新高考物理二輪復(fù)習(xí)重難點專練熱點13 熱學(xué)中的常見模型（解析版）

熱點13熱學(xué)中的常見模型熱點13熱學(xué)中的常見模型高考熱學(xué)命題選自生產(chǎn)生活、科學(xué)與科技中與熱學(xué)知識相關(guān)的情境，信息維度更加廣闊，題干中除了直接提供的信息和知識外，還隱藏更多間接信息、數(shù)據(jù)和結(jié)論。題目可以包含近些年主要的科研成果和應(yīng)用要求考生不只是熟悉書本上的知識，還需要通過提取關(guān)鍵信息和數(shù)據(jù)，運(yùn)用綜合知識進(jìn)行分析和推理。圖文信息和數(shù)據(jù)表格增加，信息量的廣度和深度同時增加，同時更多信息會被隱藏。注意挖掘題目潛在的信息。分子動理論和熱學(xué)圖像、氣體實驗定律和熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用依然是考查的熱點內(nèi)容。一.“玻璃管液封”模型1.三大氣體實驗定律(1)玻意耳定律(等溫變化)：p1V1＝p2V2或pV＝C(常數(shù)).(2)查理定律(等容變化)：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p,T)＝C(常數(shù)).(3)蓋—呂薩克定律(等壓變化)：eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V,T)＝C(常數(shù)).2.利用氣體實驗定律及氣態(tài)方程解決問題的基本思路3.玻璃管液封模型求液柱封閉的氣體壓強(qiáng)時，一般以液柱為研究對象分析受力、列平衡方程，要注意：(1)液體因重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小為p＝ρgh(其中h為至液面的豎直高度)；(2)不要漏掉大氣壓強(qiáng)，同時又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力；(3)有時可直接應(yīng)用連通器原理——連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等；(4)當(dāng)液體為水銀時，可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”等，使計算過程簡捷.二．“汽缸活塞類”模型汽缸活塞類問題是熱學(xué)部分典型的物理綜合題，它需要考慮氣體、汽缸或活塞等多個研究對象，涉及熱學(xué)、力學(xué)等物理知識，需要靈活、綜合地應(yīng)用知識來解決問題.1.一般思路(1)確定研究對象，一般地說，研究對象分兩類：一類是熱學(xué)研究對象(一定質(zhì)量的理想氣體)；另一類是力學(xué)研究對象(汽缸、活塞或某系統(tǒng)).(2)分析物理過程，對熱學(xué)研究對象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程，依據(jù)氣體實驗定律列出方程；對力學(xué)研究對象要正確地進(jìn)行受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程.(3)挖掘題目的隱含條件，如幾何關(guān)系等，列出輔助方程.(4)多個方程聯(lián)立求解.對求解的結(jié)果注意檢驗它們的合理性.2.常見類型(1)氣體系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，需綜合應(yīng)用氣體實驗定律和物體的平衡條件解題.(2)氣體系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài)，需要綜合應(yīng)用氣體實驗定律和牛頓運(yùn)動定律解題.(3)兩個或多個汽缸封閉著幾部分氣體，并且汽缸之間相互關(guān)聯(lián)的問題，解答時應(yīng)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(yīng)的方程，還要寫出各部分氣體之間壓強(qiáng)或體積的關(guān)系式，最后聯(lián)立求解.三．“變質(zhì)量氣體”模型分析變質(zhì)量氣體問題時，要通過巧妙地選擇研究對象，使變質(zhì)量氣體問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體問題，用氣體實驗定律求解.(1)打氣問題：選擇原有氣體和即將充入的氣體作為研究對象，就可把充氣過程中氣體質(zhì)量變化問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題.(2)抽氣問題：將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象，質(zhì)量不變，故抽氣過程可以看成是等溫膨脹過程.(3)灌氣問題：把大容器中的剩余氣體和多個小容器中的氣體整體作為研究對象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題.(4)漏氣問題：選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象，便可使問題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化，可用理想氣體的狀態(tài)方程求解.（建議用時：30分鐘）一、單選題1．（2024·廣西·校聯(lián)考一模）如圖所示，兩根粗細(xì)相同的玻璃管下端用橡皮管相連，左管內(nèi)封有一段長SKIPIF1<0的氣體，右管開口，左管水銀面比右管內(nèi)水銀面高SKIPIF1<0，大氣壓強(qiáng)為SKIPIF1<0，現(xiàn)移動右側(cè)玻璃管，使兩側(cè)管內(nèi)水銀面相平，此時氣體柱的長度為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】C【解析】設(shè)玻璃管橫截面積為S，初始狀態(tài)氣柱長度為SKIPIF1<0密閉氣體初始狀態(tài)壓強(qiáng)SKIPIF1<0體積SKIPIF1<0移動右側(cè)玻璃管后，壓強(qiáng)SKIPIF1<0體積SKIPIF1<0根據(jù)玻意耳定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故選C。2．（2023·湖南永州·統(tǒng)考二模）肺活量是指在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓SKIPIF1<0下，人盡力呼氣時呼出氣體的體積，是衡量心肺功能的重要指標(biāo)。如圖所示為某同學(xué)自行設(shè)計的肺活量測量裝置，體積為SKIPIF1<0的空腔通過細(xì)管與吹氣口和外部玻璃管密封連接，玻璃管內(nèi)裝有密度為SKIPIF1<0的液體用來封閉氣體。測量肺活量時，被測者盡力吸足空氣，通過吹氣口將肺部的空氣盡力吹入空腔中，若此時玻璃管兩側(cè)的液面高度差設(shè)為h，大氣壓強(qiáng)為SKIPIF1<0保持不變，重力加速度為g，忽略氣體溫度的變化，則人的肺活量為（）

A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】C【解析】設(shè)人的肺活量為V，將空腔中的氣體和人肺部的氣體一起研究，初狀態(tài)SKIPIF1<0SKIPIF1<0末狀態(tài)SKIPIF1<0SKIPIF1<0根據(jù)壓強(qiáng)關(guān)系有SKIPIF1<0根據(jù)玻意耳定律有SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0故選C。3．（2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)?？家荒＃┧y氣壓計在超失重情況下不能顯示準(zhǔn)確的氣壓。若某次火箭發(fā)射中攜帶了一只水銀氣壓計。發(fā)射的火箭艙密封，起飛前艙內(nèi)溫度SKIPIF1<0，水銀氣壓計顯示艙內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1個大氣壓SKIPIF1<0。當(dāng)火箭以加速度a＝g豎直向上起飛時，艙內(nèi)水銀氣壓計示數(shù)穩(wěn)定在SKIPIF1<0，已知水銀氣壓計的示數(shù)與液柱高度成正比，如圖所示。可視為起飛時重力加速度恒為g，則起飛時艙內(nèi)氣體的溫度是（

）

A．250K B．300K C．360K D．400K【答案】C【解析】設(shè)當(dāng)火箭以加速度a＝g的加速度豎直向上起飛時，倉內(nèi)氣體壓強(qiáng)為SKIPIF1<0，對氣壓計內(nèi)的水銀柱，根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0設(shè)此時水銀氣壓計內(nèi)液柱高度為h，有SKIPIF1<0又SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0以倉內(nèi)氣體為研究對象，有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0SKIPIF1<0，SKIPIF1<0根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，氣體等容變化有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故選C。4．某實驗小組用圖甲所示裝置，研究燒瓶內(nèi)封閉氣體的體積一定時壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系，初始時封閉氣體的攝氏溫度為SKIPIF1<0，往容器內(nèi)加熱水，可以改變封閉氣體的溫度t，用SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）表示封閉氣體升高的攝氏溫度，p表示溫度為t時封閉氣體的壓強(qiáng)，則圖乙中可能正確的圖線是（）

A．① B．② C．③ D．④【答案】A【解析】燒瓶內(nèi)封閉氣體的體積一定，由查理定律有SKIPIF1<0又SKIPIF1<0所以有SKIPIF1<0整理得SKIPIF1<0可見SKIPIF1<0圖像為一次函數(shù)，斜率為SKIPIF1<0，截距為SKIPIF1<0，均為正值，故正確的圖線是①。故選A。二、多選題5．（2023·天津和平·統(tǒng)考二模）氣壓式升降椅通過氣缸上下運(yùn)動來調(diào)節(jié)椅子的升降，其簡易結(jié)構(gòu)如圖所示，圓柱形氣缸與椅面固定連接，柱狀氣缸桿與底座固定連接，可自由移動的氣缸與氣動桿之間封閉一定質(zhì)量的理想氣體，設(shè)氣缸氣密性、導(dǎo)熱性良好，忽略摩擦力，設(shè)氣體初始狀態(tài)為A，某人坐上椅面后，椅子緩慢下降一段距離達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)B，然后打開空調(diào)，一段時間后，室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度，穩(wěn)定后氣體的狀態(tài)為C（此過程中人的雙腳一直懸空），下列判斷正確的是（）A．從A到B的過程中氣體從外界吸熱B．從A到B的過程中氣體壓強(qiáng)增大C．從B到C的過程中氣體壓強(qiáng)增大D．從B到C的過程中氣體向外放熱【答案】BD【解析】AB．分析題意可知A→B是等溫變化，內(nèi)能不變，人坐上椅面，理想氣體體積減小，根據(jù)玻意耳定律可知氣體壓強(qiáng)增大。因為壓縮氣體所以外界對氣體做功，即SKIPIF1<0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0即氣體向外界放熱。故A錯誤，B正確；CD．從B→C的過程中根據(jù)人的雙腳一直懸空可知人對椅面的壓力大小不變，又因為椅面的面積不變則理想氣體的壓強(qiáng)不變，隨著室溫降低則內(nèi)能減小，根據(jù)蓋呂薩克定律可知氣體體積減小，外界對氣體做功，即SKIPIF1<0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0即氣體向外界放熱。故C錯誤，D正確。故選BD。6．（2023·廣東汕頭·統(tǒng)考三模）某同學(xué)設(shè)計的氣壓升降機(jī)如圖所示，豎直圓柱形汽缸用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸內(nèi)壁光滑，活塞與內(nèi)壁接觸緊密無氣體泄漏，活塞橫截面積為S，活塞及其上方裝置總重力SKIPIF1<0，活塞停在內(nèi)壁的小支架上，與缸底的距離為H，氣體溫度為SKIPIF1<0，壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)SKIPIF1<0：現(xiàn)給電熱絲通電，經(jīng)過一段時間，活塞緩慢上升SKIPIF1<0。則在上述過程中，下列說法正確的是（）

A．汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)先變大后不變B．活塞緩慢上升SKIPIF1<0時，汽缸內(nèi)氣體的溫度為SKIPIF1<0C．汽缸內(nèi)氣體的分子的平均速率先增大后減小D．除分子碰撞外，汽缸內(nèi)氣體分子間作用力表現(xiàn)為引力【答案】AB【解析】AB．根據(jù)題意可知，當(dāng)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為SKIPIF1<0時，開始向上移動，則汽缸內(nèi)氣體體積在汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)未到達(dá)SKIPIF1<0時保持不變，做等容變化，隨著溫度的升高，壓強(qiáng)增大，由查理定律有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0之后，活塞向上移動，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，做等壓變化，由蓋呂薩克定律有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故AB正確；C．由上述分析可知，汽缸內(nèi)氣體的溫度一直增大，則汽缸內(nèi)氣體的分子的平均速率一直增大，故C錯誤；D．理想氣體分子間作用力可視為零，故D錯誤。故選AB。7．如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的汽缸開口向下懸吊在天花板上，用一厚度不計的活塞A將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中，平衡時活塞距缸口距離為SKIPIF1<0。已知外部大氣壓強(qiáng)恒為SKIPIF1<0，外界環(huán)境溫度恒為SKIPIF1<0，缸口到缸底距離為SKIPIF1<0，活塞的質(zhì)量為SKIPIF1<0（SKIPIF1<0為活塞的橫截面積、SKIPIF1<0為重力加速度）。如果將汽缸開口向上置于水平面上，忽略活塞與汽缸之間的摩擦。則（）A．再次平衡時，活塞A下降的高度為SKIPIF1<0B．再次平衡時，活塞A下降的高度為SKIPIF1<0C．要使活塞A恢復(fù)到原來位置，環(huán)境溫度為SKIPIF1<0D．要使活塞A恢復(fù)到原來位置，環(huán)境溫度為SKIPIF1<0【答案】BD【解析】AB．汽缸懸吊時，封閉氣體壓強(qiáng)為SKIPIF1<0開口向上時，封閉氣體壓強(qiáng)SKIPIF1<0由玻意耳定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故活塞A下降的高度為SKIPIF1<0可知A錯誤，B正確；CD．活塞A恢復(fù)到原位置時，由蓋—呂薩克定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故C錯誤，D正確。故選BD。三、解答題8．（2023·重慶·校聯(lián)考三模）澆花水溫與氣溫相差太大易傷害花卉。如圖為養(yǎng)花人常使用的氣壓式澆花噴壺結(jié)構(gòu)圖，噴壺裝入水后旋緊噴頭套，通過拉桿打氣按壓后，按下泄壓閥即可噴水（不噴水時泄壓閥處于關(guān)閉狀態(tài)）。某次取水溫SKIPIF1<0的井水裝入壺中旋緊后擱置一段時間（水未裝滿），待壺中水溫達(dá)到環(huán)境溫度SKIPIF1<0時再澆水。已知大氣壓強(qiáng)恒為SKIPIF1<0，噴壺導(dǎo)熱性良好，壺中氣體可視為理想氣體，裝水旋緊壺中密閉氣體溫度視為與井水同溫。（1）求壺中水溫達(dá)到環(huán)境溫度時壺中壓強(qiáng)大小p（最后結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（2）若同樣量的井水經(jīng)過擱置達(dá)到環(huán)境溫度再裝入壺中，然后通過拉桿打氣使壺中壓強(qiáng)達(dá)到SKIPIF1<0（打氣過程中壺內(nèi)氣體溫度可視為不變），求壓進(jìn)氣體的質(zhì)量與壺內(nèi)水面上原有氣體的質(zhì)量之比（最后結(jié)果用分式表示）。

【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【解析】（1）裝入壺中的井水旋緊封閉后體積不變，設(shè)壺中水溫達(dá)到環(huán)境溫度時壺中壓強(qiáng)大小為p，根據(jù)查理定律SKIPIF1<0井水熱力學(xué)溫度SKIPIF1<0環(huán)境熱力學(xué)溫度SKIPIF1<0得壺中水溫達(dá)到環(huán)境溫度時壺中壓強(qiáng)大小SKIPIF1<0（2）在環(huán)境溫度下，設(shè)壺內(nèi)水面上空氣體積為V，壓進(jìn)氣體的體積為SKIPIF1<0，根據(jù)玻意耳定律SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0壓進(jìn)氣體和原有氣體的壓強(qiáng)相同，由于同種氣體在相同壓強(qiáng)和相同溫度下密度相等，故壓進(jìn)氣體的質(zhì)量與壺內(nèi)原有氣體的質(zhì)量之比SKIPIF1<09．如圖甲所示，高為SKIPIF1<0圓柱形氣缸底部安裝有電熱絲（體積可忽略），可以通過加熱來改變缸內(nèi)的溫度。氣缸口有固定卡銷。氣缸內(nèi)用質(zhì)量為SKIPIF1<0、橫截面積為SKIPIF1<0的活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，此時活塞剛好在氣缸口，此時氣缸內(nèi)氣體溫度為SKIPIF1<0，壓強(qiáng)為SKIPIF1<0。大氣壓強(qiáng)恒為SKIPIF1<0，重力加速度為SKIPIF1<0。不計活塞及固定卡銷厚度，活塞可沿氣缸壁無摩擦滑動且不漏氣。求：（1）保持氣體溫度不變，將氣缸豎直放置如圖乙所示，求活塞距缸底的距離SKIPIF1<0；（2）在氣缸豎直放置時，接通氣缸底部的電熱絲緩慢給氣體加熱，一直到氣體溫度升高到SKIPIF1<0。求此時氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【解析】（1）初始時，對封閉氣體，壓強(qiáng)為SKIPIF1<0體積為SKIPIF1<0豎直放置時，壓強(qiáng)為SKIPIF1<0體積為SKIPIF1<0由玻意耳定律，有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）假設(shè)活塞剛好到達(dá)氣缸口時，氣體溫度為SKIPIF1<0，由蓋—呂薩克定律，有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0此后氣體體積不再變化，由查理定律，得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<010．（2024·河北·一模）中國宇航員計劃在2030年之前登上月球，其中宇航服的研制與開發(fā)需要達(dá)到更高的要求。研究團(tuán)隊在地面對宇航服進(jìn)行實驗研究的過程中，宇航服內(nèi)的氣體可視為理想氣體，初始時其體積為V，溫度為T，壓強(qiáng)為SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0為大氣壓強(qiáng)，求：（1）若將宇航服內(nèi)氣體的溫度升高到SKIPIF1<0，且氣體的壓強(qiáng)不變，則氣體對外做多少功；（2）若在初始狀態(tài)將宇航服的閥門打開，外界氣體緩慢進(jìn)入宇航服內(nèi)，直至內(nèi)、外氣體壓強(qiáng)相等，均為SKIPIF1<0后不再進(jìn)氣，此時宇航服內(nèi)理想氣體的體積為SKIPIF1<0，且此過程中，氣體的溫度保持為T不變，則進(jìn)入宇航服內(nèi)氣體的質(zhì)量與原有質(zhì)量之比為多少。【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）1：1【解析】（1）氣體的壓強(qiáng)不變，氣體等壓變化SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0氣體對外做功SKIPIF1<0（2）氣體的溫度保持為T不變，氣體等溫變化，則SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0進(jìn)入宇航服內(nèi)氣體的質(zhì)量與原有質(zhì)量之比為SKIPIF1<0（建議用時：30分鐘）一、單選題1．如圖甲所示，足夠長的內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱性良好的汽缸用橫截面積SKIPIF1<0的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，初始時汽缸豎直放置，給活塞施加豎直向下的推力使活塞緩慢向下移動，當(dāng)氣體的壓強(qiáng)為SKIPIF1<0時，活塞離汽缸底部的距離為SKIPIF1<0，此時推力SKIPIF1<0?，F(xiàn)將汽缸緩慢順時針轉(zhuǎn)動SKIPIF1<0，該過程中保持推力SKIPIF1<0大小不變、方向始終垂直于活塞，最終靜止在水平面上，如圖乙所示。已知大氣壓強(qiáng)SKIPIF1<0，環(huán)境溫度不變，重力加速度SKIPIF1<0。則（）A．活塞的質(zhì)量為SKIPIF1<0B．圖乙狀態(tài)下，理想氣體的壓強(qiáng)為SKIPIF1<0C．圖乙狀態(tài)下，活塞離汽缸底部的距離為SKIPIF1<0D．緩慢轉(zhuǎn)動汽缸的過程中，氣體向外放出熱量【答案】C【解析】A．初始時對活塞分析可得SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)解得SKIPIF1<0選項A錯誤；B．圖乙狀態(tài)下，對活塞分析可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0選項B錯誤；C．根據(jù)理想氣體的等溫變化，由玻意耳定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0選項C正確；D．緩慢轉(zhuǎn)動汽缸的過程中，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，氣體體積增大，對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知氣體從外界吸收熱量，選項D錯誤。故選C。2．豎直的U形玻璃管一端封閉，另一端開口向上，如圖所示，用水銀柱密封一定質(zhì)量的理想氣體，在保持溫度不變的情況下，假設(shè)在管子的D處鉆一個小孔，則管內(nèi)被封閉的氣體壓強(qiáng)p和氣體體積V的變化情況為（）

A．p、V都不變 B．V增大、p減小C．V減小、p增大 D．無法確定【答案】B【解析】設(shè)玻璃管兩側(cè)水銀面的高度差是h，大氣壓強(qiáng)為SKIPIF1<0，則封閉氣體壓強(qiáng)為SKIPIF1<0在管子的D處鉆一小孔，最終封閉氣體的壓強(qiáng)SKIPIF1<0變小，氣體溫度不變，由玻意耳定律可知，封閉氣體體積變大。故選B。3．（2023·山東·模擬預(yù)測）一同學(xué)研究某款保溫壺（如圖）的保溫性能，將保溫壺裝半壺水后蓋上蓋，壺內(nèi)水面上方就封閉一部分空氣，開始時水的溫度為97℃，封閉空氣的壓強(qiáng)為p1，過一天后，水的溫度變?yōu)?7℃，此時封閉空氣的壓強(qiáng)為p2，封閉空氣的溫度與壺內(nèi)水的溫度相同，封閉空氣可視為一定質(zhì)量的理想氣體，不考慮水的蒸發(fā)對封閉空氣體積和壓強(qiáng)的影響，下列說法正確的是（

）A．此過程中氣體的內(nèi)能增大 B．此過程中每個氣體分子的動能均減小C．此過程中氣體向外界放出熱量 D．前后兩次氣體壓強(qiáng)之比SKIPIF1<0【答案】C【解析】AC．此過程中氣體體積不變，所以不做功，即W=0，氣體溫度降低，則氣體內(nèi)能減小，即U<0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W＋Q則Q<0，即氣體向外界放出熱量，A錯誤，C正確；B．氣體溫度降低，氣體分子的平均動能減小，但并不是每個分子的動能都減小，B錯誤；D．初始狀態(tài)封閉空氣的溫度為T1=(97＋273)K=370K一天后壺內(nèi)封閉空氣的溫度為T2=(57＋273)K=330K又空氣體積不變，根據(jù)查理定律可得SKIPIF1<0數(shù)學(xué)變換得SKIPIF1<0D錯誤。故選C。4．（2023·安徽黃山·統(tǒng)考二模）如圖甲所示，斜面上氣缸和活塞內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，一根平行于斜面的輕繩一端連接活塞，另一端固定，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。開始?xì)怏w攝氏溫度為t，通過氣缸內(nèi)電熱絲緩慢升高氣體溫度，升溫過程封閉氣體的SKIPIF1<0圖像如圖乙所示，已知斜面傾角為30°，重力加速度為g，大氣壓強(qiáng)為SKIPIF1<0，氣缸和活塞均絕熱且不漏氣，氣缸（含電熱絲）質(zhì)量為M、活塞面積為S、質(zhì)量為m，所有接觸面均光滑。則（）A．封閉氣體壓強(qiáng)恒為SKIPIF1<0B．在此過程中，封閉氣體增加的內(nèi)能等于吸收熱量C．封閉氣體的體積為2V時，其攝氏溫度為2tD．剪斷輕繩瞬間，氣缸的加速度大小為SKIPIF1<0【答案】A【解析】A．對氣缸受力分析SKIPIF1<0得SKIPIF1<0A正確；B．根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知SKIPIF1<0體積增大過程SKIPIF1<0，因此封閉氣體增加的內(nèi)能不等于吸收熱量，B錯誤；C．根據(jù)蓋呂薩克定理可知SKIPIF1<0溫度為熱力學(xué)溫標(biāo)時成正比，此題為攝氏溫標(biāo)，不成正比，C錯誤；D．剪斷輕繩瞬間，活塞和氣缸位置不變，因此壓強(qiáng)不變，故氣缸的受力不變，加速度大小為0。D錯誤。故選A。二、多選題5．如圖所示的連通器A、B管內(nèi)封有空氣，C管敞口豎直向上，K為閥門。開始時A、B、C內(nèi)水銀面等高，B管中封閉氣體長度大于A管中封閉氣體長度，A、B、C管橫截面積依次減小。若在C管中沿管壁注入少許水銀，三管液面上升高度分別為hA、hB、hC。若不注入水銀而是打開K，使水銀流出少許（A、B、C管中水銀面不會降到管口下方），三管液面下降高度分別為hA'、hB'、hC'。假設(shè)以上過程中氣體溫度不變，以下說法正確的是（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】BC【解析】AB．在C管中沿管壁注入少許水銀，管內(nèi)的壓強(qiáng)不變，溫度不變，所以體積不變，那么A、B、C的氣體長度也不變，依舊是SKIPIF1<0，選項B正確，A錯誤；CD．初始時刻，三管中水銀保持水平，說明ABC氣壓相同；放掉一部分水銀，但是還保持每個柱里都有水銀，是保持質(zhì)量、溫度不變，等溫膨脹，根據(jù)玻意耳定律pV=C，氣壓減小；假設(shè)流出水銀后三管液面仍然相平，根據(jù)玻意耳定律，原先空氣柱最長的氣壓減小的最少，故其氣壓最大，這個時候它會壓著水銀柱到其他兩管中，故原來空氣柱最長液面的最低，下降高度最大，原來空氣柱最短的液面最高，下降高度最小，即SKIPIF1<0，選項C正確，D錯誤。故選BC。6．（2023·山西·一模）高壓鍋是一種常見的鍋具，是通過增大氣壓來提升液體沸點，達(dá)到快速烹煮食物。如圖為某燃?xì)鈮毫﹀伡捌浣Y(jié)構(gòu)簡圖，廚師將食材放進(jìn)鍋內(nèi)后蓋上密封鍋蓋，并將壓力閥套在出氣孔上開始加熱烹煮。當(dāng)加熱至鍋內(nèi)壓強(qiáng)為1.27atm時，壓力閥剛要被頂起而發(fā)出嘶響聲；繼續(xù)加熱，當(dāng)鍋內(nèi)溫度為117°C時達(dá)到沸點，停止加熱。已知加熱前鍋內(nèi)溫度為27°C，壓強(qiáng)為1atm，壓力閥套在出氣孔上的橫截面積為SKIPIF1<0，g取10SKIPIF1<0。忽略加熱過程水蒸氣和食材（包括水）導(dǎo)致的氣體體積變化，氣體可視為理想氣體。則（）A．壓力閥的質(zhì)量約為0.1kgB．壓力閥剛要被頂起時鍋內(nèi)溫度為108°CC．停止加熱時放出氣體的質(zhì)量為加熱前鍋內(nèi)氣體質(zhì)量的SKIPIF1<0D．停止加熱時鍋內(nèi)氣體的質(zhì)量為加熱前鍋內(nèi)氣體質(zhì)量的SKIPIF1<0【答案】BD【解析】B．設(shè)加熱前鍋內(nèi)溫度為SKIPIF1<0壓強(qiáng)為SKIPIF1<0當(dāng)加熱至鍋內(nèi)壓強(qiáng)為SKIPIF1<0時，壓力閥剛要被頂起而發(fā)出嘶響聲，在這個過程中，氣體體積不變，由查理定律得SKIPIF1<0得SKIPIF1<0B正確；A．壓力閥剛要被頂起時，設(shè)壓力閥的質(zhì)量為m，由受力平衡得SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)得SKIPIF1<0A錯誤；CD．設(shè)鍋內(nèi)溫度達(dá)到沸點時溫度為SKIPIF1<0從壓力閥剛要被頂起到達(dá)到沸點的過程，鍋內(nèi)壓強(qiáng)不變，由蓋-呂薩克定律SKIPIF1<0得SKIPIF1<0停止加熱時放出氣體的質(zhì)量與加熱前鍋內(nèi)氣體質(zhì)量的比為SKIPIF1<0停止加熱時鍋內(nèi)氣體的質(zhì)量為加熱前鍋內(nèi)氣體質(zhì)量的比為SKIPIF1<0D正確，C錯誤。故選BD。7．（2023·廣東·模擬預(yù)測）如圖所示，某種自動洗衣機(jī)進(jìn)水時，與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣（視為理想氣體），設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則下列各個描述細(xì)管中被封閉的空氣狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是（）A． B．C． D．【答案】BD【解析】溫度不變，細(xì)管中的氣體做等溫變化，由玻意耳定律SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0故BD符合題意，AC不符合題意。故選BD。三、解答題8．（2023·河北·高考真題）如圖，某實驗小組為測量一個葫蘆的容積，在葫蘆開口處豎直插入一根兩端開口、內(nèi)部橫截面積為SKIPIF1<0的均勻透明長塑料管，密封好接口，用氮氣排空內(nèi)部氣體，并用一小段水柱封閉氮氣。外界溫度為SKIPIF1<0時，氣柱長度SKIPIF1<0為SKIPIF1<0；當(dāng)外界溫度緩慢升高到SKIPIF1<0時，氣柱長度變?yōu)镾KIPIF1<0。已知外界大氣壓恒為SKIPIF1<0，水柱長度不計。（1）求溫度變化過程中氮氣對外界做的功；（2）求葫蘆的容積；（3）試估算被封閉氮氣分子的個數(shù)（保留2位有效數(shù)字）。已知SKIPIF1<0氮氣在SKIPIF1<0狀態(tài)下的體積約為SKIPIF1<0，阿伏伽德羅常數(shù)SKIPIF1<0取SKIPIF1<0。【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0；（3）SKIPIF1<0【解析】（1）由于水柱的長度不計，故封閉氣體的壓強(qiáng)始終等于大氣壓強(qiáng)。設(shè)大氣壓強(qiáng)為SKIPIF1<0，塑料管的橫截面積為SKIPIF1<0，初、末態(tài)氣柱的長度分別為SKIPIF1<0，氣體對外做的功為SKIPIF1<0。根據(jù)功的定義有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）設(shè)葫蘆的容積為SKIPIF1<0，封閉氣體的初、末態(tài)溫度分別為SKIPIF1<0，體積分別為SKIPIF1<0，根據(jù)蓋—呂薩克定律有SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0聯(lián)立以上各式并代入題給數(shù)據(jù)得SKIPIF1<0（3）設(shè)在SKIPIF1<0狀態(tài)下，SKIPIF1<0氮氣的體積為SKIPIF1<0、溫度為SKIPIF1<0，封閉氣體的體積為SKIPIF1<0，被封閉氮氣的分子個數(shù)為SKIPIF1<0。根據(jù)蓋一呂薩克定律有SKIPIF1<0其中SKIPIF1<0聯(lián)立以上各式并代入題給數(shù)據(jù)得SKIPIF1<0個9．（2022·湖南·統(tǒng)考高考真題）如圖，小贊同學(xué)設(shè)計了一個液體拉力測量儀。一個容積SKIPIF1<0的導(dǎo)熱汽缸下接一圓管，用質(zhì)量SKIPIF1<0、橫截面積SKIPIF1<0的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與圓管壁間摩