2023广东版物理高考第二轮复习-专题十四 热学 (一)

2023广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、温度和物体的内能的理解。

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、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的理解与应用。

基础

1.（2022北京一模,3）陆游在诗作《村居山喜》中写到“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”。从物理

视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是（）

A.气体分子之间存在着空隙

B.气体分子在永不停息地做无规则运动

C.气体分子之间存在着相互作用力

D.气体分子组成的系统具有分子势能

答案B

2.（2021北京,4,3分）比较45"C的热水和100℃的水蒸气,下列说法正确的是（）

A.热水分子的平均动能比水蒸气的大

B.热水的内能比相同质量的水蒸气的小

C.热水分子的速率都比水蒸气的小

D.热水分子的热运动比水蒸气的剧烈

答案B

3.[2022广东广州一模,15（1）]拔火罐是传统中医理疗方式,医生先用点燃的酒精棉球加热小罐内的空

气,随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位,冷却后小罐紧贴皮肤,以达到通经活络、祛风散寒等目的。

小罐内的空气在冷却后体积减小,分子平均动能；单位体积内的分子数o（以上两空

均选填“增大”“减小”或“不变”）

答案减小增大

重难

4.[2021广东珠海二模,15（1）]（多选）我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作。PM2.5是指空气中直

径等于或小于2.5um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,吸入后对人

体形成危害。矿物燃料燃烧的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是

（）

A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当

B.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动

C.减少煤和石油等燃料的使用,能有效减小PM2.5在空气中的浓度

D.PM2.5具有内能

答案CD

5.[2022广东七校联考（二），15（1）]（多选）关于分子动理论,下列说法中正确的是（）

A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性

B.在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素

C.当分子间的引力大于斥力时,宏观物体呈现固态;当分子间的引力小于斥力时,宏观物体呈现气态

D.随着分子间距离的增大,分子间的相互作用力一定先减小后增大

E.随着分子间距离的增大,分子势能可能先减小后增大

答案ABE

6.[2021广东茂名二模,15（1）]新型冠状病毒主要依靠呼吸道飞沫传播，在空气中含病毒飞沫微粒的运

动取决于空气分子的不平衡碰撞，所以含病毒飞沫微粒所做的无规则运动属于运动；空气分子

间作用力F与分子间距离r的关系如图所示,r=r“时,F=0o相距较远的两个分子间距离减小到”的过

程中，分子势能（填“先减小后增大”“先增大后减小”“一直增大”或“一直减小”）。

7.[2020广东广州一模,33（1）]油膜法估测分子大小的实验，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL,

用注射器测得1矶这样的溶液共计80滴。现将1滴这种溶液滴在撒有扉子粉的水面上，这滴溶液中

纯油酸的体积是nf;待油膜形状稳定后,在玻璃板上描绘出油膜的轮廓。若用轮廓范围内完整

方格的总面积当作油膜的面积,则计算得到的油膜面积，估算的油酸分子直径。（后两

空选填“偏大”或“偏小”）

答案2.5X101偏小偏大

综合

8.（2020北京,10,3分）分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=n处释放,仅考

虑这两个分子间的作用,下列说法正确的是（）

A.从r=m到r=r0分子间引力、斥力都在减小

B.从厂0到r=r：分子力的大小先减小后增大

C.从r=n到r=r。分子势能先减小后增大

D.从厂n到r=r：分子动能先增大后减小

答案D

9.[2022广东珠海二中模拟,15（1）]（多选）如图为两分子系统的势能及与两分子间距离r的关系曲线。

下列说法正确的是（）

A.当r大于n时,分子间的作用力表现为引力

B.当r小于n时,分子间的作用力表现为斥力

C.当r等于七时,分子间的作用力为零

D.在r由n变到n的过程中，分子间的作用力做负功

答案BC

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的理解。

重难气体实验定律、理想气体状态方程的应用等。

综合气体状态变化过程与气体状态变化图像的综合问题。

基础

1.[2022广东揭东二中模拟,15（1）]关于教材中几幅图片的说法正确的是（）

甲乙

A.图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引

B.图乙所描出的折线是固体小颗粒在水中运动的轨迹

C.图丙麦克斯韦速率分布规律图中,图线①对应的温度大于图线②对应的温度

D.图丁玻璃板紧贴水面,弹簧测力计将其拉离水面时,拉力大小一定等于玻璃板的重力大小

答案C

2.[2021广东江门一中模拟,15（1）]把熔化的蜂蜡薄薄地涂在两种材料所做的薄片上,用一根缝衣针烧

热后用针尖接触蜂蜡层的背面，熔化区域的形状如甲、乙两图所示,图中（填“甲”或“乙”）的

薄片一定是晶体;液晶的分子排布与液体和固体都有区别,这种排布使液晶既像液体一样具有流动性，

又具有各向异性，下面图（填“丙”或“丁”）是液晶分子示意图。

答案乙丙

3.[2021广东新高考适应卷,15（1）]某学生在水瓶中装入半瓶热水,盖紧瓶盖，一段时间后，该同学发现

瓶盖变紧。其本质原因是单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的撞击次数（选填“增加”“减少”

或“不变”），瓶内气体分子平均动能（选填“增大”“减小”或“不变”）。

答案减少减小

4.[2020江苏单科,13A（2）]—ffi酒精用了一些后，把瓶盖拧紧，不久瓶内液面上方形成了酒精的饱和汽，

此时（选填“有”或“没有”）酒精分子从液面飞出。当温度升高时,瓶中酒精饱和汽的密度

（选填“增大”“减小”或“不变”）。

答案有增大

5.[2021广东适应性联考,15（1）]我国国土面积约960万平方千米,领海约470万平方千米。其中南方

多雨，谷雨时节，天气潮湿,门窗、墙面、地面都会“出汗”。这是由于空气中的水分子达到饱和，使得

北方人在南方时大多感觉不适。那么在物理学中用来描述此潮湿感觉的物理量是（填“绝对

湿度”或“相对湿度”）0此现象中，水珠附着在墙面成露珠状，是由于液体表面有作用的结

果。在宏观上，此作用效果方向是（填“沿液体表面切线方向”或“垂直液面指向内

部”）.

答案相对湿度张力沿液体表面切线方向

重难

6.[2022广东梅州一模,15（1）]如图所示喜庆日子，室外经常使用巨大的红色气球来烘托气氛,在晴朗

的夏日，从早晨到中午的过程中，密闭在红色气球内气体分子的平均动能（选填“变大”“变

小”或“不变”），气体的体积（选填“变大”“变小”或“不变”）

答案变大变大

7.[2022广东深圳外国语高级中学二模,15（1）]国庆放假，小明带弟弟去湖边游玩,弟弟看到湖水中鱼儿

吐出小气泡，非常开心。小明回家后，给弟弟画了一幅鱼儿在水中吐气泡的图。若湖水的温度恒定不变,

你认为他画得o（填“对”或“不对”）原因是:.

（请运用物理知识简要说明）

答案不对在气泡上升的过程中,气泡内气体的温度不变,压强在不断减小,根据玻意耳定律pV=C可

知体积要不断增大。

8.[2022广东,15(2),6分]玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示,潜水员在水面上将80mL水

装入容积为380mL的玻璃瓶中,拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身,打开瓶盖，让水进入瓶中,稳定后测得

瓶内水的体积为230mLo将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强p。取

523

1.0X10Pa,重力加速度g取10m/s,水的密度P取L0X10*kg/m,求水底的压强p和水的深度ho

-----、

-----下潜后液面

人'F潜前液面

答案2.0X105Pa10m

9.[2022广东江门一模,15(2)]某登山运动员在攀登一座超过8000m的山峰的过程中,在接近山顶时

他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了,而手表没有受到任何撞击。该手表出厂时给出的

参数为：27℃时表内气体压强为1.0X105Pa(常温下的海平面的大气压强值)，当内、外压强差超过

6.0X10'Pa时表盘玻璃将爆裂。当时登山运动员携带的温度计的读数是T8℃,未爆裂前手表内气体

体积的变化可忽略不计,请通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂及当时外界的大气

压强值是多少？

10.[2022广东梅州一模,15(2)]正常情况下,汽车胎压为200kPa,轮胎最大限压为300kPa,汽车轮胎

容积为％。将汽车轮胎内气体视为理想气体。在冬季，某室内地下停车场温度可以保持7°C,司机发现

停在地下停车场的自家汽车仪表盘显示左前轮胎压为238kPa。(忽略轮胎体积的变化)

①若室外温度为-23C,司机将车开到室外,充分热交换后,通过计算分析,轮胎内气压是否满足汽车正

常行驶要求；

②司机将车开到单位时,发现仪表盘显示左前轮胎压为204kPa,经检测此时轮胎内温度为-17°C,请判

断轮胎是否漏气。

宝口

11.（2020北京,4,3分）如图所示,一定量的理想气体从状态A开始,经历两个过程,先后到达状态B和C.

C.TA=TC,T„>TCD.TA=TC,TB<TC

答案C

12.（2021福建,10.4分）如图,一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,该过程气体对外

（填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体的温度（填“升高”“降低”“先升高后降

低”“先降低后升高”或“始终不变”）。

答案做正功先升高后降低

13.(2021全国甲,33,15分)⑴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II表示，明和5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,t0=-273.15r；a为直线I上的一点。由图可知,气体在状态a和b的压强之比也

Pb---------

(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p0o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

v

2°

活塞隔板

-1----TT---->

JAB

(i)求A的体积和B的压强；

(首)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。

答案(1)1y(2)(i)0.4V2p0

V1

(ii)(V5-1)V竽p。

14.[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V0=9.9L的导热汽

缸下接一圆管，用质量n『90g、横截面积S=10cm'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叱=10g的U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=l.01X105Pa,重力加速度取10m/s2,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.;

(行)活塞处于B位置时,液体对金属丝拉力F的大小。

答案(i)1XIO5Pa(ii)lN

15.(2022山东,15,7分)某些鱼类通过调节体内鱼膘的体积实现浮沉。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H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,鱼瞟内气体

温度不变。水的密度为P,重力加速度为g,大气压强为％求:

阀门

(1)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)鱼静止于水面下乩处时,B室内气体质量mlo

答案⑴鬻⑵嘿五

考点三热力学定律与能量守恒

基础热力学第一定律、热力学第二定律及微观意义。

重难热力学第一定律与能量守恒定律及热力学第二定律的理解及应用。

综合气体实验定律与热力学定律的综合应用问题。

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

2.[2021广东惠州三调，15（1）]下列关于热现象的描述正确的是（）

A.根据热力学定律,热机的效率可以达到100%

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

C.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

D.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的

答案C

3.[2020课标II,33（1）,5分]下列关于能量转换过程的叙述,违背热力学第一定律的有,不违

背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有«（填正确答案标号）

A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热

B.冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低

C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响

D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内

答案BC

4.[2022广东,15（1）,6分]利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境,这个过程

（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能,空调排放到室外环境的热量（选

填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。

答案不是大于

5.[2022广东深圳二模,15（1）]一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程a-b、b-c和c-a

回到原状态,其P-T图像如图所示,气体在状态（填“a”“b”或“c”）的分子平均动能最小;

在b->c过程中气体体积（填“变大”“变小”或“不变”）；在a-b过程中,气体对外界做功

（填“大于”“小于”或“等于"）气体吸收的热量。

答案a变小小于

重难

6.（2021天津,6,5分）（多选）列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关,车厢底部安装的空气弹簧可以

有效减振,空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起

车厢振动,上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢,气体与外界有充分的热交换;剧烈颠簸时汽缸内气

体的体积变化较快,气体与外界来不及热交换。若汽缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中

（）

A.上下乘客时,气体的内能不变

B.上下乘客时,气体从外界吸热

C.剧烈颠簸时，外界对气体做功

D.剧烈颠簸时,气体的温度不变

答案AC

7.（2021山东,2,3分）如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。T口向下、导热良

好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部;松开后，小瓶缓慢上

浮。上浮过程中，小瓶内气体（）

I

A.内能减少

B.对外界做正功

C.增加的内能大于吸收的热量

D.增加的内能等于吸收的热量

答案B

8.（2020天津,5,5分）水枪是孩子喜爱的玩具，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B.对外界做功

C.对外界放热D.分子平均动能变大

答案B

9.[2021广东佛山南海模拟,15（1）]（多选）如图所示，在乘坐飞机时,密封包装的食品从地面上带到空中

时包装袋会发生膨胀现象，在此过程中温度不变,把袋内气体视为理想气体,则以下说法正确的是（）

A.袋内空气分子的平均距离一定增大

B.袋内空气分子的平均动能一定增大

C.袋内空气压强一定增大

D.袋内空气一定从外界吸收热量

答案AD

10.[2021广东汕头二模,15（1）]夏天，从湖底形成的一个气泡，缓慢上升到湖面。越接近水面水的温度

越高,水面上大气压强保持不变。若泡内气体可看作质量不变的理想气体,则气泡缓慢上升的过程中，

泡内气体单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力,泡内气体分子平均动能，同时泡内

气体对外界做功,根据定律可知,泡内气体从湖水中吸热。

答案减小增大热力学第一

办口

H.（2021海南,12,4分）（多选）如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程到达状态b,再

经过等温过程到达状态c,直线ac过原点。则气体（）

—_\b

（JT

A.在状态c的压强等于在状态a的压强

B.在状态b的压强小于在状态c的压强

C.在b->c的过程中内能保持不变

D.在a-b的过程对外做功

答案AC

12.（2020山东,6,3分）一定质量的理想气体从状态a开始,经a-b、b-c,c-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（2V。,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

13.[2021全国乙,33（1）,5分]（多选）如图,一定量的理想气体从状态a（po,Vo,T。）经热力学过程ab、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（）

A.ab过程中，气体始终吸热

B.ca过程中，气体始终放热

C.ca过程中，气体对外界做功

D.be过程中,气体的温度先降低后升高

E.be过程中,气体的温度先升高后降低

答案ABE

14.［2021广东广州一模,15（1）］容积一定的密闭容器内有一定质量的理想气体。在加T：两种温度下

气体分子的速率分布如图所示。其中温度为（选填"Z”或“4”）时对应气体的内能较大;该气

体温度由［变化到。的过程必须

答案L吸热

15.［2021广东佛山二模,15（1）］某些汽车的发动机采用了“阿特金森循环”技术,可简化成发动机内部

一定质量的理想气体经历了如图a-b-c-d-a的循环，此过程中燃料与空气混合燃烧，气体受热膨胀,

通过机械装置对外做功。其中b-c过程:气体对外界（选填“做正功”“做负功”或“不做

功”），气体内能（选填“增大”“减小”或“不变”），能量相互转化的情况是。

p

答案不做功增大化学能转化为内能

16.[2021广东汕头一模,15(1)]拔罐是中医传统养生疗法之一,以罐为工具,将点燃的火源放入小罐内

加热,然后移走火源并迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。假设罐内封

闭气体质量不变,可以看作理想气体。与刚压在皮肤上的时刻对比，火罐“吸”到皮肤上一段时间后，

火罐内气体的内能，压强，单位体积内的分子数o(均选填“增大”“减小”

或“不变”)

答案减小减小增大

17.[2022广东江门调研,15(2)]一气象探测气球,充有温度为27.0℃的氮气,缓慢上升至海拔6.50km

高空时体积为6.0ml在此过程中气球内部因启动一持续加热装置而维持其温度不变。此后停止加热，

气球保持高度不变,气球内的氨气温度逐渐减小到此高度处的气温，已知在这一海拔高度气温为一

48.0°C、大气压为0.5X105Pa,求:

①氨气最终的体积多大；

②停止加热后氨气温度逐渐减小的过程中大气对气球做的功。

答案①4.5m"②7.5X1(/J

易混易错

1.易混:混淆布朗运动与分子热运动而出错［2022广东珠海摸底,15（1）悻斤型冠状病毒可通过高浓度气

溶胶颗粒传播。气溶胶是指在气体中稳定分散悬浮的液态或固体小颗粒,这些小颗粒长时间在空气中

做无规则运动，这种运动（选填“是”或“不是”）分子热运动。温度（选填“越高”

或“越低”），气溶胶颗粒的直径（选填“越大”或“越小”），小颗粒运动得越激烈。

答案不是越高越小

2.易混:混淆相对湿度与绝对湿度而出错［2022广东二模,16（1）］2022年3月份,广东大部分地区出现

“回南天”，空气中水蒸气的压强非常接近饱和汽压，导致（选填“相对湿度”或“绝对湿

度”）很大，空气非常潮湿。若此时温度升高，与之相比人们会感觉空气（选填“更潮湿”或

“更干燥”）o

答案相对湿度更干燥

3.易错:分子势能与动能关系I［2021八省联考广东模拟,15（1）］（多选）如图所示,甲分子固定在坐标原

点0,乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能E”与两分子间距离的关系如图所示。图中分子势能的最

小值为-感,若两分子所具有的总能量为零，则下列说法中正确的是（）

A.乙分子在P点（x=x2）时,加速度最大

B.乙分子在P点（x=x2）时,动能为E„

C.乙分子在Q点（x=x）时,处于平衡状态

D.乙分子的运动范围为x^x,

答案BD

4.易错:气体在真空中自由膨胀问题［2022广东潮州期末,15（1）］2021年7月4日，中国“天和空间站”

航天员刘伯明、汤洪波先后从天和核心舱节点舱出舱成功，顺利完成了舱外操作。节点舱具有气闸舱

功能,即航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，其原理简化如图

所示,相通的舱A、B间装有阀门K,舱A中充满气体，舱B内为真空，若整个系统与外界没有热交换，将

此气体近似看成理想气体,则打开阀门K后,A中的气体进入B中,此时气体的内能将（填“增

加”“减少”或“不变”），最终达到平衡，则平衡后气体分子单位时间对舱壁单位面积碰撞的次数将

（填“增加”“减少”或“不变”）

答案不变减少

5.易错:图像I（2022江苏南通基地学校联考,5）“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体

积关系”的实验装置如图甲所示。小张同学在实验中缓慢推动活塞，根据实验数据作出P$图线如图乙

所示，图线弯曲的可能原因是（）

B.实验中用手握住了注射器前端

C.未在注射器活塞上涂润滑油

D.压强传感器与注射器的连接处漏气

答案B

6.易错:p-t图像（2022江苏如皋调研,6）一定质量理想气体的压强p随摄氏温度t的变化规律如图所

示,则气体从状态A变化到B的过程中（）

A.分子平均动能减小

B.气体体积保持不变

C.外界对气体做功

D.气体对器壁单位面积的平均作用力不变

答案C

7.易错:加速气体系统I（2021山东潍坊一模,2）如图是某同学利用汽缸设计的汽车加速度传感器示意图,

将汽缸水平固定在汽车上且开口向后,内壁光滑,用活塞封闭一定质量气体,通过活塞的移动判断汽车

加速和减速的情况。若汽缸和活塞均绝热，汽车由匀速变为加速前进，汽缸内气体（）

—/II-I

（7一""汽缸

COIg/^D

A.单位体积内的分子数变多B.分子的平均动能变大

C.单位时间分子撞击活塞的次数减小D.内能变大

答案C

题型模板

题型一汽缸活塞类模型

曲型横型

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.

1.(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。、To0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I.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)2T0(l+

2.[2018课标11,33(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)

I)---T-

答案（l+J（l+^）To（PoS+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。

3.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1.0X10'Pa,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0℃为273K,不计摩擦,求：

K

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的体积被压缩了得,

气体B的温度。

答案①1.32X105Pa②51℃

4.变式21(2020四川遂宁模拟)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27M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=2cm2,初始时M活塞相对于底部的高度为h尸27cm,N活塞相对于底部的高度为

儿=18cm。现将一质量为m=lkg的小物体放在M活塞的上表面，活塞下降。已知大气压强为

5

p0=1.0X10Pao(g=10m/s)取0℃为273K)

M

N

①求稳定后气体B的压强多大;

②现通过加热丝对气体B进行缓慢加热，使气体B的温度变为127"C,求稳定后活塞M、N距离底部的

局度。

答案①1.5X10°Pa②22cm16cm

5.变式31[2019课标II,33⑵,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V。,氢气的体积为2V。,空气的压强为％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)|(po+p)(ii)>ip啜署

实践应用

6.[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?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L.已知大气压强

□=1.0X105Pa,初始环境温度3=7℃,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L=58cm,外界环境温度需要达到多少

摄氏度。

答案①55cm②22℃

7.[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3=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叫=1200g的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为

2

600.0g时,测得环境温度1>300Ko设外界大气压强p°=L0Xl()5Pa,重力加速度g=10m/so

(i)当电子天平示数为400.0g时,环境温度上为多少?

(H)该装置可测量的最高环境温度L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）.

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，管内有一段高度为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76

cmHg,环境温度为296K。

2.0cm2.0cm

（i）求细管的长度；

（近）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。

答案（i）41cm（ii）312K

2.[2020课标山,33⑵,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h0=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T,=283K,大气压强p（,=76cmllg.

丁

/

1

或

不

（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?

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11[2018课标HI,33⑵,10分]在两端封闭、粗细均匀的U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L=18.0cm和

L=12.0cm,左边气体的压强为12.0cmHgo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。

3

4.变式2(2021山东泰安模拟)竖直放置的一粗细均匀的U形细玻璃管中,两边分别灌有水银,水平部

分有一空气柱，各部分长度如图所示。现将管的右端封闭,从左管口缓慢倒入水银，恰好使水平部分右

端的水银全部进入右管中。已知大气压强Po=75cmHg,环境温度不变,左管足够长,不考虑细管的内径

对各段水银柱长度的影响。求：

4cm11cm

(1)此时右管封闭气体的压强;

(2)左管中需要倒入水银柱的长度。

答案(1)90cmllg(2)27cm

5.变式3][2016课标山,33⑵，10分]一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°=75.0cmHge环境温度不变。

4.00cm

20.0em

答案144cmllg9.42cm

实践应用

6.（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

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整体为研究对象时,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。

1.[2021广东,15（2）,6分]为方便抽取密封药瓶里的药液，护士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1.0X10'

Pa。护士把注射器内横截面积为0.3cm\长度为0.4cm、压强为1.0X10$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。

2.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第若换用抽气拔罐,抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的4

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。

金二抽气阀门

火罐抽气拔罐

答案I

3.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0.13

m；，,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氨气压入到炉腔中。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1227℃,求此时炉腔中气体的压强。

答案(i)3.2X107Pa(ii)1.6X10sPa

4.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,罐中气体的压强为乐。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(i)|p(ii)|

5.变式3]（2022河南新乡一模）如图所示,在热力学温度To=3OOK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1.0X10,

Pa,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黑

答案①1.12X10$Pa磴

实践应用

6.[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⑵0

bar)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

7.[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,密封的瓶口处的橡胶塞上插有两根细管，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。设输液瓶的容积为Vo,开始输液时,药液占输液瓶容积的1气

室E内气压为紧(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内气压为力求此过程中,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)。

