专题03 温度和温标与气体的等温变化（6大考点）专项训练 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 聚焦温度温标与气体等温变化，通过基础题型到综合应用的递进设计，构建从概念到规律的逻辑链条，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |培优专练|6题型31题|选择、填空、计算结合，覆盖热平衡定律、温标转换、压强计算、玻意耳定律及图象分析|从热平衡概念出发，经状态参量分析，到玻意耳定律应用，形成"概念-规律-应用"完整链条| |压轴突破|14题|综合系统分析（如汽缸、连通器）、实验误差讨论，涉及多过程气体问题|以等温变化为核心，融合力学平衡条件，通过复杂情景考查科学推理与模型建构能力|

专题03 温度和温标与气体的等温变化 【全国通用】 目录 第一部分 培优专练 【题型1 热平衡定律】 1 【题型2 热力学温标、摄氏温标】 2 【题型3 状态参量】 3 【题型4 玻意耳定律的理解及初步应用】 5 【题型5 气体等温变化的图象】 9 【题型6 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系】 10 第二部分 压轴突破 【题型1 】 1．关于热现象，下列说法正确的是（    ） A．液体分子的无规则热运动被称为布朗运动 B．当两个物体达到热平衡时，它们的内能一定相等 C．两个分子只在分子力作用下从相距无限远逐渐靠近的过程中，分子的总动能先增加后减少 D．扩散现象说明分子之间存在斥力 2．关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是（　　） A．A、B两系统各自处于平衡态，则两者处于热平衡 B．只要系统的温度不变且处处相等，系统就处于平衡态 C．处于热平衡的两个系统内能一定相同 D．处于热平衡的两个系统分子平均动能一定相同 3．以下说法中正确的是（　　） A．达到热平衡的两个热力学系统，两个系统分子平均速率一定相同 B．布朗运动是固体小颗粒内部分子的运动 C．晶体熔化过程，吸收热量用来破坏空间点阵，增加分子势能，此时晶体内能保持不变 D．一定质量的理想气体，在压强不变时，气体分子单位时间碰撞单位面积上的次数随温度降低而增加 4．（多选）下列有关热平衡的说法，不正确的是（　　） A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态 B．热平衡定律只能研究三个系统的问题 C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态 D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别 5．（多选）关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（　　） A．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动 B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故 C．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做内能 D．两个分子间的距离为r0时，分子势能最小 【题型2 】 6．下列说法正确的是（   ） A．电流、电压和热力学温度都是国际单位制中的基本物理量 B．牛顿、库仑和摩尔都不是国际单位制中的基本单位 C．把一个物体当作“质点”进行研究，使用了微元法 D．探究导体电阻的影响因素的实验中，使用了控制变量法 7．关于热力学温度和摄氏温度，以下说法错误的是（  ） A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B．的温度可用热力学温度粗略地表示为273K C．温度升高了1就是升高了1K D．热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较 8．小明自定一种新温标，他将冰熔点与水沸点之间的温度等分为200格，且将冰熔点的温度定为（上述皆为标准大气压下），今小明测量一杯水的温度为时，则该温度用摄氏温标表示时应为（　　） A． B． C． D． 9．（多选）关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是（　　） A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B．温度升高了 就是升高了1 K C．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关 D． 的温度可用热力学温度粗略地表示为278 K 10．家用温度计经常标有摄氏温度和华氏温度，摄氏温度是把冰点的温度定为____，水沸点的温度定为100，两温度之间分为100等份，每一份为1:而华氏温度把冰点定为32华氏度，把水的沸点定为212华氏度，中间分为180等份，每一等份为1华氏度.某天柳州市中午温度比早上温度升高了1，那么相当于升高____华氏度，人的正常体温若取36.8，为______华氏度? 【题型3 状态参量】 11．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上静止，汽缸内封有一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0，则封闭气体的压强为（　　） A． B． C． D． 12．竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强，，，，下列说法正确的是（  ） A．空气柱b的压强为 B．空气柱b的压强为 C．空气柱a的压强为 D．空气柱a的压强为 13．如图所示，两端开口的U型玻璃管竖直放置，底部带有一个阀门K，右管横截面积是左管的两倍，当阀门K关闭时，左、右管中水面的高度分别为h和2h，现将阀门K打开，液面稳定时，左管水面上升的距离是（　　） A． B． C． D．h 14．（多选）某同学记录教室内温度如下表∶ 时刻 6∶00 9∶00 12∶00 15∶00 18∶00 温度 12℃ 15℃ 18℃ 23℃ 17℃ 教室内气压可认为不变，则当天15∶00与9∶00相比，下列说法正确的是（　　） A．由于温度升高，空气对教室墙壁单位面积的压力变大 B．由于温度升高，教室内空气密度减小 C．由于温度升高，空气分子的平均动能变大 D．教室内单位体积内的分子个数一定增加 15．如图所示，A、B、C三只相同的试管，用细绳拴住封闭端悬挂在天花板上，开口端插入水银槽中，试管内都封有气体，三管静止时，三根细绳的张力分别为FA、FB、FC，A管内水银面与管外相平，B管内水银面比管外低，C管内水银面比管外高，则三管中气体压强最小的是_____管，FA、FB、FC的大小关系是____________。 16．如图所示，竖直放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱a长为10cm，水银柱b两个液面间的高度差为5cm，大气压强相当于75cm高水银柱产生的压强，则空气柱A、B的压强分别相当于多高水银柱产生的压强？ 【题型4 】 17．用热力学方法可测量当地的重力加速度。如图，粗细均匀且导热性良好的玻璃细管开口向上竖直放置，管内用高度为h的水银柱封闭了长度为的空气柱（视为理想气体）。若在细管中沿管壁再注入一定体积的水银，使水银柱的高度变为2h，则空气柱的长度为。已知水银的密度为，大气压强为，环境温度不变，则当地的重力加速度大小为（　　） A． B． C． D． 18．如图所示，一导热良好的汽缸有三个阀门 A、B、C，一可自由移动的轻质活塞（横截面积为S）密封一段气体 Ⅲ，压强为。活塞上面有一段液体 Ⅱ，液体上方密封一段气体Ⅰ，压强为，环境温度视为不变，初始时三部分的高度均为。情况①：打开阀门A，通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入一定量的液体和气体，稳定后气体Ⅲ压强变为。情况②：关闭阀门A，通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入和①中质量相等的液体和气体。情况①稳定后活塞仍处于原位，大气压强为，则情况②稳定后气体Ⅰ的压强为（　　） A． B． C． D． 19．（多选）哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞（如图甲）。某次实验中，先打开底部的橡皮塞，对气球缓慢吹气，当气球被吹到一定大小后立刻塞上橡皮塞（如图乙），则下列说法正确的是（　　） A．若停止吹气，气球将略微收缩 B．若停止吹气，气球将快速缩回图甲状态 C．若继续吹气，气球容易被进一步吹大 D．若继续吹气，气球很难被进一步吹大 20．（多选）如图所示，一细玻璃管管内水银柱封闭了一段气体，管内、外水银面的高度差为60cm，已知大气压强为76cmHg，下列说法正确的是（　　） A．封闭气体的压强为16cmHg B．封闭气体的压强为60cmHg C．若要使得管内水银高度上升，可以将管略微上提 D．若要使得管内水银高度上升，可以将管略微下移 21．打篮球是青少年比较喜爱的体育运动，某次比赛前发现篮球气压不足，于是立即给篮球打气，若每次都能将体积为0.2L、压强为1.0atm的气体打进篮球内部，共打了9次气，打完气后测得篮球内部气体的压强为1.6atm，篮球的容积为6L。已知外界大气压为1.0atm且不变，设整个打气过程中气体温度均不变，空气可视为理想气体。求： (1)若不考虑篮球内部容积的变化，则篮球内部原有气体的压强是多少？ (2)若打气前篮球内部容积为5L，则篮球内部原有气体的压强是多少？ 22．生活中经常用到一种吸盘挂钩，使用时按住锁扣把吸盘紧压在墙上，吸盘内封闭的理想气体的体积为，压强为（如甲图）。然后再把锁扣扳下，吸盘向外拉出，使吸盘内封闭气体的体积变为，（如乙图），该过程中可认为封闭气体的质量和温度不变。已知吸盘与墙面的有效面积为，强力挂钩的总质量为，与墙面间的最大静摩擦力是压力的倍，外界大气压强为，重力加速度为，求： (1)安装完毕后，吸盘内气体的压强为多少 (2)该吸盘挂钩最多可悬挂多大质量的物体。 23．一定质量的理想气体用横截面为的活塞封闭在汽缸内，汽缸内壁光滑，活塞与汽缸的质量相等、如图甲所示、用外力作用在汽缸的底部、使汽缸静止于光滑的斜面上，活塞亦静止时封闭气体的压强为，体积为；如图乙所示，再把汽缸放置在光滑的水平面上，用水平向右的外力作用在活塞上，使整体向右做匀加速直线运动。已知两种情景下封闭气体的温度相等，重力加速度为，大气压强为，求： (1)活塞的质量； (2)对乙图，气体的压强及体积。 【题型5 】 24．热机对社会的发展起到了相当重要的作用，热机的工作过程是气体状态变化的过程。如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。下列对气体状态变化判断正确的是（　　） A．A→B过程为放热过程 B．B→C过程为放热过程 C．状态A压强比状态B的大 D．状态A内能比状态C的大 25．如图所示，A、B是一定质量的理想气体在两条等温线上的两个状态点，这两点与坐标原点O和对应坐标轴上的坐标所围成的三角形面积分别为，对应温度分别为和，则（    ） A．， B．， C．， D．， 26．（多选）某同学用如图甲所示装置做“探究气体等温变化的规律”的实验，下列说法中正确的是（　　） A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B．推拉柱塞时，为了稳定，手要握住注射器筒 C．该同学分别在及温度下实验并作出图乙所示图，则 D．若某次实验压缩气体时缓慢漏气，则作出的图线应为图丙中的② 27．某国产汽车采用空气悬挂系统提升舒适性，其空气弹簧内密封有一定质量的理想气体。在某次测试中，气体经历从状态A到状态B的等温压缩过程，该过程在p-V图中的变化规律如图所示，则状态A的压强pA=__________p0，在A到B过程中，空气弹簧内的气体__________（填“吸热”或“放热”）。 【题型6 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系】 28．（多选）某实验小组用如图所示装置探究气体等温变化的规律。用注射器密闭一定质量的气体并接入压强传感器，压强传感器通过数据采集器与计算机相连，由此计算机获得了气体压强数值。从注射器壁上的刻度可直接读出气体体积V。启动相应程序，缓慢改变注射器内气体体积，计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p。则下列说法正确的是（    ） A．必须测出封闭气体的质量 B．在注射器柱塞上涂润滑油主要目的是减小摩擦 C．应尽可能保持环境温度不变以确保气体温度不变 D．处理数据采用图像比采用图像更直观 29．图示装置可用于探究气体等温变化的规律。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．柱塞上应该涂油以更好地密封气体 B．应快速推拉柱塞以避免气体与外界进行热交换 C．用手握住注射器推拉柱塞以使装置更加稳定 D．作出的图像可直观反映与的关系 30．在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，第1小组同学先后两次使用如图甲所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图乙所示两组p-V图线。 (1)下列实验操作中正确的是________。 A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油 B．推拉活塞时，用手握住注射器气体部分 C．实验时快速移动活塞 (2)如图乙所示，由图可知一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。进一步分析可知两次实验的温度大小关系为①________②（选填“<”“=”或“>”）。 31．如图所示，用气体压强传感器探究气体做等温变化的规律，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体的压强； ③重复上述步骤②，多次测量并记录压强和体积数据； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析并得出结论。 (1)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是__________（填字母）。 A．要尽可能保持环境温度不变 B．实验过程中应缓慢地推动活塞 C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 D．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 (2)分别在环境温度为、（）时完成上述探究活动。下列各图能正确地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是__________（填字母）。 A． B． C． D． (3)实验过程中因压缩气体过程中注射器漏气，测得多组压强p和体积V的数据后，在坐标平面上描点作图，则作出的图线应为图中__________（填“①”或“②”）。 (4)若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积不可忽略，从理论上讲图像可能接近下列哪个图__________（填字母）。 A． B． C． D． 1．甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体，放置于水平桌面上，如图7所示．甲、乙两容器的底面积分别为S1和S2，且2S1=3S2．甲容器中液体的密度为ρ1，液体对容器底产生的压强为p1．乙容器中液体的密度为ρ2，液体对容器底产生的压强为p2，且p2=2p1．将A球浸在甲容器的液体中，B球浸在乙容器的液体中，两容器中均无液体溢出．液体静止后，甲、乙两容器底受到液体的压力相等，A、B两球所受浮力分别为F1和F2．则下列判断正确的是（    ） A．F1＞F2，ρ1＜ρ2 B．F1 = F2，ρ1＜ρ2 C．F1＜F2，ρ1＞ρ2 D．F1＜F2，ρ1＜ρ2 2．如图所示，上端封闭的连通器A、B、C三管中水银面相平，管内水银上方的空气柱长，若从下方阀门k流出量水银（保持三管中均留有水银）后，三管水银面的高度关系是（　　） A．A管中水银面最高 B．B管中水银面最高 C．C管中水银面最高 D．三管中水银面一样高 3．如图所示，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱N，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱M，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=76cmHg。如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动，且在转动过程中没有发生漏气，气体状态变化可视为等温变化，则当玻璃管缓慢地转动180°时，（　　） A．空气柱的压强等于86cmHg B．空气柱的长度等于12cm C．水银柱N上方的真空柱长度等于5.4cm D．水银柱M溢出的水银长度等于10cm 4．在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱，A、B、C、D 四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门 K 打开， 释放掉少量水后立刻关闭阀门，A、B、D 液面相对各自原来的位置下降的长度、和之间的大小关系为（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，桶装水的容积为，为取水方便，在上面安装一个取水器。某次取水前桶内气体压强为，剩余水的体积为，水面距出水口的高度为。取水器每按压一次，向桶内打入压强为、体积为的空气。已知水桶的横截面积为，水的密度为，大气压强为，重力加速度为，取水过程中气体温度保持不变，则（　　）    A．取水器至少按压1次，水才能从出水口流出 B．取水器至少按压3次，水才能从出水口流出 C．