2023山东版物理高考第二轮复习--专题十四 热学 (一).pdf

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1、2023山东版物理高考第二轮复习专 题 十 四 热 学高频考点考点一分子动理论、内能基础分子动理论的三条基本内容,温度和物体的内能。重难 扩散现象、布朗运动与分子热运动的理解，微观量的估算问题，分子力、分子势能、温度与内能的理解。综合分子力做功与分子势能变化的关系。限时1 5 分钟，正 答 率:/9。基础1.2 01 8课标II,3 3 （1）,5 分（多选）对于实际的气体,下列说法正确的是（）A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时,其内能可能不变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能答 案 B

2、D E2.（2 02 2 山东德州一模,4）P M2.5 是指空气中直径小于2.5 微米的悬浮颗粒物,其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面。下列说法中不正确的是（）A.气温越高,P M2.5 运动越剧烈B.P M2.5 在空气中的运动属于布朗运动C.P M2.5 在空气中的运动就是分子的热运动D.倡导低碳生活有利于减小P M2.5 在空气中的浓度答 案 C重难3.（2 01 9北京理综,1 5,6 分）下列说法正确的是（）A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对外做功且温度降低,分子

3、的平均动能可能不变答 案 A4.（2 01 8北京理综,1 4,6 分）关于分子动理论,下列说法正确的是（）A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.分子间同时存在着引力和斥力D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大答 案 C5.（2 02 2 安徽马鞍山模拟,9）（多选）如图所示,图线甲和图线乙为两分子之间的引力以及斥力随两分子之间距离的变化规律图线，且两图线有一交点，假设分子间的平衡距离为九 则下列说法正确的是（）A.图线甲为分子引力随分子间距离变化的图线B.图线乙为分子引力随分子间距离变化的图线C.两图线的交点对应的横坐标为r oD.如果两分子之间的距离增大,则分

4、子间的斥力比引力减小得慢答 案A C6.（2 02 2湖南师范附中模拟,1 0）（多选）在一个标准大气压下,1 g水在沸腾时吸收了 2 2 60 J的热量后变成同温度的水蒸气,对夕M故了 1 70 J的功。已知阿伏加德罗常数NA=6.0X 1023 m o l 水的摩尔质量M=1 8g/m o l0下列说法中正确的是（）A.分子间的平均距离增大B.水分子的热运动变得更剧烈了C.水分子总势能的变化量为2 090 JD.在整个过程中能量是不守恒的E.1 g水所含的分子数约为3.3 X 1 0型 个答 案A C E综合7.（2 02 2山东滨州模拟,2）下列各种说法中正确的是（）A.固体小颗粒越小,

5、温度越高，布朗运动越显著B .扩散现象能在气体中进行,不能在固体中进行C.气体分子永不停息地做无规则运动，固体分子之间相对静止不动D.如果一开始分子间距离大于r,则随着分子间距离的增大,分子势能减小答 案A8.（2 02 2山东泰安一模,9）（多选）甲分子固定在坐标原点0,只在两分子间的作用力作用下,乙分子沿x轴方向运动,两分子间的分子势能E 0与两分子间距离x的变化关系如图所示,设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0,则下列说法正确的是（）A.乙分子在P点时加速度为0B.乙分子在Q点时分子势能最小C.乙分子在Q点时处于平衡状态D.乙分子在P点时动能最大答 案A D9.2 02 1广东,1 5

6、（1）,6分 在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后,把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了,机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断,高空客舱内的气体压强（选 填“大于”、“小于”或“等 于 ）机场地面大气压强;从高空客舱到机场地面,矿泉水瓶内气体的分子平均动能（选 填“变大”、“变小”或“不 变”）。答 案 小 于 不 变考 点 二 固 体、液体、气体基 础 晶 体 与 非 晶 体、液体的表面张力、液晶、气体实验定律、理想气体状态方程等。重 难 气 体 实 验 定 律、理想气体状态方程的应用、气体状态变化图像。综合气体状态变化过程与气体状态变化图像的综合，汽缸模型、水银柱模型。限 时

7、1 00分钟，正答率：/1 70基础1.2 02 2 全国乙,3 3（1）,5 分（多选）一定量的理想气体从状态a 经状态b 变化到状态c,其过程如T-V图上的两条线段所示。则 气 体 在（）Tbo -TA.状态a 处的压强大于状态c 处的压强B.由a 变化到b 的过程中,气体对外做功C.由b 变化到c 的过程中，气体的压强不变D.由a 变化到b 的过程中，气体从外界吸热E.由a 变化到b 的过程中,从外界吸收的热量等于其增加的内能答 案 A B D2 .（多选）固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示,横轴表示时间3纵轴表示温度T。下列判断正确的有（）A.固体甲一定是晶体,固体乙一定是非

8、晶体B.固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形C.在热传导方面固体甲一定表现出各向异性,固体乙一定表现出各向同性D.固体甲和固体乙的化学成分有可能相同答 案 A B D3 .（2 02 2 广东珠海一模,9）（多选）下列说法正确的是（）A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体B.浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现C一定质量的0 的水的内能大于等质量的0 的冰的内能D.一些昆虫可以停在水面上,是由于水表面存在表面张力答 案 A C D重难4.(2 02 1 全国甲,3 3,1 5 分)(1)如图,一定量的理想气体经历的两个不同过程,分别由体积-温度(V-t)图

9、上的两条直线I和 H 表示，明和k 分别为两直线与纵轴交点的纵坐标;为它们的延长线与横轴交点的横坐标,2 73.1 5 Ca 为直线I上的一点。由图可知，气体在状态a 和 b 的压强之比就；气体在状态b 和 c 的压强之比”=Pc(2)如图，一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体,中间的隔板将气体分为A、B 两部分;初始时,A、B的体积均为V,压强均等于大气压p o0隔板上装有压力传感器和控制装置,当隔板两边压强差超过0.5 p0时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使 B 的体积减小为(i)求A 的体积和E 的压强;(i i)再使活塞向左缓慢回到初始位置,求

10、此时A 的体积和B 的压强。活塞隔板5.2 02 1 河北,1 5 (2),8 分 某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气,温度为2 7 时,压强为3.0 X 1 0：P a。(i )当夹层中空气的温度升至3 7 C,求此时夹层中空气的压强;(i i)当保温杯外层出现裂隙,静置足够长时间,求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值。设环境温度为2 7,大气压强为1.0X1 05 P a0综合6.2 02 2 湖南,1 5(2),8 分 如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积V =9.9 L 的导热汽缸下接一圆管,用质量m.=90 g、横截面积S=1 0 cm 的活塞封闭一定质量的理想气体,

11、活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量叱=1 0 g 的 U 形金属丝,活塞刚好处于A 位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出,活塞在圆管中的最低位置为Bo已知A、B 间距离h=1 0 cm,外界大气压强p =l.01 X1 0$P a,重力加速度取1 0 m/s,环境温度保持不变。求I形金属丝待测液体(i )活塞处于A 位置时,汽缸中的气体压强p,;(i i)活塞处于B 位置时,液体对金属丝拉力F 的大小。答 案(i )1 X1 0$P a(i i)l N7.(2 02 1 山东三模,1 0)(多选)“回热式热机”的热循环过程可等效为如图所示a-b

12、-c-d-a 的曲线,理想气体在a-b、c-d 为等温过程,b-c、d-a 为等容过程，则()A.a状态气体温度比c状态低B.a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比b状态多C.b-c、d-a两过程气体吸、放热绝对值相等D.整个循环过程，气体对外放出热量答 案B C8.2 01 8课标III,3 3（1）,5分（多选）如图,一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中（）A.气体温度一直降低B.气体内能一直增加C.气体一直对外做功D.气体一直从外界吸热E.气体吸收的热量一直全部用于对夕M故功答 案B C D9.2 01 9课标II,3 3（1）

13、,5分 如p-V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是、心、T3O用NZ、N s分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则M N2,T,L,N2 限（填“大于”“小于”或“等于”）答案 大于 等于 大于1 0.（2 01 8课标1,3 3,1 5 分）（1）如图,一定质量的理想气体从状态a 开始,经历过程、到达状态e。对 此 气 体,下 列 说 法 正 确 的 是（选对1 个得2 分,选对2 个得4 分,选对3 个得5 分;每选错1 个扣3 分,最低得分为0 分）。A.过程中气体的压强逐渐减小B.过程中气体对外界做正功

14、C.过程中气体从外界吸收了热量D.状态c、d 的内能相等E.状态d 的压强比状态b 的压强小如图，容积为V 的汽缸由导热材料制成面积为S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门Ko开始时,K 关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为P o o 现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为 时，将 K 关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了 不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。求流O入汽缸内液体的质量。答 案（l）B D E （2）皆2 6g1 1.（2 01 7课标I ,3 3,1 5 分）（1）氧气分子

15、在0 和1 00 C温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是。单位速率间隔的分子数A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在1 00 时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0 时相比,1 00 0c时氧气分子速率出现在0 4 00 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门KJ立于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门人KB中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在

16、B的底部;关闭L、K3,通过R给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p。的3倍后关闭Klo已知室温为2 7,汽缸导热。(i)打开陶 求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(i i)接着打开鼠,求稳定时活塞的位置；(i i i)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高2 0 C求此时活塞下方气体的压强。答 案(l)A B C (2)(i)2 P o(i i)B 的 顶 部(i i i)1.6p01 2.(2 02 2山东,1 5,7分)某些鱼类通过调节体内鱼瞟的体积实现浮沉。如图所示,鱼瞟结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室,A室壁厚,可认为体积恒定,B室壁薄，体积可变;两室内气体视为理想气体，可通

17、过阀门进行交换。质量为M 的鱼静止在水面下II处,B 室内气体体积为V,质量为明设B 室内气体压强与鱼体外压强相等,鱼体积的变化与B 室气体体积的变化相等,鱼的质量不变,鱼膘内气体温度不变。水的密度为P ，重力加速度为g,大气压强为P。,求:(1)鱼通过增加B 室体积获得大小为a 的加速度,需从A 室充入B 室的气体质量 m;(2)鱼静止于水面下1 L处时,B 室内气体质量m1 0B室IV答案翳叫1 3.2 02 2 全国甲,3 3 (2),1 0分 如图,容积均为V。、缸壁可导热的A、B 两汽缸放置在压强为p。、温度为T”的环境中；两汽缸的底部通过细管连通,A 汽缸的顶部通过开口 C 与外界

18、相通;汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、H、HI、N四部分，其中第II、HI部分的体积分别为林。和 猛 环境压强保持不变,不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。(i)将环境温度缓慢升高,求B 汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度;(i i)将环境温度缓慢改变至2 T。,然后用气泵从开口 C 向汽缸内缓慢注入气体,求A 汽缸中的活塞到达汽缸底部后,B 汽缸内第IV 部分气体的压强。答案(i )T o (i i)3 P o1 4.2 02 2 全国乙,3 3 (2),1 0分 如图,一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,汽缸中活塞I和活塞II之间封闭有一定量的理想气体,两活塞用一轻质弹簧连接,汽缸连

19、接处有小卡销,活塞II不能通过连接处。活塞I、H 的质量分别为2 m、m,面积分别为2 S、S,弹簧原长为1。初始时系统处于平衡状态,此时弹簧的伸长量为0.1 1,活塞1、H 到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为T o,已知活塞外大气压强为“忽略活塞与缸壁间的摩擦,汽缸无漏气,不计弹簧的体积,重力加速度为g.(i)求弹簧的劲度系数；(i i)缓慢加热两活塞间的气依求当活塞II刚运动到汽缸连接处时,活塞间气体的压强和温度。1 5.2 01 7课标II,3 3(2),1 0分 一热气球体积为V,内部充有温度为T ,的热空气,气球外冷空气的温度为九 已知空气在1 个大气压、温度L 时的密度为

20、P 该气球内、外的气压始终都为1 个大气压,重力加速度大小为g.(i )求该热气球所受浮力的大小；(i i)求该热气球内空气所受的重力；(皿)设充气前热气球的质量为m o,求充气后它还能托起的最大质量。答 案(i)V gP o 普(i i)V gP o 空ib TaTb 7a1 6.2 01 7课标i n,3 3(2),1 0分 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 和 降 K 长为1,顶端封闭,L 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相通;逐渐提升R,直到L 中水银面与根顶端等高,此时水银已

21、进入 K且 K；中水银面比顶端低h,如图(b)所示。设测量过程中温度、与 K；相通的待测气体的压强均保持不变。已知K和 K；的内径均为d.M的容积为Vo,水银的密度为P，重力加速度大小为g.求：(i )待测气体的压强;(H)该仪器能够测量的最大压强。答 案(i)pngh2d24K0+Kd2(l-h)npg，2d2(i i)1 7.2 01 5 山东理综,3 7(2)扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图，截面积为S 的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为3 00 K,压强为大气压强p o0当封闭气体温度上升至3 03 K 时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面

22、,其内部气体压强立刻减为P。,温度仍为3 03K。再经过一段时间,内部气体温度恢复到3 00 K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：(i )当温度上升到3 03 K 且尚未放气时，封闭气体的压强；(i i)当温度恢复到3 00 K 时,竖直向上提起杯盖所需的最小力。O答 案 黑 囚 房 糕 城考点三热力学定律与能量守恒基础 改变物体内能的两种方式,热力学第一定律,热力学第二定律及微观意义,能量守恒定律和两类永动机。重难热力学第一定律与能量守恒定律,热力学第二定律的理解及应用。综合热力学第一定律与气体图像的综合，气体实验定律与热力学定律的综合应用。限时4 0分钟，正答率：/1 30基础1.

23、（2 02 2 山东,5,3 分）如图所示,内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体,初始时汽缸开口向上放置,活塞处于静止状态，将汽缸缓慢转动90过程中,缸内气体（）B 仃：二A.内能增加,外界对气体做正功B.内能减小,所有分子热运动速率都减小C.温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少D.温度升高,速率大的分子数占总分子数比例增加答 案 C2.2 02 1 全国乙,3 3（1）,5 分（多选）如图,一定量的理想气体从状态a（p。,V。,T。）经热力学过程ab、be、ca后又回到状态a。对于ab、be、ca三个过程，下列说法正确的是（）1 2叫A.ab过程中，气体始终吸热B.ca

24、过程中，气体始终放热C.ca过程中，气体对外界做功D.be 过程中,气体的温度先降低后升高E.be 过程中,气体的温度先升高后降低答 案 A B E3.（2 02 2山东莱州模拟,1 0）（多选）气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置,其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K,座舱A中充满空气,气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时,打开阀门K,A中的气体进入B中,最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体,下列说法正确的是（）A.气体并没有对外做功，气体内能不变B.B中气体可全部自发地退回到A中C.气体温度不变，体积增大,压强减

25、小D.气体体积变大，气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少答 案A C D重难4.（2 02 0天津,5,5分）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体（）A.压强变大B.对外界做功C.对外界放热1）.分子平均动能变大答 案B5.2 02 0课标山,3 3（1）,5 分（多选）如图,一开口向上的导热汽缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于

26、平衡状态。在活塞下降过程中（）A.气体体积逐渐减小,内能增加B.气体压强逐渐增大,内能不变C.气体压强逐渐增大,放出热量D.外界对气体做功,气体内能不变E.外界对气体做功,气体吸收热量答 案 B C D6.（2 02 2 黑龙江哈尔滨模拟,1 0）（多选）如图所示,一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态B、C 和 D后再回到状态Ao其中,A-B 和 C-D 为等温过程,B-C 和 D-A 为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。该循环过程中，下列说法正确的是（）A.A-B 过程中,气体对外界做功B.B-C 过程中,气体分子的平均动能增大C.C-D 过程中，单位时间内碰撞

27、单位面积器壁的分子数增多D.C-D 过程中,气体放热答 案 A C D7.2 02 2 湖南,1 5（1）,5 分（多选）利 用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进,分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位,而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时,中心部位气流与分离挡板碰撞后反向,从A 端流出,边缘部位气流从B 端流出。下列说法正确的是（）A.A 端为冷端,B 端为热端B.A 端流出的气体分子热运动平均速率一

28、定小于B 端流出的C.A 端流出的气体内能一定大于B 端流出的D.该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律E.该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律答 案 A B E综合8.2 02 1 湖南,1 5 （1）,5 分（多选）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸,用两个轻质绝热活塞（截面积分别为S i 和 S J封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙,活塞从A下降h 高度到B 位置时,活塞上细沙的总质量为m。在此过程中,用外力F 作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强P，保持不变，系统始终处于平衡状态

29、,重力加速度为g。下列说法正确的是（）JA.整个过程，外力F做功大于0,小于mghB.整个过程,理想气体的分子平均动能保持不变C.整个过程,理想气体的内能增大D.整个过程,理想气体向外界释放的热量小于（poSih+mgh）E.左端活塞到达B位置时，外力F等于 喏答 案BDE9.2017课标III,33（1）,5分（多选）如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程a b到达状A.在过程a b中气体的内能增加B.在过程c a中外界对气体做功C.在过程a b中气体对外界做功D.在过程b e中气体从外界吸收热量E.在过程c a中气体从外界吸收热量答 案ABD10.（2020山东,6,3分）一定

30、质量的理想气体从状态a开始,经a-b、b-c.c-a三个过程后回到初始状态a,其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0,2p。）、b（2V。,p。）、c（3%,2p0）。以下判断正确的是（）A.气体在a-b 过程中对外界做的功小于在b-c 过程中对外界做的功B.气体在a-b 过程中从外界吸收的热量大于在b-c 过程中从外界吸收的热量C.在 C-a 过程中,外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D.气体在c-a 过程中内能的减少量大于b-c 过程中内能的增加量答 案 C1 1.2 02 2 全国甲,3 3 ，5 分（多选）一定量的理想气体从状态a 变化到状态b,其过程如p-T 图

31、上从a到 b 的线段所示。在此过程中（）Pb0 TA.气体一直对外做功B.气体的内能一直增加C.气体一直从外界吸热D.气体吸收的热量等于其对外做的功E.气体吸收的热量等于其内能的增加量答 案 B C E1 2.2 01 9课标I ,3 3（1）,5 分 某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好,空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容 器 中 空 气 的 温 度（填“高于”“低于”或“等 于 ）外界温度，容器中空气的密度（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。答 案 低 于 大 于1 3.

32、(2 02 2 辽宁大连模拟,1 5)一定质量的理想气体，状态从A-B-C-D-A 的变化过程可用如图所示的P-V 图线描述，其中D-A 为等温线，气体在状态A 时温度为TA=300 K,求：(1)气体在状态C 时温度T c；(2)若气体在A-B 过程中吸热1 000 J,则在A-B 过程中气体内能如何变化?变化了多少?答 案(1)3 75 K(2)气体内能增加增加了 4 00 J易混易错1.液体压强问题I (2 02 2 广东模拟,1 5)一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量M=3 Xl(rkg、体积V =0.5 的重物捆绑在开口朝下的浮筒上向浮筒内充入一定量的气体,开始时筒内液

33、面到水面的距离h,=4 0叫筒 内 气 体 体 积 在 拉 力 作 用 下 浮 筒 缓 慢 上 升。当筒内液面到水面的距离为乩时,拉力减为零,此时气体体积为随后浮筒和重物自动上浮。已知大气压强p o=l X 1 05 P a,水的密度P=l Xl(r kg/m 重力加速度的大小g=1 0 m/s2o不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略。求 V：和辰答案 2.5 m:,1 0 m2.气 体 变 质 量 问 题（2 02 2湖南长郡中学模拟,1 5）新冠疫情期间,武汉市医疗物资紧缺,需要从北方调用大批钢瓶氧气（如图），每个钢瓶内体积为4 0 L,在北方时测得钢瓶

34、内氧气压强为1.2 X1 0,P a,温度为7,长途运输到武汉方舱医院检测时测得钢瓶内氧气压强为1.2 6X1 0,P a。在方舱医院实际使用过程中，先用小钢瓶（加抽气机）缓慢分装，然后供病人使用,小钢瓶体积为1 0 L,分装后每个小钢瓶内氧气压强 为4 X1 05 P a,要求大钢瓶内压强降到2 X1 05 P a时就停止分装。不计运输过程中和分装过程中氧气的泄漏，求:（1）在武汉检测时钢瓶所处环境温度为多少摄氏度？（2）一大钢瓶氧气可分装多少小钢瓶氧气供病人使用?题型模板题型一汽缸活塞类模型典型模型模型特征:单汽缸活塞类模型:热学研究对象（一定质量的理想气体）变化过程遵循理想气体实验定律；

35、力学研究对象（汽缸、活塞或某系统）运动过程遵循力学规律。解题思路：确定研究对象。分析物理过程。注意挖掘题目中的隐含条件,如几何关系、体积关系等，列出辅助方程。多个方程联立求解。对求解的结果注意分析它们的合理性。1.（2 02 1江苏,1 3,8分）如图所示,一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中,活塞的面积为S,与汽缸底相距L,汽缸和活塞绝热性能良好。气体的压强、温度与外界大气相同，分 别 为P。、T,）o现接通电热丝加热气体，一段时间后断开,活塞向右缓慢移动距离L 后停止。活塞与汽缸间的滑动摩擦力为f,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。整个过程中气体吸收的热量为Q o 求该过程中气体(1)内能的增加量

36、A U;最终温度T。bL 匕 电热丝：答 案(D Q-p o S L-f L 2 T K1+4)2.2 01 8课标II,3 3 (2),1 0分 如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口 a和 b,a、b间距为h,a距缸底的高度为1 1；活塞只能在6 b 间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为阳，面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为P。,温度均为乙。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b 处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。(重力加速度大小为g)b-i-答 案(1 +

37、凯1 +骸 T。S S+m g)h变式题型题型特征:变式1 ：单汽缸单活塞双气体系统模型。变式2:单汽缸双活塞双气体系统模型。变式3:双汽缸双活塞双气体系统模型。3 .变式1 1 2 02 1 广东潮州一模,1 5 如图所示,用一个绝热活塞将绝热容器平均分成A、B 两部分用控制阀K 固定活塞,开始时A、B 两部分气体的温度都是2 7 C,压强都是1.0X1 05 P a,保持A 体积不变,给电热丝通电，使气体A 的温度升高到1 2 3 c取 0 为2 73 K,不计摩擦，求：气体A 的压强；保持气体A 的温度不变，拔出控制阀K,活塞将向右移动压缩气体B,平衡后气体B 的体积被压缩了表,气体B

38、的温度。答案 1.3 2 X1 05 P a 5 1 4 .变式2 I (2 01 9北京朝阳模拟)如图所示,有两个不计质量和厚度的活塞M、N,将两部分理想气体A、B封闭在绝热汽缸内,温度均是2 7 C。M 活塞是导热的,N 活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S=2 cm2,初始时M 活塞相对于底部的高度为h,=2 7 cm,N 活塞相对于底部的高度为h2=1 8 cm,现将一质量为m=l kg的小物体放在M 活塞的上表面,活塞下降。已知大气压强为P o=l.0X1 05P a。(g=1 0 m/s；取 0 为 2 73 K)(1)求下部分气体的压强多大；(2)现通过

39、加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为1 2 7 C,求稳定后活塞M、N 距离底部的局度。MN答案(1)1.5 X1 03 P a(2)2 2 cm 1 6 cm5.变式3 1 2 01 9课标1 1,3 3 (2),1 0分 如图，一容器由横截面积分别为2 S 和 S 的两个汽缸连通而成,容器平放在水平地面上,汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为P。和 V。,氢气的体积为2 V。,空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求(i

40、)抽气前氢气的压强；(i i)抽气后氢气的压强和体积。答 案(i)|(p o+p)(i i)|p o+i p 誓警L 乙 ，4 P o 十 p实践应用6.2 02 2 重庆第五次质检,1 5(2)气压式升降椅简化原理图如图所示，可上下自由移动的圆柱形汽缸(导热性能良好)与椅面固定连接，两者的质量之和M=1 0 kg,横截面积S=1 00 cm?的柱状气动杆与底座固定连接。圆柱形汽缸与柱状气动杆间封闭有一定质量的氮气，稳定后测得封闭气柱长度L=75 cm。当质量m=4 0 kg的人静坐在椅面上(手脚未接触其他物体)，稳定后封闭气柱长度为已知大气压强P o=l.O Xl O5 P a,初始环境温度

41、匕=7,重力加速度g=1 0 m/s2,所有摩擦均可忽略不计,汽缸内气体可视为理想气体。求：L；的大小；若要质量m=4 0 kg的人静坐在椅面上，稳定后封闭气柱长度为L?=5 8 cm,外界环境温度需要达到多少摄氏度。一汽缸-o一L气动杆答案 5 5 cm 2 2 7.2 02 1 湖南,1 5 (2),8 分 小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置,如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上,用质量m=600 g、截面积S=2 0 cm?的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A 上,左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞,右端用相同细绳竖直悬挂一个

