入壓強(qiáng)為p0、體積為V的空氣,使?jié)M儲(chǔ)液罐中液體緩緩流出,堵住孔A,穩(wěn)定后罐中恰好剩余一半的液體,求V。答案(1)2cm(2)892cm35.★★★(2024屆湖北黃岡中學(xué)二模)如圖所示,水平均勻薄玻璃管(質(zhì)量忽略不計(jì))的長(zhǎng)度L0=65cm,右端開口,左端封閉并固定在豎直轉(zhuǎn)軸上。靜止時(shí),用長(zhǎng)度L=5cm的水銀柱封閉著一段長(zhǎng)度L1=40cm的空氣。不計(jì)一切摩擦,不考慮流速影響,氣體溫度始終保持不變,管口處壓強(qiáng)始終為p0=75cmHg,重力加速度大小g=10m/s2。(1)當(dāng)玻璃管繞豎直軸以角速度ω1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),水銀柱剛好沒(méi)有從玻璃管中溢出,求角速度ω1(結(jié)果可用根式表示);(2)若從管中抽出部分氣體后,玻璃管繞轉(zhuǎn)軸仍以(1)中角速度ω1勻速轉(zhuǎn)動(dòng),空氣柱的長(zhǎng)度仍為40cm。求抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前氣體總質(zhì)量的比值。答案(1)45rad/s(2)17

第3節(jié)熱力學(xué)定律與能量守恒定律熱力學(xué)定律能量守恒定律T1、6、7◆熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用T2~5、8~10考法領(lǐng)航·模塊融合關(guān)聯(lián)知識(shí)·綜合考查(2024黑吉遼,13,10分)如圖,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=5∶1,原線圈接在電壓峰值為Um的正弦交變電源上,副線圈的回路中接有阻值為R的電熱絲,電熱絲密封在絕熱容器內(nèi),容器內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。接通電路開始加熱。加熱前氣體溫度為T0。(1)求變壓器的輸出功率P。(2)已知該容器內(nèi)的氣體吸收的熱量Q與其溫度變化量ΔT成正比,即Q=CΔT,其中C已知。若電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收,要使容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)達(dá)到加熱前的2倍,求電熱絲的通電時(shí)間t。答案(1)U考法點(diǎn)睛交變電流與熱學(xué)的融合。五年高考1.★★(2024重慶,3,4分)某救生手環(huán)主要由高壓氣囊組成。氣囊內(nèi)視為理想氣體。密閉氣囊與人一起上浮的過(guò)程中。若氣囊內(nèi)氣體溫度不變,體積增大,則()A.外界對(duì)氣囊內(nèi)氣體做正功B.氣囊內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大C.氣囊內(nèi)氣體內(nèi)能增大D.氣囊內(nèi)氣體從外界吸熱答案D2.★★★(2024山東,6,3分)一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過(guò)程,a→b過(guò)程是等壓過(guò)程,b→c過(guò)程中氣體與外界無(wú)熱量交換,c→a過(guò)程是等溫過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是()A.a→b過(guò)程,氣體從外界吸收的熱量全部用于對(duì)外做功B.b→c過(guò)程,氣體對(duì)外做功,內(nèi)能增加C.a→b→c過(guò)程,氣體從外界吸收的熱量全部用于對(duì)外做功D.a→b過(guò)程,氣體從外界吸收的熱量等于c→a過(guò)程放出的熱量答案C3.★★★(2024海南,11,4分)(多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始經(jīng)ab、bc、ca三個(gè)過(guò)程回到原狀態(tài),已知ab垂直于T軸,bc延長(zhǎng)線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O,下列說(shuō)法正確的是()A.bc過(guò)程外界對(duì)氣體做功B.ca過(guò)程氣體壓強(qiáng)不變C.ab過(guò)程氣體放出熱量D.ca過(guò)程氣體內(nèi)能減小答案AC4.★★★(2023浙江1月,17,8分)某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警裝置,其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積S=100cm2、質(zhì)量m=1kg的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體,活塞能無(wú)摩擦滑動(dòng)。開始時(shí)氣體處于溫度TA=300K、活塞與容器底的距離h0=30cm的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體被加熱,活塞緩慢上升d=3cm恰好到達(dá)容器內(nèi)的卡口處,此時(shí)氣體達(dá)到狀態(tài)B?；钊３植粍?dòng),氣體被繼續(xù)加熱至溫度TC=363K的狀態(tài)C時(shí)觸動(dòng)報(bào)警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中氣體內(nèi)能增加了ΔU=158J。取大氣壓p0=0.99×105Pa,取重力加速度g=10m/s2。求氣體(1)在狀態(tài)B的溫度;(2)在狀態(tài)C的壓強(qiáng);(3)由狀態(tài)A到狀態(tài)C過(guò)程中從外界吸收熱量Q。答案(1)330K(2)1.1×105Pa(3)188J5.★★★★(2024貴州,13,9分)制作水火箭是青少年科技活動(dòng)的常見項(xiàng)目之一。某研究小組為了探究水火箭在充氣與噴水過(guò)程中氣體的熱學(xué)規(guī)律,把水火箭的塑料容器豎直固定,其中A、C分別是塑料容器的充氣口、噴水口,B是氣壓計(jì),如圖(a)所示。在室溫環(huán)境下,容器內(nèi)裝入一定質(zhì)量的水,此時(shí)容器內(nèi)的氣體體積為V0,壓強(qiáng)為p0,現(xiàn)緩慢充氣后壓強(qiáng)變?yōu)?p0,不計(jì)容器的容積變化。(1)設(shè)充氣過(guò)程中氣體溫度不變,求充入的氣體在該室溫環(huán)境下壓強(qiáng)為p0時(shí)的體積。(2)打開噴水口閥門,噴出一部分水后關(guān)閉閥門,容器內(nèi)氣體從狀態(tài)M變化到狀態(tài)N,其壓強(qiáng)p與體積V的變化關(guān)系如圖(b)中實(shí)線所示,已知?dú)怏w在狀態(tài)N時(shí)的體積為V1,壓強(qiáng)為p1。求氣體在狀態(tài)N與狀態(tài)M時(shí)的熱力學(xué)溫度之比。(3)圖(b)中虛線MN'是容器內(nèi)氣體在絕熱(既不吸熱也不放熱)條件下壓強(qiáng)p與體積V的變化關(guān)系圖線,試判斷氣體在圖(b)中沿實(shí)線從M到N的過(guò)程是吸熱還是放熱。(不需要說(shuō)明理由)答案(1)3V0(2)p1V14p三年模擬6.★★(2025屆云南昆明一中月考)下列說(shuō)法中正確的是()A.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因是違背了能量守恒定律B.一定質(zhì)量的理想氣體吸收熱量時(shí)溫度一定升高C.壓縮氣體時(shí),體積越小壓縮越困難,是因?yàn)闅怏w體積越小氣體分子間斥力越大D.可以從單一熱庫(kù)吸收熱量全部用來(lái)對(duì)外做功答案D7.★★★(2025屆山東濰坊調(diào)研)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過(guò)如圖所示循環(huán)過(guò)程,b→c為等溫過(guò)程,c→d為絕熱過(guò)程,ab與縱軸平行,da與橫軸平行。下列說(shuō)法正確的是()A.b→c過(guò)程氣體從外界吸收熱量B.c→d過(guò)程氣體的內(nèi)能不變C.d→a過(guò)程氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的平均碰撞次數(shù)增加D.a→b→c→d→a整個(gè)循環(huán)過(guò)程氣體要向外界放出熱量答案AC8.★★★(2024屆云南師大附中月考)(多選)氣壓傳動(dòng)是工業(yè)中常見的傳動(dòng)方式。導(dǎo)熱良好、氣密性良好、不計(jì)摩擦的汽缸中有橫截面積為2S的活塞A和橫截面積為S的活塞B,活塞重力均可忽略不計(jì)。初始狀態(tài)如圖甲所示,活塞A與汽缸右端相距L1,處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)用力緩慢向右移動(dòng)活塞A,最終如圖乙所示,活塞B和液體上升L2。已知大氣壓強(qiáng)為p0,液體密度為ρ,高度為h,彎管中的氣體體積可忽略。下列說(shuō)法正確的是()A.初始時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)大于p0B.圖中液體浸潤(rùn)豎直管道C.最終活塞B上升的高度L2=2D.該過(guò)程中外界對(duì)封閉氣體做功W,則W=(2p0+ρgh)L1答案BC9.★★★(2024屆浙江新高考研究聯(lián)盟三模)伽利略溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖如圖所示,由玻璃泡A、與A相連的細(xì)管B以及液體槽C組成。B插在液體槽中,管內(nèi)徑的橫截面積S=1cm2。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí),管內(nèi)、外液面的高度差x即可反映泡內(nèi)氣體的溫度,即環(huán)境溫度。已知當(dāng)環(huán)境溫度T1=300K時(shí),A和B中氣體的總體積V1=20cm3,此時(shí)管內(nèi)、外液面的高度差x0=10cm。大氣壓強(qiáng)p0=105Pa,氣體的內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比,即U=kT,此場(chǎng)景中k=0.02J/K。B管內(nèi)液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相比可忽略不計(jì),液體槽C液面高度幾乎不變。(1)當(dāng)外界溫度緩慢降為T2=291K時(shí),求管內(nèi)、外液面的高度差x。(2)當(dāng)外界溫度緩慢降為T2=291K時(shí),氣體放出了多少熱量?答案(1)10.6cm(2)0.24J10.★★★(2025屆山東濰坊調(diào)研)如圖所示為一細(xì)沙分裝稱量裝置示意圖,高度L=40cm的導(dǎo)熱性能良好的薄壁容器豎直懸掛,容器內(nèi)有一厚度不計(jì)的活塞,橫截面積S=10-3m2,活塞和托盤的總質(zhì)量m=0.1kg。托盤不放