高二物理下学期期末复习——热学专题测试卷（人教版选择性必修第三册前三章）

**基本信息** 高二物理热学专题期末卷，覆盖晶体性质、理想气体状态变化等核心知识，通过油膜法实验、气火箭等真实情境，考查科学思维与探究能力，适配选择性必修三前三章复习需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|7|晶体非晶体、分子力与势能、气体压强微观解释|结合分子速率分布图像考查统计规律| |多选题|3|热力学定律、奥托循环、热泵空调原理|关联汽车循环等科技应用，体现科学态度| |实验题|2|油膜法测分子大小、气体等温变化规律|注重操作步骤排序与数据处理，培养科学探究| |解答题|3|汽缸模型、U形管气体变化、气火箭充气问题|以实际装置为情境，考查模型建构与科学推理|

高二物理下学期期末复习——热学专题测试卷（人教版选择性必修第三册前三章）原卷版 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列关于晶体和非晶体的说法，正确的是（    ） A．凡是晶体，都具有天然规则的几何外形 B．金属整体表现为各向同性，故金属是非晶体 C．单晶体的各向异性是指在每一种物理性质上都表现为各向异性 D．晶体在熔化过程中所吸收的热量主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能 2．如图所示，一根细长且内壁光滑的透明塑料管粗细均匀，管中有一小段水柱，下端插入一导热良好的空易拉罐，接口处用蜡密封好，整个装置竖直放置，罐内气体视为理想气体。下列说法正确的是（     ） A．若环境温度不变，大气压升高，罐内空气会对外界放热 B．若环境温度不变，大气压升高，则气体分子间的作用力增大 C．若环境温度升高，则罐内的每个气体分子的动能都增加 D．若环境温度升高，大气压不变，罐内空气增加的内能等于其从外界吸收的热量 3．一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（　　） A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．每个分子的动能都较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多 4．甲分子固定在坐标原点，乙分子位于轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如题图所示．A、B、C、D为轴上的四个位置，取无穷远处为零势能点。现将乙分子由A点静止释放，仅在分子力作用下，下列说法正确的是（    ） A．由B点到D点的过程中，乙分子的加速度先增大后减小 B．由A点到B点的过程中，乙分子的速度一直增大 C．由A点到D点的过程中，两分子间的分子势能一直减小 D．由A点到D点的过程中，两分子间作用力一直做正功 5．密闭容器内一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的变化规律如图中直线AB所示，那么由状态A变化到状态B的过程中（     ） A．气体分子的压强变小 B．气体体积不变 C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力不变 D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数变大 6．如图甲所示为光在方解石中呈现的双折射现象，图乙为两端开口的玻璃管插入水槽中形成的现象，下列说法正确的是（　　） A．由图甲的信息可以推断方解石具有规则的几何外形 B．由图乙可知玻璃对水分子的吸引力小于水分子之间的吸引力 C．换用更粗的玻璃管，图乙中内外的液面差会变大 D．若将玻璃管插入水银中可能形成图丙所示的情形 7．如图所示，将倒扣导热玻璃管缓慢上提至管内外水面齐平（下端未离开水面）。下列关于管内气体的说法正确的是（　　） A．分子平均动能不变，分子碰撞器壁频率降低 B．单位体积内分子数减少，管内气体压强增大 C．分子间平均距离增大，分子间引力作用增强 D．气体对外做功并从外界吸收热量，每个气体分子内能不变 二、多选题 8．如图所示为某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为一定质量的理想气体所经历的两个绝热过程和两个等容过程，图中a到b和c到d为绝热过程，b到c和d到a为等容过程。关于该气体，下列说法正确的是（     ） A．由图知a→b的过程是等温变化过程 B．在b→c的过程中，每秒撞击单位面积该汽缸壁的气体分子数增多 C．在d→a的过程中，气体分子对容器壁单位面积上的平均碰撞力变大 D．从状态a出发完成一次循环又回到状态a的过程中气体全程吸收的热量大于放出的热量 9．如图是一定质量的理想气体的图，气体从a→b→c→a完成一次循环，关于气体的变化过程。下列说法正确的是（     ） A．气体在a态的体积小于在c态的体积 B．b→c过程外界对气体做的功等于气体放出的热量 C．c→a过程气体压强增大，从微观讲是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的 D．若a→b过程气体吸热300J，c→a过程放热400J，则c→a过程外界对气体做功100J 10．热泵空调广泛应用于家庭、车辆等诸多场景，其工作原理遵循卡诺循环的思想，其能效上限由卡诺循环决定，能效比（制热量与耗电量之比）在之间，高效节能。关于热泵空调，下列说法正确的是（    ） A．该设备使得热量能自发地由低温物体传递给高温物体 B．该设备的工作过程符合热力学第一、第二定律 C．该设备（压缩机）在绝热压缩制冷剂（视为理想气体）时，气体内能变大 D．该设备制热时，由室外吸收热量转移给室内，由能量守恒可知，热量转移的数值等于消耗的电能，效率能达到100% 三、实验题 11．(1)如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________（用符号表示）； (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求： ①油酸膜的面积是________； ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________， ③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是________m（结果保留两位有效数字）。 (3)若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为。则油酸所含分子数为________。 12．“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示。 (1)实验时，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（虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不符，可能是因为______。 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 (2)两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图中的物理含义是_____________；图线、斜率不同的原因是______________。 四、解答题 13．如图（a），高为h、横截面积为S、开口向上的导热汽缸放置在水平地面上，薄活塞密封一定质量的理想气体，平衡时活塞与汽缸底部的间距为0.8h；移动汽缸将其固定在倾角的固定斜面上，系统再次平衡时活塞恰好上升到汽缸顶部，如图（b），此过程气体温度保持不变。已知大气压强为，初始环境温度为T，重力加速度大小为g，，不计一切摩擦。求： (1)薄活塞的质量M； (2)缓慢改变环境温度，当图（b）中的活塞再次与汽缸底部相距0.8h时的环境温度。 14．如图所示，竖直放置的U形玻璃管盛有水银，右管顶端封闭，足够长的左管开口且左管内有一轻质活塞。左、右两侧各有一段高度为H的密封气柱。当环境温度为T时，左右两侧水银面齐平，已知U形玻璃管横截面积为S，大气压强为。现对整个U形玻璃管加热，让气体温度缓慢上升，当左、右水银面高度差为H时停止升温，右空气柱的压强变为，不计一切摩擦，两侧密封气体均可视为理想气体，求： (1)升温后的温度； (2)升温过程中轻质活塞向上移动的距离。 15．一实验小组模拟火箭发射，制作了一款气火箭，装置如图所示。容积为的尖顶圆筒状容器底部，用一质量为、横截面积为的活塞封闭。活塞与竖直筒壁间的最大静摩擦力大小为，圆筒竖直搁置在离地一定高度的铁架台支架上。通过一根细气门芯穿过活塞连接打气筒给圆筒内部充气。打气筒每次将体积为、压强为的气体压入圆筒中，最初圆筒内部与外界大气压强相等且都为，不考虑充气过程中圆筒容积的变化和气门芯以及连接导管的重力，不计充气过程中温度的变化。某次打气结束后活塞刚好要被喷出。 (1)求活塞刚要被喷出时圆筒内部的压强； (2)求活塞刚要被喷出时打气筒打气的次数。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理下学期期末复习——热学专题测试卷（人教版选择性必修第三册前三章）解析版 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列关于晶体和非晶体的说法，正确的是（    ） A．凡是晶体，都具有天然规则的几何外形 B．金属整体表现为各向同性，故金属是非晶体 C．单晶体的各向异性是指在每一种物理性质上都表现为各向异性 D．晶体在熔化过程中所吸收的热量主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能 【答案】D 【详解】A．晶体分为单晶体和多晶体，只有单晶体具有天然规则的几何外形，多晶体无天然规则的几何外形，故A错误； B．金属属于多晶体，多晶体整体表现为各向同性，但本质是晶体，具有固定熔点，故B错误； C．单晶体的各向异性是指部分物理性质沿不同方向存在差异，并非每一种物理性质都表现为各向异性，故C错误； D．晶体熔化过程中温度保持不变，分子平均动能不变，吸收的热量主要用于破坏晶体的空间点阵结构，增加分子势能，故D正确。 故选D。 2．如图所示，一根细长且内壁光滑的透明塑料管粗细均匀，管中有一小段水柱，下端插入一导热良好的空易拉罐，接口处用蜡密封好，整个装置竖直放置，罐内气体视为理想气体。下列说法正确的是（     ） A．若环境温度不变，大气压升高，罐内空气会对外界放热 B．若环境温度不变，大气压升高，则气体分子间的作用力增大 C．若环境温度升高，则罐内的每个气体分子的动能都增加 D．若环境温度升高，大气压不变，罐内空气增加的内能等于其从外界吸收的热量 【答案】A 【详解】A．环境温度不变，理想气体内能不变，即 大气压升高时，罐内气体压强增大，由玻意耳定律得，罐内气体体积减小，外界对气体做功，则 根据热力学第一定律，得，即罐内空气对外界放热，故A正确； B． 理想气体忽略分子间相互作用力，分子间作用力始终为0，不会随压强变化增大，故B错误； C． 温度升高，气体分子的平均动能增大，不是每个分子的动能都增加，部分分子动能可能减小，故C错误； D．环境温度升高、大气压不变时，罐内气体压强不变，由盖-吕萨克定律得，气体体积增大，气体对外做功，则 理想气体内能仅与温度有关，温度升高 根据热力学第一定律，得，即罐内空气增加的内能小于从外界吸收的热量，故D错误。 故选A。 3．一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（　　） A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．每个分子的动能都较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多 【答案】D 【详解】A．由图可知，乙曲线峰值向速率大的方向移动，说明乙状态温度较高，即。气体质量一定，分子总数不变，体积不变，则分子的数密度不变，故A错误； B．由于体积和分子总数均不变，分子间的平均距离不变，故B错误； C．温度是分子平均动能的标志，，则乙状态分子的平均动能较大，但并非每个分子的动能都较大，这是统计规律，故C错误； D．气体压强由分子数密度和平均动能决定。数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，平均速率增大，分子运动更剧烈，因此单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多，故D正确。 故选D。 4．甲分子固定在坐标原点，乙分子位于轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如题图所示．A、B、C、D为轴上的四个位置，取无穷远处为零势能点。现将乙分子由A点静止释放，仅在分子力作用下，下列说法正确的是（    ） A．由B点到D点的过程中，乙分子的加速度先增大后减小 B．由A点到B点的过程中，乙分子的速度一直增大 C．由A点到D点的过程中，两分子间的分子势能一直减小 D．由A点到D点的过程中，两分子间作用力一直做正功 【答案】B 【详解】A．由B点到C点的过程中，分子力大小减小，根据牛顿第二定律得加速度减小；由C点到D点的过程中，分子力大小增大，根据牛顿第二定律得加速度增大，故A错误； B．由A点到B点的过程中，两分子间为引力，乙分子速度增大，故B正确； CD．由A点到C点的过程中，两分子间为引力，分子力做正功，分子势能减小；由C点到D点的过程中，两分子间为斥力，分子力做负功，分子势能增大，故C错误，D错误。 故选B。 5．密闭容器内一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的变化规律如图中直线AB所示，那么由状态A变化到状态B的过程中（     ） A．气体分子的压强变小 B．气体体积不变 C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力不变 D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数变大 【答案】D 【详解】A．由图可知，从状态到状态，气体压强随摄氏温度升高而增大，故A错误； B．若气体做等容变化，由可知与热力学温度成正比，对应图像的延长线应过点 本题中图像延长线过坐标原点，因此不是等容过程，气体体积发生变化 代入（为图像斜率）得，升高时减小，故B错误； C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力的宏观表现就是气体压强，该过程压强增大，因此作用力变大，故C错误； D．该过程温度升高，分子平均动能增大，单个分子对器壁的平均冲量增大，且气体体积减小、单位体积内分子数增多，因此单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数变大，故D正确。 故选 D。 6．如图甲所示为光在方解石中呈现的双折射现象，图乙为两端开口的玻璃管插入水槽中形成的现象，下列说法正确的是（　　） A．由图甲的信息可以推断方解石具有规则的几何外形 B．由图乙可知玻璃对水分子的吸引力小于水分子之间的吸引力 C．换用更粗的玻璃管，图乙中内外的液面差会变大 D．若将玻璃管插入水银中可能形成图丙所示的情形 【答案】A 【详解】A．图甲中光通过方解石发生双折射，说明方解石是各向异性的单晶体，因此可以推断方解石具有规则几何外形，A正确； B．图乙是水浸润玻璃的毛细现象，浸润的成因是：固体对液体分子的吸引力（附着力）大于液体分子之间的吸引力（内聚力），因此玻璃对水分子的吸引力大于水分子间的吸引力，B错误； C．毛细现象中，换用更粗的玻璃管，内外的液面差会变小，C错误； D．水银不浸润玻璃，将玻璃管插入水银中时，管内水银面会低于管外液面，只形成凸形弯月面 图丙中管内液面高于管外，不符合实际，D错误。 故选A。 7．如图所示，将倒扣导热玻璃管缓慢上提至管内外水面齐平（下端未离开水面）。下列关于管内气体的说法正确的是（　　） A．分子平均动能不变，分子碰撞器壁频率降低 B．单位体积内分子数减少，管内气体压强增大 C．分子间平均距离增大，分子间引力作用增强 D．气体对外做功并从外界吸收热量，每个气体分子内能不变 【答案】A 【详解】AB．玻璃管导热，则管内外气体的温度总相等，则气体温度不变，则气体分子平均动能不变，气体压强减小，体积变大，气体分子数密度减小，可知分子碰撞器壁频率降低，A正确，B错误； C．气体体积变大，则分子间平均距离增大，但分子间引力作用可认为为零，不变，C错误； D．气体体积变大，则气体对外做功，因气体温度不变，内能不变，则气体从外界吸收热量，而气体内能是指大量气体分子的总动能和分子势能之和，单个气体分子内能没有意义可言，D错误。 故选A。 二、多选题 8．如图所示为某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为一定质量的理想气体所经历的两个绝热过程和两个等容过程，图中a到b和c到d为绝热过程，b到c和d到a为等容过程。关于该气体，下列说法正确的是（     ） A．由图知a→b的过程是等温变化过程 B．在b→c的过程中，每秒撞击单位面积该汽缸壁的气体分子数增多 C．在d→a的过程中，气体分子对容器壁单位面积上的平均碰撞力变大 D．从状态a出发完成一次循环又回到状态a的过程中气体全程吸收的热量大于放出的热量 【答案】BD 【详解】A．由图知a→b为绝热过程，没有热传递，由于体积减小，外界对气体做功，据热力学第一定律可知，内能增大，温度升高，故A错误； B．在b→c的过程中，体积不变，压强增大，由可知，温度升高，分子平均动能增大，单位体积分子数不变的情况下，单位时间内撞击该汽缸壁的分子数增多，故B正确； C．在d→a的过程中，体积不变，压强减小，由可知，温度降低，分子平均动能减小，气体分子对容器壁单位面积上的平均碰撞力变小，故C错误； D．图线与横轴所围的面积表示功，可知，从a到b外界对气体做的功小于从c到d气体对外界所做的功，而从状态a出发完成一次循环又回到状态a的过程，温度相同内能不变，据热力学第一定律可知，从状态a出发完成一次循环又回到状态a的过程中气体全程吸收的热量大于放出的热量，故D正确。 故选BD。 9．如图是一定质量的理想气体的图，气体从a→b→c→a完成一次循环，关于气体的变化过程。下列说法正确的是（     ） A．气体在a态的体积小于在c态的体积 B．b→c过程外界对气体做的功等于气体放出的热量 C．c→a过程气体压强增大，从微观讲是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的 D．若a→b过程气体吸热300J，c→a过程放热400J，则c→a过程外界对气体做功100J 【答案】ACD 【详解】A． 过程的 图线延长线过原点，气体发生等容变化，有 ， 过程气体发生等温变化，压强减小，由玻意耳定律得 可知 ，联立可得 ，故A正确； B． 过程气体发生等温变化，内能不变，由于体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知气体吸收热量，故B错误； C． 过程气体体积减小，压强变大，温度降低，可知气体分子的平均动能减小，且因体积减小可知气体分子的数密度增大，从微观讲是压强变大是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的，故C正确； D． 过程气体发生等容变化，外界对气体做功 ，由热力学第一定律得 联立解得 ， 过程气体发生等温变化，内能不变，由于气体完成一次循环内能变化量为零，对于 过程有 联立解得 ，对于 过程由热力学第一定律得 其中 联立解得 ，即 过程外界对气体做功 ，故D正确； 故选ACD。 10．热泵空调广泛应用于家庭、车辆等诸多场景，其工作原理遵循卡诺循环的思想，其能效上限由卡诺循环决定，能效比（制热量与耗电量之比）在之间，高效节能。关于热泵空调，下列说法正确的是（    ） A．该设备使得热量能自发地由低温物体传递给高温物体 B．该设备的工作过程符合热力学第一、第二定律 C．该设备（压缩机）在绝热压缩制冷剂（视为理想气体）时，气体内能变大 D．该设备制热时，由室外吸收热量转移给室内，由能量守恒可知，热量转移的数值等于消耗的电能，效率能达到100% 【答案】BC 【详解】A．根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传递给高温物体。热泵空调需要消耗电能做功才能实现热量从低温物体向高温物体的转移，故A错误； B．热泵空调工作过程满足能量守恒，符合热力学第一定律；同时它依靠消耗外功实现热量转移，不违反热力学第二定律，故B正确； C．绝热压缩过程中，制冷剂与外界无热交换，即 压缩时外界对气体做功，即 根据热力学第一定律 可知 因此气体内能变大，故C正确； D．热泵制热时，总制热量等于从室外吸收的热量与消耗电能转化的热量之和，因此制热量大于消耗的电能，但从室外转移到室内的热量并不等于消耗的电能，效率也不可能达到，故D错误。 故选BC。 三、实验题 11．(1)如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________（用符号表示）； (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求： ①油酸膜的面积是________； ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________， ③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是________m（结果保留两位有效数字）。 (3)若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为。则油酸所含分子数为________。 【答案】(1)bcad (2) 135/134/136/137 (3) 【详解】（1）“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。因此操作先后顺序排列应是bcad。 （2）[1]坐标纸中，不足半格的方格舍去，超过半格的按1格计算。数得油膜约占135个方格，每个方格面积为，因此油膜面积（134~137均符合误差要求）； [2]根据题意，1滴溶液中纯油酸的体积 [3]油膜法认为油膜厚度等于分子直径，因此 （3）油酸的摩尔体积 油酸的物质的量 因此所含分子数 12．“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示。 (1)实验时，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（虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不符，可能是因为______。 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 (2)两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图中的物理含义是_____________；图线、斜率不同的原因是______________。 【答案】(1)AB (2) 注射器与压强传感器连接部分的气体体积 两组实验气体质量不同 【详解】（1）由图像的特点可知，压缩气体过程中p与V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。 （2）[1][2]根据理想气体状态方程 整理得 可知图中的物理含义是注射器与压强传感器连接部分的气体体积。图像的斜率为，因环境温度相同，只与气体的质量和种类有关，故图线a斜率大于图线b斜率的可能原因是两组实验气体质量不同。 四、解答题 13．如图（a），高为h、横截面积为S、开口向上的导热汽缸放置在水平地面上，薄活塞密封一定质量的理想气体，平衡时活塞与汽缸底部的间距为0.8h；移动汽缸将其固定在倾角的固定斜面上，系统再次平衡时活塞恰好上升到汽缸顶部，如图（b），此过程气体温度保持不变。已知大气压强为，初始环境温度为T，重力加速度大小为g，，不计一切摩擦。求： (1)薄活塞的质量M； (2)缓慢改变环境温度，当图（b）中的活塞再次与汽缸底部相距0.8h时的环境温度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图（a）所示时，设此时的气体压强为，对活塞分析有 设图（b）中的气体压强为，对活塞分析有 根据玻意耳定律，有 联立可解得 （2）根据盖吕萨克定律，有 解得 14．如图所示，竖直放置的U形玻璃管盛有水银，右管顶端封闭，足够长的左管开口且左管内有一轻质活塞。左、右两侧各有一段高度为H的密封气柱。当环境温度为T时，左右两侧水银面齐平，已知U形玻璃管横截面积为S，大气压强为。现对整个U形玻璃管加热，让气体温度缓慢上升，当左、右水银面高度差为H时停止升温，右空气柱的压强变为，不计一切摩擦，两侧密封气体均可视为理想气体，求： (1)升温后的温度； (2)升温过程中轻质活塞向上移动的距离。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设当两管液面高度差为H时，右管液柱下降h，左管液柱上升h，则 设升温后的温度为，对右管封闭气体，根据理想气体状态方程 解得 （2）升温过程中，左管封闭气体压强不变，设末状态时左管中封闭气柱高度为，根据盖-吕萨克定律有 解得 活塞向上移动的距离 解得 15．一实验小组模拟火箭发射，制作了一款气火箭，装置如图所示。容积为的尖顶圆筒状容器底部，用一质量为、横截面积为的活塞封闭。活塞与竖直筒壁间的最大静摩擦力大小为，圆筒竖直搁置在离地一定高度的铁架台支架上。通过一根细气门芯穿过活塞连接打气筒给圆筒内部充气。打气筒每次将体积为、压强为的气体压入圆筒中，最初圆筒内部与外界大气压强相等且都为，不考虑充气过程中圆筒容积的变化和气门芯以及连接导管的重力，不计充气过程中温度的变化。某次打气结束后活塞刚好要被喷出。 (1)求活塞刚要被喷出时圆筒内部的压强； (2)求活塞刚要被喷出时打气筒打气的次数。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）（1）活塞刚要被喷出时，对活塞受力分析，如图所示 由平衡条件有   解得   （2）设打气次数为，打气过程中温度不变，由玻意耳定律得   解得 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $