专题12 热学-【备战高考】备战2027高考物理母题题源同步练

专题12热学 考纲·题型解读 热学部分高考考点包括：(1)分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；(2)物体内能变化、改变内能的物理过程 以及气体压强的决定因素；(3)理想气体状态方程和图示气体状态的变化：(4)热现象实验与探索方法；(5)对热学前面的知识在 同一题中容纳更多的内容，与热学知识综合在一起进行考查，前四方面考点多以选择题和填空题的形式出现，第五方面的考查 多以计算题的形式出现，并着重考查热学状态方程的应用.可以看出，热学考点高考试题大致可以分为三种情境问题一一常规 情境、生活情境、创新情境 《十年高考母题题源揭秘 题源1 分子动理论 进行计算时，有些数据的数字太大（如阿伏加德罗常数）， 有些数据的数字又太小（如分子的直径和质量等），为了书 解题模型1.1 写方便，习惯上用科学计数法写作10的乘方，如3.0× 物质是由大量分子组成的 10-0m、6.02102mol1等，我们称10的乘方(10-10、102 (1)分子大小的数量级：1018m 等)为“数量级”，对于分子的大小和质量，只要粗略地了解 估测方法：油膜法」 它的数量级就可以了. (2)分子质量的数量级：1027kg~102“kg [真题1](2023·江苏)(1)一种海浪发电机的气室如图所 (3)阿伏加德罗常数：1ol任何物质中含有相同的微 示.工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从 粒个数，用符号NA表示，NA=6.02×10mol-1. 而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭.气室先后经历吸入、压 说明：处理微观量估算问题的方法 缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电.气室中的空气 微观物理量：分子的质量m。,分子体积V。,分子直 可视为理想气体.下列对理想气体的理解，正确的有 () 径d. 出气口 进气口 宏观物理量：物质的质量M,体积V,密度P,摩尔质量 MA,摩尔体积VA. 出气阀门一 进气阀门 阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥 气室一 活塞 梁，根据油膜法测出分子的直径，可算出阿伏加德罗常数：反 过来，已知阿伏加德罗常数，根据摩尔质量（或摩尔体积）就 可以算出一个分子的质量（或一个分子所占据的体积）」 MA PVA A.理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型 ①分子的质量：m。= B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体 VAMA C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关 ②分子的体积：V。= NA PNA D.在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验 6V。 定律 ③分子的大小：球体模型直径d= ,立方体模型 (2)压缩过程中，两个阀门均关闭若此过程中，气室中的气 边长为d=W。 体与外界无热量交换，内能增加了3.4×10J,则该气体的分于 (4)物质所含的分子数： 平均动能 (填“增大”、“减小”或“不变”)，活塞对该气体 N-INA=M V M.NA-VANA.NA- Vne_M 所做的功 (填“大于”、“小于"或“等于”)3.4X10J. mopV。 (3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27℃，体积为 对于气体，由于分子间空隙很大，用上式估算出的是 0.224m3,压强为1个标准大气压.已知1mol气体在1个标准 个分子所占据的体积（活动的空间）.在利用上述关系式 大气压，0℃时的体积为22.4L,阿伏加德罗常数NA=6.02× 103.计算此时气室中气体的分于数.（计算结果保留一位有 ·195· 效数宇) 解题模型1.3 [答案](1)AD(2)增大等于(3)设气体在标准状态 分子间存在分子力 VV 是体积为V,等压过程下一不 分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，分子间相 互作用力情况与分子间距离有关，当分子间的距离为。 V 气体的物质的量n=。且分子数V=nNA,解得N三 时，F1=F后，合力∫=0，r。一般在10“m左右. (1)当r>r。时，分子间的引力、斥力都减小，但斥力减 小得快，故f别>∫乐，分子力的合力表现为引力. (2)当r<r。时，分子间的引力、斥力都增大，但斥力增 代入数据得 N=5X102 加得快，故f<∫斥，分子力的合力表现为斥力， 解题模型1.2 (3)当分子间距离r>10r。时，分子间的引力、斥力都 趋近于零，分子力也认为是零，分子间相互作用力随分子 分子永不停息地做无规则热运动 间距离变化的关系如图所示.虚线分别代表引力和斥力，实 (1)扩散现象：相互接触的物体的分子互相进入对方 线表示二者的合力】 的现象温度越高，扩散越快 (2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的花 f 粉颗粒的永不停息的无规则运动，覆粒越小，运动越明显； 斥力 温度越高，运动越激烈，布朗运动是液体分子永不停息地 做无规则热运动的反映。 r/m 注意：布朗运动是小颗粒的运动，不是固体分子的运 引力 动，更不是液体分子的运动，气体中微小颗粒也能产生布朗 运动. [真题3](2023·福建)下列四个图中，能正确反映分于间 [真题2](2023·福建)(1)如图，横坐标表示分于速率， 作用力f和分于势能E,随分于间距离r变化关系的图线 纵坐标f()表示各等间隔速率区间的分于数占总分于数的百 是 .(填选图下方的宇母) 分比图中曲线能正确表示某一温度下气体分于麦克斯韦速率 分布规律的是 ( fv) A.曲线① B.曲线② C.曲线③ D.曲线④ (2)图为一定质量理想气体的压强力与体积V关系图象，它 由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C设A、 B,C状态对应的温度分别为TA、TB、T,则下列关系式中正确 [解析]分子间作用力∫=0时对应的分子势能E,最小， 的是 故选择B. [答案]B [真题4](2022·全国)下列现象中不能说明分于间存在 分于力的是 ( A.两铅块能被压合在一起 A.TA<TB,TB<Te B.钢绳不易被拉断 B.TA>TB,TB=Te C.水不容易被压缩 C.TA>TB,TB<Te D.空气容易被压缩 D.TA=TB,T8>Te [解析]两块铅块能被压在一起说明分子间存在引力：钢 [解析](1)气体分子速率按“中间高，两边低”排列，且气 绳不易被拉断说明分子间存在引力：水不容易被压缩说明分子 体分子在永不停息地做无规则运动，不存在0=0的分子，B错 间存在斥力：气体分子间距离很大，通常认为气体分子间无作用 误D正确， 力，故正确选项为D. (2)A→B为等体压缩，温度降低，B→C为等压膨胀，温度 [答案]D 升高，故TA>TB,TB<Tc,C正确. [答案](1)D(2)C ·196· 题源2气体 解题模型1.4 分子动能和分子势能 解题模型2.1 1.分子动能 几种常见情况的压强计算 (1)定义：物体内分子动能的平均值叫做分子的平均 1,在气体流通的区域，各处压强相等，如容器与外界 动能.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均 相通，容器内外压强相等；用细管相连的容器，平衡时两边 动能越大 气体压强相等 (2)理解要点： 2.液体内深为h处的总压强为力=p。十Pgh,式中p。 ①温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来 为液面上方的大气压强，在水银内，用cmHg作单位时可表 讲是无意义的 示为p=H+h. 3.连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各 ②不同种物质的物体，如果温度相同，则它们的分子 处压强相等. 平均动能相同，但它们的分子的平均速率不同， 4.参考液片法的一般思路 ③分子的平均动能与物体运动的速度无关。 (1)选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象 2.分子势能 (2)分析液片两侧受力情况，建立力的方程，消去横藏 分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能，叫 面积，得到液片两侧的压强平衡方程. 分子势能. (3)解方程，求得气体压强」 (1)>r。时，分子间的作用力表现为引力，要增大分 5.平衡条件法 子间的距离，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离 欲求用固体（如活塞等）封闭在静止容器内的气体压 的增大而增大. 强，应对固体进行受力分析，然后根据平衡条件求解. (2)r<r。时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分 [真题6](2023·上海)如图，一 子间的距离，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离 定量的理想气体从状态a沿直线变化 的减小而增大。 到状态b,在此过程中，其压强( (3)当”=r。时，分子势能最小，一般取无穷远处分子 A.逐渐增大 势能为零，所以r=r。时，分子势能为负值. B.逐渐减小 (4)从微观上说，影响分子势能的因素是分子间距；从 C.始终不变 宏观上说，影响分子势能的因素是体积. D.先增大后减小 [解析]过a点和b点分别画出 等压线如图所示，从图中可以看出斜 =',则斜率越大，压 强越小，A项正确. [答案]A 解题模型2.2 [真题5](2023·新课程标准I)两个相距较远的分于仅 气体分子动理论 在分于力作用下由静止开始运动，直至不再靠近，在此过程中， 1,气体分子的运动特点 下列说法正确的是 (1)气体分子之间的距离比较大，分子之间的作用力 A.分于力先塔大，后一直减小 非常微弱，由分子之间的相互作用而产生的势能通常认为 B.分于力先做正功，后做负功 是零，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁的碰撞之外不受 C.分子动能先增大，后减小 力的作用，可以在空间内自由地移动，因此气体能够充满 D.分于势能先增大，后减小 它所能到达的空间，没有一定的体积和形状 E.分于势能和动能之和保持不变 (2)分子做规则的运动，速率有大有小，由于分子之间 [解析]在此过程中，由分子力的变化规律知，分子力先增 的频繁撞击，速率又将发生变化，但是大量分子的速率却 大，后减小到零再增大，A错误，分子力先做正功，后做负功，B正 按照一定的规律分布，这种大量分子整体所体现出来的规 确根据动能定理，分子动能先增大后减小，分子势能先减小后 律叫做统计规律. 增大，C正确D错误，由于只有分子力做功，分子势能和动能之 (3)当温度升高时，速率小的分子数目将减小，速率大 和保持不变，E正确。 的分子数目将增加，其所表现的统计规律不变，分子的平 [答案]BCE 均速率将增大，平均动能将增大，因此温度是分子平均动 ·197 能的标志。 2.理想气体状态方程 2.气体压强的微观解释 (1)定义 (1)产生的原因：大量做无规则热运动的分子对器壁 为了研究问题的方便，可以设想一种气体，在任何温 频繁、持续地碰撞产生了气体的压强.单个分子碰撞器壁的 度、任何压强下都遵从气体实验定律，我们把这样的气体 冲力是短暂的，但是大量分子频繁地撞击器壁，就对器壁 叫做理想气体 产生持续、均匀的压力，所以从分子动理论的观点来看，气 (2)模型 体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平 在温度不低于负几十摄氏度、压强不超过大气压的几 均作用力，或者说等于单位时间内器壁单位面积上所受气 倍时，把实际气体当成理想气体来处理，误差很小，可是计 体分子碰撞的总冲量. 算起来却简便多了， (2)决定气体压强大小的因素：气体压强由气体分子 (3)理解理想气体的状态方程 的密度和平均动能决定.气体分子密度大（单位面积内气体 ①内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态1变 分子的数目大)，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分 化到另一个状态2时，尽管力、V、T都可能改变，但是压强 子数目就多.气体的温度高，气体分子的平均动能就大，单 跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变，这就叫做一 个气体分子与器壁的碰撞给器壁的冲力就大；另一方面， 定质量的理想气体的状态方程. 分子的平均速率大，在单位时间里器壁受气体分子撞击的 次数就多，累计冲力就大，一定质量的气体压强宏观上由气 ②公式：，_2v 体的体积和温度决定。 「说明]气体实验定律及状态方程的应用 (3)气体压强与大气压强的区别 解决此类问题的关键是恰当地选取研究对象，搞清气 密闭容器中的气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大 体的初、末状态的三个参量，从而求得未知量，若在状态变 小由气体的密度和温度决定，与地球的引力无关， 化过程中，气体的物质的量发生变化，可以通过巧妙地选 大气压却是由于空气受到重力作用紧紧包围地球而 择合适的研究对象，使这类问题转化为一定质量的理想气 对浸在它里面的物体产生的压强如果没有地球引力作用， 体，用状态方程求解」 地球表面就没有大气，从而也不会有大气压，地面大气压的 值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力 [真题8](2023·广东)用密封性好、充满气体的塑料袋包 值 裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外 界无热交换，则袋内气体 [真题7](2023·全国)对于一定量的稀薄气体，下列说法 正确的是 充气袋 A.压强变大时，分于热运动必然变得剧烈 B.保持压强不变时，分于热运动可能变得剧烈 C.压强变大时，分于间的平均距离必然变小 D.压强变小时，分于间的平均距离可能变小 易碎品 [解析]分子热运动的剧烈程度仅和温度有关，A错误，B 正确；分子间平均距离仅和体积有关，C错误D正确. A.体积减小，内能增大 B.体积减小，压强减小 [答案]BD C.对外界做负功，内能增大 解题模型2.3 D.对外界做正功，压强减小 [解析]挤压过程为绝热压缩，体积减小，对外界做负功， 1.气体的状态及变化 内能增大，温度升高，压强增大，AC正确. (1)对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三 「答案]AC 个量都不变，我们就说气体处于一定的状态中. [真题9](2023·重庆)(1)出租车常以天然气作为燃料， (2)三个状态参量同时发生变化或者其中有两个发生 加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐 变化，我们就说气体的状态改变了，对一定质量的气体来 内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体） 说，只有一个参量改变而其他两个参量都不改变的情况， 是不会发生的 A.压强增大，内能减小 (3)一定质量的气体 B.吸收热量，内能增大 ①等温过程，压强跟体积成反比， C.压强减小，分于平均动能增大 ②等压过程，体积跟热力学温度成正比 D.对外做功，分于平均动能减小 ③等容过程，压强跟热力学温度成正比」 (2)如图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个 上述各量间的关系可从微观角度即分子动理论来理解， 气泡内充满体积为V。,压强为力。的气体.当平板状物品平放在 如等温过程，分子平均动能不变，若体积增大，分子密度减 气泡上时，气泡被压缩若气泡内气体可视为理想气体，其温度 小，压强就减小；若体积减小，分子密度增大，压强就增大 保持不变.当体积压缩到V时气泡与物品接触面的边界为S,求 此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力. 198· 物品 [说明]在应用热力学第一定律时，应特别分清W、Q 接触面 的正负号，以便准确地判断△U的正、负. 圆柱形气泡 (2)热力学第二定律 「解析](1)等体积过程不对外做功，温度升高，内能升高， ①表迷一：热量不能自发地从低温物体传到高温物体 分子平均动能增大，吸收热量，压强增大，B正确. ②表述二：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变 (2)设压力为F,压缩后气体压强为力，由力。V。=bV和F= 成功，而不引起其他的变化 Vo ③热力学过程方向性实例： bS,得F=VbS. I,高温物体 热量Q能自发传给 低温物体 Vo 热量Q不能自发传给 [答案](I)B(2)F=VbS 能自发地完全转化为 Ⅱ。功 [真题10](2023·上海)如图，绝热汽缸A与导热汽缸B 不能自发地且不能完全转化为热 均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦。 能自发膨胀到 Ⅲ.气体体积V1 气体体积V,(较大) 两汽缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为V。、 不能自发收缩到 温度均为T。.缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气 能自发混合成 N.不同气体A和B 二混合气体AB 体压强为原来的1,2倍设环境温度始终保持不变，求汽缸A中 不能自发分离成 气体的体积VA和温度TA 3.对能量守恒定律的理解 (1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且 T☑▣ 减少量与增加量相等， (2)某个物体能量的减少，一定存在其他物体能量的 ifiiin 增加，且减少量和增加量一定相等. [解析]设初态压强为。，稳定后A,B压强相等 (3)在利用能量转化与守恒定律解题时，要注意先搞 pB=1.2p0 清过程中有几种形式的能在转化或转移，分析初、末状态 B是等温变化 确定△E增、△E该各为多少，再由△E增=△E战列式计算. .V,=1.22w,=y)y,= 4.两类永动机的比较 第一类永动机 第二类永动机 A部分气体满足 不消耗能量却可能源源不 从单一热源吸热，全部用来对外做功 pV。_1.2pVa T。 TA ∴.TA=1.4T。 断地对外做功的机器 而不引起其他变化的机器 违背能量守恒，不可能 不违背能量守恒，违背热力学第二定 [答案] 名，1m 实现 律，不可能实现 题源3 内能热力学定律 [真题11](2023·新课标I)(1)一定量的理想气体从状 解题模型3.1 态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p一T图象 如图所示，下列判断正确的是 1.物体的内能 P (1)定义：物体内所有分子动能和势能的总和 (2)决定内能的因素： ①微观：分子动能、分子势能、分子总个数. ②宏观：温度、体积、物质的量（摩尔数）. (3)改变内能的两种方式： A.过程ab中气体一定吸热 ①做功：②热传递， B.过程bc中气体既不吸热也不放热 2.热力学定律 C.过程ca中外界气体所做的功等于气体所放的热 (1)热力学第一定律 D.a、b和c三个状态中，状态a分于平均动能最小 ①表达式：△U=Q+W E.b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气 ②符号法则： 体分于撞击的次数不同 名称 正值 负值 (2)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形 △U 内能增加 内能减少 气缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动，开始 时气体压强为力，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h,外界 Q 系统吸收热量 系统放出热量 温度为T。.现取质量为m的沙于缓慢地倒在活塞的上表面，沙 外界对系统做功 系统对外界做功 于倒完时，活塞下降了h/4若此后外界的温度变为T,求重新到 达平衡后气体的体积已知外界大气的压强始终保持不变，重力 加速度大小为g, 199· [解析](1)ab为等体积过程，气体不做功，温度升高内能 吸热原因见解析 增加，必吸热，A正确；b为等温过程，内能不变，压强减小，体积 [答案]I)日，(2)号 增大，对外做功，吸收热量，B错误；C为等压过程，温度降低，内 [真题13](2023·全国)根据热力学第一定律，下列说法 能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律，外界做 正确的是 () 功小于气体放出热量，C错误；理想气体分子平均动能即内能， A.电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物 只和温度有关，D正确：C状态体积比b大而温度相同即分子平 体传递 均速度相同，所以容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞 B.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放 击的次数不同，E正确. 出的热量 (2)设活塞面积为S,沙子增加的压强为△p,倒沙子过程为 C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 等温过程： D.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能 源危机 pSh=(p+△p)S·4 ① [解析]由热力学第二定律热量可以从低温物体向高温物 加热过程为等压过程： 体传递，但是必然引起其他变化，放出热量大于吸收热量，A正 3 确，B正确.根据热力学第一定律，科技的进步不可以使内燃机成 V 个 ② 为单一热源的热机，选项C错误对能源的过度消耗将使自然界 To 的可以被利用的能量不断减少，形成能源危机，但自然界的能量 由题意知：△p= mg ③ 是守恒的，选项D错误， [答案]AB 联立解得：V=9mghT 4pT。 [真题14](2022·海南)如图所示，体积为V,内壁光滑的 [答案](I)ADE(2)9mghT 圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内 4pT。 密封有温度为2.4T。、压强为1.2p。的理想气体p。和T。分别 [真题12](2022·山东)一太阳能空气集热器，底面及侧 为大气的压强和温度.已知：气体内能U与温度T的关系为= 面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V。,开始时内 aT,a为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的求： 部封闭气体的压强为p.经过太阳曝晒，气体温度由T。=300K 活塞 升至T1=350K. 出气口 进气口 (1)求此时气体的压强； (2)保持T1=350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强 再变回到，求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。 (1)汽缸内气体与大气达到平衡时的体积V. 判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因. (2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q. [解析](I)设升温后气体的压强为p1,由查理定律得 [解析](1)在气体由压强p=1.2p。下降到p。的过程中 气体体积不变，温度由T=2.4T。变为T1,由查理定律得 。= T。T ① T1_p。 T一力 ① 代入数据得 在气体温度由T1变为T。的过程中，体积由V减小到V1, 7 p1-6po ② 气体压强不变由盖·吕萨克定律得 (2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体 V T V1=T。 ② 积为V, 由①②式得 PiVo=poV ③ 联立②③式得 ③ vtV. ④ (2)在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为 W=po(V-V) ④ 设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k,由题意得 在这一过程中，气体内能的减少为 Va k一V ⑤ △U=a(T1-T。) ⑤ 由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为 联立④⑤得 Q=W+△U 6=月 6 由②③④⑤⑥式得 吸热.因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而 Q-2nV+aT。 ⑦ 剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学第一定律可知剩余气 1 体要吸热 [答案]()2V(2)Q= p,V+aT。 ·200 题源4固体液体 E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度， 这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 解题模型4.1 (2)如图，两气缸AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由 体积可忽略的细管连通；A的直径为B的2倍，A上端封闭，B 1.固体 上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热.两 分类 晶体 气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞Q、b,活塞下方充有氮 非晶体 比较 单晶体 多晶体 气，活塞a上方充有氧气：当大气压为p。,外界和气缸内气体温 外形 规则 不规则 不规则 度均为7℃且平街时，话害a离气缸顶的距离是气缸高度的， 熔，点 确定 不确定 活塞b在气缸的正中央， 物理性质 各向异性 各向同性 有规则但多晶体每个晶体间的排 原子排列 无规则 列无规则 有的物质在不同条件下能够形成不同的形状，同一物 形成与 质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非 转化 晶体，在一定条件下也可转化为晶体 ()现通过电阻丝缓慢加热氨气，当活塞b升至顶部时，求 典型物质 石英、云母、食盐、硫酸钢 玻璃、蜂蜡、松香 氮气的温度； (i)继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是 由以上表格内容可知 (1)同一种物质在不同的条件下可能是晶体也可能是非晶体， 气红高度的后时，求氧气的压强。 (2)晶体中的单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上 [解析](1)布朗运动不是固体分子的运动，A错误；高原 都表现出各向异性」 地区水的沸点低是因为大气压强比较低，D错误， 2.液体的表面张力 (2)(ⅰ)b升至顶部，气缸内氯气为等压过程，故a的位置不 (1)作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势. 变，由盖一吕萨克定律： (2)方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直 (3)大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质 1.=v。 ① 时，表面张力变小：液体的密度越大，表面张力越大 3.液晶 V:-Y ② (1)物理性质 ①具有液体的流动性 ③ ②具有晶体的光学各向异性 联立解得：Tg=320K ③从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看， (ⅱ)加热过程活塞口上升，a上部氧气为等温过程，由波意 分子的排列是杂乱无章的. 耳定律： (2)应用 ①利用液晶上加电压时，旋光特性消失，实现显示功能，如电 子手表、计算器、微电脑等， 听务 ②利用温度改变时，液晶颜色会发生改变的性质来测温度 pi=po, w-沿 ④ [真题15](2023·新课程标准Ⅱ)(1)下列说法正确的是 PiVi=pV ⑤ A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分于的热 联立解得：=青P 运动 [答案](1)BCE B.空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 (2)(1)氧气的温度为320K C.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 ()氧气的压层为青9 D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故 ·201· 《十年高考母题原型训练 (★代表高考出现的频次) A组 A.铅分于做无规侧热运动 B.铅柱受到大气压力作用 题源1分子动理论（★★★） C.铅柱间存在万有引力作用 D.铅柱间存在分于引力作用 1.(2023·山东)以下说法正确的是 7.(2022·四川)下列现象中不能说明分于间存在分于力的是 A水的饱和气压随温度的升高而增大 B.扩散现象表明，分于在永不停息地运动 A.两铅块能被压合在一起 C.当分于间距离增大时，分于间引力增大，分于间斥力减小 B.钢绳不易被拉断 D.一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分于的平 C.水不容易被压缩 均动能减小 D.空气容易被压缩 2.(2023·四川)物体由大量分于组成，下列说法正确的是 8.(2022·全国I)如图为两分于系统的势能E。与两分于 ( 间距离的关系曲线.下列说法正确的是 () A.分于热运动越剧烈，物体内每个分于的动能越大 E B.分子间引力总是随着分于间的距离减小而减小 C.物体的内能跟物体的温度和体积有关 D.只有外界对物体做功才能增加物体的内能 3.(2023·新课程标准)关于热力学定律，下列说法正确的是 A.当r大于r1时，分于间的作用力表现为引力 () B.当r小于r1时，分于间的作用力表现为斥力 A,为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 C.当r等于r:时，分于间的作用力为零 B.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 D.在r由r1变到r的过程中，分于间的作用力做负功 C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 9,(2023·广东)清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝 D,不可能使热量从低温物体传向高温物体 结成的水珠，这一物理过程中，水分于间的 () E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 A.引力消失，斥力增大 4.(2023·全国)下列关于布朗运动的说法，正确的是 B.斥力消失，引力增大 ( C.引力、斥力都减小 A.布朗运动是液体分于的无规则运动 D.引力、斥力都增大 B.液体温度越高，悬浮粒于越小，布朗运动越剧烈 C.布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的 题源2气体（★★★） D.布朗运动是由液体分于从各个方向对悬浮粒于崖击作 1.(2021·上海)如图为竖直放置的上细下粗密 用的不平衡引起的 闭细管，水银柱将气体分隔为A、B两部分，初始温度 B 5.(2023·四川)气体能够充满密闭容器，说明气体分于除 相同使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量 相互碰崖的短暂时间外 为△VA、△VB,压强变化量为△pA、△pB,对液面压力 A气体分于可以做布朗运动 的变化量为△FA、△FB,则 ( B.气体分于的动能都一样大 A.水银柱向上移动了一段距离 C.相互作用力十分微弱，气体分于可以自由运动 B.△Va<△VB D.相互作用力十分微弱，气体分于间的距离都一样大 C.△pA>△pB 6.(2023·广东)如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后 D.△FA=△FB 悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是 () 2.(2022·福建)1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分 铅柱 于速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律若以横坐 标表示分于速率，纵坐标f()表示各速率区间的分于数占总 一钩码 分于数的百分比.下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分 于速率规律的是 ·202· B.bc过程中保持不变 C.cd过程中不断塔加 D.da过程中保持不变 7.(2023·重庆)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置， 它主要由汽缸和活塞组成，开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨 胀，将箱盖顶起，如图所示在此过程中，若缸内气体与外界无热 交换，忽略气体分于间相互作用，则缸内气体 () 箱盖 气体 汽缸 3.(2023·全国)关于一定量的气体，下列叙述正确的是 活塞 A.气体吸收的热量可以完全转化为功 B.气体体积增大时，其内能一定减少 C.气体从外界吸收热量，其内能一定增加 A.对外做正功，分于的平均动能减小 D.外界对气体做功，气体的内能可能减少 B.对外做正功，内能增大 4.(2023·广东)如图为某种椅于与其升降部分的结构示意 C.对外做负功，分于的平均动能增大 图，M,N两简间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下 D.对外做负功，内能减小 滑动.设简内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中 8.(2022·江苏)为了将空气装人气瓶内，现将一定质量的 () 空气等温压缩，空气可视为理想气体，下列图象能正确表示该过 程中空气的压强力和体积V关系的是 () A.外界对气体做功，气体内能增大 B.外界对气体做功，气体内能减小 C.气体对外界做功，气体内能增大 D.气体对外界做功，气体内能减小 5.(2022·上海)如图，玻璃管内封闭了一段气 D 体，气柱长度为！，管内外水银面高度差为h,若温度 9.(2022·广东)如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣 保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则( 缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知 A.h,l均变大 管中的空气压力，从而控制进水量.设温度不变，洗衣缸内水位 B.h,l均变小 升高，则细管中被封闭的空气 () C.h变大1变小 压力传感器 D.h变小l变大 6.(2022·上海)一定质量理想气体的状态经历了如图所示 洗 的ab、bccd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直 缸 于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在() 细 A.体积不变，压强变小 B.体积变小，压强变大 C.体积不变，压强变大 D.体积变小，压强变小 A.ab过程中不断增加 10.(2023·山东)如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量 ·203· 水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长1= 12.(2022·山东)一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热 20cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高，现将右端与一低压 材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V,开始时内部封闭气 舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm, 体的压强为p.经过太阳暴晒，气体温度由T。=300K升 (环境温度不变，大气压强。=75cmHg) 至T1=350K (1)求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”作 (1)求此时气体的压强： 单位) (2)保持T1=350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强 再变回到p。.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值 判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因. 出气口 进气口， (2)此过程中左管内的气体对外界 (填“做正功”、 “做负功”或“不做功”)，气体将 (填“吸热”或“放热”). 11.(2023·江苏)(1)如图所示，内壁光滑的汽缸水平放置 一定质量的理想气体被活塞密封在汽缸内，外界大气压强为p。, 现对汽缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V塔大为V, 则在此过程中，气体分于平均动能 (填“增大”、“不变” 或“减小”)，气体内能变化了 题源3内能热力学定律（★★★★） 1.(2023·广东)景频族的祖先发明的点火器如图所示，用 (2)某同学在进行“用油膜法估测分于的大小”的实验前，查 牛角做套简，木质推杆前端粘着艾绒猛推推杆，艾绒即可点燃， 阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol1,密度p 对简内封闭的气体，在此压缩过程中 () =0.895×103kg·m3.若100滴油酸的体积为1mL,则1滴油 酸所能形成的单分于油膜的面积约是多少？（取NA=6.02X 1O”mol,球的体积V与直径D的关系为V=xD,结果保 A.气体温度升高，压强不变 B.气体温度升高，压强变大 留一位有效数宇) C.气体对外界做正功，气体内能增加 D.外界对气体做正功，气体内能减少 2.(2021·全国Ⅱ)如图，水平放置的密封汽缸内的气体被 一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内无摩棕滑动，右 侧气体内有一电热丝，汽缸壁和隔板均绝热初始时隔板静止，左 右两边气体温度相等现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时 间后切断电源，当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比 A.右边气体温度升高，左边气体温度不变 ·204· B.左右两边气体温度都升高 平衡.下列说法中正确的是 C.左边气体压强增大 工固定栓 绝热汽缸 D.右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量 3.(2023·山东)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不 断深入的过程，以下说法正确的是 ( 氢气 氧气 A.液体的分于势能与体积有关 B.晶体的物理性质都是各向异性的 导热隔板 C.温度升高，每个分于的动能都增大 A.初始时氢分于的平均动能大于氧分于的平均动能 D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 B.系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小 (2)气体温度计结构如图所示玻璃测温泡A内充有理想气 C.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，有热量从 体，通过细玻璃管B和水银压强计相连，开始时A处于冰水混合 氧气传递到氢气 物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1 D.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内 =14cm,后将A放入待测恒温槽中，上下移动D,使C中水银 能先塔大后减小 面仍在O点处，测点D中水银面高出O点h2=44cm.(已知外 7.(2019·四川)如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进 界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cmHg) 一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡于卡住的可移动 ①求恒温槽的温度： B 胶塞.用打气简慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定 ②此过程A内气体内能 (填“塔大” 0 程度，这时读出温度计示数打开卡于，胶塞冲出容器口后 或“减小”)，气体不对外做功，气体将 (填 “吸热”或“放热”). 软胶管( 4.(2019·全国I)如图所示，质量为m的活塞将一定质量 的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩棕，a态是汽缸放 在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是汽缸从容器中移出 后，在室温(27℃)中达到的平衡状态.气体从a态变化到b态的 接打气简 过程中大气压强保持不变.若忽略气体分于之间的势能，下列说 A.温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少 法中正确的是 B.温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加 C,温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少 D.温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加 8.(2022·广东)如图是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩 气体，对缸内气体做功800J,同时气体向外界放热200J,缸内气 A.与b态相比，a态的气体分于在单位时间内撞击活塞的 体的 () 个数较多 B.与a态相比，b态的气体分于在单位时间内对活塞的冲 量较大 C.在相同时间内，a,b两态的气体分于对活塞的冲量相等 D.从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体 A.温度升高，内能增加600J 向外界释放了热量 B.温度升高，内能减少200J 5.(2019·重庆)氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假 C.温度降低，内能增加600J 设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，忽略氧气分于 D.温度降低，内能减少200J 之间的相互作用，在该漏气过程中瓶内氧气 () 9.(2022·重庆)给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓 A,分于总数减少，分于总动能不变 缓放水的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分于 B.密度降低，分于平均动能不变 势能，则胎内气体 () C.吸收热量，膨胀做功 A.从外界吸热 B.对外界做负功 D.压强降低，不对外做功 C.分于平均动能减少 D.内能增加 6.(2019·江苏)如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无 10.(2022·全国Ⅱ)如图，一绝热容器被隔板K隔开a、b 摩棕移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一 两部分.已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K 定量的氢气和氧气（视为理想气体）初始时，两室气体的温度相 后，a内气体进入b,最终达到平衡状态在此过程中() 等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到 ·205· ALVD0D0AK000000000000000000000 A.气体对外界做功，内能减少 A,晶体和非晶体均存在固定的熔点T。 B.气体不做功，内能不变 B.曲线M的bc段表示固液共存状态 C.气体压强变小，温度降低 C.曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态 D.气体压强变小，温度不变 D.曲线M的cd段、曲线V的fg段均表示液态 11.(2023·山东)下列关于热现象的描述正确的是( (2)一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5 A.根据热力学定律，热机的效率可以达到1006 ×10'J,气体对外界做功1.0×10J,则该理想气体的() B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的 A.温度降低，密度增大 C.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达 B.温度降低，密度减小 到热平衡时两系统温度相同 C温度升高，密度增大 D.物体由大量分于组成，其单个分于的运动是无规则的，大 D.温度升高，密度减小 量分于的运动也是无规律的 2.(2022·新课程标准)关于晶体和非晶体，下列说法正确 12.(2019·山东)某压力锅的结构如图所示.盖好密封锅盖， 的是 () 将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一 A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 定值时，气体就把压力阀顶起.假定在压力阀被顶起时，停止加热。 B.晶体的分于（或原于、离于）排列是有规则的 出气 力 C.单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各 向同性的 B组 题源1分子动理论（★★★） (1)若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为V。,阿伏加德 1.关于悬浮在液体中的固体颗粒的布朗运动，下列的说法 罗常数为N,写出锅内气体分于数的估算表达式。 中正确的是 () (2)假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功 A,小颗粒的无规则运动就是分于的运动 1J,并向外界释放了2J的热量锅内原有气体的内能如何变化？ B.小颗粒的无规则运动是固体颗粒中分于无规则运动的 变化了多少？ 反映 (3)已知大气压强力随海拔高度H的变化满足p=p(1一 C.小颗粒的无规则运动是液体分于无规则运动的反映 aH),其中常数a>0.结合气体定律定性分析在不同的海拔高度 D.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也 使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同. 可以叫热运动 2.(1)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是() A.若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变 B.若气体的内能不变，其状态也一定不变 C.若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大 D.气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程 有关 E.当气体温度升高时，气体的内能一定增大 (2)如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有 题源4固体液体（★） 长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱， 1.(2023·福建)(1)如图所示，曲线M,N分别表示晶体和 上部有长1，=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平 非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间，纵轴表 齐.已知大气压强为p。=76cmHg.如果使玻璃管绕底端在 示温度T从图中可以确定的是 竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来 ·206· 位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体，在转动 C.在B位置时气体单位体积 过程中没有发生漏气， 内的分于数比在A位置时气体单位 体积内的分于数少 D.在B位置时气体分于的平 均速率比在A位置时气体分于的平 均速率大 2.下列说法中正确的是 A.一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积减小而增 大的微观原因是：每个分于撞击器壁的作用力增大 3.(2023·江苏)(1)下列现象中，能说明液体存在表面张力 B.一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积增大而减小 的有 ( 的微观原因是：单位体积内的分于数减小 A.水黾可以停在水面上 C.一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大 B.叶面上的露珠呈球形 的微观原因是：分于的密度增大 C.滴入水中的红墨水很快散开 D.一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大 D.悬浮在水中的花粉做无规则运动 的微观原因是：分于的平均动能增大 (2)密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大.从分 3.一定质量的理想气体，由状态a经b变化到c.如图甲所 于动理论的角度分析，这是由于分于热运动的 塔大了， 示，图乙中能正确反映出这种变化过程的是 该气体在温度T1、T:时的分于速率分布图象如图1所示，则T1 (填“大于”或“小于”)T· (3)如图2所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程 到状态B.此过程中，气体压强p=1.0×10Pa,吸收的热量Q= 7.0×10J,求此过程中气体内能的增量 各速率区间的分子数 占总分子数的百分比 0 4.(2023·重庆)某未密闭房间的空气温度与室外的相同， 分子的 速率 现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时 图1 () A.室内空气的压强比室外的小 4V/×103m3 B.室内空气分于的平均动能比室外的大 C.室内空气的密度比室外大 D.室内空气对室外空气做了负功 6.0 5.(2023·广东)图为某同学设计的喷水装置，内部装有2L 水，上部密封1atm的空气0.5L.保持阀门关闭，再充入1atm T/×102K 的空气0.1L,设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不 3.04.0 图 变，下列说法正确的有 (） 打气筒G 空 题源2气体（★★★） 1.如图所示，绝热汽缸直立于地面上，光滑绝热活塞封闭一 定质量的气体并静止在A位置，气体分于间的作用力忽略不计 阀门 现将一个物体轻轻放在活塞上，活塞最终静止在B位置（图中未 画)，则活塞 () A.充气后，密封气体压强增加 A,在B位置时气体的温度与在A位置时气体的温度相同 B.充气后，密封气体的分于平均动能增加 B.在B位置时气体的压强比在A位置时气体的压强大 C.打开阀门后，密封气体对外界做正功 ·207· D.打开阀门后，不再充气也能把水喷光 压强为p。=75.0cmHg.现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口 6.(2023·上海)已知湖水深度为20m,湖底水温为4℃， 处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l:'=20.0cm.假设活 水面温度为17℃，大气压强为1.0×10Pa.当一气泡从湖底缓 塞下推过程中没有漏气，求活塞下降的距离 慢升到水面时，其体积约为原来的（取g=10m/s2,p=1.0×10 kg/m2) ( A.12.8倍 B.8.5倍 C.3.1倍 D.2.1倍 7.(2023·江苏)如图所示，一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A·B和C·D 为等温过程，B~C和D~A为绝热过程（气体与外界无热量交 换).这就是著名的“卡诺循环” (1)该循环过程中，下列说法正确的是 9.(2023·山东)我国“蛟龙”号深海探测船载 A.A→B过程中，外界对气体做功 人下潜超七千米，再创载人深潜新纪录，在某次深 B.B→C过程中，气体分于的平均动能塔大 潜实验中，“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度 C.C·D过程中，单位时间内碰憧单位面积器壁的分于数 为280K某同学利用该数据来研究气体状态随海 h 增多 水温度的变化，如图所示，导热性良好的气缸内封 D.D·A过程中，气体分于的速率分布曲线不发生变化 闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的 (2)该循环过程中，内能减小的过程是 (填“A~ 温度T。=300K,压强p,=1atm,封闭气体的体积V。=3m,如 B”、“B→C”、“C→D”或“D→A”").若气体在过程中吸收63kJ 果将该气缸下潜至990m深处，此过程中封闭气体可视为理想 的热量，在过程中放出38kJ的热量，则气体完成一次循环对外 气体. 做的功为kJ. (1)求990m深处封闭气体的体积(1atm相当于10m深的 (3)若该循环过程中的气体为1mol,气体在A状态时的体 海水产生的压强). 积为10L,在B状态时压强为A状态时的子，求气体在B状态 (2)下潜过程中封闭气体 (填“吸热”或“放热”)，传 递的热量 (填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功. 时单位体积内的分于数.（已知阿伏加德罗常数NA=6.0×10 10.(2022·江苏)(1)为了将空气装入气瓶内，现将一定质 mol-1,计算结果保留一位有效数宇) 量的空气等温压缩，空气可视为理想气体.下列图象能正确表示 该过程中空气的压强p和体积V关系的是 () D D (2)在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界 做了24kJ的功.现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此 8.(2023·新课程标准Ⅱ)如图，一上端开口，下端封闭的细 过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量.在上 长玻璃管的下部封有长11=25.0cm的空气柱，中间有一段长12 述两个过程中，空气的内能共减小 kJ,空气 =25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度1：=40.0cm,已知大气（填“吸收”或“放出”）的总热量为 kI. ·208· (3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 (1)两室中气体的压强（设活塞移动前后气体温度保持不变）： kg/m3和2.1kg/m3,空气的摩尔质量为0.029kg/mol,阿伏加 (2)活塞受到的电场力大小F; 德罗常数NA=6.02×10mol1.若潜水员呼吸一次吸入2L空 (3)M所带电荷产生的场强大小EM和电源电压U; 气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分 (4)使滑片P缓慢地由B向A滑动，活塞如何运动，并说明 于数.（结果保留一位有效数宇） 理由. 11.(2023·新课程标准)如图，由U形管和细管连接的玻璃 泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A的3 倍.阀门S将A和B两部分隔开.A内为真空，B和C内都充有气 13.(2022·新课程标准)如图所示，一开口汽缸内盛有密度 体.U形管内左边水银柱比右边的低60mm.打开阀门S,整个系 为ρ的某种液体；一长为1的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液 统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等，假设U形管和细管中 体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均 的气体体积远小于玻璃泡的容积」 为1/4，现用活塞将汽缸封闭（图中未画出），使活塞缓慢向下运 (1)求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）； 动，各部分气体的温度均保持不变，当小瓶的底部恰好与液面相 (2)将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U形管内左 平时，进入小瓶中的液柱长度为/2，求此时汽缸内气体的压强， 右水银柱高度差又为60mm,求加热后右侧水槽的水温 大气压强为p。,重力加速度为g. 12.(2022·上海)如图，一质量不计，可上下自由移动的活 塞将圆简分为上下两室，两室中分别封闭有理想气体，简的侧壁 为绝缘体，上底V,下底M及活塞D均为导体并按图连接，活塞 面积S=2cm2.在开关K断开时，两室中气体压强均为p。= 14.如图所示，一根两端开口、横截面积为S=2cm足够长 240Pa,ND间距11=1m,DM间距1：=3m,将变阻器的滑 的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分足够 片P滑到左端B,闭合开关后，活塞D与下底M分别带有等量 深)管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L= 异种电荷，并各自产生匀强电场，在电场力作用下活塞D发生移 21cm的气柱，气体的温度t1=7℃，外界大气压取。=1.0× 动.稳定后，ND间距1'，=3um,DM间距'2=1m,活塞D所 10Pa(相当于75cm汞柱高的压强). 带电量的绝对值g=eSE(式中E为D与M所带电荷产生的合 (1)对气体加热，使其温度升高到t:=47℃，此时气柱为 场强，常量eo=8.85×10-12C/N·m2).求： 多长？ ·209· (2)在活塞上施加一个竖直向下的压力F=4N,保持气体 D.从单一热源吸收的热量全部变成功是不可能的 的温度2不变，平衡后活塞下降的高度为多少？（以上过程中水 3.(2021·江苏)(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中 银槽中的液面高度可视为不变) 温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正 确的是 .(填写选项前的宇母) A.气体分于间的作用力培大 B.气体分于的平均速率增大 C.气体分于的平均动能减小 D.气体组成的系统的熵增加 (2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖 面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中气泡 (填“吸收”或“放出”)的热量是J.气泡到达湖面后，温度 上升的过程中，又对外界做了0.1J的功，同时吸收了0.3J的热 量，则此过程中，气泡内气体内能增加了J. (3)已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3,平均摩尔质量为 0.029kg/mol.阿伏加德罗常数NA=6.02×10mol-1,取气体分 于的平均直径为2×10-1“m.若气泡内的气体能完全变为液体，请 估算液体体积与原来气体体积的比值（结果保留一位有效数宇） 题源3内能热力学定律（★★★★） 1.(2019·天津)A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开 口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的 位置不同外，其他条件都相同.将两管抽成真空后，开口向下竖 直插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至 图示位置停止假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说 法正确的是 () 4.(2021·山东)一定质量的理想气体由状态A经状态B 变为状态C,其中A·B过程为等压变化，B→C过程为等容变 化.已知VA=0.3m3,TA=Tc=300K,TB=400K. (1)求气体在状态B时的体积： (2)说明B·C过程压强变化的微观原因： (3)设A·B过程气体吸收热量为Q1,B·C过程气体放出 热量为Q2,比较Q1、Q:的大小并说明原因， A B A,A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B.B中水银的内能塔量大于A中水银的内能增量 C.A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同 D.A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同 2.下列说法中正确的是 ( A.机械能全部变成内能是不可能的 B.第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会 凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物 体，或从一种形式转化成另一种形式 5.(2020·江苏)(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对 C.根据热力学第二定律可知，热量也可能从低温物体传到 汽缸中的气体做功为2.0×10J,同时气体的内能增加了1.5× 高温物体 10】试问：此压缩过程中，气体（填“吸收”或“放出”） 的热量等于」 J. ·210· (2)若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过 (2)若周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递 程变化，其中表示等压变化的是 (填“A”、“B”或“C”), 的热量Q(一定量的理想气体的内能仅由温度决定). 该过程中气体的内能（填“增加”、“减少”或“不变”）. P 2 B (3)设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm的表 面上有多少个水分于？（已知1mol水的质量为18g,地球的表 面积约为5×10m,结果保留一位有效数字) 8.一个水平放置的汽缸，由两个截面积不同的圆管连接而 成.活塞A、B用一长为4L的刚性细杆连接，L=0.5m,它们可 以在简内无摩擦地左右滑动.A、B的截面积分别为SA=40cm, Sg=20cm,A、B之间封闭着一定质量的理想气体，活塞外侧(A 的左方和B的右方)是压强为。=1.0×10Pa的大气.当汽缸内 气体温度为T1=525K时两活塞静止于如图所示的位置. (1)现使汽缸内气体的温度缓慢下降，当温度降为多少时活 塞A恰好移到两圆简连接处？ (2)若在此变化过程中气体共向外放热500J,求气体的内 能变化了多少？ 6.锅炉中盛有1500kg的水，当对其加热使其内能增 4L 加1.26×10？J时，温度将上升多少？水的比热容c=4.2× 103J/(kg·℃). L→ 题源4固体液体（★） 1.(2023·上海)液体与固体具有的相同特点是( A.都具有确定的形状 B.体积都不易被压缩 C.物质分于的位置都确定 7.如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定 D.物质分于都在固定位置附近振动 量的理想气体，活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁是导热 2.下列说法中正确的是 ( 的，开始活塞被固定，打开固定螺栓K,活塞下落，经过足够长时 A.黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体 间后，活塞停在B点，已知AB=h,大气压强为p。,重力加速度 B.同一种物质只能形成一种晶体 为g C.单晶体的所有物理性质都是各向异性的 (1)求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强； D.玻璃没有确定的熔点，也没有规则的几何形状 ·211由闭合电路欧姆定律可得E=I(R十r)=53×(15十 14)×103V≈1.54V,多用电表的两表笔短接，则流 过多用电表的电流为1=E=53×(15+14)」 15 -mA= 102mA. 专题12热学 十年高考母题原型训练 A组 题源1分子动理论 1.AB【解析】气体的温度越高饱和气压越 大，A对；布朗运动和扩散现象都间接和直接地证明了 分子永不停息的无规则运动，B对；分子间的引力和斥 力都随着分子间的距离增大而减小，斥力减小的更快一 些，C错：由y-C可知，在等压膨底达程中，压强不变， 体积增大，温度升高，分子的平均动能增大D错。 2.C【解析】温度是分子平均动能的标志，温 度升高分子热运动越剧烈，但不是每个分子的动能都 增大，A错：分子间引力总是随着分子间的距离的减小 而增大，B错：物体的内能为分子动能和分子势能之和， 温度决定分子动能大小，分子势能大小与体积有关，C 对；改变物体内能的两种形式为做功和热传递，D错。 3.ACE【解析】由热力学第一定律W+Q= △U,知选项A正确，选项B错误；由热力学第二定律 知，C、D这些过程在借助于外界帮助的情况下是可以 实现的，选项C正确、选项D错误；由自然界中一切 与热现象有关的过程都是不可逆的，选项E正确. 4.BD【解析】布朗运动为固体小颗粒的无规 则运动，A错；布朗运动由于液体分子从各个方向对 粒子撞击作用不平衡引起的，C错. 5.C【解析】气体能够充满密闭容器是因为 气体分子在做热运动，而气体分子间的距离远大于 10r。.相互作用力很弱，故气体分子可以自由运动，选 项C正确，选项ABD错误. 6.D【解析】由于铅柱较软，接触面平滑，压 紧后，铅分子间的距离小到分子引力起主要作用的程 ·9 度，故选D. 7.D【解析】本题考查考生对分子之间作用 力的理解空气容易被压缩是说明空气分子之间的距 离很大，两铅块能被压合在一起，钢绳不易被拉断以及 水不易被压缩都说明了分子间存在分子力，答案为D. 8.BC【解析】本题考查分子力做功与分子势 能的关系、功的正负的判断，意在考查考生对基本概 念和基本规律的理解能力，对两分子组成的系统，分 子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能 增加结合图象可知，分子距离由非常近到r1时，Ep 减小，分子力做正功：当分子由r1到r:时，E。减小， 分子力做正功，故分子力为斥力，A错，B对，D错：分 子间距离由r?继续增大时，分子势能增加，说明分子 力做负功，即分子间表现为引力，故分子间距离为： 时，分子间作用力为零，C项正确， 9.D【解析】水汽凝结成露珠，水由气态变成 液态，分子间的距离在减小，分子间的引力和斥力都 在增大，D项正确」 题源2气体 1,AC【解析】假定水银柱不动，升高相同的 送度，时气你A会-会得产-会司登如 PB二-又因pA>pB,pA一pA>PBP 所以水银柱向上移动，水银柱上下液面差更大，所以 △pA>△pB,因此A、C正确，D错误.因为水银不可压 缩，故△VA=△VB,B错误. 2.D【解析】气体分子虽然都在做无规则的 运动，但遵循统计规律，分子速率呈现“两头少，中间 多”的规律，故正确选项为C 3.AD【解析】由热力学第一定律△U=W十 Q和热力学第二定律可得，AD正确；B选项中，气体 体积增大对外做功，但不能确定气体吸放热情况，因 此不能确定内能变化，B错：C选项中气体吸收热量 但不能确定做功情况，因此不能确定内能变化，C错. 4.A【解析】筒内气体不与外界发生热交换， 而M下滑时气体体积变小，则外界对气体做功，根据 热力学第一定律W十Q=△了可知，气体的内能增大， 选项A对. 5.A【解析】假设h不变，则随着玻璃管的上 提，密封气体的体积增大，由玻意耳定律可知，气体的 压强减小，因此玻璃管中液面会升高；液面升高后，由 于气体压强减小了，所以气体体积会增大，即h和1 都增大，选项A正确， 6.AB【解析】ab过程为等温过程，压强减小 则体积增加，选项A对：bc为等容过程，体积不变，选 项B对；cd为等压过程，温度降低则体积减小，选项C 错；da过程不是等容过程，选项D错.故正确选项为AB. 7.A【解析】因为忽略气体分子间相互作用，封 闭气体为理想气体，气体膨胀，体积变大，对外做正功， 由于缸内的气体与外界无热交换，由热力学第一定律可 知，气体的内能减小，分子的平均动能减小，选项A正确. 8.B【解析】等温变化时，根据pV=C,p= C ，所以力立图象是一条通过原点的直线，故正确 选项为B. 9,B【解析】本题考查气体的体积、压强、温 度的关系，意在考查考生的分析综合能力.以细管中 封闭气体为研究对象，当洗衣缸内水位升高时，细管 中封闭气体压强变大，而气体温度不变，则由玻意尔 定律知，气体体积变小，故B项正确， 10.(1)50cmHg(2)做正功吸热 【解析】(1)设U型管横截面积为S,右瑞与大 气相通时左管中封闭气体压强为1，右端与一体压 舱接通后左管中封闭气体压强为力，气柱长度为1：， 稳定后低压舱内的压强为。，左管中封闭气体发生 等温变化，根据玻意耳定律得 p1V1=p:V2① p1=p。② p2=p十pt③ V1=l1S④ V2=lS⑤ 由几何关系得 h=2(l2-l1）⑤ 联立①②③④⑤⑥式，代入数据得 =50 cmHg 11.(1)增大Q-po(V2-V1)(2)1×10m 。9 【解析】(1)温度是分子热运动平均动能的标志， 温度升高，气体分子平均动能增大.根据热力学第一 定律得△U=Q+W,而W=一S△L=一△V= 一po(V2一V1),所以气体内能变化了△U=Q po(V2-V1). (2)-个油酸分子的体积V=M NA 由球的体积与直径的关系得分子直径D 36M FNπpNA 最大面积S= 1×10-8m ,解得S=1×10m 12.【解析】(1)设升温后气体的压强为p1,由 查理定律得 p。_p1 T。=T ① 代入数据得 7 p1=60 ② (2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后 气体的总体积为V,由玻意耳定律得 piVo=poV ③ 联立②③式得 v=2v 6 ④ 设剩余气体的质量与原来总质量的比值为，由 题意得 ⑤ 联立④⑤式得 = ⑥ 吸热.因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内 能不变，而剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学 第一定律可知剩余气体要吸热. 题源3内能热力学定律 1.B【解析】用牛角做套筒，木质推杆前端粘 着艾绒，猛推推杆，筒内封闭气体发生的是绝热压缩， 外界对气体做功，C项错误；根据热力学第一定律可 知，气体内能增加，温度升高，D项错误；由理想气体 状态方程D T=C可知，气体的体积减小，温度升高， 则压强增大，A项错误，B项正确. 2.BC【解析】电热丝通电一段时间后，右边 气体吸热膨胀，对外做功，两侧气体压强均增大，又因 左侧气体为绝热过程，由热力学第一定律知其温度升 高；右侧气体体积增大，利用为一常数知，其温度 也升高，B、C正确；电热丝放出的热量等于右边气体 内能的增加量与对外做功之和，D选项错误. 3.(1)AD(2)①364K或91℃②增大 吸热 【解析】(1)液体和固体的分子势能微观上与分 子间的距离有关，宏观上与其体积有关，选项A正 确：多晶体的物理性质是各向同性的，选项B错误；温 度升高，分子的平均动能增大，而不是每个分子的动 能都增大，选项C错误：液体表面张力有使液面收缩 的趋势，体积一定时，球面面积最小，选项D正确. (2)①设恒温槽的温度为T2,由题意知T1= 273K A内气体发生等容变化，根据查理定律得 p1_p: T-T. ① p1=p。十p1 ② p2=p。十Ph2 ③ 联立①②③式，代入数据得 T2=364K(或91℃) ④ ②理想气体的内能仅是温度的函数，温度升高， 则内能增大；气体不对外做功，由热力学第一定律 △U=W十Q知，气体将吸热. 4.AC【解析】汽缸从a态变为b态的过程中 温度从0℃升到27℃而压强不变，即a、b为等压变 化，所以体积增大.单位体积内的分子个数减少但分 子平均动能增大，a、b二态气体分子对活塞的压强相 等，压力相等，因为a态中每个分子平均冲击力小，所 以撞击分子个数多，即A正确，冲量I=Ft,时间相 等，压力相等情况下，对活塞的冲量相等，所以B错 误，C正确.从态到b态温度升高，气体膨胀对外做 功，分子平均动能增大，势能不计，所以气体内能增 ·9 加，从外界吸收热量，则D项错误， 5.BC【解析】因为分子热运动的平均动能由 温度决定，漏气过程分子平均动能不变，由Ek总= nEk,所以分子总数减少，分子总动能也减少，故A 错：由p=罗，因m减少，V不变，故密度降低，故B 正确：因漏气过程，瓶内氧气体积膨胀，对外做功，由 △E=W十Q,因分子势能为零，故△E=0,则Q<0, 所以漏气过程瓶内氧气吸收热量，故C正确，D错误. 6.CD【解析】温度相同，分子平均动能相同， A错.由热力学第一定律W十Q=△了可知，系统绝 热，对外无做功现象，因此系统内能不变，温度与初始 状态相同，氢气的内能不变，B错.系统内部氢气对氧 气做功，内能减少，温度降低，氧气体积减小，温度升 高，之后发生热交换，热量从氧气传递到氢气，因此， 氧气的内能先增大后减小，C、D均正确. 7.C【解析】打开卡子，胶塞冲出容器，气体 膨胀对外做功，因容器壁厚，短时间内Q=0,由热力 学第一定律，气体内能减小，温度降低，故C正确，A、 B、D错误. 8.A【解析】本题考查气体的内能、热力学第 一定律，意在考查考生的理解能力、分析综合能力，对 气体做功800J,同时气体放出热量200J,由热力学 第一定律得△J=W+Q=800J-200J=600J,即气 体温度升高，内能增加600J,故A项正确. 9.A【解析】本题意在考查考生理解气体压 强的产生，理解并能正确应用理想气体状态方程与热 力学第一定律，解答热学问题的能力.根据力=p。十 可知，当车的载重减小时，胎内气体的压强减小· 而胎内气体温度不变，由于胎内的气体不计分子间的 势能，故可视为理想气体，由一定质量的理想气体状 态方程Y=恒量可知，胎内气体的体积增大，胎内气 体对外界做正功，B错误；由于胎内气体的温度不变， 所以气体的平均分子动能不变，胎内气体的内能不 变，C、D错误；由热力学第一定律△E=W十Q可知， 气体从外界吸热，A正确. 10.BD【解析】本题考查热力学第一定律，气 体的压强的微观解释，气体的内能等知识点b室为 真空，则口气体体积膨胀对外不做功，由热力学第一 定律△U=W十Q知，在绝热时，气体的内能不变，A 项错，B项对，又气体是稀薄气体，则只有动能，因此 PV 气体的温度不变，由T=C知，气体的压强减小，C 项错，D项对. 11.C【解析】由热力学第二定律可知，热机 的效率不可以达到100%，A错误.做功是通过能量转 化的方式改变系统内能，热传递是通过内能在不同物 体之间的转移的方式改变系统内能，B错误.温度是 描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热 平衡时两系统温度相同，C正确，物体由大量分子组 成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动 是有统计规律的，D错误. 12.【解析】(1)设锅内气体分子数为n V n=它NA: (2)根据热力学第一定律 △U=W+Q=-3J 故锅内气体内能减少，减少了3J. (3)由p=po(1一aH)(其中a>0)知，随着海拔 高度的增加，大气压强减小；由1=力十坚知，随着 海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压强减小： 银指去理定作号一票知同门减孩起时锅内气你温 度随着海拔高度的增加而降低 题源4固体液体 1.(1)B(2)D【解析】(1)晶体有固定的熔 点，而非晶体没有固定的熔点.晶体在达到熔，点时有 固液共存的状态，吸收热量但温度不变，故选项B正 确：由于非晶体无固定熔点，因此无法确定曲线V的 ef段是否是固态，同样也无法判断fg段是否为液 态，故CD项错误. (2)气体对外做功，体积增大，则气体的密度减 小：由热力学第一定律知气体内能变化为△U=W十 Q=1.5×10J,内能增加，则温度升高，选项D正确. 2.BC【解析】玻璃是非晶体，选项A错误； 。9 多晶体和非晶体是各向同性的，选项D错误， B组 题源1分子动理论 1.C【解析】悬浮在液体中的固体颗粒的布 朗运动，是由于受到液体分子的撞击不平衡时而做的 无规则运动，是液体分子无规则运动的反映.A、B错，C 对.悬浮颗粒的运动虽然同时具备三个特征：永不停 息，无规则，与温度有关但布朗运动不是分子的运动， 所以布朗运动不是热运动，D错.所以正确选项为C 2.(1)ADE(2)12cm9.2cm【解析】 )根指理想气体状态方程兴=人，若压强和体叔不 变，则温度一定不变，气体的内能不变，A正确（理想 气体内能只由温度决定)；内能不变说明温度不变，发 生等温变化，B错误；温度升高，V的乘积变大，压强 可能不变，也可能减小，还可能增大，C错误；一定量 气体，气体温度每升高1K,内能的变化量都相同，由 △U=W十Q得，若W不同，则Q不同，D正确；气体 温度升高，平均动能变大，内能一定变大，E正确， (2)解：设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为 p1=pa十Pgl3 ① 式中，P和g分别表示水银的密度和重力加 速度. 玻璃管开口向下时，原来上部的水银有一部分会 流出，封闭端会有部分真空，设此时开口端剩下的水 银柱长度为x,则 pg=pgl1,p2十Pgx=po ② 式中，力？为管内空气柱的压强由玻意耳定律得 (SI2)=p2 (Sh) ③ 式中，h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横 截面积.由①②③式和题给条件得 h=12 cm ④ 从开始转动一周后，设空气柱的压强为？，则 p3=p。十Pgx ⑤ 由玻意耳定律得 p1(Sl2)=p:(Sh') ⑥ 式中，h'是此时空气柱的长度.由①②③⑤⑥ 式得 h'≈9.2cm ⑦ 3.(1)AB(2)平均动能小于(3)5×10J 【解析】(1)C为扩散现象，D为布朗运动. (2)温度是平均动能的标志，温度升高平均动能 变大，由图象可知：T:态的分子平均速率大于T1态 的分子平均速率分子平均动能大，温度高 3)等压支化-对外做的功W三力V VA),根据热力学第一定律△U=Q一W, 解得：△U=5.0×10J. 题源2气体 1.BD【解析】设外界压强为p。,活塞面积为 S,质量为m,活塞在A位置气体的压强为pA,在B 位置气体的压强为力B,物体的质量为m。,由平衡得： P=十餐力s=,十m十g,所以B正确： 活塞下移，气体体积减小，单位体积内分子数增多，C 错误；外界对气体做功，系统绝热，则气体的内能增 加，温度升高，分子的平均速率增大，所以A错误，D 正确。 2.BD【解析】从微观的角度看，气体压强与 单位体积内的分子数和气体分子的平均动能有关，一 定质量的气体，保持温度不变，则气体分子的平均动 能不变，压强随体积增大而减小的微观原因是单位体 积内的分子数减小，B正确；保持体积不变，则单位体 积内气体分子的分子数不变，压强随温度升高而增大 的微观原因是分子的平均动能增大，D正确. 3.C【解析】由p-T图象知，状态a到状态 b为等容变化，且压强增大，由状态b到状态c为等温 变化，且压强减小，所以在力-V图上，状态口到状态 b为平行于p轴的线段，且由下向上，状态b到状态c 为双曲线的一部分，且压强减小，故选C. 4.B【解析】由于房间未密闭，空气可相互流 通，室内外气压应相等，A错误.温度是气体分子平均动 能的量度，B正确.恒压加热时，空气体积膨胀对外做正 功，而空气溢出室外后室内空气密度应减小，C,D错误， 5.AC【解析】由pV=nRT知充气后，当 ·9 V、T不变时，n增加，密封气体压强增加，A正确.温 度是分子平均动能的量度，温度不变则分子平均动能 不变，B错误.打开阀门后，密封气体对外界做正功，C 正确.由于桶内只有1atm的空气0.1L十0.5L= 0.6I.小于容积2L,所以需要再充气才能把水喷光， 选项D错误. 6.C【解析】由理想气体状态方程pV=nRT, 湖底的压强为3个大气压，温度差在估算中可忽略，估 算出水面上气泡体积约为在湖底体积的3倍，选择C. 7.(1)C(2)B-→C25(3)n=4×1025m-3 【解析】(1)A→B过程为等温过程，内能不变， 体积增大，气体对外界做功，A错误.B·C为绝热过 程，没有热交换，体积增大，气体对外界做功，内能减 小，气体分子的平均动能减小，B错误.C·D为等温 过程，体积减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分 子数增多，选项C正确.D·A为绝热过程，体积减 小，外界对气体做功，气体温度升高，所以D→A过 程中，气体分子的速率分布曲线向速度大的移动，发 生变化，选项D错误， (2)该循环过程中，内能减小的过程是B·C,由 热力学第一定律，气体完成一次循环对外做的功为 63kJ-38kJ=25kJ. (3)等温过程力AVA=pBVB,单位体积内的分子 数n=N 解得n一代入教播得n=4X10m 8.【解析】以cmHg为压强单位，则在 活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为： p1=p。十l2, 设活塞下推后下部空气柱的压强为 p1',由玻意耳定律得： p1l1=p1'1'. 如图，设活塞下推距离为△，则此时玻 璃管上部空气柱的长度为： 1′=13+l1-11'-△1. 设此时玻璃管上部空气柱压强为：'，则力′= p1'-l2… 由玻意耳定律得：pol3=pgl', 联立上述各式解得：△1=15.0cm 9.(1)当气缸下潜至990m时，设封闭气体的压 强为力，温度为T,体积为V,由题意可知：力= 100 atm, 根据理想气体状态方程得：p。V,/T。=pV/T, 代入数据解得：V=2.8×10-2m3. (2)放热大于 10.(1)B(2)5放出29(3)3×102 【解折】1)等温变化时，根据pV=C,p=C V, 所以力V图象是一条通过原点的直线，故正确选项 为B. (2)第一个过程温度不变，内能的改变量为△U1= 0,第二个过程内能的改变量为△U2=Q2=一5kJ,则 两过程内能的改变量总的为△U=△U1十△U2= 一5kJ;由Q1=一W1=一24k,则两个过程的热量变 化为Q=Q1十Q2=一29k,负号表示空气放出热量. (3)设空气的摩尔质量为M,在海底和岸上的密 度分别为P海和P年，一次吸入空气的体积为V,则有 △m=P二PYN,代入数据得△m=3X10. M 先算吸入的空气质量差值，再算出这部分差值的 物质的量，就可求出吸入分子数差值 11.【解析】(1)在打开阀门S前，两水槽水温均 为T。=273K设玻璃泡B中气体的压强为p1,体积 为VB,玻璃泡C中气体的压强为pc,依题意有 p1=pc十△p① 式中△p=60mmHg.打开阀门S后，两水槽水 温仍为T。,设玻璃泡B中气体的压强为pB 依题意，有 pB=pc② 玻璃泡A和B中气体的体积为 V2=Va+Vg③ 根据玻意耳定律得 p1Vg=pBV:④ 联立①②③④式，并代入题给数据得 pe=V△p=180mmHg⑤ (2)当右侧水槽的水温加热至T时，U形管左右 。9 水银柱高度差为△p.玻璃泡C中气体的压强为 pC=pB十△p⑤ 玻璃泡C的气体体积不变，根据查理定律得 会-9 ⑦ 联立②⑤⑤⑦式，并代入题给数据得 T'=364K 12.【解析】(1)开关未合上时两室中气体压强 为力。，设开关合上后，两室中气体压强分别为p1, p2,由玻意耳定律 1S=SA=-2 3 Pa=80 Pa pol:S=p2l:S,p:=3po=3X240 Pa=720 Pa (2)活塞受到的气体压强差为 △p=p2-p1=720Pa-80Pa=640Pa 活塞在气体压力和电场力作用下处于平衡，电 场力 F=△pS=640×2×10-4N=1.28×10-1N (3)活塞受到的电场力大小F=qEM 其中活塞所带电量q=EoSE,E由D,M所带等 量异种电荷共同产生，根据电场叠加原理，M产生的 场强大小 E EM- 2 .F=qEM=26SEM F 1.28×10-1 EM=入√2ES W2×8.85×10-12×2×10-4 V/m=6×10V/m E=2EM=1.2×102V/m U=E=1.2×102×1×10-iV=12V (4)当滑片P由B向A滑动时，DM间场强减 小，DN间场强变大，活塞受到向下的电场力减小，电 场力与气体压力间的平衡被破坏，活塞向上运动 13.【解析】设当小瓶内气依的长度为！时， 压强为1；当小瓶的底部恰好与液面相平时，瓶内气 体的压强为p:,汽缸内气体的压强为p,依题意p1 =p。+2pgl ① 由玻意耳宠律p:s=p:(-分）S ② 式中S为小瓶的横截面积.联立①②两式，得力 31 =2(p+pgl） ③ 又有p2=p:十2pgl ⑦ 2p,+g 3 联立③④式，得p= ⑤ 4 14.【解析】(1)被封闭气体的初状态为 =1.0X10i Pa=75 cmHg, V1=L1S=21S,T1=280K 末状态为p2=po=1.0×10iPa=75cmHg, V2=L2S,T2=320K 银能么，8原老无体有片是宁-号 得1：=票-器 ×21cm=24cm (2)在活塞上施加压力F后，气体的状态变为 F p=p+5=1.0X10Pa+2x10=Pa 4 =1.2×10Pa=90cmHg V:=LsS,T3=T:=320 K 根据玻意耳定律，有 p:V3=p:V2, 即p3L3=p2L 得L,=L:=g6× _75×24cm=20cm 由于△p=pa-p,=(90-75)cmHg=15cmHg 所以管内外水银面的高度差为△h=15cm, 活塞下降的高度h=△h十L2一L3=19cm, 题源3内能热力学定律 1.B【解析】由题知，A、B两装置中水银槽 中水银面下降的高度相同，为h,故大气压力对两装 置中水银做功相同，为正功，大小为WA=WB= pSh,由题知A、B两装置中水银重心升高高度hA >hB.由功能关系WA=△EA十mghA,WB=△EB十 mghB,故△EB>△EA,所以选B. 2.C【解析】机械能可以全部转化为内能，如 在粗糙的水平面上滑动的物体，动能的减少就全部转 变为内能，所以A错误；第二类永动机不可能制成的 ·1( 原因不是违背热力学第一定律，而是违背热力学第二 定律，B错误：根据热力学第二定律，热量可以从低温 物体传到高温物体，也可以从单一热源吸收热量并全 部用来对外做功，但不引起其他变化是不可能的，所 以C正确，D错误， 3.(1)D(2)吸收0.60.2(3)1×10-‘(9× 10-i~2×10-‘都算对)【解析】(1)考虑气体分子 间作用力时，分子力是引力，分子间距从r。增大，分 子力先增大后减小，A错误.气泡上升过程中温度不 变，分子平均动能不变，分子平均速率也不变，B、C错 误.气泡上升过程中体积膨胀，分子势能增加，内能增 大，而对外做功，故气体一定吸收热量，又因为温度不 变，故其熵必增加，D正确. (2)将气体视为理想气体时，其内能只与温度有 关.气泡上升过程中温度不变，△U=0,对外做功，W =-0.6J,由△U=Q+W有Q=△U-W=0.6J>0, 即需从外界吸收06J的热量.气泡到达湖面后，由 △U=Q+W得△J=(0.3-0.1)J=0.2J. (3)设气体体积为V。,液体体积为V1 气体分子数刀=NA,V=? -(或V1= m nd3) 则是=dNA(或7。=m 则V。6m V=dNA) 解得长=1×10(9X10~2X10都算对) 4.【解析】(1)设气体在B状态时的体积为 VB,由盖·吕萨克定律得 VA_VB ① TA TB 代入数据得 V8=0.4 m ② (2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不 变，温度变化（降低），气体分子平均动能变化（减小）， 导致气体压强变化（减小）. (3)Q1大于Q2;因为TA=TC,故A·B,增加的 内能与B→C减少的内能相同，而A→B过程气体对 外做正功，B·C过程气体不做功，由热力学第一定 律可知Q1大于Q2· 5.(1)放出5×10(2)C增加(3)6×10 0 (6×103~7×103都算对)【解析】(1)气体内能的 增加量小于活塞对汽缸中的气体做的功，因此，气体 必然放热.由W十Q=△U得 Q=△U-W=(1.5×10i-2.0×10i)J=-5× 10J,负号表示气体放热. (2)C为等压变化图线，温度升高，气体内能 增加. (31g水的分子数N=Na 1cm的分于数n=N号≈6X10(6X10~7☒ 103都算对). 6.【解析】水吸收的热量全部用来增加它的 内能 Q=cm△t AI=Q- 1.26×10 cm4.2×103×1500 ℃=2℃ 7.【解析】(1)设封闭气体的压强为p,活塞受 力平衡 poS十mg=pS 解得力=p,+3 (2)由于气体的温度不变，则内能的变化△E=0 由能量守恒定律可得Q=(p,S十mg)h 8.【解析】(1)对活塞受力分析，活塞向右缓慢 移动过程中，气体发生等压变化 由盖·吕萨克定律有 3LSA+LSB_ALSB T T, 代入数值，得T2=300K时活塞A恰好移到两 筒连接处 (2)活塞向右移动过程中，外界对气体做功 W=pa·3L(SA-SB)=1×101×3×0.5×(4X 10-3-2×10-3)J=300J 由热力学第一定律得 △U=W+Q=300J-500J=-200J 即气体的内能减少200J. 题源4固体凌体 1.B【解析】液体与固体具有的相同特点是 。10 体积都不易被压缩，选项B正确. 2.D【解析】考查晶体、非晶体、多晶体和单 晶体的特点及区别.单晶体物理性质各向异性，多晶 体物理性质各向同性，单晶体有天然规则外形，多晶 体没有规则外形；晶体与非晶体的区别在于晶体有固 定熔点 专题13机械振动与机械波 十年高考母题原型训练 A组 题源1振动的基本概念和规律 1.D【解析】ab两点是波上相邻两波峰，间距 为一波长，所以、b两质点振动开始时刻相差一个周 期；振源左右侧，a比b提前一周期起振，所以a比b 多一次全振动. 2.A【解析】由A、B两质点的振动图象及传 播可画出t=0时刻的波动图象如图，由此可得入= 3m,A选项正确：由振动图象得周期T=4s,故0= 入4 T=3X4m/s=3m/s,B选项错误；由振动图象3s 末A点位移为一2cm,B点位移为0，故C选项错误： 由振动图象知1s末A点处于波峰，振动速度为零，1 s末B点处于平衡位置，振动速度最大，故D选项 错误. ◆/cm 2 4 x/m 3.ACD【解析】如图所示，若弹簧振子从A 点开始向右运动，经过 3s到达B点，然后继续向右 到达振幅位置C,再运回到B点，用时为（一子） 8 38,由对称性可知，从O到B用时三8，从B到C用