2021-2025年高考物理真题知识点分类汇编之热学（五）

第51页（共51页）2021-2025年高考物理真题知识点分类汇编之热学（五）一．选择题（共3小题）1．（2022•上海）将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体（）A．分子热运动平均动能变小，压强变小 B．分子热运动平均动能变小，压强变大 C．分子热运动平均动能增大，压强变小 D．分子热运动平均动能增大，压强变大2．（2021•重庆）图1和图2中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分之间的距离变化的规律，r0为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是（）A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③3．（2021•山东）血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值。充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为5V，压强计示数为150mmHg。已知大气压强等于750mmHg，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（）A．30cm3 B．40cm3 C．50cm3 D．60cm3二．多选题（共4小题）（多选）4．（2022•天津）采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则（）A．绝热过程中，气体分子平均动能增加 B．绝热过程中，外界对气体做负功 C．等压过程中，外界对气体做正功 D．等压过程中，气体内能不变（多选）5．（2022•甲卷）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p﹣T图上从a到b的线段所示。在此过程中（）A．气体一直对外做功 B．气体的内能一直增加 C．气体一直从外界吸热 D．气体吸收的热量等于其对外做的功 E．气体吸收的热量等于其内能的增加量（多选）6．（2022•乙卷）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如T﹣V图上的两条线段所示。则气体在（）A．状态a处的压强大于状态c处的压强 B．由a变化到b的过程中，气体对外做功 C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变 D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热 E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能（多选）7．（2022•湖南）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（）A．A端为冷端，B端为热端 B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的 C．A端流出的气体内能一定大于B端流出的 D．该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 E．该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律三．填空题（共4小题）8．（2022•广东）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。9．（2022•河北）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同，气球内部压强大于外部压强。气球缓慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将（“增大”“减小”或“不变”）；温度将（填“升高”“降低”或“不变”）。10．（2022•上海）在描述气体状态的参量中，是气体分子空间所能达到的范围。压强从微观角度来说，是的宏观体现。11．（2022•福建）带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体开始处于a状态，然后经过a→b→c状态变化过程到达c状态。在V﹣T图中变化过程如图所示。（1）气体从a状态经过a→b到达b状态的过程中压强。（填“增大”、“减小”或“不变”）（2）气体从b状态经过b→c到达c状态的过程要。（填“吸收”或“放出”）热量。四．解答题（共9小题）12．（2022•乙卷）如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，面积分别为2S、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为0.1l，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为T0。已知活塞外大气压强为p0，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。（ⅰ）求弹簧的劲度系数；（ⅱ）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。13．（2022•海南）足够长的玻璃管水平放置，用长19cm的水银封闭一段长为25cm的空气柱，大气压强为76cmHg，环境温度为300K，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则：①空气柱是吸热还是放热；②空气柱长度变为多少；③当气体温度变为360K时，空气柱长度又是多少？14．（2022•河北）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强p0，活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为SL0，各接触面光滑，连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的12（ⅰ）此时上、下两部分气体的压强；（ⅱ）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。15．（2022•广东）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将80mL水装入容积为380mL的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为230mL。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强p0取1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，水的密度ρ取1.0×103kg/m3。求水底的压强p和水的深度h。16．（2022•山东）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉，如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚，可认为体积恒定，B室壁薄，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处，B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变，水的密度为ρ，重力加速度为g，大气压强为p0，求：（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，需从A室充入B室的气体质量Δm；（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。17．（2022•甲卷）如图，容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为18V0和14V（ⅰ）将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；（ⅱ）将环境温度缓慢改变至2T0，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。18．（2022春•沙坪坝区校级期中）一容积为V0的气缸，缸内的活塞上升到顶端时可被挡住，如图所示。气缸内封闭着体积为34V0，温度为300K的理想气体。活塞体积和质量忽略不计，外界大气压强为（1）当活塞刚好上升到顶端时气体的温度；（2）当气体的压强为3219．（2022•重庆）某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性，得到压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为V1的等容过程，当温度为t1时气体的压强为p1；图线Ⅱ描述的是压强为p2的等压过程。取0℃为273K，求：①等容过程中，温度为0℃时气体的压强；②等压过程中，温度为0℃时气体的体积。20．（2022•湖南）如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积V0＝9.9L的导热汽缸下接一圆管，用质量m1＝90g、横截面积S＝10cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量m2＝10g的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离h＝10cm，外界大气压强p0＝1.01×105Pa，重力加速度取10m/s2，环境温度保持不变。求（ⅰ）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强p1；（ⅱ）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。

2021-2025年高考物理真题知识点分类汇编之热学（五）参考答案与试题解析一．选择题（共3小题）题号123答案DDD二．多选题（共4小题）题号4567答案ACBCEABDABE一．选择题（共3小题）1．（2022•上海）将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体（）A．分子热运动平均动能变小，压强变小 B．分子热运动平均动能变小，压强变大 C．分子热运动平均动能增大，压强变小 D．分子热运动平均动能增大，压强变大【考点】气体的等容变化与查理定律的应用；温度与分子动能的关系．【专题】信息给予题；定性思想；推理法；热学、光学和原子物理学；理解能力．【答案】D【分析】温度是分子平均动能大小的标志，温度越高运动越激烈，但每个分子的运动情况不同，由于分子之间的碰撞等原因，某些分子的动能可能很小，从统计规律来看，温度越高，分子平均动能越大；忽略乒乓球的体积变化，将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体属于等容变化，温度升高，气体压强越大。【解答】解：温度是分子平均动能大小的标志，温度越高，分子的平均动能增大；水温不会太高，压强不会太大，所以球内气体可以看成理想气体，乒乓球不漏气，则气体质量不变，在气体体积不变时，温度升高，压强变大，故ABC错误，D正确。故选：D。【点评】本题主要考查了分子的平均动能与温度的关系及理想气体的等容变化等知识。2．（2021•重庆）图1和图2中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分之间的距离变化的规律，r0为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是（）A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③【考点】分子间存在作用力及其与分子间距的关系．【专题】定性思想；推理法；分子间相互作用力与分子间距离的关系；理解能力．【答案】D【分析】根据分子力随分子间距离变化的图像和分子势能随分子间距离变化的图像分析可得。【解答】解：根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为r0）时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像；根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为r0）时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r变化的图像；根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小，可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。故D正确，ABC错误；故选D。【点评】本题主要考查了分子力随分子间距离变化的图像和分子势能随分子间距离变化的图像，熟知图像并且会分析其变化是解题的关键。3．（2021•山东）血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值。充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为5V，压强计示数为150mmHg。已知大气压强等于750mmHg，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（）A．30cm3 B．40cm3 C．50cm3 D．60cm3【考点】理想气体及理想气体的状态方程；气体压强的计算；气体的等温变化与玻意耳定律的应用．【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．【答案】D【分析】以5次充气后，臂带内所有气体为研究对象，由玻意耳定律列方程可求解。【解答】解：以5次充气后，臂带内所有气体为研究对象，初态：p1＝750mmHgV1＝（V+60×5）cm3末态：p2＝750mmHg+150mmHg＝900mmHgV2＝5V由玻意耳定律p1V1＝p2V2代入数计算可得V＝60cm3，故D正确，ABC错误。故选：D。【点评】本题考查玻意耳定律，解题的关键是研究对象的选取，本题考查内容重点突出，中等难度。二．多选题（共4小题）（多选）4．（2022•天津）采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则（）A．绝热过程中，气体分子平均动能增加 B．绝热过程中，外界对气体做负功 C．等压过程中，外界对气体做正功 D．等压过程中，气体内能不变【考点】理想气体及理想气体的状态方程；热力学第一定律的表达和应用．【专题】定性思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．【答案】AC【分析】绝热压缩过程中，根据气体体积变化判断气体做功情况，根据热力学第一定律判断内能变化从而得出温度变化；根据一定质量的理想气体状态方程分析气体做等压变化回到初始温度的过程中，体积和温度的变化情况。【解答】解：AB、绝热压缩过程中，气体体积减小、外界对气体做正功、根据热力学第一定律ΔU＝Q+W可知，气体的内能增加，所以气体的温度升高、则气体分子平均动能增加，故A正确、B错误；CD、根据一定质量的理想气体状态方程可知：pVT=C，气体等压过程回到初始温度，说明温度降低，内能减小；压强不变、则气体体积减小，外界对气体做正功，故C正确、故选：AC。【点评】本题主要是考查一定质量的理想气体状态方程及热力学第一定律的内容，关键是弄清楚气体状态参量的变化情况，知道一定质量的理想气体的内能仅有温度决定，而温度是分子平均动能的标志。（多选）5．（2022•甲卷）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p﹣T图上从a到b的线段所示。在此过程中（）A．气体一直对外做功 B．气体的内能一直增加 C．气体一直从外界吸热 D．气体吸收的热量等于其对外做的功 E．气体吸收的热量等于其内能的增加量【考点】热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合；理想气体及理想气体的状态方程．【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题．【答案】BCE【分析】在p﹣T图线中，ab为过坐标原点的直线，气体做等容变化，气体不做功，温度升高，分子的平均动能增大，内能增大，结合热力学第一定律即可判断。【解答】解：A、根据一定质量的理想气体状态方程pVT=C可得：p=CVTB、从a到b，气体的温度逐渐升高，分子的平均动能逐渐增大，故内能一直增加，故B正确；CDE、由于气体从a到b不做功W＝0，且内能逐渐增大，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，气体一直从外界吸热，且吸收的热量等于其内能的增加量，故CE正确，D错误；故选：BCE。【点评】本题主要考查了p﹣T图像，抓住ab过坐标原点为等容变化，结合热力学第一定律即可判断。（多选）6．（2022•乙卷）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如T﹣V图上的两条线段所示。则气体在（）A．状态a处的压强大于状态c处的压强 B．由a变化到b的过程中，气体对外做功 C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变 D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热 E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能【考点】热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合；理想气体及理想气体的状态方程．【专题】定性思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．【答案】ABD【分析】根据一定质量的理想气体状态方程pVT=C【解答】解：AC、根据一定质量的理想气体状态方程pVT=C可得T=pCV，从a到b，图像的斜率不变，压强不变，从b到c的过程中，与坐标原点的连线的斜率逐渐减小，压强减小，故状态a处的压强大于状态B、由a到b的过程中，气体的体积增大，气体对外做功，故B正确；DE、由a到b，气体的温度升高，内能增大且气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q可得：Q＝ΔU﹣W，气体从外界吸热且大于增加的内能，故D正确，E错误；故选：ABD。【点评】本题结合图象考查气态方程，能够运用控制变量法研究多个物理量变化时的关系。要注意热力学第一定律ΔU＝W+Q中，W、Q取正负号的含义。（多选）7．（2022•湖南）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（）A．A端为冷端，B端为热端 B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的 C．A端流出的气体内能一定大于B端流出的 D．该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 E．该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律【考点】热力学第二定律的不同表述与理解；温度与分子动能的关系；物体内能的概念与影响因素．【专题】定性思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力．【答案】ABE【分析】根据题目的描述分析出AB端的气体温度高低，而温度是分子平均动能的标志，由此分析出平均速率的大小，理解气体内能的影响因素从而完成分析；根据能量守恒定律和热力学定律结合题意完成分析。【解答】解：ABC、根据题目描述可知，从A端为冷端，B端为热端，因此A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的，但气体的质量未知，所以无法确定气体内能的大小关系，故AB正确，C错误；DE、该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律，是在外界的影响下，冷热气体分离开来，故D错误，E正确；故选：ABE。【点评】本题主要考查了热力学定律的相关应用，读懂题意，理解分子平均动能和影响因素，结合热力学定律即可完成分析，考法新颖，对学生的阅读理解能力要求较高，但整体难度不大。三．填空题（共4小题）8．（2022•广东）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程不是（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量大于（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。【考点】热力学第二定律的不同表述与理解；能量守恒定律的内容和应用（热力学方向）．【专题】定性思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力．【答案】不是；大于【分析】根据热力学第二定律分析出热运动的过程是不是自发过程；根据能量守恒定律分析出空调从室内吸收的热量与排放到室外环境热量的大小关系。【解答】解：利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，是以消耗电能为代价的，因此这个过程不是自发过程；因为空调消耗电能会产生一定的热量，根据能量守恒定律可知，空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量。故答案为：不是；大于【点评】本题主要考查了热力学定律的相关应用，理解热力学第二定律的相关内容，结合能量守恒定律即可完成分析。9．（2022•河北）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同，气球内部压强大于外部压强。气球缓慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将增大（“增大”“减小”或“不变”）；温度将升高（填“升高”“降低”或“不变”）。【考点】热力学第一定律的表达和应用；理想气体及理想气体的状态方程．【专题】定性思想；推理法；气体的压强专题；分析综合能力．【答案】增大；升高。【分析】根据气体压强的决定因素进行分析；根据能量守恒定律分析温度的变化。【解答】解：气球缓慢漏气后，容器中气球外部气体单位体积内分子数密度增大，其的压强将增大；气球缓慢漏气过程气球内外气体温度始终相等，气球的体积逐渐减小，气球的弹性势能逐渐减小，容器内系统能量守恒，气球的弹性势能转化为内能，容器内系统温度升高。故答案为：增大；升高。【点评】解答本题的关键是知道气体压强的决定因素是气体的温度和气体分子数密度，要能够根据能量守恒定律或者热力学第一定律进行分析。10．（2022•上海）在描述气体状态的参量中，体积是气体分子空间所能达到的范围。压强从微观角度来说，是分子热运动的宏观体现。【考点】气体压强的微观解释．【专题】定性思想；推理法；气体的压强专题；推理论证能力．【答案】体积；分子热运动【分析】理解气体压强的微观意义即可完成分析。【解答】解：在描述气体状态的参量中，体积是气体分子空间所能达到的范围。压强从微观角度来说，是分子热运动的宏观体现。故答案为：体积；分子热运动【点评】本题主要考查了气体的相关概念，理解气体压强的微观意义即可完成分析，属于基础题型。11．（2022•福建）带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体开始处于a状态，然后经过a→b→c状态变化过程到达c状态。在V﹣T图中变化过程如图所示。（1）气体从a状态经过a→b到达b状态的过程中压强增大。（填“增大”、“减小”或“不变”）（2）气体从b状态经过b→c到达c状态的过程要放出。（填“吸收”或“放出”）热量。【考点】理想气体及理想气体的状态方程；热力学第一定律的表达和应用．【专题】定性思想；推理法；热力学定律专题；分析综合能力．【答案】（1）增大；（2）放出【分析】（1）由图象可知，从a→b的过程中，气体体积不变，温度升高根据PVT（2）从b→c的过程为等温变化，体积变小，气体内能不变，由热力学第一定律判断吸热与放热情况。【解答】解：（1）由V﹣T图像可知气体从a状态经过a→b到达b状态的过程中，气体的体积保持不变，温度升高，根据PVT（2）由V﹣T图像可知，气体从b状态经过b→c到达c状态的过程，气体的温度保持不变，则气体的内能保持不变；气体的体积减小，则外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体对外放出热量。故答案为：（1）增大；（2）放出【点评】本题考查热力学图像，由图线判断出三点体积与热力学温度的关系，熟练应用玻意耳定律、热力学第一定律即可正确解题．四．解答题（共9小题）12．（2022•乙卷）如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，面积分别为2S、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为0.1l，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为T0。已知活塞外大气压强为p0，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。（ⅰ）求弹簧的劲度系数；（ⅱ）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。【考点】理想气体及理想气体的状态方程．【专题】理想气体状态方程专题；推理论证能力；分析综合能力．【答案】（1）弹簧的劲度系数40（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强为强3mgS+p0，温度为【分析】整体隔离受力分析，求出气体压强与弹簧弹力，然后推出末态气体体积，根据理想气体状态方程即可求解。【解答】解（1）对活塞与弹簧整体进行受力分析得：3mg+2p0S+ps＝2pS+p0S对活塞Ⅱ受力分析得：p0S+F＝pS+mg由胡克定律得：F＝0.1kl联立解得：k=（2）通过对对活塞与弹簧整体进行受力分析得气体的压强p=3mgS所以气体初态：体积V1=32S（l+0.1l）=3.3温度：T1＝T0末态：体积V2＝2.2S•l；温度为T2由理想气体状态方程得：VT2=T0答：（1）弹簧的劲度系数40（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强为强3mgS+p0，温度为【点评】本题考查胡克定律、受力分析，研究对象受力的选取、理想气体状态方程，注意题目隐含条件的挖掘。注重基础知识的夯实。13．（2022•海南）足够长的玻璃管水平放置，用长19cm的水银封闭一段长为25cm的空气柱，大气压强为76cmHg，环境温度为300K，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则：①空气柱是吸热还是放热；②空气柱长度变为多少；③当气体温度变为360K时，空气柱长度又是多少？【考点】理想气体及理想气体的状态方程；热力学第一定律的表达和应用．【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；分析综合能力．【答案】①空气柱放热；②空气柱长度变为20cm；③当气体温度变为360K时，空气柱长度又是24cm。【分析】根据题意可知再将玻璃管缓慢转到竖直过程中气体做等温变化，根据玻意耳定律以及热力学第一定律列方程即可解得①②；再根据气体温度升高到360K过程中气体做等压变化根据盖吕—萨克定律列方程即可求解。【解答】解：①②、以封闭气体为研究对象，气体做等温变化，设玻璃管横截面积为S，玻璃管水平时p1＝76cmHg，V1＝25S玻璃管竖起来后p2＝19cmHg+76cmHg＝95cmHg，V2＝LS根据玻意耳定律可知，p1V1＝p2V2解得L＝20cm气体体积减小，外界对气体做功，但其温度不变，内能不变，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q，可知气体向外放热；③空气柱长度为20cm；由等压变化得V2其中T1＝300K，V2＝20S，V3＝L'S解得L′＝24cm答：①空气柱放热；②空气柱长度变为20cm；③当气体温度变为360K时，空气柱长度又是24cm。【点评】该题考查一定质量的理想气体做等温变化、等压变化等过程，分别根据对应的方程求解即可，在分析该题吸放热过程中需要结合热力学第一定律，试题难度适中，属于中档题型。14．（2022•河北）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强p0，活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为SL0，各接触面光滑，连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的12（ⅰ）此时上、下两部分气体的压强；（ⅱ）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；判断物体的受力个数．【专题】定量思想；方程法；理想气体状态方程专题；分析综合能力．【答案】（i）此时上、下两部分气体的压强分别为2p0、23p0（ii）“H”型连杆活塞的质量为4p【分析】（i）分别对上部分气体、下部分气体为研究对象，根据玻意耳定律进行解答；（ii）整个装置缓慢旋转至竖直方向时，对活塞整体为研究对象，竖直方向根据平衡条件列方程求解。【解答】解：（i）设此时上部分气体的压强为p1，下部分气体的压强为p2。对上部分气体，根据玻意耳定律可得：p0SL0＝p1×12解得：p1＝2p0；由于气体总的体积不变，则此时下部分气体的体积为32SL对下部分气体，根据玻意耳定律可得：p0SL0＝p2×32解得：p2=23p（ii）整个装置缓慢旋转至竖直方向时，对活塞整体为研究对象，竖直方向根据平衡条件可得：mg+p0S+p2S＝p1S+p0S解得：m=4答：（i）此时上、下两部分气体的压强分别为2p0、23p0（ⅱ）“H”型连杆活塞的质量为4p【点评】本题主要是考查了一定质量的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，分析一定质量的理想气体发生的是何种变化，选择合适的气体实验定律解决问题。15．（2022•广东）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将80mL水装入容积为380mL的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为230mL。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强p0取1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，水的密度ρ取1.0×103kg/m3。求水底的压强p和水的深度h。【考点】理想气体及理想气体的状态方程；气体压强的计算．【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．【答案】水底的压强为2.0×105Pa，水的深度为10m。【分析】分析出气体变化前后的体积，因为温度不变，根据公式pV＝C列式计算出水底的压强，结合压强的计算公式得出水的深度。【解答】解：根据题目条件可知，气体的初始体积为V1＝380mL﹣80mL＝300mL；气体最终的体积为V2＝380mL﹣230mL＝150mL因为此过程中温度不变，则p0V1＝pV2解得：p＝2.0×105Pa又因为p＝p0+ρgh代入数据解得：h＝10m答：水底的压强为2.0×105Pa，水的深度为10m。【点评】本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，分析出气体变化前后的状态参量，结合公式pV＝CT和压强的计算公式即可完成解答。16．（2022•山东）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉，如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚，可认为体积恒定，B室壁薄，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处，B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变，水的密度为ρ，重力加速度为g，大气压强为p0，求：（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，需从A室充入B室的气体质量Δm；（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；牛顿第二定律的简单应用．【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；分析综合能力．【答案】（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，需从A室充入B室的气体质量为MmaρVg（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量为ρgH【分析】（1）对鱼根据牛顿第二定律列式，同时根据质量与密度的关系式完成分析；（2）分析出B室内气体变化前后的状态参量，结合玻意耳定律完成分析。【解答】解：（1）鱼静止在H处，设此时鱼的体积为V0，有Mg＝ρgV0且此时B室内气体体积为V，质量为m，因此m＝ρ气V根据牛顿第二定律得：ρg（V0+ΔV）﹣Mg＝Ma联立解得：Δm（2）B室内气体的初始压强为：p1＝p0+ρgH在水面下H1时，其压强为：p2＝p0+ρgH1由题意可知鱼静止在水中时，B中气体的体积和温度均不变化，那么压强的变化是由于B中的气体质量发生了变化，分情况讨论如下：①若H1＞H，则p2＞p1，在H1处B中的气体质量需要增加，设在压强p1下B室吸入的气体体积为ΔV1，则有：p1（V+ΔV1）＝p2V此时B室内气体质量为：m1＝ρ气（V+ΔV1）=②若H1＜H，则p2＜p1，在H1处B中的气体质量需要减少，设在压强p1下B室放出的气体体积为ΔV2，则有：p1（V﹣ΔV2）＝p2V此时B室内气体质量为：m1＝ρ气（V﹣ΔV2）=③若H1＝H，则p2＝p1，B中的气体质量不需要变化仍为m，即m1＝m，但m1的表达式仍可表示为：m1=综合上述分析可得：m1=答：（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，需从A室充入B室的气体质量为MmaρVg（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量为ρgH【点评】本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，解题的关键点是分析出气体变化前后的状态参量，根据一定质量的理想气体的状态方程及牛顿第二定律即可完成解答。17．（2022•甲卷）如图，容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为18V0和14V（ⅰ）将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；（ⅱ）将环境温度缓慢改变至2T0，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。【考点】理想气体及理想气体的状态方程；气体的等压变化与盖﹣吕萨克定律的应用．【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；分析综合能力．【答案】（1）B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度为43T0（2）A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强为94【分析】刚开始升温时，各部分气体都处于等压变化，对第Ⅳ部分气体应用盖﹣吕萨克定律即可求出变化后的温度；第Ⅱ和第Ⅲ部分气体处于连通状态，可以看成一个整体，分别对这部分和第Ⅳ部分气体应用理想气体的状态方程列式，联立即可求解。【解答】解：（1）在升温过程中，B汽缸中活塞缓慢下移，最终到达汽缸底部，此过程为等压变化，各部分气体的压强始终等于p0。对于第Ⅳ部分气体，升温前压强为p0，体积为V0-14V0=升温之后的体积为V0，设活塞刚到达汽缸底部时的温度为T1，由盖—吕萨克定律VTT0解得：T1=（2）将Ⅱ、Ⅲ中的气体看作一个整体，初始压强为p0，温度为T0，体积为1设此时这部分气体的末态压强为p2，体积为V2，由理想气体的状态方程pVTp0缓慢升温过程中，B汽缸中活塞上、下两部分的气体压强始终相等，所以对第Ⅳ部分气体在升温前后有：p0联立可得：p2=答：（1）B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度为43（2）A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强为94【点评】本题考查理想气体的实验定律和理想气体的状态方程，牢记定律内容及相关公式。处理第二问时，关键点在于将第Ⅱ、Ⅲ两部分气体看作一个整体处理，并且知道B汽缸活塞上、下两部分气体的压强相等。18．（2022春•沙坪坝区校级期中）一容积为V0的气缸，缸内的活塞上升到顶端时可被挡住，如图所示。气缸内封闭着体积为34V0，温度为300K的理想气体。活塞体积和质量忽略不计，外界大气压强为（1）当活塞刚好上升到顶端时气体的温度；（2）当气体的压强为32【考点】理想气体及理想气体的状态方程；气体压强的计算．【专题】计算题；定量思想；模型法；热力学定律专题．【答案】见试题解答内容【分析】（1）气缸内封闭气体作等压变化，根据盖•吕萨克定律求当活塞刚好上升到顶端时气体的温度；（2）原来封闭气体的压强为p0，气体的压强从p0增大为32p0的过程气体作等容变化，根据查理定律求【解答】解：（1）活塞上升过程，气缸内封闭气体作等压变化，根据盖•吕萨克定律得：34可得：T2=43T即当活塞刚好上升到顶端时气体的温度是400K；（2）气体的压强从p0增大为32p0解得：T3=32T答：（1）当活塞刚好上升到顶端时气体的温度是400K；（2）当气体的压强为32p0【点评】对于气体问题，关键要搞清气体作何种变化，分析清楚气体的各个状态参量，再选择相关的实验定律解答。19．（2022•重庆）某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性，得到压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为V1的等容过程，当温度为t1时气体的压强为p1；图线Ⅱ描述的是压强为p2的等压过程。取0℃为273K，求：①等容过程中，温度为0℃时气体的压强；②等压过程中，温度为0℃时气体的体积。【考点】理想气体及理想气体的状态方程；气体的等压变化与盖﹣吕萨克定律的应用；气体的等容变化与查理定律的应用．【专题】计算题；定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；分析综合能力．【答案】①等容过程中，温度为0℃时气体的压强为273p②等压过程中，温度为0℃时气体的体积为273p【分析】①在等容过程中，根据查理定律列式可求；②找出等压变化温度为0℃时和等容变化温度为t1时气体状态，根据一定质量理想状态气体方程列式可求。【解答】解：①在等容过程中，设0℃时气体压强为p0，根据查理定律得p0解得：p0=273②当压强为p2，温度为0℃时，设此时气体体积为V2，根据一定质量理想状态气体方程得p2解得：V2=273答：①等容过程中，温度为0℃时气体的压强为273p②等压过程中，温度为0℃时气体的体积为273p【点评】本题主要考查了封闭的理想气体的状态方程应用，在分析过程中找出不同状态下的参量，代入数据进行运算即可，整体难度不大。20．（2022•湖南）如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积V0＝9.9L的导热汽缸下接一圆管，用质量m1＝90g、横截面积S＝10cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量m2＝10g的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离h＝10cm，外界大气压强p0＝1.01×105Pa，重力加速度取10m/s2，环境温度保持不变。求（ⅰ）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强p1；（ⅱ）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。【考点】理想气体及理想气体的状态方程；判断物体的受力个数．【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；分析综合能力．【答案】（ⅰ）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强p1为1.0×105Pa，（ⅱ）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小为1N。【分析】（ⅰ）根据活塞处于静止状态，对活塞受力分析列式可求解，（ⅱ）根据所封一定质量的理想气体做等温变化，根据玻意耳定律以及活塞受力平衡列方程求解即可。【解答】解：（ⅰ）活塞处于A位置时，根据活塞处于静止状态可知p1S+（m1+m2）g＝p0S，代入数据解得p1＝1.0×105Pa，（ⅱ）活塞处于B位置时，根据活塞封闭一定质量的理想气体做等温变化，p1V0＝p2（V0+Sh）p2＝p0-联立解得F＝1N答：（ⅰ）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强p1为1.0×105Pa，（ⅱ）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小为1N。【点评】该题考查对活塞处于静止状态下的受力分析以及活塞所封的一定质量的理想气体应用玻意耳定律求解，需要学生加强对题意的理解，属于中档题型，难度适中。

考点卡片1．判断物体的受力个数【知识点的认识】1.定义：根据研究的问题，选取合适的物体作为研究对象，分析研究对象受到哪些力的作用，并画出所受力的示意图，这一过程即为物体的受力分析。2.一般步骤：【命题方向】如图所示，斜面B放置于水平地面上，其两侧放有物体A、C，物体C通过轻绳连接于天花板，轻绳平行于斜面且处于绷紧状态，A、B、C均静止，下列说法正确的是（）A.A、B间的接触面一定是粗糙的B.地面对B一定有摩擦力C.B、C间的接触面可能是光滑的D.B一共受到6个力的作用分析：A、B间是否存在摩擦力可以用假设法，若没有摩擦，A必然无法平衡，因此AB间接触面粗糙，B与地面的作用要把ABC看成一个整体，绳子对该整体有水平方向拉力分量，因此B和地面间也存在摩擦，以C为研究对象分析可知BC不一定需要有摩擦力也能平衡，因此BC间接触面可能为光滑。解答：A、以A为研究对象，受到重力和支持力不可能平衡，所以A一定受到B对A沿斜面向上的静摩擦力，故A正确；B、以A、B、C为研究对象，受到重力和地面的支持力、左斜向上的轻绳的拉力，这三个力不可能平衡，所以地面对B沿水平向右的静摩擦力，故B正确；C、以C为研究对象，受到重力和B对C的支持力、左斜向上的轻绳的拉力，这三个力可能平衡，所以B、C之间可能没有的静摩擦力，B、C间的接触面可能是光滑的，故C正确；D、以B为研究对象，可能受到重力、A对B的压力、C对B的压力、地面对B支持力和A对B的静摩擦力、地面对B的静摩擦力等六个力作用，也可能受到重力、A对B的压力、C对B的压力、地面对B支持力、A对B的静摩擦力、地面对B的静摩擦力和C对B的静摩擦力等七力作用，故D错误；故选：ABC。点评：该问题需要采用整体法和隔离法进行分析，先明确问题再寻找合适的研究对象，因此找研究对象是非常关键的，另外对于共点力的平衡问题我们通常可以使用假设法，可以假设某一个力不存在物体是否有可能达到平衡，进而判断该力的存在可能与否；在分析物体受力数量时，按照重力﹣弹力﹣摩擦力的顺序，看清跟物体作用的其他物体数量，再逐一进行分析。【解题思路点拨】受力分析中如何防止“多力”或“漏力”（1）防止“多力”：对每个力都要找出其施力物体，若某个力找不到施力物体则说明该力不存在；研究对象对其他物体的作用力不能画在图中，另外合力与分力不能重复分析。（2）防止“漏力”：按正确的顺序（即重力→弹力→摩擦力→其他力）进行受力分析是防止“漏力”的有效措施。2．牛顿第二定律的简单应用【知识点的认识】牛顿第二定律的表达式是F＝ma，已知物体的受力和质量，可以计算物体的加速度；已知物体的质量和加速度，可以计算物体的合外力；已知物体的合外力和加速度，可以计算物体的质量。【命题方向】一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为13g，gA、43mgB、2mgC、mgD分析：对人受力分析，受重力和电梯的支持力，加速度向上，根据牛顿第二定律列式求解即可。解答：对人受力分析，受重力和电梯的支持力，加速度向上，根据牛顿第二定律N﹣mg＝ma故N＝mg+ma=4根据牛顿第三定律，人对电梯的压力等于电梯对人的支持力，故人对电梯的压力等于43mg故选：A。点评：本题关键对人受力分析，然后根据牛顿第二定律列式求解。【解题方法点拨】在应用牛顿第二定律解决简单问题时，要先明确物体的受力情况，然后列出牛顿第二定律的表达式，再根据需要求出相关物理量。3．分子间存在作用力及其与分子间距的关系【知识点的认识】分子间的相互作用力1．特点：分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力．2．分子间的相互作用力与分子间距离的关系如图所示，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．（1）当r＝r0时，F引＝F斥，分子力F＝0；（2）当r＜r0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F斥比F引增大得更快，分子力F表现为斥力；（3）当r＞r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F斥比F引减小得更快，分子力F表现为引力；（4）当r＞10r0（10﹣9m）时，F引、F斥迅速减弱，几乎为零，分子力F≈0．【命题方向】（1）第一类常考题型是考查分子间的作用力：如图所示，纵坐标表示两个分间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（）A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10﹣10mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10﹣10mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越大分析：在F﹣r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力．解答：在F﹣r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力．故选B．点评：本题主要考查分子间的作用力，要明确F﹣r图象的含义．（2）第二类常考题型是结合分子势能进行考查：如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则（）A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加分析：由图可知分子间的作用力的合力，则由力和运动的关系可得出物体的运动情况，由分子力做功情况可得出分子势能的变化情况．解答：A、分子在a点受引力，故分子开始做加速运动，c点后，分子力变成了斥力，分子开始减速；故从a到c分子一直做加速运动，故A错误；B、由A分析可知，分子从a到c做加速运动，c点后开始减速，故c时速度最大，故B正确；C、乙分子由a到b的过程中，分子力做正功，故分子势能一直减小，故C正确；D、由b到d的过程中，分子力仍做正功，故分子势能减小，故D错误；故选BC．点评：分子间的势能要根据分子间作用力做功进行分析，可以类比重力做功进行理解记忆．【解题方法点拨】1．要准确掌握分子力随距离变化的规律：（1）分子间同时存在着相互作用的引力和斥力．（2）引力和斥力都随着距离的减小而增大，随着距离的增大而减小，但斥力变化得快．2．分子力做功与常见的力做功有相同点，就是分子力与分子运动方向相同时，做正功，相反时做负功；也有不同点，就是分子运动方向不变，可是在分子靠近的过程中会出现先做正功再做负功的情况．4．气体压强的微观解释【知识点的认识】1.气体压强的产生单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生了持续，均匀的压力。所以从分子动理论的观点来看，气体的压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。2.决定气体压强大小的因素（l）微观因素①气体分子的数密度：气体分子数密度（即单位体积内气体分子的数目）越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大。②气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，气体分子与器壁碰撞时（可视为弹性碰撞）对器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大，气体压强就越大。（2）宏观因素1与温度有关：温度越高，气体的压强越大。②与体积有关：体积越小，气体的压强越大。3.密闭气体压强和大气压强的区别与联系【命题方向】下列说法中正确的是（）A.一定温度下理想气体的分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数目的分布是均匀的B.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁上的平均作用力气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位C.面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大D.如果压强增大且温度不变，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大分析：由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以分子的速率不等，在一定温度下，速率很大和很小的分子数目很少，每个分子具有多大的速率完全是偶然的；由于大量气体分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强。根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积，即气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。气体压强与温度和体积有关。解答：A、由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以分子的速率不等，在一定温度下，速率很大和很小的分子数目很少，每个分子具有多大的速率完全是偶然的，故A错误；B、根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积，即气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，故B正确。C、气体压强与温度和体积有关。气体体积也在减小，分子越密集，但是如果气体分子热运动的平均动能减少，即温度减小，气体的压强不一定增大，故C错误。D、如果压强增大且温度不变，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大，故D正确。故选：BD。点评：加强对基本概念的记忆，基本方法的学习利用，是学好3﹣3的基本方法。此处高考要求不高，不用做太难的题目。【解题思路点拨】气体压强的分析技巧（1）明确气体压强产生的原因——大量做无规则运动的分子对器壁频繁，持续地碰撞。压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。（2）明确气体压强的决定因素——气体分子的数密度与平均动能。（3）只有知道了以上两个因素的变化，才能确定压强的变化，不能根据任何单个因素的变化确定压强是否变化。5．温度与分子动能的关系【知识点的认识】1．分子动能的定义：分子不听地做无规则运动，那么，像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能。2.分子平均动能：物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变。在热现象的研究中，我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质，因而，这里重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值。这个平均值叫作分子热运动的平均动能。3.温度与分子动能的关系：温度升高时，分子的热运动加剧，温度越高，分子热运动的平均动能越大。温度越低，分子热运动的平均动能越小。因此可以得出结论：物体温度升高时，分子热运动的平均动能增加。这样，分子动理论使我们懂得了温度的微观含义。4.特别注意：温度增大，分子平均动能增大，而不是每一个分子的动能都要增大，分子的运动具有不确定性，对于单个分子而言，其运动情况是随机的。但整体来看，温度升高时，所有分子的平均动能是增大的。【名题方向】封闭在体积一定的容器内的一定质量的气体，当温度升高时，下列说法中正确的是（）A、气体的密度一定增大B、气体分子的平均动能一定增大C、气体每个分子的动能一定增大D、气体每个分子的速率一定增大分析：影响气体压强的微观因素：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度。温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大。解答：A、体积一定的容器内的一定质量的气体，当温度升高时，气体的内能增加，所以气体分子的平均动能一定增大，而密度则是不变的，因此A错误；B、体积一定的容器内的一定质量的气体，当温度升高时，气体的内能增加，所以气体分子的平均动能一定增大，而密度则是不变的，因此B正确；C、体积一定的容器内的一定质量的气体，当温度升高时，气体的内能增加，所以气体分子的平均动能一定增大，而气体每个分子的动能不一定增加，也可能会减少，因此C错误；D、体积一定的容器内的一定质量的气体，当温度升高时，气体的内能增加，所以气体分子的平均动能一定增大，而气体每个分子的动能不一定增加，也可能会减少，所以不是每个气体分子的速率增大。因此D错误；故选：B。点评：正确解答本题需要掌握：正确理解温度是分子平均动能的标志、内能等概念；理解改变物体内能的两种方式：做功和热传递；从微观角度解释气体压强变化的原因。【解题思路点拨】1.温度是分子平均动能的唯一标志。温度越高，分子平均动能越大，同样的，分子平均动能越大，也能说明温度越高。2.温度对分子动能是对整体分子而言的，对单个分子的运动没有实际意义。6．物体内能的概念与影响因素【知识点的认识】一、物体的内能1．分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值叫分子的平均动能．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子做热运动的平均动能越大．2．分子势能：由分子间的相互作用和相对位置决定的势能叫分子势能．分子势能的大小与物体的体积有关．3．物体的内能：物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能．物体的内能与物体的温度、体积、还与物体的质量、摩尔质量有关．二、物体的内能和机械能的比较内能机械能定义物体内所有分子热运动动能与分子势能之和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定由物体内部状态决定跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关量值任何物体都有内能可以为零测量无法测量可以测量本质微观分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果注意：1．物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0℃的水结成0℃的冰后体积变大，但分子势能却减小了．2．理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体内能只与温度有关．3．机械能和内能都是对宏观物体而言的，不存在某个分子的内能、机械能的说法．三、内能和热量的比较内能热量区别是状态量，状态确定系统的内能随之确定．一个物体在不同的状态下有不同的内能是过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量联系在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量．【命题方向】常考题型是考查对内能的基本概念：对于一定量的理想气体，下列说法正确的是（）A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的内能不变，其状态也一定不变C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大分析：理想气体内能由物体的温度决定，理想气体温度变化，内能变化；由理想气体的状态方程可以判断气体温度变化时，气体的体积与压强如何变化．解答：A、由理想气体的状态方程可知，若气体的压强和体积都不变，则其温度不变，其内能也一定不变，故A正确；B、若气体的内能不变，则气体的温度不变，气体的压强与体积可能发生变化，气体的状态可能变化，故B错误；C、由理想气体的状态方程可知，若气体的温度T随时间升高，体积同时变大，其压强可能不变，故C错误；D、气体绝热压缩或膨胀时，气体不吸热也不放热，气体内能发生变化，温度升高或降低，在非绝热过程中，气体内能变化，要吸收或放出热量，由此可知气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关，故D正确；E、理想气体内能由温度决定，当气体温度升高时，气体的内能一定增，故E正确；故答案为：ADE．点评：理想气体分子间的距离较大，分子间的作用力为零，分子势能为零，理想气体内能由温度决定．【解题方法点拨】解有关“内能”的题目，应把握以下几点：（1）温度是分子平均动能的标志，而不是分子平均速率的标志，它与单个分子的动能及物体的动能无任何关系．（2）内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式，与物体宏观有序的运动状态无关，它取决于物质的量、温度、体积及物态．7．气体压强的计算【知识点的认识】1．气体压强的特点（1）气体自重产生的压强一般很小，可以忽略。但大气压强P0却是一个较大的数值（大气层重力产生），不能忽略。（2）密闭气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律，即外加压强由气体按照原来的大小向各个方向传递。2．封闭气体压强的计算（1）理论依据①液体压强的计算公式p＝ρgh。②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为p＝p0+ρgh③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体）④连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。（2）计算的方法步骤（液体密封气体）①选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象②分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两面侧的压强平衡方程③解方程，求得气体压强【命题方向】有一段12cm长汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体．若管口向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上（如图所示），在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为p0＝76cmHg）为（）A、76cmHgB、82cmHgC、88cmHgD、70cmHg分析：先以玻璃管与水银柱整体为研究对象然后以玻璃管中的水银柱为研究对象进行受力分析结合牛顿第二定律求出封闭气体对水银柱的压力大小，然后根据压强的公式计算压强．解答：以玻璃管与水银柱整体为研究对象，有：Mgsin30°＝Ma，得a=12水银柱相对玻璃管静止，则二者加速度相等，以水银柱为研究对象有：mgsin30°+p0s﹣ps＝ma②将①代入②得：p＝p0＝76cmHg故选：A。点评：本题考查了封闭气体压强的计算，正确选取研究对象是关键．【解题思路点拨】计算封闭气体的压强的一般步骤如下：1.选定研究对象，对其进行受力分析；2.列平衡方程或牛顿第二定律；3.求解压强。8．气体的等温变化与玻意耳定律的应用【知识点的认识】玻意耳定律（等温变化）：①内容：一定质量的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积的乘积保持不变．②数学表达式：pV＝C（常量）或p1V1＝p2V2．③适用条件：a．气体质量不变、温度不变；b．气体温度不太低（与室温相比）、压强不太大（与大气压相比）．④p﹣V图象﹣﹣等温线：一定质量的某种气体在p﹣V图上的等温线是双曲线的一支，如图A所示，从状态M经过等温变化到状态N，矩形的面积相等，在图B中温度T1＜T2．⑤p-1V图象：由pV＝CT，可得p＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高，且直线的延长线过原点，如图C所示，可知T1＜【命题方向】如图所示，一根足够长的粗细均匀的玻璃管竖直放置，用一段长为19cm的水银柱封闭一段长10cm的空气柱，已知大气压强为105Pa（相当于76cmHg），气体的温度为27℃，玻璃管的横截面积为2×10﹣4m2，求：（1）求初态时封闭气体压强；（2）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，求封闭空气柱的长度．分析：（1）根据液体内部压强的公式即可求出；（2）气体做等温变化，由玻意耳定律列方程求解末态气柱长度。解答：（1）初态时封闭气体压强：p1＝p0+ρgh＝76cmHg+10cmHg＝95cmHg（2）初态时封闭气体的体积：V1＝l1S末态时封闭气体的体积：V2＝l2S气体做等温变化，由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2末态气柱长度：l2＝12.5cm答：（1）初态时封闭气体压强为95cmHg；（2）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，封闭空气柱的长度为12.5cm．点评：（1）初态时封闭气体压强为95cmHg；（2）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，封闭空气柱的长度为12.5cm．【解题思路点拨】应用玻意耳定律求解时，要明确研究对象，确认温度不变，根据题目的已知条件和求解的问题，分别找出初、末状态的参量，其中正确确定压强是解题的关键。9．气体的等压变化与盖-吕萨克定律的应用【知识点的认识】1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程。2.盖—吕萨克定律（1）文字表述：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。（2）②表达式：V＝CT（其中C是常量），或V13.图像表达4.适用条件：气体的质量一定，压强不变且不太大（等于或小于几个大气压），温度不太低（不低于零下几十摄氏度）。5.在摄氏温标下，盖—吕萨克定律的表述一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增大（或减小）的体积等于它在0℃时体积的1273数学表达式为Vt-V0t=V0273或6.推论；一定质量的气体，从初状态（V、T）开始，发生等压变化，其体积变化ΔV和温度的变化ΔT间的关系为ΔVΔT=V【命题方向】如图所示，汽缸A中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑的且不漏气，B上放一重物C，B与C的总重力为G，大气压为p0．当汽缸内气体温度是20℃时，活塞与汽缸底部距离为h1；当汽缸内气体温度是100℃时活塞与汽缸底部的距离是多少？分析：气缸内的发生等压变化，列出初末状态的状态参量，根据盖﹣吕萨克定律列式求解；注意公式的T为热力学温度。解答：汽缸内气体温度发生变化时，汽缸内气体的压强保持不变，大小为p＝p0+GS，其中以汽缸内气体为研究对象，初状态温度T1＝（273+20）K，体积V1＝h1S；末状态温度T2＝（273+100）K＝373K。由盖﹣吕萨克定律可得V求得V2=T2T1V1变化后活塞与汽缸底部的距离h2=V2S=373293答：当汽缸内气体温度是100℃时活塞与汽缸底部的距离是1.3h1。点评：本题考查气体实验定律的应用，关键是列出初末状态的状态参量，选择合适的实验定律，注意温度要化成热力学温度。【解题思路点拨】应用盖﹣吕萨克定律解题的一般步骤（1）确定研究对象，即某被封闭气体。（2）分析气体状态变化过程，明确初、末状态，确在气体状态变化过程中气体的质量和压强保持不变。（3）分别找出初、末两个状态的温度和体积。（4）根据盖―吕萨克定律列方程求解。（5）分析所求结果是否合理。10．气体的等容变化与查理定律的应用【知识点的认识】1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。2.查理定律：（1）文字表述：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。（2）表达式：p＝CT（其中C为常量）或p1（3）图像表示：（4）适用条件：气体质量不变，气体的体积不变。3.对查理定律的理解（1）查理定律是实验定律，是由法国科学家查理通过实验发现的。（2）适用条件：气体质量一定，体积不变，压强不太大（等于或小于几个大气压），温度不太低（不低于零下几十摄氏度）。（3）一定质量的某种气体在体积不变的情况下，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的。【命题方向】一种特殊的气体温度计由两个装有理想气体的导热容器组装而成，测量时将两个导热容器分别放入甲、乙两个水槽中，如图所示，连接管内装有水银，当两个水槽的温度都为0℃（273K）时，没有压强差；当水槽乙处于0℃而水槽甲处于50℃时，压强差为60mmHg。导热容器的体积恒定且远大于连接管的体积。求：（1）两个水槽的温度都为0℃（273K）时，导热容器内气体的压强多大；（2）当水槽乙处于0℃而水槽甲处于未知的待测温度（高于0℃）时，压强差为72mmHg，此未知待测温度是多少。分析：（1）乙容器内的气体做等容变化，找出初末状态参量，根据查理定律求得压强；（2）乙容器内的气体做等容变化，根据查理定律求得未知温度。解答：（1）设0℃时，甲中气体的压强为p0，T0＝273K；气体温度为50℃即T1＝（273+50）K＝323K时，气体的压强p1＝p0+60mmHg气体做等容变化，有p解得p0＝327.6mmHg（2）设未知温度为T2，p2＝p0+72mmHg有p解得T2＝333K答：（1）两个水槽的温度都为0℃（273K）时，导热容器内气体的压强327.6mmHg；（2）当水槽乙处于0℃而水槽甲处于未知的待测温度（高于0℃）时，压强差为72mmHg，此未知待测温度是333K。点评：本题主要考查了查理定律，关是找出初末状态参量，明确所研究的气体即可，解题时要注意温度单位的换算。【解题思路点拨】1.查理定律及其推论由查理定律p1T1=p2.应用查理定律解题的一般步骤（1）确定研究对象，即被封闭的气体。（2）分析气体状态变化时是否符合查理定律的适用条件：质量一定，体积不变。（3）确定初、末两个状态的温度、压强。（4）根据查理定律列式求解11．理想气体及理想气体的状态方程【知识点的认识】理想气体的状态方程（1）理想气体①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。（2）理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程：p1V1气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例。【命题方向】题型一：气体实验定律和理想气体状态方程的应用如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K．两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞（质量不同，厚度可忽略）。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为理想气体），压强分别为p0和p03；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V04．现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K（i）恒温热源的温度T；（ii）重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx。分析：（i）两活塞下方封闭的气体等压变化，利用盖吕萨克定律列式求解；（ii）分别以两部分封闭气体，利用玻意耳定律列式求解。解：（i）与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖吕•萨克定律得：TT0解得T=7（ii）由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大。打开K后，右活塞必须升至气缸顶才能满足力学平衡条件。气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分