专题05 热学（期末复习专项训练）高二物理下学期粤教版

**基本信息** 聚焦热学五大模块，以题载知构建从微观分子动理论到宏观热力学定律的完整知识体系，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |分子动理论|14题（含油膜法实验）|选择为主，结合实验与图像分析|从分子运动（布朗运动）到分子力、分子势能，构建微观认知基础| |气体（重点）|25题（含多过程计算）|计算为主，涉及状态方程与循环过程|以理想气体实验定律为核心，关联热力学第一定律能量转化| |固体和液体|21题|选择为主，结合生活现象|从晶体结构（各向异性）到表面张力、毛细现象，衔接宏观性质与微观解释| |热力学第一定律（重点）|10题|计算与选择结合|通过W、Q、ΔU关系分析，强化能量守恒观念| |热力学第二、三定律|12题|选择为主|围绕方向性、熵增原理，建立宏观过程规律认知|

专题05 热学 题型1 分子动理论 题型2 气体（重点） 题型3 固体和液体 题型4 热力学第一定律（重点） 题型5 热力学第二定律、热力学第三定律 题型1 分子动理论（共14小题） 1．(25-26高二下·湖北黄冈黄梅县第一中学·)下列说法正确的是（     ） A．质量相同的任何物质，分子数都相同 B．水和酒精混合后总体积变小说明液体分子间存在分子引力 C．用高倍光学显微镜能够直接看到碳原子 D．荷叶上小水珠呈扁球状是液体表面张力作用导致的，在完全失重状态下是球状 2．以下关于分子运动论说法正确的是（　　） A．图甲是用显微镜观察布朗运动所记录的三颗小炭粒运动位置的连线图，直观反映分子的无规则运动 B．图乙是用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的照片，根据阿伏加德罗常数、碳的摩尔质量及碳的密度可以估算出碳原子的直径 C．丙（b）是丙（a）所示容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，T1对应图像与坐标轴包围的面积大于T2对应图像与坐标轴包围的面积 D．在图丙（a）容器中，当气体温度从T1变为T2时，容器中所有的分子运动变快 3．(25-26高二下·辽宁七校协作体·)（多选）热学主要包含热力学和统计物理。热力学是其宏观理论，是实验规律。统计物理学是其微观描述方法，它通过物理简化模型，运用统计方法找出微观量与宏观量之间的关系。以下有关热学内容的叙述，正确的是（　　） A．知道阿伏加德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，就可以估算出该气体相邻分子间的平均距离 B．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 C．物体内部所有分子的分子动能的总和叫做物体的内能 D．热力学温度与摄氏温度的每一度表示的冷热差别是不相同的 4．(25-26高二下·贵州黔南布依族苗族都匀都匀湘才学校·期中)(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________。 5．(25-26高二下·辽宁大连第四十八中学·期中)在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸1.0mL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，形成油酸的酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴； ③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓； ④待油膜形状稳定后，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形状； ⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为2.0cm的方格纸上。 (1)利用上述操作中的有关数据可知油酸膜的面积是__________，油酸分子直径为__________m（保留一位有效数字）。 (2)若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为。油酸的密度为。则下列说法正确的是__________。 A．1 kg油酸所含有分子数为 B．油酸所含分子数为 C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为 (3)某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于__________。 A．在求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数少记了2滴 B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理 C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开 D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长 6．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为g/mol），阿伏加德罗常数为。已知1克拉克，则（　　） A．克拉钻石所含有的原子数为 B．克拉钻石所含有的原子数为 C．每个钻石原子直径的表达式为（单位为m） D．每个钻石原子直径的表达式为（单位为m） 7．(25-26高二下·云南昆明第三中学等校·期中)下列说法正确的是（    ） A．已知一个水分子的体积和水蒸汽的摩尔体积，可以计算出阿伏加德罗常数 B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加 C．布朗运动说明花粉分子在永不停息的做无规则运动 D．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果 8．(25-26高二下·山东淄博实验中学·)下列关于分子动理论知识，说法不正确的是（     ） A．图甲中茶叶蛋的蛋清呈灰黑色，原因是酱油的色素分子通过扩散运动到了蛋清中 B．图乙为封闭容器内气体分子运动的示意图，若瓶内气体温度升高，则气体分子的平均动能变大 C．图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图可知状态③时的温度比状态①、②时都高 D．图丁为分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的关系图线，其中②表示分子间作用力随分子间距离的变化关系图线，①表示分子势能随分子间距离的变化关系图线 9．(25-26高三下·陕西西安陕西师范大学附属中学·)关于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A．图甲中，显微镜下看到的三颗微粒运动位置的连线是它们做布朗运动的轨迹 B．烧热的针尖接触涂上薄蜂蜡层的云母片背面上某点，经一段时间后形成图乙的形状，则说明云母为单晶体 C．图丙中，附着层水分子间距较内部水分子间距小，附着层水分子间作用力表现为引力 D．图丁中水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的浮力作用 10．(25-26高三下·海南海口海南师范大学附属中学·)（多选）下列各图为教材中图像的简化示意图，则（     ） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度低 B．图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭粒做布朗运动的轨迹 C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力，即表现为引力 D．由图丁可知，在由变到的过程中分子力做正功 11．(25-26高二下·辽宁大连第四十八中学·期中)下列说法中正确的是（     ） A．温度升高1℃，也就是升高1K B．固体颗粒越大布朗运动越明显 C．布朗运动实际上就是液体分子的运动 D．物体的温度越高，其分子平均动能不一定越大 12．(25-26高二下·重庆沙坪坝区南开中学校·期中)下列关于分子动理论的说法，正确的是（    ） A．只有气体才能发生扩散现象 B．悬浮颗粒越大，布朗运动越明显 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 13．(25-26高二下·湖北新八校·)（多选）下图甲为一定质量的某种气体在、、三个不同温度下分子速率的麦克斯韦分布图，图像横轴表示分子运动速率，纵轴表示该速率下分子数与总分子数的比值。图乙为、两个不同温度下黑体辐射强度与波长的关系。下列说法中正确的是（     ） A．图甲中3图线对应的温度最高 B．图甲中2图线与横轴围成的面积最大 C．图乙中温度升高，黑体各种波长的辐射强度都要增加 D．图乙中两条图线对应的温度满足 14．如图所示为甲、乙两分子间的作用力F与分子间距离r的关系图像。若甲固定，乙从无穷远处逐渐靠近甲，则两分子势能最小时分子间距离为（     ） A．无穷远 B． C． D． 题型2 气体（共25小题） 15．(25-26高二下·贵州贵阳南湖实验中学·月考)如图所示是用导热性能良好的材料制成的空气压缩引火仪，活塞的横截面积S=1cm2；开始时封闭的空气柱长度为24cm、温度为27℃、压强为p1=2.0×105Pa，大气压强为1.0×105Pa，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为4cm，不计活塞的质量、活塞与器壁的摩擦以及漏气。 (1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强； (2)若以较快的速度压缩气体，最终压强达到1.32×106Pa时，求空气柱的温度； (3)第（2）压缩气体过程中最终外界对活塞做的总功为100J，气体向外散失的热量为22.2J，求气体的内能增加量； (4)若在挤压的过程中出现了漏气情况，则在缓慢压缩到4cm后，求剩余气体与原有气体质量的比值。 16．一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，汽缸如图所示水平放置。活塞的质量，横截面积，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始时汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离，离汽缸口的距离。外界气温为27℃，大气压强为，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知，求： (1)此时气体的温度为多少； (2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收的热量，则气体增加的内能为多少。 17．一定质量的理想气体从状态开始，经历变化过程 到达状态的关系图像如图所示。已知气体在状态时的压强为，图线、cd的延长线均过坐标原点，下列说法正确的是（     ） A．理想气体在状态时的压强为 B．过程气体的温度升高，所有分子的速率都增大 C．理想气体在状态时的温度为 D．变化过程气体从外界吸收的热量大于内能的增加量 18．(25-26高二下·河南驻马店新蔡县第一高级中学·)（多选）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 19．如图所示，一定质量的理想气体的循环由下面4个过程组成：。下列说法正确的是（     ） A．过程中，气体内能增加放出热量 B．过程中，气体内能不变 C．过程中，气体吸收热量 D．从过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示 20．(25-26高二下·河北石家庄二中教育教团·期中)如图所示，竖直放置的U形玻璃管由截面积为和截面积为的两段玻璃管连接而成，其左管上端封闭，右管上端开口，管内有一段水银柱，左右两管中液面高度差为，右管中水银液面恰好到粗玻璃管下端，左管中封闭的理想气体气柱长为，环境温度为，大气压强为，现缓慢升高环境温度使左右两管中液面相平，右管足够长，求： (1)缓慢升高环境温度使左右两管中液面相平时左侧液面下降的高度； (2)升高后的温度； (3)若温度升高后保持不变，再往右管中缓慢倒入水银，使左管中气柱的长变为，求倒入的水银体积。 21．一定质量的理想气体经历了的循环，其图像如图所示，其中过程气体分子的平均动能不变，过程气体压强不变，则（     ） A．过程，气体的压强与体积乘积增大 B．过程，气体分子单位时间单位面积碰撞次数增多 C．过程，气体内能可能减小 D．整个过程中气体放出热量和吸收热量相等 22．(25-26高二·北京清华大学附属中学·期中)（多选）“海琴”号是我国于2025年投入使用的新型6000米级深海电动潜水器，某次深海作业过程中，其内部封闭的理想气体经历了a→b→c→a一个完整循环过程，其p→V图如图所示，已知a→b过程图线为反比例曲线。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态b时的压强为 B．a→b过程中气体对外界做的功等于c→a过程中外界对气体做的功 C．a→b过程中，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功 D．一个完整循环过程气体从外界吸收热量 23．(21-22高二下·浙江湖州·期末)图甲为某家转椅公司生产的气压升降椅，其简要原理图如图乙所示，升降椅中间有一个开口向上、导热性能良好的汽缸，汽缸内封闭有压强为（与外界标准大气压相同）、体积为的气体，某同学坐上座椅后，座椅连带活塞缓慢下降，气体被压缩，最终静止时气体体积为。已知活塞截面积为，与汽缸间摩擦不计，活塞和与其连接的部件质量可忽略不计，环境温度不变，环境气压为标准大气压，汽缸不漏气，重力加速度为，汽缸内气体可看成理想气体。求： (1)该同学坐上座椅稳定后，汽缸内气体的压强； (2)该同学的质量。 24．车载气垫床体积小、重量轻、便于携带。现有一气垫床，充气前内部气体的压强等于大气压强p0，体积为V，使用充气筒给气垫床充气，使其内气体体积增加到8V，压强增加到5p0，此充气过程中环境的热力学温度为T0并保持不变，气垫床导热性能良好，气垫床内气体可视为理想气体。 (1)若充气过程中，该充气筒每次从大气中吸取压强为p0的气体体积是恒定的。已知需打气234次才能使气垫床达到目标状态（内部体积8V，压强5p0）求该充气筒每次吸入气体的体积V1； (2)若夜间环境的热力学温度降为0.90T0，充气后的气垫床体积减小到7.65V，求此时气垫床内气体的压强p。（答案用分数表示） 25．如图所示，内部高h=30.0cm的圆柱形金属腔体竖直放置，内部用不计厚度的活塞将腔体分隔为上、下两部分，上部通过小孔与大气连通，下部封闭有一定质量的理想气体，初始时，活塞处于静止状态，下部封闭气体高度为h1=20.0cm，温度为T1=300K。