若要压出水，至少需按压16次 D．若要压出水，至少需按压17次 6．桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱形水桶直径为24cm，高为35cm；柱压水蒸气囊直径为6cm，高为8cm，水桶颈部的长度为10cm。当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细出水管流出。已知水桶所在处大气压强相当于10m水压产生的压强，当桶内的水还剩5cm高时，桶内气体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的体积。至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从出水管流出？〔不考虑温度的变化）（　　） A．2次 B．3次 C．4次 D．5次 7．（多选）如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在固定的导热气缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，气体由状态①变化到状态②。如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度。气体从状态①变化到状态②，此过程可用选项图中哪几个图像表示（ ） A． B．C． D． 8．（多选）设计一个测定水深的深度计，导热性能良好的圆柱形汽缸I、II内径分别为r和2r，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸I左端开口。外界大气压强为p0，最初汽缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体，汽缸II内通过B封有压强为3p0的气体，一细管连通两汽缸，开始时A、B均位于汽缸最左端，该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度，已知p0相当于10m高的水产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体，下列说法正确的是（　　）    A．当活塞A向右移动时，水的深度h=5m B．此深度计能测的最大深度h=22.5m C．若要测量的最大水深h=25m，汽缸I内通过A所封气体的压强应改为p=2p0 D．若要测量的最大水深h=50m，汽缸II内通过B所封气体的压强应改为p=5.75p0 9．（多选）有一段12cm长水银柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体。若将玻璃管管口向上放置在一个倾角为30°的斜面上（如图所示），先用外力使玻璃管静止在斜面上，后由静止释放，玻璃管沿斜面下滑。已知玻璃管与斜面间的动摩擦因数为，大气压强p0相当于76cm汞柱，气体温度不变。则下列说法正确的是（　　） A．释放后气体体积变大 B．释放后气体体积变小 C．下滑稳定时密闭气体的压强为80cm汞柱 D．下滑稳定时密闭气体的压强为79cm汞柱 10．（多选）如图所示，一竖直放置的汽缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，单向阀门只能向下开启；气室1内气体压强为2p0，气室2内气体压强为p0，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与汽缸间无摩擦，汽缸导热性能良好。现在活塞上方缓慢放质量为m的细砂，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．若，活塞下移 B．若，活塞下移 C．若，气室1内气体压强为3p0 D．若，气室1内气体压强为3p0 11．某同学用图示实验装置探究一定质量的气体等温变化的规律。将注射器水平固定，由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时，传感器对活塞的压力F，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭注射器右侧的细管。在温度不变的条件下缓慢移动活塞压缩气体并记录多组压力F和体积V的值，假设活塞受到的摩擦可忽略不计。 (1)甲同学想通过作出的图像探究等温变化的规律，则还需要测量的物理量有：（    ） A．气体的温度 B．注射器的内径 C．大气压强 D．被封闭气体的质量 (2)乙同学根据实验数据作出的图像如图，已知图像的斜率为k，图像与纵轴交点的纵坐标的绝对值为b，假设注射器内的气体的状态变化遵循玻意耳定律，若细管内气体体积可忽略，则气体刚被封闭时的体积为_________（用k和b表示）；若细管内气体体积不可忽略，则随着的增大，图像的斜率_________（选填：变大、变小、不变）。 12．某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一块形状不规则的易受潮变质的药品的体积。 实验步骤： ①将药品装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与传感器A连接； ②移动活塞，读取气体体积V，同时记录对应的传感器数据； ③重复步骤②，得到多组实验数据，建立适当的直角坐标系，如图乙所示。 (1)在实验操作中，下列说法正确的是______。 A．图甲中，传感器A为压强传感器 B．在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，应把注射器活塞移至注射器最左端位置 C．为确保读取数据时数据稳定，应当握紧注射器 D．若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，应放弃已获数据重新实验 (2)为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴为______（填“”或“p”）。 (3)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到图像如图乙所示（a、b已知），若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则药品的体积为______；若传感器和注射器连接处的软管容积为c（且保持不变），则药品的体积为______。 13．如图所示，固定的导热汽缸内有一质量为m的“T”形绝热活塞（体积可忽略），距汽缸底部处连接一“U”形管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为，活塞距离汽缸底部为，两边汞柱存在高度差．已知汞的密度为，大气压强为，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分长为，重力加速度为g．试问： （1）初始时，汞柱两液面的高度差为多大？ （2）在活塞上缓慢加重物，汞柱两液面的高度差最大为多少？ 14．如图所示，容积为2V、导热良好的汽缸被密封性良好的活塞分成甲、乙两部分，甲可通过阀门与外界相通，稳定时，活塞位于正中央。关闭阀门，在竖直面内将汽缸缓慢转过，稳定时甲、乙两部分气体体积之比为。已知活塞横截面积为，重力加速度为，外界大气压强为。 (1)求活塞的质量； (2)若关闭阀门，在竖直面内将初始状态的汽缸缓慢转过，之后向甲内缓慢充入外界大气，求活塞回到正中央时充入的气体在外界时的体积。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 温度和温标与气体的等温变化 【全国通用】 目录 第一部分 培优专练 【题型1 热平衡定律】 1 【题型2 热力学温标、摄氏温标】 4 【题型3 状态参量】 6 【题型4 玻意耳定律的理解及初步应用】 10 【题型5 气体等温变化的图象】 16 【题型6 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系】 18 第二部分 压轴突破 【题型1 】 1．关于热现象，下列说法正确的是（    ） A．液体分子的无规则热运动被称为布朗运动 B．当两个物体达到热平衡时，它们的内能一定相等 C．两个分子只在分子力作用下从相距无限远逐渐靠近的过程中，分子的总动能先增加后减少 D．扩散现象说明分子之间存在斥力 【答案】C 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，故A错误； B．当两个物体达到热平衡时，它们的温度相等，内能与温度、体积及物质的量有关，温度相等内能不一定相等，故B错误； C．分子间距离大于时分子力表现为引力，靠近过程中引力做正功，分子动能增加，分子间距离小于时分子力表现为斥力，靠近过程中斥力做负功，分子动能减少，故C正确； D．扩散现象说明分子在做永不停息的无规则运动且分子间有间隙，不能说明分子间存在斥力，故D错误。 故选C。 2．关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是（　　） A．A、B两系统各自处于平衡态，则两者处于热平衡 B．只要系统的温度不变且处处相等，系统就处于平衡态 C．处于热平衡的两个系统内能一定相同 D．处于热平衡的两个系统分子平均动能一定相同 【答案】D 【详解】AB．平衡态是针对某一系统而言的，描述系统状态的参量不只温度一个，还与体积压强有关，当温度不变时，系统不一定处于平衡态；热平衡是两个系统相互影响的最终结果，根据热平衡的定义可知，系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统的温度是相等的，故AB错误； CD．如果两个系统处于热平衡状态，则它们的温度一定相同，两个系统分子平均动能一定相同，但是内能不一定相同，故C错误，D正确。 故选D。 3．以下说法中正确的是（　　） A．达到热平衡的两个热力学系统，两个系统分子平均速率一定相同 B．布朗运动是固体小颗粒内部分子的运动 C．晶体熔化过程，吸收热量用来破坏空间点阵，增加分子势能，此时晶体内能保持不变 D．一定质量的理想气体，在压强不变时，气体分子单位时间碰撞单位面积上的次数随温度降低而增加 【答案】D 【详解】A．达到热平衡的两个系统，温度相同，分子平均动能相同，但分子平均速率不一定相同，故A错误； B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是由于小颗粒受到的液体分子撞击受力不平衡而引起的，所以布朗运动就是液体分子的无规则运动的反映，故B错误； C．晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，此时晶体内能增大，故C错误； D．一定质量的理想气体，在压强不变，温度降低时，气体分子的平均动能减小，根据压强微观意义可知，单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数增大，故D正确。 故选D。 4．（多选）下列有关热平衡的说法，不正确的是（　　） A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态 B．热平衡定律只能研究三个系统的问题 C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态 D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别 【答案】ABD 【详解】A．处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之变化，温度也会变化，故A错误，符合题意； B．热平衡定律对多个系统也适用，故B错误，符合题意； C．由热平衡的意义可知如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态，故C正确，不符合题意； D．温度相同是热平衡的标志，故D错误，符合题意。故选ABD。 5．（多选）关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（　　） A．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动 B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故 C．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做内能 D．两个分子间的距离为r0时，分子势能最小 【答案】AD 【详解】A．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动，A正确； B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体体积减小，分子的密集程度增大，气体的压强增大，B错误； C．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度，C错误。 D．两个分子间的距离为r0时，无论两个分子之间的距离增大还是减小，分子力都做负功，分子势能都增大，所以两个分子间的距离为r0时分子势能最小，D正确。 故选AD。 【题型2 】 6．下列说法正确的是（   ） A．电流、电压和热力学温度都是国际单位制中的基本物理量 B．牛顿、库仑和摩尔都不是国际单位制中的基本单位 C．把一个物体当作“质点”进行研究，使用了微元法 D．探究导体电阻的影响因素的实验中，使用了控制变量法 【答案】D 【详解】A．电流，热力学温度是基本物理量，而电压不属于基本物理量，A错误； B．牛顿、库仑不是基本单位，摩尔是基本单位，B错误； C．研究质点运用了理想模型法，故C错误； D．探究导体电阻的影响因素的实验中，影响因素有多种，故使用了控制变量法，故D正确。 故选D。 7．关于热力学温度和摄氏温度，以下说法错误的是（  ） A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B．的温度可用热力学温度粗略地表示为273K C．温度升高了1就是升高了1K D．热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较 【答案】D 【详解】A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中七个基本单位之一，故A正确，不符合题意； B．热力学温标与摄氏温标两者大小关系为 T=t+273.15K 因此的温度可用热力学温度粗略地表示为273K，故B正确，不符合题意； C．温度升高了1就是升高了1K，故C正确，不符合题意； D．热力学温度和摄氏温度的温标不同，但是两者大小关系为 T=t+273.15K 可以进行转换，所以两者表示的温度可以换算单位之后进行比较，故D错误，符合题意。 故选D。 8．小明自定一种新温标，他将冰熔点与水沸点之间的温度等分为200格，且将冰熔点的温度定为（上述皆为标准大气压下），今小明测量一杯水的温度为时，则该温度用摄氏温标表示时应为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】每格表示 比冰熔点高出的温度为 故选C。 9．（多选）关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是（　　） A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B．温度升高了 就是升高了1 K C．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关 D． 的温度可用热力学温度粗略地表示为278 K 【答案】ABD 【详解】A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中七个基本单位之一，A正确； B．由 得 则知温度升高了就是升高了1K，B正确； C．物体的温度的数值与所选温标有关，温标不同，温度的数值可能不同，C错误； D．由 得 D正确。 故选ABD。 10．家用温度计经常标有摄氏温度和华氏温度，摄氏温度是把冰点的温度定为____，水沸点的温度定为100，两温度之间分为100等份，每一份为1:而华氏温度把冰点定为32华氏度，把水的沸点定为212华氏度，中间分为180等份，每一等份为1华氏度.某天柳州市中午温度比早上温度升高了1，那么相当于升高____华氏度，人的正常体温若取36.8，为______华氏度? 【答案】 0 1.8 98.24 【详解】[1][2]摄氏温度是把冰点的温度定为0，因为华氏温标规定：1标准大气压下沸水的温度为212华氏度，冰水混合物的温度是32华氏度，中间分为180等分，每一等分代表1华氏度；所以摄氏温差100度等同华氏温差180度；即 华氏度=1.8华氏度 又知：华氏温度起点为32华氏度等于摄氏温度的0度； [3]所以，华氏温度与摄氏温度之间的关系为 若人的正常体温若取36，华氏度为 华氏度 【题型3 状态参量】 11．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上静止，汽缸内封有一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0，则封闭气体的压强为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】以缸套为研究对象，有 所以封闭气体的压强 故选C。 12．竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强，，，，下列说法正确的是（  ） A．空气柱b的压强为 B．空气柱b的压强为 C．空气柱a的压强为 D．空气柱a的压强为 【答案】D 【详解】AB．根据等液面法求压强得 故AB错误； CD．根据 得 故C错误，D正确。 故选D。 13．如图所示，两端开口的U型玻璃管竖直放置，底部带有一个阀门K，右管横截面积是左管的两倍，当阀门K关闭时，左、右管中水面的高度分别为h和2h，现将阀门K打开，液面稳定时，左管水面上升的距离是（　　） A． B． C． D．h 【答案】C 【详解】设左管横截面积为S，则右管横截面积为2S，竖管中水的总体积 当打开开关K时，左右容器构成一个连通器。由于连通器内水面静止时，水面相平，因此右边水面将下降，左面水面将升高，由于水的总体积不变，因为右管横截面积是左管的两倍，则液面相平时，右管中水的体积是左管中水的体积的2倍，即左管水的体积为 右管水的体积为 左管水的体积的增大量为 即左管水面上升的距离是。 故选C。 14．（多选）某同学记录教室内温度如下表∶ 时刻 6∶00 9∶00 12∶00 15∶00 18∶00 温度 12℃ 15℃ 18℃ 23℃ 17℃ 教室内气压可认为不变，则当天15∶00与9∶00相比，下列说法正确的是（　　） A．由于温度升高，空气对教室墙壁单位面积的压力变大 B．由于温度升高，教室内空气密度减小 C．由于温度升高，空气分子的平均动能变大 D．教室内单位体积内的分子个数一定增加 【答案】BC 【详解】A．气压不变，空气对教室墙壁单位面积的压力不变，故A错误； B．气压不变，温度升高，气体体积增大，因此教室内的空气质量将减少，教室体积不变，教室内空气密度减小，故B正确； C．由于温度升高，空气分子的平均动能变大，故C正确； D．教室内空气密度减小，单位体积内分子数减少，故D错误。 故选BC。 15．如图所示，A、B、C三只相同的试管，用细绳拴住封闭端悬挂在天花板上，开口端插入水银槽中，试管内都封有气体，三管静止时，三根细绳的张力分别为FA、FB、FC，A管内水银面与管外相平，B管内水银面比管外低，C管内水银面比管外高，则三管中气体压强最小的是_____管，FA、FB、FC的大小关系是____________。 【答案】 C 【详解】[1]根据同一液面处压强相等知：A中压强等于大气压，B中压强大于大气压，C中压强小于大气压，故气体压强最小的为C； [2]对玻璃管受力分析，受重力，拉力，管内、外气体对其向上的压力差，根据平衡条件，有 C中压强最小，拉力最大，B中压强最大，拉力最小，故。 16．如图所示，竖直放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱a长为10cm，水银柱b两个液面间的高度差为5cm，大气压强相当于75cm高水银柱产生的压强，则空气柱A、B的压强分别相当于多高水银柱产生的压强？ 【答案】65cm，60cm 【详解】设管的横截面积为S，选a的下端为参考液面，它受向下的压力为，受向上的大气压力为，由于系统处于静止状态，则 所以 即空气柱A的压强相当于65cm高水银柱产生的压强； 再选b的左下端为参考液面，液柱的上表面处的压强等于，则 所以 即空气柱B的压强相当于60cm高水银柱产生的压强。 【题型4 】 17．用热力学方法可测量当地的重力加速度。如图，粗细均匀且导热性良好的玻璃细管开口向上竖直放置，管内用高度为h的水银柱封闭了长度为的空气柱（视为理想气体）。若在细管中沿管壁再注入一定体积的水银，使水银柱的高度变为2h，则空气柱的长度为。已知水银的密度为，大气压强为，环境温度不变，则当地的重力加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】初始状态有水银柱高，封闭气体压强，体积 注入水银后：水银柱高，封闭气体压强，体积 由玻意耳定律可得 整理得 解得 故选A。 【点睛】 18．如图所示，一导热良好的汽缸有三个阀门 A、B、C，一可自由移动的轻质活塞（横截面积为S）密封一段气体 Ⅲ，压强为。活塞上面有一段液体 Ⅱ，液体上方密封一段气体Ⅰ，压强为，环境温度视为不变，初始时三部分的高度均为。情况①：打开阀门A，通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入一定量的液体和气体，稳定后气体Ⅲ压强变为。情况②：关闭阀门A，通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入和①中质量相等的液体和气体。情况①稳定后活塞仍处于原位，大气压强为，则情况②稳定后气体Ⅰ的压强为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题意可知，开始时液体 Ⅱ产生的压强为p0，在情况①中，液体 Ⅱ中注入液体后液体产生的压强为2p0，液柱长度变为2L，此时Ⅰ和Ⅲ两部分气体总长度为L；设在情况②中稳定后气体Ⅲ的压强为p3，体积为xS，则p3=2p0+p1 对气体Ⅰ由玻意耳定律p0LS=p1(L-x)S 对气体Ⅲ因两次注入的气体相同，满足玻意耳定律，则3p0LS=p3xS 联立解得 故选C。 19．（多选）哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞（如图甲）。某次实验中，先打开底部的橡皮塞，对气球缓慢吹气，当气球被吹到一定大小后立刻塞上橡皮塞（如图乙），则下列说法正确的是（　　） A．若停止吹气，气球将略微收缩 B．若停止吹气，气球将快速缩回图甲状态 C．若继续吹气，气球容易被进一步吹大 D．若继续吹气，气球很难被进一步吹大 【答案】AD 【详解】AB．当气球被吹到一定大小后立刻塞上橡皮塞，气球内的气体压强大于瓶内气体压强，若停止吹气，气球内压强会逐渐减小到与外界大气压相等，由玻意耳定律可知，气球体积将会减小，但气球不会快速缩回图甲状态，会略微收缩，故A正确，B错误。 CD．若继续吹气，气球内气体增多，压强增大。同时，瓶内气体体积减小，压强也会增大。随着瓶内气体压强的增大，会对气球的膨胀产生更大的阻碍作用，使得气球很难被进一步吹大，故C错误，D正确。 故选AD。 20．（多选）如图所示，一细玻璃管管内水银柱封闭了一段气体，管内、外水银面的高度差为60cm，已知大气压强为76cmHg，下列说法正确的是（　　） A．封闭气体的压强为16cmHg B．封闭气体的压强为60cmHg C．若要使得管内水银高度上升，可以将管略微上提 D．若要使得管内水银高度上升，可以将管略微下移 【答案】AC 【详解】AB．封闭气体的压强为 76cmHg -60cmHg =16cmHg 故A正确，B错误； CD．水银柱产生的压强加上封闭气体产生的压强等于外界大气压。如果将玻璃管向上提，则管内水银柱上方气体的体积增大，因为温度保持不变，所以压强减小，而此时外界的大气压不变，则管内水银高度上升，同理，如果将玻璃管向下移，管内水银高度下降，故C正确，D错误。 故选AC。 21．打篮球是青少年比较喜爱的体育运动，某次比赛前发现篮球气压不足，于是立即给篮球打气，若每次都能将体积为0.2L、压强为1.0atm的气体打进篮球内部，共打了9次气，打完气后测得篮球内部气体的压强为1.6atm，篮球的容积为6L。已知外界大气压为1.0atm且不变，设整个打气过程中气体温度均不变，空气可视为理想气体。求： (1)若不考虑篮球内部容积的变化，则篮球内部原有气体的压强是多少？ (2)若打气前篮球内部容积为5L，则篮球内部原有气体的压强是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设篮球内原有气体压强为，气体体积为，打入气体的压强为，打入气体的体积 气体经历了等温变化，则 解得 （2）设篮球内原有气体压强为，气体体积为，打入气体的压强为，打入气体的体积 气体经历了等温变化，则 解得 22．生活中经常用到一种吸盘挂钩，使用时按住锁扣把吸盘紧压在墙上，吸盘内封闭的理想气体的体积为，压强为（如甲图）。然后再把锁扣扳下，吸盘向外拉出，使吸盘内封闭气体的体积变为，（如乙图），该过程中可认为封闭气体的质量和温度不变。已知吸盘与墙面的有效面积为，强力挂钩的总质量为，与墙面间的最大静摩擦力是压力的倍，外界大气压强为，重力加速度为，求： (1)安装完毕后，吸盘内气体的压强为多少 (2)该吸盘挂钩最多可悬挂多大质量的物体。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）吸盘内气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 解得 （2）安装完毕后，挂钩对墙面的压力为 由物体的平衡条件可知 解得最大质量 23．一定质量的理想气体用横截面为的活塞封闭在汽缸内，汽缸内壁光滑，活塞与汽缸的质量相等、如图甲所示、用外力作用在汽缸的底部、使汽缸静止于光滑的斜面上，活塞亦静止时封闭气体的压强为，体积为；如图乙所示，再把汽缸放置在光滑的水平面上，用水平向右的外力作用在活塞上，使整体向右做匀加速直线运动。已知两种情景下封闭气体的温度相等，重力加速度为，大气压强为，求： (1)活塞的质量； (2)对乙图，气体的压强及体积。 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）对甲图的活塞受力分析，由三力平衡可得 解得 （2）对乙图的整体由牛顿第二定律可得 对汽缸由牛顿第二定律可得 结合 综合解得 对比甲、乙，由等温变化规律可得 解得 【题型5 】 24．热机对社会的发展起到了相当重要的作用，热机的工作过程是气体状态变化的过程。如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。下列对气体状态变化判断正确的是（　　） A．A→B过程为放热过程 B．B→C过程为放热过程 C．状态A压强比状态B的大 D．状态A内能比状态C的大 【答案】B 【详解】A．A→B过程是等容过程，从图中可知，气体的体积V不变，温度T升高。对于理想气体，温度升高，其内能增加，即ΔU > 0 因为体积不变，所以气体不对外做功，外界也不对气体做功，W = 0 根据热力学第一定律 ΔU = Q + W 可知 Q = ΔU > 0，说明气体在此过程中吸收热量。故A错误。   B．B→C过程是等温过程，从图中可知，气体的温度T不变，体积V减小。因为温度不变，所以理想气体的内能不变，即ΔU = 0 因为体积减小，所以外界对气体做正功，W > 0 根据热力学第一定律 ΔU = Q + W 可知 0 = Q + W 所以 Q = -W < 0 说明气体在此过程中放出热量。故B正确。 C．A→B过程是等容过程，体积V不变，温度T升高（） 根据查理定律 （常量） 压强P与热力学温度T成正比，所以状态A的压强比状态B的压强小（）。故C错误。 D．对于理想气体，内能只由温度决定。从图中可知，A点的温度低于B点的温度。 B→C过程是等温过程，所以C点的温度等于B点的温度。 因此 温度越高，内能越大，所以状态A的内能比状态C的内能小。故D错误。 故选B。 25．如图所示，A、B是一定质量的理想气体在两条等温线上的两个状态点，这两点与坐标原点O和对应坐标轴上的坐标所围成的三角形面积分别为，对应温度分别为和，则（    ） A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【详解】根据等温线特征可知，由于面积反映的就是公式中的常数的一半，而A状态的常数比B状态的常数小，所以。 故选C。 26．（多选）某同学用如图甲所示装置做“探究气体等温变化的规律”的实验，下列说法中正确的是（　　） A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B．推拉柱塞时，为了稳定，手要握住注射器筒 C．该同学分别在及温度下实验并作出图乙所示图，则 D．若某次实验压缩气体时缓慢漏气，则作出的图线应为图丙中的② 【答案】AD 【详解】A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，堵住微小缝隙，故A正确； B．为避免气体温度变化，手不能握住注射器筒，故B错误； C．如图乙，相同体积时，温度越大则气体压强越大，则，故C错误； D．由于缓慢漏气，压缩到体积越小时，气体压强增大会变缓，则图线应为图丙中的②，故D正确。 故选AD。 27．某国产汽车采用空气悬挂系统提升舒适性，其空气弹簧内密封有一定质量的理想气体。在某次测试中，气体经历从状态A到状态B的等温压缩过程，该过程在p-V图中的变化规律如图所示，则状态A的压强pA=__________p0，在A到B过程中，空气弹簧内的气体__________（填“吸热”或“放热”）。 【答案】 放热 【详解】[1]气体从状态A到状态B为等温变化，根据玻意耳定律可得 所以 [2]由于气体的温度不变，则内能不变，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量。 【题型6 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系】 28．（多选）某实验小组用如图所示装置探究气体等温变化的规律。用注射器密闭一定质量的气体并接入压强传感器，压强传感器通过数据采集器与计算机相连，由此计算机获得了气体压强数值。从注射器壁上的刻度可直接读出气体体积V。启动相应程序，缓慢改变注射器内气体体积，计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p。则下列说法正确的是（    ） A．必须测出封闭气体的质量 B．在注射器柱塞上涂润滑油主要目的是减小摩擦 C．应尽可能保持环境温度不变以确保气体温度不变 D．处理数据采用图像比采用图像更直观 【答案】CD 【详解】A．本实验探究的是一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系， 只要保证封闭气体质量不变即可，不需要测出封闭气体的质量，故A错误； B．在注射器柱塞上涂润滑油主要目的是增强气密性，防止漏气，保证封闭气体的质量不变，并非减小摩擦，故B错误； C．本实验要探究气体等温变化的规律，所以要尽可能保持环境温度不变，确保气体温度不变，故C正确； D．根据玻意耳定律有 整理得 可知图像是一条过原点的倾斜的直线，而图像是曲线，故处理数据采用图像比采用图像更直观，故D正确。 故选CD。 29．图示装置可用于探究气体等温变化的规律。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．柱塞上应该涂油以更好地密封气体 B．应快速推拉柱塞以避免气体与外界进行热交换 C．用手握住注射器推拉柱塞以使装置更加稳定 D．作出的图像可直观反映与的关系 【答案】AD 【详解】A．柱塞涂油既可以润滑，又能更好地密封气体，保证封闭气体的质量不变，故A正确； B．快速推拉柱塞时，气体与外界热交换不充分，会导致封闭气体温度改变，不符合“等温”的实验要求，应当缓慢推拉柱塞，使气体温度始终和环境温度一致，故B错误； C．手的温度与环境温度不同，用手握住注射器会改变封闭气体的温度，不符合“等温”的实验要求，故C错误； D．根据玻意耳定律，等温条件下，有（为常数） 整理得 与成正比，作出​图像为过原点的直线，可以直观看出与的反比关系，故D正确。 故选AD。 30．在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，第1小组同学先后两次使用如图甲所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图乙所示两组p-V图线。 (1)下列实验操作中正确的是________。 A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油 B．推拉活塞时，用手握住注射器气体部分 C．实验时快速移动活塞 (2)如图乙所示，由图可知一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。进一步分析可知两次实验的温度大小关系为①________②（选填“<”“=”或“>”）。 【答案】(1)A (2)< 【详解】（1）A．为了保持封闭气体的质量不变，密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油，故A正确； B C．为了保持封闭气体的温度不变，推拉活塞时，应缓慢移动活塞，不能用手握住注射器气体部分，避免热传递导致温度变化，故BC错误。 故选A。 （2）根据，对于图乙中两条等温线，取相同体积进行比较，由图可知，则两次实验的温度大小关系为①<②。 31．如图所示，用气体压强传感器探究气体做等温变化的规律，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体的压强； ③重复上述步骤②，多次测量并记录压强和体积数据； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析并得出结论。 (1)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是__________（填字母）。 A．要尽可能保持环境温度不变 B．实验过程中应缓慢地推动活塞 C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 D．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 (2)分别在环境温度为、（）时完成上述探究活动。下列各图能正确地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是__________（填字母）。 A． B． C． D． (3)实验过程中因压缩气体过程中注射器漏气，测得多组压强p和体积V的数据后，在坐标平面上描点作图，则作出的图线应为图中__________（填“①”或“②”）。 (4)若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积不可忽略，从理论上讲图像可能接近下列哪个图__________（填字母）。 A． B． C． D． 【答案】(1)AB (2)BD (3)② (4)D 【详解】（1）A．为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，应保证环境温度不变，A正确； B．实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，B正确； C．若实验过程中用手握紧注射器并快速推拉活塞，则气体温度将升高，C错误； D．在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油作用是为了保证不漏气，不能保证温度不变，D错误。 故选AB。 （2）AB．对于一定质量的理想气体，当温度一定时，为定值，且温度越高，的值越大，A错误，B正确； CD．对于一定质量的理想气体，当温度一定时，p与成正比，斜率等于的乘积，故斜率越大温度越高，C错误，D正确。 故选BD。 （3）根据理想气体状态方程有 则有 可知，若压缩气体过程中注射器漏气，则图像的斜率减小，则作出的图线应为图中②。 （4）设压缩前气体体积的测量值为，根据玻意耳定律得 解得 其中、、为常数，随的增加而减小，由此可知，图线应向下弯曲，故选D。 1．甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体，放置于水平桌面上，如图7所示．甲、乙两容器的底面积分别为S1和S2，且2S1=3S2．甲容器中液体的密度为ρ1，液体对容器底产生的压强为p1．乙容器中液体的密度为ρ2，液体对容器底产生的压强为p2，且p2=2p1．将A球浸在甲容器的液体中，B球浸在乙容器的液体中，两容器中均无液体溢出．液体静止后，甲、乙两容器底受到液体的压力相等，A、B两球所受浮力分别为F1和F2．则下列判断正确的是（    ） A．F1＞F2，ρ1＜ρ2 B．F1 = F2，ρ1＜ρ2 C．F1＜F2，ρ1＞ρ2 D．F1＜F2，ρ1＜ρ2 【答案】A 【详解】由p2=2p1得，p1：p2=1：2，则ρ1gh1：ρ2gh2=1：2，因为h1=h2，所以ρ1：ρ2=1：2，则ρ1＜ρ2；由2S1=3S2得，S1：S2=3：2，因为S1：S2=3：2，p1：p2=1：2，所以液体对容器底的压力之比：F甲：F乙=p1S1：p2S2=3：4，则F甲＜F乙，当小球放入液体中后，受到的浮力：F浮=ρ液gV排，液体对容器底增大的压力：△F=△PS=ρ液g△hS，其中，V排=△hS，所以小球放入液体中后受到的浮力等于液体对容器底增大的压力，由于液体静止后，甲、乙两容器底受到液体的压力相等，即F甲′=F乙′，所以液体对容器底增大的压力F甲′-F甲＞F乙′-F乙，即A球受到的浮力大于B球受到的浮力，因此F1＞F2．故选A． 【点睛】解答本题时，可先分析容易的再分析复杂的．判断两种液体的密度关系比较容易，只需根据液体压强公式就可以分析出来．本题的难度在于判断两个小球受到的浮力关系，理解小球受到的浮力等于液体对容器底增大的压力是解决此题的关键． 2．如图所示，上端封闭的连通器A、B、C三管中水银面相平，管内水银上方的空气柱长，若从下方阀门k流出量水银（保持三管中均留有水银）后，三管水银面的高度关系是（　　） A．A管中水银面最高 B．B管中水银面最高 C．C管中水银面最高 D．三管中水银面一样高 【答案】A 【详解】初始时刻，三管中水银面相平，说明A、B、C三管中封闭气体的压强相同，假设打开阀门三管中水银面降低了相同的高度h，三管中水银面保持相平，气体末态压强也相同，设管的横截面积均为S，对管内气体，由玻意耳定律有 解得 由于 可知 与假设相矛盾，说明后来三管内水银面不相平，以K为参考点，由连通器原理有 因为 可知 即A管中水银面最高。 故选A。 3．如图所示，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱N，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱M，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=76cmHg。如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动，且在转动过程中没有发生漏气，气体状态变化可视为等温变化，则当玻璃管缓慢地转动180°时，（　　） A．空气柱的压强等于86cmHg B．空气柱的长度等于12cm C．水银柱N上方的真空柱长度等于5.4cm D．水银柱M溢出的水银长度等于10cm 【答案】B 【详解】A．当玻璃管缓慢地转动180°时，开口向下，一部分水银流出，封闭端有一部分真空，则此时空气柱压强为 故A错误； B．依题意，玻璃管开口向上时，空气柱压强为 由玻意耳定律，可知 解得 故B正确； CD．设玻璃管开口向下时，开口端剩下的水银柱长度为x，则有 解得 水银柱N上方的真空柱长度等于 水银柱M溢出的水银长度等于 故CD错误。 故选B。 4．在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱，A、B、C、D 四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门 K 打开， 释放掉少量水后立刻关闭阀门，A、B、D 液面相对各自原来的位置下降的长度、和之间的大小关系为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】释放掉少量水后立刻关闭阀门，空气柱长度增大，压强减小，C液面上升，B液面下降，A液面下降，AB之间液面高度差减小，A相对于底面压强最大；BC段内压强减小，C液面上升，D液面下降，如果C液面上升的高度大于B液面下降的高度，则BC段的体积将减小，压强将增大，这是不可能的，所以A下降的最大，其次是B，D液面下降的高度最小，即，故B正确，ACD错误。 故选B。 5．如图所示，桶装水的容积为，为取水方便，在上面安装一个取水器。某次取水前桶内气体压强为，剩余水的体积为，水面距出水口的高度为。取水器每按压一次，向桶内打入压强为、体积为的空气。已知水桶的横截面积为，水的密度为，大气压强为，重力加速度为，取水过程中气体温度保持不变，则（　　）    A．取水器至少按压1次，水才能从出水口流出 B．取水器至少按压3次，水才能从出水口流出 C．若要压出水，至少需按压16次 D．若要压出水，至少需按压17次 【答案】D 【详解】A B．设取水器下压n次后，桶中的水才能从出水口流出。以原来桶中空气和打入的空气为研究对象，设开始时压强为，体积为，则 ， 设桶中空气和打入的空气后来的体积，压强为，则 由玻意耳定律得 要使桶中水能从出水口流出，则有 联立各式解得 所以取水器至少按压2次后，桶中水才能从出水口流出。AB错误； C D．水桶高度 装满水时，水面距离出水口高度 再压出4升水后桶内液面与出水口高度差为 则有 解得 由于外界温度保持不变，根据玻意耳定律有 其中 ，， 解得 可知，若要再压出4升水，至少需按压17次。C错误，D正确。 故选D。 6．桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱形水桶直径为24cm，高为35cm；柱压水蒸气囊直径为6cm，高为8cm，水桶颈部的长度为10cm。当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细出水管流出。已知水桶所在处大气压强相当于10m水压产生的压强，当桶内的水还剩5cm高时，桶内气体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的体积。至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从出水管流出？〔不考虑温度的变化）（　　） A．2次 B．3次 C．4次 D．5次 【答案】B 【详解】设至少需要把气囊完全压n次，才能有水从出水管流出，设大气压强为p0，水桶内气体体积为V0，气囊体积为V1，根据玻意耳定律可得 其中 联立解得 即至少需要把气囊完全压3次 故选B。 7．（多选）如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在固定的导热气缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，气体由状态①变化到状态②。如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度。气体从状态①变化到状态②，此过程可用选项图中哪几个图像表示（　　） A． B．C． D． 【答案】AD 【详解】A．双曲线的方程：恒量，是等温变化，由①变化到②温度不变，体积增大，压强减小，是可能的，故A正确； B．B图像是图像，是一条直线，温度会发生变化，故B错误； C．①到②的过程体积减小，与实际体积增大相反，故C错误； D．①到②的过程温度不变，压强减小，气体的体积增大，故D正确。 故选AD。 8．（多选）设计一个测定水深的深度计，导热性能良好的圆柱形汽缸I、II内径分别为r和2r，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸I左端开口。外界大气压强为p0，最初汽缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体，汽缸II内通过B封有压强为3p0的气体，一细管连通两汽缸，开始时A、B均位于汽缸最左端，该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度，已知p0相当于10m高的水产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体，下列说法正确的是（　　）    A．当活塞A向右移动时，水的深度h=5m B．此深度计能测的最大深度h=22.5m C．若要测量的最大水深h=25m，汽缸I内通过A所封气体的压强应改为p=2p0 D．若要测量的最大水深h=50m，汽缸II内通过B所封气体的压强应改为p=5.75p0 【答案】BCD 【详解】A．当活塞A向右移动时，假设活塞B不动，对汽缸I中的气体，根据玻意耳定律有 解得 可知假设成立，则水产生的压强为 由于p0相当于10m高的水产生的压强，可知水的深度为10m，故A错误； B．根据图示分析可知，当活塞A恰好到达汽缸I区右侧，但与右侧没有挤压时，能够测量的水最深，此时活塞B左右两侧的气体压强相等，对活塞B左侧气体有 对活塞B右侧气体有 解得 则水产生的压强为 由于p0相当于10m高的水产生的压强，可知此深度计能测的最大深度为 故B正确； C．若要测量的最大水深h=25m，该深度对应压强为，此时活塞A恰好到达汽缸I区右侧，气体压强为 令置于水中之前，汽缸I内通过A所封气体的压强为p，根据玻意耳定律对活塞B左侧气体有 对活塞B右侧气体有 解得 故C正确； D．若要测量的最大水深h=50m，该深度对应压强为，此时活塞A恰好到达汽缸I区右侧，气体压强为 对深度计左侧气体有 解得 对深度计右侧气体有 解得 故D正确。 故选BCD。 9．（多选）有一段12cm长水银柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体。若将玻璃管管口向上放置在一个倾角为30°的斜面上（如图所示），先用外力使玻璃管静止在斜面上，后由静止释放，玻璃管沿斜面下滑。已知玻璃管与斜面间的动摩擦因数为，大气压强p0相当于76cm汞柱，气体温度不变。则下列说法正确的是（　　） A．释放后气体体积变大 B．释放后气体体积变小 C．下滑稳定时密闭气体的压强为80cm汞柱 D．下滑稳定时密闭气体的压强为79cm汞柱 【答案】AD 【详解】CD．整体分析，由牛顿第二定律有 解得 对水银汞柱分析，由牛顿第二定律有 代入数据解得 根据液体的压强公式有 则 所以C错误；D正确； AB．静止时，气体的压强为 根据玻意耳定律有 则温度不变时，气体的压强与体积成反比，加速下滑时，气体的压强减小，所以释放后气体体积变大，则A正确；B错误； 故选AD。 10．（多选）如图所示，一竖直放置的汽缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，单向阀门只能向下开启；气室1内气体压强为2p0，气室2内气体压强为p0，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与汽缸间无摩擦，汽缸导热性能良好。现在活塞上方缓慢放质量为m的细砂，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．若，活塞下移 B．若，活塞下移 C．若，气室1内气体压强为3p0 D．若，气室1内气体压强为3p0 【答案】AD 【详解】AC．若，对活塞AB有 解得 单向阀未打开，所以气室2内的气体质量不变，气室1内气体质量不变，压强也不变。根据玻意耳定律得 解得 所以活塞下移。A正确，C错误； B．若，对活塞AB有 解得 单向阀未打开，所以气室2内的气体质量不变，气室1内气体质量不变，压强也不变。根据玻意耳定律得 解得 所以活塞下移 B错误； D．若，对活塞AB有 解得 单向阀打开，如果气室2的气体未完全进入气室1，则有 解得 假设不成立，所以气体完全进入气室1，则有 解得 D正确。 故选AD。 11．某同学用图示实验装置探究一定质量的气体等温变化的规律。将注射器水平固定，由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时，传感器对活塞的压力F，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭注射器右侧的细管。在温度不变的条件下缓慢移动活塞压缩气体并记录多组压力F和体积V的值，假设活塞受到的摩擦可忽略不计。 (1)甲同学想通过作出的图像探究等温变化的规律，则还需要测量的物理量有：（    ） A．气体的温度 B．注射器的内径 C．大气压强 D．被封闭气体的质量 (2)乙同学根据实验数据作出的图像如图，已知图像的斜率为k，图像与纵轴交点的纵坐标的绝对值为b，假设注射器内的气体的状态变化遵循玻意耳定律，若细管内气体体积可忽略，则气体刚被封闭时的体积为_________（用k和b表示）；若细管内气体体积不可忽略，则随着的增大，图像的斜率_________（选填：变大、变小、不变）。 【答案】(1)BC (2) 变小 【详解】（1）设大气压强为，被封闭气体的横截面积为，对活塞有 气体压强为 若要做的图像，还需要测量气柱的横截面积和大气压，横截面积可以通过测量注射器的内径计算得出。 故选BC。 （2）[1]设气体刚封闭时，气体体积为，此时的压强为，细管内的体积忽略不计，由玻意耳定律得 整理得 则 [2]若细管内的气体体积不可忽略，设细管内的体积为，由玻意耳定律得 （C为定值） 整理得 增大时，图像斜率在变小。 12．某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一块形状不规则的易受潮变质的药品的体积。 实验步骤： ①将药品装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与传感器A连接； ②移动活塞，读取气体体积V，同时记录对应的传感器数据； ③重复步骤②，得到多组实验数据，建立适当的直角坐标系，如图乙所示。 (1)在实验操作中，下列说法正确的是______。 A．图甲中，传感器A为压强传感器 B．在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，应把注射器活塞移至注射器最左端位置 C．为确保读取数据时数据稳定，应当握紧注射器 D．若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，应放弃已获数据重新实验 (2)为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴为______（填“”或“p”）。 (3)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到图像如图乙所示（a、b已知），若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则药品的体积为______；若传感器和注射器连接处的软管容积为c（且保持不变），则药品的体积为______。 【答案】(1)ABD (2) (3) 【详解】（1）A．实验中需要测量气体的压强和体积，气体的体积可以由注射器上的刻度读出，因此图甲中，传感器A为压强传感器，A正确； B．实验过程需要推动活塞改变气体的体积，在推动活塞时气体的体积减小，在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，注射器应封闭一定量的气体，因此应把注射器活塞移至注射器最左端位置，B正确； C．实验需要气体的温度不变，因此在操作中不可用手握住注射器封闭气体的部分，C错误； D．实验过程中应使气体的质量不变，若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则注射器中气体的质量产生变化，应放弃已获数据重新实验，D正确。 故选ABD。 （2）由玻意耳定律可得 为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴为。 （3）[1]以注射器内气体与传感器和注射器连接的软管内气体为研究对象。若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则气体的总体积 由玻意耳定律可得 则有 由乙图可知，在时，则有药品的体积为 [2]若传感器和注射器连接处的软管容积为c（且保持不变），则有气体的总体积 由玻意耳定律可得 则有 由乙图可知，在时，则有 可得药品的体积为 13．如图所示，固定的导热汽缸内有一质量为m的“T”形绝热活塞（体积可忽略），距汽缸底部处连接一“U”形管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为，活塞距离汽缸底部为，两边汞柱存在高度差．已知汞的密度为，大气压强为，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分长为，重力加速度为g．试问： （1）初始时，汞柱两液面的高度差为多大？ （2）在活塞上缓慢加重物，汞柱两液面的高度差最大为多少？ 【详解】（1）被封闭气体压强为： 初始时，液面高度差为： （2）活塞上缓慢加重物，当活塞接触到汽缸底部时，容积则不再变化，该过程为等温变化，根据玻意耳定律有： ，，，代入解得： 设此时液面的高度差为，则有： 解得： 14．如图所示，容积为2V、导热良好的汽缸被密封性良好的活塞分成甲、乙两部分，甲可通过阀门与外界相通，稳定时，活塞位于正中央。关闭阀门，在竖直面内将汽缸缓慢转过，稳定时甲、乙两部分气体体积之比为。已知活塞横截面积为，重力加速度为，外界大气压强为。 (1)求活塞的质量； (2)若关闭阀门，在竖直面内将初始状态的汽缸缓慢转过，之后向甲内缓慢充入外界大气，求活塞回到正中央时充入的气体在外界时的体积。 【详解】（1）设活塞质量为，初始时，甲部分气体压强为，体积为，乙部分气体的体积为，压强 转过后稳定时，甲部分气体的压强等于乙部分气体的压强，甲部分气体的体积为，乙部分气体的体积为，对甲部分气体，由玻意耳定律有 对乙部分气体，由玻意耳定律有 联立解得 （2）结合（1）中分析可知，当活塞位于正中央时，乙部分气体的压强为，则甲部分气体的压强为 设充入的外界大气在外界时的体积为，则由玻意耳定律有 解得 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $