2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型歸類：分子動(dòng)理論、氣體固體液體、理想氣體與熱力學(xué)定律

選擇11分子動(dòng)理論氣體固體液體理想氣體與

熱力學(xué)定律

考點(diǎn)內(nèi)容考情分析

考向一分子動(dòng)理論熱力學(xué)，常會(huì)以計(jì)算題或選擇題的形式考察。其中

考向二固體、液體計(jì)算題主要考察理想氣體狀態(tài)方程，求解氣體壓強(qiáng)

考向三變質(zhì)量氣體模型是解題關(guān)鍵，通常分析活塞或汽缸的受力，應(yīng)用平

考向四熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律相結(jié)合衡條件或牛頓第二定律求解。

境]深究"解題攻略"

1.思想方法

一、兩種模型

1.球體模型：一個(gè)分子體積唉卜必號(hào)好不為分子的直徑，適于估算液體、固體分子直徑。

2.立方體模型：一個(gè)分子占據(jù)的平均空間V=d3,d為分子的間距，適于估算氣體分子間距。

二、氣體實(shí)驗(yàn)定律與理想氣體狀態(tài)方程

1.壓強(qiáng)的計(jì)算

(1)被活塞或汽缸封閉的氣體，通常分析活塞或汽缸的受力，應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解,

壓強(qiáng)單位為Pao

⑵水銀柱密封的氣體，應(yīng)用P=po+Ph或p=Po-Ph計(jì)算壓強(qiáng)，壓強(qiáng)p的單位為cmHg或mmHgo

三、應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的看到與想到

1.看至ij“絕熱過(guò)程"，想到Q=o惻w=au。

2.看至1]“等容過(guò)程”，想到W=0,則Q=AUo

3.對(duì)于理想氣體看到“等溫過(guò)程”，想到△U=0,則W十Q=0o

2.模型建構(gòu)

一、微觀量的估算

1.微觀量：分子體積/、分子直徑"、分子質(zhì)量加0.

2.宏觀量：物體的體積人摩爾體積％。1、物體的質(zhì)量加、摩爾質(zhì)量M、物體的密度

3.關(guān)系

MpFmol

(1)分子的質(zhì)量:加0=一=----

NANA

FmolM

(2)分子的體積:%=—=—.

NbpN\

VmmpV

(3)物體所含的分子數(shù)：N=-----NA=-------'A取N=^N『RNA.

KnolP%ol

2.對(duì)于氣體分子，d=再的值并非氣體分子的大小，而是兩個(gè)相鄰的氣體分子之間的平均距離.

二、布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)

布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)

活動(dòng)主體固體小顆粒分子

是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，較大的顆粒不做是指分子的運(yùn)動(dòng)，分子不論大小都做熱

區(qū)別布朗運(yùn)動(dòng)，能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀察運(yùn)動(dòng)，熱運(yùn)動(dòng)不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接

到觀察到

都是永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能

共同點(diǎn)

看見(jiàn)的

布朗運(yùn)動(dòng)是由于小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動(dòng)的撞擊作用不平衡而引起的，它是

聯(lián)系

分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映

三、分子間的作用力與分子勢(shì)能

1.分子間的相互作用力

分子力是引力與斥力的合力.分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的

減小而增大，但總是斥力變化得較快，如圖1所示.

(1)當(dāng)r=，o時(shí)，尸引=/斥，F(xiàn)=0；

(2)當(dāng)r<2時(shí)，尸可和尸斥都隨距離的減小而增大，但尸可〈尸斥，仁表現(xiàn)為斥力;

(3)當(dāng)廠>為時(shí)，尸引和尸斥都隨距離的增大而減小，但歹可>尸斥，尸表現(xiàn)為引力;

9

(4)當(dāng)r>10r0(10-in)Bt,尸引和尸斥都已經(jīng)十分微弱，可以認(rèn)為分子間沒(méi)有相互作用力宙=0).

2.分子勢(shì)能

分子勢(shì)能是由分子間相對(duì)位置而決定的勢(shì)能，它隨著物體體積的變化而變化，與分子間距離的關(guān)系

為：

(1)當(dāng)年為時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨著r的增大，分子引力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大;

(2)Xr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著，的減小，分子斥力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大;

(3)當(dāng)廠=為時(shí)，分子勢(shì)能最小,但不一定為零，可為負(fù)值，因?yàn)榭蛇x兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為

零；

(4)分子勢(shì)能曲線如圖所示.

四、固體與液體的性質(zhì)

1.晶體與非晶體

單晶體多晶體非晶體

外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則

熔點(diǎn)確定確定不確定

物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性

典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香

形成與有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài).同一物質(zhì)可能以晶體和非晶

轉(zhuǎn)化體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體.

2.液體的表面張力

⑴作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì).

(2)方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂邕

3.液晶的物理性質(zhì)

(1)具有液體的速動(dòng)性.

⑵具有晶體的光學(xué)各向異性.

(3)從某個(gè)方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無(wú)章的.

五、氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算

1.產(chǎn)生的原因

由于大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁,形成對(duì)器壁各處均勻、持續(xù)的壓力,作用在器壁單位面積上

的壓力叫做氣體的壓強(qiáng).

2.決定因素

(1)宏觀上：決定于氣體的溫度和體積.

(2)微觀上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度.

3.平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法

(1)液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方

程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng).

(2)力平衡法：選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平

衡方程，求得氣體的壓強(qiáng).

(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等.液體內(nèi)深〃處的總壓強(qiáng)0

—po+pgh,po為液面上方的壓強(qiáng).

4.加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的求法

選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解.

六、氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用

1.氣體實(shí)驗(yàn)定律

玻意耳定律查理定律蓋一呂薩克定律

一定質(zhì)量的某種氣體，一定質(zhì)量的某種氣體，

一定質(zhì)量的某種氣體，

在體積不變的情況下，在壓強(qiáng)不變的情況下，

內(nèi)容在溫度不變的情況下，

壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正其體積與熱力學(xué)溫度成

壓強(qiáng)與體積成反比

比正比

PT必K1匕一

——=—或一=一或

TTTTiT

表達(dá)式22

p\_T\

piTi匕一72

PPV

圖象V./

u丫O10*r

2.理想氣體的狀態(tài)方程

(1)理想氣體

①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、

溫度不太低的條件下，可視為理想氣體.

②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)其他作用力，即分子間無(wú)分子勢(shì)能.

(2)理想氣體的狀態(tài)方程

一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：—=—￡^=C.

Ti72T

氣體實(shí)驗(yàn)定律可看做一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例.

“親臨"高考練場(chǎng)"

考向一分子動(dòng)理論

1.(2024?祁江區(qū)模擬)分子勢(shì)能隨分子間距離變化的圖像如圖所示。分子間距為xi時(shí)，分子力

C.Fi與F2均為引力D.Fi與F2均為斥力

【解答】解：由圖象可知：當(dāng)「=「()時(shí)，分子勢(shì)能最小，分子力為零，當(dāng)r<r()時(shí)分子力表現(xiàn)為斥

力，當(dāng)r>r()時(shí)分子力表現(xiàn)為引力，由圖可知X2=ro，xi<r0,所以Fi表現(xiàn)為斥力，F(xiàn)2為零，則

F1>F2,故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選：Ao

2.（2024?昌平區(qū)二模）在做“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)，每1000mL油酸酒精溶液

中有純油酸2mL,用量筒測(cè)得1mL上述溶液為100滴。在淺盤里盛上水，將爽身粉均勻地撒在

水面上。把1滴上述溶液滴入淺盤里，等油膜形狀穩(wěn)定后，把帶有坐標(biāo)方格的玻璃板放在淺盤

上，并描畫出油膜的輪廓，油膜所占正方形方格數(shù)為75個(gè)，每個(gè)方格邊長(zhǎng)為2cm。下列說(shuō)法正

確的是（）

A.1滴油酸酒精溶液中含有的純油酸的體積約為2Xl（）Jim3

B.油酸分子的直徑約為6.7X109m

C.若所撒爽身粉過(guò)厚，會(huì)導(dǎo)致估測(cè)出的分子直徑偏小

D.若描畫油膜輪廓時(shí)油酸未完全散開(kāi)，會(huì)導(dǎo)致估測(cè)出的分子直徑偏小

21

【解答】解：A.1滴油酸酒精溶液中含有的純油酸的體積約為丫=而而x赤加/,=2'10-11M3,

故A正確；

ccV2x10-11

B.油膜的表面積為S=75X0.02X0.02m2=0.03m2,油酸分子的直徑約為d=）=

*3U.UO

6.7x10-10m故B錯(cuò)誤；

V

C.若爽身粉撒的過(guò)厚，會(huì)導(dǎo)致油膜不能充分散開(kāi)，面積偏小，根據(jù)d=f會(huì)導(dǎo)致估測(cè)出的分子直

徑偏大，故C錯(cuò)誤；

D.若描畫油膜輪廓時(shí)油酸未完全散開(kāi)，得到的油膜面積將偏小，會(huì)導(dǎo)致估測(cè)出的分子直徑偏大,

故D錯(cuò)誤。

故選：Ao

3.（2024?天山區(qū)校級(jí)二模）以下是兩個(gè)估測(cè)微觀粒子大小的實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)1為“用油膜法估測(cè)分子

的大小”，500mL油酸酒精溶液中含有純油酸1mL,用量筒測(cè)得40滴上述溶液體積為1mL,

把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，穩(wěn)定后油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖甲所示，正方形方格

的邊長(zhǎng)為1cm,油膜所占方格數(shù)約為260；實(shí)驗(yàn)2中用掃描隧道顯微鏡拍下一個(gè)“量子圍欄”

的照片如圖乙所示，這個(gè)量子圍欄由48個(gè)鐵原子在銅的表面排列成周長(zhǎng)為4.4X10-8m的圓周。

由上述數(shù)據(jù)估算出油酸分子和鐵原子直徑分別是（）

A.2X10-9m；9X1010mB.2X10-10m；9XW9m

C.5X1010m；9X1010mD.5X109m；9X10nm

1

【解答】解：1滴油酸酒精溶液的體積Vo=而7nL=2.5x10-8m3,1滴油酸酒精溶液中純油酸的

1mLcr1-c

體積：V=%x-—~-=2.5x10-8m3x--=5x10-11m3

500mL5UU

V

油膜的面積：S=260Xlcm2=2.6X10-2m2,則油酸分子的直徑d=《，代入數(shù)據(jù)可得：d=2X10

-9m

設(shè)鐵原子直徑為d’，則周長(zhǎng)c=48d，,代入數(shù)據(jù)可得：d'=9X10」°m,故A正確，BCD錯(cuò)

誤。

故選：Ao

考向二固體、液體

4.（2024?泰州一模）2023年5月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用納米纖維與合成云母納米片研制

出一種能適應(yīng)極端環(huán)境的纖維素基納米紙材料。如圖所示為某合成云母的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，則

該合成云母（）

A.是非晶體B.沒(méi)有規(guī)則的外形

C.有固定的熔點(diǎn)D.各向性質(zhì)均相同

【解答】解：由圖可知，該合成云母中所含分子在三維空間中呈規(guī)則、周期性排列，是晶體，具

有一定的幾何外形，具有固定的熔點(diǎn)、具有各向異性的特點(diǎn)，故ABD錯(cuò)誤，C正確。

故選：Co

5.（2024秋?崇川區(qū)月考）在不同溫度下某物質(zhì)材料的分子排列如圖所示，甲圖對(duì)應(yīng)的溫度為

乙圖對(duì)應(yīng)的溫度為T2，則（）

。唧螂0OOM四

。唧唧（J腫鄙

砌哪。椰業(yè)0

甲結(jié)晶態(tài)乙結(jié)晶態(tài)

A.TI>T2

B.甲、乙兩圖中的分子都在做熱運(yùn)動(dòng)

C.甲圖中沿不同方向單位長(zhǎng)度上的分子數(shù)相同

D.乙圖中沿不同方向單位長(zhǎng)度上的分子數(shù)相同

【解答】解：A.液晶在低溫時(shí)會(huì)凝固成結(jié)晶態(tài)，當(dāng)溫度升高時(shí)，晶體中分子熱運(yùn)動(dòng)增加，轉(zhuǎn)化為

液晶態(tài)，則有口〈12，故A錯(cuò)誤；

B.分子的熱運(yùn)動(dòng)是永不停息的，則甲、乙兩圖中的分子都在做熱運(yùn)動(dòng)，故B正確；

CD,液晶是一種介于晶體固體和各向同性液體之間的中間相，其分子結(jié)構(gòu)具有各向異性，這意味

著液晶分子的排列和取向在不同方向上會(huì)有所不同，因此，液晶在不同的形態(tài)下，沿不同方向單

位長(zhǎng)度上的分子數(shù)是不相同的，故CD錯(cuò)誤。

故選：B=

6.（2024春?開(kāi)封期末）石墨烯是一種由碳原子緊密堆積成單層二維六邊形晶格結(jié)構(gòu)的新材料，

一層層疊起來(lái)就是石墨，1毫米厚的石墨約有300萬(wàn)層石墨烯。下列關(guān)于石墨、石墨烯的說(shuō)法

正確的是（）

A.石墨是晶體，石墨烯是非晶體

B.石墨烯熔解過(guò)程中吸熱，碳原子的平均動(dòng)能不變

C.單層石墨烯的厚度約3Hm

D.碳納米管是管狀的納米級(jí)石墨，碳原子之間的化學(xué)鍵屬于強(qiáng)相互作用

【解答】解：A.石墨、石墨烯都是晶體，故A錯(cuò)誤；

B.石墨烯是晶體，在熔解過(guò)程中吸熱，溫度不變，故碳原子的平均動(dòng)能不變，故B正確。

C.由題意可知單層的厚度為

,1X10-3,

d=------m=3x10-4/zm

3x106”

故C錯(cuò)誤；

D.碳納米管是管狀的納米級(jí)石墨，碳原子之間的化學(xué)鍵屬于電磁相互作用，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

7.（2024?廣東三模）石墨烯是一種由碳原子緊密堆積成單層二維六邊形晶格結(jié)構(gòu)的新材料，一層

層疊起來(lái)就是石墨,1毫米厚的石墨約有300萬(wàn)層石墨烯。下列關(guān)于石墨烯的說(shuō)法正確的是（）

A.石墨是晶體，石墨烯是非晶體

B.石墨烯中的碳原子始終靜止不動(dòng)

C.石墨烯熔化過(guò)程中碳原子的平均動(dòng)能不變

D.石墨烯中的碳原子之間只存在引力作用

【解答】解：A、石墨有規(guī)則的形狀是晶體，石墨烯是石墨中提取出來(lái)的新材料，也有規(guī)則的形

狀是晶體，故A錯(cuò)誤；

B、石墨中的碳原子是一直運(yùn)動(dòng)的，故B錯(cuò)誤；

C、石墨烯是晶體，晶體有固定熔點(diǎn)，在熔解過(guò)程中，溫度不變，故碳原子的平均動(dòng)能不變，故

C正確；

D、石墨烯中的碳原子之間同時(shí)存在分子引力和分子斥力，故D錯(cuò)誤。

故選：Co

8.如圖所示，水滴在潔凈的玻璃面上擴(kuò)展形成薄層，附著在玻璃上；在蠟面上可來(lái)回滾動(dòng)而不會(huì)

擴(kuò)展成薄層。下列說(shuō)法正確的是（）

甲玻璃面乙蠟面

A.水浸潤(rùn)石蠟

B.玻璃面上的水沒(méi)有表面張力

C.蠟面上水滴呈扁平形主要是由于表面張力

D.水與玻璃的相互作用比水分子間的相互作用強(qiáng)

【解答】解：水滴在潔凈的玻璃面上擴(kuò)展形成薄層，是浸潤(rùn)現(xiàn)象，說(shuō)明水和玻璃的相互作用比水

分子之間的相互作用強(qiáng)，玻璃面上的水存在表面張力，在蠟面上可來(lái)回滾動(dòng)而不會(huì)擴(kuò)展成薄層,

是不浸潤(rùn)現(xiàn)象，水在蠟面上不浸潤(rùn)，則水分子間表現(xiàn)為引力。蠟面上水滴呈扁平形主要是由于水

的重力作用，故D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選：D。

9.雨滴在空中形成后，在重力和空氣阻力的作用下下落到地面，若下落過(guò)程中，周圍空氣的溫度

越來(lái)越高，最終達(dá)到勻速，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.雨滴下落過(guò)程中內(nèi)能逐漸增大，是因?yàn)樗俣仍谥饾u增大

B.雨滴下落過(guò)程中機(jī)械能守恒

C.雨滴在空中近似成球形，是因?yàn)橐后w表面有張力

D.雨滴下落過(guò)程中，雨滴內(nèi)所有水分子的動(dòng)能都增大

【解答】解：A、雨滴的內(nèi)能變化主要與溫度和狀態(tài)有關(guān)，而與速度無(wú)關(guān)。雨滴下落過(guò)程中，由

于空氣阻力做功，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導(dǎo)致內(nèi)能增加，但這一增加并非由速度增大直接引起，

而是由于克服空氣阻力做功的結(jié)果，故A錯(cuò)誤。

B、雨滴下落過(guò)程中，空氣阻力做負(fù)功，導(dǎo)致機(jī)械能減少，因此機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤。

C、雨滴在空中近似成球形，這是由于液體表面張力的作用，使得液體表面趨向于最小化表面積,

而球形是相同體積下表面積最小的形狀，故C正確。

D、雨滴下落過(guò)程中，雖然平均分子動(dòng)能會(huì)隨溫度升高而增大，但這并不意味著所有水分子的動(dòng)

能都增大。分子動(dòng)能的分布遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律，部分分子動(dòng)能可能減少，而平均動(dòng)能增加，故D錯(cuò)誤。

故選：Co

考向三變質(zhì)量氣體模型

10.（2024?中山區(qū)校級(jí)模擬）學(xué)校舉行趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)，某同學(xué)用氣泵給“陸地龍舟”充氣?！标懙佚?/p>

舟”里原有壓強(qiáng)為latm的空氣0.6m3,氣泵每秒鐘能把體積為5.0X10W,壓強(qiáng)為latm的空

氣打入“陸地龍舟”中。請(qǐng)估算氣泵工作多長(zhǎng)時(shí)間能使“陸地龍舟”里的壓強(qiáng)達(dá)到Llatm（近

似認(rèn)為“陸地龍舟”的體積和溫度保持不變）（）

A.0.5minB.l.OminC.2.0minD.3.0min

【解答】解：設(shè)氣泵工作t時(shí)間能使“陸地龍舟”里的壓強(qiáng)達(dá)到Llatm,則有：piV1+fp2V2=

p3V3,其中pi=latm,Vi=0.6m3,p2=latm>V2=5X10-4m3,pj=l.latm,V3=0.6m3；

解得：t=120s=2min,故ABD錯(cuò)誤，C正確。

故選：Co

11.如圖所示，導(dǎo)熱良好的密閉容器內(nèi)封閉有壓強(qiáng)為po的空氣，現(xiàn)用抽氣筒緩慢從容器底部的閥門

1

處（只出不進(jìn)）抽氣兩次。已知抽氣筒每次抽出空氣的體積為容器容積的于空氣可視為理想氣

體，則容器內(nèi)剩余空氣和抽出空氣的質(zhì)量之比為（）

1_

【解答】解：設(shè)容器的容積為Vo,則每次抽出空氣的體積為設(shè)第一次抽氣后容器內(nèi)剩余空

氣的壓強(qiáng)為P1，假設(shè)將容器內(nèi)剩余氣體等溫壓縮到壓強(qiáng)為po時(shí)的體積為V,根據(jù)玻意耳定律,

第一次抽氣，根據(jù)玻意耳定律可得：

1

Po%=Pi(Vo+?0)

1

第二次抽氣，有P/oupBo+M%)

剩余氣體PoV=pVo

V

容器內(nèi)剩余空氣和抽出空氣的質(zhì)量之比為k=「；7

VQ-V

25

解得：k=—,故D正確，ABC錯(cuò)誤；

故選：D。

12.(2024?市中區(qū)校級(jí)模擬)某研究小組對(duì)山地車的氣壓避震裝置進(jìn)行研究，其原理如圖乙所示,

在傾角為9=30。的光滑斜面上放置一個(gè)帶有活塞A的導(dǎo)熱氣缸B,活塞用勁度系數(shù)為k=

300N/m的輕彈簧拉住，彈簧的另一端固定在斜面上端的一塊擋板上，輕彈簧平行于斜面，初始

狀態(tài)活塞到氣缸底部的距離為L(zhǎng)i=27cm,氣缸底部到斜面底端的擋板距離為L(zhǎng)2=1cm,氣缸內(nèi)

氣體的初始溫度為Ti=270K。對(duì)氣缸進(jìn)行加熱，氣缸內(nèi)氣體的溫度從「上升到T2，此時(shí)氣缸

底部恰好接觸到斜面底端的擋板，繼續(xù)加熱，當(dāng)溫度達(dá)到T3時(shí)使得彈簧恰好恢復(fù)原長(zhǎng)。己知該

封閉氣體的內(nèi)能U與溫度T之間存在關(guān)系U=kT,k=2X103J/K,已知?dú)飧踪|(zhì)量為乂=

0.4kg,活塞的質(zhì)量為m=0.2kg,氣缸容積的橫截面積為S=lcm2,活塞與氣缸間密封一定質(zhì)量

的理想氣體，活塞能無(wú)摩擦滑動(dòng)，重力加速度為g=10m/s2,大氣壓為po=l.OXl()5pa,下列說(shuō)

法正確的是()

A.初始狀態(tài)下氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)pi為6Xl()4pa

B.從Ti上升到T2過(guò)程中氣體吸收的熱量Q=0.1J

C.溫度為T3時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.2X105pa

D.溫度為380K時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)

【解答】解：A、當(dāng)開(kāi)口向上時(shí)，對(duì)氣缸受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可得：Mgsin0+piS-poS=O,

MqsinO廣0.4xl0x-

解得：P1=PO——e-=1.0X105Pa--------------iPa=8X104Pa,故A錯(cuò)誤；

S1x10-4

B、氣缸內(nèi)氣體的溫度從Ti上升到T2,此時(shí)氣缸底部恰好接觸到斜面底部的擋板的過(guò)程中，封閉

%Vi

氣體的壓強(qiáng)不變，則有：—

/112

該過(guò)程內(nèi)能增大，AU=kT2-kTj

氣體對(duì)外做功，W=-pi（V1-V1）,其中Vi=hS,V2=12S

根據(jù)熱力學(xué)第一定律有：AU=Q+W

解得：Q=IOXIO-2J=O.IJ,故B正確；

C、由題意可知，當(dāng)溫度達(dá)到T3時(shí)，彈簧恰好恢復(fù)原長(zhǎng)，對(duì)活塞根據(jù)受力平衡有：poS+mgsin0=

P3s

代入數(shù)據(jù)得：P3=LlX105pa,故C錯(cuò)誤；

piLiSp3（Li+L2+/x）S

D、從開(kāi)始到彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)，由一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程得：=-~-——-

T113

又因?yàn)椋簁iXAX=（M+m）gsinO

1595

代入數(shù)據(jù)得：T3=r-K=398K>380K,即彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)，溫度為398K,那么當(dāng)溫度為380K

q

時(shí)，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

13.（2024?河西區(qū)二模）氣壓式電腦升降桌通過(guò)汽缸上下運(yùn)動(dòng)來(lái)支配桌子升降，其簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如圖所

示。圓柱形汽缸與桌面固定連接，柱狀活塞與底座固定連接。可自由移動(dòng)的汽缸與活塞之間封

閉著一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸導(dǎo)熱性能良好，活塞可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦活動(dòng)。設(shè)氣體的初始狀

態(tài)為A,將電腦放在桌面上保持不動(dòng)，桌子緩慢下降一段距離后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)B。打開(kāi)空調(diào)一

段時(shí)間后，室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度，穩(wěn)定后氣桌面體狀態(tài)為C。則氣體從狀態(tài)A-B-C的過(guò)

程中，下列說(shuō)法正確的是（）

桌面

氣缸

活塞

底座

A.從A到B的過(guò)程中，氣體等溫壓縮，壓強(qiáng)增大

B.從A到B的過(guò)程中，氣體從外界吸熱

C.從B到C的過(guò)程中，氣體等壓降溫，體積增大

D.從B到C的過(guò)程中，氣體從外界吸熱

【解答】解：A.從A到B的過(guò)程中，桌子緩慢下降，由于汽缸導(dǎo)熱性能良好，可知?dú)怏w等溫壓縮,

體積減小，根據(jù)玻意耳定律可知，壓強(qiáng)增大，故A正確；

B.從A到B的過(guò)程中，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，體積減小，外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一

定律可知，氣體會(huì)向外界放熱，故B錯(cuò)誤；

C.從B到C的過(guò)程中，桌面受力不變，氣體壓強(qiáng)一定，根據(jù)蓋-呂薩克定律可知，溫度降低，體

積一定減小，故C錯(cuò)誤；

D.從B到C的過(guò)程中，氣體溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一

定律可知，氣體會(huì)向外界放熱，故D錯(cuò)誤。

故選：Ao

考向四熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律相結(jié)合

14.（2024?江漢區(qū)模擬）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開(kāi)始，發(fā)生如圖所示的一系列變化，最終

回到狀態(tài)A。其中，從狀態(tài)B到狀態(tài)C過(guò)程中氣體對(duì)外界做功為Wo（W0>0）o下列說(shuō)法錯(cuò)誤

的是（）

A.A-B過(guò)程中外界對(duì)氣體不做功，氣體從外界吸熱

B.B-C過(guò)程中氣體從外界吸熱，且吸收的熱量等于Wo

C.狀態(tài)A與C相比，氣體分子碰撞單位面積器壁的平均力更大

D.A-B-C-A整個(gè)過(guò)程中，氣體總體從外界吸熱

pV

【解答】解：A、由圖像可知，A-B過(guò)程中,,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程夕=c,氣體體積

不變，外界對(duì)氣體不做功；氣體溫度升高，則氣體的內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體

從外界吸熱，故A正確;

B、由圖像可知，B-C過(guò)程中氣體的溫度不變，則氣體的內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得

△U=-Wo+Q=O

可得Q=Wo，可知?dú)怏w從外界吸熱，且吸收的熱量等于Wo，故B正確；

C、狀態(tài)A與C相比，氣體壓強(qiáng)相等，根據(jù)P=（可知，氣體分子碰撞單位面積器壁的平均力一

樣大，故C錯(cuò)誤；

D、將A-B-CfA整個(gè)過(guò)程中變化轉(zhuǎn)化為p-V圖像，如圖所示。

根據(jù)P-V圖像與橫軸圍成的面積表示氣體做功，由圖像可知，B-C過(guò)程中氣體對(duì)外做的功大于

C-A過(guò)程中外界對(duì)氣體做的功，所以整個(gè)過(guò)程氣體對(duì)外界做功，而氣體的內(nèi)能變化量為0,根據(jù)

熱力學(xué)第一定律可知，整個(gè)過(guò)程氣體總體從外界吸熱，故D正確。

本題選錯(cuò)誤的，故選：C。

15.（2024?東湖區(qū)校級(jí)模擬）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A緩慢經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)

A,其壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）

A.A-B過(guò)程中氣體對(duì)外界做的功等于吸收的熱量

B.A-B過(guò)程中氣體對(duì)外界做的功小于吸收的熱量

C.B-C過(guò)程中氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積容器壁的平均碰撞次數(shù)不斷增加

D.B-C過(guò)程中氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積容器壁的平均碰撞次數(shù)不變

【解答】解：AB、由圖可知VB>VA，氣體對(duì)外界做功，即W<0,根據(jù)pV=CT,可知TB>

TA，因此從A-B過(guò)程氣體內(nèi)能增加，即AU>0,由熱力學(xué)第一定律AU=W+Q,可知A-B過(guò)

程中氣體對(duì)外界做的功小于吸收的熱量，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD、根據(jù)pV=CT可知，B-C過(guò)程中體的溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，則分子撞擊器壁的

平均撞擊力增大，B-C過(guò)程中氣體壓強(qiáng)不變，所以氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位容器壁的碰撞

次數(shù)不斷減少，故CD錯(cuò)誤；

故選：Bo

16.（2024?龍鳳區(qū)校級(jí)模擬）在學(xué)校春季運(yùn)動(dòng)會(huì)上釋放的氣球是充有氯氣的可降解氣球。釋放前工

作人員用容積為30L、壓強(qiáng)為1.0X107pa的氨氣罐給氣球充氣（充氣過(guò)程溫度不變），要求充氣

后氣球體積為5L、壓強(qiáng)為1.0X105pa；氣球釋放后飄向高空，當(dāng)氣球體積膨脹到8L時(shí)就會(huì)爆

裂落回地面。已知高度每升高1000m,大氣溫度下降6℃,高度每升高1m,大氣壓減小llPa,

慶祝現(xiàn)場(chǎng)地面空氣溫度為27℃,大氣壓為1.0X105pa,不計(jì)充氣過(guò)程的漏氣和氣球內(nèi)原有氣體，

下列說(shuō)法正確的是（）

A.用一個(gè)氧氣罐可以充出600個(gè)符合要求的氣球

B.當(dāng)氣球發(fā)生爆裂時(shí)，氣球離地面的高度為3846m

C.用氮?dú)夤藿o氣球充氣過(guò)程中，氨氣放出熱量

D.要降低氣球發(fā)生爆裂時(shí)的高度，在地面充氣時(shí)可使充氣后的氣球體積適當(dāng)減小

【解答】解：A.設(shè)充氣前氧氣罐的壓強(qiáng)和體積分別為po、V0,充氣后氣球的壓強(qiáng)和體積分別為

Pi、Vi、，根據(jù)題意，設(shè)用一個(gè)氨氣罐可以充出n個(gè)符合要求的氣球，由玻意耳定律有

PoVo=pi（V0+nVi）

解得n=594

故A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)氣球發(fā)生爆裂時(shí)，氣球體積膨脹到8L,設(shè)此時(shí)氣球離地面高度為h,根據(jù)題意可知爆裂時(shí)

氣體的壓強(qiáng)和溫度分別是P2=Pi-llh

6h

T2=r°-iooo

由理想氣體方程有嘿=*

1o12

其中To=to+273K=3OOK

解得h心3846nl

故B正確;

C.對(duì)充入氣球內(nèi)的氮?dú)?，從氮?dú)夤迌?nèi)到氣球內(nèi)的過(guò)程，體積增大，對(duì)外做功，不計(jì)溫度變化，

內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w吸熱，故c錯(cuò)誤；

D.由B中分析可以推導(dǎo)出h與Vi的函數(shù)關(guān)系式為h=11+7一

五T

可知，體積越小，高度越大，要降低氣球發(fā)生爆裂時(shí)的高度，在地面充氣時(shí)可使充氣后的氣球體

積適當(dāng)增大，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

17.（2024?市中區(qū)校級(jí)模擬）某校物理學(xué)科周活動(dòng)中，出現(xiàn)了不少新穎靈巧的作品。如圖所示為高

二某班同學(xué)制作的《液壓工程類作業(yè)升降機(jī)模型》，通過(guò)針筒管活塞的伸縮推動(dòng)針筒內(nèi)的水，進(jìn)

而推動(dòng)支撐架的展開(kāi)與折疊，完成貨物平臺(tái)的升降。在某次實(shí)驗(yàn)中，針筒連接管的水中封閉了

一段空氣柱（空氣可視為理想氣體），該同學(xué)先緩慢推動(dòng)注射器活塞將針筒內(nèi)氣體進(jìn)行壓縮，若

壓縮氣體過(guò)程中針筒內(nèi)氣體溫度不變，裝置不漏氣，則下列說(shuō)法中正確的是（）

B.針筒內(nèi)氣體吸熱

C.單位時(shí)間、單位面積撞擊針筒內(nèi)壁的氣體分子數(shù)減少

_1,,

D.用國(guó)際單位制單位表示的狀態(tài)參量在P圖中圖線可能如圖中a—b

【解答】解：A.壓縮氣體過(guò)程中針筒內(nèi)氣體溫度不變，空氣柱體積變小，則壓強(qiáng)變大，故A錯(cuò)

誤；

B.壓縮氣體過(guò)程中針筒內(nèi)氣體溫度不變，則氣體內(nèi)能不變，即有AU=0,壓縮過(guò)程中，氣體體

積變小，外界對(duì)氣體做功，即有W>0,則根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=W+Q可知Q<0,即針筒內(nèi)

氣體放熱，故B錯(cuò)誤；

C.由于壓縮氣體過(guò)程中針筒內(nèi)氣體溫度不變，氣柱體積變小，壓強(qiáng)變大，則單位時(shí)間、單位面

積撞擊針筒內(nèi)壁的氣體分子數(shù)增大，故c錯(cuò)誤；

D.由于壓縮氣體過(guò)程中針筒內(nèi)氣體溫度不變，空氣柱體積變小，壓強(qiáng)變大。則根據(jù)理想氣體狀

態(tài)方程T=C

1

整理可得p=TC節(jié)

_1

可知用國(guó)際單位制單位表示的狀態(tài)參量在p—］中圖線可能如圖中a-b,故D正確。

故選：D。

18.（2024?泰州模擬）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)a-b、b-c、c-a三個(gè)過(guò)程后回到

初始狀態(tài)a,其p-V圖像如圖所示。下列判斷正確的是（）

A.氣體在a-b過(guò)程中做等溫變化

B.氣體在b-c過(guò)程中內(nèi)能增加

C.氣體在a-b過(guò)程和b-c過(guò)程對(duì)外界做的功相等

D.氣體在一次循環(huán)過(guò)程中會(huì)向外界放出熱量

【解答】解：A.氣體在a-b過(guò)程中因pV乘積變大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV=CT可知，溫

度升高，故A錯(cuò)誤；

B.氣體在b-c過(guò)程中因pV乘積變小，可知溫度降低，內(nèi)能減小，故B錯(cuò)誤；

C.在p-V圖像中，圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積等于氣體對(duì)外做功，可知?dú)怏w在a-b過(guò)程和b-c

過(guò)程對(duì)外界做的功相等，故C正確；

D.氣體在一次循環(huán)過(guò)程中從a到b再到c過(guò)程對(duì)外做功，從c到a過(guò)程外界對(duì)氣體做功，整個(gè)

過(guò)程中氣體對(duì)外做功，且內(nèi)能不變，則氣體會(huì)從