2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 刷題首選卷 專題十六 選修3-3精練（含解析）

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1、專題十六　選修3－3 『經(jīng)典特訓(xùn)題組』 1．(多選)關(guān)于熱現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A．將1滴油酸滴在水面上，水面上會形成一塊單層油酸薄膜，測出薄膜的厚度d，可認為是油酸分子的直徑 B．假定兩個分子的距離為無窮遠時它們的分子勢能為零，當兩個分子間距離為平衡距離r0時，分子勢能最低 C．符合能量守恒定律的宏觀過程都能真的發(fā)生 D．如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤鋤松，破壞土壤里的毛細管 E．用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做功900 J，同時汽缸向外散熱210 J，汽缸里空氣的內(nèi)能增加了1110 J 答案　ABD 解析　將1滴油酸滴在水面上，水面上會形成一塊單層油酸薄

2、膜，測出薄膜的厚度d，可認為d是油酸分子的直徑，A正確；假定兩個分子的距離為無窮遠時它們的分子勢能為零，當兩個分子間距離為平衡距離r0時，由于從無窮遠處到分子間距離為平衡距離的過程中分子力為引力，做正功，分子間距離繼續(xù)減小時，分子力為斥力，做負功，則在平衡位置時分子勢能最低，B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，符合能量守恒定律的宏觀過程不一定都能真的發(fā)生，C錯誤；根據(jù)毛細現(xiàn)象可知，如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤鋤松，破壞土壤里的毛細管，D正確；用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做功900 J，同時汽缸向外散熱210 J，汽缸里空氣的內(nèi)能增加了900 J－210 J＝690 J，E錯誤。故選A、

3、B、D。 2．(多選)以下說法正確的是(　　) A．當一定質(zhì)量氣體吸熱時，其內(nèi)能可能減小 B．單晶體有固定的熔點，多晶體和非晶體都沒有固定的熔點 C．一定質(zhì)量的理想氣體在等溫變化的過程中，隨著體積減小，氣體壓強增大 D．已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，可估算出該氣體分子間的平均距離 E．給自行車打氣時越往下壓，需要用的力越大，是因為壓縮氣體使得分子間距減小，分子間作用力表現(xiàn)為斥力導(dǎo)致的 答案　ACD 解析　當一定質(zhì)量氣體吸熱時，若氣體對外做的功大于吸收的熱量，則其內(nèi)能減小，故A正確；單晶體和多晶體都有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，故B錯誤；根據(jù)＝C可知，一定質(zhì)量的

4、理想氣體在等溫變化的過程中，隨著體積減小，氣體壓強增大，故C正確；已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，用氣體的摩爾質(zhì)量除以密度可得摩爾體積，再除以阿伏加德羅常數(shù)，可得一個分子運動占據(jù)的空間的體積，把每個分子占據(jù)的空間的體積看做是立方體，從而可估算出該氣體分子間的平均距離，故D正確；給自行車打氣時越往下壓，需要用的力越大，是因為壓縮氣體時體積減小，壓強變大，從而感覺越費力，與分子間的斥力無關(guān)，故E錯誤。故選A、C、D。 3．(多選)下列說法中正確的是(　　) A．熱機中燃氣的內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能 B．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程，則氣體對外界做功，氣體分子的平均動

5、能減小 C．第二類永動機不可能制成，是因為它違反了能量守恒定律 D．當分子間距離增大時，分子間斥力減小，引力增大 E．相對濕度100%，表明在當時的溫度下，空氣中的水汽已達到飽和狀態(tài) 答案　ABE 解析　無論用任何設(shè)備和手段進行能轉(zhuǎn)化，總是遵循“機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但熱機內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能”，故A正確；一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷緩慢的絕熱膨脹過程，則氣體對外界做功，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B正確；第二類永動機不可能制成，是因為它違反了熱力學(xué)第二定律，故C錯誤；當分子間距離增大時，分子間斥力和引力都減小，故D錯誤；由相對濕度的定義可知，相對濕度100%，表

6、明在當時的溫度下，空氣中的水汽已達到飽和狀態(tài)，故E正確。故選A、B、E。 4．(多選)下列說法正確的是(　　) A．液體表面張力的方向為液體表面的切向 B．脫脂棉脫脂的目的在于使它從不被水浸潤變?yōu)榭梢员凰?，以便吸取藥? C．擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關(guān)，它們都是分子熱運動 D．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體 E．一定質(zhì)量的理想氣體，如果在某個過程中溫度保持不變而吸收熱量，則在該過程中氣體的壓強一定減小 答案　ABE 解析　液體表面張力的原因是分子間距離較大，表現(xiàn)為引力，它的方向跟液面相切，故A正確；脫脂棉脫脂的目的在于

7、使它從不被水浸潤變?yōu)榭梢员凰?，以便吸取藥液，故B正確；布朗運動是固體小顆粒的運動，不是分子熱運動，故C錯誤；燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，由于云母片導(dǎo)熱的各向異性，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明云母片是晶體，故D錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體，如果在某個過程中溫度保持不變而吸收熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體一定對外做功，氣體體積增大，則在該過程中氣體的壓強一定減小，故E正確。 5．(多選)如圖所示是分子間作用力跟距離的關(guān)系。下列關(guān)于分子動理論的有關(guān)說法正確的是(　　) A．分子間距離為r0時，分子間既有斥力作用，也有引力作用 B．分子間距離為r0時，分子間勢能最小 C．物體中的分

8、子勢能總和與物體體積大小有關(guān) D．物體間的擴散作用主要是分子間斥力作用的結(jié)果 E．物體具有內(nèi)能是分子間作用力的宏觀表現(xiàn) 答案　ABC 解析　分子間同時存在引力和斥力，分子間距離為r0時，分子間的斥力等于引力，故A正確；由圖可知，分子間平衡距離為r0，設(shè)分子間距離為r，當r>r0時分子力表現(xiàn)為引力，分子間距離越大，分子勢能越大，當r

9、的宏觀表現(xiàn)為固體或液體很難被壓縮，說明斥力的存在，固體或液體有一定的體積，說明分子引力的存在，故E錯誤。故選A、B、C。 6．(多選)能量守恒定律告訴我們，在自然界發(fā)生的一切過程中能量都是守恒的。然而，無數(shù)事實告訴我們，并不是所有符合能量守恒定律的宏觀過程都能真的發(fā)生。下列說法正確的是(　　) A．科技的進步可以使內(nèi)燃機成為單一熱源的熱機 B．第二類永動機不違反能量守恒定律 C．對能源的過度消耗將使自然界的能量不斷減少，形成能源危機 D．電冰箱的工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞 E．氣體向真空的自由膨脹是不可逆的 答案　BDE 解析　根據(jù)熱力學(xué)第二定律，不可能從單

10、一熱源吸熱全部用來對外做功而不引起其他變化，故A錯誤；第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律，故B正確；對能源的過度消耗將形成能源危機，但自然界的總能量守恒，故C錯誤；電冰箱的工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞，但要引起其他變化，故D正確；根據(jù)熵增原理可知，氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，故E正確。故選B、D、E。 7. (多選)如圖，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)狀態(tài)B和C后再回到狀態(tài)A，對此氣體下列說法正確的是(　　) A．A→B過程中氣體對外界做功 B．A→B過程中氣體放出的熱量等于外界對氣體做的功 C．B→C過程中氣體分子對器壁單位面積碰撞的平均

11、沖力減少 D．C→A過程中氣體從外界吸收的熱量等于氣體內(nèi)能的增加量 E．B→C過程中氣體放出的熱量大于C→A過程中吸收的熱量 答案　ADE 解析　A→B過程中為等溫變化，壓強減小，由公式pV＝C可知，體積增大，氣體對外做功，故A正確；由熱力學(xué)第一定律得：ΔU＝Q＋W可知，A→B過程中氣體要吸收熱量，且吸收的熱量等于氣體對外做的功，故B錯誤；B→C過程為等壓變化，由p＝可知氣體分子對器壁單位面積碰撞的平均沖力不變，故C錯誤；C→A為等容變化，溫度升高，內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體從外界吸收的熱量等于氣體內(nèi)能的增加量，故D正確；B→C過程為等壓變化，由熱力學(xué)第一定律可知，ΔU＝Q＋

12、W，所以Q＝ΔU－W，其ΔU為負值，W為正值，C→A為等容變化，由熱力學(xué)第一定律可知，ΔU＝Q＋W，所以ΔU＝Q，由于兩過程溫度變化相同，所以氣體內(nèi)能變化ΔU相同，所以B→C過程中氣體放出的熱量大于C→A過程中吸收的熱量，故E正確。故選A、D、E。 8. 如圖所示，一端封閉、粗細均勻的U形玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)用水銀將一段氣體封閉在管中，當溫度為280 K時，被封閉的氣柱長L＝25 cm，兩邊水銀柱高度差h＝5 cm，大氣壓強p0＝75 cmHg。 (1)為使左端水銀面下降h1＝5 cm，封閉氣體溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲? (2)封閉氣體的溫度保持(1)問中的值不變，為使兩液面相平，需從

13、底端放出的水銀柱長度為多少。 答案　(1)384 K　(2)9 cm 解析　(1)左端水銀面下降h1，則右端水銀面上升h1，設(shè)左端水銀面下降前封閉氣體的壓強為p1，溫度為T1，體積為V1；下降后封閉氣體的壓強為p2，溫度為T2，體積為V2，玻璃管橫截面積為S， 則：p1＝p0－ρgh＝70 cmHg，T1＝280 K，V1＝LS p2＝p0＋ρg(2h1－h(huán))＝80 cmHg，V2＝(L＋h1)S 由理想氣體狀態(tài)方程得：＝ 代入數(shù)值解得：T2＝384 K。 (2)兩液面相平時，氣體的壓強為：p3＝p0 設(shè)氣體體積為V3，左端液面下降h2， 則右管液面下降：h2＋5 cm 由

14、波意耳定律得：p2V2＝p3V3 其中V3＝(L＋h1＋h2)S 解得：h2＝2 cm 所以放出的水銀柱長度：H＝2h2＋5 cm＝9 cm。 9．農(nóng)藥噴霧器的原理如圖所示，儲液筒與打氣筒用軟細管相連，先在筒內(nèi)裝上藥液，再擰緊筒蓋并關(guān)閉閥門K，用打氣筒給儲液筒充氣增大儲液筒內(nèi)的氣壓，然后再打開閥門，儲液筒的液體就從噴霧頭噴出，已知儲液筒容積為10 L(不計儲液筒兩端連接管體積)，打氣筒每打一次氣能向儲液筒內(nèi)壓入空氣200 mL，現(xiàn)在儲液筒內(nèi)裝入8 L的藥液后關(guān)緊筒蓋和噴霧頭開關(guān)，再用打氣筒給儲液筒打氣。(設(shè)周圍大氣壓恒為1個標準大氣壓，打氣過程中儲液筒內(nèi)氣體溫度與外界溫度相同且保持不變

15、)求： (1)要使儲液筒內(nèi)藥液上方的氣體壓強達到3 atm，打氣筒活塞需要循環(huán)工作的次數(shù)； (2)打開噴霧頭開關(guān)K直至儲液筒的內(nèi)外氣壓相同，儲液筒內(nèi)剩余藥液的體積。 答案　(1)20　(2)4 L 解析　(1)設(shè)需打氣的次數(shù)為n，每次打入的氣體體積為V0，儲液筒藥液上方的氣體體積為V， 則開始打氣前，儲液筒液體上方氣體的壓強： p1＝p0＝1 atm， 氣體的體積為：V1＝V＋nV0 打氣完畢時，儲液筒內(nèi)藥液上方的氣體體積為：V2＝V， 壓強為：p2＝3 atm 打氣過程為等溫變化，所以：p1V1＝p2V2 代入數(shù)據(jù)解得：n＝20。 (2)打開噴霧頭開關(guān)K直至儲液筒

16、內(nèi)外氣壓相同時，設(shè)儲液筒上方氣體的體積為V3，此過程為等溫變化，所以：p3V3＝p2V2 代入數(shù)據(jù)解得：V3＝3V2＝6 L 所以噴出的藥液的體積V′＝V3－V2＝4 L。 10. 兩個相同的薄壁型汽缸A和B，活塞的質(zhì)量都為m，橫截面積都為S，汽缸的質(zhì)量都為M，＝，汽缸B的筒口處有卡環(huán)可以防止活塞離開汽缸。將汽缸B的活塞跟汽缸A的汽缸筒底用細線相連后，跨過定滑輪，汽缸B放在傾角為30°的光滑斜面上，汽缸A倒扣在水平地面上，汽缸A和B內(nèi)裝有相同質(zhì)量的同種氣體，體積都為V0，溫度都為27 ℃，如圖所示，此時汽缸A的汽缸筒恰好對地面沒有壓力。設(shè)汽缸內(nèi)氣體的質(zhì)量遠小于活塞的質(zhì)量，大氣對活塞的壓力

17、等于活塞重的1.5倍。 (1)若使汽缸A的活塞對地面的壓力為0，汽缸A內(nèi)氣體的溫度是多少度？ (2)若使汽缸B中的氣體體積變?yōu)閂0，汽缸B內(nèi)的氣體的溫度是多少度？ 答案　(1)－160.5 ℃　(2)－63 ℃ 解析　(1)對汽缸A有：pAS＋FT＝Mg＋p0S， 對汽缸B和活塞組成的整體有：FT＝(M＋m)gsin30° 且＝，p0S＝1.5mg 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得：pA＝ 汽缸A的活塞對地面壓力為0時，有：pA1S＋mg＝p0S 汽缸A內(nèi)氣體體積不變，有：＝ 有T1＝＝112.5 K，即－160.5 ℃。 (2)A整體靜止，B缸體上移，活塞離開卡環(huán)，設(shè)此時B內(nèi)壓強

18、為pB1，有： p0S＝pB1S＋Mgsin30° ＝ pB＝pA 解得T3＝0.7T0＝210 K，即－63 ℃。 11. 如圖所示，可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的平臺上固定著一個內(nèi)壁光滑的汽缸，汽缸內(nèi)有一導(dǎo)熱活塞，活塞底面與汽缸底面平行，一定量的氣體被密封在汽缸內(nèi)。當平臺傾角為37°時，汽缸內(nèi)氣體體積為V，然后將平臺順時針緩慢轉(zhuǎn)動直至水平，該過程中，可以認為汽缸中氣體溫度與環(huán)境溫度相同，始終為T0，平臺轉(zhuǎn)至水平時，汽缸內(nèi)氣體壓強為大氣壓強p0的2倍。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 (1)當平臺處于水平位置時，求汽缸內(nèi)氣體的體積； (2)若平臺轉(zhuǎn)至水平后，經(jīng)過一段時

19、間，環(huán)境溫度緩慢降至0.9T0(大氣壓強p0保持不變)，該過程中汽缸內(nèi)氣體放出0.32p0V的熱量，求該過程中氣體內(nèi)能的變化量ΔU。 答案　(1)0.9V　(2)－0.14p0V 解析　(1)設(shè)活塞質(zhì)量為m，活塞面積為S，當平臺傾角為37°時汽缸內(nèi)氣體的壓強為p1＝p0＋， 氣體的體積V1＝V 當平臺水平時，汽缸內(nèi)氣體的壓強p2＝2p0＝p0＋ 解得p1＝1.8p0 平臺從傾斜轉(zhuǎn)至水平過程中，由玻意耳定律： p1V1＝p2V2 解得V2＝0.9V。 (2)降溫過程，汽缸內(nèi)氣體壓強不變，由蓋—呂薩克定律：＝ 解得V3＝0.81V 活塞下降過程，外界對氣體做功W＝p2(V2－

20、V3) 已知汽缸內(nèi)氣體吸收的熱量Q＝－0.32p0V 由熱力學(xué)第一定律得汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量 ΔU＝W＋Q 解得ΔU＝－0.14p0V。 12. 如圖所示，一底面積為S、內(nèi)壁光滑且導(dǎo)熱的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個厚度不計的輕質(zhì)活塞A和B，容器內(nèi)a處有一小卡口；在A與B之間、B與容器底面之間分別密閉著一定質(zhì)量的同種理想氣體Ⅰ和Ⅱ，初始時活塞A與B，活塞B與容器底部之間的距離均為L，氣體Ⅱ的壓強為2p0。若將某物塊放置在活塞A的上表面，穩(wěn)定后活塞A向下移動0.6L。已知外界大氣壓強為p0，重力加速度大小為g，容器導(dǎo)熱性能良好，設(shè)外界溫度不變。 (1)請通過

21、計算判斷活塞B在上述過程中是否向下移動； (2)求物塊的質(zhì)量M。 答案　(1)活塞B向下移動　(2) 解析　(1)假設(shè)活塞A向下移動0.6L時，活塞B沒有下移， 對氣體Ⅰ由玻意耳定律得p0LS＝p1(L－0.6L)S 解得p1＝2.5p0 而p1>2p0，故假設(shè)不成立，即活塞B向下移動。 (2)設(shè)活塞B下移Δh， 對氣體Ⅰ：p0LS＝p1(L－0.6L＋Δh)S 對氣體Ⅱ：2p0LS＝p2(L－Δh)S Ⅰ、Ⅱ中氣體壓強滿足關(guān)系p1＝p2 聯(lián)立解得p1＝p0 對活塞A受力平衡有Mg＋p0S＝p1S 聯(lián)立解得M＝。 13．如圖甲所示為“⊥”形上端開口的玻璃管，管內(nèi)有一

22、部分水銀封住密閉氣體，上管足夠長，圖中粗細部分截面積分別為S1＝2 cm2、S2＝1 cm2。封閉氣體初始溫度為451 K，氣體長度為L＝22 cm，圖乙為對封閉氣體緩慢加熱過程中氣體壓強隨體積變化的圖線，大氣壓強p0＝76 cmHg。求： (1)h1和h2的值； (2)若緩慢升高氣體溫度，升高到多少開爾文可將所有水銀全部壓入細管內(nèi)？ 答案　(1)h1＝2 cm　h2＝4 cm　(2)504 K 解析　(1)由圖乙可知， 初始狀態(tài)：p1＝p0＋ρ水銀g(h1＋h2)＝82 cmHg 末狀態(tài)：S1h1＝S2h3，p2＝p0＋ρ水銀g(h2＋h3)＝84 cmHg 解得：h1＝2

