熱學-2019年高考物理之高頻含解析

解密16叁登

導多布考丁

考綱要求

核心考點

分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)1

阿伏加德羅常數(shù)I

氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布1

溫度、內能1

固體的微觀結構、晶體和非晶體I

液晶的微觀結構I

液體的表面張力現(xiàn)象I

氣體實驗定律II

理想氣體I

飽和蒸氣、未飽和蒸氣、飽和蒸氣壓I

相對濕度I

熱力學第一定律1

能量守恒定律1

熱力學第二定律I

中學物理中涉及的國際單位制的基本單位和其他單位，例如攝氏度、I

標準大氣壓

網絡和會%

'基本內容

分子動理論〈物體的內能：做功、熱傳遞是改變內能的兩種方式

.溫度計與溫標

?氣體分子統(tǒng)計規(guī)律

描述氣體的狀態(tài)參量

玻意耳定律：

PM=p-yz

氣體氣體實臉定律?蓋-呂薩克定律（等壓）：口

4R

查理定律:包=叁

4R

熱學理想氣體狀態(tài)方程亞=生匕

［44

’港體的表面張力

固體、液體和物態(tài)變化,液體,浸潤和不浸潤現(xiàn)象

［液晶

物態(tài)變化中的能量變化

［熱力學第一定律：^U=W-Q

熱力學定律和能量守恒定律''熱力學第二定律

?能量守恒定律

J解密滑支凄

一克1臺各同的作用力易的犍

名/必備和史

一、分子間的作用力

1.分子間有空隙

(1)氣體分子間的空隙：氣體很容易被壓縮，表明氣體分子間有很大的空隙。

(2)液體分子間的空隙：水和酒精混合后總體積會減小，說明液體分子間有空隙。

(3)固體分子間的空隙：壓在一起的金片和鉛片的分子，能擴散到對方的內部說明固體分子間也存在

著空隙。

2.分子間作用力

(1)分子間雖然有空隙，大量分子卻能聚集在一起形成固體或液體，說明分子之間存在著引力；分子

間有空隙，但用力壓縮物體，物體內會產生反抗壓縮的彈力，這說明分子之間還存在著斥力。

(2)分子間的引力和斥力是同時存在的，實際表現(xiàn)出來的分子力是引力和斥力的合力。

(3)分子間的作用力與分子間距離的關系如圖所示，表現(xiàn)了分子力F隨分子間距離r的變化情況，由

圖中。，圖線可知：尸夕和尸斥都隨分子間距離的變化而變化，當分子間的距離增大時，尸■和尸斥都減小，

但F斥減小得快，結果使得：

①尸，。時，F(xiàn).}\=Fri-,分子力尸=0,ro的數(shù)量級為IO"。m；當r>l(F'm時，分子力可以忽略。

②時，F(xiàn)'i\<F,y,分子力表現(xiàn)為斥力。

③r>ro時，F(xiàn)引〉F斥,分子力表現(xiàn)為引力

(1)宏觀現(xiàn)象的特征是大量分子間分子合力的表現(xiàn)，分子與分子間的相互作用力較小，但大量分子力

的宏觀表現(xiàn)合力卻很大。

(2)當物體被拉伸時，物體要反抗被拉伸，表現(xiàn)出分子引力，而當物體被壓縮時，物體又要反抗被壓

縮而表現(xiàn)出分子斥力。

(3)物體狀態(tài)不同，分子力的宏觀特征也不同，如固體、液體很難壓縮是分子間斥力的表現(xiàn)；氣體分

子間距比較大，除碰撞外，認為分子間引力和斥力均為零，氣體難壓縮是壓強的表現(xiàn)。

二、熱平衡與溫度

1.溫度

(1)宏觀上

①溫度的物理意義：表示物體冷熱程度的物理量。

②與熱平衡的關系：各自處于熱平衡狀態(tài)的兩個系統(tǒng)，相互接觸時、它們相互之間發(fā)生了熱量的傳

遞，熱量從高溫系統(tǒng)傳遞給低溫系統(tǒng)，經過一段時間后兩系統(tǒng)溫度相同，達到一個新的平衡狀態(tài)。

(2)微觀上

①反映物體內分子熱運動的劇烈程度，是大量分子熱運動平均動能的標志。

②溫度是大量分子熱運動的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計意義的，對個別分子來說溫度是沒有意義的。

2.熱平衡

(1)一切達到熱平衡的物體都具有相同的溫度。

(2)若物體與A處于熱平衡，它同時也與B達到熱平衡，則A的溫度等于B的溫度，這就是溫度計

用來測量溫度的基本原理。

3.熱平衡定律的意義

熱平衡定律又叫熱力學第零定律，為溫度的測量提供了理論依據(jù)。因為互為熱平衡的物體具有相同的

溫度，所以比較各物體溫度時，不需要將各個物體直接接觸，只需將作為標準物體的溫度計分別與各物體

接觸，即可比較溫度的高低。

4.溫度計和溫標

(1)溫度計

名稱原理

水銀溫度計根據(jù)水銀的熱膨脹的性質來測量溫度

金屬電阻溫度計根據(jù)金屬伯的電阻隨溫度的變化來測量溫度

氣體溫度計根據(jù)氣體壓強隨溫度的變化來測量溫度

熱電偶溫度計根據(jù)不同導體因溫差產生電動勢的大小來測量溫度

(2)溫標：定量描述溫度的方法。

(3)攝氏溫標：一種常用的表示溫度的方法，規(guī)定標準大氣壓下冰的熔點為0℃,水的沸點為100℃.

在刻度與100℃刻度之間均勻分成100等份，每份算做1℃。

(4)熱力學溫標：現(xiàn)代科學中常用的表示溫度的方法，熱力學溫標也叫“絕對溫標

(5)攝氏溫度與熱力學溫度：

攝氏溫度攝氏溫標表示的溫度，用符號f表示，單位是攝氏度，符號為℃

熱力學溫

熱力學溫標表示的溫度，用符號T表示，單位是開爾文，符號為K

度

換算關系T=z+273.15K

三、物體的內能

1.分子勢能

分子勢能是由分子間相對位置而決定的勢能，它隨著物體體積的變化而變化，與分子間距離的關系

為：

(1)當r>“時，分子力表現(xiàn)為引力，隨著，的增大，分子引力做負功，分子勢能增大；

(2)當區(qū)八。時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著r的減小，分子斥力做負功，分子勢能增大；

(3)當L”時，分子勢能最小，但不一定為零，可為負值，因為可選兩分子相距無窮遠時分子勢能

為零；

(4)分子勢能曲線如圖所示

要記住分子間作用力和分子勢能的特點和規(guī)律，理解高中物理課本中分子間作用力與分子距離的關系.

圖為分子勢能跟分子間距離的關系圖，抓住關鍵點：分子間距等于，b時分子勢能最小。

2.內能的決定因素

(1)微觀決定因素：分子勢能、分子的平均動能和分子個數(shù)。

(2)宏觀決定因素：物體的體積、物體的溫度、物體所含物質的多少(即物質的量)。

3.解有關“內能”的題目，應把握以下幾點：

(1)溫度是分子平均動能的標志，而不是分子平均速率的標志，它與單個分子的動能及物體的動能無

任何關系；

(2)內能是一種與分子熱運動及分子間相互作用相關的能量形式，與物體宏觀有序的運動狀態(tài)無關，

它取決于物質的量、溫度、體積及物態(tài)。

判斷分子勢能變化的兩種方法

方法一：根據(jù)分子力做功判斷：分子力做正功，分子勢能減小；分子力做負功，分子勢能增加。

方法二：利用分子勢能與分子間距離的關系圖線判斷。如圖所示

4.分析物體的內能問題應當明確以下幾點

（1）內能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內能的說法。

（2）決定內能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)，還與物態(tài)有關系。

（3）通過做功或熱傳遞可以改變物體的內能。

（4）溫度是分子平均動能的標志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能相同。

W求鈉

（2018?陜西省西安中學）如圖所示，甲分子固定在坐標原點。，乙分子位于x軸上，甲、乙兩分子間

作用力與距離關系的函數(shù)圖象如圖，現(xiàn)把乙分子從n處由靜止釋放，則

A.乙分子從n到r\一直加速

B.乙分子從小到r2加速，從到減速

C.乙分子從，3到八過程中，其加速度先變大后變小。

D.乙分子從小到外過程中，兩分子間的分子勢能一直減小

【參考答案】ACD

【試題解析】在4八時，分子力表現(xiàn)為引力，當內門葉，分子力表現(xiàn)為斥力，故從仁到門做加速運動,

故A正琬，B結誤.乙分子從左到ri的過程小,分子力先增大后或小，故加速度先增大后戒小，故C正確.

從門到力，分子力一直做壬功，分子勢能一直減小，故DH硝，

青？砥蹤秣動

1.下列說法正確的是

A.物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能增大

B.物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大

C.物體溫度降低，其內能一定增大

D.物體溫度不變，其內能一定不變

【答案】B

【解析】溫度是物體的分子平均動能的標志，溫度升高，物體分子的平均動能一定增大，A錯誤，B正

確,內能是所有分子的動能和勢能的和，不僅與溫度有關，還與物體的體積有關，只知道溫度一個因

素的變化情況，無法確定物體內能的變化，CD錯誤。

考點2理趣人體秋態(tài)方程

名，必備和祝

1.理想氣體狀態(tài)方程：—=C（C為常量）。

2.利用氣態(tài)方程解決問題的基本思路:

分別找出這部"（體狀態(tài)發(fā)生

變化前*的P、V、T數(shù)值或我

達式，質強的確定是關鍵

區(qū)亞〉一認清變化過程.正確選用物理規(guī)律

選用氣套方程或某一實驗定律

列式求解,有時饕討論結果的

合理性

W槍印東引

（2018?福建省漳州市）如圖，U形管兩端等高，左端封閉，右端與大氣相通。左管中A部分為真空，

8部分封有理想氣體。圖中L=10cm,L2=40cm,J=15cm,大氣壓強尸o=75cmHg。8氣體的溫度為八

=300K,求：

（1）B氣柱下方水銀柱的高度心；

（2）當氣體B溫度升高到石=750K,則B部分氣體的長度￡；?

【參考答案】（1）35cm（2）30cm

【試題解析】（1）對B上方的淺柱平衡分析可知，B氣體致壓搔為

而對?3右方的液拄分析得：PR=p「pgj

聯(lián)立翳得：&=35cm

（2）假諛B氣體等壓畛脹到止水眼柱上表面與左玻璃詈咬郭龍平酎，氣體顯度為n

SLSC4+L）

B氣體發(fā)生等壓兗化：一:—二

￡飛

翳停：7^=500K<750K

假女.3氣體下方水銀欄上表而下移xcm,

此時B氣體■氣壓p；-p^-pgiL4-2x）

氣柱&的長度為Zs'nZj+A+x

對3氣體由理想氣體狀態(tài)方程修：Ho-p苫&二2x|］蛆=

解得：4=30cm

名/砥豚秣制

1.對一定質量的理想氣體，以下狀態(tài)變化中可以實現(xiàn)的是

A.降低溫度時，壓強不變，體積增大B.升高溫度時，壓強增大，體積減小

C.溫度不變時，壓強體積都增大，D.升高溫度時，體積不變，壓強減小

【答案】B

PVPV

【解析】降低溫度時，壓強不變，根據(jù)方=C知產減小，故A錯誤;升高溫度時，壓強增大，根據(jù)—=c

知，可能減d也可能增大，故B正確：溫度不變時，壓強增大，根據(jù)?=。知，減小，故C錯誤;

PV,

升高溫度時，體積不變，根據(jù)〒=c知壓強增大，故D錯誤。

考堂3氣體實齡復辟的囹象同題

芻，必備知我

i.等溫變化圖象:

過程類別圖線特點示例

pV=CT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線

P-V￡

溫度越高，線離原點越遠0V

X,

等溫過程

1p=CT$,斜率;CT,即斜率越大，溫度越高

P-三

V

0號”I/V

2.等容變化圖象:

類別圖線

過程特點小例

cc

等容過程P-TP=WT，斜率6f,即斜率越大，體積越小'工

0T

3.等壓變化圖象:

過程類別圖線特點示例

V/%

cc

等壓過程V-TV=-T,斜率上一，即斜率越大，壓強越小

1x2__：.?r

pP0

Pi<Pi

(2018?山東省棗莊市第八中學東校區(qū))一定質量的理想氣體從4狀態(tài)變化到8狀態(tài)再變化到C狀態(tài),

其狀態(tài)變化過程的廣丫圖象如圖所示。己知該氣體在狀態(tài)4時的溫度為27°C,求：

(1)該氣體在狀態(tài)B和C時的溫度；

(2)該氣體從狀態(tài)A經B再到C的全過程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少。

【參考答案】(1)327℃27℃(2)g=-8xlO2J,氣體向外界放出熱量

【試題解析】(1)枝揖%象可知4到8過程發(fā)生等容變化,

/我態(tài)：壓強PA=2xlO5pa,溫度：TA=(27+273)K=300K

3塊態(tài)：壓搔的=4x105Pa,溫度：TB

P±_PB_

根據(jù)查理定律可考:工「心

翳停：7s=600K,*327t?

根據(jù)國配可知5到C過程發(fā)生等壓爻化，

B狀態(tài)：體加外=4.0xi>3m3,；：昱度：7i=600K

C狀態(tài)：體積匕=2.0x10-3溫度：Tc

VV

根據(jù)或-呂薩克定律可得：Bc

1B』C

海厚：7>300K,即rc=27七

(2)由于工尸Tc,一定質叁理理氣件在送■態(tài)H知狀態(tài)C內含姓等，AL=0

從月到B氣體體積不變，外界對氣體依功為0,從3到C圣體體積城小，外界對■氣體做正功，由p-V

圖線與橫域所囤施彩的面初可得外界對氣體僦功:

W=^PCa*l，c)=4.0xl05x(4.OxlO-3_2.OxlO-3)J=8xi(pJ

由熱力學第一定理：SU=W-Q

可得：p=-8xi(pJ,即氣體向外界放出熱量。

名隈豚林為

1.如圖所示，一定質量的理想氣體，經過圖線ATBTCTA的狀態(tài)變化過程，A2的延長線過。點，CA與

縱軸平行。由圖線可知

A.過程壓強不變，氣體對外做功

B.8-C過程壓強增大，外界對氣體做功

C.C—A過程壓強不變，氣體對外做功

D.C-4過程壓強減小，外界對氣體做功

【答案】B

【解析】由題圖可知，4fB過程，氣體體積與熱力學溫度成正比，則氣體發(fā)生等壓變化，氣體壓強不

變，體積減小，外界對氣體做功，故A錯誤；如圖作過C點的等容線，則體積相等的情況下，C的溫度

高，所以C的壓強一定比AB的壓強大，由圖可知5TC過程體積減小，溫度升高，壓強增大，外界對

氣體做功故B正確；由上面分析知，Cf過程溫度不變，氣體的體積增大，壓強減小，氣體對外界做功,

故CD錯誤。

考點4計算氣體卷藏的有用方法

氣體壓強的計算問題，可以轉化為力學問題進行處理。具體如下:

參考液面法

（1）主要依據(jù)是液體靜力學知識:

①靜止（或勻速）液面下深九處的壓強為夕=pg。。注意〃是液體的豎直深度。

②若靜止（或勻速）液面與外界大氣接觸，則液面下深h處的壓強為p=pQ+pgh,p0為外界大氣壓強。

③帕斯卡定律：加在密閉靜止液體（或氣體）上的壓強能夠大小不變地由液體（或氣體）向各個方向

傳遞。

④連通器原理：在連通器中，同一種液體（中間液體不間斷）的同一平面上時壓強是相等的。

（2）計算壓強的步驟：

①選取假想的一個液體薄片（不計自身重力）為研究對象；

②分析液片兩側受力情況，建立平衡方程，消去橫截面積，得到薄片兩側的壓強平衡方程；

③解方程，求得氣體壓強。

平衡條件法

對于用固體（或活塞）封閉靜止容器內的氣體，要求氣體的壓強，可對固體（或活塞）進行受力分析,

然后根據(jù)平衡條件列式求解。

動力學法

當與氣體相連的系統(tǒng)加速運動時，要求氣體的壓強，可以選擇與氣體相連的合適的研究對象（如活塞、

氣缸等），對其進行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律列動力學方程進行求解。在對系統(tǒng)進行分析時，可

針對具體情況選用整體法或隔離法。

/W求鈉

（2018?河南省駐馬店市）如圖所示，上細下粗的玻璃圓管，上端開口且足夠長，下端封閉，細管部分

的橫載面積&=1cm?,粗管部分的橫截面積S2=2cm?。用適量的水銀在管內密封一定質量的理想氣體，初

始狀態(tài)封閉氣體的溫度為6=57℃,封閉氣柱的長度L=22cm,細管和粗管中水銀柱的高度均為4=2cm。

大氣壓強恒為po=76cmHg。（絕對零度取-273℃）

（1）求r=57"C時管內氣體壓強（單位用cmHg表示）；

（2）對封閉氣體緩慢加熱，當租管中的水銀剛好全部壓入細管時管內氣體壓強（單位用cmHg表示）;

（3）當粗管中的水銀剛好全部壓入細管時，氣體的溫度開高到，2為多少。

【參考答案】（1）Pi=80cmHg（2）0=82cmHg（3）t2=96℃

【試題解析】（1）由題意知Pi=Po+2%

所以氣體壓強為px=80cmHg

（2）設水銀全部進入細管后，高度為〃'。水銀總體積不變，所以5仍'=5%+52%

則得〃'=6cm

此葉氣體的壓轉為%=Po+川

代人數(shù)據(jù)得p2=82cmHg

小擊―尚-閃】建M?。ā?藥

（3）由氣體的狀態(tài)一丁得=---------

1心Ir

由7j=4+273=330K求出當水級劑若全段壓入臺詈時，氣體的溫度為石=369K

即?=96cC

名。尸秣了

1.如圖所示，玻璃管4上端封閉，B上端開口且足夠長，兩管下端用橡皮管連接起來，A管上端被一段水

銀柱封閉了一段長為6cm的氣體，外界大氣壓為75cmHg,左右兩水銀面高度差為5cm,溫度為f尸

27℃?

（1）保持溫度不變，上下移動B管，使A管中氣體長度變?yōu)?cm,穩(wěn)定后的壓強為多少？

（2）穩(wěn)定后保持B不動，為了讓A管中氣體體積回復到6cm,則溫度應變?yōu)槎嗌伲?/p>

【答案】(l)96cmHg(2)94.5℃

【解析】（1）設玻璃管的橫截面積為S,氣體做等溫變化/加=p（）+pg/M=（75+5）cinHg=8OcmHg

以i=6S吟2=5S

PA\VA1=PA2VA2

PA2=96cmHg

(2)PA3=PA2+Pghi=(96+2)cinHg=98cmHg

PM_PM

1F

7>367.5K

故h=94.5℃

考點5大1類冏題的解敗技巧

//袋備知能

氣缸類問題是熱學部分典型的綜合問題，它需要考查氣體、氣缸或活塞等多個研究對象，涉及熱學、

力學乃至電學等物理知識，需要靈活地運用相關知識來解決問題。

i.解決氣缸類問題的一般步驟

（1）弄清題意，確定研究對象。一般地說，研究對象分為兩類：熱烈學研究對象（一定質量的理想氣

體）；力學研究對象（氣缸、活塞或某系統(tǒng)）。

（2）分析清楚題目所述的物理過程，對熱學研究對象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程，依據(jù)氣體

定律列出方程；對力學研究對象要正確地進行受力分析，依據(jù)力學規(guī)律列出方程。

（3）注意挖掘題目的隱含條件，如幾何關系等，列出輔助方程。

（4）多個方程聯(lián)立求解，對求解的結果注意檢驗它們的合理性。

2.氣缸類問題的幾種常見類型

（1）氣體系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。需要綜合應用氣體定律和物體的平衡條件解題。

（2）氣體系統(tǒng)處于非平衡狀態(tài)。需綜合應用氣體定律和牛頓第二定律解題。

（3）封閉氣體的容器（如氣缸、活塞、玻璃管等）與氣體發(fā)生相互作用的過程中，如果滿足守恒定律

的適用條件，可根據(jù)相應的守恒定律解題。

（4）兩個或多個氣缸封閉著幾部分氣體，并且氣缸之間相互關聯(lián)的問題，解答時應分別研究各部分氣

體，找出它們各自遵循的規(guī)律，并寫出相應的方程，還要寫出各部分氣體之間壓強或體積的關系式，最后

聯(lián)立求解。

/東鈉

（2018?東北三省四市）用銷釘固定的導熱活塞將豎直放置的導熱氣缸分隔成A、B兩部分，每部分都

封閉有氣體，此時A、B兩部分氣體壓強之比為5：3,上下兩部分氣體體積相等。（外界溫度保持不變，不

計活塞和氣缸間的摩擦，整個過程不漏氣）。

甲乙

(1)如圖甲，若活塞為輕質活塞，拔去銷釘后，待其重新穩(wěn)定時B部分氣體的體積與原來體積之比；

(2)如圖乙，若活塞的質量為橫截面積為S,拔去銷釘并把氣缸倒置，穩(wěn)定后A、8兩部分氣體

體積之比為1：2,重力加速度為g,求后來B氣體的壓強。

【參考答案】(1)3:4⑵%=當8

7s

【試題解析】(1)諛乂氣球的缽初為匕由殯童耳定律得到：

巴廠=5(，+AV),PBV=P3[V-^V),PA=PB

施得：5部分氣體體積與原親的體積之比為3:4

尸，5

(2)初始狀態(tài)：￡?=；

PBJ

最終平衡狀態(tài)：E=己+半

諛氣缸總容積為V,A.5兩部分氣體儆等溫變化

V.VVV

JBJD

聯(lián)立得到：P

Bis

1.如圖所示，豎直放置的氣缸內壁光滑，橫截面積為S=l(y3m2,活塞的質量為機=2kg,厚度不計。在4

B兩處設有限制裝置，使活塞只能在A、8之間運動，B下方氣缸的容積為1.0xl(y3m3,48之間的容

積為2.0x10“m1外界大氣壓強po=l.Oxl()5Pa。開始時活塞停在臺處，缸內氣體的壓強為0.9外，溫度

為27°C,現(xiàn)緩慢加熱缸內氣體，直至327℃。求：

(1)活塞剛離開8處時氣體的溫度⑵

(2),缸內氣體最后的壓強：

(3)在圖(乙)中畫出整個過程中的p-V圖線。

160

1.40

I如

1.00

0.80F71GW

1A)**-i.lo*IJO

【答案】（1）127℃(2)1.5xlO5Pa（3）圖線見解析圖

【解析】⑴活塞剛離開3處時，氣體壓強a=*-F=L2xl05pa

0.9pc.p,

氣體等容變化,考=中

代入數(shù)據(jù)，解出（1=127七

（2）設活塞最終移動到乂處，理想氣體狀態(tài)方程：

PK—P興用09叫一1.北匚

273+五273+小閃2方+27-273+327

代入數(shù)據(jù)，解出上=冷器R=L5xl（）5pa

1.2x300

因為P3>p],故活塞最終移動到A處的假設成立

（3）如圖

工Qfe射上考不

1.（2018?新課標全國n卷）對于實際的氣體，下列說法正確的是

A.氣體的內能包括氣體分子的重力勢能

B.氣體的內能包括分子之間相互作用的勢能

C.氣體的內能包括氣體整體運動的動能

D.氣體體積變化時，其內能可能不變

E,氣體的內能包括氣體分子熱運動的動能

【答案】BDE

【解析】氣體的內能等于所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和，故AC錯，BE對；根據(jù)熱力學第

一定律AU=H'+2知道，改變內能的方式有做功和熱傳遞，所以體積發(fā)生變化時，內能可能不變,

故D正確。

2.（2018?新課標全國III卷）如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)6,其過程如心丫圖中從“到

匕的直線所示。在此過程中

P

A.氣體溫度一直降低

B.氣體內能一直增加

C.氣體一直對外做功

D.氣體一直從外界吸熱

E.氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功

【答案】BCD

【解析】一定質量的理想氣體從a到匕的過程，由理想氣體狀態(tài)方程為山"》%/可知，Ti>Ta,即氣

體的溫度一直升高，選項A錯誤；根據(jù)理想氣體的內能只與溫度有關，可知氣體的內能一直增加，選項

B正確；由于從。到匕的過程中氣體的體積增大，所以氣體一直對外做功，選項C正確；根據(jù)熱力學第

一定律，從。到匕的過程中，氣體一直從外界吸熱，選項D正確；氣體吸收的熱量一部分增加內能，一

部分對外做功，選項E錯誤。

3.（2018?新課標全國I卷）如圖，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經歷過程①、②、③、④到達狀態(tài)

e,對此氣體，下列說法正確的是

A.過程①中氣體的壓強逐漸減小

B.過程②中氣體對外界做正功

C.過程④中氣體從外界吸收了熱量

D.狀態(tài)c、d的內能相等

E.狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)〃的壓強小

【答案】BDE

【解析】本題考查對一定質量的理想氣體的『7圖線的理解、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學第一定律、理

想氣體內能及其相關的知識點。

由理想氣體狀態(tài)方程外匕%=必%不可知，P衿即過程①中氣體的壓強逐漸增大，選項A錯誤；由于

過程②中氣體體積增大，所以過程②中氣體對外做功，選項B正確：過程④中氣體體積不變，對外做功

為零，溫度降低，內能減小，根據(jù)熱力學第一定律，過程④中氣體放出熱量，選項C錯誤；由于狀態(tài)八

d的溫度相等，根據(jù)理想氣體的內能只與溫度有關，可知狀態(tài)c、d的內能相等，選項D正確；由理想氣

體狀態(tài)方程外力7＞必%/可知，狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小，選項E正確。

4.（2017?新課標全國H卷）如圖，用隔板將一絕熱氣缸分成兩部分，隔板左側充有理想氣體，隔板右側與

絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個氣缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，

將氣體壓回到原來的體積。假設整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是

A.氣體自發(fā)擴散前后內能相同

B.氣體在被壓縮的過程中內能增大

C.在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功

D.氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功

E.氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變

【答案】ABD

【解析】氣體向真空擴散過程中不對外做功，且又因為氣缸絕熱，可知氣體自發(fā)擴散前后內能相同，A正

確，C錯誤；氣體在被壓縮的過程中活塞對氣體做功，因氣缸絕熱，則氣體內能增大，BD正確；氣體

在被壓縮的過程中，因氣體內能增加，溫度升高，氣體分子的平均動能增加，E錯誤。

【答案】F=(PyS+mg)h

【解析】由于活塞處于平衡狀態(tài)所以可以利用活塞處于平衡狀態(tài)，求封閉氣體的壓強，然后找到不同狀

態(tài)下氣體參量，計算溫度或者體積。

開始時活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經歷等容過程，直至活塞開始運動。設此時汽缸中氣體

的溫度為八，壓強為小，根據(jù)查理定律有

M吟①

根據(jù)力的平衡條件有

PlSupjS+Wg②

聯(lián)立①②式可得

些:

1I如°

此后，汽缸中的氣體經歷等壓過程，直至活塞剛好到達。處，設此時汽缸中氣體的溫度為石；活塞位于

a處和b處時氣體的體積分別為H和匕。根據(jù)蓋一呂薩克定律有

VK

-二~(4)

式中

Vt=SH(§)

V2=S(H+h)⑥

聯(lián)立③④⑤⑥式解得

/+部+%⑦

從開始加熱到活塞到達h處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為

嚴=(丹5+痛)6⑧

10.(2018?新課標全國III卷)在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內有一股水銀柱，水銀柱的兩端各

封閉有一段空氣。當U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱的長度分別為6=18.0cm和/2=12.0C

m,左邊氣體的壓強為12.0cmHgo現(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水

銀逸入另一邊。求U形管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中，氣體溫度不變。

4

【答案】7.5cmu

【解析】設U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊氣體的壓強分別為0和6。U形管水平放置時，兩邊

氣體壓強相等，設為夕，此時原左、右兩邊氣體長度分別變?yōu)榘?和由力的平衡條件有

Pi=%+。/U①

式中P為水銀密度，g為重力加速度大小。

由玻意耳定律有

p、h=ph'②

P2ypz2,③

由①②③④式和題給條件得

/）-22.5cm⑤

12=1.5cm⑥

11.（2018?新課標全國1卷）如圖，容積為V的汽缸由導熱材料制成，面積為S的活塞將汽缸分成容積相

等的上下兩部分，汽缸上部通過細管與裝有某種液體的容器相連，細管上有一閥門K。開始時，K關

閉，汽缸內上下兩部分氣體的壓強均為而，現(xiàn)將K打開，容器內的液體緩慢地流入汽缸，當流入的液

體體積為V三時，將K關閉，活塞平衡時其下方氣體的體積減小了V工，不計活塞的質量和體積，外界溫

86

度保持不變，重力加速度大小為g。求流入汽缸內液體的質量。

15pS

【答案】m=丁芳0

26g

【解析】設活塞再次平衡后，活塞上方氣體的體積為匕，壓強為Px,下方氣體的體積為V,,壓強為p20

在活塞下移的過程中，活塞上、下方氣體的溫度均保持不變，由玻意耳定律得

V0

=①

V

Pc7=PJI②

由已知條件得

“VVV13

V>=—+———=——V③

26824

匕④

設活塞上方液體的質量為根，由力的平衡條件得

P2S=P]S+?Mg⑤

聯(lián)立以上各式得

15Pos小

m=—⑥

26g-

12.（2017?新課標全國I卷）如圖，容積均為丫的氣缸A、B下端有細管（容積可忽略）連通，閥門上位

于細管的中部，A、8的頂部各有一閥門跖、K3;B中有一可自由滑動的活塞（質量、體積均可忽略）。

初始時，三個閥門均打開，活塞在3的底部；關閉K2、K3,通過KI給氣缸充氣，使A中氣體的壓強達

到大氣壓po的3倍后關閉Ki。已知室溫為27°C,氣缸導熱。

（1）打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強;

（2）接著打開K3,求穩(wěn)定時活塞的位置；

（3）再緩慢加熱氣缸內氣體使其溫度升高20℃,求此時活塞下方氣體的壓強。

V

【答案】（1）,2Po（2）氣缸B頂部（3）1.6/%

【解析】（D設打開氐后，穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為閉，體積為入。依題意，被活塞分開的兩部

分氣體都經歷等溫過程。由玻意耳定律有32尸=月（",-匕）

V

聯(lián)立可得匕=5,Pi=2p0

（2）打開Kj后，活塞上升，設活塞不再上升時，活塞下方氣體與月中氣體的體積之和為V2

由玻意耳定律得3pJ'=p/

可得V.=3V>2廠，所以打開總后，活塞會上升到氣缸B的頂部

（3）設加熱后活塞下方氣體的壓強為二，氣體溫度從八=300K升高到7>320K

由理想氣體狀態(tài)方程有箋匕=號L

解得〃=L6po

13.（2017?新課標全國H卷）一熱氣球體積為匕內部充有溫度為7；的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為

已知空氣在1個大氣壓、溫度7b時的密度為⑷，該氣球內、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速

度大小為g。

（1）求該熱氣球所受浮力的大小。

（2）求該熱氣球內空氣所受的重力。

（3）設充氣前熱氣球的質量為m。,求充氣后它還能托起的最大質量。

pagVTnpj工p.VT.

【答案】（I）（2）（3）

4TbL

【解析】（1）1個大氣壓下質量為泄的空氣，在溫度n時的體積及=r

夕。

在溫度T時的體積匕=匕

PT

由蓋-呂薩克定律有

聯(lián)立可得々=2，

氣球所受的浮力F=P屈=號L

xA

c”p.glH

（2）氣球內熱空氣所受的重力G=pjg=號一

（3）設該氣球還能托起的最大質量為如由平衡條件有F=mog+G+咫

解得出=匕P匹尸Q一R上黃工一/

19%

14.（2017?新課標全國HI卷）一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分別

連通兩豎直玻璃細管K和七。心長為/,頂端封閉，丘上端與待測氣體連通；用下端經橡皮軟管與充

有水銀的容器R連通。開始測量時，M與總相通；逐漸提升R,直到總中水銀面與K頂端等高，此

時水銀已進入K,且K中水銀面比頂端低/?,如圖（b）所示。設測量過程中溫度、與K2相通的待測

氣體的