山师附中2022届新高考物理一轮专题复习-专题12热学

山东省2022届高考物理一轮复习专题训练—专题12热学一．选择题（共19小题）1．（2021•烟台三模）下列说法正确的是（）A．分子间距离减小时，分子势能可能增加 B．物体升温时，其每个分子热运动的动能均增加 C．相同质量的0℃的冰的分子势能与0℃水的分子势能相等 D．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大2．（2021•烟台模拟）人类不但掌握了精准测温控温的方法，还可以人工产生高热和深冷，在高热和深冷的“世界”里不断发现新的科学奇迹。下列关于热力学定律的说法正确的是（）A．外界对物体做功，物体的内能必定增加 B．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 C．所有符合能量守恒定律的宏观过程都能自发的进行 D．可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其他影响3．（2021•章丘区模拟）如下图所示，一圆柱形气缸直立在水平地面上，内有质量不计的可上下移动的活塞，在距缸底高为2H0的缸口处有固定的卡环；使活塞不会从气缸中顶出，气缸壁和活塞都是不导热的，它们之间没有摩擦.活塞下方距缸底高为H0处还有一固定的可导热的隔板，将容器分为A、B两部分，A、B中各封闭同种的理想气体，开始时A、B中气体的温度均为27℃，压强等于外界大气压强p0，活塞距气缸底的高度为1.6H0，现通过B中的电热丝缓慢加热，则下列说法正确的是（）A．当B中气体的压强为1.5p0时，活塞距缸底的高度是2H0 B．当B中气体的压强为1.5p0时，活塞距缸底的高度是0.9H0 C．当A中气体的压强为1.2p0时，B中气体的温度是600K D．当A中气体的压强为1.2p0时，B中气体的温度是450K4．（2021•潍坊三模）如图所示，圆柱形汽缸开口向上，活塞和汽缸中间的固定隔板将汽缸分为两个气室，分别密封等质量的同种气体甲、乙，汽缸、活塞绝热，隔板导热良好，活塞与汽缸壁间无摩擦，活塞处于静止状态，两气柱长度相等。现将一重物放在活塞上，大气压强保持不变，内部气体可视为理想气体，则（）A．活塞达到新的平衡过程中，甲气体吸热 B．活塞达到新的平衡过程中，甲内能减小 C．活塞达到新的平衡后，甲内能比乙小 D．活塞达到新的平衡后，甲的压强比乙大5．（2021•潍坊模拟）如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C→A的状态变化过程，则下列说法正确的是（）A．A→B过程中，气体分子间距减小 B．A→B过程中，气体内能增加 C．B→C过程中，气体压强减小 D．C→A过程中，外界对气体做正功6．（2021•济南三模）泉城济南，以泉闻名。小张同学在济南七十二名泉之一的珍珠泉游览时，发现清澈幽深的泉池底部，不断有气泡生成，上升至水面破裂。气泡在泉水中上升过程中，以下判断正确的是（）A．气泡对泉水做正功，气泡吸收热量 B．气泡对泉水做正功，气泡放出热量 C．泉水对气泡做正功，气泡吸收热量 D．泉水对气泡做正功，气泡放出热量7．（2021•山东模拟）卡诺循环是能体现热机工作时气缸内气体状态循环变化基本特性的理想循环，其循环过程如图所示。卡诺循环包含1、3两个等温过程和2、4两个绝热过程。气缸内气体可看作理想气体，关于卡诺循环，下列说法正确的是（）A．过程1气体放热 B．过程2气体温度升高 C．过程3气体对外界做功 D．经a→b→c→d→a完整循环过程时气体对外界做的功大于外界对气体做的功8．（2021•市中区校级二模）一定质量理想气体的状态变化如图所示，dabc为圆弧，cd为半径相同的圆弧。气体从状态a沿经状态b、c、d，最终回到状态a，则（）A．从状态a到状态b是等温膨胀过程 B．从状态a到状态c，气体放出热量，内能增大 C．处于状态c时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态a少 D．从状态a经b、c、d回到状态a，气体吸收热量9．（2021•淄博二模）负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，以下说法正确的是（）A．负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能 B．外界气体进入负压病房后体积会缩小 C．负压病房内单位体积气体分子数小于外界环境中单位体积气体分子数 D．相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力10．（2021•山东二模）中国最早的农学论文《吕氏春秋•任地》论述到：“人耨必以旱，使地肥而土缓”。农谚“锄板底下有水”、“锄头自有三寸泽”。这都是对松土保墒功能的生动总结。关于农业生产中的松土保墒环节蕴含的科学原理，下列说法正确的是（）A．松土是把地面的土壤锄松，目的是破坏这些土壤里的毛细管，保存水分 B．松土是为了让土壤里的毛细管变得更细，保护土壤里的水分 C．松土保墒利用了浸润液体在细管中下降，不浸润液体在细管中上升的科学原理 D．松土除了保墒、刈草外，还可促进蒸发、降低地温；“多锄地发暖”这句农谚没有科学道理11．（2021•烟台模拟）如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的导热活塞将一定质量的理想气体封闭在内壁光滑的圆柱形气缸中，开始时活塞和气缸静止，此时气柱长度为l，现使气缸底部绕竖直轴由静止开始转动，缓慢增大转动的角速度ω，当气缸转动的角速度为ω1时，气柱长度为2l，当气缸转动的角速度为ω2时，气柱长度为3l，若外界大气压不变，则ω1与ω2的比值为（）A．3：2 B．2：3 C．2：3 D．3：212．（2021•章丘区二模）“百脉寒泉珍珠滚”，为章丘八大景之一。泉水深5m，底部温度为17℃，一个体积为5.8×10﹣7m3的气泡，从底部缓慢上升，到达泉水表面温度为27℃，其内能增加了2×10﹣2J。g取10m/s2，外界大气压强取1.0×105Pa，水的密度取1×103kg/m3。下列说法正确的是（）A．气泡内所有分子动能都增大 B．气泡上升过程中对外做功，放出热量 C．气泡到达水面的体积为8.7×10﹣8m3 D．上升过程中气泡吸收热量小于5.2×10﹣2J13．（2021•历城区校级模拟）题中物理量除分子量（单位：g）外，其他物理量均为国际单位制单位：水的分子量为m0，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则水分子的直径为（）A． B． C． D．14．（2021•德州二模）下列对生活中的热学现象分析正确的是（）A．沙尘暴天气出现时，风沙弥漫，尘土飞扬，这是布朗运动现象 B．汽车尾气中存在多种成分气体，它们可以自发的分离 C．静止在水平地面上的卡车在缓慢装沙子的过程中，若车胎内气体温度不变，则胎内气体向外界放热 D．荷叶上露珠附着层的水分子比露珠的内部密集15．（2021•历城区校级模拟）有关分子动理论的描述，下列说法正确的是（）A．若不计分子势能，则质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 B．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能可能增大 C．用打气筒给自行车车胎充气时要用力才能压缩空气，这说明空气分子间存在斥力 D．单位时间内，气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强一定减小16．（2021•历城区校级模拟）如图所示，在倾角θ＝37°的光滑斜面上，放置一个带有活塞A的导热气缸B，当活塞A用轻弹簧拉住时活塞到气缸底部的距离为l1；当让气缸B开口向下、气缸底部被轻弹簧拉住时，活塞到气缸底部的距离为l2，并测得l2＝0.8l1。已知活塞的质量为m，重力加速度为g，大气压强p0与气缸横截面积S的乘积p0S＝8mg，操作过程中环境温度不变，轻弹簧平行于斜面，sin37°＝0.6，则气缸的质量M为（）A．m B．2.6m C．3.5m D．3.9m17．（2021•天津模拟）查理定律指出，一定质量的某种气体在体积一定时，气体的压强与温度之间有线性关系，如图所示。则一定质量的某种气体从状态A到状态B，下列说法正确的是（）A．气体向外界放出热量 B．气体分子的平均动能不变 C．外界对气体做功 D．单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多18．（2021•山东模拟）为了保证驾乘人员的安全，汽车安全气囊会在汽车发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠（NaN3）爆炸时产生的气体（假设都是N2）充入气囊，以保护驾乘人员。若已知爆炸瞬间气囊容量为7×10﹣2m3，氮气密度ρ＝1.25×102kg/m3，氮气的平均摩尔质量M＝0.028kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol﹣1，则爆炸瞬间气囊中N2分子的总个数约为（）A．1×1026 B．2×1026 C．3×1026 D．4×102619．（2021•山东二模）试管内封有一定质量的气体，静止时气柱长为L0，大气压强为p0，其余尺寸如图所示，当试管绕竖直轴以角速度ω在水平面内匀速转动时气柱长变为L。设温度不变，管横截面积为S，水银密度为ρ，则转动时管内被封气体的压强为（）A．p0+ρL1ω2（L2+L0﹣L+L1） B．p0+ρL1ω2（L2+L1） C．p0+ρgL1 D．p0二．计算题（共11小题）20．（2021•历下区校级模拟）一玻璃瓶质量为208g，密度为ρ＝2.6g/cm3，容积为200cm3，当把它从空气中开口向下缓缓按入水中某一深度，释放后恰能平衡。若忽略空气质量，大气压强为p0＝105Pa，取g＝10m/s2，整个过程中温度不变。（水的密度为1×103kg/m3；保留两位有效数字）（1）求瓶平衡位置时两液面差高度h？（2）讨论瓶在此位置偏上或偏下释放，瓶做何种运动？21．（2021•烟台三模）高压水柱清理污垢是世界公认的科学、经济、环保的清洁方式之一、某种汽车清洗水枪就是利用高压水柱清理污垢的，一位同学设计了一个测量汽车清洗水枪喷水压强的装置，其原理示意图如图所示。图中A、B为两个横截面积相同的圆筒形透明导热气缸，缸内各有一个活塞a、b，两个气缸底部用带有阀门K1的细管相连通，A的容积为V0，上部装有阀门K2。打开K2，在A中压入压强为60p0（p0为大气压强）的压缩空气后关闭K2，打开K1，使之与大气相通，将活塞b提到B中封闭部分气体体积为V0时关闭K1。用水枪喷出的水柱喷射活塞b的上表面，不计活塞厚度和质量，不计活塞与气缸的摩擦以及环境温度的变化，设水枪喷出的水柱散开后的面积与b的面积相等且忽略活塞上方的积水，将空气视为理想气体。（1）若活塞b在水柱喷射下处于静止状态，且B中气体体积为0.05V0，求水枪喷出的水柱在b上表面产生的压强；（2）求该设备能测量的水柱在b上表面产生的压强的最大值。22．（2021•肥城市模拟）为方便监控高温锅炉外壁的温度变化，在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸，汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口向上，用质量为m＝2kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S＝1cm2。当汽缸内温度为300K时，活塞与汽缸底间距为L，距活塞上部处有一用轻绳悬挂的重物M。当绳上拉力为零时，警报器报警。已知室外空气压强p0＝1.0×105Pa，活塞与器壁之间摩擦可忽略，g＝10m/s2。求：（1）当活塞刚刚接触到重物时，锅炉外壁温度为多少？（2）若锅炉外壁的安全温度为1200K，那么重物的质量应是多少？23．（2021•市中区校级二模）如图甲所示的一款茶宠玩具特别有意思，当将热茶淋在茶宠上时，茶宠会向外喷水，寓意吐故纳新。为了研究其中的原理，小磊同学将茶宠理想化为如图乙所示圆柱形容器，在容器底端侧面有一尺寸可忽略的细孔，细孔下方是实心配重块，圆柱横截面积为S、细孔上方空间高为H。初始时容器内部空气的质量为m0，内部压强与外界大气压均为p0，温度为T0。容器内气体可视为理想气体。现用热水淋在容器上，使容器内气体温度达到T1，此时容器内部有空气逸出；然后迅速将容器放入一足够大的盛有水的水盆中，保证容器上的小孔恰好在水面以下。随着容器内气体温度降低，水盆中的水会被吸入容器，当气体温度恢复为T0时，容器内外水面的高度差为h，然后取出容器，当将热茶淋在容器上时就会出现神奇的喷水现象了。（1）求将热水淋在茶宠上，容器升温后逸出空气的质量△m；（2）若容器横截面积S＝20cm2，H＝6cm，h＝1cm，T0＝300K，大气压强p0＝1×105Pa，水的密度ρ＝1×103kg/m3，重力加速度g＝10m/s2，求此时容器内的温度T1（保留三位有效数字）。24．（2021•泰安四模）如图甲所示，导热性良好的汽缸固定在左端带有铰链的木板上，在汽缸内通过厚度可忽略的、可以在汽缸内无摩擦滑动的、横截面面积为S的活塞密封了一定质量的理想气体。现在竖直面内缓慢转动木板，可得到气体的压强p与外界大气压强p0的比值随木板与水平面之间的夹角θ的变化关系如图乙所示。当θ＝60°时活塞距汽缸底面的高度为h，环境温度为T0，理想气体的内能与温度的关系为U＝kT，比例系数k已知。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度为g。（结果用S、p0、h、T0、k、g表示）（1）求活塞的质量m。（2）当θ＝37°时固定木板，环境温度缓慢降至0.8T0，求在此过程中气体向外界放出的热量Q。25．（2021•山东二模）暖瓶是生活中常用的保温工具。暖瓶的瓶塞是一圆台，形状如图所示。测得上下表面面积分别为12cm2和9cm2，圆台侧面母线和轴线的夹角为α。空暖瓶的容积2L，现倒入温度为87℃的热水1L，盖上瓶塞。盖瓶塞时将其轻轻放入瓶口，瓶塞与瓶口内侧接触良好，密封理想。随着瓶内温度缓慢降低，瓶塞会一直向瓶内缓慢蠕动（不影响瓶内容积）。瓶塞与瓶口处动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，瓶内气体温度和水温始终相同，不考虑瓶内空气中悬浮液滴的影响，瓶塞重力不计，大气压强p0＝105Pa。已知，cosα＝0.99。当瓶内温度降到47℃时，求：（1）瓶内气体的压强；（2）瓶塞向瓶内缓慢蠕动受到的摩擦力。26．（2021•泰安二模）如图所示，一端封闭的U形玻璃管竖直放置，封闭端空气柱的长度L＝40cm，管两侧水银面的高度差为h＝19cm，大气压强恒为76cmHg。（1）若初始温度27℃，给封闭气体缓慢加热，当管两侧水银面齐平时，求气体的温度；（2）若保持温度27℃不变，缓慢向开口端注入水银，当管两侧水银面齐平时，求注入水银柱的长度。27．（2021•山东模拟）如图为吸盘工作原理示意图，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，挤出吸盘内部分空气，如图甲，然后要把锁扣扳下，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出。在拉起吸盘同时，锁扣对盘盖施加压力，致使盘盖以最大的压力吸住吸盘，使外界空气不能进入吸盘。由于吸盘内外存在压强差，使吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。已知锁扣扳下前密封体积为V，压强等于大气压强p0，扳下锁扣后吸盘内体积变为4V，环境温度为T0。（1）若环境气温不变，求扳下锁扣后吸盘内气体压强；（2）若环境温度升高△T，忽略吸盘体积变化和漏气情况，求温度变化前后吸盘能悬挂的锁扣的最大质量之比。28．（2021•德州二模）如图所示，蹦蹦球是一种训练平衡的健身玩具，蹦蹦球上未站人时，球内气体的体积为2L，压强为1.2atm，此时周围的环境温度为﹣3℃。（1）某人站在此蹦蹦球上保持平衡不动时，球内体积变为1.2L，球内气体可看成理想气体且温度保持不变，则此时蹦蹦球内气体压强为多少？（2）当把此蹦蹦球从﹣3℃的室外拿到27℃的室内，放置足够长时间后，用充气筒充气，充气筒每次充入体积为0.4L，压强为1atm的室内空气（可视为理想气体），不考虑整个过程中球体积的变化和充气过程中的温度变化，要使球内压强达到3atm，至少需要充气几次？29．（2021•梅州模拟）根据国家标准化管理委员会批准的《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》相关规定，现在所有在产乘用车强制安装TPMS（胎压监测系统）。驾驶员在开车前发现其中一条轮胎内的压强为150kPa，此时环境温度为27℃，为保证行车安全，驾驶员对其充气。已知轮胎容积为22L，该型号汽车正常行驶时胎压需达到250kPa，轮胎内温度为57℃，气体被充入前的压强为大气压强p0＝1.0×105Pa，温度与环境温度相同，不考虑轮胎容积的变化，求被充入的气体在充入前的体积。30．（2021•山东模拟）如图所示，一个粗细均匀的“U”形玻璃管竖直放置，两管上端封闭且等高，管内有一段水银柱，左管上方空气柱的长度ll＝10cm，压强p1＝70cmHg，右管上方空气柱的长度l2＝30cm。现将右管上端缓慢打开，直到水银面再次稳定，在整个过程中气体温度保持不变，大气压强为p0＝76cmHg。已知≈41.5，求：（i）左管上方空气柱的长度将变为多少；（ii）左管上方空气柱的压强将变为多少。

山东省2022届高考物理一轮复习专题训练—专题12热学参考答案与试题解析一．选择题（共19小题）1．【解答】解：A.如图1，如果分子间距离从无穷远开始减小时，分子势能先减小后增加，故A正确；图1B.物体温度升高时，分子热运动的平均动能增大，并不能判断每个分子的情况，故B错误；C.相同物质，温度相同平均动能相同，相同质量的0°C的冰要吸热才能转化为0°C的水，内能要增加，所以相同质量的0°C的冰的分子势能小于相同质量的0°C水的分子势能，故C错误；D.如图2，分子间的距离从很近逐渐增加时，分子间的相互作用力先减小后增大，再减小，故D错误。图2故选：A。2．【解答】解：A、由热力学第一定律可知，改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，所以如果外界对物体做功同时物体向外界放热，物体的内能不一定增加，故A错误；BC、根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的自然过程都是不可逆的，比如机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能，即符合能量守恒定律的宏观过程不一定能自发的进行，故B正确，C错误；D、热力学第二定律的开尔文表述为不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，故D错误。故选：B。3．【解答】解：AB、对于B中气体，变化过程为等容变化，由查理定律得：，其中：T0＝（273+27）K＝300K，解得：TB＝450K假设活塞没有到达缸口，A中气体做等压变化，由于隔板导热，A、B中气体温度相等，由盖﹣吕萨克定律得：，其中：TA＝TB＝450K，S为气缸横截面积，解得：HA＝0.9H0活塞距离缸底的高度为：H＝HA+H0＝1.9H0，因1.9H0＜2H0，故假设合理，活塞没有到达缸口，故AB错误；CD、当A中气体压强为1.2p0时，因此压强大于大气压，故活塞将顶在卡环处，对A中气体，由理想气体状态方程得：解得：TA′＝600K因A气体与气体B的温度相同，故B中气体温度为600K，故C正确，D错误。故选：C。4．【解答】解：BC.活塞汽缸绝热，与外界没有热交换，放上物体后，气体被压缩，外界对气体做功，内能增大，温度升高，热量从甲传向乙，最终甲乙温度相同，内能相等，故BC错误；A、活塞向下运动时，压缩气体甲，对甲做功，甲的压强增大，体积减小，温度升高，由于隔板固定且导热，所以甲会向乙传递热量，故A错误；D.由理想气体状态方程可知最终甲乙温度相等，乙的体积大，压强小，甲的体积小，压强大，故D正确；故选：D。5．【解答】解：A、A→B过程中，气体的体积不变，故气体分子间距不变，故A错误；B、A→B过程中，气体的温度升高，分子的平均动能增大，故气体的内能增大，故B正确；C、在V﹣t图像中，B→C的延长线过坐标原点，为等压变化，故C错误；D、C→A过程中，气体的体积增大，气体对外界做正功，故D错误；故选：B。6．【解答】解：气泡上升的过程中，外部的压强逐渐减小，气泡膨胀对外做功，由于外部恒温，在上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，则内能不变，根据热力学第一定律△U＝W+Q可知，气泡内能不变，同时对外做功，所以必须从外界吸收热量，且吸收的热量等于对外界所做的功，故A正确，ABD错误。故选：A。7．【解答】解：A、过程1气体等温膨胀，内能不变，气体对外做功，根据热力学第一定律可知气体吸收热量，故A错误；B、过程2为绝热过程，气体不吸热、不放热，气体体积增大，对外做功，根据热力学第一定律可知气体内能减小，温度降低，故B错误；C、过程3气体等温压缩，外界对气体做功，故C错误；D、在a→b→c→d→a完整循环过程中，由气体做功W＝p•△V，可知气体做的功等于图线与横坐标包围的面积，1、2两个膨胀过程气体对外做功大于3、4压缩过程外界对气体做的功，因此气体对外界做的功大于外界对气体做的功，故D正确。故选：D。8．【解答】解：A、从状a到状态b，是圆弧而不是双曲线，所以不是等温膨胀，故A错误；B、从状态a到状态c，气体的压强相同，体积增大，气体对外做功，根据理想气体状态方程可知，其温度必定升高，内能增大，根据热力学第一定律△U＝W+Q可得，气体吸收热量，故B错误；C、在状态c时，气体的体积比状态a的体积大，分子密度较小，气体温度升高导致分子的平均动能增大，在保持压强不变的情况下，处于状态c时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态a少，故C正确；D、气体从状态a沿经状态b、c、d，最终回到状态a，气体的温度不变，内能不变，外界对气体做的功等于图像的面积，根据热力学第一定律可得△U＝W+Q，故气体放出热量，故D错误；故选：C。9．【解答】解：A、温度是气体分子平均动能的标志，负压病房的温度和外界温度相同，故负压病房内气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，故A错误；B、外界气体进入负压病房做等温变化，外界气体进入负压病房后压强减小，由＝C可知，外界气体进入负压病房后体积增大，故B错误；C、决定气体分子压强的微观因素：单位体积气体分子数和气体分子撞击器壁力度决定，现内外温度相等，即气体分子平均动能相等（撞击力度相等），压强要减小形成负压，则要求负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数，故C正确；D、根据公式压力F＝PS，内外压强不等，相同面积负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，故D错误。故选：C。10．【解答】解：AB、土壤的水分蒸发要通过土壤里的毛细管进行，锄地松土后土壤里的毛细管被破坏，可以防止水分上升，保存水分，故A正确，B错误；C、水对土壤是浸润液体，松土保墒是利用了浸润液体在细管中上升、不浸润液体在细管中下降的原理，该现象称为毛细现象，故C错误；D、松土除了保墒、刈草外，由于锄地破坏了土壤的毛细管，可以减少水分的蒸发，以及因为蒸发而散失的热量，所以“多锄地发暖”这句农谚是有道理的，故D错误。故选：A。11．【解答】解：活塞随气缸一起做匀速圆周运动，大气压力与气缸内被封闭气体压力的合力提供向心力，设大气压强为p0，活塞的横截面积为S，角速度为ω1时气缸内气体的压强为p1，角速度为ω2时气缸内气体的压强为p2，设活塞的质量为m，对活塞，由牛顿第二定律得：p0S﹣p1S＝mω12×2l，p0S﹣p2S＝mω22×3l，气体温度不变，对气缸内气体，由玻意耳定律得：p0×lS＝p1×2lS，p0×lS＝p2×3lS解得：ω1：ω2＝3：2，故A正确，BCD错误。故选：A。12．【解答】解：A、气泡从底部缓慢上升，温度升高，分子平均动能增大，但不是所有分子动能都增大，故A错误；B、气体上升过程中，气体体积增大，对外做功，温度升高，内能增加，由热力学第一定律得：△U＝Q+W，W为负值，△U为正值，则Q为正值，气泡吸收热量，故B错误；C、根据理想气体状态方程得，已知+1×103×10×5Pa＝1.5×105Pa，p2＝1.0×105Pa，V1＝5.8×10﹣7m3，T1＝（273+17）K＝290K，T1＝（273+27）K＝300K，代入数据，解得：V2＝9×10﹣7m3，故C错误；D、根据热力学第一定律，：△U＝Q+W，得：Q＝△U﹣W，△U＝2×10﹣2J，|W|＜p2△V＝1.0×105Pa×3.2×10﹣7m3＝3.2×10﹣2J，故Q＜5.2×10﹣2J，故D正确。故选：D。13．【解答】解：水的摩尔体积，水分子可看作球形，则，又，解得直径。故ACD错误，B正确。故选：B。14．【解答】解：A、沙尘暴天气中的风沙、尘土都是较大的颗粒，它们的运动基本属于在气流作用下的移动，不是布朗运动，故A错误；B、根据热力学第二定律，可知汽车尾气可以自发扩散到空气中，不能自发与空气分离，故B错误；C、在缓慢装沙过程中，车胎内气体温度不变，车胎内气体压强增大，根据玻意耳定律pV＝C可知，车胎内的气体体积减小，外界对气体做功，即W＞0，车胎内气体温度不变，内能也不变，即△U＝0，根据热力学第一定律△U＝Q+W，可得Q＜0，即胎内气体会向外界放热，故C正确；D、荷叶上的露珠呈球形是因为水的表面张力的结果，露珠附着层的水分子比露珠的内部分子稀疏，同时也是水不浸润荷叶的结果，故D错误。故选：C。15．【解答】解：A、质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数较多，则氢气的内能较大，故A错误；B、当分子间作用力表现为引力，随着分子间距离增大，引力做负功，分子势能增大，故B正确；C、用打气筒给自行车车胎充气时要用力才能压缩空气，这是气体压强作用的缘故，气体分子间一般不考虑相互作用力，故C错误；D、气体的压强与单位时间内气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数以及分子对器壁的平均撞击力有关，若温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强不一定减小，故D错误；故选：B。16．【解答】解：当活塞被轻弹簧拉住时，气缸内气体的压强为p1，对气缸，根据平衡条件有：p1S+Mgsinθ＝p0S，当气缸被轻弹簧拉住时，气缸内气体的压强为p2，对活塞，根据平衡条件有：p2S+mgsinθ＝p0S，缸内气体做等温变化，根据玻意耳定律有：p1l1S＝p2l2S，代入数据解得：M＝3.5m，故C正确，ABD错误。故选：C。17．【解答】解：AC、热力学温度T＝273.15+t，由图示图象可知，气体从A到B过程，气体压强p与热力学温度T成正比，由理想气体状态方程可知，气体体积不变，外界对气体不做功，W＝0，从A到B过程气体温度升高内能增大，△U＞0，由热力学第一定律△U＝W+Q可知：Q＝△U﹣W＝△U＞0，气体从外界吸收热量，故AC错误；B、从A到B过程气体温度升高，气体分子平均动能增大，故B错误；D、由A到B过程气体体积不变而压强p增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故D正确。故选：D。18．【解答】解：设N2气体摩尔数为n，则n＝，气体分子数N＝n•NA＝•NA，代入数据解得N＝＝2×1026，故B正确，ACD错误。故选：B。19．【解答】解：方法一：根据玻意耳定律，有：p0L0S＝pLS，解得：p＝；方法二：选取水银柱为研究对象，转动所需向心力由液柱两侧气体压力差提供，则：（p﹣p0）S＝mω2r，而m＝ρL1S，r＝L2+（L0﹣L）+，所以p＝p0+ρL1ω2（L2+L0﹣L+L1）．由以上分析，故A正确，BCD错误。故选：A。二．计算题（共11小题）20．【解答】解：（1）分析瓶中气体在空气中时p1＝p0＝105pa，V1＝200cm3瓶在水中平衡时，深度为h，则气体末态压强为：p2＝p0+ρ水gh＝105+104×h（Pa）体积为：V2，则有：p1V1＝p2V2瓶子体积为V瓶＝＝80cm3平衡时浮力为f浮＝ρ水g（V瓶+V2）＝mgV2＝＝＝128cm3从而求得：h＝5.6m（2）若瓶释放的位置偏上，压强变小，气体体积变大，浮力变大，瓶加速上升，越上升浮力越大，加速度越大，向上做加速度增加的加速运动；若瓶释放的位置偏下，则瓶加速下沉，且加速度越来越大，向下做加速度增加的加速运动。答：（1）瓶平衡位置时两液面差高度h为5.6m；（2）瓶在此位置偏上或偏下释放，瓶做加速度增加的加速运动。21．【解答】解：（1）设活塞a在底部不动，对B中气体由玻意耳定律可得：p0V0＝p1×0.05V0解得：p1＝20p0＜60p0，假设成立，设活塞横截面积为S，水柱产生的压强为p，对活塞b，由平衡条件得：p0S+pS＝p1S，解得：p＝19p0（2）当活塞b刚好到达B气缸底部时，水柱产生的压强最大，设最大压强为pm，设气缸A中活塞a下部气体的体积和压强分别为V、p2，上部气体压强为p3，体积为V0﹣V，则根据玻意耳定律有：p0V0＝p2V，60p0V0＝p3（V0﹣V），且p2＝P3，解得：p2＝61p0由平衡条件得：p0S+pmS＝p2S，解得：pm＝60p0答：（1）若活塞b在水柱喷射下处于静止状态，且B中气体体积为0.05V0，水枪喷出的水柱在b上表面产生的压强为19p0；（2）该设备能测量的水柱在b上表面产生的压强的最大值为60p0。22．【解答】解：（1）活塞上升过程为等压变化V1＝LS，V2＝S，根据盖﹣吕萨克定律可得：＝解得：T2＝450K；（2）活塞碰到重物后到绳的拉力为零为等容变化，设重物质量为M。活塞刚刚接触到重物时压强为p2，绳子拉力为0时压强为p3，对活塞根据平衡条件可得：p2S＝p0S+mg对活塞和重物根据平衡条件可得：p3S+p0S+（m+M）g根据查理定律可得：＝解得M＝5kg。答：（1）当活塞刚刚接触到重物时，锅炉外壁温度为450K；（2）若锅炉外壁的安全温度为1200K，那么重物的质量应是5kg。23．【解答】解：（1）小孔将容器内外空气连通，故容器内气体压强不变，气体温度升高到T1时，根据盖﹣吕萨克定律可得：设升温至T1后逸出的体积为△V的空气在温度为T0时的体积为V1，则可得：同种气体在相同压强和相同温度下密度相等，即联立解得△m＝（2）对封闭气体，初态：，V1＝HS，T1＝？末态：p2＝×0.01Pa＝0.999×105Pa，V2＝（H﹣）hS，T2＝T0＝300K根据理想气体状态方程可得：，解得T1＝360K答：（1）将热水淋在茶宠上，容器升温后逸出空气的质量△m为；（2）此时容器内的温度T1为360K。24．【解答】解：（1）由图乙可知当θ＝60°时p＝1.5p0，对活寒进行受力分析，由平衡条件得：mgcos60°+p0S＝1.5p0S解得：m＝（2）当θ＝37°时对活塞进行受力分析，由平衡条件得：mgcos37°+p0S＝pS设此时活塞距缸底的距离为H1，该过程为等温变化，由玻意耳定律得：1.5p0Sh＝pSH1当θ＝37°时固定木板，环境温度缓慢降至0.8T0，设此时活塞距缸底的距离为H2，该过程为等压变化，由盖—吕萨克定律得：外界对气体做功为：W＝pS（H1﹣H2）由热力学第一定律得：0.8kT0﹣kT0＝﹣Q+W解得：答：（1）活塞的质量m为。（2）此过程中气体向外界放出的热量Q为。25．【解答】解：（1）瓶内气体初状态的温度T0＝（273+87）K＝360K，末状态温度T＝（273+47）K＝320K气体体积不变，由查理定