2021年高考物理真題和模擬題分類(lèi)匯編專(zhuān)題15熱學(xué)【含答案】

專(zhuān)題15熱學(xué)選擇題1.(全國(guó)乙卷)如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)經(jīng)熱力學(xué)過(guò)程、、后又回到狀態(tài)a。對(duì)于、、三個(gè)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()A.過(guò)程中，氣體始終吸熱B.過(guò)程中，氣體始終放熱C.過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功D.過(guò)程中，氣體的溫度先降低后升高E.過(guò)程中，氣體的溫度先升高后降低解析：由理想氣體的圖可知，理想氣體經(jīng)歷ab過(guò)程，體積不變，則，而壓強(qiáng)增大，由可知，理想氣體的溫度升高，則內(nèi)能增大，由可知，氣體一直吸熱，故A正確；理想氣體經(jīng)歷ca過(guò)程為等壓壓縮，則外界對(duì)氣體做功，由知溫度降低，即內(nèi)能減少，由可知，，即氣體放熱，故B正確，C錯(cuò)誤；由可知，圖像的坐標(biāo)圍成的面積反映溫度，b狀態(tài)和c狀態(tài)的坐標(biāo)面積相等，而中間狀態(tài)的坐標(biāo)面積更大，故bc過(guò)程的溫度先升高后降低，故D錯(cuò)誤，E正確；故選ABE。2.(全國(guó)甲卷)如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個(gè)不同過(guò)程，分別由體積-溫度(V-t)圖上的兩條直線I和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)；t0為它們的延長(zhǎng)線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，t0是它們的延長(zhǎng)線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，t0=-273.15℃；a、b為直線I上的一點(diǎn)。由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強(qiáng)之比=___________；氣體在狀態(tài)b和c的壓強(qiáng)之比=___________。答案：(1).1(2).解析：[1]根據(jù)蓋呂薩克定律有整理得由于體積-溫度(V-t)圖像可知，直線I為等壓線，則a、b兩點(diǎn)壓強(qiáng)相等，則有[2]設(shè)時(shí)，當(dāng)氣體體積為其壓強(qiáng)為，當(dāng)氣體體積為其壓強(qiáng)為，根據(jù)等溫變化，則有由于直線I和Ⅱ各為兩條等壓線，則有，聯(lián)立解得3.(湖南卷)如圖，兩端開(kāi)口、下端連通的導(dǎo)熱汽缸，用兩個(gè)輕質(zhì)絕熱活塞(截面積分別為和)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無(wú)摩擦。在左端活塞上緩慢加細(xì)沙，活塞從下降高度到位置時(shí)，活塞上細(xì)沙的總質(zhì)量為。在此過(guò)程中，用外力作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個(gè)過(guò)程環(huán)境溫度和大氣壓強(qiáng)保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為。下列說(shuō)法正確的是()A.整個(gè)過(guò)程，外力做功大于0，小于B.整個(gè)過(guò)程，理想氣體的分子平均動(dòng)能保持不變C.整個(gè)過(guò)程，理想氣體的內(nèi)能增大D.整個(gè)過(guò)程，理想氣體向外界釋放的熱量小于E.左端活塞到達(dá)位置時(shí)，外力等于答案：BDE解析：根據(jù)氣缸導(dǎo)熱且環(huán)境溫度沒(méi)有變，可知?dú)飧變?nèi)的溫度也保持不變，則整個(gè)過(guò)程，理想氣體的分子平均動(dòng)能保持不變，內(nèi)能不變，B正確；由內(nèi)能不變可知理想氣體向外界釋放的熱量等于外界對(duì)理想氣體做的功：D正確；左端活塞到達(dá)B位置時(shí)，根據(jù)壓強(qiáng)平衡可得：即：E正確。故選BDE。4.(河北卷)兩個(gè)內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B，汽缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉完全相同的理想氣體，如圖1所示，現(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細(xì)沙，若A中細(xì)沙的質(zhì)量大于B中細(xì)沙的質(zhì)量，重新平衡后，汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能______(填“大于”“小于”或“等于”)汽缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能，圖2為重新平衡后A、B汽缸中氣體分子速率分布圖像，其中曲線______(填圖像中曲線標(biāo)號(hào))表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。答案：(1).大于(2).①解析：[1]對(duì)活塞分析有因?yàn)锳中細(xì)沙的質(zhì)量大于B中細(xì)沙的質(zhì)量，故穩(wěn)定后有；所以在達(dá)到平衡過(guò)程中外界對(duì)氣體做功有則根據(jù)因?yàn)闅飧缀突钊际墙^熱的，故有即重新平衡后A氣缸內(nèi)的氣體內(nèi)能大于B氣缸內(nèi)的氣體內(nèi)能；[2]由圖中曲線可知曲線②中分子速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)百分比較大，即曲線②的溫度較高，所以由前面分析可知B氣缸溫度較低，故曲線①表示氣缸B中氣體分子的速率分布。5.(廣東卷)在高空飛行的客機(jī)上某乘客喝完一瓶礦泉水后，把瓶蓋擰緊。下飛機(jī)后發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶變癟了，機(jī)場(chǎng)地面溫度與高空客艙內(nèi)溫度相同。由此可判斷，高空客艙內(nèi)的氣體壓強(qiáng)______(選填“大于”、“小于”或“等于”)機(jī)場(chǎng)地面大氣壓強(qiáng)：從高空客艙到機(jī)場(chǎng)地面，礦泉水瓶?jī)?nèi)氣體的分子平均動(dòng)能______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。答案：(1).小于(2).不變解析：[1]機(jī)場(chǎng)地面溫度與高空客艙溫度相同，由題意知瓶?jī)?nèi)氣體體積變小，以瓶?jī)?nèi)氣體為研究對(duì)象，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程故可知高空客艙內(nèi)的氣體壓強(qiáng)小于機(jī)場(chǎng)地面大氣壓強(qiáng)；[2]由于溫度是平均動(dòng)能的標(biāo)志，氣體的平均動(dòng)能只與溫度有關(guān)，機(jī)場(chǎng)地面溫度與高空客艙溫度相同，故從高空客艙到機(jī)場(chǎng)地面，瓶?jī)?nèi)氣體的分子平均動(dòng)能不變。6.(四川瀘州三模)下列說(shuō)法中正確的是()A.給裝在鋼筒中的油施加很大的壓強(qiáng)，有油從鋼筒壁上滲出，說(shuō)明固體分子間有間隙B.布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C.溫度較低的物體可能比溫度較高的物體內(nèi)能大D.布傘傘面的布料有縫隙但不漏雨水，這是因?yàn)橐后w表面有張力E.晶體一定具有天然規(guī)則的幾何形狀A(yù)CDA.給裝在鋼筒中的油施加很大的壓強(qiáng)，有油從鋼筒壁上滲出，說(shuō)明固體分子間有間隙，選項(xiàng)A正確；B.布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體表面的固體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的具體表現(xiàn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.物體的內(nèi)能與溫度、體積以及物質(zhì)的量都有關(guān)，則溫度較低的物體可能比溫度較高的物體內(nèi)能大，選項(xiàng)C正確；D.布傘傘面的布料有縫隙但不漏雨水，這是因?yàn)橐后w表面有張力，選項(xiàng)D正確；E.單晶體一定具有天然規(guī)則的幾何形狀，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。故選ACD。7.(北京海淀一模)下列說(shuō)法中正確的是A.水中花粉顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)是由水分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的B.用打氣筒向籃球內(nèi)充氣時(shí)需要用力，說(shuō)明氣體分子間有斥力C.分子間的斥力和引力總是同時(shí)存在的，且隨著分子之間的距離增大而增大D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大A水中花粉顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)是由水分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的，選項(xiàng)A正確；用打氣筒打氣時(shí)需要用力，是因?yàn)闅怏w有壓強(qiáng)，不說(shuō)明分子間存在作用力，氣體的分子間作用力很小，可以忽略，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；分子間的作用力有斥力和引力，這兩種力都是隨分子間距的增大而減小的，只不過(guò)斥力減小的快，引力減小得慢，從而表現(xiàn)出不同情況下的引力和斥力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，若分子間的距離再減小，則分子力會(huì)做正功，分子勢(shì)能減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8.(北京海淀一模)一定質(zhì)量的理想氣體，在體積保持不變的條件下，若氣體溫度升高，則A.氣體中每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能一定都變大B.氣體中每個(gè)分子對(duì)器壁撞擊的作用力都變大C.氣體的壓強(qiáng)可能不變D.氣體一定從外界吸收熱量D一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，若氣體的溫度升高，則氣體的平均動(dòng)能增大，而不是氣體分子的每個(gè)動(dòng)能都一定增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于不是每個(gè)分子的速度都增大，總有速度還會(huì)變小的，所以每個(gè)分子對(duì)器壁的作用力不一定都變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV=CT可知，若溫度升高的同時(shí)，體積不變，則壓強(qiáng)一定變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律W+Q=△U可知，若氣體的溫度升高，則它的內(nèi)能一定增大，而體積不變，故外界沒(méi)有對(duì)它做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律W+Q=△U可知，氣體一定從外界吸收熱量，選項(xiàng)D正確。9.(云南曲靖一模)下列說(shuō)法正確的是()A.由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，所以液體表面存在張力B.液體的溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大C.氣體體積增大時(shí)，其內(nèi)能一定減少D.隨著高度的增加，大氣壓和溫度都在減小，一個(gè)正在上升的氫氣球內(nèi)的氫氣內(nèi)能減小E.科技的進(jìn)步可以使內(nèi)燃機(jī)成為單一熱源的熱機(jī)ABDA.因?yàn)橐后w表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液體表面分子間的作用力表現(xiàn)為引力，故液體表面存在表面張力，選項(xiàng)A正確；B.根據(jù)分子動(dòng)理論，溫度越高分子的平均動(dòng)能越大，選項(xiàng)B正確；C.氣體體積增大時(shí)，氣體對(duì)外做功，消耗內(nèi)能；但如果氣體還從外界吸收熱量，且氣體吸收的熱量大于對(duì)外做的功，根據(jù)力學(xué)第一定律，則氣體的內(nèi)能可能增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.隨著高度的增加，大氣壓和溫度都在減小，正在上升的氫氣球內(nèi)的氫氣既對(duì)外做功，又放熱降溫，則內(nèi)能一定減小，選項(xiàng)D正確；E.根據(jù)熱力學(xué)第二定律，從單一熱源吸收熱量，全部用來(lái)對(duì)外做功而不引起其它變化是不可能的，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。故選ABD。10.(江蘇常州一模)下列說(shuō)法正確的是()A.圖中的醬油蛋是布朗運(yùn)動(dòng)的結(jié)果B.圖中的水黽可以停在水面，是因?yàn)樗谋砻鎻埩.圖中兩種材料上的醬油滴，從形狀可以看出醬油與左邊材料不浸潤(rùn)，與右邊材料浸潤(rùn)D.圖中電冰箱能把熱量從低溫的箱內(nèi)傳到高溫的箱外，違背了熱力學(xué)第二定律【分析】醬油里的色素進(jìn)入蛋清為擴(kuò)散現(xiàn)象；根據(jù)液體表面張力解釋?zhuān)桓鶕?jù)浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)現(xiàn)象的特點(diǎn)來(lái)判斷；根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷。解：A.腌茶葉蛋時(shí)，醬油里的色素進(jìn)入蛋清，是擴(kuò)散現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B.水黽可以停在水面上說(shuō)明了水存在表面張力，是水分子引力的宏觀表現(xiàn)，故B正確；C.圖中兩種材料上的醬油滴，從形狀可以看出醬油與左邊材料浸潤(rùn)，與右邊材料不浸潤(rùn)，故C錯(cuò)誤；D.電冰箱通電后由于壓縮機(jī)做功從而將低溫?zé)崃總鞯较渫獾母邷匚矬w，不違背熱力學(xué)第二定律，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了擴(kuò)散現(xiàn)象、液體表面張力、浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)、熱力學(xué)第二定律等知識(shí)，這種題型知識(shí)點(diǎn)廣，多以基礎(chǔ)為主，只要平時(shí)多加積累，難度不大。11.(北京東城一模)如圖所示為模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生機(jī)理的演示實(shí)驗(yàn)。操作步驟如下：①把一顆豆粒從距秤盤(pán)20cm處松手讓它落到秤盤(pán)上，觀察指針擺動(dòng)的情況；②再把100顆左右的豆粒從相同高度均勻連續(xù)地倒在秤盤(pán)上，觀察指針擺動(dòng)的情況；③使這些豆粒從更高的位置均勻連續(xù)倒在秤盤(pán)上，觀察指針擺動(dòng)的情況。下列說(shuō)法正確的是A.步驟①和②模擬的是氣體壓強(qiáng)與氣體分子平均動(dòng)能的關(guān)系B.步驟②和③模擬的是氣體壓強(qiáng)與分子密集程度的關(guān)系C.步驟②和③模擬的是大量氣體分子分布所服從的統(tǒng)計(jì)規(guī)律D.步驟①和②模擬的是大量氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生壓力的持續(xù)性D步驟①和②都從相同的高度下落，不同的是豆粒的個(gè)數(shù)，故它模擬的是氣體壓強(qiáng)與分子密集程度的關(guān)系，也說(shuō)明大量的豆粒連續(xù)地作用在盤(pán)子上能產(chǎn)生持續(xù)的作用力；而步驟②和③的豆粒個(gè)數(shù)相同，讓它們從不同的高度落下，豆粒撞擊的速度不同，所以它們模擬的是分子的速度與氣體壓強(qiáng)的關(guān)系，或者說(shuō)是氣體的分子平均動(dòng)能與氣體壓強(qiáng)的關(guān)系，選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤，D正確。12.(北京東城一模)對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是A.氣體溫度升高，每一個(gè)氣體分子的動(dòng)能都增大B.氣體溫度升高，氣體內(nèi)能一定增大C.若壓縮氣體做功，氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)一定更劇烈D.若氣體膨脹對(duì)外做功100J，則內(nèi)能一定減少100JB氣體溫度升高，并不是每一個(gè)氣體分子的動(dòng)能都增大，而是氣體分子的平均動(dòng)能增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氣體溫度升高，說(shuō)明氣體分子的動(dòng)能增大，而氣體分子的勢(shì)能為0，故氣體內(nèi)能一定增大，選項(xiàng)B正確；若壓縮氣體做功，對(duì)氣體做正功，但氣體如果放出熱量，則氣體的內(nèi)能也不一定增加，氣體的溫度不一定升高，故氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)不一定更劇烈，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若氣體膨脹對(duì)外做功100J，如果還有熱傳遞現(xiàn)象的發(fā)生，則它的內(nèi)能就不一定減少100J了，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。13.(廣西柳州一模)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過(guò)程和B→C的絕熱過(guò)程(氣體與外界無(wú)熱交換)，則下列說(shuō)法正確的是()A.A→B過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功B.A→B過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能變大C.A→B過(guò)程中，氣體從外界吸收熱量D.B→C過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少E.B→C過(guò)程中，單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)增多BCDABC.由題意知，A→B的等壓過(guò)程，氣體體積變大，由可知，溫度將升高，則氣體分子的平均動(dòng)能變大，同時(shí)對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律，可知，，故，則氣體從外界吸收熱量，故A錯(cuò)誤，BC正確；DE.B→C的絕熱過(guò)程中，，體積增大，單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少，氣體對(duì)外做功，，由熱力學(xué)第一定律可知，，氣體溫度降低，故單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少，故D正確，E錯(cuò)誤。故選BCD。計(jì)算題14.(河北卷)某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時(shí)，壓強(qiáng)為。(1)當(dāng)夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時(shí)夾層中空氣的壓強(qiáng)；(2)當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值，設(shè)環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)為。答案：(1)；(2)解析：(1)由題意可知夾層中的氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知代入數(shù)據(jù)解得(2)當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂縫后，靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間，則夾層壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)相等，設(shè)夾層體積為V，以靜置后的所有氣體為研究對(duì)象有解得則增加空氣的體積為所以增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量之比為15.(廣東卷)為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護(hù)士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示，某種藥瓶的容積為0.9mL，內(nèi)裝有0.5mL的藥液，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)為，護(hù)士把注射器內(nèi)橫截面積為、長(zhǎng)度為0.4cm、壓強(qiáng)為的氣體注入藥瓶，若瓶?jī)?nèi)外溫度相同且保持不變，氣體視為理想氣體，求此時(shí)藥瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)。

答案：解析：以注入后的所有氣體為研究對(duì)象，由題意可知瓶?jī)?nèi)氣體發(fā)生等溫變化，設(shè)瓶?jī)?nèi)氣體體積為V1，有注射器內(nèi)氣體體積為V2，有根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有代入數(shù)據(jù)解得16.(湖南卷)小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電子天平測(cè)量環(huán)境溫度的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開(kāi)口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量、截面積的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無(wú)摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點(diǎn)上，左端用不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩豎直懸掛活塞，右端用相同細(xì)繩豎直懸掛一個(gè)質(zhì)量的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為時(shí)，測(cè)得環(huán)境溫度。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)，重力加速度。(1)當(dāng)電子天平示數(shù)為時(shí)，環(huán)境溫度為多少？(2)該裝置可測(cè)量的最高環(huán)境溫度為多少？答案：(1)297K；(2)309K解析：(1)由電子天平示數(shù)為600.0g時(shí)，則細(xì)繩對(duì)鐵塊拉力為又：鐵塊和活塞對(duì)細(xì)繩的拉力相等，則氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)①當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時(shí)，設(shè)此時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，對(duì)受力分析有②由題意可知，氣缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強(qiáng)與溫度成正比：③聯(lián)立①②③式解得(2)環(huán)境溫度越高，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)越大，活塞對(duì)細(xì)繩的拉力越小，則電子秤示數(shù)越大，由于細(xì)繩對(duì)鐵塊的拉力最大為0，即電子天平的示數(shù)恰好為1200g時(shí)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度為裝置可以測(cè)量最高環(huán)境溫度。設(shè)此時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p3，對(duì)受力分析有④又由氣缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強(qiáng)與溫度成正比⑤聯(lián)立①④⑤式解得17.(全國(guó)甲卷)如圖，一汽缸中由活塞封閉有一定量的理想氣體，中間的隔板將氣體分為A、B兩部分；初始時(shí)，A、B的體積均為V，壓強(qiáng)均等于大氣壓p0，隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置，當(dāng)隔板兩邊壓強(qiáng)差超過(guò)0.5p0時(shí)隔板就會(huì)滑動(dòng)，否則隔板停止運(yùn)動(dòng)。氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動(dòng)活塞，使B的體積減小為。(i)求A的體積和B的壓強(qiáng)；(ⅱ)再使活塞向左緩慢回到初始位置，求此時(shí)A的體積和B的壓強(qiáng)。

答案：(i)，；(ⅱ)，解析：(i)對(duì)B氣體分析，等溫變化，根據(jù)波意耳定律有解得對(duì)A氣體分析，根據(jù)波意耳定律有聯(lián)立解得(ⅱ)再使活塞向左緩慢回到初始位置，假設(shè)隔板不動(dòng)，則A的體積為，由波意耳定律可得則A此情況下的壓強(qiáng)為則隔板一定會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，設(shè)穩(wěn)定后氣體A的體積為、壓強(qiáng)為，氣體B的體積為、壓強(qiáng)為，根據(jù)等溫變化有，，聯(lián)立解得(舍去)，18.(全國(guó)乙卷)如圖，一玻璃裝置放在水平桌面上，豎直玻璃管A、B、C粗細(xì)均勻，A、B兩管上端封閉，C管上端開(kāi)口，三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通。A、B兩管的長(zhǎng)度分別為，。將水銀從C管緩慢注入，直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差。已知外界大氣壓為。求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差。

答案：解析：對(duì)B管中的氣體，水銀還未上升產(chǎn)生高度差時(shí)，初態(tài)為壓強(qiáng)，體積為，末態(tài)壓強(qiáng)為，設(shè)水銀柱離下端同一水平面的高度為，體積為，由水銀柱的平衡條件有B管氣體發(fā)生等溫壓縮，有聯(lián)立解得對(duì)A管中的氣體，初態(tài)為壓強(qiáng)，體積為，末態(tài)壓強(qiáng)為，設(shè)水銀柱離下端同一水平面的高度為，則氣體體積為，由水銀柱的平衡條件有A管氣體發(fā)生等溫壓縮，有聯(lián)立可得解得或則兩水銀柱的高度差為19.(廣西柳州一模)如圖所示，體積為V，內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱氣缸，氣缸頂部有一厚度不計(jì)的輕質(zhì)活塞，氣缸內(nèi)壁密封有密度為，溫度為3T0，壓強(qiáng)為1.5p0的理想氣體(p0和T0分別為大氣壓強(qiáng)和室溫)，設(shè)容器內(nèi)氣體的變化過(guò)程都是緩慢的，氣體的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA。(1)求氣缸內(nèi)氣體與外界大氣達(dá)到平衡時(shí)體積V1；(2)氣缸內(nèi)氣體的分子的總個(gè)數(shù)N。(1)；(2)(1)在氣體溫度由T=3T0降至T0過(guò)程中，壓強(qiáng)先由p=1.5p0減小到p0，氣體體積不變，由查理定律可得此后保持壓強(qiáng)p0不變，體積繼續(xù)減小，由蓋呂－薩克定律可得(2)氣體的質(zhì)量其物質(zhì)的量氣體的分子數(shù)為20.(江蘇常州一模)新冠肺炎疫情期間，某班級(jí)用于消毒的噴壺示意圖如圖甲所示。壺的容積為1.5L，內(nèi)含1.0L的消毒液。閉合閥門(mén)K，緩慢向下壓壓桿A，每次可向瓶?jī)?nèi)儲(chǔ)氣室充入0.05L的1.0atm的空氣，多次下壓后，壺內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?.0atm時(shí)，按下按柄B，閥門(mén)K打開(kāi)，消毒液從噴嘴處噴出。儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體，充氣和噴液過(guò)程中溫度保持不變，1.0atm＝1.0×105Pa。(1)求充氣過(guò)程向下壓壓桿A的次數(shù)和打開(kāi)閥門(mén)K后最多可噴出液體的體積；(2)噴液全過(guò)程，氣體狀態(tài)變化的等溫線近似看成一段傾斜直線，如圖乙所示，估算全過(guò)程壺內(nèi)氣體從外界吸收的熱量。【分析】(1)將沖入的氣體和壺中原有的氣體視為整體，由玻意耳定律可求解；(2)p﹣V圖像中，圖像與橫軸圍成的面積表示外界對(duì)氣體所做的功，由此求解。解：(1)設(shè)充氣過(guò)程向下壓壓桿A的次數(shù)為n，沖入氣體為nV0＝0.05nL，充氣前氣壓為p1＝1.0×105Pa，壺中原來(lái)空氣的體積V1＝0.5L，充氣后氣體的總體積為V1＝0.5L，壓強(qiáng)為p2＝2.0×105Pa，由玻意爾定律p1(nV0+V1)＝p2V1所以n＝10次最多噴射的液體△V＝nV0＝0.5L.(2)外界對(duì)氣體做功W＝﹣＝＝﹣75J由熱力學(xué)第一定律△U＝W+Q＝0所以Q＝75J。答：(1)壓桿A的次數(shù)為10次，最多可噴出液體的體積為0.5L；(2)氣體從外界吸收的熱量為75J。【點(diǎn)評(píng)】充氣問(wèn)題中，一定要注意：把沖入的氣體和瓶中原有的氣體視為一個(gè)物態(tài)變化的整體，從而把變質(zhì)量的問(wèn)題變成定質(zhì)量的問(wèn)題，才能使用氣體實(shí)驗(yàn)定律以及理想氣體狀態(tài)方程。21.(云南曲靖一模)如圖所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無(wú)摩擦滑動(dòng)，容器的橫截面積為S，開(kāi)始時(shí)氣體的溫度為T(mén)0，活塞與容器底的距離為h0?，F(xiàn)將整個(gè)裝置放在大氣壓強(qiáng)恒為P0的空氣中，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次達(dá)到平衡，求：(1)外界空氣的溫度；(2)在此過(guò)程中密閉氣體的內(nèi)能增加量。(1)；(2)Q-mgd-pS0d(1)取密閉氣體為研究對(duì)象，活塞上升過(guò)程為等壓變化，由蓋?呂薩克定律得：，解得：外界的空氣溫度為：；(2)活塞上升的過(guò)程，密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，所以外界對(duì)系統(tǒng)做的功，根據(jù)勢(shì)力學(xué)第一定律得密閉氣體增加的內(nèi)能；22.(河北唐山一模)2020年抗擊新冠病毒已成為常態(tài)。如圖為某學(xué)校所用手持3L消毒噴霧壺結(jié)構(gòu)圖，某同學(xué)裝入1.5L水后旋緊壺蓋，關(guān)閉噴水閥門(mén)，拉動(dòng)手柄打氣20次，每次打入氣體體積相同，壓強(qiáng)均為105Pa。從較高層教室窗口釋放一軟細(xì)塑料管并連接置于地面的噴壺嘴，接著打開(kāi)噴水閥門(mén)，壺內(nèi)水沿塑料軟管上升停止上升時(shí)管內(nèi)水面與壺內(nèi)水面的高度差為10m。測(cè)出塑料軟管每米容納水Vo=20ml，不考慮環(huán)境溫度的變化和壺內(nèi)噴水管的體積，g=10m/s2。求加壓20次后壺內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為多少。2.3×105Pa加壓20次，對(duì)壺內(nèi)封閉在水上方的空氣和打入的空氣做等溫變化初態(tài)：末態(tài)：壓強(qiáng)設(shè)為，由玻意耳定律得打開(kāi)噴水閥門(mén)，塑料軟管內(nèi)水停止上升時(shí)，壺內(nèi)水面上方氣壓由玻意耳定律得解得2.3×1