山东省滕州市第五中学2023-2024学年高二下学期第二次月考物理试题

这是一份山东省滕州市第五中学2023-2024学年高二下学期第二次月考物理试题，共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（每题4分，共32分）
1．1827年，英国植物学家布朗在显微镜下观察悬浮在液体里的花粉颗粒时，发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动，这种运动称为布朗运动。下列说法正确的是（ ）
A．液体温度一定时，花粉颗粒越大，花粉颗粒的无规则运动越明显
B．花粉颗粒大小一定时，液体温度越低，花粉颗粒的无规则运动越明显
C．布朗运动就是液体分子永不停息的无规则运动
D．布朗运动是由液体分子的无规则运动引起的
2．判断物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是（ ）
A．从外形上判断B．从导电性能来判断
C．从各向异性或各向同性来判断D．从有无确定的熔点来判断
3．如图所示，在带有活塞的有机玻璃筒底放置少量硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。关于这个实验，以下说法正确的是（ ）
A．玻璃筒内气体的温度升高，筒内所有气体分子热运动的速率均增大
B．迅速压下活塞的过程中，玻璃筒内气体的温度升高，内能增加
C．硝化棉能燃烧起来，表明气体从外界吸热，内能增加
D．外界对气体做功等于气体向外传递的热量
4．对不同的物体而言，下列说法中正确的是（ ）
A．高温物体内分子的平均动能一定比低温物体内分子的平均动能大
B．高温物体内每一个分子的动能一定大于低温物体内每一个分子的动能
C．高温物体内分子运动的平均速率一定比低温物体内分子运动的平均速率大
D．高温物体内每一个分子运动的速率一定大于低温物体内每一个分子运动的速率
5．两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rC．在r=r0时，分子势能最大，动能也最大
D．在r=r0时，分子势能为零
6．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为m0，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0，则封闭气体的压强p为（ ）
A．p=p0+m0gSB．p=p0+(m0+m)gS
C．p=p0-m0gSD．p=mgS
7．下列说法正确的是（ ）
A．气体压强仅与气体分子的平均动能有关
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
8．一个气泡由湖面下20m深处上升到湖面下10m深处，它的体积约变为原来体积的（温度不变，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2）（ ）
A．3倍B．2倍C．1.5倍D．710
二、多项选择题（每题4分，选不全得2分，共20分）
9．一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，是因为（ ）
A．气体分子的总数增加
B．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
C．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
D．气体分子的密度增大
10．如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p-V图像，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体的温度和分子平均速率的变化情况的下列说法正确的是（ ）
A．都一直保持不变B．温度先升高后降低
C．温度先降低后升高D．平均速率先增大后减小
11．把极细的玻璃管插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是（ ）
A．B．
C．D．
12．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线ac过原点，则气体（ ）
A．在状态c的压强大于在状态a的压强
B．在状态b的压强大于在状态c的压强
C．在b→c的过程中内能保持不变
D．在a→b的过程对外做功
13．关于液晶，下列说法正确的是（ ）
A．因为液晶是介于晶体与液体之间的中间态，所以液晶实际上是一种非晶体
B．液晶具有液体的流动性，是因为液晶分子尽管有序排列，但却位置无序，可自由移动
C．任何物质在任何条件下都可以存在液晶态
D．天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的
三、填空题（每空3分，共18分）
14．如（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知：若炭粒大小相同， （选填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈；若水温相同， （选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大。
（甲） （乙）
15．（1）在“用单分子油膜法估测分子大小”实验中，在蒸发皿内盛一定量的水，正确操作的是____。
A．在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
B．先滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，再在水面上撒上痱子粉
（2）实验中，104mL油酸酒精溶液中有纯油酸3.0mL，用注射器测得1.0mL上述溶液中50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为2cm。（计算结果均保留两位有效数字）
①油膜的面积 m2；
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL；
③根据①、②数据，估算出油酸分子的直径约 m；
四、解答题（3个题，共30分）
16．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2.0cm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4.0cm。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76cmHg，环境温度为296K。
（1）求细管的长度；
（2）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，求此时密封气体的温度。
17．如图所示，一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D的变化过程用如图所示的V-T关系图像来描述，气体在状态B时的压强pB=2×105Pa，气体从状态D到状态A是等温变化，结合图像的数据，求：
（1）气体在状态D时的压强与体积；
（2）气体在状态A的体积，气体从状态C到状态D，外界对气体做的功为多少。
18．如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度与质量均不计，在B处设有限制装置，使活塞只能在B以上运动，B以下汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.2V0。开始时活塞在A处，温度为87℃，大气压强为p0，现缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，然后再缓慢降低汽缸内气体的温度，直到-3℃。
（1）求活塞刚到达B处时的温度TB；
（2）求缸内气体最后的压强p；
（3）在图乙中画出整个过程的p-V图线。
答案解析部分
一、单项选择题（每题4分，共32分）
1．1827年，英国植物学家布朗在显微镜下观察悬浮在液体里的花粉颗粒时，发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动，这种运动称为布朗运动。下列说法正确的是（ ）
A．液体温度一定时，花粉颗粒越大，花粉颗粒的无规则运动越明显
B．花粉颗粒大小一定时，液体温度越低，花粉颗粒的无规则运动越明显
C．布朗运动就是液体分子永不停息的无规则运动
D．布朗运动是由液体分子的无规则运动引起的
【答案】D
【知识点】布朗运动
【解析】【解答】布朗运动的是指悬浮在液体中的花粉颗粒所做的无规则运动，悬浮在液体中花粉颗粒受到液体分子的无规则撞击，由于受力不平衡而产生无规则运动，所以布朗运动间接反映了液体分子在做永不停息的无规则热运动，温度越高，颗粒越小，布朗运动越明显，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据布朗运动的产生原理和规律分析。
2．判断物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是（ ）
A．从外形上判断B．从导电性能来判断
C．从各向异性或各向同性来判断D．从有无确定的熔点来判断
【答案】D
【知识点】晶体和非晶体
【解析】【解答】A.单晶体有整齐规则的几何外形，多晶体和非晶体一样没有规则的外形，所以不能从外形上区分物质是晶体还是非晶体，A不符合题意；
B.单晶体中载流子遭受散射的几率小，导电性好，多晶体、非晶体导电性都较差，所以从导电性能不能区分物质是晶体还是非晶体，B不符合题意；
C.单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性，所以不能从各向异性或各向同性来区分，C不符合题意；
D.晶体不管是单晶体还是多晶体都有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，所以可以从有无确定的熔点来判断，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】晶体和非晶体的本质区别是晶体有固定熔点，非晶体没有固定熔点；晶体中，只有单晶体一定具有规则的几何形状，具有各项异性，多晶体不具备以上特点。
3．如图所示，在带有活塞的有机玻璃筒底放置少量硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。关于这个实验，以下说法正确的是（ ）
A．玻璃筒内气体的温度升高，筒内所有气体分子热运动的速率均增大
B．迅速压下活塞的过程中，玻璃筒内气体的温度升高，内能增加
C．硝化棉能燃烧起来，表明气体从外界吸热，内能增加
D．外界对气体做功等于气体向外传递的热量
【答案】B
【知识点】分子运动速率的统计规律；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】A.玻璃筒内气体的温度升高，筒内气体分子热运动的平均速率增大，这是通过大量分子运动得出的统计规律，并不是所有分子的速率都增大，A不符合题意；
BC.当把活塞迅速压下去时，活塞对空气做功，气体来不及与外界进行热交换，所以气体的内能就会增加，气体的温度就会升高，达到硝化棉的燃烧点，硝化棉就燃烧起来，B符合题意，C不符合题意；
D.根据热力学第一定律得
∆U=Q+W
因为迅速压下活塞的过程中气体来不及与外界进行热交换，所以
Q=0
可得
∆U=W
即外界对气体做功等于气体内能的增加，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】温度升高，分子的平均速率增大，是一个大量分子的统计规律，单个分子的热运动是无规则的；由热力学第一定律分析硝化棉燃烧的原因，并得出气体内能变化量、做功和热量变化之间的关系。
4．对不同的物体而言，下列说法中正确的是（ ）
A．高温物体内分子的平均动能一定比低温物体内分子的平均动能大
B．高温物体内每一个分子的动能一定大于低温物体内每一个分子的动能
C．高温物体内分子运动的平均速率一定比低温物体内分子运动的平均速率大
D．高温物体内每一个分子运动的速率一定大于低温物体内每一个分子运动的速率
【答案】A
【知识点】分子运动速率的统计规律；物体的内能
【解析】【解答】AC.温度是分子平均动能的标志，温度高的物体，分子的平均动能一定大，但如果是不同物质，分子的质量不同，平均动能大的速率不一定大。A符合题意，C不符合题意；
BD.物体的温度升高，分子的平均速率和平均动能增大，这是一个大量分子的统计规律，而单个分子的
故答案为：A。
【分析】温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，同种物体，温度越大，分子平均速率一定越大；分子速率随温度变化的规律是一个大量分子的统计规律，对单个分子没有意义。
5．两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rC．在r=r0时，分子势能最大，动能也最大
D．在r=r0时，分子势能为零
【答案】A
【知识点】分子间的作用力；分子动能
【解析】【解答】A.r>r0阶段，分子力表现为引力，所两分子相互靠近时F做正功，由功能关系可知，分子动能增加，势能减小，A符合题意；
B.rCD.由以上分析可知，当r=r0时，分子势能最小，动能最大；因为两分子相距无穷远时分子势能为零，所以当r=r0时，分子势能小于零，CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据r与r0的关系，分析分子力是引力还是斥力，得出两分子相互靠近时分子力做功的正负，再由功能关系得出分子动能和分子势能的变化情况，并得出r=r0时分子势能和分子动能的特点。
6．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为m0，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0，则封闭气体的压强p为（ ）
A．p=p0+m0gSB．p=p0+(m0+m)gS
C．p=p0-m0gSD．p=mgS
【答案】C
【知识点】压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】以汽缸底为研究对象进行受力分析，根据共点力平衡条件可得
pS+Mg=p0S
解得
p=p0-m0gS
C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】分析汽缸底的受力，由共点力平衡条件求解封闭气体的压强。
7．下列说法正确的是（ ）
A．气体压强仅与气体分子的平均动能有关
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
【答案】C
【知识点】气体压强的微观解释；分子动能；物体的内能
【解析】【解答】A.气体压强从微观上讲，与分子平均动能和分子密集程度共同决定，A不符合题意；
B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，B不符合题意；
C.根据分子热运动的规律可知，温度越高，大量分子热运动越剧烈，C符合题意；
D.温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子平均动能一定变小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据气体压强的微观解释分析；内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和；根据分子热运动的规律分析；温度是分子平均动能的标志。
8．一个气泡由湖面下20m深处上升到湖面下10m深处，它的体积约变为原来体积的（温度不变，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2）（ ）
A．3倍B．2倍C．1.5倍D．710
【答案】C
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】设气泡在湖面下20m深处和10m深处体积分别为V1、V2，初态时气泡的压强
p1=p0+ρgh1=3×105Pa
在10m深处时气泡的压强
p2=p0+ρgh2=2×105Pa
气泡内气体做等温变化，根据玻意耳定律得
p1V1=p2V2
解得
V2V1=p1p2=32=1.5
C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】气泡上升过程中做等温等温变化，由玻意耳定律列式求解即可。
二、多项选择题（每题4分，选不全得2分，共20分）
9．一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，是因为（ ）
A．气体分子的总数增加
B．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
C．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
D．气体分子的密度增大
【答案】C,D
【知识点】气体压强的微观解释
【解析】【解答】AD.气体的体积减小，分子总数是一定的，所以分子数密度增加，A不符合题意，D符合题意；
B.因为气体做的是等温压缩，温度不变，所以分子热运动平均动能不变，故气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，B不符合题意；
C.因为气体压强增大，分子数密度增加，而单个分子撞击器壁的平均作用力不变，故单位时间单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，C符合题意。
故答案为CD。
【分析】气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，气体压强由气体分子的数密度和平均动能共同决定。
10．如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p-V图像，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体的温度和分子平均速率的变化情况的下列说法正确的是（ ）
A．都一直保持不变B．温度先升高后降低
C．温度先降低后升高D．平均速率先增大后减小
【答案】B,D
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；热力学图像类问题
【解析】【解答】由图像可知
pAVA=pBVB
所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上，在p-V图像上作出几条等温线，如图所示
由于离原点越远的等温线温度越高，可知从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小，BD符合题意，AC不符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据A、B两状态的pV乘积相同，得出A、B在同一等温线上，再根据离原点越远的等温线温度越高，分析从状态A到状态B温度的变化情况；根据温度是分子平均动能的标志，得出分子平均速率的变化情况。
11．把极细的玻璃管插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A,C
【知识点】浸润和不浸润；毛细现象
【解析】【解答】根据毛细现象的规律可知，如果液体浸润管壁，管内液面高于管外液面；如果液体不浸润管壁，管内液面低于管外液面。而水能浸润玻璃，水银不能浸润玻璃，可知，AC符合题意，BD不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据水和水银对玻璃的浸润与不浸润情况，结合毛细现象的规律分析出正确图像。
12．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线ac过原点，则气体（ ）
A．在状态c的压强大于在状态a的压强
B．在状态b的压强大于在状态c的压强
C．在b→c的过程中内能保持不变
D．在a→b的过程对外做功
【答案】B,C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；热力学图像类问题
【解析】【解答】A.根据理想气体状态方程
pVT=C
可得
V=CpT
因为直线ac过原点，可知在状态c的压强等于在状态a的压强，A不符合题意；
B.根据理想气体状态方程
pVT=C
可知，b→c过程中温度不变，体积增大，所以压强减小，即状态b的压强大于状态c的压强，B符合题意；
C.由图可知，在b→c的过程中温度不变，则气体的内能保持不变，C符合题意；
D.由图可知，在a→b的过程中，气体的体积不变，则气体不对外做功，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据理想气体状态方程，推导V-T的关系式，再根据ac连线的斜率分析a、c状态的压强关系；由理想气体状态方程，分析b、c两状态的压强关系；根据b→c的过程中温度的变化分析内能的变化；根据a→b的过程中气体的体积的变化分析气体做功。
13．关于液晶，下列说法正确的是（ ）
A．因为液晶是介于晶体与液体之间的中间态，所以液晶实际上是一种非晶体
B．液晶具有液体的流动性，是因为液晶分子尽管有序排列，但却位置无序，可自由移动
C．任何物质在任何条件下都可以存在液晶态
D．天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的
【答案】B,D
【知识点】液晶
【解析】【解答】液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态，它不是晶体，也不是非晶体；液晶分子的排列晶体一样排列有序，但是它们又像液体分子一样可以自由移动，没有固定的位置，即位置无序，所以液晶具有流动性，并不是所有的物质都有液晶态；天然存在的液晶很少，多数晶体是人工合成的，目前已达到5000多种，BD符合题意，AC不符合题意。
故答案为：BD。
【分析】液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态，即具有某些晶体的性质，又可以像液体一样流动。
三、填空题（每空3分，共18分）
14．如（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知：若炭粒大小相同， （选填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈；若水温相同， （选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大。
（甲） （乙）
【答案】乙；甲
【知识点】布朗运动
【解析】【解答】根据布朗运动的规律可知，颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显，由图可知，乙图中颗粒的布朗运动更剧烈，所以若炭粒大小相同，乙的水温较高，根据温度越高，分子的热运动越剧烈，可知乙中水分子的热运动较剧烈；若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大。
【分析】根据布朗运动的规律：颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显，进行分析判断。
15．（1）在“用单分子油膜法估测分子大小”实验中，在蒸发皿内盛一定量的水，正确操作的是____。
A．在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
B．先滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，再在水面上撒上痱子粉
（2）实验中，104mL油酸酒精溶液中有纯油酸3.0mL，用注射器测得1.0mL上述溶液中50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为2cm。（计算结果均保留两位有效数字）
①油膜的面积 m2；
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL；
③根据①、②数据，估算出油酸分子的直径约 m；
【答案】（1）A
（2）3×10-2；6×10-6；2×10-10
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）应先在水面上撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定后，会形成清晰的油膜轮廓，A符合题意，B不符合题意。
故答案为：A。
（2） ① 根据小于半个的格舍掉，大于半个的格算一个，得出油膜总共占了75个格，因此油膜的面积
S=75×2×2×10-4m2=3×10-2m2
② 每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积
V=3104×150mL=6×10-6mL
③ 油酸的亲水性很好，所以油酸在水面上形成的油膜可看成单分子油膜，可得油酸分子的直径
d=VS=6×10-6×10-63×10-2m=2×10-10m
【分析】（1）根据实验原理和注意事项分析；（2）①根据 小于半个的格舍掉，大于半个的格算一个的方法，得出油酸膜所占格数，再结合方格的边长，求出油膜面积；② 根据酒精油酸溶液的配比浓度，求解每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；③由d=VS估算油酸分子的直径。
四、解答题（3个题，共30分）
16．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2.0cm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4.0cm。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76cmHg，环境温度为296K。
（1）求细管的长度；
（2）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，求此时密封气体的温度。
【答案】（1）解：设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1，由玻意耳定律有
pV=p1V1
由力的平衡条件有
p=p0+ρgh
p1=p0-ρgh
式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强。
由题意有
V=S(L-h1-h)
V1=S(L-h)
代入数据，联立解得L=80cm
（2）解：设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖—吕萨克定律有VT0=V1T
代入数据，联立解得T=312K
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】（1）根据水银柱的受力平衡求出封闭气体初末状态的压强，再由玻意耳定律计算细管的长度；（2）在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体的过程中，气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律列式求解。
17．如图所示，一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D的变化过程用如图所示的V-T关系图像来描述，气体在状态B时的压强pB=2×105Pa，气体从状态D到状态A是等温变化，结合图像的数据，求：
（1）气体在状态D时的压强与体积；
（2）气体在状态A的体积，气体从状态C到状态D，外界对气体做的功为多少。
【答案】（1）解：结合图像可知，B→C为等容过程，根据查理定律得pBTB=pCTC
代入数据可得pC=1×105Pa
结合图像可知，C→D为等压过程，即pD=pC=1×105Pa
由盖-吕萨克定律可得VCTC=VDTD
代入数据可得VD=4×10-3m3
（2）解：结合图像可知，A→B为等压过程，即pA=pB=2×105Pa
D→A为等温过程，根据玻意耳定律可得pDVD=pAVA
代入数据可得VA=2×10-3m3
C→D为等压过程，该过程中气体被压缩，外界对气体做功表示为W=pC(VC-VD)=100J
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】（1） B→C为等容过程，根据查理定律得出状态C的压强，C-D的过程结合盖吕萨克定律得出气体状态D的体积；
（2）D-A的过程结合玻意耳定律得出状态A时的体积，在C-D的过程结合气体做功的表达式得出外界对气体做的功。
18．如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度与质量均不计，在B处设有限制装置，使活塞只能在B以上运动，B以下汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.2V0。开始时活塞在A处，温度为87℃，大气压强为p0，现缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，然后再缓慢降低汽缸内气体的温度，直到-3℃。
（1）求活塞刚到达B处时的温度TB；
（2）求缸内气体最后的压强p；
（3）在图乙中画出整个过程的p-V图线。
【答案】（1）解：缓慢降低汽缸内气体的温度，使活塞移到A、B的正中间，此过程是等压过程：由盖—吕萨克定律VATA=V'T'，代入数据1.2V0360=1.1V0T'，解得T'=330K
然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，这个过程是等温过程，故活塞刚到达B处时的温度TB=330K
（2）解：保持温度不变，在活塞上加沙，直至活塞刚好移动至B，这个过程是等温过程：根据玻意耳定律有
p0×1.1V0=p1×V0
解得p1=1.1p0
再接下来的等容过程，根据查理定律有
1.1p0330=p270，解得p=0.9p0
（3）解：
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】（1）由盖—吕萨克定律求出活塞移到A、B的正中间时气体的温度，之后在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，温度不变；（2）由玻意耳定律求出活塞刚好移动至B时气体的压强，之后的降温过程，气体做等容变化，由查理定律求解缸内气体最后的压强；（3）根据（1）（2）的求出的结果，做出整个过程的p-V图线。