2023山东版物理高考第二轮复习-专题十四热学(一)

2023山东版物理高考第二轮复习专题十四热学高频考点考点一分子动理论、内能基础分子动理论的三条基本内容,温度和物体的内能。重难扩散现象、布朗运动与分子热运动的理解，微观量的估算问题，分子力、分子势能、温度与内能的理解。综合分子力做功与分子势能变化的关系。限时15分钟,正答率:/90基础[2018课标11,33（1）,5分]（多选）对于实际的气体，下列说法正确的是（）A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时,其内能可能不变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能答案BDE（2022山东德州一模,4）PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物,其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面。下列说法中不正确的是（）A.气温越高,PM2.5运动越剧烈PM2.5在空气中的运动属于布朗运动PM2.5在空气中的运动就是分子的热运动D.倡导低碳生活有利于减小PM2.5在空气中的浓度答案C重难（2019北京理综,15,6分）下列说法正确的是（）A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对勺微功且温度降低,分子的平均动能可能不变答案A（2018北京理综,14,6分）关于分子动理论,下列说法正确的是（）A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.分子间同时存在着引力和斥力D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大答案C（2022安徽马鞍山模拟,9）（多选）如图所示,图线甲和图线乙为两分子之间的引力以及斥力随两分子之间距离的变化规律图线，且两图线有一交点，假设分子间的平衡距离为r„.则下列说法正确的是（）A.图线甲为分子引力随分子间距离变化的图线B.图线乙为分子引力随分子间距离变化的图线C.两图线的交点对应的横坐标为r«D.如果两分子之间的距离增大，则分子间的斥力比引力减小得慢答案AC（2022湖南师范附中模拟,10）（多选）在一个标准大气压下,1g水在沸腾时吸收了2260J的热量后变成同温度的水蒸气,对夕微了170J的功。已知阿伏加德罗常数Na=6.0X1023mol1,水的摩尔质量M=18g/molo下列说法中正确的是（）A.分子间的平均距离增大B.水分子的热运动变得更剧烈了C.水分子总势能的变化量为2090JD.在整个过程中能量是不守恒的E.1g水所含的分子数约为3.3X1022个答案ACE打口（2022山东滨州模拟,2）下列各种说法中正确的是（）A.固体小颗粒越小,温度越高,布朗运动越显著扩散现象能在气体中进行，不能在固体中进行C.气体分子永不停息地做无规则运动,固体分子之间相对静止不动D.如果一开始分子间距离大于则随着分子间距离的增大,分子势能减小答案A（2022山东泰安一模,9）（多选）甲分子固定在坐标原点0,只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动,两分子间的分子势能J与两分子间距离x的变化关系如图所示,设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0,则下列说法正确的是（）A.乙分子在P点时加速度为0B.乙分子在Q点时分子势能最小C.乙分子在Q点时处于平衡状态D.乙分子在P点时动能最大答案AD[2021广东,15（1）,6分]在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后,把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了,机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断,高空客舱内的气体压强（选填“大于”、“小于”或“等于"）机场地面大气压强；从高空客舱到机场地面,矿泉水瓶内气体的分子平均动能（选填“变大”、“变小”或“不变”）。答案小于不变考点二固体、液体、气体基础晶体与非晶体、液体的表面张力、液晶、气体实验定律、理想气体状态方程等。重难气体实验定律、理想气体状态方程的应用、气体状态变化图像。综合气体状态变化过程与气体状态变化图像的综合，汽缸模型、水银柱模型。限时100分钟，正答率： /17o基础1.[2022全国乙,33（1）,5分]（多选）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c,其过程如T-V图上的两条线段所示。则气体在（）TI）

a/^\c

0k-rA.状态a处的压强大于状态c处的压强B.由a变化到b的过程中,气体对勺微功C.由b变化到c的过程中,气体的压强不变D.由a变化到b的过程中，气体从外界吸热E.由a变化到b的过程中,从外界吸收的热量等于其增加的内能答案ABD（多选）固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示,横轴表示时间t,纵轴表示温度T.下列判断正确的有（）A.固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体B.固体甲不一定有确定的几何外形,固体乙一定没有确定的几何外形C.在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性D.固体甲和固体乙的化学成分有可能相同答案ABD（2022广东珠海一模,9）（多选）下列说法正确的是（）A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体B.浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现C.一定质量的0℃的水的内能大于等质量的。C的冰的内能D.