專題十五熱學(xué)考點(diǎn)1分子動(dòng)理論內(nèi)能考點(diǎn)2固體、液體和氣體考點(diǎn)3熱力學(xué)定律能量守恒定律目錄三年模擬五年高考實(shí)驗(yàn)微專題18用油膜法估測(cè)油酸分子的大小實(shí)驗(yàn)微專題19探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系實(shí)驗(yàn)微專題題型24玻璃管-液柱模型活塞-汽缸模型題型25氣體變質(zhì)量問題練綜合題型強(qiáng)化練/限時(shí)檢測(cè)練/五年高考考點(diǎn)1分子動(dòng)理論內(nèi)能1.

(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A2.

(2021北京,4,3分)比較45℃的熱水和100℃的水蒸氣,下列說法正確的是

(

)A.熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸氣的大B.熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸氣的小C.熱水分子的速率都比水蒸氣的小D.熱水分子的熱運(yùn)動(dòng)比水蒸氣的劇烈B3.

(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D4.

(2023海南,5,3分)如圖為兩分子靠近過程中的示意圖,r0為分子間平衡距離,下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說法正確的是

(

)

A.分子間距離大于r0時(shí),分子間表現(xiàn)為斥力B.分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離r0處的過程中分子勢(shì)能變大C.分子勢(shì)能在r0處最小D.分子間距離在小于r0且減小時(shí),分子勢(shì)能在減小C5.

(2020北京,10,3分)分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示。將兩分子從相距r=r2處釋放,僅考慮這兩個(gè)分子間的作用,下列說法正確的是

(

)A.從r=r2到r=r0分子間引力、斥力都在減小B.從r=r2到r=r1分子力的大小先減小后增大C.從r=r2到r=r0分子勢(shì)能先減小后增大D.從r=r2到r=r1分子動(dòng)能先增大后減小D6.

[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?，F(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.①③②

B.②④③C.④①③

D.①④③D考點(diǎn)2固體、液體和氣體考向1固體與液體的性質(zhì)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)于玻璃的說法正確的有

(

)A.沒有固定的熔點(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AC2.

(2023浙江6月,14,3分)(多選)下列說法正確的是

(

)A.熱量能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體B.液體的表面張力方向總是跟液面相切C.在不同的慣性參考系中,物理規(guī)律的形式是不同的D.當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí),觀察者觀測(cè)到波的頻率大于波源振動(dòng)的頻率BD考向2氣體實(shí)驗(yàn)定律與理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用3.

(2020北京,4,3分)如圖所示,一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始,經(jīng)歷兩個(gè)過程,先后到達(dá)狀態(tài)B和C。有關(guān)A、B和C三個(gè)狀態(tài)溫度TA、TB和TC的關(guān)系,正確的是

(

)A.TA=TB,TB=TC

B.TA<TB,TB<TCC.TA=TC,TB>TC

D.TA=TC,TB<TC

C4.

(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B5.

(2023重慶,4,4分)密封于汽缸中的理想氣體,從狀態(tài)a依次經(jīng)過ab、bc和cd三個(gè)熱力學(xué)過程達(dá)到狀態(tài)d。若該氣體的體積V隨熱力學(xué)溫度T變化的V-T圖像如圖所示,則

對(duì)應(yīng)的氣體壓強(qiáng)p隨T變化的p-T圖像正確的是

(

)

C6.

(2023遼寧,5,4分)“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實(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?！翱諝獬潆妼殹蹦硞€(gè)工作過程中,一定質(zhì)

量理想氣體的p-T圖像如圖所示。該過程對(duì)應(yīng)的p-V圖像可能是

(

)B7.

(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)過程,AB和CD均為等溫過程,BC和DA均為等容過程。已知T1=1

200K,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

8.