23、 cm，h2＝4 cm。 (2)由理想氣體狀態(tài)方程得：＝ 其中p1＝82 cmHg，V1＝S1L，T1＝451 K p2＝84 cmHg，V2＝S1(L＋h1) 代入數(shù)據(jù)解得：T2＝504 K。 『真題調(diào)研題組』 1．(2019·全國卷Ⅰ)(1)某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界。現(xiàn)使活塞緩慢移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時，容器中空氣的溫度________(填“高于”“低于”或“等于”)外界溫度，容器中空氣的密度________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空氣的密度。 (2)

24、熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備工作時，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對放入爐腔中的材料加工處理，改善其性能。一臺熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13 m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為3.2×10－2 m3，使用前瓶中氣體壓強為1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0×106 Pa；室溫溫度為27 ℃。氬氣可視為理想氣體。 ①求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強； ②將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227 ℃，求此時爐腔中氣體的壓強。 答案　(1

25、)低于　大于 (2)①3.2×107 Pa?、?.6×108 Pa 解析　(1)活塞光滑，容器絕熱，容器內(nèi)空氣體積增大，對外做功，由ΔU＝W＋Q知，氣體內(nèi)能減少，溫度降低。 氣體的壓強與溫度和單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)，由于容器內(nèi)空氣的溫度低于外界溫度，但壓強相同，則容器中空氣的密度大于外界空氣的密度。 (2)①設(shè)初始時每瓶氣體的體積為V0，壓強為p0；使用后瓶中剩余氣體的壓強為p1。假設(shè)體積為V0、壓強為p0的氣體壓強變?yōu)閜1時，其體積膨脹為V1。由玻意耳定律有 p0V0＝p1V1① 每瓶被壓入進爐腔的氣體在室溫和壓強為p1條件下的體積為 V1′＝V1－V0② 設(shè)10瓶氣體壓入爐

26、腔后爐腔中氣體的壓強為p2，體積為V2。由玻意耳定律有 p2V2＝10p1V1′③ 聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得 p2＝3.2×107 Pa④ ②設(shè)加熱前爐腔的溫度為T0，加熱后爐腔溫度為T1，氣體壓強為p3。由查理定律有 ＝⑤ 聯(lián)立④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得p3＝1.6×108 Pa。 2．(2019·全國卷Ⅱ) (1)如p-V圖所示，1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不同狀態(tài)，對應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則N1________N2，T1________T3，N2_____

27、___N3。(填“大于”“小于”或“等于”) (2)如圖，一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個汽缸連通而成，容器平放在水平地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮氣。平衡時，氮氣的壓強和體積分別為p0和V0，氫氣的體積為2V0，空氣的壓強為p。現(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，活塞沒有到達兩汽缸的連接處，求 ①抽氣前氫氣的壓強； ②抽氣后氫氣的壓強和體積。 答案　(1)大于　等于　大于 (2)①(p0＋p)?、趐0＋p　 解析　(1)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有＝＝，可知T1＞T2，T2

28、＝T3； 對于狀態(tài)1、2，由于T1>T2，所以狀態(tài)1時氣體分子熱運動的平均動能大，熱運動的平均速率大，體積相等，分子數(shù)密度相等，故分子在單位時間內(nèi)對單位面積容器壁的平均碰撞次數(shù)多，即N1>N2；對于狀態(tài)2、3，由于T2N3。 (2)①設(shè)抽氣前氫氣的壓強為p10，根據(jù)力的平衡條件得 p10·2S＋p·S＝p·2S＋p0·S① 得p10＝(p0＋p)② ②設(shè)抽氣后氫氣的

29、壓強和體積分別為p1和V1，氮氣的壓強和體積分別為p2和V2。根據(jù)力的平衡條件有 p2·S＝p1·2S③ 由玻意耳定律得 p1V1＝p10·2V0④ p2V2＝p0V0⑤ 由于兩活塞用剛性桿連接，故 V1－2V0＝2(V0－V2)⑥ 聯(lián)立②③④⑤⑥式解得 p1＝p0＋p V1＝。 3．(2019·全國卷Ⅲ)(1)用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是______________________________。實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以____________________________

30、__________________________。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是________________________________。 (2)如圖，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為2.0 cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0 cm。若將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為76 cmHg，環(huán)境溫度為296 K。 ①求細管的長度； ②若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時密封氣體的溫度。 答案　(1)

31、使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜　把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積　單分子層油膜的面積 (2)①41 cm?、?12 K 解析　(1)用油膜法估測分子直徑時，需使油酸在水面上形成單分子層油膜，為使油酸盡可能地散開，將油酸用酒精稀釋。要測出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，需要測量一滴油酸酒精溶液的體積，可用累積法，即測量出1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù)。根據(jù)V＝Sd，要求得油酸分子的直徑d，則需要測出單分子層油膜的面積，以及一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積。 (2)①設(shè)細管的長度為L，橫截面的面積為S，水銀柱高

32、度為h；初始時，設(shè)水銀柱上表面到管口的距離為h1，被密封氣體的體積為V，壓強為p；細管倒置時，被密封氣體的體積為V1，壓強為p1。由玻意耳定律有 pV＝p1V1① 由力的平衡條件有 pS＝p0S＋ρghS② p1S＋ρghS＝p0S③ 式中，ρ、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，p0為大氣壓強。由題意有 V＝S(L－h(huán)1－h(huán))④ V1＝S(L－h(huán))⑤ 由①②③④⑤式和題給數(shù)據(jù)得 L＝41 cm⑥ ②設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T，由蓋—呂薩克定律有 ＝⑦ 由④⑤⑥⑦式和題給數(shù)據(jù)得T＝312 K。 4．(2018·全國卷Ⅰ) (1)(多選)如圖，一定質(zhì)量的理想

33、氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程①、②、③、④到達狀態(tài)e。對此氣體，下列說法正確的是________。 A．過程①中氣體的壓強逐漸減小 B．過程②中氣體對外界做正功 C．過程④中氣體從外界吸收了熱量 D．狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等 E．狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小 (2)如圖，容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過細管與裝有某種液體的容器相連，細管上有一閥門K。開始時，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強均為p0。現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當流入的液體體積為時，將K關(guān)閉，活塞平衡時其下方氣體的體積減小了。不計活塞的質(zhì)量和體積，外

34、界溫度保持不變，重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。 答案　(1)BDE　(2) 解析　(1)由理想氣體狀態(tài)方程＝可知，體積不變溫度升高即Tb>Ta，則pb>pa，即過程①中氣體的壓強逐漸增大，A錯誤；由于過程②中氣體體積增大，所以過程②中氣體對外做功，B正確；過程④中氣體體積不變，對外做功為零，溫度降低，內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，過程④中氣體放出熱量，C錯誤；由于狀態(tài)c、d的溫度相等，根據(jù)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，可知狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等，D正確；由理想氣體狀態(tài)方程＝C可得p＝C，即T-V圖中的點與原點O的連線的斜率正比于該點的壓強，故狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小，E正

35、確。 (2)設(shè)活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為V1，壓強為p1；下方氣體的體積為V2，壓強為p2。在活塞下移的過程中，活塞上、下方氣體的溫度均保持不變，由玻意耳定律得 p0＝p1V1① p0＝p2V2② 由已知條件得 V1＝＋－＝V③ V2＝－＝④ 設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m，由力的平衡條件得 p2S＝p1S＋mg⑤ 聯(lián)立以上各式得m＝。 5．(2017·全國卷Ⅰ)(1)(多選)氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是________。 A．圖中兩條曲線下面積相等 B．圖中

36、虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形 C．圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時的情形 D．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 E．與0 ℃時相比，100 ℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大 (2)如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27 ℃，汽缸導(dǎo)熱。 ①打開K2，求穩(wěn)定時活

37、塞上方氣體的體積和壓強； ②接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置； ③再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ℃，求此時活塞下方氣體的壓強。 答案　(1)ABC (2)①　2p0?、谏仙钡紹的頂部　③1.6p0 解析　(1)A對：面積表示總的氧氣分子數(shù)，二者相等。B對：溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子的平均動能越大，虛線為氧氣分子在0 ℃時的情形，分子平均動能較小。C對：實線為氧氣分子在100 ℃時的情形。D錯：曲線給出的是分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。E錯：速率出現(xiàn)在0～400 m/s區(qū)間內(nèi)，100 ℃時氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小。 (2)①設(shè)打開K2后，穩(wěn)定時活塞上方氣體

38、的壓強為p1，體積為V1。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得 p0V＝p1V1① (3p0)V＝p1(2V－V1)② 聯(lián)立①②式得 V1＝③ p1＝2p0④ ②打開K3后，由④式知，活塞必定上升。設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V2≤2V)時，活塞下氣體壓強為p2。由玻意耳定律得 (3p0)V＝p2V2⑤ 由⑤式得 p2＝p0⑥ 由⑥式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時壓強為p′2＝p0。 ③設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強為p3，氣體溫度從T1＝300 K升高到T2＝320 K的等容過程中，由查理定律得＝⑦ 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入⑦式

39、得p3＝1.6p0。 6．(2017·全國卷Ⅱ) (1)(多選)如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是________。 A．氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同 B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大 C．在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功 D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功 E．氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變 (2)一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空

40、氣在1個大氣壓、溫度為T0時的密度為ρ0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g。 ①求該熱氣球所受浮力的大??； ②求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力； ③設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。 答案　(1)ABD (2)①Vgρ0　②Vgρ0?、踁ρ0T0－m0 解析　(1)氣體向真空膨脹時不受阻礙，氣體不對外做功，由于汽缸是絕熱的，沒有熱交換，所以氣體擴散后內(nèi)能不變，選項A正確。氣體被壓縮的過程中，外界對氣體做功，且沒有熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體的內(nèi)能增大，選項B、D正確。氣體在真空中自發(fā)擴散的過程中氣體不對外做功，選項C錯誤。氣體在壓縮過程

41、中，內(nèi)能增大，由于一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能完全由溫度決定，溫度越高，內(nèi)能越大，氣體分子的平均動能越大，選項E錯誤。 (2)①設(shè)1個大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時的體積為V0，密度為ρ0＝① 在溫度為T時的體積為VT，密度為 ρ(T)＝② 由蓋—呂薩克定律得＝③ 聯(lián)立①②③式得ρ(T)＝ρ0④ 氣球所受的浮力為F＝ρ(Tb)gV⑤ 聯(lián)立④⑤式得F＝Vgρ0⑥ ②氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為 G＝ρ(Ta)Vg⑦ 聯(lián)立④⑦式得G＝Vgρ0⑧ ③設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m，由力的平衡條件得 mg＝F－G－m0g⑨ 聯(lián)立⑥⑧⑨式得 m＝Vρ0T0－m0。 『模擬沖刺

42、題組』 1．(2019·云南二模)(多選)以下說法正確的是(　　) A．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在勢能 B．物體溫度升高時，速率小的分子數(shù)目減少，速率大的分子數(shù)目增多 C．一定量100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣，其分子平均動能增加 D．物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加 E．液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性 答案　BDE 解析　氣體如果失去了容器的約束就會散開，是因為分子間距較大，相互的作用力很微弱，而且分子永不停息地做無規(guī)則運動，所以氣體分子可以自由擴散，故A錯誤；溫度從微觀角度表示了大量分子無規(guī)則運動的劇烈程度，物體溫度升高時，速率小的分子數(shù)

43、目減少，速率大的分子數(shù)目增多，故B正確；一定量100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣，因溫度不變則分子平均動能不變，由于吸熱，內(nèi)能增大，則其分子之間的勢能增大，C錯誤；物體從外界吸收熱量，若同時對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知其內(nèi)能不一定增加，故D正確；液晶的光學(xué)性質(zhì)具有晶體的各向異性，故E正確。故選B、D、E。 2．(2019·山東濰坊二模)(多選)關(guān)于固體、液體的性質(zhì)，下列說法正確的是(　　) A．非晶體不可能轉(zhuǎn)化為晶體 B．單晶體有確定的熔點，多晶體沒有確定的熔點 C．彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)各向異性的特點 D．玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，其尖端變鈍，這是由于液體表面張力的

44、作用 E．唐詩《觀荷葉露珠》中有“霏微曉露成珠顆”一句，詩中荷葉和露水表現(xiàn)為不浸潤 答案　CDE 解析　有的非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體，A錯誤；單晶體和多晶體都有確定的熔點，B錯誤；彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)各向異性的特點，C正確；玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，其尖端變鈍，這是由于液體表面張力的作用，D正確；唐詩《觀荷葉露珠》中有“霏微曉露成珠顆”一句，詩中荷葉和露水表現(xiàn)為不浸潤，E正確。 3．(2019·江西南昌二模)(多選)對于下面所列的熱學(xué)現(xiàn)象說法正確的是(　　) A．若氧氣與氫氣的溫度相同，則這兩種氣體分子的平均速率不相同 B．硬幣能浮在水面上，這是液體表面張力作用

45、的結(jié)果 C．“第一類永動機”和“第二類永動機”都違背了能量守恒定律 D．自然界一切進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的 E．直徑為1 μm的水珠所含水分子的個數(shù)比地球上的總?cè)丝跀?shù)少 答案　ABD 解析　溫度是分子平均動能的標志，溫度相同的氧氣與氫氣，它們具有相同的分子動能，由于它們的分子質(zhì)量不同，所以分子平均速率不同，故A正確；硬幣能浮在水面上，是由于水的表面張力的作用，硬幣受到的重力等于表面張力，故B正確；第一類永動機不可能制成是因為它違背了能量守恒定律，第二類永動機不違背能量守恒定律，而是違反了熱力學(xué)第二定律，故C錯誤；根據(jù)熵增加原理知，自然界進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀

46、過程都具有方向性，是不可逆的，故D正確；直徑為1 μm的水珠所含水分子的個數(shù)為n＝NA＝×6.02×1023 mol－1≈1.4×1011，遠多于地球總?cè)丝跀?shù)，故E錯誤。 4．(2019·兩湖八市十二校聯(lián)合二模)(多選)下列說法正確的是(　　) A．一定質(zhì)量的晶體在熔化過程中，其內(nèi)能保持不變，分子勢能增大 B．低溫的物體可以自發(fā)把熱量傳遞給高溫的物體，最終兩物體可達到熱平衡狀態(tài) C．當裝滿水的某一密閉球形容器自由下落時，容器中的水的壓強為零 D．空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近同溫度水的飽和汽壓，水蒸發(fā)得越慢 E．在“用油膜法測分子直徑”的實驗中，作出了把油膜視為單分子層

47、、忽略油酸分子間的間距并把油酸分子視為球形這三方面的近似處理 答案　CDE 解析　晶體有固定的熔點，在熔化過程中，溫度不變，分子的平均動能保持不變，吸收熱量，內(nèi)能增大，則知分子勢能增大，故A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，低溫的物體不會自發(fā)把熱量傳遞給高溫的物體，故B錯誤；液體壓強由重力產(chǎn)生，當裝滿水的某一密閉容器自由下落時，容器處于完全失重狀態(tài)，故容器中的水的壓強為零，故C正確；空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近同溫度水的飽和汽壓，水蒸發(fā)得越慢，故D正確；在“用油膜法測分子直徑”的實驗中，需要將油膜看做單分子層，同時要忽略油酸分子間的間距并把油酸分子視為球形，故E正確。故選C、D、E。

48、 5．(2019·安徽宣城二模)(多選)下列說法正確的是(　　) A．液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大 B．溫度相同的氮氣和氧氣的分子平均動能相同 C．做加速運動的物體，由于速度越來越大，因此物體分子的平均動能也越來越大 D．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是油脂使水的表面張力增大的緣故 E．氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和溫度都有關(guān) 答案　ABE 解析　溫度越高，蒸發(fā)越快，故液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大，A正確；溫度是分子熱運動平均動能的標志，故溫度相同的氫氣和氧氣的分子平均動能相同，B正確；做加速運動的物

49、體，速度越來越大，物體分子的平均動能不一定增大，因為分子的平均動能是由溫度決定，和物體的宏觀運動無關(guān)，故C錯誤；水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，是由于水浸潤玻璃，但不浸潤油脂，故D錯誤；氣體壓強取決于分子的數(shù)密度和分子熱運動的平均動能的大小，故氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和溫度都有關(guān)，故E正確。故選A、B、E。 6．(2019·安徽安慶高三二模)(多選)下列說法正確的是(　　) A．露珠通常呈現(xiàn)球狀，是由于水的表面具有張力作用的結(jié)果 B．生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，這可以在高溫條件下利用分子的擴散

50、來完成 C．在陽光的照射下，經(jīng)常看見空氣中塵埃所做的無規(guī)則運動是布朗運動 D．水和酒精混合后的總體積小于兩者體積之和，說明分子間有間隙 E．冰塊打碎后，具有各種不同的形狀，說明冰不是晶體 答案　ABD 解析　露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用，故A正確；生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，這可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成，故B正確；飛舞的塵埃是由于空氣的對流而形成的，不是布朗運動，故C錯誤；酒精和水都是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，由于分子之間存在一定的間隙，當二者混合時分子之間相互滲透，因此總體積減小，說明分子間有間隙，故D正確；區(qū)分是不是晶體要看是否具有確定的熔點，冰

51、具有確定的熔點，是晶體，故E錯誤。故選A、B、D。 7. (2019·安徽六校二聯(lián))(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程。該循環(huán)過程中，下列說法正確的是(　　) A．A→B過程中，氣體對外界做功，吸熱 B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大 C．C→D過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少 D．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化 E．該循環(huán)過程中，氣體吸熱 答案　ADE 解析　A→B過程中，體積增大，氣體對外界做功，溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)ΔU＝Q＋W可知

52、氣體吸熱，故A正確；B→C過程中，絕熱膨脹，氣體對外界做功，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B錯誤；C→D過程中，溫度不變，體積變小，分子數(shù)密度變大，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，故C錯誤；D→A過程中，絕熱壓縮，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，溫度升高，氣體分子的平均動能增大，氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化，故D正確；該循環(huán)中，內(nèi)能不變，氣體對外界做的功大于外界對氣體做的功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知氣體吸熱，故E正確。 8．(2019·石家莊二模)在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，將1 mL的油酸加入酒精中配制成1000 mL的油酸酒精溶液，通過注射器測得80

53、滴這樣的溶液為1 mL，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的淺水槽中，待油膜界面穩(wěn)定后，測得油膜面積為253 cm2。 (1)估算油酸分子的直徑d＝________ m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。 (2)將上述油酸酒精溶液置于一個敞口容器中放置一段時間，再使用該溶液進行實驗會導(dǎo)致分子直徑的測量結(jié)果________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 答案　(1)5×10－10　(2)偏小 解析　(1)測得油膜面積為：S＝253 cm2＝2.53×10－2 m2，每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為：V＝× mL＝1.25×10－11 m3，則油酸分子的直徑為：d＝＝ m＝4.9×10－10 m≈5

54、×10－10 m。 (2)將油酸酒精溶液置于一個敞口容器中，如果時間偏長，酒精揮發(fā)，導(dǎo)致溶液中油酸濃度增大，則一滴油酸酒精溶液中的純油酸體積增大，而在計算時仍取原來的值，這將導(dǎo)致純油酸體積的計算值小于實際值，故最終分子直徑的測量值小于實際值。 9．(2019·江西九校重點中學(xué)協(xié)作體高三第一次聯(lián)考)中學(xué)物理課上一種演示氣體定律的有趣儀器——哈勃瓶，它是一個底部開有圓孔，瓶頸很短、導(dǎo)熱性良好的平底大燒瓶。在一次實驗中，體積為V＝1 L的瓶內(nèi)塞有一氣球，氣球的吹氣口反扣在瓶口上，瓶底的圓孔上配有一個截面積為S＝2 cm2的輕質(zhì)橡皮塞，橡皮塞與玻璃瓶間的最大靜摩擦fm＝60 N。瓶內(nèi)由氣球和輕質(zhì)橡

55、皮塞封閉一定質(zhì)量的氣體，不計實驗開始前氣球中的少量氣體和氣球膜厚度，向氣球中緩慢打氣，假設(shè)氣球緩慢膨脹過程中球內(nèi)、外氣壓近似相等。已知：實驗室環(huán)境溫度T＝290 K恒定，環(huán)境空氣密度ρ＝1.20 kg/m3，壓強為標準大氣壓p0＝105 Pa，求： (1)橡皮塞被彈出時瓶內(nèi)氣體的壓強； (2)為了使橡皮塞被彈出，需要向氣球內(nèi)打入空氣的質(zhì)量。 答案　(1)4×105 Pa　(2)3.6×10－3 kg 解析　(1)橡皮塞即將彈出時，對瓶塞受力分析得： pS＝p0S＋fm 解得：p＝p0＋＝4×105 Pa。 (2)瓶內(nèi)氣體等溫變化：p0V＝pV1，則V1＝0.25 L 對氣球

56、內(nèi)氣體：體積V2＝V－V1＝0.75 L 氣球內(nèi)氣體壓強也為p 等溫變化：p0V0＝pV2，可得V0＝3 L 打入空氣質(zhì)量m＝ρV0＝3.6×10－3 kg。 10．(2019·山東聊城二模)如圖所示，U形玻璃細管豎直放置，水平細管與U形細管底部相連通，各部分細管內(nèi)徑相同。此時U形玻璃管左、右兩側(cè)水銀面高度差為15 cm，C管水銀面距U形玻璃管底部距離為5 cm，水平細管內(nèi)用小活塞封有長度為12.5 cm的理想氣體A，U形管左管上端封有長25 cm的理想氣體B，右管上端開口與大氣相通，現(xiàn)將活塞緩慢向右壓，使U形玻璃管左、右兩側(cè)水銀面恰好相平，已知外界大氣壓強為75 cmHg，忽略環(huán)境溫

57、度的變化，水平細管中的水銀柱足夠長，求： (1)氣體B的長度； (2)活塞移動的距離。 答案　(1)20 cm　(2)27.5 cm 解析　(1)設(shè)玻璃管橫截面積為S，活塞緩慢向右壓的過程中，氣體B做等溫變化 pB1＝75 cmHg－15 cmHg＝60 cmHg，VB1＝25S pB2＝75 cmHg，VB2＝LS pB1VB1＝pB2VB2 解得氣體B的長度L＝20 cm。 (2)活塞緩慢向右壓的過程中，各部分液柱移動情況示意如圖， U形管左管中水銀柱長度變化等于氣柱B長度的變化ΔL左＝25 cm－20 cm＝5 cm U形管右管中水銀柱長度變化ΔL右＝15

58、cm＋5 cm＝20 cm 氣體A做等溫變化 pA1＝75 cmHg＋5 cmHg＝80 cmHg，VA1＝12.5S pA2＝75 cmHg＋25 cmHg＝100 cmHg，VA2＝LA2S pA1VA1＝pA2VA2 解得氣體A的長度LA2＝10 cm 活塞移動的距離等于A部分氣體長度的變化加上U形管左右兩側(cè)水銀柱長度的變化，所以d＝LA1－LA2＋25 cm＝27.5 cm。 11. (2019·安徽定遠重點中學(xué)高三二模)如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸豎直放置，用截面積為S的輕活塞在汽缸內(nèi)封閉著體積為V0的氣體，此時氣體密度為ρ0。在活塞上加一豎直向下的推力，使

59、活塞緩慢下降到某位置O，此時推力大小F＝2p0S，已知封閉氣體的摩爾質(zhì)量為M，大氣壓強為p0，阿伏加德羅常數(shù)為NA，環(huán)境溫度不變。求活塞下降到位置O時： (1)封閉氣體的體積V； (2)封閉氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)n。 答案　(1)V0　(2) 解析　(1)封閉氣體做等溫變化，由玻意耳定律有：p0V0＝V 解得：V＝V0。 (2)密閉氣體的物質(zhì)的量n0＝ 單位體積內(nèi)的分子數(shù)n＝ 解得：n＝。 12．(2019·江蘇南京、鹽城二模)在大氣中，空氣團運動時經(jīng)過各氣層的時間很短，因此，運動過程中空氣團與周圍空氣熱量交換極少，可看做絕熱過程。潮濕空氣團在山的迎風(fēng)坡上升時，水汽凝結(jié)成

60、云，到山頂后變得干燥，然后沿著背風(fēng)坡下降時升溫，氣象上稱這股干熱的氣流為焚風(fēng)。 (1)空氣團在山的迎風(fēng)坡上升時溫度降低，試說明其原因？ (2)設(shè)空氣團的內(nèi)能U與溫度T滿足U＝CT(C為一常數(shù))，空氣團沿著背風(fēng)坡下降過程中，外界對空氣團做的功為W，求此過程中空氣團升高的溫度ΔT。 答案　(1)見解析　(2) 解析　(1)空氣團在山的迎風(fēng)坡上升時對外做功，該過程可看做絕熱過程，所以內(nèi)能減少，溫度降低。 (2)根據(jù)U＝CT得：ΔU＝CΔT① 根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：ΔU＝W＋Q② Q＝0③ 聯(lián)立①②③解得：ΔT＝。 13. (2019·福建廈門二模)如圖所示，有兩個不計厚度的活塞M、

61、N將兩部分理想氣體A、B封閉在豎直放置的絕熱汽缸內(nèi)，溫度均為27 ℃。M活塞是導(dǎo)熱的，N活塞是絕熱的，均可沿汽缸無摩擦地滑動，汽缸底部有加熱絲。已知M活塞的質(zhì)量m1＝2 kg，N活塞的質(zhì)量不計。M、N活塞的橫截面積均為S＝2 cm2，初始時M活塞相對于底部的高度為h1＝24 cm，N活塞相對于底部的高度為h2＝12 cm。現(xiàn)將一質(zhì)量為m2＝2 kg的小物體放在M活塞的上表面，活塞下降，穩(wěn)定后B氣體的壓強為p2。已知大氣壓強為p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2。求： (1)穩(wěn)定后B氣體的壓強p2； (2)現(xiàn)通過加熱絲對B氣體進行緩慢加熱，M、N活塞發(fā)生移動，當B氣體的溫度為

62、267 ℃時，停止加熱。求此時M活塞距離底部的高度h3。 答案　(1)3.0×105 Pa　(2)22.4 cm 解析　(1)以兩個活塞和小物體為整體，由平衡條件可知：p2S＝m1g＋m2g＋p0S 解得p2＝3.0×105 Pa。 (2)對A氣體分析，設(shè)初始壓強為p1，最終穩(wěn)定后的體積為LS， 將M活塞和小物體作為整體， 由平衡條件：p1S＝m1g＋p0S 由玻意耳定律：p1(h1－h(huán)2)S＝p2LS 解得L＝8 cm 對B氣體進行分析，初態(tài)壓強為p1，體積為h2S，溫度為T1，末態(tài)壓強為p2，體積為hS，溫度為T2， 由氣態(tài)方程：＝，解得h＝14.4 cm 由題意可知

63、h3＝h＋L＝22.4 cm。 14. (2019·黑龍江哈爾濱三中二模)如圖所示，一個上下都與大氣相通的直圓筒，內(nèi)部橫截面積為S＝0.01 m2，中間用兩個活塞A和B封住一定質(zhì)量的氣體。A、B都可沿圓筒壁無摩擦地上下滑動，且不漏氣。A的質(zhì)量不計，B的質(zhì)量為M，并與一勁度系數(shù)為k＝5×103 N/m的較長的彈簧相連。已知大氣壓強p0＝1×105 Pa，平衡時兩活塞之間的距離l0＝0.6 m，現(xiàn)用力壓A，使之緩慢向下移動一段距離后保持平衡，此時用于壓A的力F＝500 N。求活塞A下移的距離。 答案　0.3 m 解析　設(shè)活塞A向下移動l，相應(yīng)B向下移動x，對氣體分析： 初態(tài)：p1＝p0

64、，V1＝l0S 末態(tài)：p2＝p0＋，V2＝(l0－l＋x)S 由玻意耳定律p1V1＝p2V2， 得：p1l0S＝(l0－l＋x)S① 初態(tài)時，彈簧的壓縮量為x′，由胡克定律：Mg＝kx′② 當活塞A受到壓力F時，活塞B的受力情況如圖所示，F(xiàn)′為此時的彈簧彈力， 由平衡條件可知： p0S＋F′＝p0S＋F＋Mg③ 由胡克定律有：F′＝k(x＋x′)④ 聯(lián)立①②③④解得：l＝0.3 m。 15．(2019·湖北武漢二模)如圖所示，總?cè)莘e為3V0、內(nèi)壁光滑的汽缸水平放置，一面積為S的輕質(zhì)薄活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，活塞左側(cè)由跨過光滑定滑輪的細繩與一質(zhì)量為m的重物相

65、連，汽缸右側(cè)封閉且留有抽氣孔，活塞右側(cè)氣體的壓強為p0，活塞左側(cè)氣體的體積為V0，溫度為T0。將活塞右側(cè)抽成真空并密封，整個抽氣過程中缸內(nèi)氣體溫度始終保持不變。然后將密封的氣體緩慢加熱。已知重物的質(zhì)量滿足關(guān)系式mg＝p0S，重力加速度為g。求： (1)活塞剛碰到汽缸右側(cè)時氣體的溫度； (2)當氣體溫度達到2T0時氣體的壓強。 答案　(1)1.5T0　(2)p0 解析　(1)當活塞右側(cè)的壓強為p0時，左側(cè)氣體壓強為p1， 則p1＝＋p0＝2p0 右側(cè)抽真空時，p2S＝mg得p2＝p0 由p1V0＝p2V2，得：V2＝2V0 緩慢加熱氣體，氣體發(fā)生等壓變化，活塞與汽缸右側(cè)接觸時

66、，體積V3＝3V0，氣體的溫度為T3， 則：＝，得到：T3＝1.5T0。 (2)氣體溫度由T3升高到2T0的過程中，氣體發(fā)生等容變化， 則＝，得到：p4＝p0。 16. (2019·重慶一中高三5月模考)如圖甲，豎直放置、粗細均勻的玻璃管開口向上，管里一段高為h＝15 cm的水銀柱封閉一段長為L＝14 cm的氣體，水銀柱的截面積為S，若將玻璃管按如圖乙傾斜放置，傾角為θ＝37°，重力加速度g＝10 m/s2，大氣壓強p0＝75 cmHg，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求： (1)傾斜后氣柱的長度； (2)如果將圖乙中的玻璃管以一定的加速度向右做加速運動，若空氣柱的長度又變成L，則加速度a為多大。 答案　(1)15 cm　(2)5 m/s2 解析　(1)玻璃管豎直時，管內(nèi)氣體壓強： p1＝75 cmHg＋15 cmHg＝90 cmHg 當玻璃管傾斜時，管內(nèi)氣體壓強： p2＝p0＋ρghsin37°＝84 cmHg 氣體發(fā)生等溫變化，則有：p1LS＝p2xS 得到：x＝15 cm。 (2)如果玻璃管向右做勻加速運動，使管中空氣柱的長度仍為L，則