答案①气压增大②;V。

8.（2021河北“五个一名校联盟”二模,15）据统计，自2020年爆发新冠疫情以来,到2021年1月10日,

全球确诊病例已经超过9000万，新冠疫情传播时是非常迅速的。为了有效控制疫情传播，在转移患者

时采用专用的负压救护车。负压救护车的核心是负压舱（如图），它是一个负压隔离单元,其内部空间对

应的尺寸为2500mmX1500mmX2000mm（长、宽、高）。它不工作时为开放状态，工作时通过顶部

循环过滤的进、排气高效净化系统保证隔离单元内为微负压环境及内部空气流通,为疑似病人提供新

鲜空气，同时保护周围人员及周围环境不受病原体污染。已知大气压强P（）=1.OX105Pa,环境温度

To=28OK,负压隔离单元正常工作时温度T=300K,此时内部压强比外界低Ap=20Pa,空气视为理想气

体。求:负压隔离单元从开放状态转为正常工作状态需向外界排出的空气占原空气的百分比（计算结果

保留两位有效数字）。

答案6.7%

情境应用

简单熟悉

L自然现象I[2022广东四校联考,15（1）]“红蓼花香夹岸稠，绿波春水向东流。”这是北宋词人晏殊的

两句词,描写春暖花开的江边美景。对于前一句,从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子运

动速度加快,说明当时周边的气温,属于现象。

答案升高扩散

2.自然现象I[2022广东新高考联合测评,15（1）]如图所示,水晶是春夏季常见的小昆虫，它们可以停留

在水面上,甚至在水面上蹦跳追逐也不会沉入水中,这主要是由于水面存在（选填“浮力”或

“表面张力”）,这种力的形成是因为水的表面层里,分子比较稀疏,分子间的距离大于水内部的分子距

离，分子间的作用表现为相互（选填“吸引”或“排斥”）。

答案表面张力吸引

3.自然现象［［2022广东汕尾期末调研,15（1）］严寒的冬天，“泼水成冰”。洒向空中的热水迅速降温并

结冰。热水在降温过程中，水分子热运动的平均动能；一定质量的0℃水变成0C冰的过程中，

内能，分子平均间距o（均选填“增大”“减小”或“不变”）

答案减小减小增大

4.自然现象I［2022广东湛江一模,15（1）］我们经常会在电视上看到潜水员潜入海底探索海底的奥秘,如

图所示,潜水员潜水时呼出的气泡,在缓慢上升到海面的过程中体积会逐渐变大。若某气泡缓慢上升到

海面的过程中未破裂,且越接近海面,海水的温度越高,大气压强恒定,视气泡内气体为理想气体。则此

过程中，该气泡内的气体压强（选填“增大”“减小”或“不变”），该气泡内的气体内能

（选填“增大”“减小”或“不变”）

答案减小增大

5.物理科技I［2022广东梅州二模,15（1）］在梅州某中学的科技创新节上,有同学做了一个小实验:如图

所示,先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧

瓶放进盛满热水的烧杯里，气球的体积将会（选填“变大”或“变小”），是因为烧瓶里的气体

（选填“放出”或“吸收”）了热量。

,烧瓶

./烧杯

答案变大吸收

6.物理科技I［2022广东佛山二模,15（1）］骑行一族在野外可用以下简单的方法快速制取少量的冰块。

如图所示，把自行车应急充气用的钢制二氧化碳气瓶放到装有少量水的杯子中，打开气阀,瓶内高压气

体持续放气一段时间后,杯中的水便结成了冰。在此过程中，二氧化碳气体对外界做（选填

“正”“负”）功，根据热力学第一定律，二氧化碳气体的分子平均动能（选填“增大”或“减

小”），故温度降低。

答案正减小

7.物理生活［［2022广东揭阳期末,15（1）］现代人通过放孔明灯祈福。普通的孔明灯用薄竹片架成圆桶

形，外面以薄纸密实包围,开口朝下。释放时,通过开口处的火焰对灯内气体缓慢加热，直到灯能浮起来,

如图所示，在缓慢加热过程中，灯内气体分子的平均动能（填“变大”“变小”或“不变”），灯

内气体的密度（填“变大”“变小”或“不变”）。

答案变大变小