热学液体和气体-word解析

1、.热学液体和气体一、单项选择题本大题共5小题，1. 如下图，两端开口、内径均匀的玻璃弯管竖直固定，两段水银柱将空气柱B封闭在玻璃管左侧的竖直部分，A侧水银有一部分在程度管中.假设保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，稳定后()A. 右侧水银面高度差h1减小B. 空气柱B的长度不变C. 空气柱B的压强增大D. 左侧水银面高度差h2增大A高考总发动解：A：气体的压强减小，右管与B的水银面的高度差h1就会减小，故A正确，D错误；B：温度保持不变，气体的压强减小，根据玻意耳定律，气体的体积就会增大，长度变大.故B错误；C、根据连通器的原理PB=P0+gh1=P0+gh2，向右管注入少量水银，左侧的压强

2、就增大，左侧的水银就会向左挪动，从而左侧的水银A向上运动，这时左侧水银的高度差h2就会减小.温度保持不变，气体的压强减小，故C错误应选：A使用连通器的原理可以求出B两部分气体的压强；向右管注入少量水银，左侧的压强就增大，左侧的水银就会向左挪动，从而左侧的水银A向上运动，这时左侧水银的高度差h2就会减小.温度保持不变，气体的压强减小.再根据连通器的原理确定h的变化此题考察封闭气体的压强，掌握连通器的原理解题，理解玻意耳定律.注意空气柱的质量一定是解题的前提条件2. 如下图，一端开口一端封闭的长直玻璃管，灌满水银后，开口端向下竖直插入水银槽中，稳定后管内外水银面高度差为h，水银柱上端真空部分长度为

3、L.现将玻璃管竖直向上提一小段，且开口端仍在水银槽液面下方，那么()A. h变大，L变大B. h变小，L变大C. h不变，L变大D. h变大，L不变C高考总发动解：因为实验中，玻璃管内封闭了一段空气，因此，大气压=玻璃管中水银柱产生的压强，大气压不变的情况下，向上提起一段间隔 ，管口未分开水银面，水银柱的高度差h不变，产生压强始终等于大气压，管内封闭水银柱长度不变，真空部分长度变大，故A错误，B错误，D错误，C正确；应选：C在本实验中，玻璃管内水银柱的高度h主要受内外压强差的影响，管内封闭部分为真空无压强，大气压不变，水银柱产生的压强等于大气压，故高度不变在此题的分析中，一定要抓住关键，就是大

4、气压的大小与管内水银柱压强相等.明确管内上方是真空而不是气体，是此题最易出错之处3. 如下图，粗细均匀U形管中装有水银，左端封闭有一段空气柱，原来两管水银面相平，将开关K翻开后，放掉些水银，再关闭K，重新平衡后假设右端水银下降h，那么左管水银面()A. 不下降B. 下降hC. 下降高度小于hD. 下降高度大于hC高考总发动解：原来左右两边的水银等高，说明左边的气体的压强和大气压相等，当放掉一部分水银之后，左边气体的体积变大，压强减小，右边压强为大气压强，右边的水银下降h，左边的必定要小于h，所以C正确应选C对于左边的气体温度不变，体积变大，压强压减小，根据压强平衡来分析下降的高度大小根据两边的

5、压强相等，分析封闭气体的压强变化即可，难度不大4. 如下图，一端开口、另一端封闭的玻璃管内用水银柱封闭一定质量的气体，保持温度不变，把管子以封闭端为圆心，从开口向上的竖直位置逆时针缓慢转到程度位置的过程中，可用来说明气体状态变化的p-V图象是()A. B. C. D. C高考总发动解：开口向上的竖直位置的压强：P1=P0+gh 程度位置时的气体的压强：P2=P0 可知随转到程度位置的过程中，气体的压强减小，体积增大.故图象D能正确反映气体的状态的变化.故A错误；B错误；D错误；C正确；应选：C先表达出初状态和末状态气体的压强，然后根据玻意耳定律列式求解此题考察气体的体积随压强的变化的关系，根据

6、玻意耳定律解答或直接由等温变化的P-V图解答5. 一定质量的理想气体经历三个状态ABC的变化过程，p-V图象如下图，BC是双曲线，那么气体内能减小的过程是()A. ABB. BCC. AB 和BC都是D. AB 和BC都不是A高考总发动解：A到B的过程中是等压变化，体积减小，根据PVT=C，知温度减小，理想气体的内能与温度有关，温度降低，内能减小.所以A到B内能减小.B到C过程是等温变化，内能不变.故A正确，B、C、D错误应选A理想气体内能与温度有关，A到B的过程是等压变化，体积减小，那么温度减小.B到C的过程中温度不变解决此题的关键知道理想气体的内能与温度有关，温度越高，

7、内能越大二、多项选择题本大题共4小题，6. 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bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a.以下说法正确的选项是()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bc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ABD高考总发动解：A、从a到b等容升压，根据pVT=C可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，那么内能增加，故A正确；B、在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故B正确；C、在过程ab中气体体积不变

8、，根据W=pV可知，气体对外界做功为零，故C错误；D、在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，那么内能不变；根据热力学第一定律U=W+Q可知，气体从外界吸收热量，故D正确；E、在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，根据pVT=C可知温度降低，那么内能减小，根据热力学第一定律可知气体一定放出热量，故E错误。应选：ABD。一定质量的理想气体内能取决于温度，根据图线分析气体状态变化情况，根据W=pV判断做功情况，根据内能变化结合热力学第一定律分析吸收或发出热量此题主要是考察了理想气体的状态方程和热力学第一定律的知识，要可以根据热力学第一定律判断气体内能的变化与哪

9、些因素有关(功和热量)；热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义；U为正表示内能变大，Q为正表示物体吸热；W为正表示外界对物体做功7. 如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸.待气体到达稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.以下说法正确的选项是()A. 气体自发扩散前后内能一样B. 气体在被压缩的过程中内能增大C. 在自发扩散过程中，气体对外界做功D. 气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E. 气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变ABD高考总发动解：AC、抽开隔板时

10、，气体体积变大，但是右方是真空，又没有热传递，那么根据U=Q+W可知，气体的内能不变，A正确，C错误；BD、气体被压缩的过程中，外界对气体做功，根据U=Q+W可知，气体内能增大，BD正确；E、气体被压缩时，外界做功，内能增大，气体分子平均动能是变化的，E错误应选：ABD抽开隔板时，气体自发的扩散，不会对外做功；活塞对气体推压，那么活塞对气体做功此题考察了气体内能和理想气体的三个变化过程，掌握内能的方程和理想气体方程才能使这样的题目变得容易8. 一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V-T图象如下图.以下说法正确的有()A. AB的过程中，气体对外界做功B. AB的过程中，气体放出

11、热量C. BC的过程中，气体压强不变D. ABC的过程中，气体内能增加BC高考总发动解：A、AB的过程中，温度不变，体积减小，可知外界对气体做功，故A错误。B、AB的过程中，温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律U=W+Q知，W为正，那么Q为负，即气体放出热量，故B正确。C、因为V-T图线中，BC段的图线是过原点的倾斜直线，那么程BC的过程中，压强不变，故C正确。D、A到B的过程中，温度不变，内能不变，B到C的过程中，温度降低，内能减小，那么ABC的过程中，气体内能减小，故D错误。应选：BC。根据气体体积的变化判断气体对外界做功还是外界对气体做功，根据温度的变化判断气

12、体内能的变化，结合热力学第一定律得出气体是吸热还是放热解决此题的关键知道理想气体的内能由温度决定，掌握热力学第一定律以及理想气体状态方程，并能灵敏运用9. 一定量的理想气体从状态a开场，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其P-T图象如下图，其中对角线ac的延长线过原点O.以下判断正确的选项是()A. 气体在a、c两状态的体积相等B. 气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C. 在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D. 在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E. 在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功ABE高考总发动解：A

13、、根据气体状态方程pVT=C，得p=CTV，p-T图象的斜率k=CV，a、c两点在同一直线上，即a、c两点是同一等容线上的两点，体积相等，故A正确；B、理想气体在状态a的温度大于状态c的温度，理想气体的内能只与温度有关，温度高，内能大，故气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能，故B正确；C、在过程cd中温度不变，内能不变U=0，等温变化压强与体积成反比，压强大体积小，从c到d体积减小，外界对气体做正功W>0，根据热力学第一定律U=W+Q，所以W=|Q|，所以在过程cd中气体向外界放出的热量等于外界对气体做的功，故C错误；D、在过程da中，等压变化，温度升高，内能增大U>0，体积

14、变大，外界对气体做负功即W<0，根据热力学第一定律U=W+Q，Q>|W|，所以在过程da中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，故D错误；E、在过程bc中，等压变化，温度降低，内能减小U<0，体积减小，外界对气体做功，根据pVT=C，即pV=CT，Wbc=pVbc=CTbcda过程中，气体对外界做功|Wda|=|p'Vda|=|CTda|，因为|Tbc|=|Tda|，所以|Wbc|=|Wda|，在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功，故E正确应选：ABE根据气态方程pVT=C，结合p-T图象上点与原点连线的斜率等于CV，分析体积的变化，判断做

15、功情况，由热力学第一定律进展分析解决气体问题，关键要掌握气态方程和热力学第一定律，知道温度的意义：一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度是分子平均动能的标志三、填空题本大题共1小题，共4.0分10. 如下图，一定质量的理想气体从状态A开场分别经过等温膨胀和等压膨胀到一样体积，那么等温膨胀过程中气体对外做功_(选填“大于、“等于或“小于)等压膨胀过程中气体对外做功；等温膨胀过程中气体从外界吸收的热量_(选填“大于、“等于或“小于)等压膨胀过程中气体从外界吸收的热量小于；小于高考总发动解：由p=V图线所包围的面积的物理意义是气体对外做的功，等温膨胀包围的面积小，所以等温膨胀过程中气体对外做的功

16、W1小于等压过程中气体对外所做的功W2；根据热力学第一定律，等温过程U1=W1+Q1 等压过程U2=W2+Q2 等温过程中U1=0  吸收的热量Q1=-W1，即吸收的热量全部用于对外做功等压过程中，体积增加，温度升高，内能增加U2>0，Q2=-W2+U2，吸收的热量用于对外做功和增加内能所以Q1<Q2，即等温膨胀过程中气体从外界吸收的热量小于等压膨胀过程中气体从外界吸收的热量故答案为：小于，小于根据p-V图象与坐标轴包围的面积比较对外所做的功，根据热力学第一定律比较等温膨胀与等压膨胀过程中吸收的热量对于气体，往往是气态方程和热力学第一定律的综合应用，关

17、键要根据p-V图象的面积比较对外做，运用热力学第一定律分析热传递情况四、实验题探究题本大题共2小题，11. (1)如图1所示，在斯特林循环的p-V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成BC的过程中，单位体积中的气体分子数目_ (选填“增大、“减小或“不变)，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，那么状态A对应的是_ (选填“或“)(2)如图1所示，在AB和DA的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J.在BC和CD的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J.求气体完成一次循环对外界所做的功不变；高考总发

18、动解：(1)由图可知，图线BC与纵坐标平行，表示气体的体积不变，所以BC的过程中，单位体积中的气体分子数目不变；根据理想气体的状态方程：PVT=C可知，气体的温度越高，压强与体积的乘积PV值越大，所以由图可知TD>TA；气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；温度高，最可几速率向速度较大的方向挪动；故T1<T2；因此状态A对应的是(2)在气体完成一次循环后的内能与开场时是相等的，所以内能不变，即U=0；由图可知，AB和DA的过程中，气体放出的热量分别为4J和30J.在BC和CD的过程中气体吸收的热量分别为20J和12J，那么吸收的热量Q=QAB+QBC+QCD+QDA=-4+2

19、0+12-20=8J由热力学第一定律得：U=Q+W，所以W=-8J所以气体完成一次循环对外做功是8J故答案为：(1)；(2)气体对外做功是8J(1)气体的内能只与温度有关，根据热力学第一定律有U=W+Q判断气体吸热还是发热；根据图象利用理想气体状态方程对每一个过程进展分析即可温度是分子热运动平均动能的标志；气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；即大多数的分子的速率是比较接近的，但不是说速率大的和速率小的就没有了，也是同时存在的，但是分子的个数要少很多；(2)根据热力学第一定律即可求出气体对外做功是多少该题是图象问题，解题的关键从图象判断气体变化过程，利用理想气体状态方程，然后结合热力学第

20、一定律进展分析判断即可解决12. 在“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体的压强与体积关系的实验中，实验装置如图甲所示，根据实验得到多组数据，画出p-V图象，形似双曲线；再经处理，又画出V-l/p图象，得到如图乙所示图线。(1)通过实验得到的结论是_；(2)实验过程为保持封闭气体温度不变，应采取的主要措施是_；(3)如实验操作标准正确，图乙中V-1p图线没过原点的主要原因可能是_。在温度不变时，一定质量气体的压强与体积成反比；挪动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分；测体积时没计注射器与压强传感器连接部位的气体体积高考总发动解：(1)在温度不变时，一定质量气体的压强与体积成反比。(2)

21、挪动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分。(3)测体积时没计注射器与压强传感器连接部位的气体体积。故答案为：(1)在温度不变时，一定质量气体的压强与体积成反比(2)挪动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分(3)测体积时没计注射器与压强传感器连接部位的气体体积可以运用控制变量法研究两个物理量变化时的关系；注意实验中的操作步骤和一些本卷须知。此题属于一道中档题，考察理想气体的状态方程，解决此题的关键是正确理解气体的等温变化。五、计算题本大题共4小题，13. 一氧气瓶的容积为0.08m3，开场时瓶中氧气的压强为20个大气压.某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36m3.当氧气瓶中的压强降

22、低到2个大气压时，需重新充气.假设氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天解：方法一：设氧气开场时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2根据玻意耳定律得p1V1=p2V2重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3=V2-V1设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，那么有p2V3=p0V0设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为V，那么氧气可用的天数为N=V0V联立式，并代入数据得N=4天方法二：根据玻意耳定律p1V1=Np2V2+p3V1，有20×0.08=N×1×0.36+2×0.08解得

23、：N=4答：这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用4天高考总发动根据玻意耳定律列式，将用去的氧气转化为1个大气压下的体积，再除以每天消耗1个大气压的氧气体积量，即得天数要学会将储气筒中的气体状态进展转化，根据玻意耳定律列方程求解，两边单位一样可以约掉，压强可以用大气压作单位14. 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K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略).初始时，三个阀门均翻开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强到达大气压p0的3倍后关闭K1.室温为27，汽缸导热(i)翻开K2

24、，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(ii)接着翻开K3，求稳定时活塞的位置；(iii)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解：(i)翻开K2之前，A缸内气体pA=3p0，B缸内气体pB=p0，体积均为V，温度均为T=(273+27)K=300K，翻开K2后，B缸内气体(活塞上方)等温压缩，压缩后体积为V1，A缸内气体(活塞下方)等温膨胀，膨胀后体积为2V-V1，活塞上下方压强相等均为p1，那么：对A缸内(活塞下方)气体：3p0V=p1(2V-V1)，对B缸内(活塞上方)气体：p0V=p1V1，联立以上两式得：p1=2p0，V1=12V；即稳定时活塞上方体积为12V，

25、压强为2p0；()翻开K2，活塞上方与大气相连通，压强变为p0，那么活塞下方气体等温膨胀，假设活塞下方气体压强可降为p0，那么降为p0时活塞下方气体体积为V2，那么3p0V=p0V2，得V2=3V>2V，即活塞下方气体压强不会降至p0，此时活塞将处于B气缸顶端，缸内气压为p2，3p0V=p2×2V，得p2=32p0，即稳定时活塞位于气缸最顶端；()缓慢加热汽缸内气体使其温度升高，等容升温过程，升温后温度为T3=(300+20)K=320K，由p2T=p3T3得：p3=1.6p0，即此时活塞下方压强为1.6p0答：(i)翻开K2，稳定时活塞上方气体的体积为12V，压强为2p0；(

26、ii)翻开K3，稳定时位于气缸最顶端；(iii)缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20，此时活塞下方气体的压强为1.6p0高考总发动(i)分析翻开K2之前和翻开K2后，A、B缸内气体的压强、体积和温度，根据理想气体的状态方程列方程求解；()翻开K2，分析活塞下方气体压强会不会降至p0，确定活塞所处位置；()缓慢加热汽缸内气体使其温度升高，等容升温过程，由p2T=p3T3求解此时活塞下方气体的压强此题主要是考察了理想气体的状态方程；解答此类问题的方法是：找出不同状态下的三个状态参量，分析理想气体发生的是何种变化，利用理想气体的状态方程列方程求解；此题要能用静力学观点分析各处压强的关系，要注意研究过程

27、中哪些量不变，哪些量变化，选择适宜的气体实验定律解决问题15. 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下图.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挪动的间隔 .玻璃管的横截面积处处一样；在活塞向下挪动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0=75.0cmHg.环境温度不变解：设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2=p0，长度为l2.该活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1'，长度为l1'.；左管中空气柱的压强为p2'，长度为l2'.以cmHg为压强单位.由题给条件得：p1=p0+(20.00-5.00)cmHgl1'=(20.0-