一些昆虫可以停在水面上,是由于水表面存在表面张力答案ACD重难(2021全国甲,33,15分)(1)如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积温度(V-t)图上的两条直线I和H表示,％和k分别为两直线与纵轴交点的纵坐标;t°为它们的延长线与横轴交点的横坐标,*-273.15C;a为直线I上的一点。由图可知,气体在状态a和b的压强之比处;气体在状态b和c的压强之比以= .Pc♦V/n?~ToLit(2)如图,一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为A、B两部分;初始时,A、B的体积均为V,压强均等于大气压加隔板上装有压力传感器和控制装置,当隔板两边压强差超过0.5po时隔板就会滑动,否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为会(i)求A的体积和B的压强;(ii)再使活塞向左缓慢回到初始位置,求此时A的体积和B的压强。[2021[2021河北,15(2),8分]某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气,温度为27℃时,压强为3.0X103Pa.(i)当夹层中空气的温度升至37°C,求此时夹层中空气的压强;活塞隔板（ii）当保温杯外层出现裂隙,静置足够长时间,求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值。设环境温度为27℃,大气压强为1.0X105Pa.综合[2022湖南,15（2）,8分]如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积V°=9.9L的导热汽缸下接一圆管,用质量m尸90g、横截面积S=10cn「的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量a=10g的I形金属丝,活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中,缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出,活塞在圆管中的最低位置为B.已知A、B间距离h=10cm,外界大气压强po=L01X10。Pa,重力加速度取10m/s1环境温度保持不变。求（i）活塞处于A位置时,汽缸中的气体压强p.;（竹）活塞处于B位置时,液体对金属丝拉力F的大小。答案(i)1X105Pa(ii)lN（2021山东三模,10）（多选）“回热式热机”的热循环过程可等效为如图所示aifc—d—a的曲线,理想气体在a-b、c~d为等温过程,b-c、d-a为等容过程，则（）。匕A.a状态气体温度比c状态低a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比b状态多C.b-c、d-a两过程气体吸、放热绝对值相等D.整个循环过程,气体对外放出热量答案BC[2018课标山,33⑴，5分]侈选）如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中（）A.气体温度一直降低B.气体内能一直增加C.气体一直对外做功D.气体一直从外界吸热E.气体吸收的热量一直全部用于对夕微功答案BCD[2019课标H,33（1）,5分]如p-V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是3、L、九用M、限川分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则〜N2iT,T3,N2N3.（填“大于”“小于”或“等答案大于等于大于（2018课标I,33,15分）（1）如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①、②、③、④到达状态e.对此气体,下列说法正确的是（选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分）.A.过程①中气体的压强逐渐减小B.过程②中气体对外界做正功C.过程④中气体从外界吸收了热量D.状态c、d的内能相等E.状态d的压强比状态b的压强小（2）如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K.开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为P».现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为《时，将K关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了4不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。求流O入汽缸内液体的质量。答案（l）BDE⑵磐26g11.（2017课标1,33,15分）⑴氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是.单位速率间隔的分子数A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0℃时相比,100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大(2)如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门凡位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门络、L,B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部;关闭Kn除通过%给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p。的3倍后关闭瓦。已知室温为27C,汽缸导热。(i)打开心求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(ii)接着打开K:„求稳定时活塞的位置；(迨)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃,求此时活塞下方气体的压强。△小1答案(l)ABC(2)(i)g2po(ii)B的顶部(iii)1.6po(2022山东,15,7分)某些鱼类通过调节体内鱼蝶的体积实现浮沉。如图所示,鱼膘结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室,A室壁厚，可认为体积恒定,B室壁薄,体积可变;两室内气体视为理想

气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下I【处,B室内气体体积为V,质量为m;设B室内气体压强与鱼体外压强相等,鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等,鱼的质量不变,鱼膘内气体温度不变。水的密度为P,重力加速度为g,大气压强为Po,求：⑴鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度需从A室充入B室的气体质量Am;(2)鱼静止于水面下IL处时,B室内气体质量m,0答案⑴笔pgv答案⑴笔pgvp（）+pgH[2022全国甲,33(2),10分]如图，容积均为V。、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p。、温度为T“的环境中;两汽缸的底部通过细管连通,A汽缸的顶部通过开口C与外界相通;汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、n、in、N四部分，其中第i【、in部分的体积分别为和。和;V。。环境压强保持不变,不计活o4塞的质量和体积,忽略摩擦。(i)将环境温度缓慢升高,求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；(ii)将环境温度缓慢改变至2L,然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体,求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后,B汽缸内第IV部分气体的压强。答案(i)^To(ii)/[2022全国乙,33(2),10分]如图,一竖直放置的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,两活塞用一轻质弹簧连接,汽缸连接处有小卡销,活塞II不能通过连接处。活塞I、H的质量分别为2m、m,面积分别为2S、S,弹簧原长为1。初始时系统处于平衡

状态,此时弹簧的伸长量为0.11,活塞I、II到汽缸连接处的距离相等,两活塞间气体的温度为To.已知活塞外大气压强为Po,忽略活塞与缸壁间的摩擦,汽缸无漏气，不计弹簧的体积,重力加速度为g.(i)求弹簧的劲度系数；(ii)缓慢加热两活塞间的气体,求当活塞11刚运动到汽缸连接处时,活塞间气体的压强和温度。25〔25〔10311[2017课标11,33(2),10分]一热气球体积为V,内部充有温度为T,的热空气，气球外冷空气的温度为Th.已知空气在1个大气压、温度T。时的密度为P。,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g.(i)求该热气球所受浮力的大小；(ii)求该热气球内空气所受的重力；(皿)设充气前热气球的质量为mo,求充气后它还能托起的最大质量。答案(i)VgPo^(ii)VgPo华TbTa[2017课标山,33(2),10分]一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K和K“兄长为1,顶端封闭,上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时,M与K：相通;逐渐提升R,直到心中水银面与K顶端等高,此时水银已进入降且《中水银面比顶端低h,如图(b)所示。设测量过程中温度、与K：相通的待测气体的压强均保持不变。已知■和K口的内径均为d,M的容积为V。,水银的密度为P,重力加速度大小为g.求：(i)待测气体的压强;(ii)该仪器能够测量的最大压强。与待测气体连通22林安（\\PRghd0案（）诉荷丽（1）npgl2d24Vo[2015山东理综,37(2)]扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300K,压强为大气压强po.当封闭气体温度上升至303K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立刻减为Po,温度仍为303K.再经过一段时间,内部气体温度恢复到300K,整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：(i)当温度上升到303K且尚未放气时,封闭气体的压强；(ii)当温度恢复到300K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力。考点三热力学定律与能量守恒基础改变物体内能的两种方式,热力学第一定律,热力学第二定律及微观意义,能量守恒定律和两类永动机。重难热力学第一定律与能量守恒定律，热力学第二定律的理解及应用。综合热力学第一定律与气体图像的综合，气体实验定律与热力学定律的综合应用。限时40分钟，正答率： /130基础1.（2022山东,5,3分）如图所示,内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体,初始时汽缸开口向上放置,活塞处于静止状态，将汽缸缓慢转动90°过程中,缸内气体（A.内能增加,外界对气体做正功B.内能减小,所有分子热运动速率都减小C.温度降低,速率大的分子数占总分子数比例减少D.温度升高,速率大的分子数占总分子数比例增加答案c[2021全国乙,33（1）,5分]（多选）如图,一定量的理想气体从状态2（6,%,1'。）经热力学过程2%be、ca后又回到状态a。对于ab、be、ca三个过程，下列说法正确的是（）ab过程中，气体始终吸热ca过程中，气体始终放热ca过程中,气体对外界做功be过程中,气体的温度先降低后升高be过程中,气体的温度先升高后降低答案ABE

（2022山东莱州模拟,10）（多选）气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置,其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K,座舱A中充满空气,气闸舱B内为真空.航天员从太空返回气闸舱时,打开阀门K,A中的气体进入B中,最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换,舱内气体可视为理想气体,下列说法正确的是（）A.气体并没有对勺微功,气体内能不变B.B中气体可全部自发地退回到A中C.气体温度不变,体积增大,压强减小D.气体体积变大,气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少答案ACD重难（2020天津,5,5分）水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体（）A.压强变大A.压强变大B.对外界做功C.对外界放热C.对外界放热D.分子平均动能变大答案B[2020课标山,33（1）,5分]（多选）如图,一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中（）A.气体体积逐渐减小,内能增加B.气体压强逐渐增大,内能不变C.气体压强逐渐增大,放出热量D.外界对气体做功,气体内能不变E.外界对气体做功,气体吸收热量答案BCD（2022黑龙江哈尔滨模拟,10）（多选）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JD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”。该循环过程中，下列说法正确的是（）A—B过程中,气体对外界做功B-C过程中,气体分子的平均动能增大C-D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多C-D过程中,气体放热答案ACD[2022湖南,15（1）,5分]（多选）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进,分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位,而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时,中心部位气流与分离挡板碰撞后反向,从A端流出,边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（）涡流室环形管 分离挡板A端为冷端,B端为热端A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的A端流出的气体内能一定大于B端流出的D.该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律E.该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律答案ABE综合[2021湖南,15（1）,5分]（多选）如图,两端开口、下端连通的导热汽缸,用两个轻质绝热活塞（截面积分别为Si和SJ封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙,活塞从A下降h高度到B位置时,活塞上细沙的总质量为mo在此过程中,用外力F作用在右端活塞上,使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强P“保持不变，系统始终处于平衡状态,重力加速度为g。下列说法正确的是（） ,丈I赢/细沙工k JA.整个过程，外力F做功大于0,小于mghB.整个过程,理想气体的分子平均动能保持不变C.整个过程,理想气体的内能增大D.整个过程,理想气体向外界释放的热量小于（p°S，h+mgh）E.左端活塞到达B位置时，外力F等于嘤答案BDE[2017课标III,33（1）,5分]（多选）如图,一定质量的理想气体从状态a出发经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程be到达状态c,最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是（A.在过程ab中气体的内能增加B.在过程ca中外界对气体做功C.在过程ab中气体对外界做功D.在过程be中气体从外界吸收热量E.在过程ca中气体从外界吸收热量答案ABD（2020山东,6,3分）一定质量的理想气体从状态a开始,经a-bsb-*cxc~*a三个过程后回到初始状态a,其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0,2p。）、b（2V0,p。）、c（3V0）2p„）.以下判断正确的是（A.气体在a-b过程中对外界做的功小于在b-c过程中对外界做的功B.气体在a-b过程中从外界吸收的热量大于在b-c过程中从外界吸收的热量C.在c-a过程中,外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D.气体在c-a过程中内能的减少量大于b-c过程中内能的增加量答案C[2022全国甲,33⑴，5分]（多选）一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-T图上从a到b的线段所示。在此过程中（）Pb0 TA.气体一直对外做功B.气体的内能一直增加C.气体一直从外界吸热D.气体吸收的热量等于其对夕M故的功E.气体吸收的热量等于其内能的增加量答案BCE[2019课标I,33（1）,5分]某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同,压强大于外界。现使活塞缓慢移动,直至容器中的空气压强与外界相同.此时，容器中空气的温度（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度容器中空气的密度（填“大于”“小于”或“等于"）外界空气的密度。答案低于大于(2022辽宁大连模拟,15)一定质量的理想气体，状态从A-B-C-DfA的变化过程可用如图所示的P-V图线描述,其中吐A为等温线,气体在状态A时温度为*300K,求：⑴气体在状态C时温度％;(2)若气体在A-B过程中吸热1000J,则在A-B过程中气体内能如何变化?变化了多少？p/(xIO5Pa)2--*-1■■■"：■o2 45Vl\答案(1)375K(2)气体内能增加增加了400J易混易错1.液体压强问题I(2022广东模拟,15)一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量M=3X103kg、体积V°=0.5n?的重物捆绑在开口朝下的浮筒上向浮筒内充入一定量的气体,开始时筒内液面到水面的距离h尸40m,筒内气体体积V尸1m3,在拉力作用下浮筒缓慢上升。当筒内液面到水面的距离为儿时,拉力减为零,此时气体体积为V2)随后浮筒和重物自动上浮。已知大气压强po=lX105Pa,水的密度P=1X1()3kg/m,重力加速度的大小g=10m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。求X和答案2.5m;,10m2.气体变质量问题（2022湖南长郡中学模拟,15）新冠疫情期间,武汉市医疗物资紧缺,需要从北方调用大批钢瓶氧气（如图），每个钢瓶内体积为40L,在北方时测得钢瓶内氧气压强为1.2X10,Pa,温度为7C,长途运输到武汉方舱医院检测时测得钢瓶内氧气压强为1.26X10,Pa。在方舱医院实际使用过程中，先用小钢瓶（加抽气机）缓慢分装，然后供病人使用,小钢瓶体积为10L,分装后每个小钢瓶内氧气压强为4XIO,Pa,要求大钢瓶内压强降到2XIO,Pa时就停止分装。不计运输过程中和分装过程中氧气的泄漏，求：（1）在武汉检测时钢瓶所处环境温度为多少摄氏度？一大钢瓶氧气可分装多少小钢瓶氧气供病人使用？题型模板题型一汽缸活塞类模型典型模型模型特征:单汽缸活塞类模型:①热学研究对象（一定质量的理想气体）变化过程遵循理想气体实验定律;②力学研究对象（汽缸、活塞或某系统）运动过程遵循力学规律.解题思路：（1）确定研究对象。（2）分析物理过程。（3）注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系、体积关系等，列出辅助方程。（4）多个方程联立求解。对求解的结果注意分析它们的合理性。.（2021江苏,13,8分）如图所示,一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中,活塞的面积为S,与汽缸底相距L,汽缸和活塞绝热性能良好。气体的压强、温度与外界大气相同,分别为P。、T„.现接通电热丝加热气体,一段时间后断开,活塞向右缓慢移动距离L后停止。活塞与汽缸间的滑动摩擦力为f,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。整个过程中气体吸收的热量为Q。求该过程中气体(1)内能的增加量AU;(2)最终温度T.答案(DQ-poSL-fL(2)2To(1+4)Pos.[2018课标II,33(2),10分]如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为P。,温度均为九现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。(重力加速度大小为g)b- --r-答案(l+9(l+^)To(mS+mg)h变式题型题型特征:变式1:单汽缸单活塞双气体系统模型。变式2:单汽缸双活塞双气体系统模型。变式3:双汽缸双活塞双气体系统模型。

.变式11[2021广东潮州一模,15(2)]如图所示，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成A、B两部分，用控制阀K固定活塞,开始时A、B两部分气体的温度都是27℃,压强都是1.OX105Pa,保持A体积不变,给电热丝通电，使气体A的温度升高到123℃,取0C为273K,不计摩擦，求：①气体A的压强；②保持气体A的温度不变,拔出控制阀K,活塞将向右移动压缩气体B,平衡后气体B的体积被压缩了七气体B的温度。答案①1.32X10,Pa②51'C.变式21(2019北京朝阳模拟)如图所示,有两个不计质量和厚度的活塞M、N,将两部分理想气体A、B封闭在绝热汽缸内，温度均是27 M活塞是导热的,N活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S=2cm；初始时M活塞相对于底部的高度为h,=27cm,N活塞相对于底部的高度为hz=18cm.现将一质量为m=lkg的小物体放在.VI活塞的上表面,活塞下降。已知大气压强为Po=l.0X105Pa.(g=10m/s；取0'C为273K)(1)求下部分气体的压强多大；(2)现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为127℃,求稳定后活塞M、N距离底部的高度。M

N答案(1)1.5X10$Pa(2)22cm16cm.变式31[2019课标II,33（2）,10分]如图,一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成,容器平放在水平地面上,汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气。平衡时,氮气的压强和体积分别为P。和Vo,氢气的体积为2V。,空气的压强为p.现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求（i）抽气前氢气的压强；（ii）抽气后氢气的压强和体积。答案（i）1（po+p）（u）iPo4p号+y。Z L4-ip。十p实践应用[2022重庆第五次质检,15（2）]气压式升降椅简化原理图如图所示，可上下自由移动的圆柱形汽缸（导热性能良好）与椅面固定连接，两者的质量之和M=10kg,横截面积S=100cm口的柱状气动杆与底座固定连接。圆柱形汽缸与柱状气动杆间封闭有一定质量的氮气，稳定后测得封闭气柱长度L°=75cm。当质量m=40kg的人静坐在椅面上（手脚未接触其他物体），稳定后封闭气柱长度为3。已知大气压强po=1.0X105Pa,初始环境温度tk7℃,重力加速度g=10m/s；所有摩擦均可忽略不计,汽缸内气体可视为理想气体。求：①L的大小；②若要质量m=40kg的人静坐在椅面上，稳定后封闭气柱长度为L2=58cm,外界环境温度需要达到多少摄氏度。答案①55cm②22℃[2021湖南,15(2),8分]小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上,用质量m=600g、截面积S=20cm?的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上,左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞,右端用相同细绳竖直悬挂一个质量皿=1200g的铁块,并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为600.0g时,测得环境温度「=300K.设外界大气压强Po=LOXl(TPa,重力加速度g=10m/s1(i)当电子天平示数为400.0g时,环境温度人为多少?(ii)该装置可测量的最高环境温度％、为多少?答案(i)297K(ii)309K题型二液柱-玻璃管模型典型模型模型特征:单气体系统单液柱-玻璃管模型:①热学研究对象(一定质量的理想气体)变化过程遵循理想气体实验定律;②力学研究对象(液柱)遵循共点力平衡等力学规律(液体因重力产生的压强为P=Pgh).解题技巧:解答液柱类问题的关键是封闭气体压强的计算,而求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对象分析受力,列平衡方程。

1.[2019课标in,33(2),10分]如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段局度为2.0cm的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落,管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg,环境温度为296Ko(i)求细管的长度；(ii)若在倒置前,缓慢加热管内被密封的气体,直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体的温度。2.0cm|i।2.0cm答案(i)41cm(ii)312K2.[2020课标III,33(2),10分]如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U形管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高h°=4cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离1=12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为Ti=283K,大气压强p»=76cmHg.(i)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？(ii)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少？^1/I-^1/I-t老UH答案(i)12.9cm(ii)363K变式题型题型特征:变式1：双气体系统单液柱-玻璃管模型。变式2:双气体系统多液柱-玻璃管模型。变式3:双气体系统活塞-液柱-玻璃管模型。3.变式1[2018课标山,33(2),10分]在两端封闭、粗细均匀的I；形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为1尸18.0cm和k=12.0cm,左边气体的压强为12.0cniHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。4.变式31[2016课标III,33(2),10分]-U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强P°=75.0c血棺。环境温度不变。答案144cmHg9.42cm实践应用5.(2021山东,3,3分)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压的数值。充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V;每次挤压气囊都能将60cm'的外界空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数为150mmHg.已知大气压强等于750mmHg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于()加压气囊A.30cm3 B.40cm350cm( D.60cm*答案D题型三“变质量气体”模型典型模型模型特征:充气模型。在充气时,以充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象时,这些气体的质量是不变的。这样，可将“变质量”的问题转化成“定质量”问题。.[2021广东,15（2）,6分]为方便抽取密封药瓶里的药液，护土一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液,如图所示。某种药瓶的容积为0.9mL,内装有0.5mL的药液,瓶内气体压强为1.0X105Pa.护士把注射器内横截面积为0.3cm；长度为0.4cm、压强为1.0义10、Pa的气体注入药瓶,若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体,求此时药瓶内气体的压强。答案1.3X105Pa变式题型题型特征:变式1：抽气模型。变式2:灌气（分装）模型。变式3:漏气模型。.变式11（2020山东,15,7分）中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上,进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种,如图所示,左侧为火罐,下端开口;右侧为抽气拔罐,下端开口，上端留有抽气阀门。使用火罐时,先加热罐中气体,然后迅速按到皮肤上,自然降温后火罐内部气压低于外部大气压,使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上,再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时，罐内气体初始压强与外部大气压相同,温度为450K,最终降到300K,因皮肤凸起,内部气体体积变为罐容积的条若换用抽气拔罐,抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的非罐内气压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。上二抽气阀门火罐 抽气拔罐答案|.变式21[2019课标I,33(2),10分]热等静压设备广泛应用于材料加工中。该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶气气压入到炉腔中。已知每瓶氨气的容积为3.2X102m3,使用前瓶中气体压强为1.5X107Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0X106Pa;室温温度为27°C。氮气可视为理想气体。(i)求压入氮气后炉腔中气体在室温下的压强；(ii)将压入氮气后的炉腔加热到1227C,求此时炉腔中气体的压强。答案(i)3.2X107Pa(ii)1.6X108Pa.变式2][2020课标I,33(2),10分]甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体).甲罐的容积为V,罐中气体的压强为P；乙罐的容积为2V,罐中气体的压强为力。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等。求调配后(i)两罐中气体的压强；(ii)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。答案3净(H)|.变式31[2022河南新乡一模,13(2)]如图所示,在热力学温度T°=300K的室内将一空玻璃水瓶的瓶盖盖上(不漏气)，现将水瓶放到室外阳光下暴晒，使水瓶内空气的温度升至T=336Ko大气压强恒为1.0X105Pa,将水瓶内的空气视为理想气体。①求暴晒后水瓶内空气的压强P；②若暴晒后在室外将瓶盖打开,使水瓶内、外的压强相同,水瓶内气体的温度不变,求水瓶内放出的空气质量与原来水瓶内的空气质量之比三。答案①1.12X105Pa②得实践应用.[2022广东肇庆二模,15(2)]自2020年1月1日起，我国已强制要求在售新车安装胎压监测系统,如图所示为某车胎压监测界面，图中胎压的单位为bar(lbar=0.987atm),由图可知该车左前轮胎压(2.0bar)较低,现用充气泵将压强为5bar的气体充入左前轮使其和其他三个轮胎胎压(2.5bar)相同，已知左前轮轮胎内容积为20L,忽略充气时轮胎内温度及容积的变化,求充气泵充入轮胎内压强为5bar的气体的体积。

答案2L.[2022广东佛山顺德一模,15（2）]医院里给病人打“吊针”的装置如图所示。倒置的输液瓶上方有一气室E,密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中A管与大气相通,B管为输液软管,中间又有一滴壶C,而其D端则通过针头接入人体静脉°设输液瓶的体积为V„,开始输液时,药液占输液瓶体积的气室E内气压为为。（P“为大气压强）细管A、B体积忽略,求：①输液过程中,气室E内的气压如何变化；②液面下降到输液瓶的中间位置时，气室E内气压为曲°。求此过程中,从进气口A进入气室E的空气体积V（1个标准大气压状态下）。肝.4进气口B答案①气压增大②Jv。情境应用简单熟悉（2022山东青岛一模,2）下列关于热学中的一些说法正确的是（）A.茶叶蛋变色是布朗运动产生的结果B.第二类永动机违反了热力学第一定律C.温度是分子平均动能的标志,两个动能不同的分子相比,动能大的温度高一定质量理想气体对夕M故100J的功，同时从外界吸收70J的热量，则它的内能减小了30J答案D（2022山东枣庄二模,2）喷洒酒精消毒是抗击新冠肺炎疫情的重要手段。某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示。闭合阀门K,向下按压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后,按下按柄B打开阀门K,消毒液会经导管自动从喷嘴处喷出。设喷液过程中,储气室内气体温度保持不变,若储气室内气体可视为理想气体,则下列说法正确的是（）A.喷液过程中,储气室内气体内能减小B.喷液过程中,储气室内气体放出热量C.喷液过程中,储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力逐渐减小D.只要储气室内气体压强大于外界大气压强,消毒液就能从喷嘴喷出答案C（2022山东荷泽一模,6）一个充气气球用绳子拴着一块石头正在湖水中缓慢下沉,越往下水温越低,气球导热良好，则气球内气体（）A.内能增加B.对外界做正功

C.减少的内能小于放出的热量D.减少的内能大于放出的热量答案C（2022山东荷泽二模,15）实验室有带阀门的储气罐A、B,它们的大小、形状不同,导热性能良好，装有同种气体，在温度为27℃时的压强均为p。。为了测量两储气罐的容积比k含。现用A罐通过细导气管对B罐充气（如图所示），充气时A罐在27℃的室温中，把B罐放在23℃的环境中。充气完毕稳定后,关闭阀门,撤去导气管,测得B罐中的气体在温度为27℃时的压强达到1.1伽,已知充气过程中A罐中的气体温度始终不变,且各处气密性良好。求（1）充气完毕时A中的气体压强;（2）容积比k=?答案(l)0.917p。(2)1.2复杂熟悉（2022山东潍坊一模,7）如图所示，圆柱形汽缸水平放置,活塞将汽缸分为左右两个气室，两侧气室内密封等质量的