(回歸教材·人教版選必三P30)(2023河北,13,8分)如圖,某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量一個(gè)葫蘆的容積,在葫蘆開口處豎直插入一根兩端開口、內(nèi)部橫截面積為0.1cm2的均勻透明長(zhǎng)塑料管,密封好接口,用氮?dú)馀趴諆?nèi)部氣體,并用一小段水柱封閉氮?dú)狻Ｍ饨鐪囟葹?00K時(shí),氣柱長(zhǎng)度l為10cm;當(dāng)外界溫度緩慢升高到310K時(shí),氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?0cm。已知外界大氣壓恒為1.0×105Pa,水柱長(zhǎng)度不計(jì)。(1)求溫度變化過程中氮?dú)鈱?duì)外界做的功;(2)求葫蘆的容積;(3)試估算被封閉氮?dú)夥肿拥膫€(gè)數(shù)(保留2位有效數(shù)字)。已知1mol氮?dú)庠?.0×105Pa、2

73K狀態(tài)下的體積約為22.4L,阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023mol-1。

答案

(1)0.4J

(2)119cm3

(3)2.9×1021

9.

(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)

(2)

考向3玻璃管-液柱模型10.

(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,此過程中氣體壓強(qiáng)p隨體積V的變化關(guān)系可能是

(

)C11.

[2021全國(guó)乙,33(2),10分]如圖,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(zhǎng)度分別為l1=13.5cm,l2=32cm。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p0=75cmHg。求A、B

兩管內(nèi)水銀柱的高度差。答案

1cm考向4活塞-汽缸模型12.

(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ACD13.

(2021湖北,14,9分)質(zhì)量為m的薄壁導(dǎo)熱柱形汽缸,內(nèi)壁光滑,用橫截面積為S的活塞封閉一定量的理想氣體。在下述所有過程中,汽缸不漏氣且與活塞不脫離。當(dāng)汽

缸如圖(a)豎直倒立靜置時(shí),缸內(nèi)氣體體積為V1,溫度為T1。已知重力加速度大小為g,大

氣壓強(qiáng)為p0。(1)將汽缸如圖(b)豎直懸掛,缸內(nèi)氣體溫度仍為T1。求此時(shí)缸內(nèi)氣體體積V2;(2)如圖(c)所示,將汽缸水平放置,穩(wěn)定后對(duì)汽缸緩慢加熱,當(dāng)缸內(nèi)氣體體積為V3時(shí),求此

時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度。答案

(1)

V1

(2)

14.

[2022全國(guó)乙,33(2),10分]如圖,一豎直放置的汽缸由兩個(gè)粗細(xì)不同的圓柱形筒組成,汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之間封閉有一定量的理想氣體,兩活塞用一輕質(zhì)彈簧連

接,汽缸連接處有小卡銷,活塞Ⅱ不能通過連接處?；钊?、Ⅱ的質(zhì)量分別為2m、m,

面積分別為2S、S,彈簧原長(zhǎng)為l。初始時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為0.1l,

活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸連接處的距離相等,兩活塞間氣體的溫度為T0。已知活塞外大氣壓

強(qiáng)為p0,忽略活塞與缸壁間的摩擦,汽缸無漏氣,不計(jì)彈簧的體積,重力加速度為g。(ⅰ)求彈簧的勁度系數(shù);(ⅱ)緩慢加熱兩活塞間的氣體,求當(dāng)活塞Ⅱ剛運(yùn)動(dòng)到汽缸連接處時(shí),活塞間氣體的壓強(qiáng)和溫度。答案

(ⅰ)

(ⅱ)

T0

15.

[2022河北,15(2),8分]水平放置的氣體阻尼器模型截面如圖所示,汽缸中間有一固定隔板,將汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的某種理想氣體分為兩部分,“H”形連桿活塞的剛性

連桿從隔板中央圓孔穿過,連桿與隔板之間密封良好。設(shè)汽缸內(nèi)、外壓強(qiáng)均為大氣壓

強(qiáng)p0,活塞面積為S,隔板兩側(cè)氣體體積均為SL0,各接觸面光滑,連桿的截面積忽略不

計(jì)?，F(xiàn)將整個(gè)裝置緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向,穩(wěn)定后,上部氣體的體積為原來的

。設(shè)整個(gè)過程溫度保持不變,求:(ⅰ)此時(shí)上、下兩部分氣體的壓強(qiáng);(ⅱ)“H”形連桿活塞的質(zhì)量(重力加速度大小為g)。答案

(ⅰ)2p0

p0

(ⅱ)

16.

[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)?；钊露擞幂p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)1N考向5氣體變質(zhì)量問題17.

(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

D18.

(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)892cm3

19.

(數(shù)理結(jié)合·歸納推理)(2023湖南,13,10分)汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力。如圖,剎車助力裝置可簡(jiǎn)化為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成,連桿AB

與助力活塞固定為一體,駕駛員踩剎車時(shí),在連桿AB上施加水平力推動(dòng)液壓泵實(shí)現(xiàn)剎

車。助力氣室與抽氣氣室用細(xì)管連接,通過抽氣降低助力氣室壓強(qiáng),利用大氣壓與助

力氣室的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)剎車助力。每次抽氣時(shí),K1打開,K2閉合,抽氣活塞在外力作用下

從抽氣氣室最下端向上運(yùn)動(dòng),助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室,達(dá)到兩氣室壓強(qiáng)相等;

然后,K1閉合,K2打開,抽氣活塞向下運(yùn)動(dòng),抽氣氣室中的全部氣體從K2排出,完成一次抽

氣過程。已知助力氣室容積為V0,初始?jí)簭?qiáng)等于外部大氣壓強(qiáng)p0,助力活塞橫截面積為

S,抽氣氣室的容積為V1。假設(shè)抽氣過程中,助力活塞保持不動(dòng),氣體可視為理想氣體,溫度保持不變。(1)求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng)p1;(2)第n次抽氣后,求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF。答案

(1)

p0

(2)

p0S考點(diǎn)3熱力學(xué)定律能量守恒定律考向1氣體狀態(tài)變化的圖像問題1.

(2022遼寧,6,4分)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其體積V和熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖像如圖所示,此過程中該系統(tǒng)

(

)

A.對(duì)外界做正功

B.壓強(qiáng)保持不變C.向外界放熱

D.內(nèi)能減少A2.

(2022江蘇,7,4分)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)歷a→b和a→c兩個(gè)過程,其中a→b為等溫過程,狀態(tài)b、c的體積相同。則

(

)A.狀態(tài)a的內(nèi)能大于狀態(tài)bB.狀態(tài)a的溫度高于狀態(tài)cC.a→c過程中氣體吸收熱量D.a→c過程中外界對(duì)氣體做正功C3.

(2024新課標(biāo),21,6分)(多選)如圖,一定量理想氣體的循環(huán)由下面4個(gè)過程組成:1→2為絕熱過程(過程中氣體不與外界交換熱量),2→3為等壓過程,3→4為絕熱過程,4→1

為等容過程。上述四個(gè)過程是四沖程柴油機(jī)工作循環(huán)的主要過程。下列說法正確的

是

(

)A.1→2過程中,氣體內(nèi)能增加B.2→3過程中,氣體向外放熱C.3→4過程中,氣體內(nèi)能不變D.4→1過程中,氣體向外放熱AD4.

[2022全國(guó)乙,33(1)改編](多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b變化到狀態(tài)c,其過程如T-V圖上的兩條線段所示。則氣體在

(

)

A.狀態(tài)a處的壓強(qiáng)大于狀態(tài)c處的壓強(qiáng)B.由a變化到b的過程中,氣體對(duì)外做功C.由b變化到c的過程中,氣體的壓強(qiáng)不變D.由a變化到b的過程中,從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能AB5.

(2023廣東,13,9分)在駐波聲場(chǎng)的作用下,水中小氣泡周圍液體的壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生周期性變化,使小氣泡周期性膨脹和收縮,氣泡內(nèi)的氣體可視為質(zhì)量不變的理想氣體,其

膨脹和收縮過程可簡(jiǎn)化為如圖所示的p-V圖像,氣泡內(nèi)氣體先從壓強(qiáng)為p0、體積為V0、

溫度為T0的狀態(tài)A等溫膨脹到體積為5V0、壓強(qiáng)為pB的狀態(tài)B,然后從狀態(tài)B絕熱收縮到

體積為V0、壓強(qiáng)為1.9p0、溫度為TC的狀態(tài)C,B到C的過程外界對(duì)氣體做功為W。已知p0、V0、T0和W。求:(1)pB的表達(dá)式;(2)TC的表達(dá)式;(3)B到C的過程,氣泡內(nèi)氣體的內(nèi)能變化了多少?答案

(1)pB=

(2)TC=1.9T0

(3)增加了W考向2熱力學(xué)定律及其與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合6.

(2022山東,5,3分)如圖所示,內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸內(nèi)用絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,初始時(shí)汽缸開口向上放置,活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),將汽缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°過程中,缸

內(nèi)氣體

(

)A.內(nèi)能增加,外界對(duì)氣體做正功B.內(nèi)能減小,所有分子熱運(yùn)動(dòng)速率都減小C.溫度降低,速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例減少D.溫度升高,速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增加C7.

[2022湖南,15(1)改編](多選)利用“渦流效應(yīng)”可實(shí)現(xiàn)冷熱氣體的分離。如圖,一冷熱氣體分離裝置由噴嘴、渦流室、環(huán)形管、分離擋板和冷熱兩端管等構(gòu)成。高

壓氮?dú)庥蓢娮烨邢蛄魅霚u流室中,然后以螺旋方式在環(huán)形管中向右旋轉(zhuǎn)前進(jìn),分子熱

運(yùn)動(dòng)速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位,而分子熱運(yùn)動(dòng)速率較大的氣體分

子將聚集到環(huán)形管邊緣部位。氣流到達(dá)分離擋板處時(shí),中心部位氣流與分離擋板碰撞

后反向,從A端流出,邊緣部位氣流從B端流出。下列說法正確的是

(

)ABA.A端為冷端,B端為熱端B.A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率一定小于B端流出的C.A端流出的氣體內(nèi)能一定大于B端流出的D.該裝置氣體進(jìn)出的過程滿足能量守恒定律,但違背了熱力學(xué)第二定律8.

(2023山東,9,4分)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體,初始溫度為300K,壓強(qiáng)為1×105

Pa。經(jīng)等容過程,該氣體吸收400J的熱量后溫度上升100K;若經(jīng)等壓過程,需要吸收60

0J的熱量才能使氣體溫度上升100K。下列說法正確的是

(

)A.初始狀態(tài)下,氣體的體積為6LB.等壓過程中,氣體對(duì)外做功400JC.等壓過程中,氣體體積增加了原體積的

D.兩個(gè)過程中,氣體的內(nèi)能增加量都為400JAD9.

(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=30

cm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過程中從外界吸收熱量Q。答案

(1)330K

(2)1.1×105Pa

(3)188J三年模擬題型24玻璃管-液柱模型活塞-汽缸模型類型1玻璃管-液柱模型1.

(2024江蘇鎮(zhèn)江模擬)如圖所示,水平液柱封閉了燒瓶中的氣體,外界大氣壓強(qiáng)保持不變。當(dāng)氣體溫度變化后,液柱稍稍向右移動(dòng),下列關(guān)于燒瓶?jī)?nèi)氣體說法正確的是

(

)A.氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減少B.單位面積上單位時(shí)間內(nèi)氣體分子的撞擊次數(shù)變少C.氣體分子的密集程度變大D.氣體對(duì)外做功,同時(shí)氣體對(duì)外放出熱量B2.

(2024山西朔州二模)如圖(a)所示,一粗細(xì)均勻的U形細(xì)管右側(cè)豎直部分長(zhǎng)為L(zhǎng),左側(cè)豎直管長(zhǎng)度未知,在細(xì)管中倒入長(zhǎng)度為

的水銀后封閉左側(cè)管口,右側(cè)管口蓋一輕質(zhì)薄活塞,此時(shí)水平部分水銀柱的長(zhǎng)度為

,兩側(cè)豎直管內(nèi)水銀面距底部的高度均為

?，F(xiàn)緩慢向右側(cè)活塞上加水銀,直到左側(cè)水銀面上升到距底部高度為

處,如圖(b)所示。若將細(xì)管中空氣視為理想氣體,活塞與管壁無摩擦且不漏氣,整個(gè)過程溫度不

變,水銀的密度為ρ,重力加速度為g,大氣壓強(qiáng)p=ρgL。求:

(1)圖(b)狀態(tài)下右側(cè)細(xì)管中空氣的壓強(qiáng);(2)U形細(xì)管左側(cè)豎直管的長(zhǎng)度。答案

(1)

(2)

L3.

(2024山東菏澤一模)如圖所示,水平放置的封閉玻璃管由兩段直徑不同、長(zhǎng)度均為20cm的A、B細(xì)管組成,B管內(nèi)徑為A管內(nèi)徑的2倍,管內(nèi)氣體被一段水銀柱隔開,開

始時(shí)兩管內(nèi)水銀柱的長(zhǎng)度均為2cm,室內(nèi)溫度為0℃,對(duì)左側(cè)氣體緩慢加熱,右側(cè)氣體

溫度始終不變。(1)加熱左側(cè)氣體,溫度升高到多少時(shí),左側(cè)氣柱長(zhǎng)度改變2cm?(2)加熱左側(cè)氣體到溫度為468K時(shí),右側(cè)氣柱長(zhǎng)度為多少?答案

(1)312K

(2)15.75cm類型2活塞-汽缸模型4.

(2024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。此過程中關(guān)于缸內(nèi)氣體,

下列說法正確的是

(

)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A5.

(2024江蘇南通如皋調(diào)研)某種理想氣體A內(nèi)能公式可表示為E=

,n表示物質(zhì)的量,R為氣體常量(R=8.3J·mol-1·K-1),T為熱力學(xué)溫度。如圖所示,連接在一起的兩個(gè)

絕熱汽缸用閥門隔開,其橫截面積均為S=200cm2,高度分別為h1=14cm、h2=4cm,用一

個(gè)質(zhì)量M=15kg的絕熱活塞在左側(cè)汽缸距底部10cm處封閉n=0.1mol、T0=250K的氣

體A,汽缸底部有電阻絲可對(duì)其進(jìn)行加熱,活塞運(yùn)動(dòng)到汽缸頂部時(shí)(圖中虛線位置)被鎖

住,右側(cè)汽缸內(nèi)初始為真空?，F(xiàn)對(duì)電阻絲通電一段時(shí)間,活塞剛好緩慢移動(dòng)至汽缸頂

部時(shí)斷開電源然后打開閥門。已知外界大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa,重力加速度g=10m/s2,不

計(jì)活塞與汽缸的摩擦及閥門連接處氣柱和電阻絲的體積。

(1)求活塞上升過程中左側(cè)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng);(2)求斷開電源時(shí)氣體升高的溫度;(3)求穩(wěn)定后整個(gè)過程中氣體吸收的熱量。答案

(1)1.075×105Pa

(2)100K

(3)293.5J6.

(2024安徽江南十校聯(lián)考)如圖所示,豎直放置的汽缸質(zhì)量M=8kg,活塞的質(zhì)量m=2kg,活塞的橫截面積S=4×10-3m2,厚度不計(jì)。汽缸壁和活塞都是絕熱的,活塞上方的汽

缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞下表面與勁度系數(shù)k=2.5×103N/m的輕彈簧相連,

活塞不漏氣且與汽缸壁無摩擦。當(dāng)汽缸內(nèi)氣體的溫度T0=450K時(shí),缸內(nèi)氣柱的長(zhǎng)度L=

50cm,汽缸總長(zhǎng)L0=60cm,汽缸下端距水平地面的高度h=2cm,現(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體的溫度

緩慢降低,已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,重力加速度大小g=10m/s2。(1)汽缸剛接觸地面時(shí),求活塞上方汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度T1。(2)汽缸接觸地面后,把活塞下方的氣體與外界隔開且不漏氣,地面導(dǎo)熱良好。現(xiàn)改變

活塞上方汽缸內(nèi)氣體溫度,求當(dāng)彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),活塞下方的氣體壓強(qiáng)p1。(3)求第(2)問中活塞上方汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度T2。

答案

(1)432K

(2)7.5×104Pa

(3)231K題型25氣體變質(zhì)量問題1.

(2024湖北新高考聯(lián)考協(xié)作體收心考試)2023年12月21日,神舟十七號(hào)的三位航天員密切協(xié)作,完成了天和核心艙太陽翼修復(fù)試驗(yàn)等既定任務(wù)。如圖所示,航天員身

著出艙航天服,首先從太空艙進(jìn)入氣閘艙,關(guān)閉太空艙艙門,然后將氣閘艙中的氣體緩

慢抽出,再打開氣閘艙艙門,從氣閘艙出艙活動(dòng)。若氣閘艙的容積為1.5m3,艙中氣體的

初始?jí)簭?qiáng)為0.8×105Pa,溫度為300K。為了安全起見,先將氣閘艙的壓強(qiáng)降至0.6×105

Pa,給航天員一個(gè)適應(yīng)過程。此過程中,求:(1)若氣閘艙的溫度保持不變,抽出的氣體在0.8×105Pa壓強(qiáng)下的體積;(2)若氣閘艙溫度變?yōu)?80K,氣閘艙內(nèi)存留氣體的質(zhì)量與氣閘艙內(nèi)原有氣體質(zhì)量的比

值(此問結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

答案

(1)0.375m3

(2)0.802.

(2024遼寧名校聯(lián)盟聯(lián)考)高壓氧艙是進(jìn)行高壓氧療的設(shè)備,某高壓氧艙內(nèi)氣體壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)的1.5倍,溫度為17℃,體積為29m3,密度為1.6kg/m3,熱力學(xué)溫度T

與攝氏溫度t之間的關(guān)系式為T=t+273K。高壓氧艙中的氣體始終可視為理想氣體。

(計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)(1)僅將高壓氧艙內(nèi)的氣體溫度升高至27℃,則高壓氧艙內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

強(qiáng)的幾倍?(2)保持高壓氧艙內(nèi)的溫度為27℃,釋放出艙內(nèi)部分氣體,使壓強(qiáng)恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)

的1.5倍,求釋放出的氣體質(zhì)量。答案

(1)1.55倍

(2)1.35kg(1.55kg也正確)3.

(2024山東棗莊二模)水肺潛水運(yùn)動(dòng)中,潛水員潛水時(shí)需要攜帶潛水氧氣瓶,以保障潛水員吸入氣體的壓強(qiáng)跟外界水壓相等。潛水器材準(zhǔn)備室中有一待充氣的氧氣瓶,

其內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)、溫度與外界大氣的相同,潛水員用氣體壓縮機(jī)為其充氣,1s內(nèi)可

將壓強(qiáng)為p0、溫度為t0、體積V0=700mL的氣體充進(jìn)氧氣瓶?jī)?nèi),充氣完成時(shí)氧氣瓶?jī)?nèi)氣

體壓強(qiáng)p=16atm,溫度t=47℃。已知外界大氣壓p0=1atm,外界環(huán)境溫度t0=27℃,氧氣

瓶的容積V=11L,氧氣瓶的導(dǎo)熱性能良好,水溫恒為t0,水中每下降10m水壓增加1

atm。(1)求氣體壓縮機(jī)對(duì)氧氣瓶充氣的時(shí)間;(2)潛水員攜帶氧氣瓶迅速下潛至水面下h1=10m處,在該水層活動(dòng)期間吸入氣體V1=20L,隨即迅速下潛至水面下h2=20m處,在該水層活動(dòng)期間吸入氣體V2=16L,求此時(shí)氧氣

瓶?jī)?nèi)剩余氣體的壓強(qiáng)。答案

(1)220s

(2)7atm30分鐘1.

(2024廣東汕頭一模)半導(dǎo)體摻雜對(duì)于半導(dǎo)體工業(yè)有著舉足輕重的作用,其中一種技術(shù)是將摻雜源物質(zhì)與硅晶體在高溫(800~1250℃)狀態(tài)下接觸,摻雜源物質(zhì)的分子由

于熱運(yùn)動(dòng)滲透進(jìn)硅晶體的表面,溫度越高摻雜效果越顯著。下列說法正確的是

(

)A.這種滲透過程是可逆的B.硅晶體具有光學(xué)上的各向同性C.這種滲透過程是分子的擴(kuò)散現(xiàn)象D.溫度越高摻雜效果越好是因?yàn)闇囟壬邥r(shí),所有分子的熱運(yùn)動(dòng)速率都增大C2.

(2024山東泰安一模)航天員在“天宮課堂”曾經(jīng)做過兩個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn):一個(gè)是微重力環(huán)境下液橋演示實(shí)驗(yàn),在兩個(gè)固體表面之間可形成大尺寸液橋,如圖a所示;另一個(gè)

是微重力環(huán)境下液體顯著的“毛細(xì)現(xiàn)象”演示,把三根粗細(xì)不同的塑料管,同時(shí)放入

裝滿水的培養(yǎng)皿,水在管內(nèi)不斷上升,直到管頂,如圖b所示。對(duì)于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理及

其應(yīng)用的理解,下列說法正確的是

(

)AA.液體表面張力使液橋表面形狀得以維持,而不會(huì)“垮塌”B.分子勢(shì)能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖c所示,能總體上反映水表面層中水分子

勢(shì)能Ep的是圖中“A”位置C.農(nóng)民使用“松土保墑”進(jìn)行耕作,通過松土形成了土壤毛細(xì)管,使土壤下面的水分更

容易被輸送到地表D.航天員在太空微重力環(huán)境中會(huì)因?yàn)闊o法吸墨、運(yùn)墨而寫不成毛筆字3.

(2024江蘇南京二模)氣壓式電腦桌的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如圖所示。導(dǎo)熱性能良好的汽缸與活塞之間封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦運(yùn)動(dòng)。設(shè)氣體的初始狀

態(tài)為A,將電腦放在桌面上,桌面下降一段距離后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)B。打開空調(diào)一段時(shí)間

后,桌面回到初始高度,此時(shí)氣體狀態(tài)為C。下列說法正確的是

(

)A.從A到B的過程中,氣體的內(nèi)能減少B.從A到B的過程中,氣體會(huì)從外界吸熱C.從B到C的過程中,氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大D.從B到C的過程中,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積“器壁”的碰撞次數(shù)變多C4.

(2024湖南長(zhǎng)沙適應(yīng)性考試)某同學(xué)自制了一個(gè)氣溫計(jì),他將一根透明玻璃管插入一個(gè)薄玻璃瓶,接口處密封。將加熱后的玻璃瓶倒置,再把玻璃管插入裝有紅墨水

的水槽中,固定好整個(gè)裝置,如圖所示。當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體溫度降至室溫T時(shí),管內(nèi)外水面的高

度差為h1。設(shè)紅墨水的密度為ρ,重力加速度為g,管內(nèi)氣體的體積與瓶的容積相比可忽

略不計(jì),室內(nèi)氣壓保持p0不變,以下操作過程中,玻璃管內(nèi)水面一直在水槽水面之上。

下列說法正確的是

(

)A.若室溫降低,玻璃瓶中的氣體將發(fā)生等壓變化B.若室溫升高,管內(nèi)外水面的高度差將增大C.當(dāng)管內(nèi)外水面的高度差為h2時(shí),室溫為

TD.將裝置帶至溫度恒定的低壓艙,艙內(nèi)氣壓越低,管內(nèi)外水面的高度差越大C5.

(2024江西南昌一模)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體的體積V與溫度t的關(guān)系如圖所示,該理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過A→B→C→D→A的變化過程,其中CD段與t軸平行,

DA的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)O,AB的反向延長(zhǎng)線與t軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(-273.15℃,0)。下列說法

正確的是

(

)A.氣體在C、D狀態(tài)下的壓強(qiáng)關(guān)系為pC<pDB.氣體在A、B狀態(tài)下的壓強(qiáng)關(guān)系為pA=pBC.氣體在B→C的過程中對(duì)外做功,內(nèi)能減少D.氣體在D→A的過程中放出熱量BD6.

(2024山東齊魯名校三模)一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能與其熱力學(xué)溫度成正比。某密閉容器內(nèi)的理想氣體自狀態(tài)A變化至狀態(tài)B,再變化至狀態(tài)C,其變化過程的p-

V圖線如圖中的實(shí)線所示。已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的內(nèi)能為U0,下列說法正確的是(

)A.自狀態(tài)A至狀態(tài)B,氣體的溫度不變B.氣體在狀態(tài)B時(shí)的內(nèi)能為3U0C.自狀態(tài)A至狀態(tài)B,氣體吸收的熱量為8U0+4p0V0D.自狀態(tài)A至狀態(tài)B,再至狀態(tài)C,氣體吸收的熱量比放出的熱量多2U0

C7.

(2024湖南長(zhǎng)郡十八校聯(lián)考)如圖所示,用兩個(gè)質(zhì)量均為m、橫截面積均為S的密閉活塞P、Q,將開口向上的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)的理想氣體分成A、B兩部分。上面活塞通過

輕繩懸掛在天花板上,汽缸和汽缸下方通過輕質(zhì)繩子懸掛的物塊的質(zhì)量均為2m,整個(gè)

裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)兩部分氣柱的長(zhǎng)度均為l0=30cm。環(huán)境溫度、大氣壓強(qiáng)p0均