专题06 热学（期末真题汇编，山东专用）高二物理下学期

**基本信息** 汇编山东多地高二期末热学试题，覆盖分子动理论、气体液体固体、热力学定律三大核心考点，情境真实（如压缩空气储能、呼吸机），梯度合理（基础辨析到综合应用）。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|约25题|分子势能与间距关系、气体状态方程|结合科技前沿（压缩空气储能站）、生活应用（软木塞暖水瓶）| |多选题|约15题|布朗运动、热力学定律|注重概念辨析（如晶体与非晶体区别）| |实验题|1题|气体温度与压强关系|体现科学探究（实验操作与误差分析）| |解答题|约15题|气体状态变化、热力学第一定律|综合应用（文物储存柜抽气、汽车悬挂系统），贴近高考命题趋势|

专题06 热学 3大高频考点概览 考点01 分子动理论 考点02 气体、固体和液体 考点03 热力学定律 地 城 考点01 分子动理论 一、单选题 1．(24-25高二下·山东威海·期末)两分子组成系统的分子势能EP随分子间距r的变化规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A．当r=r1时，分子间的作用力表现为引力 B．当r=r2时，分子间的作用力为0 C．当r从r1增大到r2的过程中分子力做负功 D．当r从r1增大到r2的过程中分子势能先减小后增大 2．(24-25高二下·山东菏泽·期末)分子在不同温度（和）下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，我们可获取的正确信息为（　　） A．图甲对应，图乙对应 B．随着温度的升高，每一个分子的速率都增大 C．随着温度的升高，分子中速率小的分子所占的比例几乎不变 D．同一温度下，分子的速率分布呈现出“中间多，两头少”的规律 3．(24-25高二下·山东菏泽·期末)下面说法正确的是（　　） A．扩散现象是由重力引起的，完全失重条件下不会发生扩散现象 B．当分子间距离为时，引力和斥力同时消失，分子势能最小 C．清晨起床时看到透过窗子的“阳光柱”里细小尘埃颗粒杂乱无章的运动不是布朗运动 D．对比大气压的产生原理，完全失重的状态下，一定质量的理想气体对容器器壁的压强为零 4．(24-25高二下·山东潍坊·期末)分子间作用力与分子间距离的关系如图所示，则（　　） A．时，分子间作用力表现为引力 B．时，分子间作用力为0，分子势能最小 C．由到，分子间作用力逐渐减小 D．由到，分子势能逐渐减小 5．(24-25高二下·山东东营·期末)图甲和图乙中，一个是分子势能与分子间距离的关系图像，另一个是分子间作用力与分子间距离的关系图像，为平衡位置。由图像分析可知（　　） A．图甲是分子势能与分子间距离的关系图像 B．时，分子势能刚好为零 C．若两分子仅在分子力作用下，由静止开始接近，甲乙分子的动能先增大后减小 D．时，随着分子间距离的增大，分子间作用力逐渐减小 6．(24-25高二下·山东枣庄第八中学·期末)两个分子A、B相距无穷远，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。已知时分子间的作用力为零，若规定此处分子势能为零。在上述分子靠近的过程中，下列说法正确的是（　　） A．只有r大于时，为正 B．只有r小于时，为正 C．当r不等于时，为正 D．当r不等于时，为负 7．(24-25高二下·山东肥城二中·期末)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（    ） A．只有r大于时，为正 B．只有r小于时，为正 C．当r不等于时，为正 D．当r不等于时，为负 二、多选题 8．(24-25高二下·山东菏泽·期末)吸烟有害健康。利用所学知识估算在一个容积约为的房间，若有一人吸了一根烟，假设吸入气体的体积等于呼出气体的体积，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为，一根烟大约吸10次。已知在标准状况下，空气的摩尔体积为 ，以下选项正确的是（　　） A．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 B．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 C．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 D．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 9．(24-25高二下·山东枣庄第八中学·期末)关于布朗运动，下列说法正确的是（　　） A．布朗运动不是分子的无规则运动 B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动 C．向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚。这说明温度越高布朗运动越剧烈。 D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动。 10．(22-23高二下·山东东营·期末)图甲是三颗微粒做布朗运动的位置连线图，图乙是氧气分子速率分布图像，图丙是分子间作用力和分子间距离的关系图像，图丁是分子势能和分子间距离的关系图像。下列说法正确的是（    ）    A．图甲中，微粒越小，布朗运动越明显，但连线并不是微粒的运动轨迹 B．图乙中，曲线Ⅰ对应的温度比曲线Ⅱ对应的温度高 C．由图丙可知，当分子间的距离从r0开始增大时，分子间的作用力先增大后减小 D．由图丁可知，当分子间的距离从r1开始增大时，分子势能先增大后减小 地 城 考点02 气体、固体和液体 一、单选题 1．(24-25高二下·山东威海·期末)关于表面张力，下列说法正确的是（　　） A．表面张力的方向与液面垂直 B．表面张力的大小与液体的种类无关 C．表面张力是液体表面层分子间斥力的宏观表现 D．表面张力的作用效果是使液体表面有收缩的趋势 2．(24-25高二下·山东聊城阳谷县第二中学·期末)关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　） A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能可能减小 B．温度不变，压强减小时，气体分子的数密度一定减小 C．压强不变，温度降低时，气体分子的数密度一定减小 D．温度升高，压强和体积可能都不变 3．(24-25高二下·山东烟台·期末)关于固体和液体，下列说法正确的是（　　） A．根据物理性质的各向同性或各向异性可以用来鉴别晶体和非晶体 B．因液晶是介于晶体与液体之间的中间态，所以液晶实际上是一种非晶体 C．单晶体在不同方向上物理性质不同，是因为不同方向上的物质微粒的性质不同 D．宇航员在太空中做水滴实验时，看到水滴的形状呈球形，这是由于液体表面张力的作用 4．(24-25高二下·山东德州·期末)2024年4月，世界上规模最大、效率最高的压缩空气储能站在山东并网发电。如图为压缩空气储能装置示意图，电力系统负荷低谷时，关闭储气室的出气阀门，利用多余电能驱动压缩机，将大气压入储气室。已知储气室的容积为V，初态内部气体压强为，充气结束时储气室压强达到。已知外部大气压强恒为，充气过程中，储气室内、外温度相等且不变，则此过程中被压缩进入储气室的外部气体体积为（　　） A． B． C． D． 5．(24-25高二下·山东菏泽·期末)如图所示，一端开口的导热玻璃管，内有一段长为的液柱封闭一定质量的理想气体。初始时开口向下气柱长为，当开口向上时，气柱长为，若环境温度始终不变，液体密度为，大气压强为，则该地的重力加速度为（　　） A． B． C． D． 6．(24-25高二下·山东菏泽·期末)关于下列4幅图片，图甲是将水银装入玻璃管中；图乙是食盐晶体；图丙是农民用拖拉机耕地；图丁是将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开，形成一个保护罩。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，表面张力对管中的液体形成的拉力如图所示 B．图乙中，食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 C．图丙中，农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水能更好地上升到地面 D．图丁中，蒲公英绒毛还能保持干燥，说明水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 7．(24-25高二下·山东潍坊·期末)如图所示，高空科研探测气球悬停空中，其配备智能温控系统可精准调控气球内部气体温度。气球第一次悬停时调节温控系统，使气球内部气体迅速升温并维持恒定，气球上升一段距离后第二次悬停，此时探测到外界空气压强变为第一次悬停处的，温度变为第一次悬停处的。已知气球体积始终为，运动过程中气球内外压强始终相等，第一次悬停处外界空气密度为，气体密度与压强、温度关系满足常量。第二次悬停相比于第一次悬停气球内气体质量减少了（　　） A． B． C． D． 8．(24-25高二下·山东潍坊·期末)关于固体和液体的性质，下列说法正确的是（　　） A．晶体沿各个方向的物理性质都是一样的 B．晶体和非晶体都具有确定的熔点 C．不浸润液体在细管中下降的现象不能称为毛细现象 D．液体表面张力产生的原因是由于液体表面层分子间的作用力表现为引力 9．(24-25高二下·山东临沂·期末)如图所示，两端封闭内径均匀的玻璃管竖直放置，内有一段水银柱把玻璃管内空气分为上下两段气柱。现使温度逐渐升高，则在此过程中玻璃管内的水银柱（　　） A．会向上移动 B．会向下移动 C．不会移动 D．如何移动跟上下两部分气柱的长度有关 10．(24-25高二下·山东泰安·期末)有关下列四幅图涉及的物理知识，以下说法正确的是（　　） A．图甲：在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点后蜡熔化的范围，则a一定是非晶体，b一定是晶体 B．图乙：水黾停在水面上，说明水黾受到了浮力作用 C．图丙：气体速率分布随温度变化而改变， D．图丁：食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 11．(24-25高二下·山东济南·期末)一定质量的理想气体按照如图所示的过程从状态a变化到状态b，其p—V图像是一条直线。已知气体在状态a时的温度为T0，则该气体在从状态a变化到状态b过程中的最高温度为（　　） A． B． C． D． 12．(24-25高二下·山东枣庄第八中学·期末)一定质量的理想气体，状态变化过程如图像中A→B→C图线所示，BC平行于横轴。若将这一变化过程表示在图像或图像上，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 13．(24-25高二下·山东滨州·期末)图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙。导热的硬质玻璃泡内封有一定质量的理想气体，与相连的管插在水槽中固定，管中液面高度会随环境温度变化而变化。管的体积与泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压下，由管上的刻度可以直接读出环境温度。下列说法正确的是（　　） A．环境温度升高时，管中液面上升 B．该温度计的刻度是不均匀的 C．若外界大气压变大，温度计测量值偏小 D．若水槽中的水少量蒸发，温度计测量值偏小 14．(24-25高二下·山东滨州·期末)下列说法正确的是（　　） A．图甲现象说明薄板材料一定是非晶体 B．图乙液体和管壁的相互作用比液体分子之间的相互作用强 C．图丙液体表面层分子间作用力表现为斥力 D．图丁农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水更好地上升到地面 二、多选题 15．(24-25高二下·山东日照多校·期末)利用所学知识判断下列图片及相应描述正确的是（　　） A．甲图中用粗棉线可实现自动浇水，利用了毛细现象 B．乙图中将一滴墨水滴入清水中，用显微镜可观察到墨水分子的运动 C．丙图中用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形，则该固体一定为非晶体 D．丁图为固体熔化过程中温度随加热时间的变化，1一定为非晶体，2一定为晶体 16．(24-25高二下·山东潍坊·期末)气缸内封闭一定质量的理想气体，由状态1经状态2、状态3后回到状态1，其图像如图所示，状态2到状态3过程所在直线的延长线过坐标原点，下列说法正确的是（　　） A．过程外界对气体做功 B．过程为等容变化 C．过程单位时间撞击单位面积器壁的分子个数减少 D．整个循环过程中气体对外界做功 17．(24-25高二下·山东济宁·期末)如图所示，粗细均匀的弯管右侧开口，左侧被液体封闭一段气体，右侧用一轻质活塞封住一段气体，轻活塞可在管内无摩擦滑动，稳定后液面高度差为h，右侧开口端距轻活塞足够远，已知大气压强为p0，液体密度为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．左侧管内封闭气体压强为 B．若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，左侧液面会向上移动 C．若缓慢向下推动轻活塞，左侧液面上升，左侧管内封闭气体压强增大 D．若加热左侧管内封闭气体，右侧管内封闭气体的体积不变 18．(24-25高二下·山东济宁·期末)下列说法正确的是（　　） A．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 B．把一枚钢针轻放在水面上不下沉，是由于水的浮力作用 C．石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布 D．给车胎打气时压缩气体比较费力，并不是由于气体分子间存在斥力的缘故 19．(24-25高二下·山东淄博·期末)某登山运动员在攀登珠峰的过程中,他裸露在外的手表表盘玻璃没有受到任何撞击却突然爆裂，此时气温为，爆裂前表内气体体积的变化可忽略不计。该手表出厂参数为∶时表内气体压强为，当内外压强差达到时表盘玻璃将爆裂。已知海平面大气压为，高度每上升，大气压强降低。热力学温度与摄氏温度的关系为，下列说法正确的是（　　） A．手表的表盘玻璃是向内爆裂 B．爆裂前瞬间表盘内的气体压强为 C．此时外界大气压强为 D．此时登山运动员所在的海拔高度为 三、实验题 20．(24-25高二下·山东潍坊·期末)某同学利用图甲装置研究一定质量气体温度与压强的关系。他的操作步骤如下： ①将倒U形玻璃管A的一端通过橡胶软管C与直玻璃管B连接，在B管中注入适量的水银，另一端插入橡皮塞，再用橡皮塞塞住烧瓶口；保持B管竖直并调节B和软管高度，使A、B两管水银液面相平，并在A上标注此时水银面的位置； ②将温度传感器、数据采集器和计算机连接好，并将温度传感器探针插入烧瓶中； ③将烧瓶浸入热水中，待烧瓶中气体温度稳定后，保持B管竖直并再次调节B和软管高度，使A管水银液面仍处于位置，然后记录A、B两管水银液面高度差及烧瓶内气体温度； ④改变热水温度，重复操作步骤③，记录多组高度差及温度的数据，并绘制图像如图乙所示。 根据以上实验操作，进行分析： (1)烧瓶浸入热水中，烧瓶中气体温度稳定后，应将B和软管______（填“向上”或“向下”）调节，才能使A管水银液面仍处于位置； (2)图乙中的图像末端弯曲，原因可能是烧瓶______（填“进气”或“漏气”）； (3)已知图乙中图像直线段横轴截距为，水银密度为，重力加速度为，则大气压强为______。 四、解答题 21．(24-25高二下·山东威海·期末)如图所示，气缸由A、B两活塞分成三气室Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，气缸的左侧高度为H=49cm，右侧高度h=15cm，左右两侧均为长方体，且底面积相同，Ⅰ顶部有一气孔与大气相通，Ⅱ装有电热丝。初始时，气缸内气体的温度和环境温度相同，均为t1＝27℃，活塞A距离底部的高度为2h=30cm，活塞B刚好位于Ⅱ、Ⅲ的连接处。现用电热丝加热，Ⅱ中的气体温度缓慢升高，当温度升高Δt＝60℃时停止加热。然后用打气筒通过气孔向Ⅰ充入一定量的空气，使A活塞回到初始位置，此时Ⅱ中气体的温度t2＝117℃。外部环境、Ⅰ及Ⅲ的温度始终保持不变，不计活塞的重力和厚度，不计活塞和气缸间的摩擦，外界大气压为p0＝1.0×105Pa。求： (1)停止加热时，活塞A距离气缸底部的高度； (2)充气后，Ⅱ中气体的压强及Ⅱ、Ⅲ中气体的体积之比； (3)充入空气前后，Ⅰ中空气的密度之比。 22．(24-25高二下·山东日照多校·期末)如图所示，有一个横截面积为的容器竖直放置，一隔板放在卡槽上将容器分隔为容积均为的上下两部分A、B，另有一体积的气筒分别通过单向进气阀k1、k2（k1只能向左打开，k2只能向右打开）与容器上下两部分连接，初始时两个阀门均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为。活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。已知隔板的质量为，气筒与容器之间的细管体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变，隔板不漏气，阀门与活塞密闭性良好，不计一切阻力，重力加速度为。，。求： (1)刚好完成第二次打气时A、B两部分气体的压强； (2)要使隔板与卡槽分离，至少完成打气的次数。 23．(24-25高二下·山东德州·期末)如图所示，深度为H、汽缸口有固定卡销的圆柱形汽缸，可以通过底部安装的电热丝加热来改变缸内的温度。先将温度为、压强未知的一定质量的理想气体，用活塞封闭在汽缸内。当汽缸竖直放置、活塞静止时，活塞距汽缸底部的距离为。现将汽缸缓慢翻转至水平放置，整个过程缸内气体温度恒为。已知活塞质量为、横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度为g，活塞及卡销厚度不计，电热丝体积可忽略，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。求： (1)汽缸缓慢翻转至水平放置时，缸内气体的压强； (2)保持汽缸竖直放置，使活塞到达汽缸口，可以采取以下措施： （Ⅰ）接通汽缸底部的电热丝给气体加热，活塞缓慢上升，其恰好上升至汽缸口时的温度； （Ⅱ）若保持汽缸温度不变，使整个装置向下做匀加速直线运动，加速度最小为多少。 24．(24-25高二下·山东菏泽·期末)如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑。一定质量的理想气体被质量为、横截面积为的活塞封闭在汽缸内，活塞到缸底部的距离，两处设有卡口，其间距，开始时活塞停在卡口上方处，缸内气体的压强为，温度为，现缓慢加热缸内气体直至活塞刚好到达AB处，之后保持气体温度不变，再用力缓慢推活塞使活塞回到初始位置。已知大气压强，重力加速度。 (1)求缸内气体最后的压强； (2)在图乙中定性画出整个过程的图线； (3)若最开始时保持气体温度不变，采用充气的方式使活塞刚好达到AB处，应充入大气的体积？ 25．(24-25高二下·山东临沂·期末)将密闭文物储存柜内的空气部分抽出，然后充入惰性气体，制造柜内低压、低氧的环境，可以有效抑制氧化、虫害及微生物的滋生，是一种常见的文物保护技术。如图所示，某文物储存柜的容积为，文物放入时柜内压强为。关闭柜门后，通过抽气孔抽气，抽气筒的容积为，每次均抽出整筒空气。已知第一次抽气后柜内压强变为。不考虑抽气过程中气体温度的变化，储存柜内空气可看作理想气体。求： (1)柜内文物的体积； (2)要使储存柜内的压强小于，至少需要抽气几次； (3)当抽气10次时，储存柜内的压强。 26．(24-25高二下·山东济宁·期末)如图所示，为某汽车的一个空气悬挂系统的示意图，导热良好的气缸用面积为S的活塞封闭一定质量的空气，气缸通过阀门与气泵相连，此时阀门关闭。汽车空载时，该悬架所承受的车身（包括缸体等）质量为M，封闭气柱的长度为h；汽车装载货物后，封闭气柱的长度变为。已知大气压强为，重力加速度为g，活塞与气缸间无摩擦，连接管的体积不计，空气视为理想气体。 (1)求该悬架所承受的货物的质量m； (2)为了抬高车身，使气柱恢复至原来的长度，求需用气泵给气缸充入压强为p0的空气体积V。 27．(24-25高二下·山东泰安·期末)医疗呼吸机在临床医疗中正发挥着极其重要的作用，某型号呼吸机工作原理可简化为如图所示装置，竖直放置的绝热密闭容器，横截面积为，有一质量为的绝热隔板放在卡槽上，隔板与容器密封良好，将容器分隔为容积均为的上下两部分，另有一只气筒分别通过单向气阀与容器上下两部分连接，气筒内活塞和气筒与容器连接处的体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变。两部分气体初始时温度为，均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为大气压强，活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。活塞完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽未分离，此时容器上下两部分气体压强之比为，重力加速度为。 (1)求气筒的容积； (2)完成一次打气后，将关闭，容器保持密封状态，通过电热丝对B中气体缓慢加热，使绝热隔板缓慢向上移动，当A中气体变为时停止加热，求此时B气体的温度。 28．(24-25高二下·山东东营·期末)如图所示是我们家庭常用的软木塞暖水瓶。在某次装入适量热水，水温87℃，盖上软木塞，瓶内气体和热水温度始终相同。将木塞视为圆柱形，木塞的横截面面积为，质量忽略不计，忽略木塞与内胆之间的摩擦及热胀冷缩的影响，若室温为27℃，暖水瓶和水的质量m=1.3kg，大气压强，暖水瓶中气体可视为理想气体，重力加速度。求： (1)若木塞气密性良好，经过一段时间后，捏住木塞上提，恰能提起暖水瓶，计算此时瓶内的水温； (2)若木塞气密性较差，当水温降到室温时，从外界进入瓶内的气体质量与原有气体质量的比值。 29．(24-25高二下·山东枣庄第八中学·期末)真空吸盘原理是通过抽气机抽气使吸盘内部的气压低于大气压，在大气压的作用下，吸盘就能吸附物体并进行搬运。若吸盘导热性能良好，容积为，抽气机一次抽出体积为V的气体。初始时吸盘内的气体与外界大气压强均为，抽气过程中环境温度保持不变，求： (1)第一次抽气后，吸盘内的气体压强； (2)第N次抽气后，吸盘内的气体压强。 30．(24-25高二下·山东滨州·期末)如图一长为顶部导热的汽缸竖直放置，气缸底部有一阀门处于关闭状态。光滑绝热的活塞将缸内的气体分成体积相等的两部分A和B，且密封良好，气体视为理想气体。初始时，A、B的温度与缸外环境温度相同均为，A气体的压强与缸外压强相同均为。轻弹簧处于原长，连于活塞和汽缸底部之间。已知弹簧的劲度系数，活塞横截面积为，活塞的质量，重力加速度大小为（忽略气缸、活塞厚度和弹簧体积）。 (1)若对B气体进行加热，使的体积变成原来的，求的压强和的温度； (2)若打开阀门对B抽气，使活塞下降了、温度下降了，求抽气前后B中气体的质量之比。 31．(24-25高二下·山东淄博·期末)如图所示，某同学利用导热良好的空易拉罐制作了一款简易温度计：在两端开口的透明薄壁玻璃管中加入一小段油柱（长度忽略不计），将玻璃管插入易拉罐内并水平放置，接口处用热熔胶密封，这样就把一定质量的空气封闭在易拉罐中。已知玻璃管粗细均匀，横截面积，玻璃管露出易拉罐外的总长度，易拉罐的体积，当温度为时，油柱恰好位于玻璃管和易拉罐的接口处，大气压强保持不变，空气视为理想气体。热力学温度与摄氏温度的关系为，求∶ (1)该温度计能测量的最高温度（用摄氏温度表示）； (2)在外界气温由缓慢升至过程中罐内气体对油柱做的功。 32．(24-25高二下·山东枣庄滕州第一中学·期末)小方同学用一个容积为50L、压强为的氦气罐给完全相同的气球充气，若充气后气球内气体压强为，则恰好可充190个气球。可认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度相同，忽略充气过程的漏气和气球内原有气体。已知地面附近空气温度为27℃、压强为、已知气球上升时体积达到7.5L时就会爆裂，离地高度每升高10m，气球内气体压强减小，上升过程中大气温度不变。求： (1)充气后每个气球的体积； (2)当气球发生爆裂时，气球离地面的高度h。 地 城 考点03 热力学定律 一、单选题 1．(24-25高二下·山东潍坊·期末)一密闭房间里放置了一台电冰箱，为了使房间降温，有人把冰箱接通电源，打开冰箱门，让冰箱的“冷气”进入房间。下列说法正确的是（　　） A．该操作会使房间内温度升高 B．该操作会使房间内温度降低 C．电冰箱的工作原理违背了能量守恒定律 D．电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律 2．(24-25高二下·山东德州·期末)茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。如图所示，向茶杯中倒入热水，盖上杯盖茶水漫过杯盖，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低。关于泡茶中的物理现象，下列说法正确的是（　　） A．泡茶时，热水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子运动的速率越大 B．水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是因为茶叶中的色素分子在水中扩散 C．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯盖与杯子间的分子力变大 D．温度降低，杯内气体分子单位时间撞击单位面积器壁的平均作用力变小，气体从外界吸热 3．(24-25高二下·山东泰安·期末)一定质量的理想气体从状态a开始经绝热过程到状态b，图像如图所示。则（　　） A．a→b过程为等温过程 B．气体在状态a时比在状态b时的温度高 C．气体在状态a时单位时间内撞击在器壁单位面积上的分子数比在状态b时少 D．在状态a时气体分子对器壁单位面积的平均作用力比在状态b时小 4．(24-25高二下·山东日照多校·期末)一定质量的理想气体以状态先经过绝热膨胀到状态，再经过等容变化到状态，最后经过等压过程恢复到了状态，其图像如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．过程，气体的温度升高 B．过程，气体吸收的热量等于内能的增加量 C．过程，外界对气体做的功等于气体放出的热量 D．在该循环过程中，气体吸收的热量大于放出的热量 5．(24-25高二下·山东德州·期末)利用所学知识，对于下面四副图片及相应的描述，下列说法正确的是（　　） A．图甲是王亚平太空授课中的液桥实验，在太空失重环境下，液体表面不存在表面张力 B．图乙中制作防水衣时用右管材料的防水效果更好 C．图丙实验现象说明薄板材料一定是非晶体 D．图丁中饮水小鸭“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，小鸭不停地点头“喝”水，此现象违背了能量守恒定律 6．(24-25高二下·山东临沂·期末)下列说法正确的是（　　） A．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动 B．分子势能随分子间距增大而减小 C．单晶体和多晶体都表现为各向异性，非晶体则表现为各向同性 D．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 7．(24-25高二下·山东济宁·期末)一定质量的理想气体的p—T图像如图所示。从a到b过程中，下列说法正确的是（　　） A．内能增大 B．气体一定吸收热量 C．气体对外界做正功 D．气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数增多 8．(24-25高二下·山东东营·期末)一定质量的理想气体从状态a变化到状态c，其过程如p-T图像所示。在该过程中（　　） A．a到b过程中，气体体积不变 B．a到b过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功 C．b到c过程中，外界对气体做功 D．b到c过程中，气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 9．(24-25高二下·山东淄博·期末)一定质量的理想气体从状态开始，经过，最后回到初始状态，各状态参量如图所示。下列说法正确的是（　　） A．状态的温度高于状态的温度 B．状态到状态气体的内能增大 C．过程气体对外做的功大于过程外界对气体做的功 D．气体在整个过程中从外界吸收热量 10．(24-25高二下·山东枣庄滕州第一中学·期末)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．b→c过程，气体对外做功，内能增加 C．a→b→c→a过程，由于体积不变，气体对外做功等于外界对气体做功 D．a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 11．(24-25高二下·山东枣庄滕州第一中学·期末)下列说法正确的是（　　） A．布朗运动就是液体分子的无规则热运动 B．可以通过是否有固定熔点来判断是晶体或非晶体 C．分子间距离越大，分子势能也越大 D．由热力学第二定律可知，热量不能从低温物体传到高温物体 二、多选题 12．(24-25高二下·山东威海·期末)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再到状态C，最后回到状态A，其状态变化过程的图像如图所示。已知该气体在状态A时的体积为，下列说法正确的是（　　） A．状态B时气体的体积为 B．气体向外界放出热量 C．气体内能增加量小于从外界吸收的热量 D．气体从外界吸收的热量为120J 13．(24-25高二下·山东烟台·期末)卡诺热机是只有两个热源（一个高温热源和一个低温热源）的简单热机，其循环过程p-V图像如图所示，其中A→B和C→D为两个等温过程；B→C和D→A为两个绝热过程。若热机的工作物质为理想气体，高温热源温度为T，低温热源温度为0.8T。p-V图像中A、B、C、D各状态的参量如图所示，若热机在A→B过程从高温热源吸热为Q1；C→D过程热机向低温热源放出热量为Q2。下列说法正确的是（　　） A． B．气体在状态A的体积为 C．在B→C过程中，气体分子热运动的平均动能增大 D．该热机完成一次循环，外界对气体做功为Q1-Q2 14．(24-25高二下·山东德州·期末)一定质量的某种理想气体经历的变化过程，其压强p与温度t的关系图像如图所示，其中与p轴平行，与平行，且的延长线与横轴交点的横坐标为，的延长线过原点。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体的内能增加，气体从外界吸热 B．过程，气体的内能不变，气体向外界放热 C．过程，气体的内能减小，气体向外界放热 D．整个变化过程，气体的内能不变，气体从外界吸热 15．(24-25高二下·山东德州·期末)利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图所示，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后原速率返回，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（　　） A．从A端流出的气体温度较高为热端 B．从B端流出的气体温度较高为热端 C．单位时间内B端流出气体的内能不一定大于A端流出气体的内能 D．该装置气体进出的过程违背了热力学第二定律 16．(24-25高二下·山东菏泽·期末)奥托在1874年研制出具有体积小、重量轻、功率大等几个特点的四冲程发动机，这台四冲程发动机的工作原理被称之为奥托循环。该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　） A．状态a分子的平均动能大于状态c分子的平均动能 B．在过程中增加的内能在数值上等于cbfe所围的“面积” C．在一次循环过程中放出的热量小于吸收的热量 D．过程中增加的内能等于过程中减少的内能 17．(24-25高二下·山东临沂·期末)气压式电脑升降桌通过汽缸的上下运动来支配桌子升降，其简易结构如图甲所示，可自由移动的汽缸与活塞之间封闭一定质量的理想气体，在气体从状态的过程中，封闭气体图像如图乙所示，其中BA和CD的延长线均经过原点，AD和BC均与横轴平行，下列说法中正确的是（　　） A．从A到的过程中，气体等温压缩，对外放热 B．从到的过程中，气体等压升温，对外放热 C．从到的过程中，气体内能不变 D．从到的过程中，气体分子数密度增大 18．(24-25高二下·山东泰安·期末)下列有关热现象的说法正确的是（　　） A．所有晶体都有固定的形状、固定的熔点和沸点 B．“压青苗”是用磙子压紧土壤，这是为了破坏土壤里的毛细管，保存地下水分 C．毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象，现象是否明显与液体种类和毛细管材料有关 D．第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律 19．(24-25高二下·山东枣庄第八中学·期末)空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物的小家电。某型号空气炸锅简化模型，如图所示，绝热材料做成的内胆气密性良好，食物放入后内部封闭了一定质量的空气（可视为理想气体）。初始气体压强为，温度为，加热一段时间后气体温度升高到T，此过程中内胆与食物的体积均不变，气体吸收的热量为Q，下列说法正确的是（　　） A．升温后内胆中气体的压强为 B．升温过程中气体对外界做功 C．此过程内胆中气体的内能增加量小于Q D．此过程内胆中气体分子单位时间内撞击内壁的次数变少 20．(24-25高二下·山东滨州·期末)压燃式四冲程柴油发动机气缸内封闭的气体视为理想气体，整个过程遵循狄塞尔循环。该循环的p−V图像如图所示，其中a→b为绝热过程，外界对气体做功为W1；b→c为等压过程，从外界吸收热量为Q1，对外界做功为W2；c→d为绝热过程，气体对外界做功为W3；d→a为等容过程，向外界放出热量为Q2。下列说法正确的是（　　） A．a→b过程分子平均动能不变 B．b→c过程封闭气体内能的增加量为Q1−W2 C．Q1与Q2大小相等 D．a→b→c→d→a过程中图像围成的面积为Q1−Q2 三、解答题 21．(24-25高二下·山东烟台·期末)如图所示，导热性能良好、内部粗细均匀的封闭薄玻璃管水平放置，其左端带有可充气的阀门。开始时玻璃管处于温度为的环境中，内部左、右两端的空气柱及中间的水银柱的长度均为（未知），左、右两端的空气柱的压强均为。现将玻璃管在竖直面内绕其左端逆时针缓慢旋转至竖直，玻璃管旋转至竖直时其上端空气柱的长度，整个过程中两端空气柱未流通。 (1)求玻璃管的长度； (2)分析此过程中，玻璃管内左、右两端的空气柱吸、放热情况； (3)玻璃管旋转至竖直后固定，然后对玻璃管加热至并通过阀门充入适量的空气，最终使两端空气柱的长度均恢复到，已知两空气柱的温度始终相同，求充气前、后玻璃管内空气总质量的比值。 22．(24-25高二下·山东潍坊·期末)如图所示，将电阻丝置于一体积为的绝热容器中，容器与一水平放置粗细均匀的开口细管相通，细管内引入一小段横截面积为的油柱（长度可以忽略）将一定质量的理想气体封闭在容器中，初始时油柱处于细管最左端。闭合开关，电阻丝对气体加热一段时间后，断开开关，理想气体温度升高了，油柱在细管中向右移动的距离为。已知大气压强为，电阻丝产生的热量为。假设电阻丝产生的热量全部被容器内的气体吸收，求： (1)开关闭合前容器内气体的温度； (2)气体内能的改变量。 23．(24-25高二下·山东济南·期末)如图所示，竖直放置在水平地面上的封闭容器由横截面积分别为S和2S的两个同轴圆筒形气缸连通而成，每个圆筒形气缸的高度均为2l，O点为中间连接处，容器的下底面B导热，侧面和上底面A及活塞均绝热。整个容器被通过长为2l的刚性轻质细杆连接的小活塞C和大活塞D分隔成三部分，上部分通过阀门K2抽成真空，中间部分打开阀门K1，保持与外界大气连通，下部分封闭压强为2p0的空气，使大活塞D与下底面B之间的距离为l，两活塞的厚度不计，两活塞与气缸内壁间的摩擦忽略不计。现对下部分空气缓慢加热，使大活塞D上升到两气缸的连接处O点，大活塞D与连接处O、小活塞C与上底面A恰好均无接触。已知大气压强为p0，外界温度为T0，重力加速度大小为g，所封闭空气可视为理想气体求， (1)两活塞的总质量； (2)大活塞D上升到连接处O点时，下部分空气的温度； (3)已知在大活塞D的初始位置上升到连接处O点的过程中，下部分空气吸收的热量为Q，求该过程中下部分空气增加的内能； (4)保持下部分空气加热后的温度不变，将阀门K1和K2用细管（未画出）连接，经过一段时间重新达到平衡，忽略细管内气体的体积，求此时大活塞D与气缸下底面B的距离。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 热学 3大高频考点概览 考点01 分子动理论 考点02 气体、固体和液体 考点03 热力学定律 地 城 考点01 分子动理论 一、单选题 1．(24-25高二下·山东威海·期末)两分子组成系统的分子势能EP随分子间距r的变化规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A．当r=r1时，分子间的作用力表现为引力 B．当r=r2时，分子间的作用力为0 C．当r从r1增大到r2的过程中分子力做负功 D．当r从r1增大到r2的过程中分子势能先减小后增大 【答案】B 【详解】A．题图可知r2处分子势能最低，可知该处为平衡位置，可知当r=r1时，即r<r2时，分子间的作用力表现为斥力，故A错误； B．当r=r2时，分子间斥力等于引力，即分子间的作用力为0，故B正确； C．在r<r2时，分子间表现为斥力，故当r从r1增大到r2的过程中分子力做正功，故C错误； D．图像可知r从r1增大到r2的过程中分子势能一直在减小，故D错误。 故选B。 2．(24-25高二下·山东菏泽·期末)分子在不同温度（和）下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，我们可获取的正确信息为（　　） A．图甲对应，图乙对应 B．随着温度的升高，每一个分子的速率都增大 C．随着温度的升高，分子中速率小的分子所占的比例几乎不变 D．同一温度下，分子的速率分布呈现出“中间多，两头少”的规律 【答案】D 【详解】A．由图可知，乙中速率大分子占据的比例较大，则说明乙对应的平均动能较大，故乙对应的温度较高，即图乙对应，图甲对应，故A错误； B．温度升高使得分子的平均速率增大，不一定每一个分子的速率都增大，故B错误； C．温度越高，分子中速率小的分子所占的比例减小，故C错误； D．同一温度下，中等速率的分子数所占的比例大，即呈现出“中间多，两头少”的分布规律，故D正确。 故选D。 3．(24-25高二下·山东菏泽·期末)下面说法正确的是（　　） A．扩散现象是由重力引起的，完全失重条件下不会发生扩散现象 B．当分子间距离为时，引力和斥力同时消失，分子势能最小 C．清晨起床时看到透过窗子的“阳光柱”里细小尘埃颗粒杂乱无章的运动不是布朗运动 D．对比大气压的产生原理，完全失重的状态下，一定质量的理想气体对容器器壁的压强为零 【答案】C 【详解】A．扩散现象由分子热运动引起，与重力无关，故A错误； B．当分子间距为r0时，引力和斥力大小相等，合力为零，但引力和斥力并未消失，此时分子势能最小，故B错误； C．布朗运动是微小颗粒受分子撞击产生的无规则运动，需显微镜观察。阳光柱中尘埃颗粒较大，其运动由气流引起，并非布朗运动，故C正确； D．理想气体压强由分子热运动对器壁的碰撞产生，与重力无关。完全失重时，分子热运动仍存在，压强不为零，故D错误。 故选C。 4．(24-25高二下·山东潍坊·期末)分子间作用力与分子间距离的关系如图所示，则（　　） A．时，分子间作用力表现为引力 B．时，分子间作用力为0，分子势能最小 C．由到，分子间作用力逐渐减小 D．由到，分子势能逐渐减小 【答案】B 【详解】A．当r=r0时分子引力大小等于斥力，时，分子间作用力表现为斥力，故A错误； B．当分子间距离从r0逐渐增大时，分子间的引力先增大后减小，分子相互远离时分子力做负功，分子势能增大；当分子之间距离小于r0时，分子力为斥力，再相互靠近分子力做负功，分子势能增大，所以当r=r0时，分子引力大小等于斥力，分子势能最小，故B正确。 C．根据图像可知由到，分子间作用力逐渐增大，故C错误； D．根据图像可知由到，分子间作用力逐渐增大，分子力做负功，分子势能逐渐增大，故D错误。 故选B。 5．(24-25高二下·山东东营·期末)图甲和图乙中，一个是分子势能与分子间距离的关系图像，另一个是分子间作用力与分子间距离的关系图像，为平衡位置。由图像分析可知（　　） A．图甲是分子势能与分子间距离的关系图像 B．时，分子势能刚好为零 C．若两分子仅在分子力作用下，由静止开始接近，甲乙分子的动能先增大后减小 D．时，随着分子间距离的增大，分子间作用力逐渐减小 【答案】C 【详解】A．在r=r0位置分子力表现为零，分子势能最小，可知图乙是分子势能与分子间距离的关系图像，选项A错误； B．时，分子势能最小，但不为零，选项B错误； C．若两分子仅在分子力作用下，由静止开始接近，分子力先表现为引力，后表现为斥力，则分子力先做正功后做负功，则甲乙分子的动能先增大后减小，选项C正确； D．时，分子力表现为引力，则随着分子间距离的增大，分子间作用力先增加后减小，选项D错误。 故选C。 6．(24-25高二下·山东枣庄第八中学·期末)两个分子A、B相距无穷远，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。已知时分子间的作用力为零，若规定此处分子势能为零。在上述分子靠近的过程中，下列说法正确的是（　　） A．只有r大于时，为正 B．只有r小于时，为正 C．当r不等于时，为正 D．当r不等于时，为负 【答案】C 【详解】分子B从无穷远处逐渐靠近A，当r大于时，分子力表现为引力，引力对B做正功，分子势能减小；当r小于时，分子力表现为斥力，斥力对B做负功，分子势能增大；可知当r等于时，分子势能最小，若规定此处分子势能为零，则当r不等于时，为正。 故选C。 7．(24-25高二下·山东肥城二中·期末)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（    ） A．只有r大于时，为正 B．只有r小于时，为正 C．当r不等于时，为正 D．当r不等于时，为负 【答案】C 【详解】两个分子间距离r等于时分子势能为零，从处随着距离的增大，此时分子间作用力表现为引力，分子间作用力做负功，故分子势能增大；从处随着距离的减小，此时分子间作用力表现为斥力，分子间作用力也做负功，分子势能也增大；故可知当不等于时，为正。 故选C。 二、多选题 8．(24-25高二下·山东菏泽·期末)吸烟有害健康。利用所学知识估算在一个容积约为的房间，若有一人吸了一根烟，假设吸入气体的体积等于呼出气体的体积，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为，一根烟大约吸10次。已知在标准状况下，空气的摩尔体积为 ，以下选项正确的是（　　） A．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 B．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 C．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 D．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 【答案】AC 【详解】AB．吸烟者吸一根烟吸入的气体总体积为 所以吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数为（个） 故A正确，B错误； CD．不吸烟者呼吸一次吸入的被污染过的空气分子个数为（个） 故C正确，D错误。 故选AC。 9．(24-25高二下·山东枣庄第八中学·期末)关于布朗运动，下列说法正确的是（　　） A．布朗运动不是分子的无规则运动 B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动 C．向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚。这说明温度越高布朗运动越剧烈。 D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动。 【答案】AD 【详解】A．布朗运动是悬浮颗粒（如花粉、灰尘）的无规则运动，A正确。 B．布朗运动证明液体或气体分子的无规则运动，而非固体颗粒内部分子的运动，B错误。 C．胡椒粉颗粒较大，其翻滚现象主要由水的流动导致，与布朗运动无关，C错误。 D．显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动，D正确。 故选AD。 10．(22-23高二下·山东东营·期末)图甲是三颗微粒做布朗运动的位置连线图，图乙是氧气分子速率分布图像，图丙是分子间作用力和分子间距离的关系图像，图丁是分子势能和分子间距离的关系图像。下列说法正确的是（    ）    A．图甲中，微粒越小，布朗运动越明显，但连线并不是微粒的运动轨迹 B．图乙中，曲线Ⅰ对应的温度比曲线Ⅱ对应的温度高 C．由图丙可知，当分子间的距离从r0开始增大时，分子间的作用力先增大后减小 D．由图丁可知，当分子间的距离从r1开始增大时，分子势能先增大后减小 【答案】AC 【详解】A．图甲中，微粒越小，布朗运动越明显，但连线记录的是每隔一定时间微粒的位置，并不是微粒的运动轨迹，故A正确； B．温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，由图乙可知，曲线Ⅱ的温度高于曲线Ⅰ的温度，故B错误； C．由图丙可知，当分子间的距离从开始增大时，分子间的作用力先增大后减小，故C正确； D．由图丁可知，当分子间的距离为时，分子势能最小，所以当分子间的距离从开始增大时，分子势能先减小后增大，故D错误。 故选AC。 地 城 考点02 气体、固体和液体 一、单选题 1．(24-25高二下·山东威海·期末)关于表面张力，下列说法正确的是（　　） A．表面张力的方向与液面垂直 B．表面张力的大小与液体的种类无关 C．表面张力是液体表面层分子间斥力的宏观表现 D．表面张力的作用效果是使液体表面有收缩的趋势 【答案】D 【详解】A．表面张力的方向沿液面切线方向，而非垂直液面，故A错误； B．表面张力的大小与液体种类有关（如水的表面张力系数比酒精大），故B错误； C．表面张力是液体表面层分子间引力的宏观表现（因表面分子间距较大，分子力表现为引力），故C错误； D．表面张力使液体表面积趋于最小，表现为收缩趋势（如液滴成球形），故D正确。 故选D。 2．(24-25高二下·山东聊城阳谷县第二中学·期末)关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　） A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能可能减小 B．温度不变，压强减小时，气体分子的数密度一定减小 C．压强不变，温度降低时，气体分子的数密度一定减小 D．温度升高，压强和体积可能都不变 【答案】B 【详解】A．根据理想气体状态方程可知，体积不变时，压强增大，温度必然升高，而温度决定分子平均动能，因此，平均动能一定增大，不可能减小，故A错误； B．温度不变时，压强减小，则体积增大，则分子数密度减小，故B正确； C．压强不变，温度降低时，体积减少，则气体分子的数密度一定增大，故C错误； D．温度升高，则pV乘积增大，则p和V不可能均不变，故D错误。 故选B。 3．(24-25高二下·山东烟台·期末)关于固体和液体，下列说法正确的是（　　） A．根据物理性质的各向同性或各向异性可以用来鉴别晶体和非晶体 B．因液晶是介于晶体与液体之间的中间态，所以液晶实际上是一种非晶体 C．单晶体在不同方向上物理性质不同，是因为不同方向上的物质微粒的性质不同 D．宇航员在太空中做水滴实验时，看到水滴的形状呈球形，这是由于液体表面张力的作用 【答案】D 【详解】A．多晶体和非晶体均呈现各向同性，无法仅通过各向异性区分晶体和非晶体，故A错误； B．液晶是介于晶体与液体之间的中间态，并非非晶体，故B错误； C．单晶体的各向异性由原子排列方向差异导致，而非微粒本身性质不同，故C错误； D．表面张力使液体在微重力下收缩为球形，故D正确。 故选D。 4．(24-25高二下·山东德州·期末)2024年4月，世界上规模最大、效率最高的压缩空气储能站在山东并网发电。如图为压缩空气储能装置示意图，电力系统负荷低谷时，关闭储气室的出气阀门，利用多余电能驱动压缩机，将大气压入储气室。已知储气室的容积为V，初态内部气体压强为，充气结束时储气室压强达到。已知外部大气压强恒为，充气过程中，储气室内、外温度相等且不变，则此过程中被压缩进入储气室的外部气体体积为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】以被压缩进入储气室的外部气体和初态储气室内部气体为研究对象，设被压缩进入储气室的外部气体体积为，由玻意耳定律 得，故A正确，BCD错误。 故选A。 5．(24-25高二下·山东菏泽·期末)如图所示，一端开口的导热玻璃管，内有一段长为的液柱封闭一定质量的理想气体。初始时开口向下气柱长为，当开口向上时，气柱长为，若环境温度始终不变，液体密度为，大气压强为，则该地的重力加速度为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】开口向下时，对液柱进行受力分析，根据平衡条件可得封闭气体的压强为 设玻璃管的横截面积为，所以此时气柱的体积为 同理，开口向上时，对液柱进行受力分析，根据平衡条件可得封闭气体的压强为 此时气柱的体积为 因为温度不变，根据玻意耳定律有 即 解得该地的重力加速度为 故选D。 6．(24-25高二下·山东菏泽·期末)关于下列4幅图片，图甲是将水银装入玻璃管中；图乙是食盐晶体；图丙是农民用拖拉机耕地；图丁是将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开，形成一个保护罩。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，表面张力对管中的液体形成的拉力如图所示 B．图乙中，食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 C．图丙中，农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水能更好地上升到地面 D．图丁中，蒲公英绒毛还能保持干燥，说明水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 【答案】D 【详解】A．图甲中，表面张力对管中的液体形成的拉力，拉力方向与液面相切，即沿管壁切线方向的分力向下，故A错误； B．图乙中，食盐晶体是单晶体，其物理性质沿各个方向不一样，具有各向异性，故B错误； C．图丙中，农民用拖拉机耕地是为了破坏毛细管，防止地下水分因毛细现象上升到地面蒸发，故C错误； D．图丁中，蒲公英绒毛还能保持干燥，说明水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用，故D正确。 故选D。 7．(24-25高二下·山东潍坊·期末)如图所示，高空科研探测气球悬停空中，其配备智能温控系统可精准调控气球内部气体温度。气球第一次悬停时调节温控系统，使气球内部气体迅速升温并维持恒定，气球上升一段距离后第二次悬停，此时探测到外界空气压强变为第一次悬停处的，温度变为第一次悬停处的。已知气球体积始终为，运动过程中气球内外压强始终相等，第一次悬停处外界空气密度为，气体密度与压强、温度关系满足常量。第二次悬停相比于第一次悬停气球内气体质量减少了（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设第一次悬停时压强为，温度为，气球内的气体质量为 依题意，第二次悬停时压强，温度，气体密度为，气体质量 由常量 有 得 由 解得 故选A。 8．(24-25高二下·山东潍坊·期末)关于固体和液体的性质，下列说法正确的是（　　） A．晶体沿各个方向的物理性质都是一样的 B．晶体和非晶体都具有确定的熔点 C．不浸润液体在细管中下降的现象不能称为毛细现象 D．液体表面张力产生的原因是由于液体表面层分子间的作用力表现为引力 【答案】D 【详解】A．单晶体具有各向异性，物理性质随方向不同而变化；多晶体因内部晶粒排列无序，宏观表现为各向同性，故A错误。 B．晶体有确定的熔点，而非晶体（如玻璃、石蜡）熔化时温度逐渐变化，无固定熔点。故B错误。 C．毛细现象包括浸润液体在细管中上升和不浸润液体在细管中下降两种现象。因此不浸润液体下降属于毛细现象，故C错误。 D．液体表面分子间距较大，分子间作用力表现为引力，导致表面收缩形成张力，故D正确。 故选D。 9．(24-25高二下·山东临沂·期末)如图所示，两端封闭内径均匀的玻璃管竖直放置，内有一段水银柱把玻璃管内空气分为上下两段气柱。现使温度逐渐升高，则在此过程中玻璃管内的水银柱（　　） A．会向上移动 B．会向下移动 C．不会移动 D．如何移动跟上下两部分气柱的长度有关 【答案】A 【详解】设升温后上下部分气体体积不变，则由查理定律可得 整理得 由于、都相等，且，，可知，所以随室温逐渐升高过程中玻璃管内的水银柱会向上移动，故选A。 10．(24-25高二下·山东泰安·期末)有关下列四幅图涉及的物理知识，以下说法正确的是（　　） A．图甲：在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点后蜡熔化的范围，则a一定是非晶体，b一定是晶体 B．图乙：水黾停在水面上，说明水黾受到了浮力作用 C．图丙：气体速率分布随温度变化而改变， D．图丁：食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 【答案】C 【详解】A．图a蜡熔化的范围呈圆形，可知固体薄片具有各向同性，是非晶体或多晶体。图b蜡熔化的范围呈椭圆形，可知固体薄片具有各向异性，是单晶体。故A错误； B．水黾停在水面上，水黾受到了表面张力的作用。故B错误； C．温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速率大的方向迁移，因此。故C正确； D．由图丁可知，食盐晶体中的原子在每个方向的排列并不是完全一样的，因此食盐晶体的物理性质沿各个方向是不一样的。故D错误。 故选C。 11．(24-25高二下·山东济南·期末)一定质量的理想气体按照如图所示的过程从状态a变化到状态b，其p—V图像是一条直线。已知气体在状态a时的温度为T0，则该气体在从状态a变化到状态b过程中的最高温度为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】图示函数表达式为 根据理想气体状态方程有 变形得 可知，当压强与体积乘积为最大值时，温度达到最大值，则有 根据二次函数规律可知，当时， 根据理想气体状态方程有 解得 故选B。 12．(24-25高二下·山东枣庄第八中学·期末)一定质量的理想气体，状态变化过程如图像中A→B→C图线所示，BC平行于横轴。若将这一变化过程表示在图像或图像上，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据理想气体状态方程，可得 由图像可知，A→B过程，气体的压强不变，体积增大，温度升高；可知该过程，、图像均为一条平行于横轴向右的直线； B→C过程，气体的压强逐渐增大，体积不变，温度升高，可知该过程，图像为一条与横轴垂直向上的直线，图像为一条过原点倾斜向上的直线。 故选B。 13．(24-25高二下·山东滨州·期末)图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙。导热的硬质玻璃泡内封有一定质量的理想气体，与相连的管插在水槽中固定，管中液面高度会随环境温度变化而变化。管的体积与泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压下，由管上的刻度可以直接读出环境温度。下列说法正确的是（　　） A．环境温度升高时，管中液面上升 B．该温度计的刻度是不均匀的 C．若外界大气压变大，温度计测量值偏小 D．若水槽中的水少量蒸发，温度计测量值偏小 【答案】C 【详解】A．根据题意，中气体做等容变化，根据，当环境温度升高，则中气体压强增大，又 可知b管中液面降低，故A错误； B．根据， 联立可得 可知该温度计的刻度是均匀的，故B错误； C．根据 可知外界大气压变大，温度实际值偏大，则温度计测量值偏小，故C正确； D．由A选项分析可知，管中刻度从上到下温度逐渐升高，同一温度，中压强不变， 管中液面与液槽内液面高度差不变，水槽中的水少量蒸发后，槽中液面降低，则管内液面降低，则温度测量值偏大，故D错误。 故选C。 14．(24-25高二下·山东滨州·期末)下列说法正确的是（　　） A．图甲现象说明薄板材料一定是非晶体 B．图乙液体和管壁的相互作用比液体分子之间的相互作用强 C．图丙液体表面层分子间作用力表现为斥力 D．图丁农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水更好地上升到地面 【答案】B 【详解】A．图甲中，实验现象表明材料具有各向同性，则说明薄板材料可能是多晶体，也有可能是非晶体，故A错误； B．图乙中液体出现浸润现象，浸润现象是液体和管壁的相互作用比液体分子之间的相互作用强导致的，故B正确； C．图丙中液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间作用力表现为引力，故C错误； D．农民用拖拉机耕地是为了破坏土壤中的毛细管，防止地下水因毛细现象上升到地面而蒸发，故D错误。 故选B。 二、多选题 15．(24-25高二下·山东日照多校·期末)利用所学知识判断下列图片及相应描述正确的是（　　） A．甲图中用粗棉线可实现自动浇水，利用了毛细现象 B．乙图中将一滴墨水滴入清水中，用显微镜可观察到墨水分子的运动 C．丙图中用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形，则该固体一定为非晶体 D．丁图为固体熔化过程中温度随加热时间的变化，1一定为非晶体，2一定为晶体 【答案】AD 【详解】A．因为粗棉线内部有许多细小的通道，水会在这些通道中因毛细现象而上升，从而实现自动浇水，A正确； B．用显微镜观察到的是墨水在清水中的扩散现象，即墨水颗粒的运动，而不是墨水分子的运动，分子是肉眼和普通显微镜都无法直接观察到的，B错误； C．用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形，说明该固体具有各向同性，但多晶体也具有各向同性，不一定是非晶体，C错误； D．1没有固定的熔点，一定为非晶体；2有固定的熔点，一定为晶体，D正确， 故选AD。 16．(24-25高二下·山东潍坊·期末)气缸内封闭一定质量的理想气体，由状态1经状态2、状态3后回到状态1，其图像如图所示，状态2到状态3过程所在直线的延长线过坐标原点，下列说法正确的是（　　） A．过程外界对气体做功 B．过程为等容变化 C．过程单位时间撞击单位面积器壁的分子个数减少 D．整个循环过程中气体对外界做功 【答案】BD 【详解】A． 由理想气体状态方程，可将图像转换上图的图像。 过程气体体积增大，气体对外界做功，故A错误； B．过程气体体积不变为等容变化，故B正确； C．过程温度不变但压强增大，单位时间撞击单位面积器壁的分子个数增加，故C错误； D．由上图可知过程气体体积增大，气体对外界做功；过程气体体积不变不做功；过程气体体积减小，外界对气体做功。 由图像面积关系可知，整个循环过程中气体对外界做功，故D正确。 故选BD 。 17．(24-25高二下·山东济宁·期末)如图所示，粗细均匀的弯管右侧开口，左侧被液体封闭一段气体，右侧用一轻质活塞封住一段气体，轻活塞可在管内无摩擦滑动，稳定后液面高度差为h，右侧开口端距轻活塞足够远，已知大气压强为p0，液体密度为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．左侧管内封闭气体压强为 B．若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，左侧液面会向上移动 C．若缓慢向下推动轻活塞，左侧液面上升，左侧管内封闭气体压强增大 D．若加热左侧管内封闭气体，右侧管内封闭气体的体积不变 【答案】ACD 【详解】A．右侧用一轻质活塞封住一段气体，则右侧密封气体的压强为，对左侧高为h的液柱进行分析，根据平衡条件有 解得，故A正确； B．若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，右侧气体压强一定，根据平衡条件可知，左侧密封气体压强仍然为 可知，若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，左侧液面不会移动，故B错误； C．若缓慢向下推动轻活塞，即轻活塞受到向下的推力作用，对轻活塞进行分析可知，右侧密封气体压强增大，则左侧液面上升，左侧气体体积减小，由于温度一定，根据玻意耳定律可知，左侧管内封闭气体压强增大，故C正确； D．若加热左侧管内封闭气体，由于右侧气体压强仍然为，其温度也不变，根据理想气体状态方程可知，右侧管内封闭气体的体积不变，故D正确。 故选ACD。 18．(24-25高二下·山东济宁·期末)下列说法正确的是（　　） A．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 B．把一枚钢针轻放在水面上不下沉，是由于水的浮力作用 C．石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布 D．给车胎打气时压缩气体比较费力，并不是由于气体分子间存在斥力的缘故 【答案】AD 【详解】A．若分子间距离从小于平衡位置增大到大于平衡位置，则分子力先表现为斥力后表现为引力，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小后增大，故A正确； B．把一枚钢针轻放在水面上不下沉，是因为液体表面张力的缘故，不是由于水的浮力作用，故B错误； C．石墨与金刚石的硬度差得多，是由于它们内部微粒的排列结构不同，石墨的层状结构决定了它的质地柔软，而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度，故C错误； D．给车胎打气时压缩气体比较费力，是由于气体压强越来越大，并不是由于气体分子间存在斥力的缘故，故D正确。 故选AD。 19．(24-25高二下·山东淄博·期末)某登山运动员在攀登珠峰的过程中,他裸露在外的手表表盘玻璃没有受到任何撞击却突然爆裂，此时气温为，爆裂前表内气体体积的变化可忽略不计。该手表出厂参数为∶时表内气体压强为，当内外压强差达到时表盘玻璃将爆裂。已知海平面大气压为，高度每上升，大气压强降低。热力学温度与摄氏温度的关系为，下列说法正确的是（　　） A．手表的表盘玻璃是向内爆裂 B．爆裂前瞬间表盘内的气体压强为 C．此时外界大气压强为 D．此时登山运动员所在的海拔高度为 【答案】BD 【详解】A．某登山运动员在攀登珠峰的过程中，气体的压强降低，所以表内气体压强大于表外压强，所以玻璃向外爆裂，故A错误； B．根据查理定律，初始温度 爆裂时温度 由 解得，故B正确； C．海拔升高导致大气压降低，外界大气压不可能高于海平面值，故C错误； D．外界大气压为，降低量为 每上升降低，对应高度，故D正确。 故选BD。 三、实验题 20．(24-25高二下·山东潍坊·期末)某同学利用图甲装置研究一定质量气体温度与压强的关系。他的操作步骤如下： ①将倒U形玻璃管A的一端通过橡胶软管C与直玻璃管B连接，在B管中注入适量的水银，另一端插入橡皮塞，再用橡皮塞塞住烧瓶口；保持B管竖直并调节B和软管高度，使A、B两管水银液面相平，并在A上标注此时水银面的位置； ②将温度传感器、数据采集器和计算机连接好，并将温度传感器探针插入烧瓶中； ③将烧瓶浸入热水中，待烧瓶中气体温度稳定后，保持B管竖直并再次调节B和软管高度，使A管水银液面仍处于位置，然后记录A、B两管水银液面高度差及烧瓶内气体温度； ④改变热水温度，重复操作步骤③，记录多组高度差及温度的数据，并绘制图像如图乙所示。 根据以上实验操作，进行分析： (1)烧瓶浸入热水中，烧瓶中气体温度稳定后，应将B和软管______（填“向上”或“向下”）调节，才能使A管水银液面仍处于位置； (2)图乙中的图像末端弯曲，原因可能是烧瓶______（填“进气”或“漏气”）； (3)已知图乙中图像直线段横轴截距为，水银密度为，重力加速度为，则大气压强为______。 【答案】(1)向上 (2)漏气 (3) 【详解】（1）将烧瓶浸入热水中，烧瓶中气体温度升高，压强增大，要使A管水银液面处于K位置，则应将B管向上调节。 （2）从图中可知图像末端A、B两管水银液面高度差减小，说明两管压强差减小，可能是因为漏气导致烧瓶中气体压强减小。 （3）根据A、B两管压强平衡，初状态有 末状态有 烧瓶中气体由等容变化得 联立可得 由图乙图线可得 解得大气压强为 四、解答题 21．(24-25高二下·山东威海·期末)如图所示，气缸由A、B两活塞分成三气室Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，气缸的左侧高度为H=49cm，右侧高度h=15cm，左右两侧均为长方体，且底面积相同，Ⅰ顶部有一气孔与大气相通，Ⅱ装有电热丝。初始时，气缸内气体的温度和环境温度相同，均为t1＝27℃，活塞A距离底部的高度为2h=30cm，活塞B刚好位于Ⅱ、Ⅲ的连接处。现用电热丝加热，Ⅱ中的气体温度缓慢升高，当温度升高Δt＝60℃时停止加热。然后用打气筒通过气孔向Ⅰ充入一定量的空气，使A活塞回到初始位置，此时Ⅱ中气体的温度t2＝117℃。外部环境、Ⅰ及Ⅲ的温度始终保持不变，不计活塞的重力和厚度，不计活塞和气缸间的摩擦，外界大气压为p0＝1.0×105Pa。求： (1)停止加热时，活塞A距离气缸底部的高度； (2)充气后，Ⅱ中气体的压强及Ⅱ、Ⅲ中气体的体积之比； (3)充入空气前后，Ⅰ中空气的密度之比。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）对Ⅱ中的气体，初始状态：压强 体积（为活塞横截面积） 温度 加热后状态：压强（因为活塞A上方与大气相通，Ⅱ中的气体压强始终等于大气压，做等压变化） 温度 设体积，根据盖-吕萨克定律，即 已知，，代入数据得，停止加热时，活塞A距离气缸底部的高度为。 （2）设充气后Ⅱ中气体的压强，Ⅱ中气体初始状态（加热后未充气时）：，， 设Ⅱ中气体充气后压强为，体积为， 根据理想气体状态方程 对Ⅲ中气体，始终做等温变化，初始压强，体积 充气后的压强，体积，根据玻意耳定律 且有 联立解得，， 则 （3）根据理想气体状态方程 密度 摩尔质量 联立可得 温度始终不变，则密度与压强成正比。充气前Ⅰ气体压强 充气后A平衡，Ⅰ气体压强 所以充入空气前后，Ⅰ中空气的密度之比 22．(24-25高二下·山东日照多校·期末)如图所示，有一个横截面积为的容器竖直放置，一隔板放在卡槽上将容器分隔为容积均为的上下两部分A、B，另有一体积的气筒分别通过单向进气阀k1、k2（k1只能向左打开，k2只能向右打开）与容器上下两部分连接，初始时两个阀门均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为。活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。已知隔板的质量为，气筒与容器之间的细管体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变，隔板不漏气，阀门与活塞密闭性良好，不计一切阻力，重力加速度为。，。求： (1)刚好完成第二次打气时A、B两部分气体的压强； (2)要使隔板与卡槽分离，至少完成打气的次数。 【答案】(1) (2)7 【详解】（1）活塞完成一次抽气后，对A部分气体，由玻意耳定律有 完成一次打气后，对B部分气体，由玻意耳定律有 完成第二次抽气时，由玻意耳定律得 联立解得 完成第二次打气后，由玻意耳定律得 联立解得 （2）设第n次抽气前容器A气体的压强为，抽气后的压强为，对A部分气体，由玻意耳定律有 完成n次抽气后，A气体的压强为 完成n次打气后，对A、B两部分气体整体由玻意耳定律得 解得 当隔板与卡槽恰好分离时有 联立解得 则要使隔板与卡槽分离，至少完成7次打气。 23．(24-25高二下·山东德州·期末)如图所示，深度为H、汽缸口有固定卡销的圆柱形汽缸，可以通过底部安装的电热丝加热来改变缸内的温度。先将温度为、压强未知的一定质量的理想气体，用活塞封闭在汽缸内。当汽缸竖直放置、活塞静止时，活塞距汽缸底部的距离为。现将汽缸缓慢翻转至水平放置，整个过程缸内气体温度恒为。已知活塞质量为、横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度为g，活塞及卡销厚度不计，电热丝体积可忽略，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。求： (1)汽缸缓慢翻转至水平放置时，缸内气体的压强； (2)保持汽缸竖直放置，使活塞到达汽缸口，可以采取以下措施： （Ⅰ）接通汽缸底部的电热丝给气体加热，活塞缓慢上升，其恰好上升至汽缸口时的温度； （Ⅱ）若保持汽缸温度不变，使整个装置向下做匀加速直线运动，加速度最小为多少。 【答案】(1) (2)（Ⅰ）；（Ⅱ） 【详解】（1）设开始时封闭气体的压强为，活塞质量为m。取活塞为研究对象，由平衡条件得                                               假设汽缸水平放置时，活塞可以到达汽缸口，全过程气体为等温变化                                                                                                     解得                                                                                                  由可知假设正确。汽缸缓慢翻转至水平放置时，缸内气体的压强为 。 （2）（Ⅰ）取汽缸内封闭气体为研究对象，由等压变化得                                                                                                           解得气体的温度                                                                                     （Ⅱ）整个装置向下以最小加速度做匀加速直线运动时，汽缸口卡销对活塞没有力的作用，由以上分析可知，活塞恰好在汽缸口时，汽缸内气体的压强为 取活塞为研究对象，由牛顿第二定律得                                                                                           解得汽缸向下做匀加速直线运动最小加速度为 24．(24-25高二下·山东菏泽·期末)如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑。一定质量的理想气体被质量为、横截面积为的活塞封闭在汽缸内，活塞到缸底部的距离，两处设有卡口，其间距，开始时活塞停在卡口上方处，缸内气体的压强为，温度为，现缓慢加热缸内气体直至活塞刚好到达AB处，之后保持气体温度不变，再用力缓慢推活塞使活塞回到初始位置。已知大气压强，重力加速度。 (1)求缸内气体最后的压强； (2)在图乙中定性画出整个过程的图线； (3)若最开始时保持气体温度不变，采用充气的方式使活塞刚好达到AB处，应充入大气的体积？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）活塞从直至刚好到达AB处过程，气体压强不变，对活塞受力分析可得 解得 活塞从到活塞刚好到达处，气体温度不变，由波意耳定律有 联立解得 （2）活塞未离开，气体做等容变化，压强增大；活塞从直至刚好到达AB处过程，气体压强不变、体积增大；活塞从直至活塞到达处，气体温度不变、压强增大，图像如下 （3）设冲入大气的体积为V，由波意耳定律有 联立解得 25．(24-25高二下·山东临沂·期末)将密闭文物储存柜内的空气部分抽出，然后充入惰性气体，制造柜内低压、低氧的环境，可以有效抑制氧化、虫害及微生物的滋生，是一种常见的文物保护技术。如图所示，某文物储存柜的容积为，文物放入时柜内压强为。关闭柜门后，通过抽气孔抽气，抽气筒的容积为，每次均抽出整筒空气。已知第一次抽气后柜内压强变为。不考虑抽气过程中气体温度的变化，储存柜内空气可看作理想气体。求： (1)柜内文物的体积； (2)要使储存柜内的压强小于，至少需要抽气几次； (3)当抽气10次时，储存柜内的压强。 【答案】(1) (2)3次 (3) 【详解】（1）第一次抽气过程，由玻意耳定律得 解得 （2）第二次抽气过程，由玻意耳定律得 解得 第三次抽气过程，由玻意耳定律得 解得 故要使压强小于至少要抽气3次 （3）由以上求解可得 所以抽气10次时，储存柜内的压强 26．(24-25高二下·山东济宁·期末)如图所示，为某汽车的一个空气悬挂系统的示意图，导热良好的气缸用面积为S的活塞封闭一定质量的空气，气缸通过阀门与气泵相连，此时阀门关闭。汽车空载时，该悬架所承受的车身（包括缸体等）质量为M，封闭气柱的长度为h；汽车装载货物后，封闭气柱的长度变为。已知大气压强为，重力加速度为g，活塞与气缸间无摩擦，连接管的体积不计，空气视为理想气体。 (1)求该悬架所承受的货物的质量m； (2)为了抬高车身，使气柱恢复至原来的长度，求需用气泵给气缸充入压强为p0的空气体积V。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气柱长度为时，压强为，由平衡条件可得 气柱长度为时，压强为，则 对封闭气柱，由玻意耳定律得 联立解得 （2）充入气体前后，由玻意耳定律 解得 27．(24-25高二下·山东泰安·期末)医疗呼吸机在临床医疗中正发挥着极其重要的作用，某型号呼吸机工作原理可简化为如图所示装置，竖直放置的绝热密闭容器，横截面积为，有一质量为的绝热隔板放在卡槽上，隔板与容器密封良好，将容器分隔为容积均为的上下两部分，另有一只气筒分别通过单向气阀与容器上下两部分连接，气筒内活塞和气筒与容器连接处的体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变。两部分气体初始时温度为，均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为大气压强，活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。活塞完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽未分离，此时容器上下两部分气体压强之比为，重力加速度为。 (1)求气筒的容积； (2)完成一次打气后，将关闭，容器保持密封状态，通过电热丝对B中气体缓慢加热，使绝热隔板缓慢向上移动，当A中气体变为时停止加热，求此时B气体的温度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设气筒的容积为，抽气后A中气体的压强变为，由于抽气、打气时气体温度保持不变，根据玻意耳定律可得抽气过程有 解得 同理设打气后B中气体的压强变为，则打气过程有 解得 由题意可知 解得气筒的容积为 同时可求出完成一次打气后A中气体的压强变为 B中气体的压强变为 （2）设当A中气体体积变为时，其压强为，则根据玻意耳定律可得 解得 设此时B中气体的压强为，对隔板进行受力分析，列平衡方程有 解得停止加热时B中气体的压强为 已知未加热时B中气体的压强为，体积为，温度为 停止加热时B中气体的体积为 设停止加热时其温度为，则对B中气体列理想气体状态方程有 解得停止加热时B中气体的温度为 28．(24-25高二下·山东东营·期末)如图所示是我们家庭常用的软木塞暖水瓶。在某次装入适量热水，水温87℃，盖上软木塞，瓶内气体和热水温度始终相同。将木塞视为圆柱形，木塞的横截面面积为，质量忽略不计，忽略木塞与内胆之间的摩擦及热胀冷缩的影响，若室温为27℃，暖水瓶和水的质量m=1.3kg，大气压强，暖水瓶中气体可视为理想气体，重力加速度。求： (1)若木塞气密性良好，经过一段时间后，捏住木塞上提，恰能提起暖水瓶，计算此时瓶内的水温； (2)若木塞气密性较差，当水温降到室温时，从外界进入瓶内的气体质量与原有气体质量的比值。 【答案】(1)51℃ (2) 【详解】（1）木塞气密性良好，气体做等容变化，由查理定律有 对整体，受力平衡得F=mg 对木塞有 其中 代入题中数据，解得 即此时瓶内温度 （2）木塞气密性较差，在气体降温过程中，做等压变化，设初始气体体积，温度，进入的气体体积为V，温度为T，对全部气体，由盖吕萨克定律有 解得进入瓶中的气体在室温下的体积为 瓶中原有气体在室温下的体积 从外界进入瓶内的气体质量与原有气体质量的比值 29．(24-25高二下·山东枣庄第八中学·期末)真空吸盘原理是通过抽气机抽气使吸盘内部的气压低于大气压，在大气压的作用下，吸盘就能吸附物体并进行搬运。若吸盘导热性能良好，容积为，抽气机一次抽出体积为V的气体。初始时吸盘内的气体与外界大气压强均为，抽气过程中环境温度保持不变，求： (1)第一次抽气后，吸盘内的气体压强； (2)第N次抽气后，吸盘内的气体压强。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体等温变化，第一次抽气有 解得 （2）气体等温变化，第N次抽气后，设吸盘内的气体压强，根据玻意耳定律第一次抽气有 第二次抽气有 第三次抽气有 同理，第N次抽气有 联立解得 30．(24-25高二下·山东滨州·期末)如图一长为顶部导热的汽缸竖直放置，气缸底部有一阀门处于关闭状态。光滑绝热的活塞将缸内的气体分成体积相等的两部分A和B，且密封良好，气体视为理想气体。初始时，A、B的温度与缸外环境温度相同均为，A气体的压强与缸外压强相同均为。轻弹簧处于原长，连于活塞和汽缸底部之间。已知弹簧的劲度系数，活塞横截面积为，活塞的质量，重力加速度大小为（忽略气缸、活塞厚度和弹簧体积）。 (1)若对B气体进行加热，使的体积变成原来的，求的压强和的温度； (2)若打开阀门对B抽气，使活塞下降了、温度下降了，求抽气前后B中气体的质量之比。 【答案】(1)， (2)3:2 【详解】（1）对A气体进行等温变化，则 解得 初始状态B的压强 对活塞受力分析可知 解得 对气体B由理想气体状态变化方程 解得 （2）对A内气体 解得 对活塞分析 解得 根据 可得抽气前后B中气体的物质的量之比为 同种气体的质量与物质的量成正比，即 31．(24-25高二下·山东淄博·期末)如图所示，某同学利用导热良好的空易拉罐制作了一款简易温度计：在两端开口的透明薄壁玻璃管中加入一小段油柱（长度忽略不计），将玻璃管插入易拉罐内并水平放置，接口处用热熔胶密封，这样就把一定质量的空气封闭在易拉罐中。已知玻璃管粗细均匀，横截面积，玻璃管露出易拉罐外的总长度，易拉罐的体积，当温度为时，油柱恰好位于玻璃管和易拉罐的接口处，大气压强保持不变，空气视为理想气体。热力学温度与摄氏温度的关系为，求∶ (1)该温度计能测量的最高温度（用摄氏温度表示）； (2)在外界气温由缓慢升至过程中罐内气体对油柱做的功。 【答案】(1)45℃ (2)0.4J 【详解】（1）当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T1，此时气体体积为V1，初状态T0=（273+27）K=300K，V0=100mL，末状态V1=（100+30×0.2）cm3=106cm3 根据气体等压变化，有 代入数据得，即tm=45℃ （2）根据气体等压变化，有 解得 罐内气体对油柱做的功 32．(24-25高二下·山东枣庄滕州第一中学·期末)小方同学用一个容积为50L、压强为的氦气罐给完全相同的气球充气，若充气后气球内气体压强为，则恰好可充190个气球。可认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度相同，忽略充气过程的漏气和气球内原有气体。已知地面附近空气温度为27℃、压强为、已知气球上升时体积达到7.5L时就会爆裂，离地高度每升高10m，气球内气体压强减小，上升过程中大气温度不变。求： (1)充气后每个气球的体积； (2)当气球发生爆裂时，气球离地面的高度h。 【答案】(1)5L (2)3500m 【详解】（1）设氦气罐的体积为，气球充气后的体积为，由玻意耳定律可得 解得 （2）设气球离地面高度为h，则对气球内气体 可得 地 城 考点03 热力学定律 一、单选题 1．(24-25高二下·山东潍坊·期末)一密闭房间里放置了一台电冰箱，为了使房间降温，有人把冰箱接通电源，打开冰箱门，让冰箱的“冷气”进入房间。下列说法正确的是（　　） A．该操作会使房间内温度升高 B．该操作会使房间内温度降低 C．电冰箱的工作原理违背了能量守恒定律 D．电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律 【答案】A 【详解】A．电冰箱运行时，压缩机做功将热量从内部转移到外部（房间）。打开冰箱门后，冰箱需持续工作以维持低温，电能转化为热能，同时更多热量被释放到房间，导致房间总热量增加，温度升高，故A正确。 B．房间总热量增加，温度不会降低，故B错误。 C．冰箱转移热量并消耗电能，总能量守恒，未违背能量守恒定律，故C错误。 D．冰箱通过外界做功实现热量从低温到高温的转移，符合热力学第二定律，故D错误。 故选A。 2．(24-25高二下·山东德州·期末)茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。如图所示，向茶杯中倒入热水，盖上杯盖茶水漫过杯盖，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低。关于泡茶中的物理现象，下列说法正确的是（　　） A．泡茶时，热水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子运动的速率越大 B．水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是因为茶叶中的色素分子在水中扩散 C．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯盖与杯子间的分子力变大 D．温度降低，杯内气体分子单位时间撞击单位面积器壁的平均作用力变小，气体从外界吸热 【答案】B 【详解】A．温度越高，分子的平均动能越大，但不是每个分子的动能都越大，故A错误； B．扩散现象是分子的无规则运动，水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是因为茶叶中的色素分子在水中扩散，故B正确； C．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯内气体做等容变化，根据查理定律可知，温度降低，气体压强减小，外界大气压大于杯内气体压强，产生向下的压力差，而不是因为杯盖与杯子间的分子引力作用，故C错误； D．温度降低，根据理想气体状态方程和气体压强的微观解释，气体分子的平均动能减小，撞击单位面积器壁的平均作用力变小；同时，理想气体温度降低，内能减小（ΔU<0），体积不变（W=0），根据热力学第一定律W+Q=ΔU，可得Q<0，即气体对外界放热，故D错误。 故选B。 3．(24-25高二下·山东泰安·期末)一定质量的理想气体从状态a开始经绝热过程到状态b，图像如图所示。则（　　） A．a→b过程为等温过程 B．气体在状态a时比在状态b时的温度高 C．气体在状态a时单位时间内撞击在器壁单位面积上的分子数比在状态b时少 D．在状态a时气体分子对器壁单位面积的平均作用力比在状态b时小 【答案】B 【详解】AB．a→b过程为绝热过程，由a到b气体膨胀对外做功。由热力学第一定律可得，温度降低，故A错误，B正确； CD．由a到b的过程中，体积变大，分子数密度变小，温度降低，分子平均动能减小，因此气体压强变小，气体在状态b时单位时间内撞击在器壁单位面积上的分子数比在状态a时少，在状态a时气体分子对器壁单位面积的平均作用力比在状态b时大。故CD错误。 故选B。 4．(24-25高二下·山东日照多校·期末)一定质量的理想气体以状态先经过绝热膨胀到状态，再经过等容变化到状态，最后经过等压过程恢复到了状态，其图像如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．过程，气体的温度升高 B．过程，气体吸收的热量等于内能的增加量 C．过程，外界对气体做的功等于气体放出的热量 D．在该循环过程中，气体吸收的热量大于放出的热量 【答案】B 【详解】A．过程，为绝热膨胀，即，气体体积变大，外界对气体做负功，即，根据热力学第一定律可知气体的内能变小，温度降低，故A错误； B．过程，为等容变化，则，根据可知压强增大，温度升高，内能增大，即，根据热力学第一定律可知气体吸收的热量等于内能的增加量，故B正确； C．过程，为等压变化，体积减小，外界对气体做正功，即，根据可知体积减小，温度变小，内能变小，即，根据可知外界对气体做的功小于气体放出的热量，故C错误； D．由于过程压强大于过程压强，所以循环过程围成面积为外界对气体做的功，即，而整个过程，根据热力学第一定律可知，即气体吸收的热量小于放出的热量，故D错误。 故选B。 5．(24-25高二下·山东德州·期末)利用所学知识，对于下面四副图片及相应的描述，下列说法正确的是（　　） A．图甲是王亚平太空授课中的液桥实验，在太空失重环境下，液体表面不存在表面张力 B．图乙中制作防水衣时用右管材料的防水效果更好 C．图丙实验现象说明薄板材料一定是非晶体 D．图丁中饮水小鸭“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，小鸭不停地点头“喝”水，此现象违背了能量守恒定律 【答案】B 【详解】A．图甲中，在太空失重环境下，液体表面存在表面张力，使液体表面趋向最小面积，故A错误； B．图乙中，可知左管材料能被水浸润，右管材料不能被水浸润，则制作防水衣时用右管材料的防水效果更好，故B正确； C．圆形融化区域表明薄板在‌导热性能上呈各向同性，但具有各向同性导热性质的不仅是非晶体，还包括‌多晶体，故C错误； D．“饮水小鸭”实际上是通过蒸发和冷凝的物理过程来工作的，虽然看似不需要外界能量，但实际上它依赖于环境中的温度变化和水的蒸发，不违背能量守恒定律，故D错误。 故选B。 6．(24-25高二下·山东临沂·期末)下列说法正确的是（　　） A．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动 B．分子势能随分子间距增大而减小 C．单晶体和多晶体都表现为各向异性，非晶体则表现为各向同性 D．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 【答案】D 【详解】A．布朗运动是花粉颗粒受到液体分子无规则撞击产生的运动，反映的是液体分子的无规则运动，而非花粉分子本身的运动，故A错误； B．分子势能随分子间距的变化并非单调。当分子间距从小于平衡距离r0增大到r0时，分子势能减小；当间距从r0继续增大时，分子势能反而增大。选项B未说明具体范围，表述片面，故B错误； C．单晶体具有各向异性，但多晶体由大量随机排列的小晶粒组成，宏观表现为各向同性；非晶体也表现为各向同性，故C错误； D．第二类永动机不违背能量守恒定律（热力学第一定律），但违背了热力学第二定律（无法从单一热源吸热全部转化为功而不引起其他变化），故D正确。 故选D。 7．(24-25高二下·山东济宁·期末)一定质量的理想气体的p—T图像如图所示。从a到b过程中，下列说法正确的是（　　） A．内能增大 B．气体一定吸收热量 C．气体对外界做正功 D．气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数增多 【答案】C 【详解】A．从a到b过程中，温度降低，则气体内能减小，故A错误； C．根据理想气体状态方程有 变形得 可知，图像上，某点与原点连线的斜率表示，从a到b过程中，图像某点与原点连线的斜率逐渐减小，则气体体积逐渐增大，则气体对外界做正功，故C正确； B．结合上述，气体对外界做功，气体内能减小，根据热力学第一定律有 则有 即气体可能吸热、可能放热，还有可能没有热传递，故B错误； D．结合上述，温度降低，气体分子运动的平均速率减小，体积增大，气体分布密集程度减小，可知，气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减小，故D错误。 故选C。 8．(24-25高二下·山东东营·期末)一定质量的理想气体从状态a变化到状态c，其过程如p-T图像所示。在该过程中（　　） A．a到b过程中，气体体积不变 B．a到b过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功 C．b到c过程中，外界对气体做功 D．b到c过程中，气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 【答案】B 【详解】A．根据，因a点与坐标原点连线的斜率比b较大，可知a态体积较小，即a到b过程中，气体体积变大，选项A错误； B．a到b过程中，气体体积变大，气体对外做功，即W<0；气体温度升高，内能变大，即∆U>0，根据可知，气体从外界吸收的热量Q大于气体对外界做的功W，选项B正确； C．b到c过程中，气体温度不变，压强减小，则体积变大，气体对外界做功，选项C错误； D．b到c过程中，气体内能不变，则气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，选项D错误。 故选B。 9．(24-25高二下·山东淄博·期末)一定质量的理想气体从状态开始，经过，最后回到初始状态，各状态参量如图所示。下列说法正确的是（　　） A．状态的温度高于状态的温度 B．状态到状态气体的内能增大 C．过程气体对外做的功大于过程外界对气体做的功 D．气体在整个过程中从外界吸收热量 【答案】D 【详解】A．根据理想气体状态方程可得 结合图像解得，故A错误； B．同理B到C的过程中，则有 解得 即气体从B到C状态，气体的温度降低，内能减少，故B错误； C．根据p − V图像与横轴围成的面积表示做功大小，过程气体对外做的功 过程外界对气体做的功 可见过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功，故C错误； D．气体从A状态开始，经过A→B→C→D→A，最后回到初始状态A，由于气体的内能变化为0，气体整个过程对外做功，根据热力学第一定律可知，气体在整个过程中需要从外界吸收的热量，且其吸收的总热量等于气体对外界做的功，故D正确。 故选D。 10．(24-25高二下·山东枣庄滕州第一中学·期末)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．b→c过程，气体对外做功，内能增加 C．a→b→c→a过程，由于体积不变，气体对外做功等于外界对气体做功 D．a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 【答案】D 【详解】A．过程是等压过程，由图可知，气体体积变大，气体对外界做功，根据盖吕萨克定律可知，气体的温度升高，则气体内能增大，可知，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，故A错误； B．过程气体与外界无热量交换，即Qbc=0，又气体体积增加，对外做功，可知Wab<0，根据势力学第一定律，可知气体内能减小，故B错误； C．图像与坐标轴围成的面积表示做功，a→b→c与坐标轴围成的面积大于c→a与坐标轴围成的面积，可知气体对外做功，故a→b→c→a过程，由于体积不变，气体对外做功大于外界对气体做功，故C错误； D．a、c在同一条等温线上，过程，，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，故D正确。 故选D。 11．(24-25高二下·山东枣庄滕州第一中学·期末)下列说法正确的是（　　） A．布朗运动就是液体分子的无规则热运动 B．可以通过是否有固定熔点来判断是晶体或非晶体 C．分子间距离越大，分子势能也越大 D．由热力学第二定律可知，热量不能从低温物体传到高温物体 【答案】B 【详解】A．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，A错误； B．晶体（单晶体和多晶体）有固定熔点，非晶体没有，因此可通过是否有固定熔点判断物质是否为晶体，B正确； C．分子势能最小时，分子间距为平衡距离。当时，分子势能随距离增大而增大；但当时，分子势能随距离增大而减小。因此“距离越大，势能越大”不成立，C错误； D．热力学第二定律指出热量不能自发从低温传到高温，但通过外界做功（如制冷机）可实现，D错误。 故选B。 二、多选题 12．(24-25高二下·山东威海·期末)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再到状态C，最后回到状态A，其状态变化过程的图像如图所示。已知该气体在状态A时的体积为，下列说法正确的是（　　） A．状态B时气体的体积为 B．气体向外界放出热量 C．气体内能增加量小于从外界吸收的热量 D．气体从外界吸收的热量为120J 【答案】BCD 【详解】A．由图像可知，，，，气体从状态A变化到状态B为等温变化，根据玻意耳定律有 代入数据解得，故A错误； B．从状态A变化到状态B为等温变化，理想气体内能仅与温度有关，故内能的变化 由A选项可知从状态A变化到状态B气体的体积减小，外界对气体做功，所以 根据热力学第一定律 得 所以从状态A变化到状态B气体向外界放出热量，故B正确； C．气体从状态B变化到状态C压强不变，由盖·吕萨克定律有 解得 故，所以从状态B变化到状态C气体对外界做功，即 根据热力学第一定律 变形得 由于，，因此 所以气体从状态B变化到状态C气体内能增加量小于从外界吸收的热量，故C正确； D．气体从状态B变化到状态C再到状态A，整个过程温度与初始温度相同，故内能的变化 气体从状态B变化到状态C过程为等压膨胀，气体对外做功，则有 由图像可知气体从状态C变化到状态A过程的图像为过原点的倾斜直线，故该过程为等容变化过程，故 所以气体从状态B变化到状态C再到状态A整个过程的总功 根据热力学第一定律 变形得 即气体从状态B变化到状态C再到状态A，从外界吸收的热量为120J，故D正确。 故选BCD。 13．(24-25高二下·山东烟台·期末)卡诺热机是只有两个热源（一个高温热源和一个低温热源）的简单热机，其循环过程p-V图像如图所示，其中A→B和C→D为两个等温过程；B→C和D→A为两个绝热过程。若热机的工作物质为理想气体，高温热源温度为T，低温热源温度为0.8T。p-V图像中A、B、C、D各状态的参量如图所示，若热机在A→B过程从高温热源吸热为Q1；C→D过程热机向低温热源放出热量为Q2。下列说法正确的是（　　） A． B．气体在状态A的体积为 C．在B→C过程中，气体分子热运动的平均动能增大 D．该热机完成一次循环，外界对气体做功为Q1-Q2 【答案】AB 【详解】AD．A→B→C，气体体积增大，气体对外做功，功的大小等于图像与横轴所围的面积； C→D→A，气体体积减小，外界对气体做功，功的大小等于图像与横轴所围的面积； ABCD所围成的面积表示该热机完成一次循环气体对外界所做的功； 该热机完成一次循环，气体的温度不变，内能不变； 根据热力学第一定律，该热机完成一次循环吸收的热量Q1大于放出的热量Q2； 因此有 该热机完成一次循环，气体对外界做功为W=Q1-Q2 A正确，D错误； B．根据题意得， 根据理想气体状态方程得 解得，B正确； C．在B→C过程中，，，气体的温度降低，气体分子热运动的平均动能减小，C错误． 故选AB。 14．(24-25高二下·山东德州·期末)一定质量的某种理想气体经历的变化过程，其压强p与温度t的关系图像如图所示，其中与p轴平行，与平行，且的延长线与横轴交点的横坐标为，的延长线过原点。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体的内能增加，气体从外界吸热 B．过程，气体的内能不变，气体向外界放热 C．过程，气体的内能减小，气体向外界放热 D．整个变化过程，气体的内能不变，气体从外界吸热 【答案】AD 【详解】A．由理想气体状态方程有 令斜率为k，则有 解得 可知a→b过程为等容变化，W=0；a→b过程，温度升高，气体的内能增加，根据热力学第一定律，有 可知气体从外界吸热，故A正确； B．由上可知b→c过程，体积增大，气体对外界做功，气体温度不变，气体内能不变，根据热力学第一定律，有 可知气体从外界吸热，故B错误； C．由上可知c→d过程，气体的体积增大，气体对外界做功，随温度的降低，气体内能减小，根据热力学第一定律，有 可知气体从外界吸热也可能放热，故C错误； D．由图可知b→c→d过程，体积增大，气体对外界做功，d→a过程，体积减小，外界对气体做功，且气体对外界做功大于外界对气体做功，则W<0；整个变化过程，气体的内能不变，根据热力学第一定律，有 可知气体从外界吸热，故D正确。 故选AD。 15．(24-25高二下·山东德州·期末)利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图所示，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后原速率返回，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（　　） A．从A端流出的气体温度较高为热端 B．从B端流出的气体温度较高为热端 C．单位时间内B端流出气体的内能不一定大于A端流出气体的内能 D．该装置气体进出的过程违背了热力学第二定律 【答案】BC 【详解】AB. 依题意，中心部位为热运动速率较低的气体，与挡板相作用后反弹，从A端流出，而边缘部分热运动速率较高的气体从B端流出；同种气体分子平均热运动速率较大、其对应的温度也就较高，所以A端为冷端、B端为热端，故A错误，B正确； C．A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，则从A端流出的气体分子平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关；依题意，单位时间内B端流出气体的内能不一定大于A端流出气体的内能，故C正确； D．该装置将冷热不均气体进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非是自发进行的，没有违背热力学第二定律，故D错误。 故选BC。 16．(24-25高二下·山东菏泽·期末)奥托在1874年研制出具有体积小、重量轻、功率大等几个特点的四冲程发动机，这台四冲程发动机的工作原理被称之为奥托循环。该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　） A．状态a分子的平均动能大于状态c分子的平均动能 B．在过程中增加的内能在数值上等于cbfe所围的“面积” C．在一次循环过程中放出的热量小于吸收的热量 D．过程中增加的内能等于过程中减少的内能 【答案】ABC 【详解】A．理想气体分子平均动能由温度决定，根据理想气体状态方程 a到d是绝热过程，d到c是等容过程，c状态pV乘积小于a状态，则 所以状态a分子平均动能大于状态c分子平均动能，A正确； B．过程绝热， 根据热力学第一定律 在图像里，cbfe围成的“面积”数值上等于外界对气体做的功W，又因绝热时内能变化等于做功，所以增加的内能等于cbfe所围“面积”，B 正确； C．一次循环中，气体回到初始状态，内能变化 根据热力学第一定律 则 所以放出的热量小于吸收的热量，C正确； D．过程绝热压缩， 过程绝热膨胀， 循环中气体对外做功大于外界对气体做功，过程中增加的内能不等于过程中减少的内能，D错误。 故选ABC。 17．(24-25高二下·山东临沂·期末)气压式电脑升降桌通过汽缸的上下运动来支配桌子升降，其简易结构如图甲所示，可自由移动的汽缸与活塞之间封闭一定质量的理想气体，在气体从状态的过程中，封闭气体图像如图乙所示，其中BA和CD的延长线均经过原点，AD和BC均与横轴平行，下列说法中正确的是（　　） A．从A到的过程中，气体等温压缩，对外放热 B．从到的过程中，气体等压升温，对外放热 C．从到的过程中，气体内能不变 D．从到的过程中，气体分子数密度增大 【答案】AC 【详解】A．根据理想气体状态方程有 变形得 由于BA和CD的延长线均经过原点，则这两个过程温度均不变，内能不变，从A到的过程中，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体对外放热，故A正确； B．从到的过程中，气体压强一定，根据盖吕萨克定律可知，体积减小，则温度降低，外界对气体做功，气体内能减小，根据热力学第一定律可知，气体对外放热，故B错误； C．从到的过程中，结合上述可知，温度不变，则气体内能不变，故C正确； D．从到的过程中，体积增大，气体分子分布密集程度减小，则D错误。 故选AC。 18．(24-25高二下·山东泰安·期末)下列有关热现象的说法正确的是（　　） A．所有晶体都有固定的形状、固定的熔点和沸点 B．“压青苗”是用磙子压紧土壤，这是为了破坏土壤里的毛细管，保存地下水分 C．毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象，现象是否明显与液体种类和毛细管材料有关 D．第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律 【答案】CD 【详解】A．所有晶体都有固定的熔点和沸点，但多晶体在宏观上没有固定的形状，故A错误； B．“压青苗”是用磙子压紧土壤，是为了形成更多更细的毛细管，让地下水分沿毛细管上升，滋润青苗，故B错误； C．毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象，不同液体表面张力系数不同，不同材料对液体的浸润情况也不同，所以现象是否明显与液体种类和毛细管材料有关，故C正确； D．第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，故D正确。 故选 CD。 19．(24-25高二下·山东枣庄第八中学·期末)空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物的小家电。某型号空气炸锅简化模型，如图所示，绝热材料做成的内胆气密性良好，食物放入后内部封闭了一定质量的空气（可视为理想气体）。初始气体压强为，温度为，加热一段时间后气体温度升高到T，此过程中内胆与食物的体积均不变，气体吸收的热量为Q，下列说法正确的是（　　） A．升温后内胆中气体的压强为 B．升温过程中气体对外界做功 C．此过程内胆中气体的内能增加量小于Q D．此过程内胆中气体分子单位时间内撞击内壁的次数变少 【答案】AC 【详解】A．气体发生等容变化，根据查理定律可得 可得升温后内胆中气体的压强为，故A正确； BC．升温过程中，气体体积不变，做功为0；由于气体吸收的热量有一部分传递给食物，所以此过程内胆中气体的内能增加量小于Q，故B错误，C正确； D．此过程，内胆中气体体积不变，气体分子数密度不变，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，所以内胆中气体分子单位时间内撞击内壁的次数变多，故D错误。 故选AC。 20．(24-25高二下·山东滨州·期末)压燃式四冲程柴油发动机气缸内封闭的气体视为理想气体，整个过程遵循狄塞尔循环。该循环的p−V图像如图所示，其中a→b为绝热过程，外界对气体做功为W1；b→c为等压过程，从外界吸收热量为Q1，对外界做功为W2；c→d为绝热过程，气体对外界做功为W3；d→a为等容过程，向外界放出热量为Q2。下列说法正确的是（　　） A．a→b过程分子平均动能不变 B．b→c过程封闭气体内能的增加量为Q1−W2 C．Q1与Q2大小相等 D．a→b→c→d→a过程中图像围成的面积为Q1−Q2 【答案】BD 【详解】A．a→b为绝热过程，外界对气体做功为W1，根据热力学第一定律ΔU1=Q+W可知气体内能变大，分子平均动能变大，故A错误； B．根据热力学第一定律可得，b→c过程封闭气体内能的增加量为ΔU2=Q1−W2，故B正确； C．整个循环过程ΔU=0，根据热力学第一定律 其中， 可知 可得，故C错误； D．在p−V图像中，图像围成的面积表示气体对外做的净功为W2+W3−W1，根据C选项分析可知，故D正确。 故选BD。 三、解答题 21．(24-25高二下·山东烟台·期末)如图所示，导热性能良好、内部粗细均匀的封闭薄玻璃管水平放置，其左端带有可充气的阀门。开始时玻璃管处于温度为的环境中，内部左、右两端的空气柱及中间的水银柱的长度均为（未知），左、右两端的空气柱的压强均为。现将玻璃管在竖直面内绕其左端逆时针缓慢旋转至竖直，玻璃管旋转至竖直时其上端空气柱的长度，整个过程中两端空气柱未流通。 (1)求玻璃管的长度； (2)分析此过程中，玻璃管内左、右两端的空气柱吸、放热情况； (3)玻璃管旋转至竖直后固定，然后对玻璃管加热至并通过阀门充入适量的空气，最终使两端空气柱的长度均恢复到，已知两空气柱的温度始终相同，求充气前、后玻璃管内空气总质量的比值。 【答案】(1)54cm (2)见解析 (3) 【详解】（1）缓慢旋转至竖直过程中，以右端空气柱为研究对象，假设玻璃管的横截面积为，空气柱长度为， 以左端空气柱为研究对象，空气柱长度为：，， 联立代入数据求得 玻璃管的长度 （2）由热力学第一定律：，温度不变， 左端的空气柱体积减小，外界对它做功，向外界放热；右端的空气柱体积增大，它对外界做功，从外界吸热 （3）方法一：升温后，对右端（上端）空气柱整个过程 升温后左端（下端）空气柱的压强为 以原有左端（下端）空气柱为研究对象： 求得cm 充气前、后玻璃管内空气总质量的比值为 求得 方法二：（或用克拉伯龙方程求解）对左端（下端）空气柱前、后对比：， 求得 则充气前、后玻璃管内空气总质量的比值为 22．(24-25高二下·山东潍坊·期末)如图所示，将电阻丝置于一体积为的绝热容器中，容器与一水平放置粗细均匀的开口细管相通，细管内引入一小段横截面积为的油柱（长度可以忽略）将一定质量的理想气体封闭在容器中，初始时油柱处于细管最左端。闭合开关，电阻丝对气体加热一段时间后，断开开关，理想气体温度升高了，油柱在细管中向右移动的距离为。已知大气压强为，电阻丝产生的热量为。假设电阻丝产生的热量全部被容器内的气体吸收，求： (1)开关闭合前容器内气体的温度； (2)气体内能的改变量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据盖—吕萨克定律可得     解得 （2）根据热力学第一定律，知     气体对外做功     解得 23．(24-25高二下·山东济南·期末)如图所示，竖直放置在水平地面上的封闭容器由横截面积分别为S和2S的两个同轴圆筒形气缸连通而成，每个圆筒形气缸的高度均为2l，O点为中间连接处，容器的下底面B导热，侧面和上底面A及活塞均绝热。整个容器被通过长为2l的刚性轻质细杆连接的小活塞C和大活塞D分隔成三部分，上部分通过阀门K2抽成真空，中间部分打开阀门K1，保持与外界大气连通，下部分封闭压强为2p0的空气，使大活塞D与下底面B之间的距离为l，两活塞的厚度不计，两活塞与气缸内壁间的摩擦忽略不计。现对下部分空气缓慢加热，使大活塞D上升到两气缸的连接处O点，大活塞D与连接处O、小活塞C与上底面A恰好均无接触。已知大气压强为p0，外界温度为T0，重力加速度大小为g，所封闭空气可视为理想气体求， (1)两活塞的总质量； (2)大活塞D上升到连接处O点时，下部分空气的温度； (3)已知在大活塞D的初始位置上升到连接处O点的过程中，下部分空气吸收的热量为Q，求该过程中下部分空气增加的内能； (4)保持下部分空气加热后的温度不变，将阀门K1和K2用细管（未画出）连接，经过一段时间重新达到平衡，忽略细管内气体的体积，求此时大活塞D与气缸下底面B的距离。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）对两活塞整体受力分析可得 解得 （2）大活塞D上升到连接处O点的过程中下部气体的压强不变，对下部气体，由盖吕萨克定律可得 解得 （3）下部分气体对外所做的功 由热力学第一定律可得 解得 （4）K1和K2连接平衡后，考虑细管导热，上部分和中部分气体温度保持不变，对这两部分气体，由玻意耳定律可得 对下部分气体，由玻意耳定律可得 对两活塞整体受力分析可得 解得 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 热学 答案版 地 城 考点01 分子动理论 1．B 2．D 3．C 4．B 5．C 6．C 7．C 8．AC 9．AD 10．AC 地 城 考点02 气体、固体和液体 1．D 2．B 3．D 4．A 5．D 6．D 7．A 8．D 9．A 10．C 11．B 12．B 13．C 14．B 15．AD 16．BD 17．ACD 18．AD 19．BD 20．【答案】(1)向上 (2)漏气 (3) 21．【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）对Ⅱ中的气体，初始状态：压强 体积（为活塞横截面积） 温度 加热后状态：压强（因为活塞A上方与大气相通，Ⅱ中的气体压强始终等于大气压，做等压变化） 温度 设体积，根据盖-吕萨克定律，即 已知，，代入数据得，停止加热时，活塞A距离气缸底部的高度为。 （2）设充气后Ⅱ中气体的压强，Ⅱ中气体初始状态（加热后未充气时）：，， 设Ⅱ中气体充气后压强为，体积为， 根据理想气体状态方程 对Ⅲ中气体，始终做等温变化，初始压强，体积 充气后的压强，体积，根据玻意耳定律 且有 联立解得，， 则 （3）根据理想气体状态方程 密度 摩尔质量 联立可得 温度始终不变，则密度与压强成正比。充气前Ⅰ气体压强 充气后A平衡，Ⅰ气体压强 所以充入空气前后，Ⅰ中空气的密度之比 22．【答案】(1) (2)7 【详解】（1）活塞完成一次抽气后，对A部分气体，由玻意耳定律有 完成一次打气后，对B部分气体，由玻意耳定律有 完成第二次抽气时，由玻意耳定律得 联立解得 完成第二次打气后，由玻意耳定律得 联立解得 （2）设第n次抽气前容器A气体的压强为，抽气后的压强为，对A部分气体，由玻意耳定律有 完成n次抽气后，A气体的压强为 完成n次打气后，对A、B两部分气体整体由玻意耳定律得 解得 当隔板与卡槽恰好分离时有 联立解得 则要使隔板与卡槽分离，至少完成7次打气。 23．【答案】(1) (2)（Ⅰ）；（Ⅱ） 【详解】（1）设开始时封闭气体的压强为，活塞质量为m。取活塞为研究对象，由平衡条件得                                               假设汽缸水平放置时，活塞可以到达汽缸口，全过程气体为等温变化                                                                                                     解得                                                                                                  由可知假设正确。汽缸缓慢翻转至水平放置时，缸内气体的压强为 。 （2）（Ⅰ）取汽缸内封闭气体为研究对象，由等压变化得                                                                                                           解得气体的温度                                                                                     （Ⅱ）整个装置向下以最小加速度做匀加速直线运动时，汽缸口卡销对活塞没有力的作用，由以上分析可知，活塞恰好在汽缸口时，汽缸内气体的压强为 取活塞为研究对象，由牛顿第二定律得                                                                                           解得汽缸向下做匀加速直线运动最小加速度为 24．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）活塞从直至刚好到达AB处过程，气体压强不变，对活塞受力分析可得 解得 活塞从到活塞刚好到达处，气体温度不变，由波意耳定律有 联立解得 （2）活塞未离开，气体做等容变化，压强增大；活塞从直至刚好到达AB处过程，气体压强不变、体积增大；活塞从直至活塞到达处，气体温度不变、压强增大，图像如下 （3）设冲入大气的体积为V，由波意耳定律有 联立解得 25．【答案】(1) (2)3次 (3) 【详解】（1）第一次抽气过程，由玻意耳定律得 解得 （2）第二次抽气过程，由玻意耳定律得 解得 第三次抽气过程，由玻意耳定律得 解得 故要使压强小于至少要抽气3次 （3）由以上求解可得 所以抽气10次时，储存柜内的压强 26．【答案】(1) (2) 【详解】（1）气柱长度为时，压强为，由平衡条件可得 气柱长度为时，压强为，则 对封闭气柱，由玻意耳定律得 联立解得 （2）充入气体前后，由玻意耳定律 解得 27．【答案】(1) (2) 【详解】（1）设气筒的容积为，抽气后A中气体的压强变为，由于抽气、打气时气体温度保持不变，根据玻意耳定律可得抽气过程有 解得 同理设打气后B中气体的压强变为，则打气过程有 解得 由题意可知 解得气筒的容积为 同时可求出完成一次打气后A中气体的压强变为 B中气体的压强变为 （2）设当A中气体体积变为时，其压强为，则根据玻意耳定律可得 解得 设此时B中气体的压强为，对隔板进行受力分析，列平衡方程有 解得停止加热时B中气体的压强为 已知未加热时B中气体的压强为，体积为，温度为 停止加热时B中气体的体积为 设停止加热时其温度为，则对B中气体列理想气体状态方程有 解得停止加热时B中气体的温度为 28．【答案】(1)51℃ (2) 【详解】（1）木塞气密性良好，气体做等容变化，由查理定律有 对整体，受力平衡得F=mg 对木塞有 其中 代入题中数据，解得 即此时瓶内温度 （2）木塞气密性较差，在气体降温过程中，做等压变化，设初始气体体积，温度，进入的气体体积为V，温度为T，对全部气体，由盖吕萨克定律有 解得进入瓶中的气体在室温下的体积为 瓶中原有气体在室温下的体积 从外界进入瓶内的气体质量与原有气体质量的比值 29．【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体等温变化，第一次抽气有 解得 （2）气体等温变化，第N次抽气后，设吸盘内的气体压强，根据玻意耳定律第一次抽气有 第二次抽气有 第三次抽气有 同理，第N次抽气有 联立解得 30．【答案】(1)， (2)3:2 【详解】（1）对A气体进行等温变化，则 解得 初始状态B的压强 对活塞受力分析可知 解得 对气体B由理想气体状态变化方程 解得 （2）对A内气体 解得 对活塞分析 解得 根据 可得抽气前后B中气体的物质的量之比为 同种气体的质量与物质的量成正比，即 31．【答案】(1)45℃ (2)0.4J 【详解】（1）当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T1，此时气体体积为V1，初状态T0=（273+27）K=300K，V0=100mL，末状态V1=（100+30×0.2）cm3=106cm3 根据气体等压变化，有 代入数据得，即tm=45℃ （2）根据气体等压变化，有 解得 罐内气体对油柱做的功 32．【答案】(1)5L (2)3500m 【详解】（1）设氦气罐的体积为，气球充气后的体积为，由玻意耳定律可得 解得 （2）设气球离地面高度为h，则对气球内气体 可得 地 城 考点03 热力学定律 1．A 2．B 3．B 4．B 5．B 6．D 7．C 8．B 9．D 10．D 11．B 12．BCD 13．AB 14．AD 15．BC 16．ABC 17．AC 18．CD 19．AC 20．BD 21．【答案】(1)54cm (2)见解析 (3) 【详解】（1）缓慢旋转至竖直过程中，以右端空气柱为研究对象，假设玻璃管的横截面积为，空气柱长度为， 以左端空气柱为研究对象，空气柱长度为：，， 联立代入数据求得 玻璃管的长度 （2）由热力学第一定律：，温度不变， 左端的空气柱体积减小，外界对它做功，向外界放热；右端的空气柱体积增大，它对外界做功，从外界吸热 （3）方法一：升温后，对右端（上端）空气柱整个过程 升温后左端（下端）空气柱的压强为 以原有左端（下端）空气柱为研究对象： 求得cm 充气前、后玻璃管内空气总质量的比值为 求得 方法二：（或用克拉伯龙方程求解）对左端（下端）空气柱前、后对比：， 求得 则充气前、后玻璃管内空气总质量的比值为 22．【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据盖—吕萨克定律可得     解得 （2）根据热力学第一定律，知     气体对外做功     解得 23．【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）对两活塞整体受力分析可得 解得 （2）大活塞D上升到连接处O点的过程中下部气体的压强不变，对下部气体，由盖吕萨克定律可得 解得 （3）下部分气体对外所做的功 由热力学第一定律可得 解得 （4）K1和K2连接平衡后，考虑细管导热，上部分和中部分气体温度保持不变，对这两部分气体，由玻意耳定律可得 对下部分气体，由玻意耳定律可得 对两活塞整体受力分析可得 解得 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $