高考物理 專題12 非選擇題（含解析）

專題12選修3-3(非選擇題)

【年高考命題預(yù)測】

選修3-3在非選擇題部分的考點與選擇題不同，能夠命題的考點不太多，備考工作更有針對性。

非選擇題的命題主要集中在如下幾個方面：

(-)改變氣體內(nèi)能的兩種方式及做功和熱傳遞，氣體對外做功內(nèi)能減少，外界對其他做功內(nèi)能

增加，從外界吸收熱量內(nèi)能增加，對外放熱內(nèi)能減少；

(-)氣缸和封閉試管模型，主要考察氣體壓強和體積、溫度的動態(tài)變化，活塞受力平衡分析是

一個關(guān)鍵點，主要考察氣體實臉定律即玻意耳定律、查理定律和蓋-呂薩克定律；

(三)關(guān)于阿伏伽德羅常數(shù)的命題，根據(jù)摩爾體積和摩爾質(zhì)量，以及一個分子的質(zhì)量或者體積計

算分子個數(shù)是常見的命題類型。

新課標考區(qū)的命題一般側(cè)重于改變內(nèi)能的兩種方式和理想氣體狀態(tài)方程的計算題考察，而非課標

考區(qū)的命題形式除去前面提到的三方面的計算題考察外還有填空題的形式，內(nèi)容不局限于這些，但也

不像選擇題那樣涉及面廣。填空題的考察多考察重點知識如分子動能分子勢能氣體內(nèi)能的判斷，熱力

學(xué)定律的考察，以及油膜法測分子直徑的實驗探究等。備考工作中需要做到有重點，有針對性，不能

盲目做題，針對我們提到的三個方面的題型強化練習(xí)，歸類總結(jié)，新課標考區(qū)題型考點相對固定，目

的性更強，非課標考區(qū)，也只是需要在全面了解的基礎(chǔ)上有重點的強化訓(xùn)練，同時特別注意關(guān)于部分

實驗探究的考察。

【年高考考點定位】

對分子動理論、熱傳遞和做功部分是選修3-3的重點，也是非選擇題命題的重點。對氣體的問題

只要求知道氣體的壓強、體積、溫度之間的關(guān)系即理想氣體狀態(tài)方程空二竽，非選擇題一般

會選擇這個點命題，突破點在于活塞的受力分析，注意初末狀態(tài)的溫度體積的變化。

【考點威】名師考點透析

考點一、分子動理論

【名師點睛】

1.物質(zhì)是有大量分子組成的：涉及到的微觀量有分子體積匕、分子直徑"、分子質(zhì)量〃石,涉及到的

宏觀物理量主要有物質(zhì)體積物質(zhì)體積V、摩爾體積匕|、物體質(zhì)量〃？、摩爾質(zhì)量加、物質(zhì)密度0、

摩爾體積匕、物體質(zhì)量〃？、摩爾質(zhì)量例、物質(zhì)密度夕。把這些宏觀物理量和微觀物理量聯(lián)系起來

mMoV

的橋梁就是阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.02X1（）23〃W/T。分子質(zhì)量:m.=—=--=^；分子體

NNR心

syV匕M

積：夕后=耳=孤；

（對氣體，％應(yīng)為氣體分子占據(jù)的空間大小）

2.溫度和內(nèi)能：④單個分子的運動都是不規(guī)則的、帶有偶然性的；大量分子的集體行為受到統(tǒng)計規(guī)律

的支配。多數(shù)分子速率都在某個值附近，滿足“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，溫度越高，占比例大

的中間分子速率向大速率靠近。②分子平均動能：物體內(nèi)所有分子動能的平均值。溫度是分子平均動

能大小的標志。

溫度相同時任何物體的分子平均動能相等，但平均速率一般不等（分子質(zhì)量不同）.分子勢能變化與

分子力做功有關(guān)，分子力做正功，分子勢能減少，分子力做負功分子勢能增加。

3.氣體壓強是由于大量氣體分子對容器壁的頻繁撞擊產(chǎn)生的，溫度越高，分子運動越劇烈，對容器壁

撞擊力越大，氣體壓強越大，體:積越小，分子越密集，對容器壁撞擊越頻繁，氣體壓強越大。

考點二、理想氣體狀態(tài)方程

【名師點睛】

①玻意耳定律：〃V=C（。為常量）一等溫變化；

②查理定律：3二C（。為常量）f等容變化

T

③蓋呂薩克定律：二二C（。為常量）一等壓變化

T

4理想氣體：遵守三個實驗定律的氣體即可成為理想氣體，綜合三個實驗定律可得理想氣體狀態(tài)方程

〃M二〃2匕

I~T2o

考點三、熱力學(xué)定律

【名師點睛】

1、熱力學(xué)第一定律

(1)內(nèi)容：一般情況下，如果物體跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程，外界對物體做的功/與物

體從外界吸收的熱量。之和等于物體的內(nèi)能的增加量△u

(2)數(shù)學(xué)表達式為：AU=

(3)符號法則：

A做功WP熱量6i內(nèi)能的改變AU。

取正值P外界時系統(tǒng)做功，系統(tǒng)從外界吸收熱量小系統(tǒng)的內(nèi)能噌加/

取負值?一“P系統(tǒng)對外界做功「系統(tǒng)向外界放出熱量?系統(tǒng)的內(nèi)能減少，

(4)絕熱過程0:0,關(guān)鍵詞“絕熱材料”或"變化迅速”

(5)對理想氣體：①△〃取決于溫度變化，溫度升高A6>0,溫度降低△次0②#.取決于體積變化，

了增大時，氣體對外做功，收0；〃減小時，外界對氣體做功，上0；③特例：如果是氣體向真空擴散,

//,=0

2、能量守恒定律：

(1)能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物

體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。這就是能量守恒定律。

(2)第一類永動機：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功的機器。(違背能量守恒定律)

3、熱力學(xué)第二定律

(1)熱傳導(dǎo)的方向性：熱傳導(dǎo)的過程可以自發(fā)地由高溫物體向低溫物體進行，但相反方向卻不能自

發(fā)地進行，即熱傳導(dǎo)具有方向性，是一個不可逆過程。

(2)說明：①“自發(fā)地”過程就是在不受外來干擾的條件下進行的自然過程。

②熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，熱量卻不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體。

③熱量可以從低溫物體傳向高溫物體，必須有“外界的影響或幫助”，就是要由外界對其做功才能完

成。

(3)熱力學(xué)第二定律的兩種表述

①克勞修斯表述：不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化。

②開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ灰鹌渌兓?/p>

(4)第二類永動機①設(shè)想：只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓臒?/p>

機。

②第二類永動機不可能制成，不違反熱力學(xué)第一定律或能量守恒定律，違反熱力學(xué)第二定律。原因：

盡管機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機械能而不弓I起其他變化；機械能和內(nèi)能

的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。

【試題演練】

1.【?山西省忻州一中、康杰中學(xué)、臨汾一中、長治二中高三第一次四校聯(lián)考】（8分）一定質(zhì)量的理

想氣體從狀態(tài)力變化到狀態(tài)用再變化到狀態(tài)其狀態(tài)變化過程的夕-/圖象如圖所示.已知該氣體

在狀態(tài)/時的溫度為27℃,求：

①該氣體在狀態(tài)反。時的溫度分別是多少？

②該氣體從狀態(tài)月到狀態(tài)。的過程中內(nèi)能的變化量是多少？

③該氣體從狀態(tài)力到狀態(tài)。的過程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？

叭xKFPa）

3

2

]——仁

?II

~1-"3vmnf）

【答案】①6二100K,Ts=100K②0③吸熱J.

【解析】

試題分析：①對于理想氣體

A-32與

Lis

▼*▼?

5-C型"，:=1皿二

②/一。由溫度相等得?

③上一。的過程中是吸熱

吸熱的熱量。=一丁=~；=二腐]

考點：本題考查理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律.

2.卜湖北省武漢市部分學(xué)校新高三起點調(diào)研測試物理試題】（8分）如圖所示，一環(huán)形玻璃管放在水

平面內(nèi).管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體.一固定的活塞。和一能自由移動的活塞月將管慶的氣體分

成體積相等的兩部分I、II。現(xiàn)保持氣體H的溫度不變?nèi)詾門。=300K,對氣體I緩慢加熱至小500K,

求此時氣體i、n的體積之比，（活塞絕熱且不計體積）

【答案】5:3

【解析】

試題分析：設(shè)環(huán)形玻璃管內(nèi)I、n兩部分的初始體積為，.:，加熱的后兩部分氣體的壓強分別為赳、p,

中氣體體積的噌加量為工;由理想氣體狀態(tài)方程，對I中氣々有

P：七_P。：+迎

7：T

由玻意耳定律,對II中氣體有P：.=X-A律

解得=Z

.

故此時氣體I、H的體積之比為%W=:

v0-Av3

考點：理想氣體狀態(tài)方程

【三年高考】12、13、14高考試題及其解析

?-------------------------2014年高考真題

L【?重慶卷】（6分）題10圖為一種減震墊，上面布滿了圓柱狀薄膜氣泡，每個氣泡內(nèi)充滿體積這

%,壓強為R的氣體，當平板狀物品平放在氣泡上時，氣泡被壓縮，若氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體，

其溫度保持不變，當體積壓縮到/時氣泡與物品接觸的面積為S求此時每個氣泡內(nèi)氣體對接觸面外

薄膜的壓力。

物品

接觸面

題10圖

【答案】F=^pS

【解析】

試題分析：設(shè)壓力為F,壓統(tǒng)后氣體耳N為p

由等溫過程：p:r;=pV

F=pS

解得：F="pS

1考點定位】本題考查了理想氣體狀態(tài)方程.

【方法技巧】運用戶廠=，長7關(guān)鍵上找到初末狀態(tài)參量。

2.【?新課標全國卷I]一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓形氣缸內(nèi)，汽缸壁導(dǎo)熱良好，

活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動，開始時氣體壓強為以活塞下表面相對于氣缸底部的高度為力，外界

的溫度為幾現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時，活塞下降了力/4。若此后

外界的溫度變?yōu)門,求重新達到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強始終保持不變，重力加速度

大小為go

【答案】一也組

4rp

【解析】

武題分析：氣缸導(dǎo)熱良好，說明氣體溫度一直等于外界溫篁工，設(shè)氣缸底面積為$,活塞質(zhì)量為沙，大氣

壓強而

開始平衡時有P-S+叫g(shù)=pS

沙子倒完后平衡時，對活塞分析p：S+p'S

整理可得”暄=(p1-p)S

濟Spq；：S4D

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有匕士=」一廣潺戶?上

T.T.

聯(lián)立可得$=注

.—hS?T

外界溫度變?yōu)楣r，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得-4

T.T

根據(jù)活塞平衡可得p-S+叫g(shù)+普退=p"$

J；"9/T

重新平衡后的氣體體積V='

T-41p

【考點定位】理想氣體狀態(tài)方程

3.【?海南卷】一豎直放置、缸壁光滑且導(dǎo)熱的柱形氣缸內(nèi)盛有一定量的氮氣，被活塞分割成I、II

兩部分；達到平衡時，這兩部分氣體的體積相等，上部氣體的壓強為Pi。，如圖缶）所示。若將氣

缸緩慢倒置，再次達到平衡時，上下兩部分氣體體積之比為3：I,如圖（6）所示。設(shè)外界溫度不變。

已知活塞面積為S重力加速度大小為g求活塞的質(zhì)量。

【答案】上:

5g

【解析】

試題分析：設(shè)活塞的質(zhì)量為m，氣缸倒置前下部氣體的壓強為巴:，倒置后上下氣體的壓強分別為人和2，

由力的平衡條件有

Mg

P：:=Pi;+—

y.=?、H----

1*S

倒置過程中，兩部分氣體均經(jīng)歷等溫過工，設(shè)氣體仗?.、/%只為二，由玻意耳定律得

聯(lián)立以上各式得

5g

考點：理想氣體狀態(tài)方程

4.【?上海卷】(10分)如圖，一端封閉、粗細均勻的〃形玻璃管開口向上豎直放置，管店用水銀將

一段氣體封閉在管中。當溫度為280K時，被封閉的氣柱長￡=22cm,兩邊水銀柱高度差/尸16cm,大氣

壓強p()=76cmHg。

(1)為使左端水銀面下降3cir,封閉氣體溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>

(2)封閉氣體的溫度重新回至J280K后，為使封閉氣柱長度變?yōu)?0cm,需向開口端注入的水銀柱長

度為多少？

【答案】⑴工=3501(2)10cm

【解析】

試題分析：(1)設(shè)玻璃管的橫截面積為S，封閉氣體壓強為？，初始根據(jù)水銀液面受力平衡可分析得

R+=R,可得耳=60c“%r

當左端水銀面下降3G〃，右端液面必然上升、加，則k右漫面高引差變?yōu)锳；:=1-3cm-3cn；=10c^>

此時封閉氣體壓強為建

同樣根據(jù)液面平衡可分析得￡+10刖的=2>可程A=66m'g

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程至二'''一,代入溫度7-KUk,可得工=350k

(2)設(shè)此時封閉氣體壓強為月，封閉氣體的七度=根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得

PLSEZ'S4M司/日

—L——=----計算可歸P--66s:Hg

[4^

此時作用液面高度差,；:=P._R=10c^

左端液面上升==L一L'=：c愕,右端上升工:=；:+x--工=Sew,所以開口端注入水銀的長度為

M+x、=10G，：

考點：理想氣體狀態(tài)方程

5.【?新課標全國卷H】如圖所示，兩氣缸力9粗細均勻，等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的

細管連通；力的直徑為8的2倍，力上端封閉，6上端與大氣連通；兩氣缸除4頂部導(dǎo)熱外，其余部

分均絕熱。兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、〃活塞下方充有氮氣，活塞a上方充有氧

氣；當大氣壓為R,外界和氣缸內(nèi)氣體溫度均為7C且平衡時，活塞a離氣缸頂?shù)木嚯x是氣缸高度的

；活塞.在氣缸的正中央。

■I

(i)現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當活塞〃升至頂部時，求氮氣的溫度；

(ii)繼續(xù)緩慢加熱，使活塞。上升，當活塞。上升的距離是氣缸高度的々時，求氧氣的壓強。

16

【答案】(i)32C>K(ii)+P,

【解析】

試題分析：(i)活塞!?升至頂部的過程中，活塞廣7動，活屋而下方的氮氣經(jīng)歷等壓過程，設(shè)氣缸工的

容積為二，氮氣初始狀態(tài)的體積為：'：，溫度為二，末二體積r-溫度為二，按題意，氣缸m的容積為二4,

；11\

由題給數(shù)據(jù)及蓋呂薩克定律有：V.=-V——-①

1\=二rC——②

-4、4

r.廠,

3

由①②③式及所給的數(shù)據(jù)可得:r=320K?

(ii)活塞與升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞1開始向上移動，直至活塞上升的距離是氣缸高度的

116時，活塞。上方的氮氣經(jīng)歷等溫過程，設(shè)氮氣初始狀態(tài)的體積為匚，壓強為p：；末態(tài)體積為廣”壓

強為后，由所給數(shù)據(jù)及玻意耳定律可得

,，L，

i.=-iC,p.=—V.⑤

16v

p-V-=p、K⑥

4

由⑤⑥式可得：P：=-P：⑦

【考點定位】蓋呂薩克定律；裝意耳定律.

【知識拓展】此題考查蓋-呂薩克定律及玻意耳定律的應(yīng)用問題；關(guān)鍵是選擇好研究對象及研究對象

的兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量。

6.【?山東卷】一種水下重物打撈方法的工作原理如圖所示。將一質(zhì)量M=3xl()38g、體積

%=0.5〃尸的重物捆綁在開口朝下的浮筒上。向浮筒內(nèi)沖入一定質(zhì)量的氣體，開始時筒內(nèi)液面到水

面的距離％=40〃?，筒內(nèi)氣體體積V；=163。在拉力作用下浮筒緩慢上升，當筒內(nèi)液面的距離為久時,

拉力減為零，此時氣體體積為匕，隨后浮筒和重物自動上浮。求匕和心。

已知大氣壓強/=lxio5g,水的密度夕=1x103必/加3,重力加速度的大小g=10/"http://。不計水

溫變化，筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略。

3

【答案】K=2.5W;；i:=10w

【解析】

試題分析：當F=0時，由平衡條件得

延=&￡(【：+匕)①

代入數(shù)據(jù)得

匕=2.5nf②

設(shè)筒內(nèi)氣體初、末態(tài)的壓強分別為E▲、R,,由題巧得

￡=?:+pg\③

P：=P.-pgh2J

此過程中，筒內(nèi)氣體溫度和匕強不變，叫寂意耳定外得

￡二=可；

聯(lián)立②③④⑤式，代人數(shù)據(jù)得

運=io???@

【考點定位】玻意耳定律

7.【?上海卷】(5分)在"用DIS研究在溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系”實驗中,

某同學(xué)將注射器活塞置于刻度為10m/處，然后將注射器鏈接壓強傳感器并開始實驗，氣體體積/每

增加Im/測一次壓強P,最后得到。和『的乘積逐漸增大。

圖J圖vb)

(1)由此判斷，該同學(xué)的實驗結(jié)果可能為圖_______

(2)(單選題)圖線彎曲的可能原因是在實驗過程中

(A)注射器中有異物

(B)連接軟管中存在氣體

(C)注射器內(nèi)氣體溫度升高

(D)注射器內(nèi)氣體溫度降低

【答案】(1)a(2)C

【解析】

試題分析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有學(xué)=與，由于溫度不變，所以有歹:.二小打，即壓強與體積成

反比，vxl,所以圖Q)符合實嗡結(jié)目。觀察圖%.〈友現(xiàn)隨體積噌大，圖像不再是直線，而是斜率

p

即｝=空在增大，所以原因可能是溫度升選項C?對.

考點：理想氣體狀態(tài)方程

8.【?江蘇卷】一種海浪發(fā)電機的氣室如圖所示。工作時，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣

的壓強，從而驅(qū)動進氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉。氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程，推

動出氣口處的裝置發(fā)電。氣室中的空氣可視為理想氣體。

(1)下列對理想氣體的理解，正確的有0

A.理想氣體實際上并不存在，只是一種理想模型

B.只要氣體壓強不是很高就可視為理想氣體

C.一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān)

D.在任何溫度、任何壓強下，理想氣體都遵循氣體實驗定律

【答案】AD

【解析】

試題分析：理想氣體是指在任何溫度、玉強下讓遵守氣體實驗定律的氣體，是為了研究方便而引入的

不計本身大小、分子間除碰撞外不計相互件不力，無分7八；4、分子間碰撞為彈性碰撞的理想模型，故選

項R、D正確；實際氣體溫度不太低、壓強不二可視為理相二津，故選項3錯誤；由于理想氣體不計

分子勢能，因此其內(nèi)阻只與溫度自關(guān)，故選RC錯誤.

【考點定位】本題主要考查了時理想氣體的理解問題，屬于中檔偏低題.

（2）壓縮過程中，兩個閥門均關(guān)閉。若此過程中，氣室中為氣體與外界無熱量交換，內(nèi)能增加了

3.4X10工則該氣體的分子平均動能（選填"增大”、“減小”或“不變”），活塞對該氣體

所做的功（選填“大于"、“小于”或“等于”）3.4X101

【答案】增大，等于

【解析】

試題分析：由于壓縮過程中氣體與外界無，量交換，胃；心能噌加，因此溫度升高，氣體的分子平均動能

噌大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知；丁=，匚

【考點定位】本題主要考查了時分子為理論、熱力學(xué)第一聲律的理解與應(yīng)用問題，屬于中檔偏低題.

（3）上述過程中，氣體剛被壓縮時的溫度為27℃,體積為D.224nA壓強為1個標準大氣壓。已知

1m。/氣體在1個標準大氣壓、0℃時的體積為22.4Z,阿伏加德羅常數(shù)此=6.02X10、。/.0計算此

時氣室中氣體的分子數(shù),（計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

【答案】心5X10”（或心￡X10”）

【解析】

試題分析：設(shè)氣體在標準狀況下的體積為兒上述過程為等壓過程，有：J=J

氣體物質(zhì)的量為：〃二番

分子數(shù)為：N=M

聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)解得：心與白N=5X10”（或6X10”）

【考點定位】本題主要考查了有關(guān)阿伏伽德羅常數(shù)的計算問題，屬于中檔偏低題。

?-----------------------2013年高考真題----------------

1.【?新課標全國卷I】（9分）如圖，兩個側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同氣缸直立放置，氣

缸底部和頂部均有細管連通，頂部的細管帶有閥門K.兩氣缸的容積均為電氣缸中各有一個絕熱活

塞（質(zhì)量不同，厚度可忽略）.開始時K關(guān)閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體（可視為理想氣體），

壓強分別為R和半；左活塞在氣缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為與?，F(xiàn)使氣缸底與

一恒溫?zé)嵩唇佑|，平衡后左活塞升至氣缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后打開K,經(jīng)過一段時間，

重新達到平衡.已知外界溫度為幾不計活塞與氣缸壁間的摩擦.求：

(i)恒溫?zé)嵩吹臏囟?,；

(ii)重新達到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積匕

【答案】T=-T-，U=-V.

A,***

【解析】

試題分析：(i)與恒溫?zé)嵩唇佑|后，在工未打開時，右活飛不動，兩活塞下方的氣體經(jīng)歷等壓過程，由

蓋呂薩克定律得

由此得T=.T：②

(ii)由初始狀態(tài)的力學(xué)平衡條件可知，左活塞的質(zhì)量比右活塞的大.打開工后，左活塞下降至某一位置,

右活塞必須升至氣缸頂，才能滿足力學(xué)平衡條件.

氣缸頂部與外界接觸，底部與恒溫?zé)嵩唇佑|，兩部分氣體各自經(jīng)歷等溫過程，設(shè)左活塞上方氣體壓強為0

由玻意耳定律得

廣建窕

r

3+必)=企?、④

聯(lián)立③④式得6:3-：：::.一：三=:

其解為\二=3。⑤

一

另一解：:=-9”不合題意，舍去.

【考點】氣體實瞼定律

2.【?浙江卷】一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)月經(jīng)狀態(tài)夕、C、〃再回到狀態(tài)4其體積］，與溫度

7的關(guān)系如圖所示.圖中〃、打和7〃為已知量.

（1）從狀態(tài)力到民氣體經(jīng)歷的是________過程（填“等溫,”等容”或“等壓”）;

（2）從月到。的過程中，氣體的內(nèi)能________（填“增大”“減小"或"不變”）；

（3）從。到〃的過程中，氣體對外________（填.做正功一做負功”或.‘不做功”），同時

（填"吸熱”或“放熱”）；

（4）氣體在狀態(tài)〃時的體積%=.

【答案】⑴等容仁）不變（3）做負，放熱々與1

【解析】

試題分析：（1）從圖像可知，從上到3過程為等容過程

（2）從3到。過程，溫度不變，理想氣體的內(nèi)的一三，

（3）從。到。過程，體積減小，外界對氣”.做正功；溫度降低，內(nèi)能誠小；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體

放熱.

（4）從〃到力過程是等壓變化，有藍二藍，所以力二畢.

【考點】氣體實驗定律，熱力學(xué)定律

3.【?新課標全國卷II】（10分）如圖，一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置.玻璃管的下

部封有長h=25.0cm的空氣柱,中間有一段長h=25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長度h=40.0cm.

已知大氣壓強為6=75.0cmHg.現(xiàn)將一活塞（圖中未畫出）從玻璃管開口處緩慢往下推，使管下部空

氣柱長度變?yōu)閺S戶20.0cm.假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離.

[T

I.

【答案】15cm

【解析】

試題分析以wmHg為壓強單位.工活塞下金前，玻璃KF郃空氣柱的壓強為二①

設(shè)活塞下推后，下部空氣柱的壓弼，/：，由女點耳定%得p上=p』②

設(shè)活塞下推距離為X,則此時玻璃管上部空片七的長度比二=上+上一；：一\：③

設(shè)此時玻璃管上部空氣柱的壓強為p：，則

尸尸尸:一上④

由玻意耳定律得

由①至⑤式及題給數(shù)據(jù)解得

A：;=15.0cm⑥

【考點】氣體實驗定律

4.【?重慶卷】（6分）汽車未裝載貨物時，某個輪胎內(nèi)氣體的體積為％,壓強為A；裝載貨物后，

該輪胎內(nèi)氣體的壓強增加了若輪胎內(nèi)氣體視為理想氣體，其質(zhì)量、溫度在裝載貨物前后均不變，

求裝載貨物前后此輪胎內(nèi)氣體體積的變化量.

【答案】AV=-eh

Po+A〃

【解析】

試題分析：本題考查理想氣體的狀態(tài)方程由于輪巴內(nèi)氣體導(dǎo),5量、溫度均不變的理想氣體，由玻意耳定

律有：P：r；=（p：+Y）（二+）「），所以什枳改變普.、--:

以+￥

【考點】玻意耳定律

5.【?江蘇卷】（2）該循環(huán)過程中，內(nèi)能減小的過程是______（選填

或“〃一#）.若氣體在1過程中吸收63kJ的熱量，在d〃過程中放出38kJ的熱量，則氣體完

成一次循環(huán)對外做的功為_____kJ.

B

DC

V

【答案】(2)3-C25

【解析】

試題分析：分析可知，3—2過程內(nèi)能減，卜，C—D過秤二注酒加.整個循環(huán)過程中，AL=：j,由熱力學(xué)第

一定律、二=丁+2，則丁=)丁一。=3—(6--J.己)=一”」，故對外做的功為工kJ.

【考點】熱力學(xué)定律

?------------------------------2012年高考真題--------------------?

1.【上?！?12分)如圖，長￡=100cm,粗細均勻的玻璃管一端封閉。水平放置時，長〃=50cm的

空氣柱被水銀柱封住，水銀柱長方=30cm。將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向下和豎直位置，然后豎直插入

水銀槽，插入后有(力=15cm的水銀柱進入玻璃管。設(shè)整個過程中溫度始終保持不變，大氣壓強R=

75cmHgo求：

(1)插入水銀槽后管內(nèi)氣體的壓強0；

(2)管口距水銀槽液面的距離〃。

【答案】(1)62.5cmHg(2)27.5cm

【解析】

試題分析：(1)設(shè)當轉(zhuǎn)到豎直位置時，水銀恰好未流出，由玻意耳定律〃=a￡//=53.6cmHg,由于〃

+(gA=83.6cmHg,大于從水儂必有流出，設(shè)管內(nèi)此時水銀柱長為乂由玻意耳定律nSZ<k(A

-(g。)S(￡-x),解得x=25cm,設(shè)插入槽內(nèi)后管內(nèi)柱長為,￡'=L-(x+⑺=60cm,插

入后壓強夕二R乙〃'=62.5cirHg,

(2)設(shè)管內(nèi)外水銀面高度差為力'，力'=75-62.5=12.5cm,管口距槽內(nèi)水銀面距離距離5=1-￡'

一力'=27.5cm,

【考點】理想氣體狀態(tài)方程

2.【新課標】(9分?)如圖，由〃形管和細管連接的玻璃泡4￡和C浸泡在溫度均為0°C的水槽中，

8的容積是力的3倍。閥門S將力和6兩部分隔開。力內(nèi)為真空，〃和C內(nèi)都充有氣體?！ㄐ喂軆?nèi)左邊

水銀柱比右邊的低60nlin。打開閥門S,整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，V形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)〃形管

和細管中的氣體體積遠小于玻璃泡的容積。

s

（i）求玻璃泡C中氣體的壓強（以mmHg為單位）

（ii）將右側(cè)水槽的水從0°C加熱到一定溫度時，4形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm,求加熱后

右側(cè)水槽的水溫。

【答案】(1)180即7汨g(2)T'=364K

【解析】（：）在打開閥門5?前，兩水槽水溫均為三=1：三。設(shè)珅F泡3中氣體的壓強為p.,體積為：*玻

璃泡。中氣體的壓強為p：.依題意有p：=Q-與①

式中打開閥門5后，兩才,漕水溫仍為三設(shè)玻璃泡3中氣體的壓強為「岳

依題意，有P,i^p：②

玻璃泡上和3中氣體的體積為二=二「；'

根據(jù)玻意耳定律得p,④

聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得網(wǎng)「聲母二⑤

（ii）當右側(cè)水槽的水溫加熱至7'時，〃形管左右水銀柱高度差為八2玻璃泡C中氣體的壓強為

Pe'二P卡卜網(wǎng)

9

玻璃泡。的氣體體積不變，根據(jù)查理定理得華=與⑦

聯(lián)立②⑤⑥⑦式，并代入題給數(shù)據(jù)得了'=364K

【考點】氣體實驗定律

3.［山東］如圖所示，粗細均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的。.型管豎直放置，右端與大氣相通,

左端封閉氣柱長/=20cm（可視為理想氣體），兩管中水銀面等高。先將右端與一低壓艙（未畫出）

接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面人=10,〃（環(huán)境溫度不變，大氣壓強Po=75c〃2Hg）

?求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強（用“cmHg”做單位）

②此過程中左管內(nèi)的氣體對外界

（填“做正功”“做負功”“不做功，，），氣體將

（填"吸熱"或放熱“）。

【答案】正功吸熱

【解析】

試題分析“設(shè)：理管橫蜥積為5一端與大屋相通時鰭中封閉氣體壓強為氏右端與t氐壓艙接通

后左管中封閉氣體壓強為外，氣柱長度內(nèi)小穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強為“左管中封閉氣體發(fā)生等溫變化,

根據(jù)玻意耳定律得

Ph=

Pi=Po?

P：=P、Pk

U=4S

F：=LS

由幾何關(guān)系得

h=2(Z2—/1)

聯(lián)立??③陋③◎式,代入數(shù)據(jù)得

p=5()cmHg

?做正功；吸熱

【考點】氣體實驗定律

4?【-海南】（8分）如圖，一氣缸水平固定在靜止的小車上「質(zhì)量為

叭面積為S的活塞將一定量

的氣體封閉在氣缸內(nèi)，平衡時活塞與氣缸底相距/,

現(xiàn)讓小車以一較小的水平恒定加速度向右運動

穩(wěn)定時發(fā)現(xiàn)活塞相對于氣缸移動了距離d.已知大氣壓強為%不計氣缸和活塞問的摩擦；且小車運

動時，大氣對活塞的壓強仍可視為整個過程溫度保持不變.求小車加速度的大小.

左

【答案】(1)AC三(2)c=""

-d)

【解析】（1）尸>々時分子力合力為引力?二正功，，子勢能4j、動能噌加；，?=>?:時分子勢能最小，動能

最大；時分子力合力表現(xiàn)為引力，忙貝功，△：勢能增，動能減小，分子動能和勢能之和在變化過程

中保持不變。正確選項為AC3

（2）設(shè)小車加速度大小為4,穩(wěn)定時氣缸內(nèi)氣體的壓強為「，活塞受到氣缸內(nèi)外氣體的壓力分別為

fi=Pl^①

/-=p-S②

由牛頓第二定律得

￡一￡=③

小車靜止時，在平衡情況下，氣缸內(nèi)情況下，氣缸內(nèi)氣體的壓強應(yīng)為P:由玻意耳定律得

IW=d/④

式中v=SL⑤

匕=S（L-d）⑥

聯(lián)立①②③④⑤⑥式得

⑦

m(L-d)

【考點】（1）分子間的相互作用能（2）氣體實驗定律

5【?江蘇】如圖12止2圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)/I經(jīng)等壓過程到狀態(tài)氏此過程中，氣

體壓強中LOXlO'/a,吸收的熱量缶7.0義10%求此過程中氣體內(nèi)能的增量。

304.0

(?!2A-2ra)

【答案】5.0xl0:J

【解析】

VV

試題分析（3）等壓變化上=二對外施勺功丁=??"），根據(jù)熱力學(xué)第一定律」乙.二2-丁，解

得AU=5.OxlO：J.

【考點】考查氣體實嗡定律、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，考查學(xué)生對熱力學(xué)定律的理解.

【兩年模擬】

------------------------2014年名校模擬題-------------------

L【?江西省景德鎮(zhèn)市高三一?！浚?分）如圖所示，一密閉的截面積為S的圓筒形汽缸，高為〃

中間有一薄活塞，用一勁度系數(shù)為4的輕彈簧吊著，活塞重為G與汽缸緊密接觸不導(dǎo)熱，若I、

n氣體是同種氣體，且質(zhì)量、溫度、壓強都相同時，活塞恰好位于汽缸的正中央，設(shè)活塞與汽缸壁間

的摩擦可不計，汽缸內(nèi)初始壓強為Po=L（）X10Na,溫度為Z）,求：

①彈簧原長.

②如果將汽缸倒置，保持汽缸U部分的溫度不變，使汽缸I部分升溫，使得活塞在汽缸內(nèi)的位置不

變，則汽缸I部分氣體的溫度升高多少？

【答案】①旦-￡②衛(wèi)

2kP.s

【解析】

試題分析：（1）以活塞為研究對象，活屋上下氣體的壓力大小等，根據(jù)平衡條件，重力和彈簧的彈力平衡,

即H=G,可求彈簧的伸長工=勺，此時工簧的長度為所以彈簧的原長為三-￡；

k12k

（2）由題意知，若活塞的位置不變，.那么氣價二）￡積就不變，此時活塞受平衡狀態(tài)，對于I部分的

氣體壓強△."=1G故I部分的氣體3=2”匚=二，AP=—,根據(jù)可求、7=不不，所

以汽缸I部分氣體的溫度要升高衛(wèi).

P：s

考點：本題考查理想氣體狀態(tài)方程

2.[?吉林長春市吉大附中高三下期三?！浚?0分）如圖所示，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過絕

熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體?；钊馁|(zhì)量為見橫截面積為S與容器底部相距力，此時封閉

氣體的溫度為7；o現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當氣體吸收熱量。時，氣體溫度上升到&已知大氣

壓強為R,重力加速度為g不計活塞與氣缸的摩擦，求：

①活塞上升的高度；

②加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量。

/TRRRRRR

66

【答案】①兇=笄L[②。一（4s+〃?g）與汽〃

yi7i

【解析】

試題分析：①氣體發(fā)生等壓變化，有「邛（3分）

（h+AJi）ST2

解得=（2分）

7i

②加熱過程中氣體對外做功為W=PSM=（ES+機g）與工〃（3分）

由熱力學(xué)第一定律知內(nèi)能的增加量為

△u=Q_W=0-（^5+（2分）

考點：本題考查理想氣體狀態(tài)方程和氣體做功。

3.【?陜西五校高三三?！浚?分）如圖所示，一圓柱形絕熱容器豎直放置，通過絕熱活塞封閉著攝

氏溫度為右的理想氣體，活塞的質(zhì)量為加，橫截面積為S,與容器底部相距加?，F(xiàn)通過電熱絲給氣體

加熱一段時間，使其溫度上升到(攝氏)3若這段時間內(nèi)氣體吸收的熱量為Q已知大氣壓強為外

重力加速度為g,求：

(1)氣體的壓強。

(2)這段時間內(nèi)活塞上升的距離是多少？

(3)這段時間內(nèi)氣體的內(nèi)能如何變化，變化了多少？

—1.|h'—ti

【答案】⑴尸文fgS(2)⑶aA2—T=2—(RS+*)^^

【解析】

試題分析：《1)活塞受力分析如圖，由二衡條件紇.XRTsS

快5

mg

PoS

（2）設(shè)溫度為:二時活塞與容器底部相距；■-因為氣體即等壓變化.

由蓋一呂薩克定律3=3得：

由此得：力二="專

活塞上升了、；=，?：二一0.=Mu

3）氣體對外做功為T=FS*"】“/堂三々（右5+峪）義三

丁、」_二十「：2-3+t；

mt*—t-

由熱力學(xué)第一定律可知”：=2一7=。一（p：s+；嗎）

一，二IUJ

考點：蓋-呂薩克定律；熱力學(xué)第一定律.

4.【?湖南師大附中高考模擬二】（9分）為了保證車內(nèi)人員的安全，一般小車都裝了安全氣囊，利

用NaN爆炸產(chǎn)生的氣體充入氣囊。當小車發(fā)生一定的碰撞時，NaN.爆炸安全氣囊將自動打開。若

氮氣充入氣囊后的容積為上56J囊中氮氣密度為p-2?5kgm,已知氮氣的摩爾質(zhì)量為

M,=0.028kg/inolo

①試估算氣囊中氮氣的分子數(shù)；

②當溫度為27c時，囊中氮氣的壓強多大？

【答案】3.1x10-；2.2^?

【解析】

試題分析：①氮氣的物質(zhì)的量：--則"L的分子數(shù)：、=4產(chǎn)3.1入11三

②標準狀態(tài)下/；=1公m,-.0=22,41:■?二、

?￡時：I-56Z,7=300K

PVDT-

由理想氣體狀態(tài)方程，――「=，解得?P=22L“，

T.I

考點：本題考查理想氣體的狀態(tài)萬程

5.【?湖北七市（州）高三聯(lián)考】（9分）如圖，一根粗細均勻的細玻璃管開口朝上豎直除止，玻璃

管中有一段長為h=24cm的水銀柱封閉了一段長為%o=23cn的空氣柱，系統(tǒng)初始溫度為3=200K,

外界大氣壓恒定不變?yōu)镽=76cmHg.現(xiàn)將玻璃管開口封閉，將系統(tǒng)溫度升至7=400K,結(jié)果發(fā)現(xiàn)管

中水銀柱上升了2cm,若空氣可以看作理想氣體，試求：

i.升溫后玻璃管內(nèi)封閉的上下兩部分空氣的壓強分別為多少cmllg?

ii.玻璃管總長為多少？

【答案】(1)160cmHg；184:mHg(2)SXm

【解析】

試題分析：：.設(shè)升溫后下部空氣司屋為白晨璃管壁槨盆面積S,對下部氣體有

(p:+tiHg)x:S_p(x:+2cw).S

工=7-

代入數(shù)據(jù)得片IS我mHg

此時上部氣體壓強pz

：：.設(shè)上部氣體最初長度為%對上藝、

p-xS一2G膂is

'7~=T

代入數(shù)據(jù)得X4次m

所以管總長為.v：-；；-.v=S7em

考點：氣體的狀態(tài)方程。

6.【?河南商丘高三三?！恳欢碎_口的極細玻璃管開口朝下豎直立于水銀槽的水銀中，初始狀態(tài)管內(nèi)

外水銀面的高度差為K=62cni,系統(tǒng)溫度27C.因懷疑玻璃管液面上方存在空氣，現(xiàn)從初始狀態(tài)分別

進行兩次試驗如下：①保持系統(tǒng)溫度不變，將玻璃管豎直向上提升2cm(開口仍在水銀槽液面以

下)，結(jié)果液面高度差增加△/=1?；②將系統(tǒng)溫度升到77℃,結(jié)果液面高度差減小△/2=lcm.已知

玻璃管內(nèi)粗細均勻，空氣可看成理想氣體，熱力學(xué)零度可認為為-273℃.求：

①實際大氣壓為多少cmHg?

②初始狀態(tài)玻璃管內(nèi)的空氣柱有多長？

【答案】①?"mH歲②1二

【解析】

試題分析：設(shè)大氣壓強相當于高為n的小銀柱產(chǎn)主壓強，初始空氣柱的長度為工，則由理想氣體狀態(tài)方程,

由第一次試驗的初末狀態(tài)

(H-L).v=(H-::-E)(x+lcm-

由第一次試嗡的初末狀態(tài)

(H-L)X(H-：：+1C??7)(A-+lCr?7)

~—

兩式中二和三分別為3口：：區(qū)和353K,依抿芍式可求得

N=rA-12cm

故實際大氣壓為75cniHg,初始空氣柱-12cm.

考點：理想氣體的狀態(tài)方程.

7.【?河北邯鄲市高三二?！?9分)如圖所示，一密閉容器內(nèi)貯有一定質(zhì)量的氣體，不導(dǎo)熱的光滑

活塞將容器分隔成左右兩部分.，開始時，兩部分氣體的體積、溫度和壓強都相同，均為依15,7i=300K

和Kdl.OxlO5小。將右側(cè)氣體加熱，而左側(cè)仍保持原來溫度，平衡時測得左側(cè)氣體的壓強為

1.5x105小，求：

(i)左側(cè)氣體的體積；

(ii)右側(cè)氣體的溫度。

【答案】(i)V=1OL(ii)芹600K

【解析】

試題分析：i對左側(cè)氣體，由玻意耳定律得

P°v。=pv①

所以左側(cè)氣體體積V=\OL②

五對右側(cè)氣體，體積為『'=2匕-丫=20乙③

壓強與左側(cè)相同，均為2④

由理想氣體狀態(tài)方程，得：

區(qū)及此⑤

T。T

由①解得：尸600K?

評分標準：①④⑤每式2分，②③⑥每式1分

考點：本題考查理想氣體狀態(tài)方程

8.