专题13 热学【压轴题】2026年高考物理压轴题专项训练（新高考通用）

专题13 热学 命题预测 一、核心考点与题型预测 热学部分通常考查1道选择题和1道计算题，总分值约10-15分，难度中等。 · 选择题（概念辨析）：分值约4-6分。核心考查分子动理论（估算、布朗运动、分子力与势能）、固体/液体性质（晶体、表面张力）、热力学定律（△U=Q+W）及气体微观解释。 · 计算题（定律应用）：分值约6-9分。几乎必考气体实验定律与理想气体状态方程，常见模型为“汽缸-活塞”和“液柱”模型，常结合受力分析或热力学第一定律综合考查，需特别关注变质量（充气、抽气）问题。 二、命题情境与创新趋势 为应对新高考对“解决实际问题能力”的要求，2026年命题将更注重真实场景： · 情境生活化与科技化：试题不再单纯考理论，而是以高压锅、蛟龙号深潜器、温室效应、AR/VR散热等科技与生活场景切入，考查提取信息和建模的能力。 · 关注热点与跨学科：与“双碳”目标相关的新能源（如氢能存储）、航天服温控等社会热点可能成为材料背景。 · 图像分析成主流：p-V图、p-T图等是高频考查形式，需能读出状态变化（等温、等容）并判断做功和内能变化。 高频考法 1.气体实验定律及理想气体的状态方程 2.气体状态变化的图像问题 3.热力学第一定律与气体实验定律的综合 4.气体四类变质量问题 5. 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 考向一：气体实验定律及理想气体的状态方程 1.平衡状态下气体压强的求法 力平衡法 选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强 等压面法 在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。液体内深h处总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强 液片法 选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，求得气体的压强 2.加速运动系统中封闭气体压强的求法 选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。 3.气体实验定律和理想气体状态方程 （1）理想气体状态方程与气体实验定律的关系 ＝ （2）两个重要的推论 ①查理定律的推论：Δp＝ΔT ②盖－吕萨克定律的推论：ΔV＝ΔT 4.利用气体实验定律解决问题的基本思路 5.分析气体状态变化的问题要紧抓三点 (1)弄清始、末状态过程中有哪几个物理过程。 (2)找出各变化过程是由什么物理量联系起来的。 (3)明确每个变化过程遵循什么实验定律。　　 考向二：气体状态变化的图像问题 1.一定质量的理想气体状态变化的四种图像的比较 等温变化 等容变化 等压变化 图像 p－V图像 p－图像 p－T图像 V－T图像 特点 pV＝CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 2.处理气体状态变化的图像问题的技巧 (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。 考向三：热力学第一定律与气体实验定律的综合 气体的做功情况、内能变化及吸放热关系可由热力学第一定律分析。 (1)由体积变化分析气体做功的情况：体积膨胀，气体对外做功；气体被压缩，外界对气体做功。 (2)由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；温度降低，气体内能减小。 (3)由热力学第一定律ΔU＝W＋Q判断气体是吸热还是放热。 (4)在p－V图像中，图像与横轴所围面积表示对外或外界对气体整个过程中所做的功。　　 考向三：气体四类变质量问题 充气问题 在充气(打气)时，将充进容器内的气体和容器内的原有气体作为研究对象时，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。 抽气问题 在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，解决该类变质量问题的方法与充气(打气)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“定质量”问题。 气体分装问题 将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质量问题，分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究，即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。 漏气问题 容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，如果选容器内剩余气体和漏掉的气体为研究对象，便可使“变质量”问题转化成“定质量”问题。 考向四：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1.实验方法：控制变量法 实验装置如图 2.为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位。同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度。为保证气体密闭，应在柱塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内外气体的压强差不宜过大。 3.在等温过程中，气体的压强与体积的关系在p-V图像中呈现为双曲线(其中的一支)，如图甲。处理实验数据时，要通过变换，即画p-图像，把双曲线(其中的一支)变为直线，说明p和V成反比，如图乙。这是科学研究中常用的数据处理的方法，因为一次函数反映的物理规律比较直观，容易得出相关的对实验研究有用的参数。 01 热力学第一定律与气体实验定律的综合 1．一定质量的理想气体从状态开始，沿图示路径先后到达状态、后回到状态。下列说法正确的是（　　） A．从到，气体体积减小 B．从到，气体内能不变 C．从到，气体对外界做功 D．从到，气体对外界放热 【答案】D 【详解】A．过程温度不变，压强减小，由理想气体状态方程，可得体积增大，故A错误； B．过程压强不变，温度升高，理想气体内能仅由温度决定，因此气体内能增大，故B错误； C．图中，某点与原点连线的斜率 斜率越大体积越小。过程斜率逐渐增大，体积逐渐减小，是外界对气体做功，故C错误； D．过程温度降低，内能减小，则 体积减小，外界对气体做功，则 根据热力学第一定律，得 即气体对外界放热，故D正确。 故选D。 2．一定质量的某种理想气体，沿图像中箭头所示方向，从状态A开始先后变化到状态B、C、D，其中状态A和状态D温度相同，BA、CD的延长线经过坐标原点。已知气体在状态A时的体积为1.0L。则（　　） A．气体在状态C时的体积为6.0L B．气体在状态B时的压强为 C．气体在过程中对外界做的功 D．气体在过程中吸收的总热量 【答案】D 【详解】A．由题图可知，气体从A到B经历等容变化过程，从B到C经历等压变化过程，由盖-吕萨克定律得 解得，故A错误； B．气体从A到B经历等容变化过程，由查理定律得 解得，故B错误； C．气体从A到B及从C到D过程外界对气体不做功，从B到C过程，气体对外界做的功 解得，故C错误； D．由于，气体内能不变，故 气体经历过程，根据热力学第一定律有 解得，故D正确。 故选D。 3．图为一定质量理想气体的图像，该气体经历了的变化过程，其中反向延长线过坐标原点，平行于轴，则该气体（　　） A．从过程中，外界对它做正功 B．在状态的热力学温度为 C．从过程中，向外界放出热量 D．在两状态的压强之比为 【答案】D 【详解】A．从过程中，气体体积增加，则外界对它做负功，A错误；     B．从过程中，气体发生等温变化，则根据 可得在状态的热力学温度为，B错误； C．从过程中，气体体积不变，则W=0，温度升高，则内能增加，即∆U>0，根据热力学第一定律∆U=W+Q可知，Q>0，即气体从外界吸收热量，C错误； D．根据 可得在两状态的压强之比为，D正确。 故选D。 02 理想气体状态方程 4．近年我国部分省市受极端天气影响，造成人民群众生命危险和财产损失。洪涝灾害时，可利用圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救，如图（a）所示。将盆用力F向下迅速竖直压入水面，如图（b）所示。设盆内气体可以视为理想气体，盆内气体压缩过程中与外界无热量交换。关于此过程说法正确的是（　　） A．气体对外界做功 B．气体压强与体积成反比 C．封闭气体分子的平均动能增大 D．气体内能保持不变 【答案】C 【详解】ACD．因为下压过程气体体积减小，则外界对气体做功，与外界无热量交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，温度升高，气体分子的平均动能增大，故AD错误，C正确； B．由于气体体积减小，温度升高，根据理想气体状态方程可知，气体压强增大，由于温度改变，所以气体压强与体积不成反比，故B错误。 故选C。 5．一定质量的理想气体由状态经状态变为状态，其过程如图中直线段所示。已知气体在三个状态的内能分别为、、，则（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】对a状态、b状态、c状态，由理想气体状态方程有 整理可得 一定质量的理想气体内能只和温度有关，温度越高内能越大，因此。 故选A。 6．如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化过程，已知气体在状态A的压强为pA=1.5×105Pa，且过程中气体做功的绝对值是过程中气体做功绝对值的3倍。下列说法正确的是（　　） A．A、B、C三个状态中，气体在B状态的分子平均动能大于C状态 B．从C到A的过程中，气体分子数密度逐渐减小 C．过程中气体内能不变，因此既不吸热也不放热 D．整个循环过程中，气体吸收的热量全部用来对外界做功 【答案】D 【详解】A．温度是分子平均动能的标志。由图可知，状态和状态的温度均为，即，所以气体在、两个状态的分子平均动能相等，故A错误； B．从到的过程中，气体的体积逐渐减小，而气体的质量一定，分子总数不变，根据分子数密度 可知，气体分子数密度逐渐增大，故B错误； C．从到的过程中，气体温度不变，对于理想气体，其内能不变，即；体积增大，气体对外做功，即（外界对气体做功为负）。根据热力学第一定律 可得，即气体从外界吸收热量，故C错误； D．由图可知，过程图线过原点，即与成正比，根据理想气体状态方程 可知，该过程为等压变化，压强 过程中外界对气体做功的绝对值 根据题意，过程中气体做功的绝对值 由于体积增大，气体对外做功，即外界对气体做功 过程体积不变，不做功， 整个循环过程中，外界对气体做的总功 即气体对外界做功。 由于经历一个循环回到初始状态，气体内能变化量 根据热力学第一定律 可得 即气体吸收的热量全部用来对外界做功，故D正确。 故选D。 03 充气问题、抽气等变质量问题 7．图甲为水火箭的原理图，其中A、C分别是塑料容器的充气口、喷水口，B是气压计。把水火箭的塑料容器竖直固定，在室温环境下，容器内装入一定质量的水，此时容器内的气体体积为，压强为，现缓慢充气后压强变为，打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内气体从状态M变化到状态N，其压强p与体积V的变化关系如图乙中实线所示，已知气体在状态N时的体积为，压强为。图乙中虚线MN'是容器内气体在绝热（既不吸热也不放热）条件下压强p与体积V的变化关系图线，不计容器的容积变化。下列说法正确的是（　　） A．设充气过程中气体温度不变，则充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为 B．气体在状态N与状态M时的热力学温度之比为 C．在图乙中沿实线从M到N的过程是放热过程 D．容器里的水越多火箭上升的高度越大 【答案】B 【详解】A．设充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为，充气过程中气体温度不变，以充入的气体和容器内原有气体整体为研究对象，由玻意耳定律有 解得，故A错误； B．设气体在状态时的热力学温度为，在状态时的热力学温度为，容器内气体从状态变化到状态，由理想气体的状态方程可得 解得，故B正确； C．由图像与横坐标轴所围面积表示气体做功可知，从到的过程气体对外做功更多，和都是从状态变化而来，应该相同，可得 可知从到的过程内能降低的更少。由热力学第一定律 可知，从到的过程绝热，内能减少量等于气体对外做功量；从到的过程气体对外做功更多，内能降低反而更少，则气体必然吸热，故C错误； D．由极限法可知，如果把瓶子装满水火箭则不会上升，故D错误。 故选B。 8．中国是瓷器的故乡，号称“瓷器之国”。如图是烧制瓷器的某窑炉结构示意图，上方有一单向排气阀，当窑内外气压差升高到（为大气压强）时，排气阀会开启，减压泄气，此后窑内气体压强保持不变。某次烧制过程中，初始时窑内温度为27℃，窑内气体压强为，密度为。已知烧制过程中窑内气体温度均匀且缓慢升高，不考虑瓷胚体积的变化，气体可视为理想气体。当温度逐渐升高至烧制温度1027℃时，窑内气体密度为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】初始状态温度，压强，密度为。若气体体积不变，当温度升高至时，依据查理定律可得 解得 表明排气阀已被打开，因此窑内气体的最终压强为 假设气体排出过程为等温膨胀，设瓷胚体积为，则 解得 设初始时瓷胚内气体的质量为，则， 解得 故选C。 9．在一次科技活动上，胡老师表演了一个“马德堡半球实验”。他先取出两个完全相同的导热良好、在碗底都焊接了铁钩的不锈钢碗，将两个碗扣上后，用手动微型抽气机抽取碗内空气。已知碗口的直径为20，两个碗扣上后容积，抽气机每按压一次抽出体积为的气体。实验过程中碗不变形，也不漏气，空气视作理想气体且温度不变，大气压强。抽气10次后，用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉，试图把两个碗拉开，如图所示，设每人平均用力为200N，请你估算一下，要想拉开，两侧至少各需要的人数为（　　）（取） A．16 B．14 C．12 D．10 【答案】B 【详解】气体为理想气体且温度不变，所以变化过程为等温变化，根据玻意耳定律，第一次抽气有 第二次抽气有 以此类推，抽10次后 解得 要拉开，需要施加的拉力，且 解得 n取整数，则两边至少各需要14个学生才能拉开。 故选B。 04 关联气体问题 10．截面均匀，下端A封口的细长试管AB竖直放置，管的下方封有一段长为的空气，管的中间部分有一段长为的水银柱，开始时，管的上端B与大气连通，长度也为。大气压强恰好为，其中ρ为水银密度，g为重力加速度。 (1)如果先将B端封住，再将试管缓慢倒转，试问：管中近A端空气柱长度与近B端空气柱长度各为多少倍； (2)如果B端先与大气连通，先将试管缓慢倒转，然后再缓慢地回转，试问：最后管中近A端空气柱长度为多少倍。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）研究近A 端气体，初态下压强 长度​ 研究近B 端气体，初态下压强 长度​ 试管总长度​ 倒转后状态，设近 A 端气体长度为，近B 端气体长度为，则 设近B 端气体压强为，近A 端气体压强为，则 对近A 端气体，根据玻意耳定律有 对近B 端气体，根据玻意耳定律有 解得， （2）如果B端先与大气连通，倒转后，假设水银不外流，近A端空气柱长度仍记为，根据玻意耳定律有 解得 此时近A端部分空气柱长度加上水银柱长度超过了玻璃管总长，说明此过程中有水银溢出。设余下部分水银柱长度为，根据玻意耳定律有 由长度关系可得 解得 试管再回转，根据玻意耳定律有 解得 11．、是两个完全相同的圆柱体密闭容器，横截面积，、两活塞厚度一样，质量不同，分别为，，活塞下方为水，密度，上方为封闭气体，初始状态两气体体积均为，两容器底部用细管相连，细管容积忽略不计，气体温度始终保持不变，现通过右侧容器底部的阀门抽出体积为的水后，发现左侧液面比右侧液面高。求初状态两侧气体压强。 【答案】左侧，右侧 【详解】设初始状态M、N中气体的压强分别为、，对应水对活塞产生的压强为，根据平衡条件可得， 解得， 设放出的水后，设此时M、N容器内气体的压强分别为、，体积分别为、，水对活塞A的压强为，根据平衡条件可得， 初始状态气体的体积 放出水后稳定时气体的体积， 整个过程为等温变化，根据玻意耳定律可得， 联立代入数据解得， 即初状态时左侧气体压强大小为，右侧气体压强大小为 12．某工业余热回收的氦气储能装置如图所示，装置的绝热圆筒内装有两个活塞，顶部重活塞外覆绝热层（热损失可忽略），底部轻活塞（质量可忽略不计）导热性能优异。初始时装置与车间环境处于热平衡，上下两腔各封闭氦气（可视为理想气体），两活塞间距及轻活塞到缸底间距均为，现通过缸底余热换热装置缓慢向气体传递热量 （和均为已知量）。设重活塞可以无摩擦地滑动，在整个过程中轻活塞位置保持不变，忽略气体泄漏。（重力加速度为，汽缸横截面积为，阿伏加德罗常数的值为） (1)对处在温度为的平衡状态的理想气体，其内能只由气体分子的动能构成。依据能量均分定理，每个气体分子的动能对内能的贡献为，为气体普适常数，利用该常数可将理想气体的三个实验定律统一为（为物质的量），即克拉伯龙方程。若上述装置吸收热量前后的温度分别为和，试利用上述规律写出热量与初末态温度间的关系。 (2)求系统再次稳定后轻活塞所受的摩擦力大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在给底部汽缸传递热量前，设底部汽缸内压强为，由理想气体性质可知，顶部汽缸内压强也为，故 由题意可知，当热量缓慢传递给底部汽缸，两汽缸温度同步升高，且顶部汽缸内的气体对重活塞做功，设热量传递结束后，两活塞间距为，则上述做功可表示为 利用能量均分定理，两个汽缸中的气体总内能的增量为 故由热力学第一定律可知 当热量传递结束后，由于重活塞可无摩擦滑动，故对顶部气体 联立可得 （2）设热量传递结束后，底部汽缸内气体压强为，则 因此，为维持轻活塞位置不变，作用在轻活塞的摩擦力为 可得 联立可得 联立解得 另解：（1）在给底部汽缸传递热量前，设底部汽缸内压强为，由理想气体性质可知，顶部汽缸内压强同为，系统吸热后，两活塞间距变为，由于上部分气体为等压过程，故由盖-吕萨克定律可得 上部气体对外做功 由题意可知，上下两部分气体总内能增量为 故由热力学第一定律得 又由题意可知 联立可得 （2）底部汽缸的下部分气体为等容过程，设吸收热量后，气体压强为，由查理定律可得 对轻活塞，由题意可知其所受静摩擦力为 联立可得 解得 一、单选题 1．如图，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、横截面积为S的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右加速运动，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了一定的距离。已知大气压强为，不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为，整个过程中气体温度保持不变，气体可视为理想气体，则此时（　　） A．汽缸内气体的压强为 B．汽缸内气体的压强为 C．活塞移动的距离为 D．活塞移动的距离为 【答案】A 【详解】AB．小车运动后对活塞受力分析，设内部气体压强为，根据牛顿第二定律，有 内部气体压强为，故A正确，B错误； CD．设运动后活塞移动的距离为，根据玻意耳定律有 解得，故C错误，D错误。 故选A。 2．将压瘪的乒乓球（未漏气）浸泡在热水中，一段时间后乒乓球便恢复原状，乒乓球内部气体（视为理想气体）经历了由的变化过程，气体体积与热力学温度的关系图像如下图所示，设、、三种状态下的压强分别为、、，则（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】对状态、，由图可知，， 由理想气体状态方程有 代入解得 所以 由图可知，从状态到状态是等容变化，根据查理定律 有 可知温度升高压强增大，由图可知 因此 综上可得压强关系为 故选D。 3．某同学制作了一个简易气温计，如图所示，制作过程：“将一根透明吸管插入一个空的铝制的导热性良好的饮料罐中，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱。”用手握住饮料罐一段时间后，发现油柱向外移动（未到达管口）。若不计大气压强的变化和油柱与吸管间的摩擦力，气体可视为理想气体，则该段时间内罐内气体（　　） A．压强增大，分子热运动的平均动能增大 B．压强不变，分子热运动的平均动能增大 C．压强增大，分子热运动的平均动能减小 D．压强不变，分子热运动的平均动能减小 【答案】B 【详解】罐内气体的压强等于外界大气压强，则油柱向外移动时，管内气体压强不变，体积变大，根据可知，罐内气体温度升高，罐中气体的内能增大，气体分子的平均动能增大。 故选B。 4．近些年，健康理念日益深入人心，运动成为人们的生活常态，平衡球常被用于力量与稳定性训练。如图所示，某平衡球内部密封着一定质量的理想气体，在某次运动中该平衡球被迅速挤压（不考虑球内气体与外界的热交换），则该过程中（　　） A．球内气体压强减小 B．球内气体温度升高 C．球内气体内能减少 D．外界对球内气体做负功 【答案】B 【详解】平衡球被迅速挤压，则球的体积减小，外界对球内气体做功，不考虑球内气体与外界的热交换，由热力学第一定律可知球内气体内能增大，球内气体温度升高，由理想气体状态方程可知球内气体压强增大，故B正确，ACD错误。 故选B。 5．如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的空气（可看作理想气体）。若玻璃管中水柱上升，则玻璃泡内气体的变化可能是（　　） A．温度降低，压强减小 B．温度升高，压强不变 C．温度升高，压强增大 D．温度不变，压强增大 【答案】A 【详解】设玻璃泡内压强和大气压强分别为、，水柱与液面高度差为，则有 化简得 玻璃管中水柱上升，则玻璃泡内气体的体积减小，玻璃泡内压强减小。 根据，可知温度降低。 故选A。 6．如图，两端封闭的玻璃管与水平面成角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分。则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向A端移动的是（　　） A．使玻璃管水平向右匀速运动 B．使玻璃管沿方向加速上升 C．升高环境温度 D．保持A端在上将玻璃管变为竖直放置 【答案】C 【详解】A．初始平衡时，对水银柱受力分析得压强关系（为水银柱长度，为倾角） 水银向A端移动即整体向A（上端）移动，对应B气体体积增大。玻璃管匀速运动，加速度为0，水银受力平衡与原平衡一致，水银柱相对玻璃管不移动，故A错误； B．沿加速上升，加速度指向A端，由牛顿第二定律，新平衡满足 B气体压强增大，等温下B体积减小，水银柱向B端移动，故B错误； C．升高环境温度，假设两段气体体积不变，由查理定律 因为初始，所以，压强差大于平衡需要的重力分力，合力指向A端，推动水银柱向A端移动，故C正确； D．保持A端在上变为竖直放置，从小于1变为1，压强差增大，新平衡要求比原来更大，等温下B体积减小，水银柱向B端移动，故D错误。 故选C。 7．某新型抽气泵的工作原理简化图如图所示，固定容器容积为，初始内部气体压强为，温度为，上方汽缸有效容积为，活塞面积为S，活塞与汽缸壁的滑动摩擦力为，活塞的质量为，重力加速度大小为。抽气过程分两步：向上缓慢拉动活塞，阀门M打开，N关闭，容器内气体与汽缸内气体达到热平衡后，关闭M打开N，将汽缸内气体排出。重复上述操作，完成多次抽气，已知每次抽气缓慢进行，且气体温度不变，外界大气压恒为，则下列说法正确的是（　　） A．第一次抽气过程中，手对活塞拉力的最大值 B．抽气第次后容器中剩余气体的压强 C．抽气第次后容器中剩余气体的压强 D．若抽气过程中某次刚要拉动活塞时气体温度突然从升高至且体积不变，此时容器内气体的压强为 【答案】B 【详解】A．第一次抽气过程中，活塞位于最上端时，手对活塞的拉力达到最大值，对活塞受力分析，设手对活塞的拉力为F，此时汽缸内气体的压强为，则 抽气过程为等温变化，在抽气前活塞位于最下端，此时容器内的气体压强为，气体体积为，抽气后体积为，则 解得 联立可得，故A错误； BC．设第2次抽气后容器中剩余气体的压强为，则 所以 根据玻意耳定律依次类推，抽气次后，，故B正确，C错误； D．由查理定律有 解得，故D错误。 故选B。 8．如图所示为医院进行静脉输液的三种输液瓶及其输液管、进气管装置设计图，其中进气管保证瓶内与瓶外气体相通，随着输液的持续进行，下列说法中正确的是（    ） A．甲输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强减小 B．乙输液瓶内气压增大，瓶内输液管针头处压强不变 C．丙输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强不变 D．若需保持给病人的输液流速恒定，则应该选用丙输液瓶 【答案】B 【详解】A．甲瓶没有进气管，随着液体流出，瓶内空气体积变大，瓶内气压减小，随着液体的流出液体压强在减小，而瓶内输液管针头处的压强等于瓶内气压与液体柱压强之和，因此针头处压强也会减小，故A错误； BD．乙瓶通过进气管与外面大气相通，虚线处瓶上方气体的压强与液体的压强之和总等于大气压，随着液体的流出，液体压强减小，气体压强增大，但是瓶内输液管针头处压强不变，从而保证药液流速恒定，故B正确，D错误； C．丙输液瓶在底部通过细管与大气相通，气体压强不变，随着液体的不断流出，瓶内输液管针头处压强变小，故C错误。 故选B。 二、多选题 9．如图是一定质量的理想气体的图，气体状态从完成一次循环，（图中实线）和为等温过程，温度分别为和。下列判断不正确的是（　　） A． B．过程中，气体的内能不变 C．若气体状态沿图中虚线由，则气体的平均分子动能先变大后变小 D．过程中，气体分子在单位时间内与容器单位面积上碰撞的次数增加 【答案】ABD 【详解】A．等温线离坐标原点越远温度越高，故，A错误； B．过程中，体积不变，压强减小，由不变可知温度降低，气体的内能减小，B错误； C．若气体状态沿图中虚线由，因为等温线离坐标原点越远温度越高，则温度先升高后降低，故气体的平均分子动能先变大后变小，C正确； D．的过程中，温度升高，气体分子平均动能变大，单个气体分子对容器的平均冲击力变大，又因为压强不变，故气体分子在单位时间内与容器单位面积上碰撞的次数减小，D错误。 故选ABD。 10．如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，活塞密封性良好且可无摩擦上下滑动。气体从状态A状态B状态C状态A完成一次循环，其状态变化过程的p-V图像如图乙所示。已知该气体在状态A时的温度为600K，下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B时的温度为200K B．气体在状态C时的温度为300K C．气体从状态CA过程中，气体向外界放热 D．气体从状态ABC的过程中，外界对气体做的功为 【答案】AC 【详解】A．对于理想气体：AB过程，由查理定律有 解得，故A正确； B．BC过程，由盖—吕萨克定律有 解得，故B错误； C．气体从状态C→A过程中，温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知， ，则气体放热，故C正确； D．状态A→B气体体积不变，不对外做功，BC过程中气体体积膨胀对外做功，即从状态A到状态C气体对外做功，故D错误。 故选AC。 11．一定质量的理想气体由a状态开始，经历过程，其图像如图所示，ab的延长线过坐标原点O，bc与纵轴平行。已知a，c两状态下气体的温度相同，过程中气体向外界放出的热量为Q。则（　　） A．气体在过程做等温变化 B．过程中气体内能变化量的绝对值小于Q C．过程中气体从外界吸收的热量为 D．整个过程中，外界对气体做的功大于0 【答案】BC 【详解】A．若气体做等温变化，应满足 等温变化的图像应是一条双曲线，故A错误； B．过程中气体的体积减小，外界对气体做功，有 根据热力学第一定律，内能的变化量 根据理想气体状态方程，有 可知从气体的温度降低，内能减小，即 所以内能的减少量（即内能变化量的绝对值）小于放热量的大小Q，故B正确； C．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，由于 所以内能 设状态b时气体的内能为，由于过程是一条过原点的直线，根据数学关系有 外界对气体做的功为图像与体积轴围成的面积， 所以 即 根据图像可知，过程体积是不变的，外界与气体之间不做功，所以 过程中气体从外界吸收热量，大小为，故C正确； D．图像围成的图像表示整个过程气体对外界做功， 外界对气体做的功小于0，故D错误。 故选BC。 12．如图所示，一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的汽缸内，当汽缸稳定静止在水平地面上时，活塞与汽缸底部的距离为40cm，环境温度为t1=27℃，大气压强为p0=1×105Pa。现使汽缸在海水中缓慢下降，当活塞距海平面10m时活塞距汽缸底部为19cm，不计活塞的质量和厚度，活塞与汽缸壁接触光滑，已知海水的密度ρ=1×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2，T=t+273K，关于缸内气体，下列说法正确的是（　　） A．10m深处海水的温度为15℃ B．下降过程中，外界对气体做功，气体的内能增加 C．气体放出的热量大于外界对气体所做的功 D．单位时间单位面积撞击汽缸壁的分子个数一定增加 【答案】CD 【详解】A．对缸内一定质量理想气体，初始状态：，， 10m深处的末状态：， 根据理想气体状态方程 代入得： 即，故A错误； B．理想气体的内能仅与温度有关，本题中末态温度低于初态温度，因此气体内能减少，故B错误； C．根据热力学第一定律 ：体积减小，外界对气体做功，；内能减少，，因此（气体放热），且 ，即气体放出的热量大于外界对气体做的功，故C正确； D．温度降低，分子撞击汽缸壁的平均作用力减小，压强增大，单位时间单位面积撞击汽缸壁的分子个数一定增加，故D正确。 故选CD。 三、实验题 用如图所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。 13．本实验中，压强传感器______。 A．需要调零 B．不需要调零 14．能反映缓慢压缩气体过程中的图是______。 A． B． C． D． 15．甲乙两位同学通过实验在图像中分别得到两条双曲线，如图所示。两人实验均操作无误，产生该情况的原因可能是______。 A．甲同学推注射器比乙快 B．乙同学推注射器比甲快 C．甲同学注射器内的封闭气体质量比乙大 D．乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大 【答案】13．B 14．C 15．BD 【解析】13．在探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系实验中，压强传感器测量的是一定体积时对应的压强值，不需要调零。 14．根据玻意耳定律，有 可得 则图像的斜率为，即图像为C。 故选C。 15．p-V图像为双曲线，说明满足玻意耳定律 pV=C。两条不同的双曲线，代表常数 C不同。根据理想气体状态方程 pV=nRT，在操作无误的前提下，C 不同的可能原因。 AB．实验时温度不同，由图可知乙的温度高，乙同学推注射器比甲快，导致温度升高，故A错误，B正确； CD．气体的物质的量不同（n 不同，即封闭气体的质量不同），即乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大，故D正确，C错误。 故选BD。 16．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往浅盘里倒入一定深度的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④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； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列问题： (1)上述步骤中，正确的顺序是___________。（填写步骤前面的序号） (2)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。 ①一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为___________mL； ②油酸分子直径的大小d=___________m。（结果均保留一位有效数字） (3)某学生在“用油膜法估测分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，可能是由于___________。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格 D．在计算一滴溶液的体积时，少算了滴数 【答案】(1)④①②⑤③/①④②⑤③ (2) 4×10−6 6×10−10/7×10−10 (3)ACD 【详解】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：准备油酸酒精溶液④→准备带水的浅盘即痱子粉①→形成油膜②→描绘油膜轮廓⑤→计算分子直径③，故正确的顺序为④①②⑤③或①④②⑤③。 （2）[1]一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为 [2] 正方形的个数约为62个，故油膜的面积约为 油酸分子直径的大小 （3）A．油酸未完全散开，则S测量值偏小，则直径测量值偏大，故A正确； B．计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格，则S测量值偏大，则直径测量值偏小，故B错误； C．计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格，则S测量值偏小，则直径测量值偏大，故C正确； D．在计算一滴溶液的体积时，少算了滴数，则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积测量值偏大，则直径测量值偏大，故D正确。 故选ACD。 四、解答题 17．如图所示，竖直放置的导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为2S，下半部分的横截面面积为S，上半部分的汽缸内有一个质量为3m的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为2m的活塞B，两个活塞之间用一根长为2L的轻杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为T0，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为L，重力加速度为g，假设环境大气压强始终为，求： (1)初始时，缸内气体的压强； (2)若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功多少； 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设初始时缸内气体的压强为p，题意知大气压 则两活塞受力平衡有 解得 （2）若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有 解得 汽缸内气体等压膨胀对外做功为 18．如图所示，一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口，其顶端有一卡环，导热活塞M、绝热活塞N将两部分理想气体A、B封闭在汽缸内。初始时，A、B两部分气体的温度均为，活塞距卡环的距离为0.5L，两活塞的间距为，活塞距汽缸底的距离为3L；现用加热装置（体积忽略不计）缓慢加热气体B，使其温度升高。已知外界大气压为，环境温度为且保持不变，汽缸的横截面积为，两活塞的厚度、质量及活塞与汽缸之间的摩擦均忽略不计。求： (1)活塞M刚好到达卡环处时，气体B的温度； (2)当气体B温度达到时，卡环对活塞的作用力大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在活塞到达卡环前，活塞质量忽略不计，受力平衡，所以气体的压强始终为 活塞导热，环境温度保持为，因此气体始终满足等温变化，即 对气体由理想气体状态方程知，因其压强和温度都不变，所以体积不变。故两活塞间距始终为，即活塞、一起上升。初态时气体的高度为，当活塞恰好到达卡环时，活塞上升了，因此活塞也上升了，于是气体的高度变为 又由于活塞质量忽略不计，始终受力平衡，所以在这一阶段 即气体做等压膨胀。由盖吕萨克定律， 代入，得。 （2）从活塞刚好顶到卡环开始继续加热，活塞位置固定不动。设此时两活塞间距离为，则气体的体积为 由于气体始终与环境通过导热活塞保持热平衡，所以它做等温变化。以活塞刚碰到卡环时为初态，有 故 而活塞受力平衡，所以 此时气体的高度为 所以体积为 对气体，取活塞刚碰到卡环时为初态，彼时，， 末态时 由理想气体状态方程，有 代入，得 解得 因此末态气体的压强为 再对活塞受力分析：下方气体对它向上的压力为，上方大气对它向下的压力为，卡环对它向下的作用力为。由平衡条件 所以 因此。 19．如图所示，容积为的气缸竖直放置，导热良好，右上端有一阀门连接抽气孔。气缸内有一活塞，初始时阀门打开，活塞下方密封有一定质量的理想气体，温度为，体积为。现将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门，稳定后活塞未到达气缸顶部。已知大气压强为，气缸的横截面积为S，活塞的重力为，活塞体积不计，忽略活塞与气缸之间的摩擦。 (1)求活塞上方抽成真空后下方气体的体积。 (2)缓慢加热活塞下方气体至温度为，活塞到达气缸顶部，求此时气体的压强。 【答案】(1)； (2) 【详解】（1）分析活塞的受力情况，初状态有 末状态有 研究活塞下方气体，由玻意耳定律得 联立解得 （2）由理想气体状态方程得 解得此时气体的压强 4 / 35 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题13 热学 01 热力学第一定律与气体实验定律的综合 1． 【答案】D 【详解】A．过程温度不变，压强减小，由理想气体状态方程，可得体积增大，故A错误； B．过程压强不变，温度升高，理想气体内能仅由温度决定，因此气体内能增大，故B错误； C．图中，某点与原点连线的斜率 斜率越大体积越小。过程斜率逐渐增大，体积逐渐减小，是外界对气体做功，故C错误； D．过程温度降低，内能减小，则 体积减小，外界对气体做功，则 根据热力学第一定律，得 即气体对外界放热，故D正确。 故选D。 2． 【答案】D 【详解】A．由题图可知，气体从A到B经历等容变化过程，从B到C经历等压变化过程，由盖-吕萨克定律得 解得，故A错误； B．气体从A到B经历等容变化过程，由查理定律得 解得，故B错误； C．气体从A到B及从C到D过程外界对气体不做功，从B到C过程，气体对外界做的功 解得，故C错误； D．由于，气体内能不变，故 气体经历过程，根据热力学第一定律有 解得，故D正确。 故选D。 3． 【答案】D 【详解】A．从过程中，气体体积增加，则外界对它做负功，A错误；     B．从过程中，气体发生等温变化，则根据 可得在状态的热力学温度为，B错误； C．从过程中，气体体积不变，则W=0，温度升高，则内能增加，即∆U>0，根据热力学第一定律∆U=W+Q可知，Q>0，即气体从外界吸收热量，C错误； D．根据 可得在两状态的压强之比为，D正确。 故选D。 02 理想气体状态方程 4． 【答案】C 【详解】ACD．因为下压过程气体体积减小，则外界对气体做功，与外界无热量交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，温度升高，气体分子的平均动能增大，故AD错误，C正确； B．由于气体体积减小，温度升高，根据理想气体状态方程可知，气体压强增大，由于温度改变，所以气体压强与体积不成反比，故B错误。 故选C。 5． 【答案】A 【详解】对a状态、b状态、c状态，由理想气体状态方程有 整理可得 一定质量的理想气体内能只和温度有关，温度越高内能越大，因此。 故选A。 6． 【答案】D 【详解】A．温度是分子平均动能的标志。由图可知，状态和状态的温度均为，即，所以气体在、两个状态的分子平均动能相等，故A错误； B．从到的过程中，气体的体积逐渐减小，而气体的质量一定，分子总数不变，根据分子数密度 可知，气体分子数密度逐渐增大，故B错误； C．从到的过程中，气体温度不变，对于理想气体，其内能不变，即；体积增大，气体对外做功，即（外界对气体做功为负）。根据热力学第一定律 可得，即气体从外界吸收热量，故C错误； D．由图可知，过程图线过原点，即与成正比，根据理想气体状态方程 可知，该过程为等压变化，压强 过程中外界对气体做功的绝对值 根据题意，过程中气体做功的绝对值 由于体积增大，气体对外做功，即外界对气体做功 过程体积不变，不做功， 整个循环过程中，外界对气体做的总功 即气体对外界做功。 由于经历一个循环回到初始状态，气体内能变化量 根据热力学第一定律 可得 即气体吸收的热量全部用来对外界做功，故D正确。 故选D。 03 充气问题、抽气等变质量问题 7． 【答案】B 【详解】A．设充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为，充气过程中气体温度不变，以充入的气体和容器内原有气体整体为研究对象，由玻意耳定律有 解得，故A错误； B．设气体在状态时的热力学温度为，在状态时的热力学温度为，容器内气体从状态变化到状态，由理想气体的状态方程可得 解得，故B正确； C．由图像与横坐标轴所围面积表示气体做功可知，从到的过程气体对外做功更多，和都是从状态变化而来，应该相同，可得 可知从到的过程内能降低的更少。由热力学第一定律 可知，从到的过程绝热，内能减少量等于气体对外做功量；从到的过程气体对外做功更多，内能降低反而更少，则气体必然吸热，故C错误； D．由极限法可知，如果把瓶子装满水火箭则不会上升，故D错误。 故选B。 8． 【答案】C 【详解】初始状态温度，压强，密度为。若气体体积不变，当温度升高至时，依据查理定律可得 解得 表明排气阀已被打开，因此窑内气体的最终压强为 假设气体排出过程为等温膨胀，设瓷胚体积为，则 解得 设初始时瓷胚内气体的质量为，则， 解得 故选C。 9．【答案】B 【详解】气体为理想气体且温度不变，所以变化过程为等温变化，根据玻意耳定律，第一次抽气有 第二次抽气有 以此类推，抽10次后 解得 要拉开，需要施加的拉力，且 解得 n取整数，则两边至少各需要14个学生才能拉开。 故选B。 04 关联气体问题 10． 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）研究近A 端气体，初态下压强 长度​ 研究近B 端气体，初态下压强 长度​ 试管总长度​ 倒转后状态，设近 A 端气体长度为，近B 端气体长度为，则 设近B 端气体压强为，近A 端气体压强为，则 对近A 端气体，根据玻意耳定律有 对近B 端气体，根据玻意耳定律有 解得， （2）如果B端先与大气连通，倒转后，假设水银不外流，近A端空气柱长度仍记为，根据玻意耳定律有 解得 此时近A端部分空气柱长度加上水银柱长度超过了玻璃管总长，说明此过程中有水银溢出。设余下部分水银柱长度为，根据玻意耳定律有 由长度关系可得 解得 试管再回转，根据玻意耳定律有 解得 11．【答案】左侧，右侧 【详解】设初始状态M、N中气体的压强分别为、，对应水对活塞产生的压强为，根据平衡条件可得， 解得， 设放出的水后，设此时M、N容器内气体的压强分别为、，体积分别为、，水对活塞A的压强为，根据平衡条件可得， 初始状态气体的体积 放出水后稳定时气体的体积， 整个过程为等温变化，根据玻意耳定律可得， 联立代入数据解得， 即初状态时左侧气体压强大小为，右侧气体压强大小为 12． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在给底部汽缸传递热量前，设底部汽缸内压强为，由理想气体性质可知，顶部汽缸内压强也为，故 由题意可知，当热量缓慢传递给底部汽缸，两汽缸温度同步升高，且顶部汽缸内的气体对重活塞做功，设热量传递结束后，两活塞间距为，则上述做功可表示为 利用能量均分定理，两个汽缸中的气体总内能的增量为 故由热力学第一定律可知 当热量传递结束后，由于重活塞可无摩擦滑动，故对顶部气体 联立可得 （2）设热量传递结束后，底部汽缸内气体压强为，则 因此，为维持轻活塞位置不变，作用在轻活塞的摩擦力为 可得 联立可得 联立解得 另解：（1）在给底部汽缸传递热量前，设底部汽缸内压强为，由理想气体性质可知，顶部汽缸内压强同为，系统吸热后，两活塞间距变为，由于上部分气体为等压过程，故由盖-吕萨克定律可得 上部气体对外做功 由题意可知，上下两部分气体总内能增量为 故由热力学第一定律得 又由题意可知 联立可得 （2）底部汽缸的下部分气体为等容过程，设吸收热量后，气体压强为，由查理定律可得 对轻活塞，由题意可知其所受静摩擦力为 联立可得 解得 一、单选题 1． 【答案】A 【详解】AB．小车运动后对活塞受力分析，设内部气体压强为，根据牛顿第二定律，有 内部气体压强为，故A正确，B错误； CD．设运动后活塞移动的距离为，根据玻意耳定律有 解得，故C错误，D错误。 故选A。 2． 【答案】D 【详解】对状态、，由图可知，， 由理想气体状态方程有 代入解得 所以 由图可知，从状态到状态是等容变化，根据查理定律 有 可知温度升高压强增大，由图可知 因此 综上可得压强关系为 故选D。 3． 【答案】B 【详解】罐内气体的压强等于外界大气压强，则油柱向外移动时，管内气体压强不变，体积变大，根据可知，罐内气体温度升高，罐中气体的内能增大，气体分子的平均动能增大。 故选B。 4． 【答案】B 【详解】平衡球被迅速挤压，则球的体积减小，外界对球内气体做功，不考虑球内气体与外界的热交换，由热力学第一定律可知球内气体内能增大，球内气体温度升高，由理想气体状态方程可知球内气体压强增大，故B正确，ACD错误。 故选B。 5． 【答案】A 【详解】设玻璃泡内压强和大气压强分别为、，水柱与液面高度差为，则有 化简得 玻璃管中水柱上升，则玻璃泡内气体的体积减小，玻璃泡内压强减小。 根据，可知温度降低。 故选A。 6． 【答案】C 【详解】A．初始平衡时，对水银柱受力分析得压强关系（为水银柱长度，为倾角） 水银向A端移动即整体向A（上端）移动，对应B气体体积增大。玻璃管匀速运动，加速度为0，水银受力平衡与原平衡一致，水银柱相对玻璃管不移动，故A错误； B．沿加速上升，加速度指向A端，由牛顿第二定律，新平衡满足 B气体压强增大，等温下B体积减小，水银柱向B端移动，故B错误； C．升高环境温度，假设两段气体体积不变，由查理定律 因为初始，所以，压强差大于平衡需要的重力分力，合力指向A端，推动水银柱向A端移动，故C正确； D．保持A端在上变为竖直放置，从小于1变为1，压强差增大，新平衡要求比原来更大，等温下B体积减小，水银柱向B端移动，故D错误。 故选C。 7． 【答案】B 【详解】A．第一次抽气过程中，活塞位于最上端时，手对活塞的拉力达到最大值，对活塞受力分析，设手对活塞的拉力为F，此时汽缸内气体的压强为，则 抽气过程为等温变化，在抽气前活塞位于最下端，此时容器内的气体压强为，气体体积为，抽气后体积为，则 解得 联立可得，故A错误； BC．设第2次抽气后容器中剩余气体的压强为，则 所以 根据玻意耳定律依次类推，抽气次后，，故B正确，C错误； D．由查理定律有 解得，故D错误。 故选B。 8． 【答案】B 【详解】A．甲瓶没有进气管，随着液体流出，瓶内空气体积变大，瓶内气压减小，随着液体的流出液体压强在减小，而瓶内输液管针头处的压强等于瓶内气压与液体柱压强之和，因此针头处压强也会减小，故A错误； BD．乙瓶通过进气管与外面大气相通，虚线处瓶上方气体的压强与液体的压强之和总等于大气压，随着液体的流出，液体压强减小，气体压强增大，但是瓶内输液管针头处压强不变，从而保证药液流速恒定，故B正确，D错误； C．丙输液瓶在底部通过细管与大气相通，气体压强不变，随着液体的不断流出，瓶内输液管针头处压强变小，故C错误。 故选B。 二、多选题 9． 【答案】ABD 【详解】A．等温线离坐标原点越远温度越高，故，A错误； B．过程中，体积不变，压强减小，由不变可知温度降低，气体的内能减小，B错误； C．若气体状态沿图中虚线由，因为等温线离坐标原点越远温度越高，则温度先升高后降低，故气体的平均分子动能先变大后变小，C正确； D．的过程中，温度升高，气体分子平均动能变大，单个气体分子对容器的平均冲击力变大，又因为压强不变，故气体分子在单位时间内与容器单位面积上碰撞的次数减小，D错误。 故选ABD。 10． 【答案】AC 【详解】A．对于理想气体：AB过程，由查理定律有 解得，故A正确； B．BC过程，由盖—吕萨克定律有 解得，故B错误； C．气体从状态C→A过程中，温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知， ，则气体放热，故C正确； D．状态A→B气体体积不变，不对外做功，BC过程中气体体积膨胀对外做功，即从状态A到状态C气体对外做功，故D错误。 故选AC。 11．【答案】BC 【详解】A．若气体做等温变化，应满足 等温变化的图像应是一条双曲线，故A错误； B．过程中气体的体积减小，外界对气体做功，有 根据热力学第一定律，内能的变化量 根据理想气体状态方程，有 可知从气体的温度降低，内能减小，即 所以内能的减少量（即内能变化量的绝对值）小于放热量的大小Q，故B正确； C．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，由于 所以内能 设状态b时气体的内能为，由于过程是一条过原点的直线，根据数学关系有 外界对气体做的功为图像与体积轴围成的面积， 所以 即 根据图像可知，过程体积是不变的，外界与气体之间不做功，所以 过程中气体从外界吸收热量，大小为，故C正确； D．图像围成的图像表示整个过程气体对外界做功， 外界对气体做的功小于0，故D错误。 故选BC。 12． 【答案】CD 【详解】A．对缸内一定质量理想气体，初始状态：，， 10m深处的末状态：， 根据理想气体状态方程 代入得： 即，故A错误； B．理想气体的内能仅与温度有关，本题中末态温度低于初态温度，因此气体内能减少，故B错误； C．根据热力学第一定律 ：体积减小，外界对气体做功，；内能减少，，因此（气体放热），且 ，即气体放出的热量大于外界对气体做的功，故C正确； D．温度降低，分子撞击汽缸壁的平均作用力减小，压强增大，单位时间单位面积撞击汽缸壁的分子个数一定增加，故D正确。 故选CD。 三、实验题 【答案】13．B 14．C 15．BD 【解析】13．在探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系实验中，压强传感器测量的是一定体积时对应的压强值，不需要调零。 14．根据玻意耳定律，有 可得 则图像的斜率为，即图像为C。 故选C。 15．p-V图像为双曲线，说明满足玻意耳定律 pV=C。两条不同的双曲线，代表常数 C不同。根据理想气体状态方程 pV=nRT，在操作无误的前提下，C 不同的可能原因。 AB．实验时温度不同，由图可知乙的温度高，乙同学推注射器比甲快，导致温度升高，故A错误，B正确； CD．气体的物质的量不同（n 不同，即封闭气体的质量不同），即乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大，故D正确，C错误。 故选BD。 16． 【答案】(1)④①②⑤③/①④②⑤③ (2) 4×10−6 6×10−10/7×10−10 (3)ACD 【详解】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：准备油酸酒精溶液④→准备带水的浅盘即痱子粉①→形成油膜②→描绘油膜轮廓⑤→计算分子直径③，故正确的顺序为④①②⑤③或①④②⑤③。 （2）[1]一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为 [2] 正方形的个数约为62个，故油膜的面积约为 油酸分子直径的大小 （3）A．油酸未完全散开，则S测量值偏小，则直径测量值偏大，故A正确； B．计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格，则S测量值偏大，则直径测量值偏小，故B错误； C．计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格，则S测量值偏小，则直径测量值偏大，故C正确； D．在计算一滴溶液的体积时，少算了滴数，则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积测量值偏大，则直径测量值偏大，故D正确。 故选ACD。 四、解答题 17． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设初始时缸内气体的压强为p，题意知大气压 则两活塞受力平衡有 解得 （2）若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有 解得 汽缸内气体等压膨胀对外做功为 18． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在活塞到达卡环前，活塞质量忽略不计，受力平衡，所以气体的压强始终为 活塞导热，环境温度保持为，因此气体始终满足等温变化，即 对气体由理想气体状态方程知，因其压强和温度都不变，所以体积不变。故两活塞间距始终为，即活塞、一起上升。初态时气体的高度为，当活塞恰好到达卡环时，活塞上升了，因此活塞也上升了，于是气体的高度变为 又由于活塞质量忽略不计，始终受力平衡，所以在这一阶段 即气体做等压膨胀。由盖吕萨克定律， 代入，得。 （2）从活塞刚好顶到卡环开始继续加热，活塞位置固定不动。设此时两活塞间距离为，则气体的体积为 由于气体始终与环境通过导热活塞保持热平衡，所以它做等温变化。以活塞刚碰到卡环时为初态，有 故 而活塞受力平衡，所以 此时气体的高度为 所以体积为 对气体，取活塞刚碰到卡环时为初态，彼时，， 末态时 由理想气体状态方程，有 代入，得 解得 因此末态气体的压强为 再对活塞受力分析：下方气体对它向上的压力为，上方大气对它向下的压力为，卡环对它向下的作用力为。由平衡条件 所以 因此。 19． 【答案】(1)； (2) 【详解】（1）分析活塞的受力情况，初状态有 末状态有 研究活塞下方气体，由玻意耳定律得 联立解得 （2）由理想气体状态方程得 解得此时气体的压强 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题13 热学 命题预测 一、核心考点与题型预测 热学部分通常考查1道选择题和1道计算题，总分值约10-15分，难度中等。 · 选择题（概念辨析）：分值约4-6分。核心考查分子动理论（估算、布朗运动、分子力与势能）、固体/液体性质（晶体、表面张力）、热力学定律（△U=Q+W）及气体微观解释。 · 计算题（定律应用）：分值约6-9分。几乎必考气体实验定律与理想气体状态方程，常见模型为“汽缸-活塞”和“液柱”模型，常结合受力分析或热力学第一定律综合考查，需特别关注变质量（充气、抽气）问题。 二、命题情境与创新趋势 为应对新高考对“解决实际问题能力”的要求，2026年命题将更注重真实场景： · 情境生活化与科技化：试题不再单纯考理论，而是以高压锅、蛟龙号深潜器、温室效应、AR/VR散热等科技与生活场景切入，考查提取信息和建模的能力。 · 关注热点与跨学科：与“双碳”目标相关的新能源（如氢能存储）、航天服温控等社会热点可能成为材料背景。 · 图像分析成主流：p-V图、p-T图等是高频考查形式，需能读出状态变化（等温、等容）并判断做功和内能变化。 高频考法 1.气体实验定律及理想气体的状态方程 2.气体状态变化的图像问题 3.热力学第一定律与气体实验定律的综合 4.气体四类变质量问题 5. 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 考向一：气体实验定律及理想气体的状态方程 1.平衡状态下气体压强的求法 力平衡法 选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强 等压面法 在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。液体内深h处总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强 液片法 选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，求得气体的压强 2.加速运动系统中封闭气体压强的求法 选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。 3.气体实验定律和理想气体状态方程 （1）理想气体状态方程与气体实验定律的关系 ＝ （2）两个重要的推论 ①查理定律的推论：Δp＝ΔT ②盖－吕萨克定律的推论：ΔV＝ΔT 4.利用气体实验定律解决问题的基本思路 5.分析气体状态变化的问题要紧抓三点 (1)弄清始、末状态过程中有哪几个物理过程。 (2)找出各变化过程是由什么物理量联系起来的。 (3)明确每个变化过程遵循什么实验定律。　　 考向二：气体状态变化的图像问题 1.一定质量的理想气体状态变化的四种图像的比较 等温变化 等容变化 等压变化 图像 p－V图像 p－图像 p－T图像 V－T图像 特点 pV＝CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 2.处理气体状态变化的图像问题的技巧 (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。 考向三：热力学第一定律与气体实验定律的综合 气体的做功情况、内能变化及吸放热关系可由热力学第一定律分析。 (1)由体积变化分析气体做功的情况：体积膨胀，气体对外做功；气体被压缩，外界对气体做功。 (2)由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；温度降低，气体内能减小。 (3)由热力学第一定律ΔU＝W＋Q判断气体是吸热还是放热。 (4)在p－V图像中，图像与横轴所围面积表示对外或外界对气体整个过程中所做的功。　　 考向三：气体四类变质量问题 充气问题 在充气(打气)时，将充进容器内的气体和容器内的原有气体作为研究对象时，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。 抽气问题 在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，解决该类变质量问题的方法与充气(打气)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“定质量”问题。 气体分装问题 将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质量问题，分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究，即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。 漏气问题 容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，如果选容器内剩余气体和漏掉的气体为研究对象，便可使“变质量”问题转化成“定质量”问题。 考向四：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1.实验方法：控制变量法 实验装置如图 2.为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位。同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度。为保证气体密闭，应在柱塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内外气体的压强差不宜过大。 3.在等温过程中，气体的压强与体积的关系在p-V图像中呈现为双曲线(其中的一支)，如图甲。处理实验数据时，要通过变换，即画p-图像，把双曲线(其中的一支)变为直线，说明p和V成反比，如图乙。这是科学研究中常用的数据处理的方法，因为一次函数反映的物理规律比较直观，容易得出相关的对实验研究有用的参数。 01 热力学第一定律与气体实验定律的综合 1．一定质量的理想气体从状态开始，沿图示路径先后到达状态、后回到状态。下列说法正确的是（　　） A．从到，气体体积减小 B．从到，气体内能不变 C．从到，气体对外界做功 D．从到，气体对外界放热 2．一定质量的某种理想气体，沿图像中箭头所示方向，从状态A开始先后变化到状态B、C、D，其中状态A和状态D温度相同，BA、CD的延长线经过坐标原点。已知气体在状态A时的体积为1.0L。则（　　） A．气体在状态C时的体积为6.0L B．气体在状态B时的压强为 C．气体在过程中对外界做的功 D．气体在过程中吸收的总热量 3．图为一定质量理想气体的图像，该气体经历了的变化过程，其中反向延长线过坐标原点，平行于轴，则该气体（　　） A．从过程中，外界对它做正功 B．在状态的热力学温度为 C．从过程中，向外界放出热量 D．在两状态的压强之比为 02 理想气体状态方程 4．近年我国部分省市受极端天气影响，造成人民群众生命危险和财产损失。洪涝灾害时，可利用圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救，如图（a）所示。将盆用力F向下迅速竖直压入水面，如图（b）所示。设盆内气体可以视为理想气体，盆内气体压缩过程中与外界无热量交换。关于此过程说法正确的是（　　） A．气体对外界做功 B．气体压强与体积成反比 C．封闭气体分子的平均动能增大 D．气体内能保持不变 5．一定质量的理想气体由状态经状态变为状态，其过程如图中直线段所示。已知气体在三个状态的内能分别为、、，则（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化过程，已知气体在状态A的压强为pA=1.5×105Pa，且过程中气体做功的绝对值是过程中气体做功绝对值的3倍。下列说法正确的是（　　） A．A、B、C三个状态中，气体在B状态的分子平均动能大于C状态 B．从C到A的过程中，气体分子数密度逐渐减小 C．过程中气体内能不变，因此既不吸热也不放热 D．整个循环过程中，气体吸收的热量全部用来对外界做功 03 充气问题、抽气等变质量问题 7．图甲为水火箭的原理图，其中A、C分别是塑料容器的充气口、喷水口，B是气压计。把水火箭的塑料容器竖直固定，在室温环境下，容器内装入一定质量的水，此时容器内的气体体积为，压强为，现缓慢充气后压强变为，打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内气体从状态M变化到状态N，其压强p与体积V的变化关系如图乙中实线所示，已知气体在状态N时的体积为，压强为。图乙中虚线MN'是容器内气体在绝热（既不吸热也不放热）条件下压强p与体积V的变化关系图线，不计容器的容积变化。下列说法正确的是（　　） A．设充气过程中气体温度不变，则充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为 B．气体在状态N与状态M时的热力学温度之比为 C．在图乙中沿实线从M到N的过程是放热过程 D．容器里的水越多火箭上升的高度越大 8．中国是瓷器的故乡，号称“瓷器之国”。如图是烧制瓷器的某窑炉结构示意图，上方有一单向排气阀，当窑内外气压差升高到（为大气压强）时，排气阀会开启，减压泄气，此后窑内气体压强保持不变。某次烧制过程中，初始时窑内温度为27℃，窑内气体压强为，密度为。已知烧制过程中窑内气体温度均匀且缓慢升高，不考虑瓷胚体积的变化，气体可视为理想气体。当温度逐渐升高至烧制温度1027℃时，窑内气体密度为（　　） A． B． C． D． 9．在一次科技活动上，胡老师表演了一个“马德堡半球实验”。他先取出两个完全相同的导热良好、在碗底都焊接了铁钩的不锈钢碗，将两个碗扣上后，用手动微型抽气机抽取碗内空气。已知碗口的直径为20，两个碗扣上后容积，抽气机每按压一次抽出体积为的气体。实验过程中碗不变形，也不漏气，空气视作理想气体且温度不变，大气压强。抽气10次后，用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉，试图把两个碗拉开，如图所示，设每人平均用力为200N，请你估算一下，要想拉开，两侧至少各需要的人数为（　　）（取） A．16 B．14 C．12 D．10 04 关联气体问题 10．截面均匀，下端A封口的细长试管AB竖直放置，管的下方封有一段长为的空气，管的中间部分有一段长为的水银柱，开始时，管的上端B与大气连通，长度也为。大气压强恰好为，其中ρ为水银密度，g为重力加速度。 (1)如果先将B端封住，再将试管缓慢倒转，试问：管中近A端空气柱长度与近B端空气柱长度各为多少倍； (2)如果B端先与大气连通，先将试管缓慢倒转，然后再缓慢地回转，试问：最后管中近A端空气柱长度为多少倍。 11．、是两个完全相同的圆柱体密闭容器，横截面积，、两活塞厚度一样，质量不同，分别为，，活塞下方为水，密度，上方为封闭气体，初始状态两气体体积均为，两容器底部用细管相连，细管容积忽略不计，气体温度始终保持不变，现通过右侧容器底部的阀门抽出体积为的水后，发现左侧液面比右侧液面高。求初状态两侧气体压强。 12．某工业余热回收的氦气储能装置如图所示，装置的绝热圆筒内装有两个活塞，顶部重活塞外覆绝热层（热损失可忽略），底部轻活塞（质量可忽略不计）导热性能优异。初始时装置与车间环境处于热平衡，上下两腔各封闭氦气（可视为理想气体），两活塞间距及轻活塞到缸底间距均为，现通过缸底余热换热装置缓慢向气体传递热量 （和均为已知量）。设重活塞可以无摩擦地滑动，在整个过程中轻活塞位置保持不变，忽略气体泄漏。（重力加速度为，汽缸横截面积为，阿伏加德罗常数的值为） (1)对处在温度为的平衡状态的理想气体，其内能只由气体分子的动能构成。依据能量均分定理，每个气体分子的动能对内能的贡献为，为气体普适常数，利用该常数可将理想气体的三个实验定律统一为（为物质的量），即克拉伯龙方程。若上述装置吸收热量前后的温度分别为和，试利用上述规律写出热量与初末态温度间的关系。 (2)求系统再次稳定后轻活塞所受的摩擦力大小。 一、单选题 1．如图，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、横截面积为S的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右加速运动，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了一定的距离。已知大气压强为，不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为，整个过程中气体温度保持不变，气体可视为理想气体，则此时（　　） A．汽缸内气体的压强为 B．汽缸内气体的压强为 C．活塞移动的距离为 D．活塞移动的距离为 2．将压瘪的乒乓球（未漏气）浸泡在热水中，一段时间后乒乓球便恢复原状，乒乓球内部气体（视为理想气体）经历了由的变化过程，气体体积与热力学温度的关系图像如下图所示，设、、三种状态下的压强分别为、、，则（　　） A． B． C． D． 3．某同学制作了一个简易气温计，如图所示，制作过程：“将一根透明吸管插入一个空的铝制的导热性良好的饮料罐中，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱。”用手握住饮料罐一段时间后，发现油柱向外移动（未到达管口）。若不计大气压强的变化和油柱与吸管间的摩擦力，气体可视为理想气体，则该段时间内罐内气体（　　） A．压强增大，分子热运动的平均动能增大 B．压强不变，分子热运动的平均动能增大 C．压强增大，分子热运动的平均动能减小 D．压强不变，分子热运动的平均动能减小 4．近些年，健康理念日益深入人心，运动成为人们的生活常态，平衡球常被用于力量与稳定性训练。如图所示，某平衡球内部密封着一定质量的理想气体，在某次运动中该平衡球被迅速挤压（不考虑球内气体与外界的热交换），则该过程中（　　） A．球内气体压强减小 B．球内气体温度升高 C．球内气体内能减少 D．外界对球内气体做负功 5．如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的空气（可看作理想气体）。若玻璃管中水柱上升，则玻璃泡内气体的变化可能是（　　） A．温度降低，压强减小 B．温度升高，压强不变 C．温度升高，压强增大 D．温度不变，压强增大 6．如图，两端封闭的玻璃管与水平面成角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分。则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向A端移动的是（　　） A．使玻璃管水平向右匀速运动 B．使玻璃管沿方向加速上升 C．升高环境温度 D．保持A端在上将玻璃管变为竖直放置 7．某新型抽气泵的工作原理简化图如图所示，固定容器容积为，初始内部气体压强为，温度为，上方汽缸有效容积为，活塞面积为S，活塞与汽缸壁的滑动摩擦力为，活塞的质量为，重力加速度大小为。抽气过程分两步：向上缓慢拉动活塞，阀门M打开，N关闭，容器内气体与汽缸内气体达到热平衡后，关闭M打开N，将汽缸内气体排出。重复上述操作，完成多次抽气，已知每次抽气缓慢进行，且气体温度不变，外界大气压恒为，则下列说法正确的是（　　） A．第一次抽气过程中，手对活塞拉力的最大值 B．抽气第次后容器中剩余气体的压强 C．抽气第次后容器中剩余气体的压强 D．若抽气过程中某次刚要拉动活塞时气体温度突然从升高至且体积不变，此时容器内气体的压强为 8．如图所示为医院进行静脉输液的三种输液瓶及其输液管、进气管装置设计图，其中进气管保证瓶内与瓶外气体相通，随着输液的持续进行，下列说法中正确的是（    ） A．甲输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强减小 B．乙输液瓶内气压增大，瓶内输液管针头处压强不变 C．丙输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强不变 D．若需保持给病人的输液流速恒定，则应该选用丙输液瓶 二、多选题 9．如图是一定质量的理想气体的图，气体状态从完成一次循环，（图中实线）和为等温过程，温度分别为和。下列判断不正确的是（　　） A． B．过程中，气体的内能不变 C．若气体状态沿图中虚线由，则气体的平均分子动能先变大后变小 D．过程中，气体分子在单位时间内与容器单位面积上碰撞的次数增加 10．如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，活塞密封性良好且可无摩擦上下滑动。气体从状态A状态B状态C状态A完成一次循环，其状态变化过程的p-V图像如图乙所示。已知该气体在状态A时的温度为600K，下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B时的温度为200K B．气体在状态C时的温度为300K C．气体从状态CA过程中，气体向外界放热 D．气体从状态ABC的过程中，外界对气体做的功为 11．一定质量的理想气体由a状态开始，经历过程，其图像如图所示，ab的延长线过坐标原点O，bc与纵轴平行。已知a，c两状态下气体的温度相同，过程中气体向外界放出的热量为Q。则（　　） A．气体在过程做等温变化 B．过程中气体内能变化量的绝对值小于Q C．过程中气体从外界吸收的热量为 D．整个过程中，外界对气体做的功大于0 12．如图所示，一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的汽缸内，当汽缸稳定静止在水平地面上时，活塞与汽缸底部的距离为40cm，环境温度为t1=27℃，大气压强为p0=1×105Pa。现使汽缸在海水中缓慢下降，当活塞距海平面10m时活塞距汽缸底部为19cm，不计活塞的质量和厚度，活塞与汽缸壁接触光滑，已知海水的密度ρ=1×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2，T=t+273K，关于缸内气体，下列说法正确的是（　　） A．10m深处海水的温度为15℃ B．下降过程中，外界对气体做功，气体的内能增加 C．气体放出的热量大于外界对气体所做的功 D．单位时间单位面积撞击汽缸壁的分子个数一定增加 三、实验题 用如图所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。 13．本实验中，压强传感器______。 A．需要调零 B．不需要调零 14．能反映缓慢压缩气体过程中的图是______。 A． B． C． D． 15．甲乙两位同学通过实验在图像中分别得到两条双曲线，如图所示。两人实验均操作无误，产生该情况的原因可能是______。 A．甲同学推注射器比乙快 B．乙同学推注射器比甲快 C．甲同学注射器内的封闭气体质量比乙大 D．乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大 16．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往浅盘里倒入一定深度的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④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； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列问题： (1)上述步骤中，正确的顺序是___________。（填写步骤前面的序号） (2)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。 ①一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为___________mL； ②油酸分子直径的大小d=___________m。（结果均保留一位有效数字） (3)某学生在“用油膜法估测分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，可能是由于___________。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格 D．在计算一滴溶液的体积时，少算了滴数 四、解答题 17．如图所示，竖直放置的导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为2S，下半部分的横截面面积为S，上半部分的汽缸内有一个质量为3m的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为2m的活塞B，两个活塞之间用一根长为2L的轻杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为T0，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为L，重力加速度为g，假设环境大气压强始终为，求： (1)初始时，缸内气体的压强； (2)若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功多少； 18．如图所示，一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口，其顶端有一卡环，导热活塞M、绝热活塞N将两部分理想气体A、B封闭在汽缸内。初始时，A、B两部分气体的温度均为，活塞距卡环的距离为0.5L，两活塞的间距为，活塞距汽缸底的距离为3L；现用加热装置（体积忽略不计）缓慢加热气体B，使其温度升高。已知外界大气压为，环境温度为且保持不变，汽缸的横截面积为，两活塞的厚度、质量及活塞与汽缸之间的摩擦均忽略不计。求： (1)活塞M刚好到达卡环处时，气体B的温度； (2)当气体B温度达到时，卡环对活塞的作用力大小。 19．如图所示，容积为的气缸竖直放置，导热良好，右上端有一阀门连接抽气孔。气缸内有一活塞，初始时阀门打开，活塞下方密封有一定质量的理想气体，温度为，体积为。现将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门，稳定后活塞未到达气缸顶部。已知大气压强为，气缸的横截面积为S，活塞的重力为，活塞体积不计，忽略活塞与气缸之间的摩擦。 (1)求活塞上方抽成真空后下方气体的体积。 (2)缓慢加热活塞下方气体至温度为，活塞到达气缸顶部，求此时气体的压强。 4 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $