重难点17 热学 - 2025年高考物理【热点·重点·难点】专练（西北四省专用）（陕西、山西、宁夏、青海）

重难点17 热学 考点 三年考情分析 2025考向预测 分子动理论的基本观点和实验依据 阿伏伽德罗常数 气体分子运动速率分布的统计规律 温度、内能 固体的微观结构、晶体和非晶体 液晶的微观结构 液体的表面张力现象 气体实验定律、理想气体 热力学第一定律 能量守恒定律 热力学第二定律 气缸问题（2024·全国甲卷，14 2022·全国乙卷，14）液柱问题（2024·全国甲卷，13 2023·全国乙卷，14）图像问题（2024·新课标卷，8 2022·全国乙卷，13 ）分子动理论、热力学定律、固体和液体的性质（2023·全国乙卷，13 2023·新课标卷，8 ） （1）考点预测：气态方程、热力学定律。 （2）考法预测： 【情境解读】 【高分技巧】 一、应用气体实验定律的解题思路 1．选择对象——一定质量的理想气体； 2．找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2； 3．认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提； 4．列出方程——选用某一实验定律或状态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性。 二、对热力学第二定律的两种表述的理解 1．“自发地”指明了传热等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界能量的帮助； 2．“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等。 三、图像问题 1．首先应明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态，它对应着三个状态量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程．看此过程属于等温、等容还是等压变化，然后用相应规律求解． 2．在V－T图像(或p－T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大． 四、分子动理论、热力学定律、固体和液体的性质 1．微观量的估算：分子总数：N＝nNA＝NA＝NA。 2．两种分子模型 (1)球模型：V0＝πd3(适用于估算液体、固体分子直径)； (2)立方体模型：V0＝a3(常用于估算气体分子间距)。 3．分子力F、分子势能Ep随分子间距r的变化规律 (1)特点：当r＞r0时，分子力为引力，随着r的增大，分子力先增大后减小。当r＜r0时，分子力为斥力，随着r的减小，分子力增大。 当r＝r0时，分子势能最小，当r<r0和r>r0时，若r变化时分子力做负功，分子势能增大。 (2)分子力和分子势能随r的变化曲线 4．分析物体内能问题的五点提醒 (1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法． (2)内能的大小与温度、体积、物质的量和物态等因素有关． (3)通过做功或传热可以改变物体的内能． (4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能都相同． (5)内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关．任何物体都具有内能，恒不为零． （建议用时：40分钟） 【考向一：液柱问题】 1．（2024·陕西省·二模）如图所示，U形管竖直放置，右管内径为左管内径的2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为76cm、温度为300K的空气柱，左、右两管水银面高度差为6cm，大气压为76cmHg。 （1）给左管的气体加热，求当U形管两边水银面等高时，左管内气体的温度； （2）在（1）问的条件下，保持温度不变，往右管缓慢加入水银，直到左管气柱恢复原长，求此时两管水银面的高度差。 2．（2024·山西省·一模）（多选）取一个空的金属易拉罐，在开口处插入一根粗细均匀的长透明吸管，在吸管内注入一小段油柱（长度、质量均可忽略），然后用蜡将易拉罐开口处密封。以密封处为原点，在吸管上标上刻度，如果不考虑大气压的变化，就是一个简易的气温计，如图所示。当环境温度由缓慢升高到的过程中，油柱从刻度处上升到处，则（　　） A. 这一过程中，罐壁单位面积上单位时间内碰撞的气体分子数减少 B. 这一过程中，罐内气体对外做的功大于气体从外吸收的热量 C. 若油柱从刻度处缓慢升到处，环境温度的升高小于 D. 若油柱从刻度处缓慢升到处，环境温度的升高等于 3．（2024·青海省海南藏族自治州·二模）两端封闭、粗细均匀的玻璃管内，一段水银柱将内部的理想气体分隔成A、B两段，当玻璃管竖直静止时，A、B两段的长度相等，如图甲所示；仅将玻璃管旋转180°，再次平衡时，A、B两段的长度之比为1∶2，如图乙所示。求： （1）图甲中A、B两段气体的压强的比值； （2）图乙中A、B两段气体的压强的比值。 4．（2024·青海省西宁市·一模）如图所示的装置中，三支内径相等的玻璃管A、B和C用细管连通。A、B两管上端等高，A管上端封闭，B管上端与大气相通，管内装有水银且A、B两管内的水银面等高，C管中的活塞可滑动且密封良好。A、B和C竖直且整个装置平衡，A、B管中的空气柱长度均为，C管中的水银柱足够长。现在将C管中的活塞缓慢向上推，直到B管中的水银上升到管口。A管中封闭的气体可视为理想气体，活塞移动过程中整个装置的温度保持不变。已知大气压强，求： （1）B管中的水银上升到管口时，A管中气体的压强； （2）整个过程C管中的活塞向上移动的距离。 5．（2024·青海省协作联考·一模）医院用的氧气瓶（导热性良好）如图所示，氧气瓶通过细管和右边封闭的均匀玻璃直管（导热性良好，且其容积相对氧气瓶的容积可以忽略不计）相连，玻璃直管内用一很薄的水银片（质量和厚度不计）在玻璃管下方封闭了一段空气柱，开始时瓶内氧气的压强为10个标准大气压，封闭的空气柱的长度为，随着氧气的使用，一段时间后发现水银片上升了（未到达玻璃管顶部），使用过程中环境的热力学温度变成了原来的，已知一个标准大气压为，氧气与空气均视为理想气体。求： （1）此时氧气瓶内的压强； （2）此时瓶内剩余氧气的质量占原来氧气总质量的百分比。 【考向二：气缸问题】 1．（2024·陕西省宝鸡市·二模）如图所示，一水平放置导热汽缸，由截面积不同两个圆筒连接而成，轻质活塞A、B用一长度为刚性轻杆连接成整体，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动且不漏气。活塞的面积分别为和，汽缸内A和B之间封闭有一定质量的理想气体，A的左边及B的右边均与大气相通，大气压强始终保持为，当气缸内气体温度为时，活塞处于图示位置的平衡状态。求： （1）此时汽缸内理想气体的压强为多少？ （2）现对活塞A施加一个水平向右推力，使活塞向右移动距离后静止，此时汽缸内气体温度，则此时推力F大小为多少？ 2．（2024·陕西省汉中市·二模）图甲为某气压型弹跳杆，其核心部分可简化为图乙所示的竖直倒立质量为的圆筒形汽缸（导热性良好），连杆一端与水平地面接触，另一端与面积为的活塞连接（活塞厚度不计），汽缸内密封一定质量的理想气体。没有站人时活塞位于距缸底为H的A处。当某同学站上汽缸最终稳定后，活塞位于距离缸底的B处。已知大气压强为，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间的摩擦，汽缸始终保持竖直。 （1）求该同学的质量； （2）若该同学仍然站在踏板上，使密闭气体缓慢升温，最终活塞回到位置A，若此过程中气体内能增加了，求该过程中缸内气体从外界吸收的热量Q。 3．（2024·山西省晋中市·二模）气压传动是指以压缩空气为工作介质来进行传递能量和信号，从而实现生产自动化。如图所示为某气压传动装置的原理示意图，面积为的轻质活塞，通过压缩气体顶起面积为的轻质活塞和上方管道内高的液柱（液体的密度为，重力加速度为），开始活塞静止，活塞A与气缸右端相距L，无推力，现用力缓慢向右推动活塞，最终活塞和液体上升的高度为。已知大气压强为，不计摩擦和忽略细弯管中的气体体积，气缸中理想气体的温度始终不变，下列说法正确的是（　　） A. 推动活塞的过程中，对封闭气体做功，故气体内能增加 B. 整个过程中，活塞对气缸内气体做的功小于气体向外界放出的热量 C. 最终气缸内气体的压强大小为 D. 横截面积为的气缸内气体的长度 4．（2024·青海省海东市·二模）洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气20次后开始喷水。已知外部大气压强恒为，打气筒每次打入压强为、体积为的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封闭空气的温度始终不变。 （1）求喷水壶内封闭空气的最大压强p； （2）喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出？若不能，最少还能剩余多少？ 5．（2024·宁夏银川一中·三模）如图所示，高为L，横截面积为S的导热汽缸内有一不规则物体，厚度不计的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞正好在汽缸的顶部。再在活塞上放置质量为m的物体后，活塞缓慢下移，并静止在与缸底的间距为0.8L的高度。已知外界大气压强，忽略缸内气体温度的变化，不计活塞和汽缸的摩擦，重力加速度为g。求： （1）不规则物体的体积； （2）该过程中缸内气体向外界放出的热量。 【考向三：图像问题】 1．（2024·陕西省·二模）（多选）一定质量的理想气体从状态a开始，其变化过程如V-T图象所示，其中ab和cd均与T轴平行．对此气体，下列说法正确的是__________ A. 在过程ab中气体的压强增大 B. 在过程bc中气体对外做功，内能减小 C. 在过程cd中气体对外放出热量，内能减小 D. 在过程da中气体吸收热量，内能增大 E. 气体在状态b的压强是在状态c的压强的2倍 2．（2024·山西省名校联考·三模）（多选）一定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，其图像如图所示。已知O、A、C三点在一条直线上，。下列说法正确的是（　　） A. 状态B时气体的温度为500K B. 在A→B的过程中，气体对外做功大于它从外界吸收的热量 C. 在B→C的过程中，气体对外做功 D. 在A→B→C→A一个循环过程中，气体向外界释放的热量为 3．（2024·山西省名校联考·二模）（多选）一定质量的理想气体由状态A经状态B，C，D最终又回到状态A，该过程中气体的p-V图像如图所示，其中A到B为绝热过程，B到C和D到A为等容过程，C到D为等温过程。下列说法正确的是（　　） A. 从A到B，气体分子的平均动能增大 B. 从D到A，气体分子平均动能的减少量大于从B到C气体分子平均动能的增加量 C. 全过程气体对外界做的功为零 D. 全过程气体从外界吸收的热量小于放出的热量 4．（2024·青海省海东市·二模）（多选）一定质量的某种理想气体，在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 温度升高，图像的极值变大 B. 温度升高，图像的极大值点变大 C. 气体在状态②时具有的内能较大 D. 温度升高时每个分子的动能都增大 E. 两图像与横轴围成的面积相等 5．（2024·山西省太原市·三模）某物理小组利用下图器材探究气体等温变化的规律。 （1）利用控制变量法进行研究。用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的______不变；另一方面，让空气柱的______变化不要太快，保证______不发生明显的变化。 （2）需要测量空气柱的长度和空气柱的压强，具体操作如下：空气柱的长度可以通过刻度尺读取，空气柱的长度与横截面积的______就是它的体积；空气柱的压强可以从与注射器内空气柱相连的______读取。 （3）把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。若绘制的图像类似于双曲线，进一步通过图像来检验这个猜想，再以p为纵坐标，以______为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点。如果图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明______。 【考向四：分子动理论、热力学定律、固体和液体的性质】 1．（2024·陕西省宝鸡市·二模）（多选）下列有关热现象的说法正确的是（　　） A. 一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时，分子势能增加 B. 所有晶体都有固定的形状、固定的熔点和沸点 C. 水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，但蒸发和凝结仍在进行 D. 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，符合热力学第二定律 E. 液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性 2．（2024·陕西省汉中市·二模）（多选）以下说法正确的是（　　） A. 液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏，分子间的引力大斥力 B. 浸润现象产生的原因是附着层内分子间距比液体内部分子间距大，分子力表现为引力 C. 一切自发过程总是沿着分子无序性增大的方向进行 D. 一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，分子平均动能不变，其分子之间的势能增加 E. 第二类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律 3．（2024·山西省名校联考·三模）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸配成总体积为的油酸酒精溶液，用注射器取体积为的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为N。 （1）此后，图甲中操作正确的顺序是______（用字母符号表示）。 （2）把一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图乙所示。图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积S=______；可估算出油酸分子的直径为______（用、、、N、S表示）。 （3）若实验得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为______。 A. 油酸酒精溶液中油酸浓度较小 B. 痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C. 油膜有部分沾到了浅盘边缘 D. 未等油膜稳定就开始描绘轮廓 4．（2024·青海省百所名校·二模）（多选）下列关于晶体、非晶体的说法正确的是（　　） A. 玻璃是非晶体 B. 蔗糖、食盐和味精都是晶体 C. 有些非晶体在一定的条件下可以转化为晶体 D. 单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 E. 手机液晶显示屏利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点 5．（2024·宁夏省银川一中·二模）（多选）关于下面热学中的五张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　） A. 甲是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，分子间的作用力表现为引力 B. 要达到乙图的实验效果，应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上 C. 丙图中对同一气体而言，实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气体分子温度 D. 丁图中，悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动表现得越明显 E. 戊图中，猛推推杆压缩筒内封闭的气体，气体温度升高、压强变大 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点17 热学 考点 三年考情分析 2025考向预测 分子动理论的基本观点和实验依据 阿伏伽德罗常数 气体分子运动速率分布的统计规律 温度、内能 固体的微观结构、晶体和非晶体 液晶的微观结构 液体的表面张力现象 气体实验定律、理想气体 热力学第一定律 能量守恒定律 热力学第二定律 气缸问题（2024·全国甲卷，14 2022·全国乙卷，14）液柱问题（2024·全国甲卷，13 2023·全国乙卷，14）图像问题（2024·新课标卷，8 2022·全国乙卷，13 ）分子动理论、热力学定律、固体和液体的性质（2023·全国乙卷，13 2023·新课标卷，8 ） （1）考点预测：气态方程、热力学定律。 （2）考法预测： 【情境解读】 【高分技巧】 一、应用气体实验定律的解题思路 1．选择对象——一定质量的理想气体； 2．找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2； 3．认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提； 4．列出方程——选用某一实验定律或状态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性。 二、对热力学第二定律的两种表述的理解 1．“自发地”指明了传热等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界能量的帮助； 2．“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等。 三、图像问题 1．首先应明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态，它对应着三个状态量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程．看此过程属于等温、等容还是等压变化，然后用相应规律求解． 2．在V－T图像(或p－T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大． 四、分子动理论、热力学定律、固体和液体的性质 1．微观量的估算：分子总数：N＝nNA＝NA＝NA。 2．两种分子模型 (1)球模型：V0＝πd3(适用于估算液体、固体分子直径)； (2)立方体模型：V0＝a3(常用于估算气体分子间距)。 3．分子力F、分子势能Ep随分子间距r的变化规律 (1)特点：当r＞r0时，分子力为引力，随着r的增大，分子力先增大后减小。当r＜r0时，分子力为斥力，随着r的减小，分子力增大。 当r＝r0时，分子势能最小，当r<r0和r>r0时，若r变化时分子力做负功，分子势能增大。 (2)分子力和分子势能随r的变化曲线 4．分析物体内能问题的五点提醒 (1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法． (2)内能的大小与温度、体积、物质的量和物态等因素有关． (3)通过做功或传热可以改变物体的内能． (4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能都相同． (5)内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关．任何物体都具有内能，恒不为零． （建议用时：40分钟） 【考向一：液柱问题】 1．（2024·陕西省·二模）如图所示，U形管竖直放置，右管内径为左管内径的2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为76cm、温度为300K的空气柱，左、右两管水银面高度差为6cm，大气压为76cmHg。 （1）给左管的气体加热，求当U形管两边水银面等高时，左管内气体的温度； （2）在（1）问的条件下，保持温度不变，往右管缓慢加入水银，直到左管气柱恢复原长，求此时两管水银面的高度差。 【答案】（1）346.3K；（2）4.8cm 【解析】（1）由右管内径是左管的2倍可知，右管的横截面积是左管的4倍，所以两管水银面相平时，左侧液面下降4.8cm，右侧液面上升1.2cm，则有 ，， ， 由公式 解得 （2）管中气体做等温变化，则有 其中 解得 所以右管的水银面比左管高 2．（2024·山西省·一模）（多选）取一个空的金属易拉罐，在开口处插入一根粗细均匀的长透明吸管，在吸管内注入一小段油柱（长度、质量均可忽略），然后用蜡将易拉罐开口处密封。以密封处为原点，在吸管上标上刻度，如果不考虑大气压的变化，就是一个简易的气温计，如图所示。当环境温度由缓慢升高到的过程中，油柱从刻度处上升到处，则（　　） A. 这一过程中，罐壁单位面积上单位时间内碰撞的气体分子数减少 B. 这一过程中，罐内气体对外做的功大于气体从外吸收的热量 C. 若油柱从刻度处缓慢升到处，环境温度的升高小于 D. 若油柱从刻度处缓慢升到处，环境温度的升高等于 【答案】AD 【解析】A．设油柱的质量为，透明吸管的横截面积为，外界大气压为，罐内气体的压强为，则根据平衡条件有 可得 由此可知，当环境温度由缓慢升高到的过程中，罐内气体发生的是等压变化，即温度升高，压强不变，而气体体积增大，单位体积内的气体分子数减少，但由于温度升高，气体分子平均动能增加，气体分子与罐壁作用平均作用力增加，因此罐壁单位面积单位时间内碰撞的气体分子数减少了，故A正确； B．根据热力学第一定律 由于罐内气体发生等压变化，气体膨胀对外做功，即，但同时气体温度升高，内能增加，即，由此可知气体从外界吸收热量大于气体对外所做的功，故B错误； CD．设易拉罐的体积为，温度为时，油柱距离接口的距离为，根据理想气体的状态方程有 整理可得 可知，温度T与油柱距离接口的距离为一次函数的关系，根据题意，当环境温度由缓慢升高到的过程中，油柱从刻度处上升到处，因此当油柱从刻度处缓慢升到处，环境温度的升高应等于，故C错误，D正确。 故选AD。 3．（2024·青海省海南藏族自治州·二模）两端封闭、粗细均匀的玻璃管内，一段水银柱将内部的理想气体分隔成A、B两段，当玻璃管竖直静止时，A、B两段的长度相等，如图甲所示；仅将玻璃管旋转180°，再次平衡时，A、B两段的长度之比为1∶2，如图乙所示。求： （1）图甲中A、B两段气体的压强的比值； （2）图乙中A、B两段气体的压强的比值。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）设玻璃管的横截面积为S，水银柱的长度为h，甲图中A段气体的压强为，长度为L，B段气体的压强为；乙图中A段气体的压强为，B段气体的压强为；则 ， 对A段气体，由玻意尔定律得 对B段气体，由玻意尔定律得 解得图甲中A、B两段气体的压强的比值 （2）图乙中A、B两段气体的压强的比值 4．（2024·青海省西宁市·一模）如图所示的装置中，三支内径相等的玻璃管A、B和C用细管连通。A、B两管上端等高，A管上端封闭，B管上端与大气相通，管内装有水银且A、B两管内的水银面等高，C管中的活塞可滑动且密封良好。A、B和C竖直且整个装置平衡，A、B管中的空气柱长度均为，C管中的水银柱足够长。现在将C管中的活塞缓慢向上推，直到B管中的水银上升到管口。A管中封闭的气体可视为理想气体，活塞移动过程中整个装置的温度保持不变。已知大气压强，求： （1）B管中的水银上升到管口时，A管中气体的压强； （2）整个过程C管中的活塞向上移动的距离。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）因为开始时A、B管中的空气柱长度相等，所以A管中的压强 设B管中的水银上升到管口时，A管中空气柱的长度为x，玻璃管的横截面积为S。B管中的水银上升到管口时，A管中气体的压强 理想气体的等温变化得 解得 ， （2）A管中水银柱上升的高度 B管中水银柱上升的高度 A、B管中增加的水银都来源于C管，所以C管中活塞上升的距离等于A、B管上升的水银柱的高度之和，所以C管活塞上升距离 解得 5．（2024·青海省协作联考·一模）医院用的氧气瓶（导热性良好）如图所示，氧气瓶通过细管和右边封闭的均匀玻璃直管（导热性良好，且其容积相对氧气瓶的容积可以忽略不计）相连，玻璃直管内用一很薄的水银片（质量和厚度不计）在玻璃管下方封闭了一段空气柱，开始时瓶内氧气的压强为10个标准大气压，封闭的空气柱的长度为，随着氧气的使用，一段时间后发现水银片上升了（未到达玻璃管顶部），使用过程中环境的热力学温度变成了原来的，已知一个标准大气压为，氧气与空气均视为理想气体。求： （1）此时氧气瓶内的压强； （2）此时瓶内剩余氧气的质量占原来氧气总质量的百分比。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）对封闭的空气柱 初始时，，热力学温度为 末态时，热力学温度 设玻璃管的横截面积为，因此有 解得 （2）设氧气瓶的容积为，设剩下的氧气被压缩到10个标准大气压、热力学温度为状态下的体积为，则有 解得 因此瓶内剩余氧气的质量占原来氧气总质量的百分比为 【考向二：气缸问题】 1．（2024·陕西省宝鸡市·二模）如图所示，一水平放置导热汽缸，由截面积不同两个圆筒连接而成，轻质活塞A、B用一长度为刚性轻杆连接成整体，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动且不漏气。活塞的面积分别为和，汽缸内A和B之间封闭有一定质量的理想气体，A的左边及B的右边均与大气相通，大气压强始终保持为，当气缸内气体温度为时，活塞处于图示位置的平衡状态。求： （1）此时汽缸内理想气体的压强为多少？ （2）现对活塞A施加一个水平向右推力，使活塞向右移动距离后静止，此时汽缸内气体温度，则此时推力F大小为多少？ 【答案】（1）；（2）30N 【解析】（1）设被封住的理想气体压强为p，轻细杆对A和对B的弹力为F，对活塞A有 对活塞B，有 解得 （2）气体状态参量 根据 代入数据得 对两活塞整体受力分析： 解得 2．（2024·陕西省汉中市·二模）图甲为某气压型弹跳杆，其核心部分可简化为图乙所示的竖直倒立质量为的圆筒形汽缸（导热性良好），连杆一端与水平地面接触，另一端与面积为的活塞连接（活塞厚度不计），汽缸内密封一定质量的理想气体。没有站人时活塞位于距缸底为H的A处。当某同学站上汽缸最终稳定后，活塞位于距离缸底的B处。已知大气压强为，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间的摩擦，汽缸始终保持竖直。 （1）求该同学的质量； （2）若该同学仍然站在踏板上，使密闭气体缓慢升温，最终活塞回到位置A，若此过程中气体内能增加了，求该过程中缸内气体从外界吸收的热量Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）根据题意可知，没有站人时，对汽缸分析 站人稳定后，对人和汽缸整体分析 对汽缸内气体的等温变化分析 由以上解得 （2）缓慢升温过程中，气体的压强保持不变，外界对气体做的功为 对密闭气体用热力学第一定律可得 由以上解得 3．（2024·山西省晋中市·二模）气压传动是指以压缩空气为工作介质来进行传递能量和信号，从而实现生产自动化。如图所示为某气压传动装置的原理示意图，面积为的轻质活塞，通过压缩气体顶起面积为的轻质活塞和上方管道内高的液柱（液体的密度为，重力加速度为），开始活塞静止，活塞A与气缸右端相距L，无推力，现用力缓慢向右推动活塞，最终活塞和液体上升的高度为。已知大气压强为，不计摩擦和忽略细弯管中的气体体积，气缸中理想气体的温度始终不变，下列说法正确的是（　　） A. 推动活塞的过程中，对封闭气体做功，故气体内能增加 B. 整个过程中，活塞对气缸内气体做的功小于气体向外界放出的热量 C. 最终气缸内气体的压强大小为 D. 横截面积为的气缸内气体的长度 【答案】D 【解析】AB．整个过程中，温度不变，内能不变，故活塞对封闭气体做的功等于气体对外放出的热量与活塞对封闭气体做的负功之和，AB项错误； C．最终气缸内封闭气体的压强大小为 故C项错误； D．对气缸内封闭气体，由等温变化，可得 可得面积为气缸内气体长度 故D项正确。 故选D。 4．（2024·青海省海东市·二模）洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气20次后开始喷水。已知外部大气压强恒为，打气筒每次打入压强为、体积为的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封闭空气的温度始终不变。 （1）求喷水壶内封闭空气的最大压强p； （2）喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出？若不能，最少还能剩余多少？ 【答案】（1）；（2）不能， 【解析】（1）打气过程中，相当于把空气等温压缩，有 解得 （2）假设壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，当壶内空气的压强降到时，剩余洗涤剂的体积为，有 解得 故假设成立，壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，剩余洗涤剂的体积为。 5．（2024·宁夏银川一中·三模）如图所示，高为L，横截面积为S的导热汽缸内有一不规则物体，厚度不计的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞正好在汽缸的顶部。再在活塞上放置质量为m的物体后，活塞缓慢下移，并静止在与缸底的间距为0.8L的高度。已知外界大气压强，忽略缸内气体温度的变化，不计活塞和汽缸的摩擦，重力加速度为g。求： （1）不规则物体的体积； （2）该过程中缸内气体向外界放出的热量。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）放置重物后，假设缸内气体的压强为p1，根据受力平衡可得 解得 根据玻意耳定律可得 解得 （2）外界对气体做功为 解得 根据热力学第一定律可得 又 故气体向外界放出的热量为 【考向三：图像问题】 1．（2024·陕西省·二模）（多选）一定质量的理想气体从状态a开始，其变化过程如V-T图象所示，其中ab和cd均与T轴平行．对此气体，下列说法正确的是__________ A. 在过程ab中气体的压强增大 B. 在过程bc中气体对外做功，内能减小 C. 在过程cd中气体对外放出热量，内能减小 D. 在过程da中气体吸收热量，内能增大 E. 气体在状态b的压强是在状态c的压强的2倍 【答案】ACD 【解析】考查理想气体V-T图。 【详解】A．过程ab为等容变化，由公式 可知，当ab过程，T增大，所以压强增大，故A正确； B．由图可知，过程bc体积减小，所以为外界对气体做功，故B错误； C．由图可知，过程cd为等容变化，由公式 可知当cd过程，T减小，内能减小，由热力学第一定律 可知其中W=0，所以Q<0即放出热量，故C正确； D．由图可知，过程da体积增大，即气体对外做功，温度升高，内能增大，由热力学第一定律 可知气体吸收热量，故D正确； E．由理想气体状态方程 可知b状态的体积是c的2倍，但由于不知温度的关系，所以不能确定压强的关系，故E错误． 故选ACD． 2．（2024·山西省名校联考·三模）（多选）一定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，其图像如图所示。已知O、A、C三点在一条直线上，。下列说法正确的是（　　） A. 状态B时气体的温度为500K B. 在A→B的过程中，气体对外做功大于它从外界吸收的热量 C. 在B→C的过程中，气体对外做功 D. 在A→B→C→A一个循环过程中，气体向外界释放的热量为 【答案】AD 【解析】A．由盖-吕萨克定律得，A→B过程 解得状态B时气体的温度 故A正确； B．由于在A→B的过程中温度升高，气体的内能增加，即；又体积增大，气体对外界做功，即。结合热力学第一定律可得 故B错误； C．由图可得状态C时的体积，在B→C的过程中，气体对外做功大小为B→C的过程中图像所围成的面积，所以 故C错误； D．A→B的过程中气体对外做功大小 C→A过程外界对气体做功大小 由热力学第一定律可得，在A→B→C→A一个循环过程中，外界对气体做功大小 在一个循环过程中，气体内能改变量为零，所以气体放出的热量与外界对气体做功的大小相等，为。故D正确。 故选AD。 3．（2024·山西省名校联考·二模）（多选）一定质量的理想气体由状态A经状态B，C，D最终又回到状态A，该过程中气体的p-V图像如图所示，其中A到B为绝热过程，B到C和D到A为等容过程，C到D为等温过程。下列说法正确的是（　　） A. 从A到B，气体分子的平均动能增大 B. 从D到A，气体分子平均动能的减少量大于从B到C气体分子平均动能的增加量 C. 全过程气体对外界做的功为零 D. 全过程气体从外界吸收的热量小于放出的热量 【答案】AB 【解析】A．A到B为绝热过程，气体与外界无热交换，又气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律，气体内能增大，温度升高，即，从A到B，气体分子的平均动能增大，A正确； B． C到D为等温过程，即，结合前面分析可知 故从D到A，气体分子平均动能的减少量大于从B到C气体分子平均动能的增加量，B正确； CD．图像与横轴围成的面积表示做功，则全过程气体对外界做的功大于外界对气体做的功，又气体内能不变，全过程气体从外界吸收的热量大于放出的热量，CD错误。 故选AB。 4．（2024·青海省海东市·二模）（多选）一定质量的某种理想气体，在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 温度升高，图像的极值变大 B. 温度升高，图像的极大值点变大 C. 气体在状态②时具有的内能较大 D. 温度升高时每个分子的动能都增大 E. 两图像与横轴围成的面积相等 【答案】BCE 【解析】A．根据图像可知，温度升高，图像的最高点降低，图像的极值变小，故A错误； B．根据图像可知，温度升高，图像的最高点的横坐标增大，图像的极大值点变大，故B正确； C．温度升高，速率大的分子所占比重较大，可知气体在状态②时的温度较高，具有的内能较大，故C正确； D．温度升高时分子平均动能增大，并不是每个分子的动能都增大，故D错误。 E．由图可知，在两种不同情况下各速率区间的分子占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横坐标所围成的面积都等于1，故两图像与横轴围成的面积相等，故E正确。 故选BCE。 5．（2024·山西省太原市·三模）某物理小组利用下图器材探究气体等温变化的规律。 （1）利用控制变量法进行研究。用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的______不变；另一方面，让空气柱的______变化不要太快，保证______不发生明显的变化。 （2）需要测量空气柱的长度和空气柱的压强，具体操作如下：空气柱的长度可以通过刻度尺读取，空气柱的长度与横截面积的______就是它的体积；空气柱的压强可以从与注射器内空气柱相连的______读取。 （3）把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。若绘制的图像类似于双曲线，进一步通过图像来检验这个猜想，再以p为纵坐标，以______为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点。如果图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明______。 【答案】（1） ①. 质量 ②. 体积 ③. 温度 （2）①. 乘积 ②. 压力表 （3）①. ②. 被封闭气体的压强与气体的体积成反比 【解析】【小问1详解】 [1][2][3]实验目的是探究气体等温变化的规律，那么在实验过程中需要保证空气柱内气体的质量不变，另一方面，为了保证气体的温度不发生明显的变化，所以空气柱的体积不能变化太快。 【小问2详解】 [1][2] 空气柱的长度与横截面积的乘积就是被封闭气体的体积，空气柱的压强可以从与注射器内空气柱相连的压力表上读取。 【小问3详解】 [1][2] 若绘制的图像类似于双曲线，进一步通过图像来检验这个猜想，再以p为纵坐标，为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点。如果图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明被封闭气体的压强与气体的体积成反比，即pV乘积为一常数。 【考向四：分子动理论、热力学定律、固体和液体的性质】 1．（2024·陕西省宝鸡市·二模）（多选）下列有关热现象的说法正确的是（　　） A. 一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时，分子势能增加 B. 所有晶体都有固定的形状、固定的熔点和沸点 C. 水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，但蒸发和凝结仍在进行 D. 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，符合热力学第二定律 E. 液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性 【答案】ACD 【解析】A．一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时需要吸热，而分子平均动能不变，则分子势能增加。故A正确。 B．所有晶体都有固定的熔点和沸点，单晶体具有固定的形状，多晶体没有具体的形状，故B错误； C．水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，但蒸发和凝结仍在进行，达到了动态平衡。故C正确； D．由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助，电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是压缩机做功的结果，符合热力学第二定律，故D正确； E．液晶是一种特殊物质形态，像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性。故E错误。 故选ACD。 2．（2024·陕西省汉中市·二模）（多选）以下说法正确的是（　　） A. 液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏，分子间的引力大斥力 B. 浸润现象产生的原因是附着层内分子间距比液体内部分子间距大，分子力表现为引力 C. 一切自发过程总是沿着分子无序性增大的方向进行 D. 一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，分子平均动能不变，其分子之间的势能增加 E. 第二类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律 【答案】ACD 【解析】A．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏，分子间的引力大于斥力，使分子间有收缩的趋势，故A正确； B．浸润现象产生的原因是附着层内分子间距比液体内部分子间距小，分子间作用力表现为斥力，故B错误； C．根据热力学第二定律，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故C正确； D．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，分子平均动能不变，吸收热量增加了分子之间的势能，故D正确； E．第二类永动机不可能制成，是因为违背了根据热力学第二定律，故E错误。 故选ACD。 3．（2024·山西省名校联考·三模）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸配成总体积为的油酸酒精溶液，用注射器取体积为的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为N。 （1）此后，图甲中操作正确的顺序是______（用字母符号表示）。 （2）把一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图乙所示。图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积S=______；可估算出油酸分子的直径为______（用、、、N、S表示）。 （3）若实验得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为______。 A. 油酸酒精溶液中油酸浓度较小 B. 痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C. 油膜有部分沾到了浅盘边缘 D. 未等油膜稳定就开始描绘轮廓 【答案】（1）BDCA或者DBCA （2）①. ②. （3）BCD 【解析】 【小问1详解】 实验过程应先用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积，后往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上，再用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，随后将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，最后将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小。即实验步骤的正确顺序是BDCA。 【小问2详解】 轮廓包围方格约为71个，故油酸薄膜的面积为 S＝71a2 每滴溶液中含有纯油酸的体积为 油酸分子的直径为 【小问3详解】 A．油酸酒精溶液中油酸浓度较小，导致油酸的体积偏小，可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值偏小，故A错误； B．如果水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油酸面积比充分展开的油酸面积小，油酸分子直径d的计算结果将偏大，故B正确。 C．油膜有部分沾到了浅盘边缘，会导致油膜面积偏小，油酸分子直径d的计算结果会偏大，故C正确； D．未等油膜稳定就开始描绘轮廓，会导致油膜面积偏小，油酸分子直径d的计算结果会偏大，故D正确。 故选BCD。 4．（2024·青海省百所名校·二模）（多选）下列关于晶体、非晶体的说法正确的是（　　） A. 玻璃是非晶体 B. 蔗糖、食盐和味精都是晶体 C. 有些非晶体在一定的条件下可以转化为晶体 D. 单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 E. 手机液晶显示屏利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点 【答案】ABC 【解析】AB．玻璃是非晶体，蔗糖、食盐和味精都是晶体，故AB正确； C．有些非晶体在一定的条件下可以转化为晶体，故C正确； D．单晶体和多晶体都有固定的熔点，故D错误； E．手机液晶显示屏利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故E错误。 故选ABC。 5．（2024·宁夏省银川一中·二模）（多选）关于下面热学中的五张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　） A. 甲是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，分子间的作用力表现为引力 B. 要达到乙图的实验效果，应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上 C. 丙图中对同一气体而言，实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气体分子温度 D. 丁图中，悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动表现得越明显 E. 戊图中，猛推推杆压缩筒内封闭的气体，气体温度升高、压强变大 【答案】ACE 【解析】A．由图甲作用力跟距离的关系图可知，当时，分子间的作用力表现为引力，故A正确； B．要达到乙图的实验效果，应先把痱子粉撒在水面上，再将一滴油酸酒精溶液滴入水面，故B错误； C．温度升高时，速率分布最大的区间将向速率增大处移动，丙图中对同一气体而言，实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气体分子温度，故C正确； D．丁图中，悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动表现得越不明显，故D错误； E．戊图中，猛推推杆压缩筒内封闭的气体，外界对气体做功，气体内能增大，气体温度升高、压强变大，故E正确。 故选ACE。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$