当环境温度从T1缓慢升高至T2=330K时，活塞缓慢上移，下部封闭气体从外界吸收热量Q=37.5J。已知活塞面积S=50cm2、质量m=5.0kg，大气压强恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，活塞与腔壁无摩擦，气体温度始终与环境温度相同。求： (1)初始时下部封闭气体的压强p1； (2)当环境温度升高至T2时，活塞上升的高度∆h； (3)环境温度从T1升高至T2的过程中，下部封闭气体内能的增加量∆U。 26．有一种新型酒瓶开启器。其使用方法是手握开瓶器，将气针插入软木塞，通过气针对酒瓶进行打气，随着瓶内气体压强不断增大，软木塞将会被顶起。其原理简化如图，圆柱形容器横截面积为S，软木塞质量为m，软木塞与瓶子间的最大静摩擦力大小为软木塞重力的15倍，不考虑开瓶器和气针对软木塞的作用力。打气前，圆柱形瓶内气体压强为，气体体积为，打气时气针每次将压强为，体积为的空气打入瓶内。已知当地大气压强为，重力加速度为g。假设打气过程温度不变，不考虑瓶子容积的变化，下列说法正确的是（　　） A．要维持气体温度不变，打气过程气体需要从周围环境吸收热量 B．在软木塞被顶起前，每打气一次，软木塞受到的静摩擦力一定增大一次 C．软木塞被顶起时，瓶内气体压强为 D．至少要打气次才能使软木塞被顶起 27．某同学利用喷水茶宠的原理，用容积为的封闭水瓶自制了一个喷水瓶，其装置简化为如下图所示：瓶身靠近底部开一个小孔，小孔与外界大气相通。先用热水淋在喷水瓶上，使喷水瓶内气体温度升高到，再将其迅速放入装有冷水的盆中，使喷水瓶内气体温度降低到，此时喷水瓶从盆中吸入的水，且水面超过小孔，瓶内压强为。然后取出喷水瓶，立刻再将热水淋在喷水瓶上就会出现神奇的喷水现象。已知喷水瓶初始内部压强与外界大气压均为1 atm，瓶内气体可视为理想气体，则约为（　　） A．0.201 atm B．0.997 atm C．0.725 atm D．1.025 atm 28．为测试一款刚性保温瓶的密封性能，同学们进行了如下实验。实验初始，密封的保温瓶内充满气体，气体的压强为、温度为；将保温瓶静置足够长的时间后，瓶内气体温度降至室温。已知保温瓶的容积在整个过程中保持不变，瓶内气体可视为理想气体，求： (1)若保温瓶密封完好且无漏气，此时瓶内气体的压强； (2)实际测得静置后瓶内气体的压强为，此过程中漏出的气体质量与初始瓶内气体总质量之比。 29．某实验小组使用DIS装置探究“温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”。实验装置如图甲所示，将导热的注射器前端通过软管和压强传感器相连，通过数据采集器在计算机上记录注射器内被封闭气体的压强p，通过注射器自带的刻度读取气体的体积V。 该小组的同学用同一份气体在两种温度下做了探究，并作出图像，如图乙所示，图线a对应的封闭气体温度________（填“大于”“等于”或“小于”）图线b对应的封闭气体温度。此外，两图线均不过原点的原因可能是________。 A．未计入软管中气体的体积 B．实验过程中有漏气现象 C．实验过程中，推拉活塞过快导致气体温度升高 30．(25-26高二下·北京中国人民大学附属中学·)如图甲为“研究在温度不变时，一定量气体压强和体积的关系”的实验装置 (1)关于本实验，下列说法中正确的是（    ） A．实验中应快速拉动活塞避免气体和外界发生热交换 B．实验中必须测量柱塞的横截面积来计算气体体积 C．柱塞上应涂抹润滑油来增加气密性并减小摩擦 D．挤压活塞时，为了防止实验装置脱落，应当用手握紧注射器筒 (2)在相同温度下A、B两个小组分别进行了实验，并在同一坐标纸上做出了如图乙所示的图像。两组同学所用注射器内气体的物质的量分别为和，则可判断______（选填“”，“”或“”） (3)如图丙，小组同学使用等温变化的规律测量不规则小石块的体积，连接好仪器后正确进行实验并记录了压强传感器示数和注射器读数，作出的图像如图丁所示，图中的横纵截距分别为和，则小石块的体积为______。（用图中相关物理量表示） 31．如图所示，竖直细玻璃管、与水平细玻璃管底部连通，各部分玻璃管内径相同。管上端封有长为的理想气体，管上端开口并与大气相通，此时、两管中水银面恰好相平，且水银面到玻璃管底部的距离为。水平玻璃管内用小活塞封有长度为的理想气体。已知外界大气压强为，忽略环境温度的变化。现用力将活塞缓慢向左推压，使管内的气柱长度变为，此时管内气体未到达管，则活塞向左移动的距离为（　　） A． B． C． D． 32．(25-26高二·江苏南京师范大学附属中学·模拟)如图，一竖直放置的导热汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，，面积分别为2S、S，，轻杆长为。初始时系统处于平衡状态，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，环境温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度取） (1)求活塞间气体的压强； (2)若向活塞Ⅰ上方缓慢倒沙，求活塞Ⅰ刚运动到汽缸连接处时，倒入沙子的总质量； (3)若从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，当轻杆上的弹力大小增大到初始值的2倍时会断裂，为保证轻杆不断，求活塞间气体的最低温度。 33．(25-26高三上·山东菏泽·期末)一定质量的理想气体从状态a开始，经过一个循环a→b→c→a，最后回到初始状态a，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程，气体温度不变 B．b→c过程，气体温度不变 C．c→a过程，气体温度降低，并且向外界放出热量 D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体吸收的热量等于放出的热量 34．如图所示，现有一上端开口、内壁光滑的汽缸竖直放置，活塞横截面积为。在汽缸内有体积不计的a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上，活塞下方封闭有一定质量的理想气体，此时气体的压强为温度为。现缓慢加热缸内气体，当温度为时，活塞恰好离开a、b；当温度为时，活塞上升了10cm。已知大气压强，重力加速度（T为热力学温度，t为摄氏温度）。 (1)求活塞质量m； (2)求a、b两限制装置与汽缸底部的距离h； (3)若整个过程中气体内能增加了150J，求气体吸收的热量Q。 35．某物理探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态时触动报警器。从状态到状态的过程中，气体内能增加了，大气压强，重力加速度取，求： (1)气体在状态时的压强； (2)气体由状态到状态的过程中，从外界吸收的热量； (3)达到状态后，由于意外导致容器开始缓慢漏气，漏气过程中容器内温度视为不变，求活塞与卡口刚要分离时，漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比。 36．(25-26高三下·江苏泰州·)如图所示，一个内壁光滑、导热良好的汽缸水平固定放置，汽缸内封闭的气体体积为、压强为，活塞横截面积为，大气压强为。现向右缓慢拉动活塞，环境温度保持不变，则： (1)当拉力大小为时，求活塞移动距离； (2)若第（1）问活塞拉开距离过程中，封闭气体吸收的热量为，求拉力所做的功。 37．如图所示，上、下端均开口的竖直气缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒足够长且筒中各有一个厚度不计且导热性良好的光滑活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m，大活塞的横截面积为4S、质量为5m。两活塞用长为L的刚性细杆连接，两活塞间封闭一定质量的气体，在距离大圆筒底端处有一水平小卡栓。开始时，位于大圆筒底端右侧的阀门K处于关闭状态，两活塞处于静止状态，活塞A与卡栓间的距离为，现将阀门K打开，抽气装置缓慢抽气，当杆对B的作用力恰好为零时关闭K。已知重力加速度为g，外界大气压强恒为，且，抽气管、卡栓和细杆体积不计，环境温度保持不变，两活塞间封闭气体始终可视为理想气体。求： (1)抽气前杆对A活塞的作用力大小和方向； (2)抽气装置抽出气体的质量与原先封闭气体的质量之比。 38．(25-26高三上·山东青岛即墨区·期末)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。 39．(25-26高三上·湖北襄阳·期末)负压病房（Negativepressureward）是指房内的气压低于房外气压的病房。现简化某负压病房为一个可封闭的绝热空间，室内空气所占空间的体积为V0，室内外气温均为-3oC，室内外压强均为p0。病房使用前，首先将室内空气封闭并加热，使病房内的气压上升至（空气视为理想气体，T=t+273K）。 (1)求气压上升至时病房内的温度。 (2)为了达到安全标准，病房封闭加热后，在使用前要先抽掉一部分空气，使病房内气压降低到p0（<1），抽气过程保持病房温度不变，求抽掉的空气的质量与抽气前室内空气总质量的比值。 题型3 固体和液体（共21小题） 40．(25-26高二下·云南师范大学附属中学呈贡学校等校·期中)如图，关于下列四幅插图，以下说法正确的是（     ） A．图甲中悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B．图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明石蜡是晶体 C．图丙为食盐晶体的微观结构，具有空间上的周期性 D．图丁中一只水黾能停在水面上，是因为水黾受到液体的表面张力 41．下列说法正确的是（　　） A．液晶和晶体都具有各向同性的性质 B．晶体吸热熔化过程中，其分子的平均动能不变 C．毛细现象指的是不浸润液体在毛细管中上升 D．船能浮于水面是由于水的表面张力作用 42．（多选）关于固体与液体，下列说法正确的是（　　） A．若物体表现为各向同性，则该物体一定是非晶体 B．液晶中分子排列的有序性介于晶体和液体之间 C．露珠呈球状，是表面张力作用的结果 D．有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的微粒能够形成不同的空间结构 43．(24-25高二下·江苏淮安·期末)某固体材料表现出显著的导电性，但沿不同方向电阻率差异较大。该材料可能是（　　） A．石墨 B．金属 C．玻璃 D．塑料 44．(24-25高二下·云南文山马关县第一中学校·月考)基于物理事实，下列说法中正确的是（　　） A．大块岩盐是晶体，粉碎后的岩盐小颗粒为非晶体 B．固体、液体、气体都有扩散现象和布朗运动现象 C．在太空完全失重的环境下，毛细现象不会出现 D．泡茶时，开水比冷水能快速泡出茶香、茶色，是因为温度越高分子热运动越剧烈 45．(24-25高二下·河北承德名校联考·期末)（多选）2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富相互配合，生动演示了微重力环境下太空“冰雪”实验、“液桥”演示实验（如图所示）、水油分离实验、太空抛物实验等，并深入浅出地讲解了实验现象背后的科学原理，下列说法正确的是（　　） A．只有在太空中才能进行“液桥”实验 B．图中水把两块液桥板连在一起靠的是液体的表面张力 C．塑料制成的液桥板是非晶体 D．冰是晶体 46．(24-25高二下·江西乐平中学·期末)关于固体和液体，下列说法正确的是（　　） A．只有浸润的液体才会发生毛细现象 B．单晶体和多晶体均具有规则的几何形状 C．液晶材料既像液体一样具有流动性，又像晶体一样具有各向同性的特征 D．叶面上的露珠呈球形，是由于表面张力的作用 47．(24-25高二下·浙江绍兴·期末)（多选）下列四幅图涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A．甲图中用棉线实现自动浇水，利用了毛细现象 B．乙图中是某种矿物的微观结构，该物质有固定的熔点 C．丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子间存在引力 D．丁图中悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显 48．(24-25高二下·江西上饶·期末)下列有关热现象说法正确的是（　　） A．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 B．一定质量的0℃的冰熔化成0℃的水，内能不变 C．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力 D．在“太空授课”中处于完全失重状态的水滴呈球形，是液体表面张力引起的 49．(24-25高二下·安徽马鞍山·期末)下列说法正确的是（　　） A．单晶体和多晶体的物理性质都是各向异性，非晶体是各向同性 B．装在试管中的水银的液面凸起来是因为水银浸润玻璃 C．布朗运动是液体分子的无规则运动 D．液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 50．(24-25高二下·四川北川中学·期末)（多选）六出飞花入户时，坐看青竹变琼枝。在冬季赏雪时也要注意下雪对人们生活的影响。雪花是晶体的一种。晶体的特征有（　　） A．有固定的熔点 B．物理性质都是各向异性 C．同种元素组成的物质，其空间点阵唯一 D．在一定的条件下，晶体和非晶体间可以相互转化 51．已知水银不浸润玻璃，把内径不同的两根细玻璃管插入水银槽中，关于玻璃管内水银液面的情况，下列选项中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 52．(25-26高三下·安徽合肥第八中学·)关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中水黾停在水面上，受到的浮力与重力平衡 B．乙图中液晶显示器利用了液晶光学性质具有各向同性的特点 C．丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后扩成一个圆孔，是棉线张力作用的结果 D．丁图中不同液体在毛细管中的液面高于或低于管外液面都是毛细现象 53．(24-25高二下·江苏南京师范大学附属中学·期中)如图，雨后的荷叶上聚集了一些的水滴，看上去圆滚滚、亮晶晶的，下列说法正确的是（　　） A．由于荷叶对水有弹力作用，所以水滴圆滚滚的 B．水滴与空气接触的表面层中，水分子间的作用力表现为斥力 C．水滴与荷叶表面是浸润的 D．水滴看上去亮晶晶的，主要是因为环境光在水滴下表面发生了全反射 54．(25-26高三上·山东青岛即墨区·期末)在天宫课堂“奇妙乒乓球”实验中，航天员在空间站中挤出一滴水珠，水珠呈球形漂浮在空中。当航天员使用普通球拍轻轻拍打水珠时，水珠会粘在球拍上；当使用特殊材料制成的球拍轻轻拍打水珠时，水珠被弹开。关于上述现象，下列说法正确的是（　　） A．水珠在空间站中不受重力 B．水珠呈球形是因为表面层只存在分子间引力 C．水珠粘在普通球拍上是因为水与普通球拍发生浸润现象 D．只有在太空站中才能发生浸润与不浸润现象 55．(25-26高三上·黑龙江牡丹江第二高级中学·期末)下列说法中正确的是（　　） A．在完全失重的情况下，气体的压强为零 B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏，分子间的引力大于斥力 C．当两分子间距离大于平衡位置的间距时，分子间的距离越大，分子势能越小 D．水中气泡上浮过程中，气泡中的气体在单位时间与气泡壁单位面积碰撞的分子数增多 56．(25-26高三上·广东深圳深实高中园、惠东高级中学·)下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（    ） A．由甲图可知，所有分子的运动速率随着温度的升高而增大 B．乙图为布朗运动实验，图中显示的是液体分子无规则运动轨迹 C．丙图煮茶，水沸腾过程中，水变成水蒸气，体积增加，分子势能变小 D．丁图中航天员王亚平在空间站做的“液桥”实验中，两块液桥板之间形成一段液体，两液桥板脱手后最终合在一起，这是水的表面张力在起作用 57．(24-25高二下·江苏淮安·期末)如图甲所示，叶面上的露珠呈椭球形；如图乙所示，水滴附着在玻璃上。关于这两种现象，下列说法正确的是（　　） A．露珠呈球形是由于水对叶面浸润 B．露珠呈球形是由于水的表面张力作用 C．水滴附着在玻璃上是由于水对玻璃不浸润 D．水滴附着在玻璃上是由于水的表面张力作用 题型4 热力学第一定律（共10小题） 58．(25-26高三·北京海淀区·期中)烧瓶通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一小段水柱，使烧瓶内封闭一定质量的气体。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向左移动。瓶内的气体可视为理想气体，在这一过程中瓶内气体（    ） A．分子平均动能减小 B．向外界放热 C．内能不变 D．压强不变 59．(24-25高二下·江苏淮安·期末)如图所示为一定质量的某种理想气体从状态到状态的体积随热力学温度的变化关系图像。已知气体在状态时的压强，体积，温度；在状态时的温度。 (1)求气体在状态时的体积； (2)若上述过程气体吸收的热量为，求该过程中气体内能的变化量。 60．(24-25高二下·甘肃武威凉州区·期末)（多选）一定质量的理想气体，其状态变化过程的图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为。对该气体，下列说法正确的是（　　） A．在状态B时的温度为 B．在状态C时的温度为 C．状态A与状态C相比，气体的内能相等 D．从状态A到状态C的过程中放出热量 61．(25-26高三上·河北秦皇岛山海关第一中学·)（多选）如图所示，一定质量的理想气体分别经历过程和过程，已知这两个过程，一个是等温过程，一个是绝热过程，则（　　） A．为等温过程，为绝热过程 B．过程气体对外界做的功为 C．状态时气体的压强小于 D．状态单位时间撞击单位面积器壁的气体分子数比c状态少 62．(24-25高二下·云南昆明长水教育集团·)在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。已知重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的压强始终为 C．外界环境温度为 D．气体的内能改变量为 63．(24-25高二下·辽宁点石联考·)（多选）我国某新型航天器生命保障系统中，一定质量的理想气体经历从状态A到状态B再到状态C的变化过程，其p-T图像如图所示。已知该气体在状态A的体积为，该气体遵循方程pV=nRT（其中p为压强，V为体积，n为物质的量，R为普适气体常量，T为热力学温度），且其内能变化满足，则下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B的体积为2V0 B．气体在状态C的体积为2V0 C．从A到B的过程中，气体从外界吸收的热量为 D．从B到C的过程中，气体从外界吸收的热量为 64．(24-25高二下·辽宁丹东·期末)如图所示，固定的汽缸内有一自由移动的“T”型活塞，质量为，活塞体积、与汽缸间的摩擦均可忽略不计，距汽缸底部处连接一形管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为，活塞距离汽缸底部为，两边水银柱存在高度差。已知汽缸横截面积为，活塞竖直部分长为 ，大气压强为，重力加速度。求： (1)初始时，汽缸内封闭气体的压强为多大； (2)若气体的内能与热力学温度成正比，初始时该气体内能，现使气体温度缓慢降低，当两水银面相平时气体对外放出的热量。 题型5 热力学第二定律、热力学第三定律（共12小题） 65．(25-26高二上·山东烟台·期中)下列说法正确的是（　　） A．我国风能资源丰富，风能是不可再生能源 B．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 C．自然界的能量是守恒的，不会凭空消失，所以我们不需要节约能源 D．能量的耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上减少了，可利用的品质上也降低了 66．(24-25高二下·黑龙江安达三校（安达重点高中，育才高中，第七中学）·期末)关于热现象、热力学定律，下列说法不正确的是（　　） A．一定质量的理想气体的温度升高其内能一定增加 B．扩散现象和布朗运动都表明分子在不停地做无规则运动 C．气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 67．(22-23高二下·北京第一零一中学·期末)根据你所学的热学知识，下列说法中正确的是（　　） A．理想气体吸收热量后，温度一定升高 B．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体 C．在热机中，燃气的内能不可能全部转化为机械能 D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变 68．(24-25高二下·江苏南京师范大学附属中学·期末)在热学中，下列说法正确的是（　　） A．热力学第二定律告诉我们：机械能可以转化为内能，而内能不能转化为机械能 B．热量只能从高温物体传向低温物体，而不能从低温物体传向高温物体 C．第一类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 D．第二类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 69．(24-25高二下·吉林白城洮南第一中学·期末)下列说法中正确的是（    ） A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体 B．密封在容器中的气体，在完全失重的情况下，对器壁的压强为零 C．第二类永动机没有违反能量守恒定律但违背热力学第一定律 D．一定质量的理想气体，如果压强不变，气体体积变大，则气体一定对外界放热 70．(24-25高二下·吉林长春农安县第十中学·期末)关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到-293℃ B．单晶体的光学性质一定各向异性 C．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律 D．若某固体气凝胶的密度为，摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，在忽略分子间隙的情况下，相邻气凝胶分子平均间距（类似固体分子的直径）为 3 / 23 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 热学 题型1 分子动理论 题型2 气体（重点） 题型3 固体和液体 题型4 热力学第一定律（重点） 题型5 热力学第二定律、热力学第三定律 题型1 分子动理论（共14小题） 1．(25-26高二下·湖北黄冈黄梅县第一中学·)下列说法正确的是（     ） A．质量相同的任何物质，分子数都相同 B．水和酒精混合后总体积变小说明液体分子间存在分子引力 C．用高倍光学显微镜能够直接看到碳原子 D．荷叶上小水珠呈扁球状是液体表面张力作用导致的，在完全失重状态下是球状 【答案】D 【详解】A．分子数计算公式为，质量相同的不同物质，摩尔质量一般不同，因此分子数不同，故A错误； B．水和酒精混合后总体积变小，说明分子间存在间隙，与分子引力无关，故B错误； C．碳原子直径约为，光学显微镜的分辨率极限约为，无法直接观测到碳原子，故C错误； D．荷叶上小水珠呈扁球状是表面张力和重力共同作用的结果，完全失重状态下重力的宏观效果消失，仅在表面张力作用下液体会收缩到表面积最小的形态即球状，故D正确。 故选D。 2．以下关于分子运动论说法正确的是（　　） A．图甲是用显微镜观察布朗运动所记录的三颗小炭粒运动位置的连线图，直观反映分子的无规则运动 B．图乙是用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的照片，根据阿伏加德罗常数、碳的摩尔质量及碳的密度可以估算出碳原子的直径 C．丙（b）是丙（a）所示容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，T1对应图像与坐标轴包围的面积大于T2对应图像与坐标轴包围的面积 D．在图丙（a）容器中，当气体温度从T1变为T2时，容器中所有的分子运动变快 【答案】B 【详解】A．图甲中三颗微粒的运动是布朗运动，是微粒受到周围分子碰撞不平衡引起的，不是分子的运动，只是能间接反映分子的无规则运动，故A错误； B．用表示阿伏加德罗常数，M表示碳的摩尔质量，表示实心石墨的密度，那么石墨中一个碳原子所占空间的体积 将碳原子看作球体，则有 联立可解得碳原子的直径，故B正确； C．温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比越大，则小于，但对应图像与坐标轴包围的面积等于对应图像与坐标轴包围的面积，均为1，故C错误； D．温度越高，分子平均速率变大，并非所有的分子运动都变快，故D错误。 故选B。 3．(25-26高二下·辽宁七校协作体·)（多选）热学主要包含热力学和统计物理。热力学是其宏观理论，是实验规律。统计物理学是其微观描述方法，它通过物理简化模型，运用统计方法找出微观量与宏观量之间的关系。以下有关热学内容的叙述，正确的是（　　） A．知道阿伏加德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，就可以估算出该气体相邻分子间的平均距离 B．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 C．物体内部所有分子的分子动能的总和叫做物体的内能 D．热力学温度与摄氏温度的每一度表示的冷热差别是不相同的 【答案】AB 【详解】A．气体摩尔体积（为摩尔质量，为密度） 单个分子平均占据的体积 将每个分子占据的空间等效为立方体，边长就是相邻分子的平均距离，可以估算，故A正确； B．水分子间距接近平衡距离，压缩时分子间距小于，分子斥力随距离减小急剧增大，对外宏观表现为难以压缩，是分子斥力的宏观体现，故B正确； C．物体内能是所有分子的分子动能与分子势能的总和，仅分子动能总和不构成内能，故C错误； D．根据热力学温度与摄氏温度的关系可知，，即二者每一度的冷热差别完全相同，故D错误。 故选AB。 4．(25-26高二下·贵州黔南布依族苗族都匀都匀湘才学校·期中)(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 5．(25-26高二下·辽宁大连第四十八中学·期中)在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸1.0mL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，形成油酸的酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴； ③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓； ④待油膜形状稳定后，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形状； ⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为2.0cm的方格纸上。 (1)利用上述操作中的有关数据可知油酸膜的面积是__________，油酸分子直径为__________m（保留一位有效数字）。 (2)若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为。油酸的密度为。则下列说法正确的是__________。 A．1 kg油酸所含有分子数为 B．油酸所含分子数为 C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为 (3)某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于__________。 A．在求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数少记了2滴 B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理 C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开 D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长 【答案】(1) 432/436/440 (2)B (3)AC 【详解】（1）[1]每个方格边长为，单个方格面积 按"超过半格算1格，不足半格忽略"计数，共得约108格，因此油酸膜总面积 [2]油酸酒精溶液浓度为，1mL溶液共100滴，因此1滴溶液中纯油酸体积 分子直径 （2）A．1kg油酸所含分子数，故A错误； B．油酸所含分子数，故B正确； C．1个油酸分子的质量，故C错误； D．将油酸分子视为球形，单个油酸分子体积 又 解得，故D错误。 故选B。 （3）A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴，导致测量体积偏大，直径测量偏大，故A正确； B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，使油膜面积计算值偏大，根据可知，直径测量值偏小，故B错误； C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，使面积测量值偏小，根据可知，直径测量值偏大，故C正确； D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长，酒精挥发使得油酸的浓度变大，仍按原来的浓度计算，使得一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V算小了，根据可知，直径测量值偏小，故D错误。 故选AC。 6．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为g/mol），阿伏加德罗常数为。已知1克拉克，则（　　） A．克拉钻石所含有的原子数为 B．克拉钻石所含有的原子数为 C．每个钻石原子直径的表达式为（单位为m） D．每个钻石原子直径的表达式为（单位为m） 【答案】A 【详解】AB．克拉钻石物质的量（摩尔数）为，所含原子数为，A正确，B错误； CD．钻石的摩尔体积（单位为） 每个钻石原子体积为 设钻石原子直径为，则 联立解得（单位为m），CD错误。 故选A。 7．(25-26高二下·云南昆明第三中学等校·期中)下列说法正确的是（    ） A．已知一个水分子的体积和水蒸汽的摩尔体积，可以计算出阿伏加德罗常数 B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加 C．布朗运动说明花粉分子在永不停息的做无规则运动 D．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果 【答案】B 【详解】A．水蒸气分子间间隙极大，水蒸气的摩尔体积是1mol水蒸气分子整体占据的空间体积，远大于1mol水分子的实际总体积，因此仅知道单个水分子体积和水蒸气摩尔体积，无法计算阿伏加德罗常数，故A错误； B．100℃的水变为100℃的水蒸气，温度不变，因此分子平均动能不变，该过程需要吸热，内能增加，而内能为分子动能与分子势能之和，因此分子间势能增加，故B正确； C．布朗运动是悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动，它间接反映了液体分子的无规则运动，不是花粉分子本身的运动，故C错误； D．足球充足气后很难压缩，是因为足球内部气体压强大于外界大气压，压缩时需要克服气体的压力，气体分子间距远大于分子力作用范围，分子间斥力可以忽略，与分子斥力无关，故D错误。 故选B。 8．(25-26高二下·山东淄博实验中学·)下列关于分子动理论知识，说法不正确的是（     ） A．图甲中茶叶蛋的蛋清呈灰黑色，原因是酱油的色素分子通过扩散运动到了蛋清中 B．图乙为封闭容器内气体分子运动的示意图，若瓶内气体温度升高，则气体分子的平均动能变大 C．图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图可知状态③时的温度比状态①、②时都高 D．图丁为分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的关系图线，其中②表示分子间作用力随分子间距离的变化关系图线，①表示分子势能随分子间距离的变化关系图线 【答案】D 【详解】A．图甲中茶叶蛋的蛋清呈灰黑色，其原因是酱油的色素分子进入了蛋清中，这属于扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故A正确，不符合题意； B．温度是分子平均动能的标志，若图乙中瓶内气体温度升高，则气体分子的平均动能一定变大，故B正确，不符合题意； C．根据麦克斯韦气体分子速率分布规律可知，温度越高，分子热运动越剧烈，速率较大的分子比例越大，速率分布曲线的峰值越向速率大的一侧移动，由图丙可知状态③的曲线峰值对应的速率最大，因此状态③时的温度比状态①、②时都高，故C正确，不符合题意； D．当分子间距离时，分子间的引力与斥力大小相等，分子间的作用力为零，此时分子势能达到最小值，由图丁可知，曲线①在时值为零，曲线②在时具有最小值，因此曲线①表示分子间作用力随分子间距离的变化关系图线，曲线②表示分子势能随分子间距离的变化关系图线，故D错误，符合题意。 故选D。 9．(25-26高三下·陕西西安陕西师范大学附属中学·)关于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A．图甲中，显微镜下看到的三颗微粒运动位置的连线是它们做布朗运动的轨迹 B．烧热的针尖接触涂上薄蜂蜡层的云母片背面上某点，经一段时间后形成图乙的形状，则说明云母为单晶体 C．图丙中，附着层水分子间距较内部水分子间距小，附着层水分子间作用力表现为引力 D．图丁中水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的浮力作用 【答案】B 【详解】A．布朗运动是微粒的无规则运动，显微镜下每隔一段时间记录的位置连线只是位置的连线，并非微粒实际运动的轨迹，故A错误； B．云母片是单晶体，具有各向异性，不同方向上导热性能不同，因此蜡熔化后形成的形状为椭圆，这是单晶体的特征，故B正确； C．图丙中水在玻璃细管成凹液面并高于外部液面，是浸润现象。此时附着层水分子间距小于内部水分子间距，意味着分子间距离小于平衡距离，分子间作用力表现为斥力，故C错误； D．水黾停在水面上主要是由于水的表面张力，其腿细且不破坏水面，形成凹坑，表面张力提供支持力，故D错误； 故选B。 10．(25-26高三下·海南海口海南师范大学附属中学·)（多选）下列各图为教材中图像的简化示意图，则（     ） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度低 B．图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭粒做布朗运动的轨迹 C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力，即表现为引力 D．由图丁可知，在由变到的过程中分子力做正功 【答案】AD 【详解】A．由图甲可知，状态①速率较大的氧气分子比例较大，所以状态①的温度比状态②的温度高，故A正确； B．图乙水中小炭粒在做永不停息的无规则运动，图乙每隔30s时间位置的连线并不能表示小炭粒做布朗运动的轨迹，故B错误； C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力，即表现为斥力，故C错误； D．由图丁可知，在由变到的过程中分子势能减小，则分子力做正功，故D正确。 故选AD。 11．(25-26高二下·辽宁大连第四十八中学·期中)下列说法中正确的是（     ） A．温度升高1℃，也就是升高1K B．固体颗粒越大布朗运动越明显 C．布朗运动实际上就是液体分子的运动 D．物体的温度越高，其分子平均动能不一定越大 【答案】A 【详解】A．热力学温度与摄氏温度的关系为，可得温度变化量，因此温度升高也就是升高，故A正确； B．悬浮的固体颗粒越小，液体分子对颗粒撞击的不平衡性越显著，布朗运动越明显，颗粒越大布朗运动越不明显，故B错误； C．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，不是液体分子本身的运动，故C错误； D．温度是分子平均动能的标志，物体温度越高，分子平均动能一定越大，故D错误。 故选A。 12．(25-26高二下·重庆沙坪坝区南开中学校·期中)下列关于分子动理论的说法，正确的是（    ） A．只有气体才能发生扩散现象 B．悬浮颗粒越大，布朗运动越明显 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 【答案】C 【详解】A．扩散现象是不同物质相互接触时彼此进入对方的现象，气体、液体、固体均能发生扩散，故A错误； B．悬浮颗粒越大，同一时刻撞击颗粒的分子数越多，各方向撞击作用越容易平衡，且颗粒质量越大惯性越大，布朗运动越不明显，故B错误； C．扩散现象是分子无规则热运动的宏观直接体现，由分子无规则运动产生，故C正确； D．分子热运动永不停息，温度仅影响热运动剧烈程度，结为冰时水分子仍在平衡位置附近做无规则热运动，不会停止，故D错误。 故选C 。 13．(25-26高二下·湖北新八校·)（多选）下图甲为一定质量的某种气体在、、三个不同温度下分子速率的麦克斯韦分布图，图像横轴表示分子运动速率，纵轴表示该速率下分子数与总分子数的比值。图乙为、两个不同温度下黑体辐射强度与波长的关系。下列说法中正确的是（     ） A．图甲中3图线对应的温度最高 B．图甲中2图线与横轴围成的面积最大 C．图乙中温度升高，黑体各种波长的辐射强度都要增加 D．图乙中两条图线对应的温度满足 【答案】AC 【详解】A．温度越高，分子平均速率越大，麦克斯韦分布的最概然速率（峰值位置）向速率更大的方向移动，且曲线更宽更平缓。图中3的峰值在最右侧，因此最高，故A正确； B．是速率区间分子数占总分子数的比例，因此任意温度下，分布曲线和横轴围成的面积都为1（总占比为1），三条曲线面积相等，故B错误； C．黑体辐射的规律为：温度升高时，黑体所有波长的辐射强度都会增加，同时辐射强度的峰值向波长更短的方向移动，符合规律，故C正确； D．辐射峰值对应的波长越短，黑体温度越高。图中的峰值波长更短，因此，故D错误。 故选AC。 14．如图所示为甲、乙两分子间的作用力F与分子间距离r的关系图像。若甲固定，乙从无穷远处逐渐靠近甲，则两分子势能最小时分子间距离为（     ） A．无穷远 B． C． D． 【答案】D 【详解】乙从无穷远处逐渐靠近甲过程中，在过程中，分子力为引力，做正功，分子势能减小；在过程中，分子力为斥力，做负功，分子势能增加。所以分子势能最小时分子间距离为。 故选D。 题型2 气体（共25小题） 15．(25-26高二下·贵州贵阳南湖实验中学·月考)如图所示是用导热性能良好的材料制成的空气压缩引火仪，活塞的横截面积S=1cm2；开始时封闭的空气柱长度为24cm、温度为27℃、压强为p1=2.0×105Pa，大气压强为1.0×105Pa，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为4cm，不计活塞的质量、活塞与器壁的摩擦以及漏气。 (1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强； (2)若以较快的速度压缩气体，最终压强达到1.32×106Pa时，求空气柱的温度； (3)第（2）压缩气体过程中最终外界对活塞做的总功为100J，气体向外散失的热量为22.2J，求气体的内能增加量； (4)若在挤压的过程中出现了漏气情况，则在缓慢压缩到4cm后，求剩余气体与原有气体质量的比值。 【答案】(1)1.2×106Pa (2)330K (3)77.8J (4)1:12 【详解】（1）设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，根据玻意耳定律可得 解得压缩后气体的压强 （2）根据理想气体状态方程可得 解得空气柱的温度 （3）根据热力学第一定律有，， 则气体的内能增加量为 （4）根据克拉伯龙方程可得， 所以 16．一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，汽缸如图所示水平放置。活塞的质量，横截面积，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始时汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离，离汽缸口的距离。外界气温为27℃，大气压强为，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知，求： (1)此时气体的温度为多少； (2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收的热量，则气体增加的内能为多少。 【答案】(1)或 (2) 【详解】（1）当汽缸水平放置时，，， 当汽缸口向上，活塞到达汽缸口时，对活塞受力分析如图所示，有 得， 根据理想气体状态方程 解得 （2）当汽缸口竖直向上，加热之前，根据玻意耳定律 解得 加热后，气体作等压变化，外界对气体做功 根据热力学第一定律 解得 17．一定质量的理想气体从状态开始，经历变化过程 到达状态的关系图像如图所示。已知气体在状态时的压强为，图线、cd的延长线均过坐标原点，下列说法正确的是（     ） A．理想气体在状态时的压强为 B．过程气体的温度升高，所有分子的速率都增大 C．理想气体在状态时的温度为 D．变化过程气体从外界吸收的热量大于内能的增加量 【答案】A 【详解】A．根据理想气体状态方程 可知在图像中过原点的倾斜直线反映的是理想气体等压变化的规律，即， 过程为等容变化过程，根据 可知理想气体在状态时的压强为，故A正确； B．过程气体的温度升高，分子运动的平均速率增大，但不是所有分子的速率都增大，故B错误； C．过程为等压变化过程，根据 可知理想气体在状态时的温度为，故C错误； D．变化过程，外界对气体做的总功为 根据热力学第一定律 可知变化过程气体从外界吸收的热量等于内能的增加量，故D错误。 故选A。 18．(25-26高二下·河南驻马店新蔡县第一高级中学·)（多选）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。 19．如图所示，一定质量的理想气体的循环由下面4个过程组成：。下列说法正确的是（     ） A．过程中，气体内能增加放出热量 B．过程中，气体内能不变 C．过程中，气体吸收热量 D．从过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示 【答案】D 【详解】A．的过程，体积增大，则气体对外界做功，，且pV乘积变大，根据可知，温度升高，气体内能增加，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量（Q>0），故A错误； B．过程，根据与数学知识可知，b、c两点不在同一双曲线上，气体温度改变，内能改变，故B错误； C．的过程，体积减小，则外界对气体做功，，且pV乘积变小，根据可知，温度降低，气体内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放出热量（Q<0），故C错误； D．图像与V轴围成的面积代表功，而整个过程回到a状态时气体与初态相比温度不变，内能不变，可知整个过程气体从外界吸收的总热量与做的总功相同，所以整个过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示，故D正确。 故选D。 20．(25-26高二下·河北石家庄二中教育教团·期中)如图所示，竖直放置的U形玻璃管由截面积为和截面积为的两段玻璃管连接而成，其左管上端封闭，右管上端开口，管内有一段水银柱，左右两管中液面高度差为，右管中水银液面恰好到粗玻璃管下端，左管中封闭的理想气体气柱长为，环境温度为，大气压强为，现缓慢升高环境温度使左右两管中液面相平，右管足够长，求： (1)缓慢升高环境温度使左右两管中液面相平时左侧液面下降的高度； (2)升高后的温度； (3)若温度升高后保持不变，再往右管中缓慢倒入水银，使左管中气柱的长变为，求倒入的水银体积。 【答案】(1)3cm (2)450K (3) 【详解】（1）设左管中水银面下降，右管中水银面上升，由于水银体积不变，有 联立解得， （2）初态时，左管封闭气体的压强 体积 当左右两管液面相平时，左管中封闭气体的压强 此时左管封闭气体的体积 根据理想气体状态方程 解得 （3）温度升高后保持不变，再往右管中倒入水银，此过程为等温过程，此时左管封闭气体的体积 根据玻意耳定律，左管空气压强满足 解得 倒入水银后，左管中水银面上升 在右管不计入倒入水银时，右管下降 由于，所以右管倒入的水银都在截面S2的玻璃管中，设倒入的水银柱长度为，则有 解得 倒入水银的体积 21．一定质量的理想气体经历了的循环，其图像如图所示，其中过程气体分子的平均动能不变，过程气体压强不变，则（     ） A．过程，气体的压强与体积乘积增大 B．过程，气体分子单位时间单位面积碰撞次数增多 C．过程，气体内能可能减小 D．整个过程中气体放出热量和吸收热量相等 【答案】B 【详解】A．过程，气体分子的平均动能不变，对于理想气体，这意味着温度不变。根据理想气体状态方程（常数），可知乘积保持不变，故A错误； B．过程，气体压强不变，由图可知体积减小。根据理想气体状态方程，可知温度降低，分子的平均动能减小，单个分子对器壁的平均撞击力减小。压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的，宏观上压强不变，微观上必然是单位时间单位面积碰撞次数增多，以补偿单个分子撞击力的减小，故B正确； C．过程，由图可知体积不变，压强增大。根据查理定律，可知温度升高。理想气体的内能只由温度决定，温度升高，内能一定增大，故C错误； D．整个循环过程，气体回到初始状态，内能变化量，在图像中，图线与轴围成的面积表示功。过程气体体积增大，对外做功（对应曲线下方的面积）；过程气体体积减小，外界对气体做功（对应线段下方的面积）；过程体积不变，不做功。由图可知曲线下方的面积大于线段下方的面积，即，整个过程中气体对外做净功。根据热力学第一定律（为气体吸收的净热量），可得，即气体吸收的热量大于放出的热量，故D错误。 故选B。 22．(25-26高二·北京清华大学附属中学·期中)（多选）“海琴”号是我国于2025年投入使用的新型6000米级深海电动潜水器，某次深海作业过程中，其内部封闭的理想气体经历了a→b→c→a一个完整循环过程，其p→V图如图所示，已知a→b过程图线为反比例曲线。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态b时的压强为 B．a→b过程中气体对外界做的功等于c→a过程中外界对气体做的功 C．a→b过程中，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功 D．一个完整循环过程气体从外界吸收热量 【答案】AC 【详解】A．过程为等温变化，根据玻意耳定律有 解得，故A正确； B．图像中，图像与V轴所围几何图形的面积表示功，可知a→b过程中气体对外界做的功小于c→a过程中外界对气体做的功，故B错误； C．过程为等温变化，温度不变，则气体内能不变，体积增大，气体对外界做功，气体从外界吸收热量，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，故C正确； D．由于图像中，图像与V轴所围几何图形的面积表示功，根据图像可知，过程中，气体体积增大，气体对外界做功，过程中，气体体积减小，外界对气体做功，且气体对外界做功小于外界对气体做功，即一个完整循环过程中，外界对气体做功，由于一个完整循环过程中，气体内能不变，则一个完整循环过程中，气体向外界放热，故D错误。 故选AC。 23．(21-22高二下·浙江湖州·期末)图甲为某家转椅公司生产的气压升降椅，其简要原理图如图乙所示，升降椅中间有一个开口向上、导热性能良好的汽缸，汽缸内封闭有压强为（与外界标准大气压相同）、体积为的气体，某同学坐上座椅后，座椅连带活塞缓慢下降，气体被压缩，最终静止时气体体积为。已知活塞截面积为，与汽缸间摩擦不计，活塞和与其连接的部件质量可忽略不计，环境温度不变，环境气压为标准大气压，汽缸不漏气，重力加速度为，汽缸内气体可看成理想气体。求： (1)该同学坐上座椅稳定后，汽缸内气体的压强； (2)该同学的质量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）同学坐上后，由于汽缸导热性能良好，活塞缓慢压缩气体时，缸内气体温度不变。对缸内气体，根据玻意耳定律得 解得汽缸内气体的压强为 （2）以人、活塞及与其连接的部件为整体，由平衡条件得 解得该同学的质量为 24．车载气垫床体积小、重量轻、便于携带。现有一气垫床，充气前内部气体的压强等于大气压强p0，体积为V，使用充气筒给气垫床充气，使其内气体体积增加到8V，压强增加到5p0，此充气过程中环境的热力学温度为T0并保持不变，气垫床导热性能良好，气垫床内气体可视为理想气体。 (1)若充气过程中，该充气筒每次从大气中吸取压强为p0的气体体积是恒定的。已知需打气234次才能使气垫床达到目标状态（内部体积8V，压强5p0）求该充气筒每次吸入气体的体积V1； (2)若夜间环境的热力学温度降为0.90T0，充气后的气垫床体积减小到7.65V，求此时气垫床内气体的压强p。（答案用分数表示） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气垫床内气体压强为，温度为，体积为，设要充好气垫床，充气筒需要打234次气，该充气筒每次吸入气体的体积，由玻意耳定律 解得 故每次充入床垫床的气体体积为。 （2）对气垫床内气体由理想气体状态方程 故气垫床内气体的压强 25．如图所示，内部高h=30.0cm的圆柱形金属腔体竖直放置，内部用不计厚度的活塞将腔体分隔为上、下两部分，上部通过小孔与大气连通，下部封闭有一定质量的理想气体，初始时，活塞处于静止状态，下部封闭气体高度为h1=20.0cm，温度为T1=300K。当环境温度从T1缓慢升高至T2=330K时，活塞缓慢上移，下部封闭气体从外界吸收热量Q=37.5J。已知活塞面积S=50cm2、质量m=5.0kg，大气压强恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，活塞与腔壁无摩擦，气体温度始终与环境温度相同。求： (1)初始时下部封闭气体的压强p1； (2)当环境温度升高至T2时，活塞上升的高度∆h； (3)环境温度从T1升高至T2的过程中，下部封闭气体内能的增加量∆U。 【答案】(1)1.1×105Pa (2)2cm (3)26.5J 【详解】（1）对活塞，根据平衡条件可得 解得下部气体的压强为 （2）假设升温过程中活塞未上升到腔体顶部，则气体做等压膨胀，根据盖吕萨克定律得 解得 故假设成立； （3）活塞上升过程中，外界对封闭气体做功为 解得 根据热力学第一定律可得 26．有一种新型酒瓶开启器。其使用方法是手握开瓶器，将气针插入软木塞，通过气针对酒瓶进行打气，随着瓶内气体压强不断增大，软木塞将会被顶起。其原理简化如图，圆柱形容器横截面积为S，软木塞质量为m，软木塞与瓶子间的最大静摩擦力大小为软木塞重力的15倍，不考虑开瓶器和气针对软木塞的作用力。打气前，圆柱形瓶内气体压强为，气体体积为，打气时气针每次将压强为，体积为的空气打入瓶内。已知当地大气压强为，重力加速度为g。假设打气过程温度不变，不考虑瓶子容积的变化，下列说法正确的是（　　） A．要维持气体温度不变，打气过程气体需要从周围环境吸收热量 B．在软木塞被顶起前，每打气一次，软木塞受到的静摩擦力一定增大一次 C．软木塞被顶起时，瓶内气体压强为 D．至少要打气次才能使软木塞被顶起 【答案】D 【详解】A．打气过程中，外界对瓶内气体做功，；气体温度不变，理想气体内能不变，。根据热力学第一定律 得 即气体向外界放热，而非吸热，故A错误； B．对软木塞受力分析，初始瓶内压强等于大气压，向下总力为，大于向上的气体压力，此时静摩擦力向上，大小 每打气一次增大，静摩擦力减小，直到后，静摩擦力转为向下，增大时才开始增大，故B错误； C．最大静摩擦力 软木塞被顶起时受力平衡，向下的力为大气压压力、软木塞重力、最大静摩擦力，向上为瓶内气体压力，即 解得 故C错误； D．打气过程温度不变，由玻意耳定律，设至少打气次，总气体初态满足 代入 约去化简得 解得 故D正确。 故选D。 27．某同学利用喷水茶宠的原理，用容积为的封闭水瓶自制了一个喷水瓶，其装置简化为如下图所示：瓶身靠近底部开一个小孔，小孔与外界大气相通。先用热水淋在喷水瓶上，使喷水瓶内气体温度升高到，再将其迅速放入装有冷水的盆中，使喷水瓶内气体温度降低到，此时喷水瓶从盆中吸入的水，且水面超过小孔，瓶内压强为。然后取出喷水瓶，立刻再将热水淋在喷水瓶上就会出现神奇的喷水现象。已知喷水瓶初始内部压强与外界大气压均为1 atm，瓶内气体可视为理想气体，则约为（　　） A．0.201 atm B．0.997 atm C．0.725 atm D．1.025 atm 【答案】B 【详解】研究对象为瓶内一定质量的理想气体： 初始状态（升温后，小孔通大气）：压强，体积，热力学温度 吸入水后气体体积 热力学温度 根据理想气体状态方程有 解得 故选B。 28．为测试一款刚性保温瓶的密封性能，同学们进行了如下实验。实验初始，密封的保温瓶内充满气体，气体的压强为、温度为；将保温瓶静置足够长的时间后，瓶内气体温度降至室温。已知保温瓶的容积在整个过程中保持不变，瓶内气体可视为理想气体，求： (1)若保温瓶密封完好且无漏气，此时瓶内气体的压强； (2)实际测得静置后瓶内气体的压强为，此过程中漏出的气体质量与初始瓶内气体总质量之比。 【答案】(1) 1.5atm (2) 【详解】（1）保温瓶密封完好且无漏气，此时瓶内气体等容变化，根据查理定律有，其中， 联立解得，瓶内气体的压强 （2）假设质量不变，气体的压强变为时的体积为，根据理想状态方程有，其中V为保温瓶的容积，， 联立解得 实际上瓶内气体的体积为，故漏掉的气体在末状态（压强为，温度为)下的体积为 联立解得 漏出的气体质量与初始瓶内气体总质量之比(其中为降压后气体的密度) 联立解得，漏出的气体质量与初始瓶内气体总质量之比 29．某实验小组使用DIS装置探究“温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”。实验装置如图甲所示，将导热的注射器前端通过软管和压强传感器相连，通过数据采集器在计算机上记录注射器内被封闭气体的压强p，通过注射器自带的刻度读取气体的体积V。 该小组的同学用同一份气体在两种温度下做了探究，并作出图像，如图乙所示，图线a对应的封闭气体温度________（填“大于”“等于”或“小于”）图线b对应的封闭气体温度。此外，两图线均不过原点的原因可能是________。 A．未计入软管中气体的体积 B．实验过程中有漏气现象 C．实验过程中，推拉活塞过快导致气体温度升高 【答案】 大于 A 【详解】[1]温度不变时，有 所以 由图线可知，图线a的斜率较大，则图线a对应的封闭气体温度大于图线b对应的封闭气体温度； [2]根据 可得 可知图像仍是一条倾斜的直线，由于未计入注射器与压强传感器之间软管内的气体体积，则此时气体存在初态压强，故图像有横截距。 故选A。 30．(25-26高二下·北京中国人民大学附属中学·)如图甲为“研究在温度不变时，一定量气体压强和体积的关系”的实验装置 (1)关于本实验，下列说法中正确的是（    ） A．实验中应快速拉动活塞避免气体和外界发生热交换 B．实验中必须测量柱塞的横截面积来计算气体体积 C．柱塞上应涂抹润滑油来增加气密性并减小摩擦 D．挤压活塞时，为了防止实验装置脱落，应当用手握紧注射器筒 (2)在相同温度下A、B两个小组分别进行了实验，并在同一坐标纸上做出了如图乙所示的图像。两组同学所用注射器内气体的物质的量分别为和，则可判断______（选填“”，“”或“”） (3)如图丙，小组同学使用等温变化的规律测量不规则小石块的体积，连接好仪器后正确进行实验并记录了压强传感器示数和注射器读数，作出的图像如图丁所示，图中的横纵截距分别为和，则小石块的体积为______。（用图中相关物理量表示） 【答案】(1)C (2)> (3)b 【详解】（1）A．实验要求温度不变，需缓慢拉动活塞，故A错误； B．实验不必测量柱塞的横截面积，以气柱的长度值代替气体的体积值即可，故B错误； C．柱塞涂抹润滑油可增强气密性、减小摩擦，保证实验精度，故C正确； D．手握注射器筒会使手的热量传递给气体，导致温度升高，违反等温条件，故D错误。 故选C。 （2）根据 整理得 可知图像斜率越大，越大，C与气体质量有关，质量越大，C越大，结合图像可知。 （3）根据玻意耳定律有 整理得 根据图像可知 31．如图所示，竖直细玻璃管、与水平细玻璃管底部连通，各部分玻璃管内径相同。管上端封有长为的理想气体，管上端开口并与大气相通，此时、两管中水银面恰好相平，且水银面到玻璃管底部的距离为。水平玻璃管内用小活塞封有长度为的理想气体。已知外界大气压强为，忽略环境温度的变化。现用力将活塞缓慢向左推压，使管内的气柱长度变为，此时管内气体未到达管，则活塞向左移动的距离为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设玻璃管截面积为S，以A管内气体为研究对象，状态1有，，状态2有 由玻意耳定律可得 解得 以C管内气体为研究对象，状态1有， 状态2有， 由玻意耳定律可得 解得 则活塞向左移动的距离，故选D。 32．(25-26高二·江苏南京师范大学附属中学·模拟)如图，一竖直放置的导热汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，，面积分别为2S、S，，轻杆长为。初始时系统处于平衡状态，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，环境温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度取） (1)求活塞间气体的压强； (2)若向活塞Ⅰ上方缓慢倒沙，求活塞Ⅰ刚运动到汽缸连接处时，倒入沙子的总质量； (3)若从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，当轻杆上的弹力大小增大到初始值的2倍时会断裂，为保证轻杆不断，求活塞间气体的最低温度。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）分析活塞和轻杆的受力，根据平衡条件有 得 （2）依题意初态有，末态有，缓慢倒沙的过程中封闭气体温度不变，由玻意耳定律有 得 设倒入沙子的总质量为，分析活塞、轻杆和沙子的受力，有 得 （3）从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，活塞下降，封闭气体做等压变化，轻杆上的弹力大小不变，直到活塞Ⅰ运动到汽缸连接处，之后温度继续降低，封闭气体体积不变，压强减小，轻杆上的弹力增大，设弹力恰增大到初始值的2倍时气体的压强为 初态，分析活塞Ⅰ的受力，此时杆对活塞Ⅰ的力为向下的拉力，有 得 末态，分析活塞Ⅱ的受力，此时杆对活塞Ⅱ的力为向下的支持力，有 得 对全程，由气态方程有 得 33．(25-26高三上·山东菏泽·期末)一定质量的理想气体从状态a开始，经过一个循环a→b→c→a，最后回到初始状态a，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程，气体温度不变 B．b→c过程，气体温度不变 C．c→a过程，气体温度降低，并且向外界放出热量 D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体吸收的热量等于放出的热量 【答案】C 【详解】A．a→b过程， （k为常量，压强与体积成正比）不是等温变化，等温变化是（k为常量，压强与体积成反比），故A错误； B．b状态压强与体积的乘积与c状态压强与体积的乘积不相等 故b→c过程，气体不是等温变化，故B错误； C．c→a过程是等压压缩气体，外界对气体做正功（），由 气体体积减小，温度降低，内能减小，即 由热力学第一定律有 故，气体向外界放出热量，故C正确； D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体对外界做的功（）为a→b→c→a对应图形的面积， 由热力学第一定律有 气体放出的热量小于吸收的热量，故D错误。 故选C。 34．如图所示，现有一上端开口、内壁光滑的汽缸竖直放置，活塞横截面积为。在汽缸内有体积不计的a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上，活塞下方封闭有一定质量的理想气体，此时气体的压强为温度为。现缓慢加热缸内气体，当温度为时，活塞恰好离开a、b；当温度为时，活塞上升了10cm。已知大气压强，重力加速度（T为热力学温度，t为摄氏温度）。 (1)求活塞质量m； (2)求a、b两限制装置与汽缸底部的距离h； (3)若整个过程中气体内能增加了150J，求气体吸收的热量Q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意知，初始状态， 活塞恰好离开限制装置时，，过程中体积不变，发生等容变化，由查理定律 解得，此时活塞受力平衡有 代入数据,解得 （2）由题意知，当温度从升高至过程中，活塞上升，压强不变，，，由盖吕萨克定律 代入数据得 （3）由题可知，整个过程中气体内能增加了150J，即。由前两问可知，第一阶段为等容变化，不做功，第二阶段为等压膨胀，气体对外做功，外界对气体做负功，则有 解得 由热力学第一定律 解得 35．某物理探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态时触动报警器。从状态到状态的过程中，气体内能增加了，大气压强，重力加速度取，求： (1)气体在状态时的压强； (2)气体由状态到状态的过程中，从外界吸收的热量； (3)达到状态后，由于意外导致容器开始缓慢漏气，漏气过程中容器内温度视为不变，求活塞与卡口刚要分离时，漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比。 【答案】(1) (2)170J (3) 【详解】（1）气体在状态时，有 解得 气体由状态到状态过程中，气体的压强不变 由盖吕萨克定律有 解得 气体由状态到状态过程中，气体的体积不变，由查理定律有 解得 （2）气体从状态到状态的过程中，气体对外做的功为 由热力学第一定律有   解得 （3）活塞与卡口刚要分离时气体压强为 由（1）知 根据 解得 漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比 36．(25-26高三下·江苏泰州·)如图所示，一个内壁光滑、导热良好的汽缸水平固定放置，汽缸内封闭的气体体积为、压强为，活塞横截面积为，大气压强为。现向右缓慢拉动活塞，环境温度保持不变，则： (1)当拉力大小为时，求活塞移动距离； (2)若第（1）问活塞拉开距离过程中，封闭气体吸收的热量为，求拉力所做的功。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对活塞受力分析，平衡时封闭气体压强满足： 封闭气体做等温变化，由玻意耳定律： 代入整理得： （2）理想气体内能仅与温度有关，温度不变，因此内能变化。 根据热力学第一定律（为气体对外做功） 得： 对活塞，缓慢拉动动能变化为0，合外力总功为0：拉力做功、气体对活塞做功、大气对活塞做功 因此： 代入和（1）中化简得： 37．如图所示，上、下端均开口的竖直气缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒足够长且筒中各有一个厚度不计且导热性良好的光滑活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m，大活塞的横截面积为4S、质量为5m。两活塞用长为L的刚性细杆连接，两活塞间封闭一定质量的气体，在距离大圆筒底端处有一水平小卡栓。开始时，位于大圆筒底端右侧的阀门K处于关闭状态，两活塞处于静止状态，活塞A与卡栓间的距离为，现将阀门K打开，抽气装置缓慢抽气，当杆对B的作用力恰好为零时关闭K。已知重力加速度为g，外界大气压强恒为，且，抽气管、卡栓和细杆体积不计，环境温度保持不变，两活塞间封闭气体始终可视为理想气体。求： (1)抽气前杆对A活塞的作用力大小和方向； (2)抽气装置抽出气体的质量与原先封闭气体的质量之比。 【答案】(1)，方向竖直向下 (2) 【详解】（1）设开始时封闭气体压强为，杆对A的作用力为F 对A、B整体有 对A有 解得，方向竖直向下 （2）设原先封闭气体的质量为，抽气装置缓慢抽气过程，活塞A缓慢向下移动，该过程中杆的作用力保持3mg不变； 气体压强保持不变，直至A移动至卡栓处，设杆的作用力为零时，封闭气体压强为 活塞A刚移动至卡栓位置时，封闭气体的质量为 对B有 将质量为、压强为、体积为的封闭气体等温降为压强为，设此时气体体积为，则有 则关闭K后封闭气体的质量为 解得 38．(25-26高三上·山东青岛即墨区·期末)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 39．(25-26高三上·湖北襄阳·期末)负压病房（Negativepressureward）是指房内的气压低于房外气压的病房。现简化某负压病房为一个可封闭的绝热空间，室内空气所占空间的体积为V0，室内外气温均为-3oC，室内外压强均为p0。病房使用前，首先将室内空气封闭并加热，使病房内的气压上升至（空气视为理想气体，T=t+273K）。 (1)求气压上升至时病房内的温度。 (2)为了达到安全标准，病房封闭加热后，在使用前要先抽掉一部分空气，使病房内气压降低到p0（<1），抽气过程保持病房温度不变，求抽掉的空气的质量与抽气前室内空气总质量的比值。 【答案】(1)300K (2) 【详解】（1）加热前室内外温度为T0，加热后病房内温度为T1，气体发生等容变化，由查理定律可得 因 解得 （2）设病室内的温度不变而压强降为λp0时，体积为V2，由玻意耳定律可得 则抽掉的空气的质量与抽气前室内空气总质量的比值 代入数据计算得 题型3 固体和液体（共21小题） 40．(25-26高二下·云南师范大学附属中学呈贡学校等校·期中)如图，关于下列四幅插图，以下说法正确的是（     ） A．图甲中悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B．图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明石蜡是晶体 C．图丙为食盐晶体的微观结构，具有空间上的周期性 D．图丁中一只水黾能停在水面上，是因为水黾受到液体的表面张力 【答案】C 【详解】A．图甲中花粉在水中的运动位置连线图说明了水分子在做无规则运动，不能反映花粉分子的热运动，A错误； B．图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明云母各向异性，说明云母是晶体，B错误； C．图丙为食盐晶体的微观结构，具有空间上的周期性，C正确； D．图丁中一只水黾能停在水面上，是液体的表面张力的作用的结果，而表面张力是作用在液体上的力，D错误。 故选C 。 41．下列说法正确的是（　　） A．液晶和晶体都具有各向同性的性质 B．晶体吸热熔化过程中，其分子的平均动能不变 C．毛细现象指的是不浸润液体在毛细管中上升 D．船能浮于水面是由于水的表面张力作用 【答案】B 【详解】A．液晶分子排列具有方向性，表现为各向异性；单晶体各向异性，仅多晶体具有各向同性的性质，并非液晶和晶体都有各向同性的性质，故A错误； B．晶体有固定熔点，熔化过程中温度保持不变，而分子平均动能仅由温度决定，因此其分子平均动能不变，故B正确； C．毛细现象中，浸润液体在毛细管中上升，不浸润液体在毛细管中下降，故C错误； D．船能浮于水面是受到水的浮力作用，符合阿基米德原理，与水的表面张力无关，故D错误。 故选B。 42．（多选）关于固体与液体，下列说法正确的是（　　） A．若物体表现为各向同性，则该物体一定是非晶体 B．液晶中分子排列的有序性介于晶体和液体之间 C．露珠呈球状，是表面张力作用的结果 D．有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的微粒能够形成不同的空间结构 【答案】BCD 【详解】A．多晶体也具有各向同性，若物体表现为各向同性，则该物体可能是多晶体，故A错误； B．液晶的分子排列既具有液体的流动性，又保留了晶体分子排列的有序性，其有序性介于晶体和液体之间，故B正确； C．露珠呈球状，是表面张力作用的结果，故C正确； D．有些物质的微粒可以形成不同的空间结构（例如碳可以形成金刚石和石墨），因此能生成种类不同的几种晶体，故D正确。 故选BCD。 43．(24-25高二下·江苏淮安·期末)某固体材料表现出显著的导电性，但沿不同方向电阻率差异较大。该材料可能是（　　） A．石墨 B．金属 C．玻璃 D．塑料 【答案】A 【详解】A．石墨为层状结构，层内导电性强，层间导电性弱，电阻率呈现显著各向异性，故A符合题意； B．金属导电性良好，但晶体结构各向同性，电阻率差异小，故B不符合题意； C．玻璃常温下为绝缘体，导电性差，故C不符合题意； D．塑料为绝缘体，几乎不导电，故D不符合题意。 故选A。 44．(24-25高二下·云南文山马关县第一中学校·月考)基于物理事实，下列说法中正确的是（　　） A．大块岩盐是晶体，粉碎后的岩盐小颗粒为非晶体 B．固体、液体、气体都有扩散现象和布朗运动现象 C．在太空完全失重的环境下，毛细现象不会出现 D．泡茶时，开水比冷水能快速泡出茶香、茶色，是因为温度越高分子热运动越剧烈 【答案】D 【详解】A．晶体无论是否被粉碎，其内部结构仍为晶体，故粉碎后的岩盐小颗粒仍为晶体，故A错误； B．固体、液体、气体都能够发生扩散现象，布朗运动是悬浮微粒的运动，固体自身不会发生布朗运动，故B错误； C．毛细现象由表面张力和浸润性共同决定，与重力无关，故在失重环境下仍会出现，故C错误； D．温度升高使分子热运动加剧，扩散加快，故开水能更快泡出茶香、茶色，故D正确。 故选D。 45．(24-25高二下·河北承德名校联考·期末)（多选）2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富相互配合，生动演示了微重力环境下太空“冰雪”实验、“液桥”演示实验（如图所示）、水油分离实验、太空抛物实验等，并深入浅出地讲解了实验现象背后的科学原理，下列说法正确的是（　　） A．只有在太空中才能进行“液桥”实验 B．图中水把两块液桥板连在一起靠的是液体的表面张力 C．塑料制成的液桥板是非晶体 D．冰是晶体 【答案】BCD 【详解】AB．“液桥”实验靠的是液体的表面张力，在地面也可以完成该实验，故A错误，B正确； C．塑料制成的液桥板是非晶体，不具有晶体的典型特征，故C正确； D．冰具有晶体的典型特征，是晶体，故D正确。 故选BCD。 46．(24-25高二下·江西乐平中学·期末)关于固体和液体，下列说法正确的是（　　） A．只有浸润的液体才会发生毛细现象 B．单晶体和多晶体均具有规则的几何形状 C．液晶材料既像液体一样具有流动性，又像晶体一样具有各向同性的特征 D．叶面上的露珠呈球形，是由于表面张力的作用 【答案】D 【详解】A．毛细现象在浸润液体中表现为液面上升，在不浸润液体中表现为液面下降，故A错误； B．单晶体有规则几何形状，而多晶体由大量小晶粒杂乱排列，整体无规则形状，故B错误； C．液晶具有流动性（类似液体）和各向异性（类似晶体），而非各向同性，故C错误； D．表面张力使液体表面积最小化，球形满足这一条件，叶面上的露珠呈球形，是由于表面张力的作用，故D正确。 故选D。 47．(24-25高二下·浙江绍兴·期末)（多选）下列四幅图涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A．甲图中用棉线实现自动浇水，利用了毛细现象 B．乙图中是某种矿物的微观结构，该物质有固定的熔点 C．丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子间存在引力 D．丁图中悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显 【答案】AB 【详解】A．甲图中用棉线实现自动浇水，利用了毛细现象，故A正确； B．乙图中该矿物的微观结构表明，其原子或分子在空间按一定规律周期性重复排列，这是晶体的微观特征，说明该矿物为晶体，而晶体具有固定的熔点，故B正确； C．丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子不停地做无规则的热运动，故C错误； D．丁图中悬浮在液体中的颗粒越大，颗粒的运动状态越不容易改变，另外来自各个方向的液体分子的撞击趋于平衡，故布朗运动越不明显，故D错误。 故选AB。 48．(24-25高二下·江西上饶·期末)下列有关热现象说法正确的是（　　） A．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 B．一定质量的0℃的冰熔化成0℃的水，内能不变 C．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力 D．在“太空授课”中处于完全失重状态的水滴呈球形，是液体表面张力引起的 【答案】D 【详解】A．单晶体和多晶体均有固定的熔点，非晶体没有固定熔点，故A错误； B．0℃的冰熔化为0℃的水需要吸热，温度不变时分子动能相同，但分子势能增加，因此内能增大，故B错误； C．气体散开是分子热运动的结果，而非分子间斥力（气体分子间距大，分子力可忽略），故C错误； D．在完全失重状态下，液体表面张力使水滴收缩成球形（表面积最小），故D正确。 故选D。 49．(24-25高二下·安徽马鞍山·期末)下列说法正确的是（　　） A．单晶体和多晶体的物理性质都是各向异性，非晶体是各向同性 B．装在试管中的水银的液面凸起来是因为水银浸润玻璃 C．布朗运动是液体分子的无规则运动 D．液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 【答案】D 【详解】A．单晶体各向异性，多晶体各向同性，非晶体各向同性，故A错误； B．水银不浸润玻璃，液面凸起，故B错误； C．布朗运动是微粒运动，反映分子运动，故C错误； D．表面层分子间距较大，分子间作用力表现为引力，形成表面张力，故D正确。 故选D。 50．(24-25高二下·四川北川中学·期末)（多选）六出飞花入户时，坐看青竹变琼枝。在冬季赏雪时也要注意下雪对人们生活的影响。雪花是晶体的一种。晶体的特征有（　　） A．有固定的熔点 B．物理性质都是各向异性 C．同种元素组成的物质，其空间点阵唯一 D．在一定的条件下，晶体和非晶体间可以相互转化 【答案】AD 【详解】A．晶体具有确定的熔点，熔化时温度保持不变，这是晶体的基本特征，故A正确； B．单晶体物理性质各向异性，但多晶体表现为各向同性，故B错误； C．同种元素可能形成不同晶体结构（如碳可形成石墨或金刚石），空间点阵不唯一，故C错误； D．实验证实，通过特定条件，晶体与非晶体可相互转化，故D正确。 故选AD。 51．已知水银不浸润玻璃，把内径不同的两根细玻璃管插入水银槽中，关于玻璃管内水银液面的情况，下列选项中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】水银不浸润玻璃，则玻璃管内的水银面凸起，细管的毛细现象更明显，则细管内的水银下降得更深。 故选C。 52．(25-26高三下·安徽合肥第八中学·)关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中水黾停在水面上，受到的浮力与重力平衡 B．乙图中液晶显示器利用了液晶光学性质具有各向同性的特点 C．丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后扩成一个圆孔，是棉线张力作用的结果 D．丁图中不同液体在毛细管中的液面高于或低于管外液面都是毛细现象 【答案】D 【详解】A．甲图中水黾停在水面上，受到的表面张力与重力平衡，故A错误； B．乙图中液晶显示器利用了液晶光学性质具有各向异性的特点，故B错误； C．丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后扩成一个圆孔，是液面的表面张力作用的结果，故C错误； D．丁图中不同液体在毛细管中由于浸润或不浸润导致的液面高于或低于管外液面都是毛细现象，故D正确。 故选D。 53．(24-25高二下·江苏南京师范大学附属中学·期中)如图，雨后的荷叶上聚集了一些的水滴，看上去圆滚滚、亮晶晶的，下列说法正确的是（　　） A．由于荷叶对水有弹力作用，所以水滴圆滚滚的 B．水滴与空气接触的表面层中，水分子间的作用力表现为斥力 C．水滴与荷叶表面是浸润的 D．水滴看上去亮晶晶的，主要是因为环境光在水滴下表面发生了全反射 【答案】D 【详解】A．水珠表面宏观上形成表面张力，所以水滴有收缩趋势，形状趋于球形，故为圆滚滚的，故A错误； B．因为水滴的表面层中分子间距较大，分子力表现为引力，故B错误； C．水滴与荷叶表面不浸润，故C错误； D．从侧上面观察水滴，环境光进入水滴后在水滴下表面形成全反射效果，所以看上去亮晶晶的，故D正确。 故选D。 54．(25-26高三上·山东青岛即墨区·期末)在天宫课堂“奇妙乒乓球”实验中，航天员在空间站中挤出一滴水珠，水珠呈球形漂浮在空中。当航天员使用普通球拍轻轻拍打水珠时，水珠会粘在球拍上；当使用特殊材料制成的球拍轻轻拍打水珠时，水珠被弹开。关于上述现象，下列说法正确的是（　　） A．水珠在空间站中不受重力 B．水珠呈球形是因为表面层只存在分子间引力 C．水珠粘在普通球拍上是因为水与普通球拍发生浸润现象 D．只有在太空站中才能发生浸润与不浸润现象 【答案】C 【详解】A. 在空间站中，水珠处于完全失重状态，但仍然受到地球引力的作用，引力提供向心力，故A错误； B. 水珠呈球形是因为液体表面张力作用，表面张力是由于液体表面层分子间距离较大，分子间表现为引力，但表面层同时存在引力和斥力，只是引力占主导，故B错误； C. 水珠粘在普通球拍上是因为水与普通球拍材料发生浸润现象，分子间作用力使水珠附着，故C正确； D. 浸润与不浸润现象在地球上同样存在，是由液体和固体材料性质决定的，并非太空特有，故D错误。 故选C。 55．(25-26高三上·黑龙江牡丹江第二高级中学·期末)下列说法中正确的是（　　） A．在完全失重的情况下，气体的压强为零 B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏，分子间的引力大于斥力 C．当两分子间距离大于平衡位置的间距时，分子间的距离越大，分子势能越小 D．水中气泡上浮过程中，气泡中的气体在单位时间与气泡壁单位面积碰撞的分子数增多 【答案】B 【详解】A．气体的压强由气体分子热运动对容器壁的碰撞产生，压强大小取决于分子数密度、温度和体积，失重不改变分子热运动，因此压强不为零，故A错误； B．液体表面张力是由于液体表面层分子间距较大（分子较稀疏），分子间引力大于斥力，导致表面层分子受到向内的净吸引力，故B正确； C．当分子间距 时，分子力表现为引力，随着 增大，分子间引力做负功，分子势能增大，故C错误； D．气泡上浮过程中，水深减小，液体压强减小，气泡体积膨胀。温度不变时，气体分子数密度 减小，分子平均速率不变，因此单位时间与单位面积气泡壁碰撞的分子数减少，故D错误。 故选B。 56．(25-26高三上·广东深圳深实高中园、惠东高级中学·)下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（    ） A．由甲图可知，所有分子的运动速率随着温度的升高而增大 B．乙图为布朗运动实验，图中显示的是液体分子无规则运动轨迹 C．丙图煮茶，水沸腾过程中，水变成水蒸气，体积增加，分子势能变小 D．丁图中航天员王亚平在空间站做的“液桥”实验中，两块液桥板之间形成一段液体，两液桥板脱手后最终合在一起，这是水的表面张力在起作用 【答案】D 【详解】A．随着温度的升高，速率大的分子所占比例越大，并不是所有分子的运动速率随着温度的升高而增大，故A错误； B．图中的点是观察时颗粒的位置，轨迹是各位置的连线，不是颗粒的无规则运动轨迹，不是布朗运动的轨迹，故B错误； C．水沸腾过程中，水变成水蒸气，体积增加，水吸收热量，分子动能不变，则分子势能变大，故C错误； D．液体的表面张力是引力的效果，两液桥板脱手后最终合在一起，这是水的表面张力在起作用，故D正确。 故选D。 57．(24-25高二下·江苏淮安·期末)如图甲所示，叶面上的露珠呈椭球形；如图乙所示，水滴附着在玻璃上。关于这两种现象，下列说法正确的是（　　） A．露珠呈球形是由于水对叶面浸润 B．露珠呈球形是由于水的表面张力作用 C．水滴附着在玻璃上是由于水对玻璃不浸润 D．水滴附着在玻璃上是由于水的表面张力作用 【答案】B 【详解】AB．露珠呈球形，这是液体表面张力的结果，故A错误，B正确； CD．水滴附着在玻璃上，这是水对玻璃浸润的结果，故CD错误。 故选B。 题型4 热力学第一定律（共10小题） 58．(25-26高三·北京海淀区·期中)烧瓶通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一小段水柱，使烧瓶内封闭一定质量的气体。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向左移动。瓶内的气体可视为理想气体，在这一过程中瓶内气体（    ） A．分子平均动能减小 B．向外界放热 C．内能不变 D．压强不变 【答案】D 【详解】A．用手捂住烧瓶，瓶内气体温度升高，温度是分子平均动能的标志，则分子平均动能增大，故A错误； B．气体体积膨胀对外做功，温度升高内能增加，根据热力学第一定律 可知，气体从外界吸热，故B错误； C．理想气体内能只与温度有关，温度升高，内能增大，故C错误； D．水柱缓慢移动，气体始终处于平衡状态，水平管内水柱受力平衡，瓶内气体压强等于大气压强，保持不变，故D正确； 故选D。 59．(24-25高二下·江苏淮安·期末)如图所示为一定质量的某种理想气体从状态到状态的体积随热力学温度的变化关系图像。已知气体在状态时的压强，体积，温度；在状态时的温度。 (1)求气体在状态时的体积； (2)若上述过程气体吸收的热量为，求该过程中气体内能的变化量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题图可知，A→B为等压变化，则有 代入数据解得 （2）A→B过程，外界对气体做功为 根据热力学第一定律可得 联立解得 60．(24-25高二下·甘肃武威凉州区·期末)（多选）一定质量的理想气体，其状态变化过程的图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为。对该气体，下列说法正确的是（　　） A．在状态B时的温度为 B．在状态C时的温度为 C．状态A与状态C相比，气体的内能相等 D．从状态A到状态C的过程中放出热量 【答案】BC 【详解】A．气体在状态A时的压强为，温度为 气体在状态B时的压强为，则由查理定律有 解得气体在状态B时的温度为，故A错误； B．气体在状态B时的体积为，温度为；气体在状态C时的体积为，则由盖·吕萨克定律有 解得气体在状态C时的温度为，故B正确； C．由上面分析可知，气体在状态A和状态C时的温度相等，由于理想气体的内能只与温度有关，所以气体在状态A和状态C时的内能相等，故C正确； D．由于气体在状态A和状态C时的内能相等，则从状态A经状态B到状态C的过程气体内能变化为0，即 由于整个过程气体的体积增大，则气体对外做功，故 则由热力学第一定律，可得 所以从状态A到状态C的过程中气体从外界吸收热量，故D错误。 故选BC。 61．(25-26高三上·河北秦皇岛山海关第一中学·)（多选）如图所示，一定质量的理想气体分别经历过程和过程，已知这两个过程，一个是等温过程，一个是绝热过程，则（　　） A．为等温过程，为绝热过程 B．过程气体对外界做的功为 C．状态时气体的压强小于 D．状态单位时间撞击单位面积器壁的气体分子数比c状态少 【答案】CD 【详解】A．由图可知，a→b过程和a→c过程，体积增大，气体对外做功，即W<0；对于绝热过程，Q=0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W 可知气体内能减小，温度降低；对于等温过程，则温度不变，根据理想气体状态方程有 由图可知pc>pb，则Tc>Tb，故a→c为等温过程，a→b为绝热过程，故A错误； BC．a→c为等温过程，则Tc=Ta，根据 可得pc=p0 根据a→c曲线与横轴围成的面积表示气体对外界做的功W1，则有，故B错误； C．由上分析，可知pb<p0=pc，故C正确； D．b、c状态气体体积相同，分子数密度相同，Tb<Tc，即b状态气体分子热运动的剧烈程度较小，所以b状态单位时间撞击单位面积器壁的气体分子数较少，故D正确。 故选CD。 62．(24-25高二下·云南昆明长水教育集团·)在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。已知重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的压强始终为 C．外界环境温度为 D．气体的内能改变量为 【答案】D 【详解】B．以活塞为研究对象，其受力平衡，有 解得气体压强为 气体做等压变化，压强始终不变，故B错误； A．气体体积变大，对外界做功，大小为，故A错误； C．密封气体初状态的温度为T0，体积为，末状态的温度等于外界环境的温度，由盖－吕萨克定律有， 解得，故C错误； D．根据热力学第一定律，气体内能改变量为，故D正确。 故选D。 63．(24-25高二下·辽宁点石联考·)（多选）我国某新型航天器生命保障系统中，一定质量的理想气体经历从状态A到状态B再到状态C的变化过程，其p-T图像如图所示。已知该气体在状态A的体积为，该气体遵循方程pV=nRT（其中p为压强，V为体积，n为物质的量，R为普适气体常量，T为热力学温度），且其内能变化满足，则下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B的体积为2V0 B．气体在状态C的体积为2V0 C．从A到B的过程中，气体从外界吸收的热量为 D．从B到C的过程中，气体从外界吸收的热量为 【答案】BC 【详解】A．根据可知，从状态A到状态B为等容变化，则气体在状态B的体积为V0，A错误； B．从B到C为等压变化，则 可得气体在状态C的体积为VC=2V0，B正确； C．从A到B的过程中，气体温度升高，则内能增加 体积不变，则WAB=0，则根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收的热量为，C正确； D．从B到C的过程中，气体对外做功，则 内能增加 气体从外界吸收的热量为，D错误。 故选BC。 64．(24-25高二下·辽宁丹东·期末)如图所示，固定的汽缸内有一自由移动的“T”型活塞，质量为，活塞体积、与汽缸间的摩擦均可忽略不计，距汽缸底部处连接一形管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为，活塞距离汽缸底部为，两边水银柱存在高度差。已知汽缸横截面积为，活塞竖直部分长为 ，大气压强为，重力加速度。求： (1)初始时，汽缸内封闭气体的压强为多大； (2)若气体的内能与热力学温度成正比，初始时该气体内能，现使气体温度缓慢降低，当两水银面相平时气体对外放出的热量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对活塞受力分析，根据平衡条件有 代入相关已知数据，解得 （2）两水银面相平时气体压强，刚开始降低温度时气体做等压变化，当“T”型活塞已经触底后做等容变化，则气体体积， 根据理想气体状态方程 解得 气体的内能与热力学温度成正比，时该气体内能，则此时气体内能 这一过程外界对气体做功 解得 根据热力学第一定律可得 解得，即气体放出的热量为 题型5 热力学第二定律、热力学第三定律（共12小题） 65．(25-26高二上·山东烟台·期中)下列说法正确的是（　　） A．我国风能资源丰富，风能是不可再生能源 B．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 C．自然界的能量是守恒的，不会凭空消失，所以我们不需要节约能源 D．能量的耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上减少了，可利用的品质上也降低了 【答案】B 【详解】A．风能属于可再生能源，因为它是通过自然循环不断产生的，故A错误； B．根据热力学第二定律，所有与热现象相关的宏观自然过程都具有方向性，不可逆，故B正确； C．虽然总能量守恒，但能源利用时能量品质降低，有效可用能源减少，因此仍需节约能源，故C错误； D．能量耗散指能量品质降低，但总数量并未减少，故D错误。 故选B。 66．(24-25高二下·黑龙江安达三校（安达重点高中，育才高中，第七中学）·期末)关于热现象、热力学定律，下列说法不正确的是（　　） A．一定质量的理想气体的温度升高其内能一定增加 B．扩散现象和布朗运动都表明分子在不停地做无规则运动 C．气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 【答案】C 【详解】A．理想气体内能仅由温度决定，温度升高内能必增，故A正确； B．扩散和布朗运动均体现分子无规则运动（前者直接，后者间接），故B正确； C．气体压强源于分子对器壁的碰撞，而非分子间斥力（理想气体分子力忽略），故C错误； D．热力学第二定律指出热量不能自发从低温传至高温，故D正确。 本题选错误的，故选C。 67．(22-23高二下·北京第一零一中学·期末)根据你所学的热学知识，下列说法中正确的是（　　） A．理想气体吸收热量后，温度一定升高 B．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体 C．在热机中，燃气的内能不可能全部转化为机械能 D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变 【答案】C 【详解】A．根据热力学第一定律 ，若理想气体吸收热量（）但对外做功（），则内能可能不变（如等温膨胀过程），温度也不变，A错误； B．热力学第二定律的克劳修斯表述指出，热量不能自发从低温物体传到高温物体，但通过外界做功（如制冷机）可以实现，B错误； C．根据热力学第二定律，热机效率不可能为100%，必然有部分热量排放到低温热源，因此燃气的内能无法完全转化为机械能，C正确； D．根据热力学第一定律，物体放出热量，同时对外做功，那么，内能一定减小，不可能不变，D错误。 故选C。 68．(24-25高二下·江苏南京师范大学附属中学·期末)在热学中，下列说法正确的是（　　） A．热力学第二定律告诉我们：机械能可以转化为内能，而内能不能转化为机械能 B．热量只能从高温物体传向低温物体，而不能从低温物体传向高温物体 C．第一类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 D．第二类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 【答案】C 【详解】A．热力学第二定律并未否定内能转化为机械能的可能性，而是强调这种转化需要条件（如存在温度差或外界做功），例如，热机可将部分内能转化为机械能，但会伴随热量散失，故A错误； B．热量自发传递方向是从高温到低温，但在外界干预时，如制冷机做功，热量可以从低温传向高温，故B错误； C．第一类永动机试图不消耗能量而持续对外做功，违背了能量守恒定律，故C正确； D．第二类永动机不违背能量守恒定律，但它试图从单一热源吸收热量并全部转化为功而不引起其他变化，违背了热力学第二定律，故D错误。 故选C。 69．(24-25高二下·吉林白城洮南第一中学·期末)下列说法中正确的是（    ） A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体 B．密封在容器中的气体，在完全失重的情况下，对器壁的压强为零 C．第二类永动机没有违反能量守恒定律但违背热力学第一定律 D．一定质量的理想气体，如果压强不变，气体体积变大，则气体一定对外界放热 【答案】A 【详解】A．根据热力学第二定律的克劳修斯表述，热量不能自发地从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，A正确； B．气体压强由分子热运动对器壁的碰撞产生，与宏观重力无关。即使完全失重，分子热运动依然存在，压强不会为零，B错误； C．第二类永动机不违反热力学第一定律，但违反了热力学第二定律，C错误； D．气体体积变大，气体对外做功，当压强不变且体积增大时，温度必然升高，内能增加，根据热力学第一定律，气体吸收热量，D错误。 故选A。 70．(24-25高二下·吉林长春农安县第十中学·期末)关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到-293℃ B．单晶体的光学性质一定各向异性 C．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律 D．若某固体气凝胶的密度为，摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，在忽略分子间隙的情况下，相邻气凝胶分子平均间距（类似固体分子的直径）为 【答案】D 【详解】A．根据热力学第二定律，热机效率无法达到100%。制冷机无法使温度低于绝对零度，绝对零度相当于-273.15℃，所以更低的-293℃不可能达到。故A错误； B．单晶体具有各向异性，但不一定是光学性质的各向异性，故B错误； C．第二类永动机违背热力学第二定律而不违背热力学第一定律，故C错误； D．假设气凝胶分子占据空间是球形且紧密排列的，球体体积公式为 每个分子占据空间体积为 解得相邻气凝胶分子平均间距，故D正确。 故选D。 3 / 23 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 热学 题型1 分子动理论 题型2 气体（重点） 题型3 固体和液体 题型4 热力学第一定律（重点） 题型5 热力学第二定律、热力学第三定律 题型1 分子动理论（共14小题） 1．D 2．B 3．AB 4．(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 5．(1) 432/436/440 (2)B (3)AC 【详解】（1）[1]每个方格边长为，单个方格面积 按"超过半格算1格，不足半格忽略"计数，共得约108格，因此油酸膜总面积 [2]油酸酒精溶液浓度为，1mL溶液共100滴，因此1滴溶液中纯油酸体积 分子直径 （2）A．1kg油酸所含分子数，故A错误； B．油酸所含分子数，故B正确； C．1个油酸分子的质量，故C错误； D．将油酸分子视为球形，单个油酸分子体积 又 解得，故D错误。 故选B。 （3）A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴，导致测量体积偏大，直径测量偏大，故A正确； B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，使油膜面积计算值偏大，根据可知，直径测量值偏小，故B错误； C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，使面积测量值偏小，根据可知，直径测量值偏大，故C正确； D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长，酒精挥发使得油酸的浓度变大，仍按原来的浓度计算，使得一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V算小了，根据可知，直径测量值偏小，故D错误。 故选AC。 6．A 7．B 8．D 9．B 10．AD 11．A 12．C 13．AC 14．D 题型2 气体（共25小题） 15．(1)1.2×106Pa (2)330K (3)77.8J (4)1:12 【详解】（1）设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，根据玻意耳定律可得 解得压缩后气体的压强 （2）根据理想气体状态方程可得 解得空气柱的温度 （3）根据热力学第一定律有，， 则气体的内能增加量为 （4）根据克拉伯龙方程可得， 所以 16．(1)或 (2) 【详解】（1）当汽缸水平放置时，，， 当汽缸口向上，活塞到达汽缸口时，对活塞受力分析如图所示，有 得， 根据理想气体状态方程 解得 （2）当汽缸口竖直向上，加热之前，根据玻意耳定律 解得 加热后，气体作等压变化，外界对气体做功 根据热力学第一定律 解得 17．A 18．ACD 19．D 20．(1)3cm (2)450K (3) 【详解】（1）设左管中水银面下降，右管中水银面上升，由于水银体积不变，有 联立解得， （2）初态时，左管封闭气体的压强 体积 当左右两管液面相平时，左管中封闭气体的压强 此时左管封闭气体的体积 根据理想气体状态方程 解得 （3）温度升高后保持不变，再往右管中倒入水银，此过程为等温过程，此时左管封闭气体的体积 根据玻意耳定律，左管空气压强满足 解得 倒入水银后，左管中水银面上升 在右管不计入倒入水银时，右管下降 由于，所以右管倒入的水银都在截面S2的玻璃管中，设倒入的水银柱长度为，则有 解得 倒入水银的体积 21．B 22．AC 23．(1) (2) 【详解】（1）同学坐上后，由于汽缸导热性能良好，活塞缓慢压缩气体时，缸内气体温度不变。对缸内气体，根据玻意耳定律得 解得汽缸内气体的压强为 （2）以人、活塞及与其连接的部件为整体，由平衡条件得 解得该同学的质量为 24．(1) (2) 【详解】（1）气垫床内气体压强为，温度为，体积为，设要充好气垫床，充气筒需要打234次气，该充气筒每次吸入气体的体积，由玻意耳定律 解得 故每次充入床垫床的气体体积为。 （2）对气垫床内气体由理想气体状态方程 故气垫床内气体的压强 25．(1)1.1×105Pa (2)2cm (3)26.5J 【详解】（1）对活塞，根据平衡条件可得 解得下部气体的压强为 （2）假设升温过程中活塞未上升到腔体顶部，则气体做等压膨胀，根据盖吕萨克定律得 解得 故假设成立； （3）活塞上升过程中，外界对封闭气体做功为 解得 根据热力学第一定律可得 26．D 27．B 28．(1)1.5atm (2) 【详解】（1）保温瓶密封完好且无漏气，此时瓶内气体等容变化，根据查理定律有，其中， 联立解得，瓶内气体的压强 （2）假设质量不变，气体的压强变为时的体积为，根据理想状态方程有，其中V为保温瓶的容积，， 联立解得 实际上瓶内气体的体积为，故漏掉的气体在末状态（压强为，温度为)下的体积为 联立解得 漏出的气体质量与初始瓶内气体总质量之比(其中为降压后气体的密度) 联立解得，漏出的气体质量与初始瓶内气体总质量之比 29．大于 A 【详解】[1]温度不变时，有 所以 由图线可知，图线a的斜率较大，则图线a对应的封闭气体温度大于图线b对应的封闭气体温度； [2]根据 可得 可知图像仍是一条倾斜的直线，由于未计入注射器与压强传感器之间软管内的气体体积，则此时气体存在初态压强，故图像有横截距。 故选A。 30．(1)C (2)> (3)b 【详解】（1）A．实验要求温度不变，需缓慢拉动活塞，故A错误； B．实验不必测量柱塞的横截面积，以气柱的长度值代替气体的体积值即可，故B错误； C．柱塞涂抹润滑油可增强气密性、减小摩擦，保证实验精度，故C正确； D．手握注射器筒会使手的热量传递给气体，导致温度升高，违反等温条件，故D错误。 故选C。 （2）根据 整理得 可知图像斜率越大，越大，C与气体质量有关，质量越大，C越大，结合图像可知。 （3）根据玻意耳定律有 整理得 根据图像可知 31．D 【详解】设玻璃管截面积为S，以A管内气体为研究对象，状态1有，，状态2有 由玻意耳定律可得 解得 以C管内气体为研究对象，状态1有， 状态2有， 由玻意耳定律可得 解得 则活塞向左移动的距离，故选D。 32．(1) (2) (3) 【详解】（1）分析活塞和轻杆的受力，根据平衡条件有 得 （2）依题意初态有，末态有，缓慢倒沙的过程中封闭气体温度不变，由玻意耳定律有 得 设倒入沙子的总质量为，分析活塞、轻杆和沙子的受力，有 得 （3）从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，活塞下降，封闭气体做等压变化，轻杆上的弹力大小不变，直到活塞Ⅰ运动到汽缸连接处，之后温度继续降低，封闭气体体积不变，压强减小，轻杆上的弹力增大，设弹力恰增大到初始值的2倍时气体的压强为 初态，分析活塞Ⅰ的受力，此时杆对活塞Ⅰ的力为向下的拉力，有 得 末态，分析活塞Ⅱ的受力，此时杆对活塞Ⅱ的力为向下的支持力，有 得 对全程，由气态方程有 得 33．C 【详解】A．a→b过程， （k为常量，压强与体积成正比）不是等温变化，等温变化是（k为常量，压强与体积成反比），故A错误； B．b状态压强与体积的乘积与c状态压强与体积的乘积不相等 故b→c过程，气体不是等温变化，故B错误； C．c→a过程是等压压缩气体，外界对气体做正功（），由 气体体积减小，温度降低，内能减小，即 由热力学第一定律有 故，气体向外界放出热量，故C正确； D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体对外界做的功（）为a→b→c→a对应图形的面积， 由热力学第一定律有 气体放出的热量小于吸收的热量，故D错误。 故选C。 34．(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意知，初始状态， 活塞恰好离开限制装置时，，过程中体积不变，发生等容变化，由查理定律 解得，此时活塞受力平衡有 代入数据,解得 （2）由题意知，当温度从升高至过程中，活塞上升，压强不变，，，由盖吕萨克定律 代入数据得 （3）由题可知，整个过程中气体内能增加了150J，即。由前两问可知，第一阶段为等容变化，不做功，第二阶段为等压膨胀，气体对外做功，外界对气体做负功，则有 解得 由热力学第一定律 解得 35．(1) (2)170J (3) 【详解】（1）气体在状态时，有 解得 气体由状态到状态过程中，气体的压强不变 由盖吕萨克定律有 解得 气体由状态到状态过程中，气体的体积不变，由查理定律有 解得 （2）气体从状态到状态的过程中，气体对外做的功为 由热力学第一定律有   解得 （3）活塞与卡口刚要分离时气体压强为 由（1）知 根据 解得 漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比 36．(1) (2) 【详解】（1）对活塞受力分析，平衡时封闭气体压强满足： 封闭气体做等温变化，由玻意耳定律： 代入整理得： （2）理想气体内能仅与温度有关，温度不变，因此内能变化。 根据热力学第一定律（为气体对外做功） 得： 对活塞，缓慢拉动动能变化为0，合外力总功为0：拉力做功、气体对活塞做功、大气对活塞做功 因此： 代入和（1）中化简得： 37．(1)，方向竖直向下 (2) 【详解】（1）设开始时封闭气体压强为，杆对A的作用力为F 对A、B整体有 对A有 解得，方向竖直向下 （2）设原先封闭气体的质量为，抽气装置缓慢抽气过程，活塞A缓慢向下移动，该过程中杆的作用力保持3mg不变； 气体压强保持不变，直至A移动至卡栓处，设杆的作用力为零时，封闭气体压强为 活塞A刚移动至卡栓位置时，封闭气体的质量为 对B有 将质量为、压强为、体积为的封闭气体等温降为压强为，设此时气体体积为，则有 则关闭K后封闭气体的质量为 解得 38．(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 39．(1)300K (2) 【详解】（1）加热前室内外温度为T0，加热后病房内温度为T1，气体发生等容变化，由查理定律可得 因 解得 （2）设病室内的温度不变而压强降为λp0时，体积为V2，由玻意耳定律可得 则抽掉的空气的质量与抽气前室内空气总质量的比值 代入数据计算得 题型3 固体和液体（共21小题） 40．C 41．B 42．BCD 43．A 44．D 45．BCD 46．D 47．AB 48．D 49．D 50．AD 51．C 52．D 53．D 54．C 55．B 56．D 57．B 题型4 热力学第一定律（共10小题） 58．D 59．(1) (2) 【详解】（1）由题图可知，A→B为等压变化，则有 代入数据解得 （2）A→B过程，外界对气体做功为 根据热力学第一定律可得 联立解得 60．BC 61．CD 62．D 63．BC 64．(1) (2) 【详解】（1）对活塞受力分析，根据平衡条件有 代入相关已知数据，解得 （2）两水银面相平时气体压强，刚开始降低温度时气体做等压变化，当“T”型活塞已经触底后做等容变化，则气体体积， 根据理想气体状态方程 解得 气体的内能与热力学温度成正比，时该气体内能，则此时气体内能 这一过程外界对气体做功 解得 根据热力学第一定律可得 解得，即气体放出的热量为 题型5 热力学第二定律、热力学第三定律（共12小题） 65．B 66．C 67．C 68．C 69．A 70．D 3 / 23 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $