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新高考物理二轮专题复习精练专题13 热学（2份打包，原卷版+解析版）
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这是一份新高考物理二轮专题复习精练专题13 热学（2份打包，原卷版+解析版），文件包含新高考物理二轮专题复习精练专题13热学原卷版doc、新高考物理二轮专题复习精练专题13热学解析版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共66页， 欢迎下载使用。
第一部分 织网点睛，纲举目张
一、分子动理论、内能及热力学定律
1．建构知识体系
2．突破三类估算问题
(1)油膜法估算分子直径：d＝eq \f(V,S)
V为纯油酸体积，S为单分子油膜面积
(2)分子总数：N＝nNA＝eq \f(m,Mm)·NA＝eq \f(V,Vm)NA
[注意] 对气体而言，N≠eq \f(V,V个)。
(3)两种模型：
球模型：V＝eq \f(4,3)πR3(适用于估算液体、固体分子直径)。
立方体模型：V＝a3(适用于估算气体分子间距)。
二、固体、液体和气体
1．建构知识体系
2.规避三个易错点
(1)晶体与非晶体之间可以互相转化。有些晶体属于同素异形体，如金刚石和石墨。
(2)温度升高，气体分子动能总和增加，但内能不一定增加。
(3)气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞的结果，而地球表面的大气压强可认为是大气受到地球的引力而产生的。
三、气体实验定律及理想气体状态方程
1．建构知识体系
2．掌握三个要点
(1)压强的计算
①被活塞、汽缸封闭的气体，通常分析活塞或汽缸的受力，应用平衡条件或牛顿第二定律求解。
②应用平衡条件或牛顿第二定律求解，得出的压强单位为Pa。若应用p＝p0＋h或p＝p0－h来表示压强，则压强p的单位为cmHg或mmHg。
(2)合理选取气体变化所遵循的规律列方程
①若气体质量一定，p、V、T均发生变化，则选用理想气体状态方程列式求解。
②若气体质量一定，p、V、T中有一个量不发生变化，则选用对应的实验定律列方程求解。
(3)多个研究对象的问题
由活塞、液柱相联系的“两团气”问题，要注意寻找两团气之间的压强、体积或位移关系，列出辅助方程，最后联立求解。
第二部分 实战训练，高考真题演练
1．（2022高考北京卷）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是（ ）
A．从a到b，气体温度保持不变 B．从a到b，气体对外界做功
C．从b到c，气体内能减小 D．从b到c，气体从外界吸热
2. （2022高考上海）将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体（ ）
A、分子热运动平均动能变小，压强变小
B、分子热运动平均动能变小，压强变大
C、分子热运动平均动能增大，压强变小
D、分子热运动平均动能增大，压强变大
3. （2022高考上海）如图所示，两根粗细相同的玻璃管下端用橡皮管相连，左管内封有一段长30cm的气体，右管开口，左管水银面比右管内水银面高25cm，大气压强为75cmHg。现移动右侧玻璃管，使两侧玻璃管内水银面相平，此时气体柱的长度为（ ）
A. 20cm B. 25cm
C. 40cm D. 45cm
4. （2022高考上海）在描述气体状态的参量中， 是气体分子空间所能够达到的范围。压强从微观角度来说，是 的宏观体现。
5. （2022高考辽宁物理）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（ ）
A. 对外界做正功 B. 压强保持不变
C. 向外界放热D. 内能减少
6. （2022山东物理）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动 SKIPIF 1 < 0 过程中，缸内气体（ ）
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
7. （2022高考河北）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将______（填“增大”“减小”或“不变”）；温度将______（填“升高”“降低”或“不变”）。
8．[选修3-3]（12分）
（1）（4分）（2022重庆高考）2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，则艇内气体（ ）（视为理想气体）
A．吸收热量 B．压强增大 C．内能减小 D．对外做负功
9（8分）（2022重庆高考）某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性，得到压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为 SKIPIF 1 < 0 的等容过程，当温度为 SKIPIF 1 < 0 时气体的压强为 SKIPIF 1 < 0 ；图线Ⅱ描述的是压强为 SKIPIF 1 < 0 的等压过程。取 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 ，求
①等容过程中，温度为 SKIPIF 1 < 0 时气体的压强；
②等压过程中，温度为 SKIPIF 1 < 0 时气体的体积。
10. （2022高考河北）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强 SKIPIF 1 < 0 。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为 SKIPIF 1 < 0 ，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的 SKIPIF 1 < 0 ，设整个过程温度保持不变，求：
（i）此时上、下部分气体的压强；
（ii）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。
11（2022·全国理综甲卷·33（1））（5分）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如 SKIPIF 1 < 0 图上从a到b的线段所示。在此过程中________。（填正确答案标号。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．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
12（2022·全国理综甲卷·33（2））（10分）如图，容积均为 SKIPIF 1 < 0 、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为 SKIPIF 1 < 0 、温度为 SKIPIF 1 < 0 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与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 。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；
（ⅱ）将环境温度缓慢改变至 SKIPIF 1 < 0 ，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。
13（6分）（2022·高考广东物理）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程__________（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量__________（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。
14（6分）（2022·高考广东物理）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图14所示，潜水员在水面上将 SKIPIF 1 < 0 水装入容积为 SKIPIF 1 < 0 的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为 SKIPIF 1 < 0 。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强 SKIPIF 1 < 0 取 SKIPIF 1 < 0 ，重力加速度g取 SKIPIF 1 < 0 ，水的密度 SKIPIF 1 < 0 取 SKIPIF 1 < 0 。求水底的压强p和水的深度h。
15（2022·全国理综乙卷·33）（1）一定量的理想气体从状态a经状态b变化状态c，其过程如 SKIPIF 1 < 0 图上的两条线段所示，则气体在（ ）
A. 状态a处压强大于状态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
16（2022·全国理综乙卷·33）（2）. 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，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为 SKIPIF 1 < 0 、m，面积分别为 SKIPIF 1 < 0 、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为 SKIPIF 1 < 0 ，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为 SKIPIF 1 < 0 。已知活塞外大气压强为 SKIPIF 1 < 0 ，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，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。
17. （2022山东物理）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔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室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；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，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为p0，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H1处时，B室内气体质量m1。
18．（2022新高考海南卷）足够长的玻璃管水平放置，用长 SKIPIF 1 < 0 的水银封闭一段长为 SKIPIF 1 < 0 的空气柱，大气压强为 SKIPIF 1 < 0 ，环境温度为 SKIPIF 1 < 0 ，将玻璃管缓慢逆时针旋转到竖直，则：
①空气柱是吸热还是放热？
②空气柱长度变为多少？
③当气体温度变为 SKIPIF 1 < 0 时，空气柱长度又是多少？
19. （2022新高考江苏卷）自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是（ ）
A. 体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变
B. 压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C. 因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D. 温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
20. （2022新高考江苏卷）如图所示，一定质量的理想气体分别经历 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 两个过程，其中 SKIPIF 1 < 0 为等温过程，状态b、c的体积相同，则（ ）
A. 状态a的内能大于状态b
B. 状态a的温度高于状态c
C. SKIPIF 1 < 0 过程中气体吸收热量
D. SKIPIF 1 < 0 过程中外界对气体做正功
21（2021重庆高考）（4分）图1和图2中曲线I、II、III分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律，r0为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线I、II、III对应的物理量分别是 （在给出的4个选项中。只有一个符合要求的）
A. ①③②
B.②④③
C. ④①③
D. ①④③
22（2021重庆高考）（8分）定高气球是种气象气球，充气完成后，其容积变化可以忽略。现有容积为V1的某气罐装有温度为T1、压强为p1的氦气，将该气罐与未充气的某定高气球连通充气。当充气完成后达到平衡状态后，气罐和球内的温度均为T1，压强均为kp1，k为常数。然后将气球密封并释放升空至某预定高度，气球内气体视为理想气体，假设全过程无漏气。
①求密封时定高气球内气体的体积；
②若在该预定高度球内气体重新达到平衡状态时的温度为T2，求此时气体的压强。
第三部分 思路归纳，内化方法
(1)扩散现象、布朗运动、热运动的对比
(2)对物体内能的理解
①等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量。
②对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。
③物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。
(3)．晶体和非晶体比较
（4）.液晶的性质
液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学性质上表现出各向异性。
（5）．液体的表面张力
使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切。
（6）．饱和汽压的特点
液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。
（7）．相对湿度
某温度时空气中水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的百分比，即：B＝eq \f(p,ps)×100%。
（8）对热力学定律的理解
(i)改变物体内能的方式有两种，只叙述一种改变方式是无法确定内能变化的。
(ii)热力学第一定律ΔU＝Q＋W中W和Q的符号可以这样确定：只要此项改变对内能增加有正贡献的即为正。
(iii)对热力学第二定律的理解：热量可以由低温物体传递到高温物体，也可以从单一热源吸收热量全部转化为功，但不引起其他变化是不可能的。
（9）热力学定律与气体实验定律的综合问题的处理方法
（10）“汽缸”模型的三种常见问题
(i)气体系统处于平衡状态，需要综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。
(ii)气体系统处于非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。
(iii)两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解。
（11）求解液柱封闭气体问题的四点提醒
(1)液体因重力产生的压强大小为p＝ρgh(其中h为气、液接触面至液面的竖直高度)。
(2)不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力。
(3)有时直接应用连通器原理——连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相等。
(4)当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”，使计算过程简捷。
（12）等效法求解变质量的气体问题
在“充气、抽气”模型中可以假设把充进或抽出的气体包含在气体变化的始、末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。
(i)充气中的变质量问题
设想将充进容器内的气体用一个无形的弹性口袋收集起来，那么当我们取容器和口袋内的全部气体为研究对象时，这些气体状态不管怎样变化，其质量总是不变的。这样，就将变质量的问题转化成质量一定的问题了。
(ii)抽气中的变质量问题
用抽气筒对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，其解决方法同充气问题类似，假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始、末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。
（13）实验：用油膜法估测油酸分子的大小
利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d＝eq \f(V,S)计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径。
第四部分 最新模拟集萃，提升应试能力
1.(10分)（2023江苏百校联考第一次考试）如图所示,竖直放置的绝热圆柱形容器开口向上,用质量m=10kg的活塞密封一部分理想气体,活塞在容器内能自由滑动且保持水平,容器内侧的底面积S=50cm2,开始时气体的温度t=27℃,活塞到容器底的距离L=20cm。现通过电热丝缓慢加热气体,不计电热丝自身吸收的热量,气体内能增加了48J,活塞缓慢上升的距离h=2cm。已知大气压强p0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)活塞停止上升时容器内气体的温度t';
(2)在这一过程中,电热丝中电流所做的功W。
2. (2023浙江名校新高考研究联盟第一次联考) 如图所示，在标准大气压强 SKIPIF 1 < 0 的低温实验室中有一竖直放置的圆柱形容器，用质量为 SKIPIF 1 < 0 的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为： SKIPIF 1 < 0 ，活塞与容器底的距离为 SKIPIF 1 < 0 。将整个装置静置于标准大气压，温度为 SKIPIF 1 < 0 的空气中，气体从外界吸收热量 SKIPIF 1 < 0 ，活塞缓慢上升 SKIPIF 1 < 0 后再次达到热平衡。求：
（1）低温实验室的温度 SKIPIF 1 < 0 是多少？
（2）在此过程中密闭气体的内能增加了多少？
3. （2023湖南永州一模） 如图所示，玻璃管A上端封闭，玻璃管B上端开口且足够长，两管下端用软橡皮管连接起来后呈U形竖直放置，管中有一段水银柱，A管上端封闭了一段长 SKIPIF 1 < 0 的气柱，外界气压 SKIPIF 1 < 0 ，左右两水银面高度差 SKIPIF 1 < 0 ，A管中气柱温度 SKIPIF 1 < 0 。
（1）保持A管内气体温度不变，向下缓慢移动B管直至两管水银AB面等高，求此时A管内气柱的长度 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）保持第（1）问中A、B两管水银面等高时两管的位置不变，为了让A管中气柱长度恢复到 SKIPIF 1 < 0 ，则A管中气柱温度 SKIPIF 1 < 0 应为多少。
4．【物理——选修3-3】（15分）
（1）（5分）（2023江西红色十校第一次联考）下列说法正确的是______。（填正确答案标号。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0分）
A．质量、温度、体积都相等的物体内能一定相等
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
C．装在绝热容器中质量一定的理想气体向真空自由膨胀的过程中，气体对外界做功且内能减少
D．空调机在制冷过程中，向室外放出的热量大于从室内吸收的热量
E．用 SKIPIF 1 < 0 表示分子势能，r表示分子间距离， SKIPIF 1 < 0 可能随r的增大而增大，也可能随r的增大而减小
5. （2023陕西师大附中期初检测） 下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动和扩散现象都是由物质分子的无规则运动产生的，且剧烈程度都与温度有关
B. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
C. 一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内气体分子对单位面积容器壁的碰撞次数一定减少
D. 温度相同、质量相等的氢气和氧气，若均可视为理想气体，则氢气的内能比氧气的内能大
E. 一切与热现象有关的自发过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行的
6. （2023四川成都蓉城名校联盟联考）王亚平在“太空课堂”中，演示了一精彩的实验——水球实验。王亚平往水膜内注入纯净水，让它变成一个“完美”的大水球。产生这种现象的主要原因是水球表面层分子比较___________（填“稀疏”或“密集"），表面层分子间的相互作用力表现为___________（填“引力”或“斥力”），正因为这个表面张力的作用，使得液体表面积尽可能地___________（填“缩至最小”或“扩至最大”），于是在失重环境下形成“完美”的大水球。
7. （2023四川内江一中入学考试） 下列说法正确的是（ ）
A. 太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果
B. 布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫分子热运动
C. 某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体单个的分子体积为 SKIPIF 1 < 0
D. 晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，但其分子平均动能保持不变
E. 一定质量理想气体克服外界压力膨胀，但不吸热也不放热，内能一定减少
8. （2023四川内江一中入学考试） 如图所示，两端封闭且粗细均匀的竖直玻璃管内有一段长10 cm的水银柱将管内理想气体分隔成上、下两部分，上部分气柱的长度为15 cm，压强为70 cmHg，下部分气柱的长度为5 cm。将玻璃管下部分插入待测温度的液体中，水银柱向上移动1 cm后稳定不动。已知环境的热力学温度为300 K，上部分气柱的温度始终与外部环境温度保持一致，水银柱的长度保持不变。求：
（ⅰ）玻璃管插入液体中，稳定后下部分气柱的压强；
（ⅱ）待测液体的热力学温度。
9. （2023四川成都蓉城名校联盟联考）如图，厚度不计的活塞C将圆柱形导热气缸分为A、B两室，A、B中各封有一定质量的理想气体，A室左侧连通一竖直放置的U形玻璃细管（管内气体的体积可忽略）；当关闭B室右侧的阀门K且缸内气体温度为 SKIPIF 1 < 0 时，A、B两室容积恰好相等，U形管左、右水银面高度差为 SKIPIF 1 < 0 。外界大气压 SKIPIF 1 < 0 ，不计一切摩擦。
（1）打开阀门K，使B室缓慢漏气，保持缸内气体温度恒为 SKIPIF 1 < 0 ，当活塞C不再移动时，求A室和B室的体积之比；
（2）保持阀门K打开，再对A室气体缓慢加热，当温度达到 SKIPIF 1 < 0 时，求U形管左、右水银面的高度差。
10. （2023陕西师大附中期初检测） 如图，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，右管上端封闭，左管上端开口且足够长，管内一段水银柱在右管内封闭一段气柱A，稳定时左、右两管中水银液面相平，气柱A长12cm。现在左管中沿内壁缓慢倒入水银，再次稳定后气柱A长9cm，管内气体温度不变，左管足够长，大气压强为75cmHg，倒入水银后，求：
（1）气柱A中气体压强；
（2）左管中倒入的水银柱长度。
11（2）（10分）（2023江西红色十校第一次联考）如图，U形细玻璃管竖直放置，管中有一段水银，左、右两竖直管中水银液面相平，AB管中封闭的气柱和水银柱的长度均为10cm，将U形管绕C点在竖直面内沿顺时针方向缓慢旋转53°时，AB管中气柱长为12.5cm，已知大气压强为75cmHg，环境温度为300K。
（ⅰ）求BC段玻璃管的长度；
（ⅱ）若玻璃管不转动，而使环境温度升高，使AB管中的气柱长也变为12.5cm，则升高后的环境温度为多少？
12（2023广东广州阶段测试）如图所示，导热气缸开口向右水平放置，缸内活塞密闭效果良好且能无摩擦滑动。开始时活塞在虚线位置静止（状态I），封闭气体体积为V=1L，通过给缸体缓慢加热，气体膨胀至体积加倍（状态Ⅱ），此时气缸内壁的卡销自动开启，同时停止加热，待气缸慢慢冷却至环境温度（状态Ⅲ）。若封闭气体可视为理想气体，环境温度为27℃，外界大气压强为p0=1.0×105Pa。求：
（1）请在坐标图上画出封闭气体的压强p随热力学温度T的变化图像，并通过计算说明作图所需的关键状态参量；
（2）若给缸体缓慢加热的过程，气体吸收的热量为Q=220J，则在气缸冷却的过程气体放出的热量是多少？
13. （2023湖北新高考协作体高三起点考试）竖直放置的粗细均匀的U型玻璃管右端封闭，左端用一进气口与外界大气连通。现用一段水银柱把U型管内气体分为左右两部分，长度均为40cm，已知大气压强为75cmHg。现用抽气机把左部分气体陆续抽出，停止抽气后，发现右管内气体长度为50cm（未到管底部），此过程中不考虑两气体温度变化。
（1）停止抽气后，右部分气体压强是多少；
（2）此过程中，左部分气体剩余质量是原质量的几分之几。
14. （2023湖南三湘创新发展联考）某简易温度报警装置的示意图如图所示，其原理是：导热性能良好的竖直细管中用水银封闭了一定质量的理想气体，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警声。27℃时，空气柱长度 SKIPIF 1 < 0 ，水银柱上表面与导线下端的距离 SKIPIF 1 < 0 ，水银柱高度 SKIPIF 1 < 0 ，用该温度报警装置测量沸腾的某种液体时恰好报警，该液体沸点与大气压强的关系表如下。
（1）求当地的大气压强p0；
（2）若取出1cm水银柱，求该装置报警时的热力学温度 SKIPIF 1 < 0 。（结果保留三位有效数字）
15. （2022年9月甘肃张掖一诊） 如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中．当温度为280K时，被封闭的气柱长L=22cm，两边水银柱高度差h=16cm，大气压强=76cmHg．
（1）为使左端水银面下降3cm，封闭气体温度应变为多少？
（2）封闭气体的温度重新回到280K后，为使封闭气柱长度变为20cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？
16. （2023浙江舟山质检）一定质量的理想气体经历了 SKIPIF 1 < 0 的循环，其 SKIPIF 1 < 0 图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 状态B时，气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能大
B. 由C到D的过程中，气体是等温变化
C. 由B到C的过程中，气体要放出热量
D. 经历 SKIPIF 1 < 0 一个循环，气体吸收的总热量大于释放的总热量
17. （2022年9月甘肃张掖一诊）关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A. 理想气体绝热膨胀，内能一定减少
B. 相同质量的理想气体，温度相同，则内能相同
C. 热量可以从内能小的物体自发地传递到内能大的物体
D. 可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
E. 功变为热的实际宏观过程是不可逆的
18．（2023南京六校联考）对于教材中以下配图的说明，正确的是
A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图，实验中需将痱子粉撒的尽量厚一些
B．乙图为布朗运动产生原因示意图，说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显
C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图，说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的
D．丁图为热机工作时的能流分配图，说明热机的效率可能达到100%
19．（1）（4分）（2022年9月河北示范性高中调研）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，最后从状态C变化到状态A。其状态变化过程的P－V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。则该气体在状态B时的温度为______K。在气体从状态B到状态C的过程中，外界对气体做______功（填“正”或者“负”）。在气体从状态C到状态A的过程中，气体______（填“吸热”或者“放热”）。
20（8分）（2022年9月河北示范性高中调研）趣味运动“充气碰碰球”如图所示。用完全封闭的PVC薄膜充气膨胀成型，人钻入洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为 SKIPIF 1 < 0 ，压强为 SKIPIF 1 < 0 。碰撞时气体最大压缩量是 SKIPIF 1 < 0 ，不考虑压缩时气体的温度变化。
①求压缩量最大时，球内气体的压强；
②为保障游戏安全，球内气体压强不能超过 SKIPIF 1 < 0 ，那么，在早晨17℃环境下充完气的碰碰球，球内气体压强为 SKIPIF 1 < 0 ，若升温引起的球内容积变化可忽略，请通过计算判断是否可以安全地在中午27℃的环境下进行碰撞游戏。
21．（2023宁夏顶级名校月考）[物理——选修3－3](15分)
(1) (5分) 关于热现象，下列说法正确的是（ ）(填正确答案标号。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．国产航母“山东舰”舰载机尾焰的温度超过，尾焰喷射到钢板上时钢板上所有分子的动能都增大
B．的气体和的钢板，它们的分子平均动能相同
C．科学家发现铋晶体具有某种特殊的导电性质，被称为“拓扑绝缘体”，铋晶体各项物理性质均表现为各向异性
D．一定量的的水变成的水蒸气，分子平均动能不变，其分子势能增大
E．农谚“锄板底下有水”是指把地面的土壤锄松，目的是破坏这些土壤里的毛细管，保存水分
22(2)(10分)神舟13号航天员从天和核心舱气闸舱出舱时身着我国新一代“飞天”舱外航天服，如图所示。航天服内密封了体积V，压强p，温度T的一定质量的理想气体。
①打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低到p1=0.45p，此时密闭气体温度变为T1=0.9T，则航天服内气体体积V1为多少？
②为便于舱外活动，航天员出舱前还需要把
航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到
p2=0.3p，体积变为V2=1.2V，假设释放气体过程中
温度保持为T2=T1不变，那么航天服放出的气体与
原来气体的质量比为多少？
23. (2023山东区域教研共同体高三入学考试)某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。
（1）实验时，为判断气体压强与体积的关系，________（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积。
（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以________为横坐标在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示。
（3）实验过程中，下列操作正确的是________。
A．改变气体体积时应快速推拉活塞
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．实验前应先利用天平测量出注射器活塞及压力表的总质量
（4）为能更准确地测出气体的压强，某同学直接用软管连通注射器和另一压强传感器（测量压强更准确），如图丁所示。测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，若以为纵坐标作出的图线如图丙所示，而该图线不过原点，为减小这一实验误差且图线仍为直线，下列措施可行的是_________。
A．选用容积较大的注射器 B．实验中气体的体积不要压缩得过小
C．改用p为纵坐标，为横坐标 D．测出软管中气体的体积
现象
扩散现象
布朗运动
热运动
活动主体
分子
微小固体颗粒
分子
区别
分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间
比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生
分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到
共同点
①都是无规则运动
②都随温度的升高而更加激烈
联系
扩散现象、布朗运动都反映无规则的热运动
比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
形状
规则
不规则
不规则
熔点
固定
固定
不固定
特性
各向异性
各向同性
各向同性
沸点
98℃
99℃
100℃
101℃
102℃
压强
74cmHg
75cmHg
76cmHg
77cmHg
78cmHg
第一部分 织网点睛，纲举目张
一、分子动理论、内能及热力学定律
1．建构知识体系
2．突破三类估算问题
(1)油膜法估算分子直径：d＝eq \f(V,S)
V为纯油酸体积，S为单分子油膜面积
(2)分子总数：N＝nNA＝eq \f(m,Mm)·NA＝eq \f(V,Vm)NA
[注意] 对气体而言，N≠eq \f(V,V个)。
(3)两种模型：
球模型：V＝eq \f(4,3)πR3(适用于估算液体、固体分子直径)。
立方体模型：V＝a3(适用于估算气体分子间距)。
二、固体、液体和气体
1．建构知识体系
2.规避三个易错点
(1)晶体与非晶体之间可以互相转化。有些晶体属于同素异形体，如金刚石和石墨。
(2)温度升高，气体分子动能总和增加，但内能不一定增加。
(3)气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞的结果，而地球表面的大气压强可认为是大气受到地球的引力而产生的。
三、气体实验定律及理想气体状态方程
1．建构知识体系
2．掌握三个要点
(1)压强的计算
①被活塞、汽缸封闭的气体，通常分析活塞或汽缸的受力，应用平衡条件或牛顿第二定律求解。
②应用平衡条件或牛顿第二定律求解，得出的压强单位为Pa。若应用p＝p0＋h或p＝p0－h来表示压强，则压强p的单位为cmHg或mmHg。
(2)合理选取气体变化所遵循的规律列方程
①若气体质量一定，p、V、T均发生变化，则选用理想气体状态方程列式求解。
②若气体质量一定，p、V、T中有一个量不发生变化，则选用对应的实验定律列方程求解。
(3)多个研究对象的问题
由活塞、液柱相联系的“两团气”问题，要注意寻找两团气之间的压强、体积或位移关系，列出辅助方程，最后联立求解。
第二部分 实战训练，高考真题演练
1．（2022高考北京卷）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是（ ）
A．从a到b，气体温度保持不变 B．从a到b，气体对外界做功
C．从b到c，气体内能减小 D．从b到c，气体从外界吸热
2. （2022高考上海）将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体（ ）
A、分子热运动平均动能变小，压强变小
B、分子热运动平均动能变小，压强变大
C、分子热运动平均动能增大，压强变小
D、分子热运动平均动能增大，压强变大
3. （2022高考上海）如图所示，两根粗细相同的玻璃管下端用橡皮管相连，左管内封有一段长30cm的气体，右管开口，左管水银面比右管内水银面高25cm，大气压强为75cmHg。现移动右侧玻璃管，使两侧玻璃管内水银面相平，此时气体柱的长度为（ ）
A. 20cm B. 25cm
C. 40cm D. 45cm
4. （2022高考上海）在描述气体状态的参量中， 是气体分子空间所能够达到的范围。压强从微观角度来说，是 的宏观体现。
5. （2022高考辽宁物理）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（ ）
A. 对外界做正功 B. 压强保持不变
C. 向外界放热D. 内能减少
6. （2022山东物理）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动 SKIPIF 1 < 0 过程中，缸内气体（ ）
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
7. （2022高考河北）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将______（填“增大”“减小”或“不变”）；温度将______（填“升高”“降低”或“不变”）。
8．[选修3-3]（12分）
（1）（4分）（2022重庆高考）2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，则艇内气体（ ）（视为理想气体）
A．吸收热量 B．压强增大 C．内能减小 D．对外做负功
9（8分）（2022重庆高考）某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性，得到压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为 SKIPIF 1 < 0 的等容过程，当温度为 SKIPIF 1 < 0 时气体的压强为 SKIPIF 1 < 0 ；图线Ⅱ描述的是压强为 SKIPIF 1 < 0 的等压过程。取 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 ，求
①等容过程中，温度为 SKIPIF 1 < 0 时气体的压强；
②等压过程中，温度为 SKIPIF 1 < 0 时气体的体积。
10. （2022高考河北）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强 SKIPIF 1 < 0 。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为 SKIPIF 1 < 0 ，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的 SKIPIF 1 < 0 ，设整个过程温度保持不变，求：
（i）此时上、下部分气体的压强；
（ii）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。
11（2022·全国理综甲卷·33（1））（5分）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如 SKIPIF 1 < 0 图上从a到b的线段所示。在此过程中________。（填正确答案标号。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．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
12（2022·全国理综甲卷·33（2））（10分）如图，容积均为 SKIPIF 1 < 0 、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为 SKIPIF 1 < 0 、温度为 SKIPIF 1 < 0 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与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 。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；
（ⅱ）将环境温度缓慢改变至 SKIPIF 1 < 0 ，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。
13（6分）（2022·高考广东物理）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程__________（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量__________（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。
14（6分）（2022·高考广东物理）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图14所示，潜水员在水面上将 SKIPIF 1 < 0 水装入容积为 SKIPIF 1 < 0 的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为 SKIPIF 1 < 0 。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强 SKIPIF 1 < 0 取 SKIPIF 1 < 0 ，重力加速度g取 SKIPIF 1 < 0 ，水的密度 SKIPIF 1 < 0 取 SKIPIF 1 < 0 。求水底的压强p和水的深度h。
15（2022·全国理综乙卷·33）（1）一定量的理想气体从状态a经状态b变化状态c，其过程如 SKIPIF 1 < 0 图上的两条线段所示，则气体在（ ）
A. 状态a处压强大于状态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
16（2022·全国理综乙卷·33）（2）. 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，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为 SKIPIF 1 < 0 、m，面积分别为 SKIPIF 1 < 0 、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为 SKIPIF 1 < 0 ，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为 SKIPIF 1 < 0 。已知活塞外大气压强为 SKIPIF 1 < 0 ，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，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。
17. （2022山东物理）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔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室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；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，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为p0，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H1处时，B室内气体质量m1。
18．（2022新高考海南卷）足够长的玻璃管水平放置，用长 SKIPIF 1 < 0 的水银封闭一段长为 SKIPIF 1 < 0 的空气柱，大气压强为 SKIPIF 1 < 0 ，环境温度为 SKIPIF 1 < 0 ，将玻璃管缓慢逆时针旋转到竖直，则：
①空气柱是吸热还是放热？
②空气柱长度变为多少？
③当气体温度变为 SKIPIF 1 < 0 时，空气柱长度又是多少？
19. （2022新高考江苏卷）自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是（ ）
A. 体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变
B. 压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C. 因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D. 温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
20. （2022新高考江苏卷）如图所示，一定质量的理想气体分别经历 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 两个过程，其中 SKIPIF 1 < 0 为等温过程，状态b、c的体积相同，则（ ）
A. 状态a的内能大于状态b
B. 状态a的温度高于状态c
C. SKIPIF 1 < 0 过程中气体吸收热量
D. SKIPIF 1 < 0 过程中外界对气体做正功
21（2021重庆高考）（4分）图1和图2中曲线I、II、III分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律，r0为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线I、II、III对应的物理量分别是 （在给出的4个选项中。只有一个符合要求的）
A. ①③②
B.②④③
C. ④①③
D. ①④③
22（2021重庆高考）（8分）定高气球是种气象气球，充气完成后，其容积变化可以忽略。现有容积为V1的某气罐装有温度为T1、压强为p1的氦气，将该气罐与未充气的某定高气球连通充气。当充气完成后达到平衡状态后，气罐和球内的温度均为T1，压强均为kp1，k为常数。然后将气球密封并释放升空至某预定高度，气球内气体视为理想气体，假设全过程无漏气。
①求密封时定高气球内气体的体积；
②若在该预定高度球内气体重新达到平衡状态时的温度为T2，求此时气体的压强。
第三部分 思路归纳，内化方法
(1)扩散现象、布朗运动、热运动的对比
(2)对物体内能的理解
①等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量。
②对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。
③物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。
(3)．晶体和非晶体比较
（4）.液晶的性质
液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学性质上表现出各向异性。
（5）．液体的表面张力
使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切。
（6）．饱和汽压的特点
液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。
（7）．相对湿度
某温度时空气中水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的百分比，即：B＝eq \f(p,ps)×100%。
（8）对热力学定律的理解
(i)改变物体内能的方式有两种，只叙述一种改变方式是无法确定内能变化的。
(ii)热力学第一定律ΔU＝Q＋W中W和Q的符号可以这样确定：只要此项改变对内能增加有正贡献的即为正。
(iii)对热力学第二定律的理解：热量可以由低温物体传递到高温物体，也可以从单一热源吸收热量全部转化为功，但不引起其他变化是不可能的。
（9）热力学定律与气体实验定律的综合问题的处理方法
（10）“汽缸”模型的三种常见问题
(i)气体系统处于平衡状态，需要综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。
(ii)气体系统处于非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。
(iii)两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解。
（11）求解液柱封闭气体问题的四点提醒
(1)液体因重力产生的压强大小为p＝ρgh(其中h为气、液接触面至液面的竖直高度)。
(2)不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力。
(3)有时直接应用连通器原理——连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相等。
(4)当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”，使计算过程简捷。
（12）等效法求解变质量的气体问题
在“充气、抽气”模型中可以假设把充进或抽出的气体包含在气体变化的始、末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。
(i)充气中的变质量问题
设想将充进容器内的气体用一个无形的弹性口袋收集起来，那么当我们取容器和口袋内的全部气体为研究对象时，这些气体状态不管怎样变化，其质量总是不变的。这样，就将变质量的问题转化成质量一定的问题了。
(ii)抽气中的变质量问题
用抽气筒对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，其解决方法同充气问题类似，假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始、末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。
（13）实验：用油膜法估测油酸分子的大小
利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d＝eq \f(V,S)计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径。
第四部分 最新模拟集萃，提升应试能力
1.(10分)（2023江苏百校联考第一次考试）如图所示,竖直放置的绝热圆柱形容器开口向上,用质量m=10kg的活塞密封一部分理想气体,活塞在容器内能自由滑动且保持水平,容器内侧的底面积S=50cm2,开始时气体的温度t=27℃,活塞到容器底的距离L=20cm。现通过电热丝缓慢加热气体,不计电热丝自身吸收的热量,气体内能增加了48J,活塞缓慢上升的距离h=2cm。已知大气压强p0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)活塞停止上升时容器内气体的温度t';
(2)在这一过程中,电热丝中电流所做的功W。
2. (2023浙江名校新高考研究联盟第一次联考) 如图所示，在标准大气压强 SKIPIF 1 < 0 的低温实验室中有一竖直放置的圆柱形容器，用质量为 SKIPIF 1 < 0 的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为： SKIPIF 1 < 0 ，活塞与容器底的距离为 SKIPIF 1 < 0 。将整个装置静置于标准大气压，温度为 SKIPIF 1 < 0 的空气中，气体从外界吸收热量 SKIPIF 1 < 0 ，活塞缓慢上升 SKIPIF 1 < 0 后再次达到热平衡。求：
（1）低温实验室的温度 SKIPIF 1 < 0 是多少？
（2）在此过程中密闭气体的内能增加了多少？
3. （2023湖南永州一模） 如图所示，玻璃管A上端封闭，玻璃管B上端开口且足够长，两管下端用软橡皮管连接起来后呈U形竖直放置，管中有一段水银柱，A管上端封闭了一段长 SKIPIF 1 < 0 的气柱，外界气压 SKIPIF 1 < 0 ，左右两水银面高度差 SKIPIF 1 < 0 ，A管中气柱温度 SKIPIF 1 < 0 。
（1）保持A管内气体温度不变，向下缓慢移动B管直至两管水银AB面等高，求此时A管内气柱的长度 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）保持第（1）问中A、B两管水银面等高时两管的位置不变，为了让A管中气柱长度恢复到 SKIPIF 1 < 0 ，则A管中气柱温度 SKIPIF 1 < 0 应为多少。
4．【物理——选修3-3】（15分）
（1）（5分）（2023江西红色十校第一次联考）下列说法正确的是______。（填正确答案标号。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0分）
A．质量、温度、体积都相等的物体内能一定相等
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
C．装在绝热容器中质量一定的理想气体向真空自由膨胀的过程中，气体对外界做功且内能减少
D．空调机在制冷过程中，向室外放出的热量大于从室内吸收的热量
E．用 SKIPIF 1 < 0 表示分子势能，r表示分子间距离， SKIPIF 1 < 0 可能随r的增大而增大，也可能随r的增大而减小
5. （2023陕西师大附中期初检测） 下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动和扩散现象都是由物质分子的无规则运动产生的，且剧烈程度都与温度有关
B. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
C. 一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内气体分子对单位面积容器壁的碰撞次数一定减少
D. 温度相同、质量相等的氢气和氧气，若均可视为理想气体，则氢气的内能比氧气的内能大
E. 一切与热现象有关的自发过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行的
6. （2023四川成都蓉城名校联盟联考）王亚平在“太空课堂”中，演示了一精彩的实验——水球实验。王亚平往水膜内注入纯净水，让它变成一个“完美”的大水球。产生这种现象的主要原因是水球表面层分子比较___________（填“稀疏”或“密集"），表面层分子间的相互作用力表现为___________（填“引力”或“斥力”），正因为这个表面张力的作用，使得液体表面积尽可能地___________（填“缩至最小”或“扩至最大”），于是在失重环境下形成“完美”的大水球。
7. （2023四川内江一中入学考试） 下列说法正确的是（ ）
A. 太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果
B. 布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫分子热运动
C. 某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体单个的分子体积为 SKIPIF 1 < 0
D. 晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，但其分子平均动能保持不变
E. 一定质量理想气体克服外界压力膨胀，但不吸热也不放热，内能一定减少
8. （2023四川内江一中入学考试） 如图所示，两端封闭且粗细均匀的竖直玻璃管内有一段长10 cm的水银柱将管内理想气体分隔成上、下两部分，上部分气柱的长度为15 cm，压强为70 cmHg，下部分气柱的长度为5 cm。将玻璃管下部分插入待测温度的液体中，水银柱向上移动1 cm后稳定不动。已知环境的热力学温度为300 K，上部分气柱的温度始终与外部环境温度保持一致，水银柱的长度保持不变。求：
（ⅰ）玻璃管插入液体中，稳定后下部分气柱的压强；
（ⅱ）待测液体的热力学温度。
9. （2023四川成都蓉城名校联盟联考）如图，厚度不计的活塞C将圆柱形导热气缸分为A、B两室，A、B中各封有一定质量的理想气体，A室左侧连通一竖直放置的U形玻璃细管（管内气体的体积可忽略）；当关闭B室右侧的阀门K且缸内气体温度为 SKIPIF 1 < 0 时，A、B两室容积恰好相等，U形管左、右水银面高度差为 SKIPIF 1 < 0 。外界大气压 SKIPIF 1 < 0 ，不计一切摩擦。
（1）打开阀门K，使B室缓慢漏气，保持缸内气体温度恒为 SKIPIF 1 < 0 ，当活塞C不再移动时，求A室和B室的体积之比；
（2）保持阀门K打开，再对A室气体缓慢加热，当温度达到 SKIPIF 1 < 0 时，求U形管左、右水银面的高度差。
10. （2023陕西师大附中期初检测） 如图，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，右管上端封闭，左管上端开口且足够长，管内一段水银柱在右管内封闭一段气柱A，稳定时左、右两管中水银液面相平，气柱A长12cm。现在左管中沿内壁缓慢倒入水银，再次稳定后气柱A长9cm，管内气体温度不变，左管足够长，大气压强为75cmHg，倒入水银后，求：
（1）气柱A中气体压强；
（2）左管中倒入的水银柱长度。
11（2）（10分）（2023江西红色十校第一次联考）如图，U形细玻璃管竖直放置，管中有一段水银，左、右两竖直管中水银液面相平，AB管中封闭的气柱和水银柱的长度均为10cm，将U形管绕C点在竖直面内沿顺时针方向缓慢旋转53°时，AB管中气柱长为12.5cm，已知大气压强为75cmHg，环境温度为300K。
（ⅰ）求BC段玻璃管的长度；
（ⅱ）若玻璃管不转动，而使环境温度升高，使AB管中的气柱长也变为12.5cm，则升高后的环境温度为多少？
12（2023广东广州阶段测试）如图所示，导热气缸开口向右水平放置，缸内活塞密闭效果良好且能无摩擦滑动。开始时活塞在虚线位置静止（状态I），封闭气体体积为V=1L，通过给缸体缓慢加热，气体膨胀至体积加倍（状态Ⅱ），此时气缸内壁的卡销自动开启，同时停止加热，待气缸慢慢冷却至环境温度（状态Ⅲ）。若封闭气体可视为理想气体，环境温度为27℃，外界大气压强为p0=1.0×105Pa。求：
（1）请在坐标图上画出封闭气体的压强p随热力学温度T的变化图像，并通过计算说明作图所需的关键状态参量；
（2）若给缸体缓慢加热的过程，气体吸收的热量为Q=220J，则在气缸冷却的过程气体放出的热量是多少？
13. （2023湖北新高考协作体高三起点考试）竖直放置的粗细均匀的U型玻璃管右端封闭，左端用一进气口与外界大气连通。现用一段水银柱把U型管内气体分为左右两部分，长度均为40cm，已知大气压强为75cmHg。现用抽气机把左部分气体陆续抽出，停止抽气后，发现右管内气体长度为50cm（未到管底部），此过程中不考虑两气体温度变化。
（1）停止抽气后，右部分气体压强是多少；
（2）此过程中，左部分气体剩余质量是原质量的几分之几。
14. （2023湖南三湘创新发展联考）某简易温度报警装置的示意图如图所示，其原理是：导热性能良好的竖直细管中用水银封闭了一定质量的理想气体，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警声。27℃时，空气柱长度 SKIPIF 1 < 0 ，水银柱上表面与导线下端的距离 SKIPIF 1 < 0 ，水银柱高度 SKIPIF 1 < 0 ，用该温度报警装置测量沸腾的某种液体时恰好报警，该液体沸点与大气压强的关系表如下。
（1）求当地的大气压强p0；
（2）若取出1cm水银柱，求该装置报警时的热力学温度 SKIPIF 1 < 0 。（结果保留三位有效数字）
15. （2022年9月甘肃张掖一诊） 如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中．当温度为280K时，被封闭的气柱长L=22cm，两边水银柱高度差h=16cm，大气压强=76cmHg．
（1）为使左端水银面下降3cm，封闭气体温度应变为多少？
（2）封闭气体的温度重新回到280K后，为使封闭气柱长度变为20cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？
16. （2023浙江舟山质检）一定质量的理想气体经历了 SKIPIF 1 < 0 的循环，其 SKIPIF 1 < 0 图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 状态B时，气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能大
B. 由C到D的过程中，气体是等温变化
C. 由B到C的过程中，气体要放出热量
D. 经历 SKIPIF 1 < 0 一个循环，气体吸收的总热量大于释放的总热量
17. （2022年9月甘肃张掖一诊）关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A. 理想气体绝热膨胀，内能一定减少
B. 相同质量的理想气体，温度相同，则内能相同
C. 热量可以从内能小的物体自发地传递到内能大的物体
D. 可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
E. 功变为热的实际宏观过程是不可逆的
18．（2023南京六校联考）对于教材中以下配图的说明，正确的是
A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图，实验中需将痱子粉撒的尽量厚一些
B．乙图为布朗运动产生原因示意图，说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显
C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图，说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的
D．丁图为热机工作时的能流分配图，说明热机的效率可能达到100%
19．（1）（4分）（2022年9月河北示范性高中调研）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，最后从状态C变化到状态A。其状态变化过程的P－V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。则该气体在状态B时的温度为______K。在气体从状态B到状态C的过程中，外界对气体做______功（填“正”或者“负”）。在气体从状态C到状态A的过程中，气体______（填“吸热”或者“放热”）。
20（8分）（2022年9月河北示范性高中调研）趣味运动“充气碰碰球”如图所示。用完全封闭的PVC薄膜充气膨胀成型，人钻入洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为 SKIPIF 1 < 0 ，压强为 SKIPIF 1 < 0 。碰撞时气体最大压缩量是 SKIPIF 1 < 0 ，不考虑压缩时气体的温度变化。
①求压缩量最大时，球内气体的压强；
②为保障游戏安全，球内气体压强不能超过 SKIPIF 1 < 0 ，那么，在早晨17℃环境下充完气的碰碰球，球内气体压强为 SKIPIF 1 < 0 ，若升温引起的球内容积变化可忽略，请通过计算判断是否可以安全地在中午27℃的环境下进行碰撞游戏。
21．（2023宁夏顶级名校月考）[物理——选修3－3](15分)
(1) (5分) 关于热现象，下列说法正确的是（ ）(填正确答案标号。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．国产航母“山东舰”舰载机尾焰的温度超过，尾焰喷射到钢板上时钢板上所有分子的动能都增大
B．的气体和的钢板，它们的分子平均动能相同
C．科学家发现铋晶体具有某种特殊的导电性质，被称为“拓扑绝缘体”，铋晶体各项物理性质均表现为各向异性
D．一定量的的水变成的水蒸气，分子平均动能不变，其分子势能增大
E．农谚“锄板底下有水”是指把地面的土壤锄松，目的是破坏这些土壤里的毛细管，保存水分
22(2)(10分)神舟13号航天员从天和核心舱气闸舱出舱时身着我国新一代“飞天”舱外航天服，如图所示。航天服内密封了体积V，压强p，温度T的一定质量的理想气体。
①打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低到p1=0.45p，此时密闭气体温度变为T1=0.9T，则航天服内气体体积V1为多少？
②为便于舱外活动，航天员出舱前还需要把
航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到
p2=0.3p，体积变为V2=1.2V，假设释放气体过程中
温度保持为T2=T1不变，那么航天服放出的气体与
原来气体的质量比为多少？
23. (2023山东区域教研共同体高三入学考试)某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。
（1）实验时，为判断气体压强与体积的关系，________（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积。
（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以________为横坐标在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示。
（3）实验过程中，下列操作正确的是________。
A．改变气体体积时应快速推拉活塞
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．实验前应先利用天平测量出注射器活塞及压力表的总质量
（4）为能更准确地测出气体的压强，某同学直接用软管连通注射器和另一压强传感器（测量压强更准确），如图丁所示。测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，若以为纵坐标作出的图线如图丙所示，而该图线不过原点，为减小这一实验误差且图线仍为直线，下列措施可行的是_________。
A．选用容积较大的注射器 B．实验中气体的体积不要压缩得过小
C．改用p为纵坐标，为横坐标 D．测出软管中气体的体积
现象
扩散现象
布朗运动
热运动
活动主体
分子
微小固体颗粒
分子
区别
分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间
比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生
分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到
共同点
①都是无规则运动
②都随温度的升高而更加激烈
联系
扩散现象、布朗运动都反映无规则的热运动
比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
形状
规则
不规则
不规则
熔点
固定
固定
不固定
特性
各向异性
各向同性
各向同性
沸点
98℃
99℃
100℃
101℃
102℃
压强
74cmHg
75cmHg
76cmHg
77cmHg
78cmHg
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