42、质量m2=l 2 00 g的铁块,并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为600.0g 时,测得环境温度=3 00 K。设外界大气压强PLLO XIO,P a,重力加速度g=1 0 m/s2.(i )当电子天平示数为4 00.0 g 时,环境温度几为多少？(i i)该装置可测量的最高环境温度T 吗、为多少？细绳 A号 杆 细 绳-k-/_ 5 电子天平答案(i )2 97 K(i i)3 09 K题型二液柱-玻璃管模型典型模型模型特征:单气体系统单液柱-玻璃管模型:热学研究对象(一定质量的理想气体)变化过程遵循理想气体实验定律;力学研究对象(液柱)遵循共点力平衡等力学规律(液体因重力产生的压

43、强为P=P gh)0解题技巧:解答液柱类问题的关键是封闭气体压强的计算,而求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对象分析受力,列平衡方程。1.2 01 9课标山,3 3(2),1 0分 如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为2.0 cm 的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cm l l g,环境温度为2 96 K。3)求细管的长度；(H)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体,直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体

44、的温度。2.0 cm jit 2。cm答 案(i)4 1 cm (i i)3 1 2 K2.2 02 0课标IH,3 3 ,1 0分 如图,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=1 8 cm 的 U 形管,左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高h 0=4 cm 的水银柱,水银柱上表面离管口的距离1=1 2 cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为=2 83 K,大气压强p 0=76 cm Hg。(i )现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？(i i)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为

45、多少？答案(i )1 2.9 cm (i i)3 63 K变式题型题型特征:变式1:双气体系统单液柱-玻璃管模型。变式2:双气体系统多液柱-玻璃管模型。变式3:双气体系统活塞-液柱-玻璃管模型。3 .变式1 2 01 8课标1 1 1,3 3(2),1 0分 在两端封闭、粗细均匀的U 形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当 U 形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为L=1 8.0 cm 和L=1 2.0 cm,左边气体的压强为1 2.0 cm Hge现将U 形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求 U 形管平放时两边空气柱的长度。在整个过

46、程中，气体温度不变。丁 肝上kJ4 .变式3 1 2 01 6课标 1 1,3 3(2),1 0分-U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强P 0=75.0 cm l lg o环境温度不变。答案 1 4 4 cm Hg 9.42 cm实践应用5 .(2 02 1 山东,3,3 分)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带

47、,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压的数值。充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为 V；每次挤压气囊都能将60 cm 的外界空气充入臂带中,经5 次充气后,臂带内气体体积变为5 V,压强计示数为1 5 0 m m Hg,已知大气压强等于75 0 m m Hg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则 V 等于()C.5 0 cm*D.60 cm3答 案D题型三“变质量气体”模型典型模型模型特征:充气模型。在充气时,以充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象时,这些气体的质量是不变的。这样，可 将“变质量”的问题转化成“定质量”问题。1 .2 02 1广东,1 5（2）,6分 为方

48、便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示。某种药瓶的容积为0.9 m L,内装有0.5 m L的药液,瓶内气体压强为1.0X1 05 P a。护士把注射器内横截面积为0.3 c m 长度为0.4 cm、压 强 为1.0X1 05 P a的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变,气体视为理想气体,求此时药瓶内气体的压强。答案 1.3义1。5 P a变式题型题型特征:变式1 ：抽气模型。变 式2:灌 气（分装）模型。变 式3:漏气模型。2.变 式1 1（2 02 0山东,1 5,7分）中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上,进而

49、治疗某些疾病。常见拔罐有两种，如图所示,左侧为火罐,下端开口;右侧为抽气拔罐,下端开口，上端留有抽气阀门。使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上,自然降温后火罐内部气压低于外部大气压,使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上,再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时，罐内气体初始压强与外部大气压相同,温度为4 5 0 K,最终降到3 00 K,因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的祟若换用抽气拔罐,抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的春罐内气压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值

50、。，二抽气阀门火罐 抽气拔罐答 案|3.变 式2 1 2 01 9课 标I ,3 3 ,1 0分 热等静压设备广泛应用于材料加工中。该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.1 3炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将1 0瓶氨气压入到炉腔中。已知每瓶氨气的容积为3.2 X1 0 2 m3,使用前瓶中气体压强为L 5 X 1 0,P a,使用后瓶中剩余气体压强为2.0X 1 0,P a;室温温度为2 7 ro氮气可视为理想气体。(i )求压入氮