专题1.4 分子动理论 固体液体气体和热力学定律 知识清单-【鼎力期末】2025-2026学年高二下学期物理期末综合提升复习

专题1.4 分子动理论 固体液体气体和热力学定律知识清单 目录 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 考点1：固体液体气体分子大小估算 2 考点2：扩散现象与布朗运动 3 考点3：分子间的相互作用力和物体内能 4 考点4：固体和液体 5 考点5：气体状态变化的图像问题 6 考点6：气体实验定律在气缸类模型 6 考点7：气体实验定律在管类模型中的应用 7 考点8：气体实验定律在气联体模型中的应用 7 考点9：气体实验定律在变质量问题中的应用 7 考点10：热力学第一定律和热力学第二定律 7 【综合提升】 8 考点1：固体液体气体分子大小估算 1.已知固体和液体（气体不适用）的摩尔体积和一个分子的体积，则；反之亦可估算分子体积的大小。 2.已知物质（所有物质，无论液体、固体还是气体均适用）的摩尔质量和一个分子的质量，则；反之亦可估算分子的质量。 3.已知物体（无论固体、液体还是气体均适用）的体积和摩尔体积，则物体含有的分子数。其中是物体的密度，是物体的质量。 4.已知物体（无论液体、固体还是气体均适用）的质量和摩尔质量，则物体含有的分子数。 5.分子体积（一般适用于固体和液体），如果把分子简化成球体，可进一步求出分子的直径。 6.估算气体分子间的距离 气体分子间的间隙不能忽略，设想气体分子均匀分布，且每个气体分子平均占有的空间为一个小立方体，气体分子间的距离就等于小立方体的边长，如图所示。每个气体分子平均占有的空间体积 ,分子间的距离。 考点2：扩散现象与布朗运动 1.扩散现象的特点 （1）在气体、液体、固体中均能发生，而气体的扩散现象最明显。 （2）扩散快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，表明温度越高，分子运动越剧烈。 （3）从浓度高处向浓度低处扩散，且受“已进入对方”的分子浓度的限制，当进入对方的分子浓度较低时，扩散现象较为显著。 2.布朗运动的理解 （1）无规则性：悬浮微粒受到液体分子在各个方向上撞击的不平衡是形成布朗运动的原因。由于液体分子的运动是无规则的，使微粒受到较强撞击的方向也不确定，所以布朗运动是无规则的。 （2）影响因素 ①微粒越小，布朗运动越明显：悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击力越不平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗运动越明显。 ②温度越高，布朗运动越剧烈：温度越高，液体分子的运动（平均）速率越大，对悬浮微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越剧烈。 （3） 布朗运动的实质：布朗运动不是分子的运动，而是悬浮微粒的运动。布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性。布朗运动与温度有关，表明液体分子运动的剧烈程度与温度有关。 3.气体分子的速率分布：气体分子的速率呈“中间多、两头少”分布。 考点3：分子间的相互作用力和物体内能 1.分子间的作用力与分子间距离的关系。 ①当r<r0时，分子间的作用力F表现为斥力； ②当r＝r0时，分子间的作用力F为0，这个位置称为平衡位置； ③当r>r0时，分子间的作用力F表现为引力。 2.分子的平均动能 （1）温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义。温度升高，分子平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大。个别分子动能可能增大也可能减小，个别分子甚至几万个分子热运动的动能大小不受温度影响，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。 （2）只要温度相同，任何分子的平均动能都相同。由于不同物质的分子质量不一定相同，所以同一温度下，不同物质分子运动的平均速率一般不相同。 3.分子势能与分子间距离的关系 分子间距离 ，增大 ，减小 分子力 等于零 表现为引力 表现为斥力 分子力做功 — 分子力做负功 分子力做负功 分子势能 最小 随分子间距离的增大而增大 随分子间距离的减小而增大 4.分子势能曲线 分子势能曲线如图所示， 5.内能的决定因素 （1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的物质的量、温度和体积三个因素决定。 （2）从微观上看：物体的内能由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子势能三个因素决定。 考点4：固体和液体 1.单晶体、多晶体及非晶体的异同 分类 微观结构 宏观表现 外形 物理性质 晶体 单晶体 组成晶体的物质微粒（原子、分子、离子）在空间按一定规则排列——空间点阵 几何形状天然、有规则 某些物理性质各向异性 有确定的熔点 多晶体 由无数的晶体微粒（小晶粒）无规则排列组成 无天然、规则的几何外形 各向同性 非晶体 内部物质微粒是无规律排列的 没有一定的熔化温度 2.液体表面张力的成因分析 (1)分子间距离的特点：由于蒸发现象，液体表面层分子比内部分子分布得稀疏。 (2）分子力的特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力。 (3)液体表面的特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜 3.表面张力及其作用 (1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小。而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形）。 (2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。 4.毛细现象的产生原因 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为液体表面张力的作用，液体会受到向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，此时管内液面呈凸形，因为表面张力的作用，液体会受到向下的作用力，因而管内液面比管外低。 考点5：气体状态变化的图像问题 1．一定质量的气体不同图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 p­V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p­ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p­T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V­T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 [注意]　上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV＝nRT确定各个常量“C”的意义。 2．气体状态变化图像的分析方法 (1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；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。 (2)明确图像斜率的物理意义：在V­T图像(p­T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 (3)明确图像面积的物理意义：在p­V图像中，p­V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。 考点6：气体实验定律在气缸类模型 解决汽缸类问题的一般思路： 1.弄清题意，确定研究对象。一般研究对象分两类：一类是热学研究对象(一定质量的理想气体)；另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。 2.分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律或理想气体状态方程列出方程；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程。 3.注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系、体积关系等，列出辅助方程。 4.多个方程联立求解。对求解的结果注意分析它们的合理性。 考点7：气体实验定律在管类模型中的应用 解答管类问题，关键是液柱封闭气体压强的计算，求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程，要注意： 1.液体因重力产生的压强大小为p＝ρgh(其中h为至液面的竖直高度)； 2.不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力； 3.有时可直接应用连通器原理——连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相等； 4.当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”等，使计算过程简捷。 考点8：气体实验定律在气联体模型中的应用 处理气联体模型的技巧： 1.分析“两团气”初状态和末状态的压强关系。 2.分析“两团气”的体积及其变化关系。 3.分析“两团气”状态参量的变化特点，选取合适的实验定律列方程。 考点9：气体实验定律在变质量问题中的应用 在充气、抽气、灌气时，将充进（放出）的气体和容器内的原有气体为研究对象时，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。 考点10：热力学第一定律和热力学第二定律 1.对热力学第一定律的理解 (1)做功和热传递在改变系统内能上是等效的。 (2)做功过程是系统与外界之间的其他形式能量与内能的相互转化。 (3)热传递过程是系统与外界之间内能的转移。 2．热力学第一定律的三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。 (2)若过程中不做功，则W＝0，Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。 (3)若过程的始、末状态物体的内能不变，则W＋Q＝0，即物体吸收的热量全部用来对外做功，或外界对物体做的功等于物体放出的热量。 3．公式ΔU＝W＋Q中符号法则的理解 物理量 W Q ΔU ＋ 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 － 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少 4.热力学第二定律的含义 (1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。 (2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等。在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程。 1．容积相同的甲、乙两个容器中，装有质量相等的氧气，两容器内的温度分别为与，氧气分子的速率分布情况如图所示。下列说法正确的是（   ） A．甲容器内的温度为，乙容器内的温度为 B．甲容器中氧气分子的平均速率比乙容器的小 C．单位时间内，甲容器中氧气分子与单位面积器壁碰撞的次数比乙容器多 D．甲容器中气体的压强比乙容器大 【答案】B 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均速率越大，速率分布曲线的峰值会向速率更大的方向移动，且曲线更 “矮胖”。从图中可以看出，乙的峰值位置更靠右，所以乙容器内的温度为100℃，甲容器内的温度为0℃。故A错误。 B．甲容器温度低，氧气分子的平均动能小，平均速率也小，所以甲容器中氧气分子的平均速率比乙容器的小，B正确。 C．甲容器中氧气的密度等于乙容器中氧气的密度，由于乙容器中氧气分子平均速率大，可知甲容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数小于乙容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数，故C错误。 D．甲、乙容器分子数密度相同，乙容器温度高，分子平均动能大，且乙容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数大于甲容器中氧气分子单位时间内撞击容器壁单位面积的次数，所以乙容器中气体的压强大。故D错误。 故选B。 2．钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。已知钻石的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为。认为组成钻石的碳原子是一个紧挨着一个的小球，下列判断正确的是（　　） A．碳原子是不可再分的最小单元 B．用高倍光学显微镜能够直接看到碳原子 C．碳原子的直径可表示为 D．质量为m的钻石中所含有的原子数 【答案】C 【详解】A．钻石是由碳原子构成的原子晶体，其基本结构单元为碳原子。原子可再分为原子核和电子等粒子，A错误。 B．光学显微镜的分辨率受限于光的波长（约200nm），而分子直径约为0.1-1nm，远小于分辨率极限，故无法直接观察，B错误。 C．每个碳原子占据的体积为 在球形模型下，球的体积 联立得，C正确。 D．质量为m的钻石的摩尔数为，分子数为，D错误。 故选C。 3．如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能Ep为0，这一分子（　　） A．在x0处所受分子力为0 B．从x1处向左移动，分子力一直增大 C．从x1处向右移动，分子力一直增大 D．在x2处由静止释放可运动到x0处 【答案】B 【详解】A．在x0处所受分子力不为0，在x1处分子势能最小，所受分子力为0，A错误； B．图像斜率绝对值表示分子力，从x1处向左移动图像斜率绝对值增大可知，分子力一直增大，B正确； C．从x1处向右移动，斜率先增大后减小可知分子力先增大后减小，C错误； D．在x2处分子势能小于零，在x0处分子势能为零，由能量守恒定律可知，在x2处由静止释放不能运动到x0处，D错误。 故选Ｂ。 4．小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末颗粒的运动。他把某一颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到一条颗粒位置连线，如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．连线就是颗粒的运动轨迹，说明颗粒的运动是不规则的 B．颗粒沿着笔直的折线运动，说明水分子的运动是规则的 C．颗粒的这种运动不能发生在固体中 D．当温度降到0℃时（还未结冰），颗粒的这种运动将会停止 【答案】C 【详解】AB．连线不是实际运动轨迹，故选项AB错误； C．颗粒的运动是布朗运动，只能在气体和液体中发生，不能发生在固体中，选项C正确； D．布朗运动是分子无规则运动撞击引起的，分子的无规则运动永不停息，所以布朗运动永不停息，选项D错误。 故选C。 5．研究表明，分子间的作用力与分子间距离的关系如图所示。则（　　） A．液体表面层分子间距离略小于 B．分子间距离增大时，分子间引力增大，斥力减小 C．分子间距离时，分子势能最小 D．将两分子从相距处由静止释放，分子间距离从到的过程中分子势能减小 【答案】D 【详解】A．由于时，分子力为0，则可知，而液体表面分子间表现为引力，可知分子距离略大于，故液体表面层分子间距离略大于，故A错误； B．分子间距离增大时，分子间引力、斥力都减小，故B错误； C．分子间距离时分子力表现为引力，则分子间距从无穷远到r1时分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小；分子间距离时分子力表现为斥力，则分子间距从r1减小时分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增加，可知当，即时，分子势能最小，故C错误； D．分子间距离时，即，分子力表现为引力，从到分子引力做正功，分子势能减小，D正确。 故选D。 6．2025年3月，中国科学院物理研究所研制出二维金属材料（单原子层金属）。科研人员将金属铋在280℃的高温下熔化，之后通过范德华挤压技术给金属施压，经数小时冷却后就得到了二维金属，则金属铋在（　　） A．熔化的过程中，分子热运动的平均动能一直增加 B．熔化的过程中，温度不变但内能增加 C．温度升高时，每个分子的动能均增大 D．冷却后，所有分子都停止热运动 【答案】B 【详解】A．晶体熔化时温度保持不变，分子热运动的平均动能由温度决定，故分子热运动的平均动能不变，故A错误； B．晶体熔化时温度保持不变，分子热运动的平均动能不变，晶体熔化过程需吸热，则分子势能增大，可知，内能增加，故B正确； C．温度升高时分子平均动能增大，但个别分子动能可能减小，故C错误； D．分子热运动永不停息，冷却后分子仍会运动，故D错误。 故选B。 7．图为重庆市某日天气预报情况，根据图中所给信息，分析并判断下列说法正确的是（    ） A．空气中直径为2.5微米的颗粒物在做热运动 B．从09：00到12：00，空气中速率较大的分子占比呈增加趋势 C．若夜间温度骤降，水蒸气液化为露珠的过程中分子间距增大 D．若夜间温度骤降，水蒸气液化为露珠的过程中分子内能不变 【答案】B 【详解】A．热运动是指物质中分子的无规则运动，颗粒物不属于分子，故A错误； B．从到，气温升高，分子平均速率变大，空气中速率较大的分子占比呈增加趋势，故B正确； C．若夜间温度骤降，水蒸气液化为露珠的过程中，液体分子距离小于气体分子距离，分子间距减小，故C错误； D．若夜间温度骤降，水蒸气液化为露珠的过程中放热，分子内能减小，故D错误。 故选B。 8．下列关于固体和液体性质的说法正确的是（　　） A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点 B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力 C．非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性 D．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分 【答案】D 【详解】A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点。故A错误； B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为引力。故B错误； C．非晶体的物理性质具有各向同性，晶体中的单晶体的物理性质是各向异性，而晶体中的多晶体的物理性质是各向同性。C错误。 D．农民把地面的土壤锄松，就是为了破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分。故D正确。 故选D。 9．下列说法中正确的是（    ） A．晶体的各种物理性质均为各向同性 B．在一定温度下，大量气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律 C．分子间的距离存在某一值，当时，分子间的斥力为零，分子间作用力表现为引力；当时，分子间引力为零，分子间作用力表现为斥力 D．布朗运动是花粉分子的无规则运动 【答案】B 【详解】A．多晶体的各种物理性质为各向同性，但晶体的某些物理性质为各向异性，故A错误； B．任一温度下，气体分子的速率分布呈现“中间多、两头少”的规律，故B正确； C．分子间的距离存在某一值，当时，分子间引力大于斥力，分子间作用力表现为引力；当时，分子间斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力，故C错误； D．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，反映了水分子的无规则运动，故D错误。 故选B。 10．如图所示，烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面某点，熔化的蜂蜡呈椭圆形．则下列说法中正确的是（　　） A．针尖接触的是云母片背面的P点 B．云母片沿OP、OQ两个方向的导热性能相同 C．云母片内部沿x、y方向单位长度内的分子数相同 D．云母片内部沿某一方向单位长度内的分子数不同 【答案】B 【详解】用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，是由于云母片具有各向异性的原因，说明云母片是晶体； A．针尖接触的是云母片背面的O点，故A错误； B．云母片沿OP、OQ两个方向的导热性能相同，故B正确； C．云母片内部沿x、y方向单位长度内的分子数不同，故C错误； D．云母片内部沿某一方向单位长度内的分子数可能相同，故D错误； 故选B。 11．石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷——压电效应。如图所示，石英晶体上下表面间的压电效应与对应侧面间的不同。则对于石英晶体下列说法正确的是（     ） A．石英晶体是各向同性的 B．石英晶体没有固定的熔点 C．可制成测定压力大小的传感器 D．石英玻璃是多晶体 【答案】C 【详解】因为石英晶体上下表面间的压电效应与对应侧面间的不同，所以具有各向异性，属于单晶体，有一定的熔点，可以利用它的压电效应制成压力传感器测定压力的大小，故C正确，ABD错误。 故选C。 12．晓强同学为了研究晶体和非晶体的性质，用炙热的针尖放在表面涂有蜡的两块不同材料制成的薄板上，蜡熔化后形成的图案如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．甲熔化时一定没有固定的熔点 B．乙熔化时一定有固定的熔点 C．构成乙的微粒空间无规则排列 D．乙材料的所有分子均静止不动 【答案】B 【详解】A．蜡熔化时，材料甲各向同性，则甲可能是非晶体也可能是多晶体，因此甲可能有固定的熔点，故A错误； BC．蜡熔化时，材料乙各向异性，则乙一定是单晶体，具有固定的熔点、具有规则几何外形，且微粒在空间的排列一定是规则的，故B正确，C错误； D．由分子的热运动可知，分子在永不停息地做无规则运动，所以乙材料的分子在永不停息地做无规则运动，故D错误。 故选B。 13．2021年12月9日，在“天宫课堂”中“太空教师”王亚平往水球中注入一个气泡，气泡静止在水中，如图所示，此时（　　） A．气泡内气体在界面处对水产生压强 B．气泡内分子热运动比水球外气体分子热运动更剧烈 C．水球外表面的水分子比水球内的水分子密集 D．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力 【答案】A 【详解】A．气体的压强是因为气体分子的无规则运动对气壁的撞击产生的，气泡内气体分子不断碰撞界面处的水，会在界面处对水产生压强，故A正确； B．气泡内外温度一样，气泡内分子热运动与水球外气体分子热运动一样剧烈，故B错误； C．水球外表面的水分子比水球内水分子间的距离大，因此水球外表面的水分子比水球内的水分子稀疏，故C错误； D．水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间的作用力表现为引力，故D错误。 故选A。 14．如图甲所示，王亚平在“天宫课堂”中，将中间粘有水球的两块透明板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图乙。下列说法中正确的是（　　） A．“水桥”表面层分子间的作用力方向与透明板平行 B．“水桥”表面层水分子间的相互作用力对应的是图乙中的B位置 C．两板拉开的过程，“水桥”液体内部水分子之间的相互作用力表现为引力 D．两板拉开的过程，“水桥”液体表面层水分子之间的相互作用力表现为引力 【答案】D 【详解】A．液体的表面张力产生在液体表面层，其使液面收缩，所以其与透明板相垂直，故A错误； B．两板拉开，则分子间的距离增加，所以“水桥”表面层分子间的距离大于，而图中的B位置分子间距离为，所以其对应的不是图乙中的B位置，故B错误； C．两板拉开的过程，“水桥”液体内部水分子之间的相互作用力既不表现为引力，也不表现为斥力，故C错误； D．两板拉开的过程，“水桥”液体表面层水分子之间的相互作用力表现为引力，故D正确。 故选D。 15．2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课航天员进行太空科普授课，航天员们在空间站进行一场“乒乓球友谊赛”，使用普通球拍时，水球被粘在球拍上；而使用毛巾加工成的球拍，水球不仅没有被吸收，反而弹开了．下列描述不正确的是（    ） A．水球形成球形是因为水具有表面张力 B．水球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的 C．毛巾的表面布满了疏水的微线毛，对于水是不浸润的 D．用毛巾加工成的球拍打水球的力大于水球对球拍的力使水球弹开 【答案】D 【详解】A．在完全失重的状态下，因为水具有表面张力的作用从而使得水球形成球形，故A正确； B．水球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的，故B正确； C．毛巾的表面布满了疏水的微线毛，是因为其对于水是不浸润的，故C正确； D．根据牛顿第三定律可知，用毛巾加工成的球拍打水球的力等于水球对球拍的力，故D错误。 由于本题选择错误的，故选D。 16．在测温装置的槽内分别放入水银和水，液面出现如图所示现象，下列说法正确的是（　　）    A．水不浸润玻璃 B．水银浸润玻璃 C．玻璃分子对附着层内水分子的吸引力大于水内部分子之间吸引力 D．玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力大于水银内部分子之间吸引力 【答案】C 【详解】水浸润玻璃，水银不浸润玻璃，浸润与否关键看附着层的分子间距与液体分子间距比较，如果附着层中的分子密度大（原因是容器壁对液体分子的吸引力大于液体分子对液体分子的吸引力），则表现为附着层中的分子作用力表现为斥力，使得液面张开，表现为浸润现象，反之相同分析，可以如图所示理解。 故选C。    17．根据浸润液体在毛细管内上升到表面张力向上的拉引作用跟升高的液柱重力相等时为止的道理，可以推知液柱上升的高度（　　） A．只跟液体性质有关 B．只跟液体密度有关 C．只跟液体密度和毛细管内径有关 D．跟液体密度、毛细管内径和液体的性质都有关 【答案】D 【详解】毛细现象（又称毛细管作用）是指液体在细管状物体内侧，由于内聚力与附着力的差异、克服地心引力而上升的现象，毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外，毛细管插入不浸润液体中，管内液体下降，低于管外的现象；跟液体密度、毛细管内径和液体的性质都有关。 故选D。 18．液晶能够显示数码和图像，其原因是（   ） A．液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下，其分子排列发生变化，改变了液晶的光学性质 B．有的液晶在电压的作用下能由透明状态变浑浊，可用来显示文字和数码 C．有的液晶可以随温度的变化而改变颜色 D．有的液晶既可以探测温度又可以显示数码 【答案】B 【详解】B．液晶能够显示数码和图像，主要原因是在电压的作用下能由透明状态变浑浊，B正确； ACD．液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下，其分子排列发生变化，液晶的光学性质发生变化，有的液晶可以随温度的变化而改变颜色，可以用来探测温度又可以显示数码，但这些不是液晶显示数码和图像的原因，ACD错误。 故选B。 19．一定质量的理想气体经历了如图所示的、、、四个过程，其中的延长线通过坐标原点，气体a、b、c、d四个状态的压强与温度的关系如图所示，则（　　） A．气体在过程中体积增大 B．气体在过程中内能减小 C．气体在过程和过程中内能变化量绝对值相等 D．气体在过程中吸收的热量大于内能变化量 【答案】C 【详解】A．根据理想气体状态方程有 变形得 则过程中，图像上某点与原点连线的斜率能够间接表示体积的倒数，从c到d，图像上某点与原点连线的斜率逐渐增大，则气体在过程中体积逐渐减小，故A错误； B．气体在过程中，温度不变，则气体内能不变，故B错误； C．气体在过程温度变化量的绝对值等于过程温度变化量的绝对值，则气体在过程和过程中内能变化量绝对值相等，故C正确； D．气体在过程中，由于的延长线通过坐标原点，根据查理定律可知，气体体积不变，气体与外界不做功，温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体在过程中吸收的热量等于内能变化量，故D错误。 故选C。 20．往复式内燃机利用狄塞尔循环来工作，该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的一个狄塞尔循环，则该气体（　　） A．在状态c和d时的内能可能相等 B．a→b过程中，外界对其做的功大于其增加内能 C．b→c过程中，单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了 D．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量 【答案】C 【详解】A．从c到d为绝热过程Q=0，体积变大，气体对外做功W<0，根据∆U=W+Q可知，∆U<0，内能减小，即在状态c和d时的内能不相等，A错误； B．a→b过程中为绝热过程Q=0，气体体积减小，外界对气体做正功W>0，根据∆U=W+Q可知，外界对其做的功等于其增加内能，B错误； C．b→c过程中，压强不变，体积变大，气体分子数密度减小，温度升高，气体分子平均速率变大，则单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了，C正确； D．在一次循环过程中气体内能不变，由图像的面积等于气体做功可知，整个过程中气体对外做功，则根据∆U=W+Q可知气体吸热，即气体吸收的热量大于放出的热量，D错误。 故选C。 21．一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，其中的延长线经过原点，是等温过程，状态的压强为，下列说法正确的是（　　） A．状态的压强大于 B．状态的压强为 C．过程中，外界对气体做的功等于气体释放的热量 D．过程中，气体分子单位时间内撞击单位面积器壁的次数变多 【答案】D 【详解】A．的延长线经过原点，知是等压过程，，故A错误； B．由图可知，过程中，由理想气体状态方程，有 解得，故B错误； C．过程中，温度不变，则内能不变，气体对外做功，由热力学第一定律可知，外界对气体做的功等于气体吸收的热量，故C错误； D．过程中，温度降低，分子平均动能减小，又压强逐渐增加，则气体分子单位时间内撞击单位面积器壁的次数变多，故D正确。 故选D 。 22．如图，小朋友去游池前给泳圈充气至105kpa，体积为V。游泳完闲置一段时间后，由于气嘴处漏气，泳圈内外压强相同，求泳圈内漏出的空气质量与原有空气质量的比值为（设环境温度为27 ℃，大气压强为101kpa，漏气过程泳圈体积近似认为不变）（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据玻意耳定律可得 解得 则泳圈内漏出的空气质量与原有空气质量的比值为 故选A。 23．如图所示，中国空间站“天和”核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为p0，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门B。已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的。若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】第一次抽气相当于气体的体积由V变为V+ΔV，且 气体温度不变，根据玻意耳定律得 解得 同理可得，第二次抽气后有 解得 故选D。 24．下列说法中，能够发生且不违背热力学定律的是（　　） A．打开冰箱门让电冰箱工作，冰箱里的冷空气不断地释放到密闭的房间内可以降低房间的温度 B．随着技术的发展，可以利用降低海水温度放出的热量来发电，解决能源短缺的问题 C．机械能可以通过做功全部转化为内能而不引起其他的变化，内能可以通过做功全部转化为机械能而不引起其他的变化 D．对蒸汽机不断革新，可以把蒸汽的内能尽可能多地转化成机械能 【答案】D 【详解】A．冰箱运行时，电能转化为热能和冰箱内热量释放到房间，总热量增加，房间温度升高，A错误； B．根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，利用降低海水温度放出热量发电，不能解决能源短缺问题（因为要消耗其他能量维持低温等），从单一热源（海水）吸热全部转化为功违背热力学第二定律，B错误； C．机械能可通过做功全部转化为内能（如摩擦生热），但根据热力学第二定律，内能不能自发地全部转化为机械能而不引起其他变化，C错误； D．对蒸汽机革新，可提高能量转化效率，把蒸汽内能尽可能多地转化为机械能，不违背热力学定律，D正确。 故选D。 25．“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。如图所示，小罐倒扣在身体上后，在罐中气体逐渐冷却的过程中，罐中气体质量和体积均可视为不变。若罐中气体视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．罐中气体的压强不变 B．罐中气体对外做正功 C．罐中气体的平均动能减小 D．罐中单位体积内气体分子数增大 【答案】C 【详解】A．根据理想气体状态方程可知，气体逐渐冷却的过程中，气体温度降低，体积不变，则压强减小，故A错误； B．冷却过程中气体体积不变，气体不对外做功，故B错误； C．冷却后分子平均速率减小，则罐中气体的平均动能减小，故C正确； D．冷却后罐内气体质量和体积都不变，可知单位体积的气体分子数不变，故D错误。 故选C。 26．关于热力学定律的说法正确的是（　　） A．第二类永动机设计思想违背了能量守恒定律 B．热力学第二定律认为，低温物体的热量不可能传到高温物体 C．热力学第一定律实际上是内能与其他形式能量发生转化时的能量守恒定律 D．热平衡定律是指做功和热传递在改变物体内能时是等效的 【答案】C 【详解】A．第二类永动机违背热力学第二定律，但不违反能量守恒定律，故A错误； B．热力学第二定律认为，热量不可能自发的从低温物体传到高温物体，但可以通过额外做功达到，故B错误； C．热力学第一定律实际上是内能与其他形式能量发生转化时的能量守恒定律，揭示了热力学第一定律与能量守恒定律之间的关系，故C正确； D．热平衡定律是指温度相等的两个热力学系统之间不发生热传递，故D错误。 故选C。 27．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回时所使用的气密性装置，其原理图如图所示，座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空．航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡．假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，则（　　） A．气体体积膨胀，对外做功，内能减小 B．B中气体可自发地全部退回到A中 C．在自由膨胀过程中，所有气体分子的运动方向相同 D．气体分子单位时间内与A舱壁单位面积上的碰撞次数将减少 【答案】D 【详解】AC．气体自由膨胀，所有气体分子的运动方向并不相同，气体没有对外做功，同时由于整个系统与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，内能不变，故AC错误； B．一切与热有关的宏观过程均具有方向性，故B中气体不可能自发地全部退回到A中，故B错误； D．因为内能不变，故温度不变，分子平均动能不变，气闸舱B内为真空，所以气体的密集程度减小，可知气体分子单位时间内与A舱壁单位面积的碰撞次数将减少，故D正确。 故选D。 28．一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比。某密闭容器内的理想气体自状态A变化至状态B，再变化至状态C，其变化过程的p-V图像如图中的实线所示，已知这些气体在状态A时的内能为U0，下列说法正确的是（　　） A．自状态A至状态B，气体的温度不变 B．气体在状态B时的内能为3U0 C．自状态A至状态B，气体吸收的热量为8U0+4p0V0 D．自状态A至状态B，再至状态C，气体吸收的热量比放出的热量多2U0 【答案】C 【详解】A．由图像可知自状态A至状态B，p、V的乘积增大，根据 可知气体的温度升高，故A错误； BC．自状态A至状态B，图像为过原点的一条直线，根据几何知识可知状态B的体积为3V0，气体对外界做功为 根据理想气体状态方程有 解得 根据题意可知气体在状态B时的内能为9U0，气体内能变化量为 根据热力学第一定律有 解得 故B错误，C正确； D．从B状态到C状态，外界对气体做功 根据理想气体状态方程有 解得 根据题意可知气体在状态C时的内能为3U0，气体内能变化量为 根据热力学第一定律有 解得 B状态到C状态气体放出热量，则自状态A至状态B，再至状态C，气体吸收的热量和放出的热量的差值为 故D错误。 故选C。 29．一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。下列判断正确的是（　　） A．气体在过程中做等温变化 B．气体在过程中内能增加 C．气体在过程和过程对外界做的功相等 D．气体在一次循环过程中会向外界放出热量 【答案】C 【详解】A．气体在过程中因pV乘积变大，可知温度升高，选项A错误； B．气体在过程中因pV乘积变小，可知温度降低，内能减小，选项B错误； C．在p-V图像中，图像与坐标轴围成的面积等于气体对外做功，可知气体在过程和过程对外界做的功相等，选项C正确； D．气体在一次循环过程中从a到b再到c过程对外做功，从c到a过程外界对气体做功，整个过程中气体对外做功，且内能不变，则气体会从外界吸收热量，选项D错误。 故选C。 30．如图所示的p-t图像，描述的是一定质量的理想气体经历的四段状态变化过程，其中da延长线与横轴的交点为-273.15℃，ba延长线过原点，bc和cd分别平行于横轴和纵轴。则以下说法正确的是（　　）    A．从a到b，压强的增大只是由温度的升高引起的 B．从b到c，气体对外界放出热量 C．从c到d，气体对外界放出热量 D．从d到a，气体减少的内能等于气体对外界放出的热量 【答案】D 【详解】A．从a到b，气体温度升高，压强增大，但是气体的体积也变化，所以压强的增大不只是由温度的升高引起的，故A错误； B．从b到c，气体压强不变，温度升高，气体内能增大，体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故B错误； C．从c到d，气体温度不变，压强减小，体积增大，内能不变，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故C错误； D．从d到a，气体体积不变，压强减小，温度降低，根据热力学第一定律可知，气体减少的内能等于气体对外界放出的热量，故D正确。 故选D。 31．刘同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验。 （1）该同学先取1.0mL的油酸注入1000mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到1000mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。然后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，滴了50滴时量筒恰好达到1.0mL．则一滴溶液中含有纯油酸的体积为______mL。 （2）接着该同学在边长约为50cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细痱子粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴油酸酒精溶液，待水面上的油酸膜尽可能铺开且稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状。 （3）将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有65个，大于半格的有15个，小于半格的有20个。则计算油酸分子直径时油膜的面积为______，油酸分子的直径约为______m。（结果均保留两位有效数字） （4）该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，关于出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是______。 A．油酸未完全散开 B．油酸溶液的浓度低于实际值 C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格 【答案】 80 A 【详解】[1]的溶液中油酸浓度为 故1滴溶液中油酸的体积为 [2]方格边长为1.0cm，即每个方格的面积为，完整的方格有65个，大于半格的有15个，小于半格的有20个，不足半格的舍掉，超过半格不足一格的算一格，故轮廓中有小方格80个，故油膜的面积为 [3] 油酸分子的直径 [4]A．根据，油酸未完全散开，油膜面积测量偏小，直径测量偏大，故A正确； B．根据，油酸溶液的浓度低于实际值，1滴溶液中油酸的体积就偏小，故直径测量偏小，故B错误； C．根据，计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格，油膜面积偏大，直径测量偏小，故C错误。 故选A。 32．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往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将玻璃板平放在坐标纸上，已知小方格的边长为1cm，计算出油酸分子直径的大小； ④将1mL的油酸溶于酒精，制成103mL的油酸酒精溶液；用注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，测得80滴为1mL； 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。 请回答下列问题： (1)上述步骤中，正确的顺序是_______；（填写步骤前面的数字） (2)估算油酸分子的直径为________m；（结果保留2位有效数字） (3)若80滴油酸酒精溶液的体积略小于1mL，则油酸分子直径的测量值__________。（填“偏大”或“偏小”） 【答案】(1)④①②⑤③ (2)9.6×10−10/9.5×10−10/9.7×10−10 (3)偏大 【详解】（1）“用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→准备水槽，撒上痱子粉①→形成油膜②→描绘油膜边缘⑤→测量油膜面积，计算分子直径③，故正确的顺序为④①②⑤③。 （2）每滴油酸酒精溶液中含油酸的体积 油酸膜的面积 油酸分子的直径 （3）若80滴油酸酒精溶液的体积略小于1mL，则每滴溶液体积的测量值偏大，故直径的测量值偏大。 33．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。 34．“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。 (1)下列说法正确的是（    ） A．各实验小组实验时被封闭气体的质量和温度必须相同 B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C．在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D．处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 (2)实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因是（    ） A．实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高 B．实验时迅速推动活塞 C．注射器没有保持水平 D．推动活塞过程中有气体泄漏 (3)某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图线、在横轴上截距之比为，则与密闭气体质量之比为______。 (4)两条图像都不过坐标原点，图中表示______的体积。 【答案】(1)D (2)AB (3) (4)压强传感器与注射器之间的气体 【详解】（1）A．本探究实验采用的方法是控制变量法，所以要保持实验过程中被封闭气体的质量和温度不变，而不是各实验小组实验时被封闭气体的质量和温度必须相同，故A错误； B．由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，故B错误； C．涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，故C错误； D．当与成反比时，图像是一条过原点的直线，而图像是双曲线，则图像比图像更直观，故D正确。 故选D。 （2）由图像的特点可知，压缩气体过程中与的乘积增大，所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器，导致温度升高；或实验时迅速推动活塞，没有使气体有充分的时间与外界进行热交换，导致温度升高。 故选AB。 （3）对于理想气体状态方程 当气体的质量越大时，物质的量越大，常数越大。根据 由于气体的温度不变，可知图像中图线的斜率正比于气体质量，则设在横轴上的截距为，则在横轴上的截距为，则 （4）由图可知体积读数值比实际值大，根据 为定值，则 如果实验操作规范正确，则代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。 35．如图所示，某种拔罐器和它的结构原理图，真空罐的内部体积为，抽气筒活塞每次从抽气筒底部开始抽气，每次抽出气体体积，抽气前罐内气压等于外界大气压，拔罐过程中，真空罐底部不漏气，忽略抽气筒与真空罐连接部分的体积。求： (1)某次拔罐只抽了两次，若忽略罐内体积和温度的变化，则罐内的压强变为多少？ (2)某次拔罐抽取多次，罐内气体压强变为，体积变为，忽略温度变化，则抽出气体质量与罐内原来气体质量的比值K是多少？ (3)接（2）问，抽完气后，随着时间的推移，罐内气体的温度受体温影响从17摄氏度升高到27摄氏度，忽略体积变化，则压强变为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据等温变化有， 解得 （2）罐内气体压强变为，根据波义耳定律有 解得 则 可知 （3）罐内气体的温度受体温影响从升高到，忽略体积变化，气体发生等容变化，则有 解得 36．一个水平放置的导热性能良好的汽缸如图甲所示，横截面积为S的光滑活塞将汽缸分割成A、B两部分，其中A和B两部分封闭空气的压强均为p0，活塞到汽缸左、右两底面的距离分别为L和2L。现通过阀门缓慢向A中充入空气，关闭阀门，最终活塞恰好静止在汽缸的正中间位置，已知重力加速度为g。 (1)求充入空气后活塞静止时A部分气体的压强。 (2)如图乙所示，将A中充入空气稳定后的汽缸竖直立起，稳定后活塞到上底面的距离为2L，求活塞的质量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设充入空气后活塞静止时，A部分空气的压强为pA1，B部分空气的压强为pB1，B部分空气发生等温变化，有 其中 解得 （2）设活塞质量为m，将汽缸竖直立起，稳定后A部分空气的压强为pA2，B部分空气的压强为pB2，A部分空气发生等温变化，有 对活塞进行受力分析可得 B部分空气发生等温变化，有 联立，解得活塞的质量 37．如图所示，上端开口、下端封闭的足够长光滑气缸（右侧带有足够长且上端开口的细玻璃管）竖直固定在调温装置内。气缸导热性能良好，用活塞封闭一定质量理想气体。现用调温装置对封闭气体缓慢加热，T1=300K时，活塞刚开始向上运动且细玻璃管内水面与气缸内水面的高度差h=1m，此时缸内气体的体积V1=2×10⁻3m3；继续缓慢加热至温度T2=330K，活塞移动至某一位置后静止不动；保持温度不变，锁定活塞，再缓慢地从细玻璃管中抽出部分水直至细玻璃管内的水面与缸内的水面相平，达到最终状态。已知从T1到最终状态，气体吸收的热量为Q=116.6J；从T2到最终状态，气体对外做功为W1=19.4J，大气压强p0=1×105pa，水的密度ρ=1×103kg/m3。求： (1)气体在最终状态时的体积； (2)从T1到最终状态气体内能的变化量。 【答案】(1)2.42×10-3m3 (2) 【详解】（1）从到最终状态，根据理想气体状态方程 其中，， 解得 （2）从缓慢加热至，气体状态变化为等压变化 气体对外做功为 解得 根据热力学第一定律 解得 38．一端封闭、粗细均匀、导热性能良好且足够长的玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口向上，倾角倾斜放置，稳定时被封闭的空气柱长，大气压强始终为，环境的热力学温度，取重力加速度大小，不计水银与玻璃管壁间的摩擦力。 (1)缓慢转动玻璃管，当玻璃管竖直且开口向上时，求管内空气柱的长度； (2)缓慢转动玻璃管，并缓慢改变管内气体的温度，当玻璃管竖直且开口向下时，管内空气柱的长度仍为，求管内气体的热力学温度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意可知，初始时封闭气体的压强为 当玻璃管竖直且开口向上时，封闭气体的压强为 设玻璃管的横截面积为，根据玻意耳定律可得 解得 （2）当玻璃管竖直且开口向下时，封闭气体的压强为 由题意可知，封闭气体的体积不变，根据查理定律可得 代入数据，解得 39．如图所示，一个质量为m的“T”形活塞在气缸内封闭一定量的理想气体，活塞体积可忽略不计，距气缸底部处连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为，活塞距离气缸底部为，两边水银柱存在高度差。已知水银密度为，大气压强为，气缸横截面积为S，活塞竖直部分高为，重力加速度为g，求： (1)通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平； (2)从开始至两水银面恰好相平的过程中，若气体放出的热量为Q，求气体内能的变化量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）初态时，对活塞受力分析，则气体压强 体积，温度 要使两边水银面相平，气缸内气体的压强 此时活塞下端一定与气缸底接触，有 设此时温度为，由理想气体状态方程有 解得。 （2）从开始至活塞竖直部分恰与气缸底接触，气体压强不变，外界对气体做功 之后气体发生等容变化，对外做的功为0，从开始至两水银面相平的过程中，由热力学第一定律，解得。 40．某充气式座椅简化模型如图所示，导热良好的两个气缸C、D通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种理想气体A、B，活塞通过轻弹簧相连，静置在水平面上。已知两个气缸C、D的质量均为M（气缸壁的厚度不计），初始环境温度为T0，封闭气体的初始高度均为L，轻弹簧的劲度系数为k、原长为L0，大气压强为p0，重力加速度为g，活塞的横截面积均为S，活塞的质量和厚度不计，弹簧形变始终在弹性限度内，活塞始终未脱离气缸，不计活塞与气缸之间的摩擦。 (1)若环境温度缓慢降至0.8T0，求稳定后活塞a离水平面的高度； (2)若环境温度缓慢升至1.2T0，A、B气体总内能增加ΔU，求A气体从外界吸收的热量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）降温前a离水平面的高度为 对活塞、分别有， 则 对汽缸C分析有 解得 可知环境温度缓慢下降，气缸中气体压强不变，则AB部分气体发生均是等压变化，弹簧压缩量不变，则有 稳定后活塞a离水平面的高度 联立解得 （2）若环境温度缓慢升至，AB部分气体发生均是等压变化，弹簧压缩量不变，则有 解得 根据热力学第一定律有 此过程气体体积增大，则 解得 41．如图所示是一个形状不规则的密闭绝热容器，在容器上竖直插入一根两端开口、横截面积为且足够长的玻璃管，玻璃管下端与容器内部连接且不漏气，玻璃管内有一个轻质绝热活塞，其底端恰好位于容器口处。初始时，容器内气体温度，压强等于大气压强。现采用两种方式加热容器内气体至温度，方式一：活塞用插销固定住，电阻丝加热，完成加热时气体吸收了的热量；方式二：拔掉插销，电阻丝缓慢加热气体，完成加热时活塞上升了。容器和玻璃管内的气体可视为理想气体，不计摩擦，忽略电热丝的体积。求： (1)用方式一完成加热后，容器内气体的压强 (2)容器的体积 (3)用方式二加热时，容器内气体吸收的热量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）方式一加热过程中，气体做等容变化，根据查理定律可得 代入数据解得 （2）方式二中，气体发生了等压过程，根据盖-吕萨克定律可得 解得 （3）方式一加热过程中，气体内能变化量 方式二加热过程中，对外做功 气体内能变化量 解得 42．某同学想借助如图所示的装置来测量一块氧化钙的体积和密度，在水平放置的导热性良好的圆柱形汽缸内用质量为的活塞密封一部分气体（可视为理想气体），活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。缸内放有一块形状不规则的化学药品氧化钙，初始稳定时气柱的长度为L；先顺时针缓慢旋转汽缸到开口竖直向上，稳定后气柱长度为0.8L。环境温度保持不变，大气压强恒为p0，重力加速度大小为g，氧化钙与气缸不粘黏。 (1)求氧化钙的体积V； (2)再次顺时针缓慢旋转汽缸到开口竖直向下，稳定后，气柱长度为1.8L，求氧化钙的密度ρ。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）初态到开口向上稳定，根据玻意耳定律有 根据平衡条件可得 联立解得 （2）开始到开口向下稳定，设氧化钙质量为m，则， 解得 所以氧化钙的密度 43．如图所示，粗细均匀、长为150cm的玻璃管开口向上竖直放置，管内有长度为的水银柱，封闭着长度为的空气柱，已知大气压强，封闭空气的初始温度为，已知热力学温度T与摄氏温度t的关系式为。将封闭空气视为理想气体。 (1)若缓慢升高封闭空气的温度，使水银柱上表面刚好到达玻璃管顶端，求此封闭空气的摄氏温度t； (2)若保持封闭空气温度为27°C不变，将玻璃管缓慢顺时针转动90°至水平放置，求稳定后管内封闭空气柱的长度（保留一位小数）。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）假设玻璃管的横截面积为S，管长为 L，气体初始初态，， 气体末末态，， 可知，气体压强一定，根据盖吕萨克定律有 解得 （2）气体初始初态，， 气体末状态，， 气体温度一定，根据玻意耳定律有 解得 由于 可知 44．汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力。如图所示，刹车助力装置简化如下：左容器（助力气室）和右容器（抽气气室）两个容器用细管相连，K1、K2为单向阀门，只可按图示方向开启。开始时活塞在右容器的最左边，活塞向右拉时K2闭合K1打开，直至右容器的体积等于左容器的体积V0。活塞向左压时K1闭合K2开启，将右容器中气体排入大气中。重复这两个过程，使左容器内气体质量不断减小。已知左容器初始压强为p0，外界压强为p0。假设抽气过程中，拉动活塞足够慢，每次可视为等温变化，温度保持不变。求： (1)第1次抽气后左容器内气体压强p1； (2)第n次抽气后左容器内气体压强pn； (3)第n次抽气后，左容器抽出气体的质量和左容器剩余气体的质量之比m抽:m余。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）第1次抽气后左容器内气体压强 解得 （2）根据，第n次抽气后左容器内气体压强 （3）设左容器内气体的初始质量为m。 第1次抽气：， 第2次抽气：， 第3次抽气：， …… 第n次抽气：， 第n次抽气后，左容器抽出气体的质量 第n次抽气后，左容器剩余气体的质量 解得 45．如图所示，水平对置发动机的活塞对称分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动，发动机安装在汽车的中心线上，两侧活塞产生的影响相互抵消，可使车辆行驶更加平稳，同时节约能源、减少噪声。右图为左侧汽缸（圆柱形）简化示意图。某次工厂测试某绝热汽缸的耐压性能，活塞横截面积为S，汽缸长度4L，右端开口处固定两挡片，开始时活塞底部到缸底的距离为L，内部密封一定质量的理想气体，气体温度为27℃。已知大气压强为p0，活塞右侧与连杆相连，与大气相通，连杆对活塞始终有水平向左的恒定推力F=2p0S。现缓慢给气体加热后，活塞向右滑动，不计汽缸底部和活塞的厚度，不计一切摩擦。求： (1)当活塞底部距离缸底L时，气体的压强p1 (2)气体温度达到1227℃时，气体的压强p2 (3)在第（2）问条件下，如果此过程中气体吸收的热量为Q，求此过程中气体内能的增加量 【答案】(1)(2)(3) 【详解】（1）对活塞根据平衡条件得 解得 （2）加热升温过程始终是等压变化，根据盖−吕萨克定律，有 解得 活塞提前与汽缸右侧挡板接触。 根据理想气体状态方程得 解得 （3）气体对外做功为 气体内能的增加量 46．图甲是某汽车空气悬挂的结构图，图乙为其简化原理图。竖直的导热性良好的汽缸底部高度固定，活塞通过支撑连杆撑起汽车，高压储气罐通过气阀能够对气室进行充、放气，从而调节汽车底盘（活塞）的高度。若活塞横截面积为S=1.0×10⁻3m²，活塞外气压恒为p0=1.0×10⁵Pa，车辆空载时每个活塞平均负载（作用在活塞上的压力）为F=5.0×10³N，外界气温t=27℃时，汽缸内气体的体积为V0=1.2×10⁻⁴m³，忽略活塞重力及活塞与汽缸之间的摩擦。 (1)若维持空载，求当外界气温下降至时汽缸内气体的体积； (2)若温度不变，气阀关闭，增加载重，使得每个活塞平均负载均增加20%，求汽车底盘下降高度。 【答案】(1) (2)0.02m 【详解】（1）空载时既气缸内气体压强不变，根据盖吕萨克定律有 其中， 解得 （2）气缸内气体初状态压强 末状态压强 根据玻意耳定律有 解得 则汽车底盘下降高度。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题1.4 分子动理论 固体液体气体和热力学定律知识清单 目录 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 考点1：固体液体气体分子大小估算 2 考点2：扩散现象与布朗运动 3 考点3：分子间的相互作用力和物体内能 4 考点4：固体和液体 5 考点5：气体状态变化的图像问题 6 考点6：气体实验定律在气缸类模型 6 考点7：气体实验定律在管类模型中的应用 7 考点8：气体实验定律在气联体模型中的应用 7 考点9：气体实验定律在变质量问题中的应用 7 考点10：热力学第一定律和热力学第二定律 7 【综合提升】 8 考点1：固体液体气体分子大小估算 1.已知固体和液体（气体不适用）的摩尔体积和一个分子的体积，则；反之亦可估算分子体积的大小。 2.已知物质（所有物质，无论液体、固体还是气体均适用）的摩尔质量和一个分子的质量，则；反之亦可估算分子的质量。 3.已知物体（无论固体、液体还是气体均适用）的体积和摩尔体积，则物体含有的分子数。其中是物体的密度，是物体的质量。 4.已知物体（无论液体、固体还是气体均适用）的质量和摩尔质量，则物体含有的分子数。 5.分子体积（一般适用于固体和液体），如果把分子简化成球体，可进一步求出分子的直径。 6.估算气体分子间的距离 气体分子间的间隙不能忽略，设想气体分子均匀分布，且每个气体分子平均占有的空间为一个小立方体，气体分子间的距离就等于小立方体的边长，如图所示。每个气体分子平均占有的空间体积 ,分子间的距离。 考点2：扩散现象与布朗运动 1.扩散现象的特点 （1）在气体、液体、固体中均能发生，而气体的扩散现象最明显。 （2）扩散快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，表明温度越高，分子运动越剧烈。 （3）从浓度高处向浓度低处扩散，且受“已进入对方”的分子浓度的限制，当进入对方的分子浓度较低时，扩散现象较为显著。 2.布朗运动的理解 （1）无规则性：悬浮微粒受到液体分子在各个方向上撞击的不平衡是形成布朗运动的原因。由于液体分子的运动是无规则的，使微粒受到较强撞击的方向也不确定，所以布朗运动是无规则的。 （2）影响因素 ①微粒越小，布朗运动越明显：悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击力越不平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗运动越明显。 ②温度越高，布朗运动越剧烈：温度越高，液体分子的运动（平均）速率越大，对悬浮微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越剧烈。 （3） 布朗运动的实质：布朗运动不是分子的运动，而是悬浮微粒的运动。布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性。布朗运动与温度有关，表明液体分子运动的剧烈程度与温度有关。 3.气体分子的速率分布：气体分子的速率呈“中间多、两头少”分布。 考点3：分子间的相互作用力和物体内能 1.分子间的作用力与分子间距离的关系。 ①当r<r0时，分子间的作用力F表现为斥力； ②当r＝r0时，分子间的作用力F为0，这个位置称为平衡位置； ③当r>r0时，分子间的作用力F表现为引力。 2.分子的平均动能 （1）温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义。温度升高，分子平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大。个别分子动能可能增大也可能减小，个别分子甚至几万个分子热运动的动能大小不受温度影响，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。 （2）只要温度相同，任何分子的平均动能都相同。由于不同物质的分子质量不一定相同，所以同一温度下，不同物质分子运动的平均速率一般不相同。 3.分子势能与分子间距离的关系 分子间距离 ，增大 ，减小 分子力 等于零 表现为引力 表现为斥力 分子力做功 — 分子力做负功 分子力做负功 分子势能 最小 随分子间距离的增大而增大 随分子间距离的减小而增大 4.分子势能曲线 分子势能曲线如图所示， 5.内能的决定因素 （1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的物质的量、温度和体积三个因素决定。 （2）从微观上看：物体的内能由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子势能三个因素决定。 考点4：固体和液体 1.单晶体、多晶体及非晶体的异同 分类 微观结构 宏观表现 外形 物理性质 晶体 单晶体 组成晶体的物质微粒（原子、分子、离子）在空间按一定规则排列——空间点阵 几何形状天然、有规则 某些物理性质各向异性 有确定的熔点 多晶体 由无数的晶体微粒（小晶粒）无规则排列组成 无天然、规则的几何外形 各向同性 非晶体 内部物质微粒是无规律排列的 没有一定的熔化温度 2.液体表面张力的成因分析 (1)分子间距离的特点：由于蒸发现象，液体表面层分子比内部分子分布得稀疏。 (2）分子力的特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力。 (3)液体表面的特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜 3.表面张力及其作用 (1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小。而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形）。 (2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。 4.毛细现象的产生原因 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为液体表面张力的作用，液体会受到向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，此时管内液面呈凸形，因为表面张力的作用，液体会受到向下的作用力，因而管内液面比管外低。 考点5：气体状态变化的图像问题 1．一定质量的气体不同图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 p­V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p­ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p­T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V­T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 [注意]　上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV＝nRT确定各个常量“C”的意义。 2．气体状态变化图像的分析方法 (1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；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。 (2)明确图像斜率的物理意义：在V­T图像(p­T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 (3)明确图像面积的物理意义：在p­V图像中，p­V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。 考点6：气体实验定律在气缸类模型 解决汽缸类问题的一般思路： 1.弄清题意，确定研究对象。一般研究对象分两类：一类是热学研究对象(一定质量的理想气体)；另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。 2.分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律或理想气体状态方程列出方程；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程。 3.注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系、体积关系等，列出辅助方程。 4.多个方程联立求解。对求解的结果注意分析它们的合理性。 考点7：气体实验定律在管类模型中的应用 解答管类问题，关键是液柱封闭气体压强的计算，求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程，要注意： 1.液体因重力产生的压强大小为p＝ρgh(其中h为至液面的竖直高度)； 2.不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力； 3.有时可直接应用连通器原理——连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相等； 4.当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”等，使计算过程简捷。 考点8：气体实验定律在气联体模型中的应用 处理气联体模型的技巧： 1.分析“两团气”初状态和末状态的压强关系。 2.分析“两团气”的体积及其变化关系。 3.分析“两团气”状态参量的变化特点，选取合适的实验定律列方程。 考点9：气体实验定律在变质量问题中的应用 在充气、抽气、灌气时，将充进（放出）的气体和容器内的原有气体为研究对象时，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。 考点10：热力学第一定律和热力学第二定律 1.对热力学第一定律的理解 (1)做功和热传递在改变系统内能上是等效的。 (2)做功过程是系统与外界之间的其他形式能量与内能的相互转化。 (3)热传递过程是系统与外界之间内能的转移。 2．热力学第一定律的三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。 (2)若过程中不做功，则W＝0，Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。 (3)若过程的始、末状态物体的内能不变，则W＋Q＝0，即物体吸收的热量全部用来对外做功，或外界对物体做的功等于物体放出的热量。 3．公式ΔU＝W＋Q中符号法则的理解 物理量 W Q ΔU ＋ 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 － 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少 4.热力学第二定律的含义 (1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。 (2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等。在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程。 1．容积相同的甲、乙两个容器中，装有质量相等的氧气，两容器内的温度分别为与，氧气分子的速率分布情况如图所示。下列说法正确的是（   ） A．甲容器内的温度为，乙容器内的温度为 B．甲容器中氧气分子的平均速率比乙容器的小 C．单位时间内，甲容器中氧气分子与单位面积器壁碰撞的次数比乙容器多 D．甲容器中气体的压强比乙容器大 2．钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。已知钻石的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为。认为组成钻石的碳原子是一个紧挨着一个的小球，下列判断正确的是（　　） A．碳原子是不可再分的最小单元 B．用高倍光学显微镜能够直接看到碳原子 C．碳原子的直径可表示为 D．质量为m的钻石中所含有的原子数 3．如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能Ep为0，这一分子（　　） A．在x0处所受分子力为0 B．从x1处向左移动，分子力一直增大 C．从x1处向右移动，分子力一直增大 D．在x2处由静止释放可运动到x0处 4．小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末颗粒的运动。他把某一颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到一条颗粒位置连线，如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．连线就是颗粒的运动轨迹，说明颗粒的运动是不规则的 B．颗粒沿着笔直的折线运动，说明水分子的运动是规则的 C．颗粒的这种运动不能发生在固体中 D．当温度降到0℃时（还未结冰），颗粒的这种运动将会停止 5．研究表明，分子间的作用力与分子间距离的关系如图所示。则（　　） A．液体表面层分子间距离略小于 B．分子间距离增大时，分子间引力增大，斥力减小 C．分子间距离时，分子势能最小 D．将两分子从相距处由静止释放，分子间距离从到的过程中分子势能减小 6．2025年3月，中国科学院物理研究所研制出二维金属材料（单原子层金属）。科研人员将金属铋在280℃的高温下熔化，之后通过范德华挤压技术给金属施压，经数小时冷却后就得到了二维金属，则金属铋在（　　） A．熔化的过程中，分子热运动的平均动能一直增加 B．熔化的过程中，温度不变但内能增加 C．温度升高时，每个分子的动能均增大 D．冷却后，所有分子都停止热运动 7．图为重庆市某日天气预报情况，根据图中所给信息，分析并判断下列说法正确的是（    ） A．空气中直径为2.5微米的颗粒物在做热运动 B．从09：00到12：00，空气中速率较大的分子占比呈增加趋势 C．若夜间温度骤降，水蒸气液化为露珠的过程中分子间距增大 D．若夜间温度骤降，水蒸气液化为露珠的过程中分子内能不变 8．下列关于固体和液体性质的说法正确的是（　　） A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点 B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力 C．非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性 D．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分 9．下列说法中正确的是（    ） A．晶体的各种物理性质均为各向同性 B．在一定温度下，大量气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律 C．分子间的距离存在某一值，当时，分子间的斥力为零，分子间作用力表现为引力；当时，分子间引力为零，分子间作用力表现为斥力 D．布朗运动是花粉分子的无规则运动 10．如图所示，烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面某点，熔化的蜂蜡呈椭圆形．则下列说法中正确的是（　　） A．针尖接触的是云母片背面的P点 B．云母片沿OP、OQ两个方向的导热性能相同 C．云母片内部沿x、y方向单位长度内的分子数相同 D．云母片内部沿某一方向单位长度内的分子数不同 11．石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷——压电效应。如图所示，石英晶体上下表面间的压电效应与对应侧面间的不同。则对于石英晶体下列说法正确的是（     ） A．石英晶体是各向同性的 B．石英晶体没有固定的熔点 C．可制成测定压力大小的传感器 D．石英玻璃是多晶体 12．晓强同学为了研究晶体和非晶体的性质，用炙热的针尖放在表面涂有蜡的两块不同材料制成的薄板上，蜡熔化后形成的图案如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．甲熔化时一定没有固定的熔点 B．乙熔化时一定有固定的熔点 C．构成乙的微粒空间无规则排列 D．乙材料的所有分子均静止不动 13．2021年12月9日，在“天宫课堂”中“太空教师”王亚平往水球中注入一个气泡，气泡静止在水中，如图所示，此时（　　） A．气泡内气体在界面处对水产生压强 B．气泡内分子热运动比水球外气体分子热运动更剧烈 C．水球外表面的水分子比水球内的水分子密集 D．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力 14．如图甲所示，王亚平在“天宫课堂”中，将中间粘有水球的两块透明板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图乙。下列说法中正确的是（　　） A．“水桥”表面层分子间的作用力方向与透明板平行 B．“水桥”表面层水分子间的相互作用力对应的是图乙中的B位置 C．两板拉开的过程，“水桥”液体内部水分子之间的相互作用力表现为引力 D．两板拉开的过程，“水桥”液体表面层水分子之间的相互作用力表现为引力 15．2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课航天员进行太空科普授课，航天员们在空间站进行一场“乒乓球友谊赛”，使用普通球拍时，水球被粘在球拍上；而使用毛巾加工成的球拍，水球不仅没有被吸收，反而弹开了．下列描述不正确的是（    ） A．水球形成球形是因为水具有表面张力 B．水球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的 C．毛巾的表面布满了疏水的微线毛，对于水是不浸润的 D．用毛巾加工成的球拍打水球的力大于水球对球拍的力使水球弹开 16．在测温装置的槽内分别放入水银和水，液面出现如图所示现象，下列说法正确的是（　　）    A．水不浸润玻璃 B．水银浸润玻璃 C．玻璃分子对附着层内水分子的吸引力大于水内部分子之间吸引力 D．玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力大于水银内部分子之间吸引力 17．根据浸润液体在毛细管内上升到表面张力向上的拉引作用跟升高的液柱重力相等时为止的道理，可以推知液柱上升的高度（　　） A．只跟液体性质有关 B．只跟液体密度有关 C．只跟液体密度和毛细管内径有关 D．跟液体密度、毛细管内径和液体的性质都有关 18．液晶能够显示数码和图像，其原因是（   ） A．液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下，其分子排列发生变化，改变了液晶的光学性质 B．有的液晶在电压的作用下能由透明状态变浑浊，可用来显示文字和数码 C．有的液晶可以随温度的变化而改变颜色 D．有的液晶既可以探测温度又可以显示数码 19．一定质量的理想气体经历了如图所示的、、、四个过程，其中的延长线通过坐标原点，气体a、b、c、d四个状态的压强与温度的关系如图所示，则（　　） A．气体在过程中体积增大 B．气体在过程中内能减小 C．气体在过程和过程中内能变化量绝对值相等 D．气体在过程中吸收的热量大于内能变化量 20．往复式内燃机利用狄塞尔循环来工作，该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的一个狄塞尔循环，则该气体（　　） A．在状态c和d时的内能可能相等 B．a→b过程中，外界对其做的功大于其增加内能 C．b→c过程中，单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了 D．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量 21．一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，其中的延长线经过原点，是等温过程，状态的压强为，下列说法正确的是（　　） A．状态的压强大于 B．状态的压强为 C．过程中，外界对气体做的功等于气体释放的热量 D．过程中，气体分子单位时间内撞击单位面积器壁的次数变多 22．如图，小朋友去游池前给泳圈充气至105kpa，体积为V。游泳完闲置一段时间后，由于气嘴处漏气，泳圈内外压强相同，求泳圈内漏出的空气质量与原有空气质量的比值为（设环境温度为27 ℃，大气压强为101kpa，漏气过程泳圈体积近似认为不变）（　　） A． B． C． D． 23．如图所示，中国空间站“天和”核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为p0，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门B。已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的。若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（　　） A． B． C． D． 24．下列说法中，能够发生且不违背热力学定律的是（　　） A．打开冰箱门让电冰箱工作，冰箱里的冷空气不断地释放到密闭的房间内可以降低房间的温度 B．随着技术的发展，可以利用降低海水温度放出的热量来发电，解决能源短缺的问题 C．机械能可以通过做功全部转化为内能而不引起其他的变化，内能可以通过做功全部转化为机械能而不引起其他的变化 D．对蒸汽机不断革新，可以把蒸汽的内能尽可能多地转化成机械能 25．“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。如图所示，小罐倒扣在身体上后，在罐中气体逐渐冷却的过程中，罐中气体质量和体积均可视为不变。若罐中气体视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．罐中气体的压强不变 B．罐中气体对外做正功 C．罐中气体的平均动能减小 D．罐中单位体积内气体分子数增大 26．关于热力学定律的说法正确的是（　　） A．第二类永动机设计思想违背了能量守恒定律 B．热力学第二定律认为，低温物体的热量不可能传到高温物体 C．热力学第一定律实际上是内能与其他形式能量发生转化时的能量守恒定律 D．热平衡定律是指做功和热传递在改变物体内能时是等效的 27．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回时所使用的气密性装置，其原理图如图所示，座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空．航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡．假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，则（　　） A．气体体积膨胀，对外做功，内能减小 B．B中气体可自发地全部退回到A中 C．在自由膨胀过程中，所有气体分子的运动方向相同 D．气体分子单位时间内与A舱壁单位面积上的碰撞次数将减少 28．一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比。某密闭容器内的理想气体自状态A变化至状态B，再变化至状态C，其变化过程的p-V图像如图中的实线所示，已知这些气体在状态A时的内能为U0，下列说法正确的是（　　） A．自状态A至状态B，气体的温度不变 B．气体在状态B时的内能为3U0 C．自状态A至状态B，气体吸收的热量为8U0+4p0V0 D．自状态A至状态B，再至状态C，气体吸收的热量比放出的热量多2U0 29．一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。下列判断正确的是（　　） A．气体在过程中做等温变化 B．气体在过程中内能增加 C．气体在过程和过程对外界做的功相等 D．气体在一次循环过程中会向外界放出热量 30．如图所示的p-t图像，描述的是一定质量的理想气体经历的四段状态变化过程，其中da延长线与横轴的交点为-273.15℃，ba延长线过原点，bc和cd分别平行于横轴和纵轴。则以下说法正确的是（　　）    A．从a到b，压强的增大只是由温度的升高引起的 B．从b到c，气体对外界放出热量 C．从c到d，气体对外界放出热量 D．从d到a，气体减少的内能等于气体对外界放出的热量 31．刘同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验。 （1）该同学先取1.0mL的油酸注入1000mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到1000mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。然后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，滴了50滴时量筒恰好达到1.0mL．则一滴溶液中含有纯油酸的体积为______mL。 （2）接着该同学在边长约为50cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细痱子粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴油酸酒精溶液，待水面上的油酸膜尽可能铺开且稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状。 （3）将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有65个，大于半格的有15个，小于半格的有20个。则计算油酸分子直径时油膜的面积为______，油酸分子的直径约为______m。（结果均保留两位有效数字） （4）该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，关于出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是______。 A．油酸未完全散开 B．油酸溶液的浓度低于实际值 C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格 32．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往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将玻璃板平放在坐标纸上，已知小方格的边长为1cm，计算出油酸分子直径的大小； ④将1mL的油酸溶于酒精，制成103mL的油酸酒精溶液；用注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，测得80滴为1mL； 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。 请回答下列问题： (1)上述步骤中，正确的顺序是_______；（填写步骤前面的数字） (2)估算油酸分子的直径为________m；（结果保留2位有效数字） (3)若80滴油酸酒精溶液的体积略小于1mL，则油酸分子直径的测量值__________。（填“偏大”或“偏小”） 33．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）。 34．“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。 (1)下列说法正确的是（    ） A．各实验小组实验时被封闭气体的质量和温度必须相同 B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C．在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D．处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 (2)实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因是（    ） A．实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高 B．实验时迅速推动活塞 C．注射器没有保持水平 D．推动活塞过程中有气体泄漏 (3)某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图线、在横轴上截距之比为，则与密闭气体质量之比为______。 (4)两条图像都不过坐标原点，图中表示______的体积。 35．如图所示，某种拔罐器和它的结构原理图，真空罐的内部体积为，抽气筒活塞每次从抽气筒底部开始抽气，每次抽出气体体积，抽气前罐内气压等于外界大气压，拔罐过程中，真空罐底部不漏气，忽略抽气筒与真空罐连接部分的体积。求： (1)某次拔罐只抽了两次，若忽略罐内体积和温度的变化，则罐内的压强变为多少？ (2)某次拔罐抽取多次，罐内气体压强变为，体积变为，忽略温度变化，则抽出气体质量与罐内原来气体质量的比值K是多少？ (3)接（2）问，抽完气后，随着时间的推移，罐内气体的温度受体温影响从17摄氏度升高到27摄氏度，忽略体积变化，则压强变为多少？ 36．一个水平放置的导热性能良好的汽缸如图甲所示，横截面积为S的光滑活塞将汽缸分割成A、B两部分，其中A和B两部分封闭空气的压强均为p0，活塞到汽缸左、右两底面的距离分别为L和2L。现通过阀门缓慢向A中充入空气，关闭阀门，最终活塞恰好静止在汽缸的正中间位置，已知重力加速度为g。 (1)求充入空气后活塞静止时A部分气体的压强。 (2)如图乙所示，将A中充入空气稳定后的汽缸竖直立起，稳定后活塞到上底面的距离为2L，求活塞的质量。 37．如图所示，上端开口、下端封闭的足够长光滑气缸（右侧带有足够长且上端开口的细玻璃管）竖直固定在调温装置内。气缸导热性能良好，用活塞封闭一定质量理想气体。现用调温装置对封闭气体缓慢加热，T1=300K时，活塞刚开始向上运动且细玻璃管内水面与气缸内水面的高度差h=1m，此时缸内气体的体积V1=2×10⁻3m3；继续缓慢加热至温度T2=330K，活塞移动至某一位置后静止不动；保持温度不变，锁定活塞，再缓慢地从细玻璃管中抽出部分水直至细玻璃管内的水面与缸内的水面相平，达到最终状态。已知从T1到最终状态，气体吸收的热量为Q=116.6J；从T2到最终状态，气体对外做功为W1=19.4J，大气压强p0=1×105pa，水的密度ρ=1×103kg/m3。求： (1)气体在最终状态时的体积； (2)从T1到最终状态气体内能的变化量。 38．一端封闭、粗细均匀、导热性能良好且足够长的玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口向上，倾角倾斜放置，稳定时被封闭的空气柱长，大气压强始终为，环境的热力学温度，取重力加速度大小，不计水银与玻璃管壁间的摩擦力。 (1)缓慢转动玻璃管，当玻璃管竖直且开口向上时，求管内空气柱的长度； (2)缓慢转动玻璃管，并缓慢改变管内气体的温度，当玻璃管竖直且开口向下时，管内空气柱的长度仍为，求管内气体的热力学温度。 39．如图所示，一个质量为m的“T”形活塞在气缸内封闭一定量的理想气体，活塞体积可忽略不计，距气缸底部处连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为，活塞距离气缸底部为，两边水银柱存在高度差。已知水银密度为，大气压强为，气缸横截面积为S，活塞竖直部分高为，重力加速度为g，求： (1)通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平； (2)从开始至两水银面恰好相平的过程中，若气体放出的热量为Q，求气体内能的变化量。 40．某充气式座椅简化模型如图所示，导热良好的两个气缸C、D通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种理想气体A、B，活塞通过轻弹簧相连，静置在水平面上。已知两个气缸C、D的质量均为M（气缸壁的厚度不计），初始环境温度为T0，封闭气体的初始高度均为L，轻弹簧的劲度系数为k、原长为L0，大气压强为p0，重力加速度为g，活塞的横截面积均为S，活塞的质量和厚度不计，弹簧形变始终在弹性限度内，活塞始终未脱离气缸，不计活塞与气缸之间的摩擦。 (1)若环境温度缓慢降至0.8T0，求稳定后活塞a离水平面的高度； (2)若环境温度缓慢升至1.2T0，A、B气体总内能增加ΔU，求A气体从外界吸收的热量。 41．如图所示是一个形状不规则的密闭绝热容器，在容器上竖直插入一根两端开口、横截面积为且足够长的玻璃管，玻璃管下端与容器内部连接且不漏气，玻璃管内有一个轻质绝热活塞，其底端恰好位于容器口处。初始时，容器内气体温度，压强等于大气压强。现采用两种方式加热容器内气体至温度，方式一：活塞用插销固定住，电阻丝加热，完成加热时气体吸收了的热量；方式二：拔掉插销，电阻丝缓慢加热气体，完成加热时活塞上升了。容器和玻璃管内的气体可视为理想气体，不计摩擦，忽略电热丝的体积。求： (1)用方式一完成加热后，容器内气体的压强 (2)容器的体积 (3)用方式二加热时，容器内气体吸收的热量。 42．某同学想借助如图所示的装置来测量一块氧化钙的体积和密度，在水平放置的导热性良好的圆柱形汽缸内用质量为的活塞密封一部分气体（可视为理想气体），活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。缸内放有一块形状不规则的化学药品氧化钙，初始稳定时气柱的长度为L；先顺时针缓慢旋转汽缸到开口竖直向上，稳定后气柱长度为0.8L。环境温度保持不变，大气压强恒为p0，重力加速度大小为g，氧化钙与气缸不粘黏。 (1)求氧化钙的体积V； (2)再次顺时针缓慢旋转汽缸到开口竖直向下，稳定后，气柱长度为1.8L，求氧化钙的密度ρ。 43．如图所示，粗细均匀、长为150cm的玻璃管开口向上竖直放置，管内有长度为的水银柱，封闭着长度为的空气柱，已知大气压强，封闭空气的初始温度为，已知热力学温度T与摄氏温度t的关系式为。将封闭空气视为理想气体。 (1)若缓慢升高封闭空气的温度，使水银柱上表面刚好到达玻璃管顶端，求此封闭空气的摄氏温度t； (2)若保持封闭空气温度为27°C不变，将玻璃管缓慢顺时针转动90°至水平放置，求稳定后管内封闭空气柱的长度（保留一位小数）。 44．汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力。如图所示，刹车助力装置简化如下：左容器（助力气室）和右容器（抽气气室）两个容器用细管相连，K1、K2为单向阀门，只可按图示方向开启。开始时活塞在右容器的最左边，活塞向右拉时K2闭合K1打开，直至右容器的体积等于左容器的体积V0。活塞向左压时K1闭合K2开启，将右容器中气体排入大气中。重复这两个过程，使左容器内气体质量不断减小。已知左容器初始压强为p0，外界压强为p0。假设抽气过程中，拉动活塞足够慢，每次可视为等温变化，温度保持不变。求： (1)第1次抽气后左容器内气体压强p1； (2)第n次抽气后左容器内气体压强pn； (3)第n次抽气后，左容器抽出气体的质量和左容器剩余气体的质量之比m抽:m余。 45．如图所示，水平对置发动机的活塞对称分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动，发动机安装在汽车的中心线上，两侧活塞产生的影响相互抵消，可使车辆行驶更加平稳，同时节约能源、减少噪声。右图为左侧汽缸（圆柱形）简化示意图。某次工厂测试某绝热汽缸的耐压性能，活塞横截面积为S，汽缸长度4L，右端开口处固定两挡片，开始时活塞底部到缸底的距离为L，内部密封一定质量的理想气体，气体温度为27℃。已知大气压强为p0，活塞右侧与连杆相连，与大气相通，连杆对活塞始终有水平向左的恒定推力F=2p0S。现缓慢给气体加热后，活塞向右滑动，不计汽缸底部和活塞的厚度，不计一切摩擦。求： (1)当活塞底部距离缸底L时，气体的压强p1 (2)气体温度达到1227℃时，气体的压强p2 (3)在第（2）问条件下，如果此过程中气体吸收的热量为Q，求此过程中气体内能的增加量 46．图甲是某汽车空气悬挂的结构图，图乙为其简化原理图。竖直的导热性良好的汽缸底部高度固定，活塞通过支撑连杆撑起汽车，高压储气罐通过气阀能够对气室进行充、放气，从而调节汽车底盘（活塞）的高度。若活塞横截面积为S=1.0×10⁻3m²，活塞外气压恒为p0=1.0×10⁵Pa，车辆空载时每个活塞平均负载（作用在活塞上的压力）为F=5.0×10³N，外界气温t=27℃时，汽缸内气体的体积为V0=1.2×10⁻⁴m³，忽略活塞重力及活塞与汽缸之间的摩擦。 (1)若维持空载，求当外界气温下降至时汽缸内气体的体积； (2)若温度不变，气阀关闭，增加载重，使得每个活塞平均负载均增加20%，求汽车底盘下降高度。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $