1、专题12 热学 （解析版）近5年（2017-2021）高考物理试题分类解析1.2021全国甲卷第13题. 如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积-温度（V-t）图上的两条直线I和表示，V1和V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标， t0=-273.15；a、b为直线I上的两点。由图可知，气体在状态a和b的压强之比=_；气体在状态b和c的压强之比=_。【答案】 (1). 1 (2). 【解析】 1根据盖吕萨克定律有整理得由于体积-温度（V-t）图像可知，直线I为等压线，则a、b两点压强相等，则有2设时，当气体体积为 其压强为 ，当气体体积为 其压强
2、为，根据等温变化，则有 由于直线I和各为两条等压线，则有 ，联立解得。2. 2021全国甲卷第14题. 如图，一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为A、B两部分；初始时，A、B的体积均为V，压强均等于大气压p0，隔板上装有压力传感器和控制装置，当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为。（i）求A的体积和B的压强；（）再使活塞向左缓慢回到初始位置，求此时A的体积和B的压强。【答案】（i），；（），【解析】（i）对B气体分析，等温变化，根据波意耳定律有解得对A气体分析，根据波意耳定律有联立解得（）再
3、使活塞向左缓慢回到初始位置，假设隔板不动，则A的体积为，由波意耳定律可得则A此情况下的压强为则隔板一定会向左运动，设稳定后气体A的体积为、压强为，气体B的体积为、 压强为，根据等温变化有，联立解得 （舍去），。3. 2021全国乙卷第13题. 如图，一定量的理想气体从状态经热力学过程、后又回到状态a。对于、三个过程，下列说法正确的是（）A. 过程中，气体始终吸热B. 过程中，气体始终放热C. 过程中，气体对外界做功D. 过程中，气体的温度先降低后升高E. 过程中，气体的温度先升高后降低【答案】ABE【解析】A由理想气体的图可知，理想气体经历ab过程，体积不变，则，而压强增大，由可知，理想气体的
4、温度升高，则内能增大，由可知，气体一直吸热，故A正确；BC理想气体经历ca过程为等压压缩，则外界对气体做功，由知温度降低，即内能减少，由可知，即气体放热，故B正确，C错误；DE由可知，图像的坐标围成的面积反映温度，b状态和c状态的坐标面积相等，而中间状态的坐标面积更大，故bc过程的温度先升高后降低，故D错误，E正确；故选ABE。4. 2021全国乙卷第14题. 如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细均匀，A、B两管的上端封闭，C管上端开口，三管的下端在同一水平面内且相互连通。A、B两管的长度分别为，。将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差。已知外界大气压为。求A
5、、B两管内水银柱的高度差。【答案】【解析】对B管中的气体，水银还未上升产生高度差时，初态为压强，体积为，末态压强为，设水银柱离下端同一水平面的高度为，体积为，由水银柱的平衡条件有B管气体发生等温压缩，有联立解得对A管中的气体，初态为压强，体积为，末态压强为，设水银柱离下端同一水平面的高度为，则气体体积为，由水银柱的平衡条件有A管气体发生等温压缩，有联立可得解得或则两水银柱的高度差为【另解】对B, 75*32=(75+5)*l2解得l2=30cm对A, 75*13.5=(75+5+h)*l1又h=(l2-l2)-(l1-l1)解得方程h2+91.5h-92.5=0解得h=1cm5. 2021湖南
6、卷第15题. 如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为和）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从下降高度到位置时，活塞上细沙的总质量为。在此过程中，用外力作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为。下列说法正确的是（）A. 整个过程，外力做功大于0，小于B. 整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变C. 整个过程，理想气体的内能增大D. 整个过程，理想气体向外界释放的热量小于E. 左端活塞到达位置时，外力等于【答案】BDE【解析】A. 根据做功的两个必要因素有力和
7、在力的方向上有位移，由于活塞没有移动，可知整个过程，外力F做功等于0，A错误；BC. 根据气缸导热且环境温度没有变，可知气缸内的温度也保持不变，则整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变，内能不变，B正确，C错误；D. 由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功：D正确；E. 左端活塞到达 B 位置时，根据压强平衡可得：即：E正确。故选BDE。6. 2021湖南卷第16题. 小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量、截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点上，左端用不可伸
8、长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为时，测得环境温度。设外界大气压强，重力加速度。（1）当电子天平示数为时，环境温度为多少？（2）该装置可测量的最高环境温度为多少？【答案】（1）297K；（2）309K【解析】（1）由电子天平示数为600.0g时，则细绳对铁块拉力为又：铁块和活塞对细绳的拉力相等，则气缸内气体压强等于大气压强当电子天平示数为400.0g时，设此时气缸内气体压强为p2，对受力分析有 由题意可知，气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比：联立式解得（2）环境温度越高，气缸内气体压强越大，活塞对细绳的拉力越小，则电子秤示
9、数越大，由于细绳对铁块的拉力最大为0，即电子天平的示数恰好为1200g时，此时对应的环境温度为装置可以测量最高环境温度。设此时气缸内气体压强为p3，对受力分析有又由气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比联立式解得7. 2021广东卷第15题. 在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强_（选填“大于”、“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】 (1). 小于 (2). 不变【解析】1机场地面温度
10、与高空客舱温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据理想气体状态方程故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强；2由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，故从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。8. 2021广东卷第16题. 为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为，护士把注射器内横截面积为、长度为0.4cm、压强为的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强
11、。【答案】【解析】以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体积为V1,有注射器内气体体积为V2，有根据理想气体状态方程有代入数据解得9. 2021河北卷第15题. 两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸A、B，汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气体，如图1所示，现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若A中细沙的质量大于B中细沙的质量，重新平衡后，汽缸A内气体的内能_（填“大于”“小于”或“等于”）汽缸B内气体的内能，图2为重新平衡后A、B汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲线_（填图像中曲线标号）表示汽缸B中气体分子的速率分布规律。【答案】 (1). 大于 (2). 【解析】
12、1对活塞分析有因为A中细沙的质量大于B中细沙的质量，故稳定后有；所以在达到平衡过程中外界对气体做功有则根据因为气缸和活塞都是绝热的，故有即重新平衡后A气缸内的气体内能大于B气缸内的气体内能；2由图中曲线可知曲线中分子速率大的分子数占总分子数百分比较大，即曲线的温度较高，所以由前面分析可知B气缸温度较低，故曲线表示气缸B中气体分子的速率分布。10. 2021河北卷第16题. 某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27时，压强为。（1）当夹层中空气的温度升至37，求此时夹层中空气的压强；（2）当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值，设环境温度为27，大气
13、压强为。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由题意可知夹层中的气体发生等容变化，根据理想气体状态方程可知代入数据解得（2）当保温杯外层出现裂缝后，静置足够长时间，则夹层压强和大气压强相等，设夹层体积为V，以静置后的所有气体为研究对象有解得则增加空气的体积为所以增加的空气质量与原有空气质量之比为2021年高考上海等级考第6题、如图所示为气体分子的速率分布图线。纵坐标表示速率分子占总体的百分比，图线1下方的面积为S1.图线2下方的面积为S2.则温度T和面积S的大小关系为( )(A)T1T2(B) T1 S2(D)S1S2【答案】B【解析】温度是气体分子平均动能的标志，图线1比图线2的平均速度小，所
14、以温度低，A错误B正确。图线1下方的面积S1与图线2下方的面积S2都表示全部分子，应该相等。2021年高考上海等级考第11题一根足够长的试管开口向下，中间用水银封闭了一定质量的气体，如图所示。现将试管绕定点缓慢向右转到虚线处，则下列图像中正确的是() 【答案】D【解析】根据压强h，因为h（竖直方向）变小，所以P增大；根据波义尔定律，P增大则V减小，所以D正确。2021年高考上海等级考第14题.密闭容器中气体温度降低，则气体分子的_减小，容器壁单位面积上受到分子撞击的平均作用力_(选填“增大”“减小“或“不变”)。【答案】平均动能 减小【解析】温度是气体分子平均动能的标志，所以密闭容器中气体温度
15、降低，则气体分子的平均动能减小，所以平均速率减小，根据，因为温度降低，所以压强减小，所以容器壁单位面积上受到分子撞击的平均作用力减小。2021山东卷第2题. 如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体（）A. 内能减少B. 对外界做正功C. 增加的内能大于吸收的热量D. 增加的内能等于吸收的热量【答案】B【解析】A由于越接近矿泉水瓶口，水的温度越高，因此小瓶上浮的过程中，小瓶内温度升高，内能增加，A错误；B在小瓶上升的过程中，小瓶内气体的温度逐渐升高
16、，压强逐渐减小，根据理想气体状态方程气体体积膨胀，对外界做正功，B正确；CD由AB分析，小瓶上升时，小瓶内气体内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律由于气体对外做功，因此吸收的热量大于增加的内能，CD错误。故选B。2021山东卷第4题. 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，压强计示数为。已知大气压强等于，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. B. C. D. 【答
17、案】D【解析】根据玻意耳定律可知已知，代入数据整理得故选D。2020全国1卷第题物理选修3-313.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r= r1时，F=0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能_（填“减小“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能_ （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能_（填“大于”“等于”或“小于”）零。【答案】 (1). 减小 (2). 减小 (3). 小于【解析】1从距点很远处向点运动，两分子间距减小到的过程中，分
18、子间体现引力，引力做正功，分子势能减小；2在的过程中，分子间仍然体现引力，引力做正功，分子势能减小；3在间距等于之前，分子势能一直减小，取无穷远处分子势能为零，则在处分子势能小于零。2020全国1卷第14题. 物理选修3-3甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。甲罐容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后：（i）两罐中气体压强；（ii）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。【答案】（i）；（ii）【解析】（i）气体发生等
19、温变化，对甲乙中的气体，可认为甲中原气体由体积V变成3V，乙中原气体体积由2V变成3V，则根据玻意尔定律分别有，则则甲乙中气体最终压强（ii）若调配后将甲气体再等温压缩到气体原来压强为p，则计算可得由密度定律可得，质量之比等于。【解法2】根据克拉伯龙方程(n为摩尔数，R为常数)所以,因为(为摩尔质量)，所以。2020全国2卷第13题13.下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有_，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有_。（填正确答案标号）A. 汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B. 冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C. 某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量
20、全部转化为功，而不产生其他影响D. 冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内【答案】 (1). B (2). C【解析】A燃烧汽油产生的内能一方面向机械能转化，同时热传递向空气转移。既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律；B冷水倒入保温杯后，没有对外做功，同时也没有热传递，内能不可能减少，故违背热力学第一定律；C某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，必然产生其他影响故违背热力学第二定律D制冷机消耗电能工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，发生了内能的转移，同时对外界产生了影响。既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律。2020全国
21、2卷第14题14.潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为，重力加速度大小为g，大气压强为p0，Hh，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。（1）求进入圆筒内水的高度l；（2）保持H不变，压入空气使筒内水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V0和V1，放入水
22、下后筒内气体的压强为p1，由玻意耳定律和题给条件有p1V1= p0V0 V0=hS V1=（hl）S p1= p0+ g（Hl） 联立以上各式并考虑到Hh，h l，解得 （2）设水全部排出后筒内气体的压强为p2；此时筒内气体的体积为V0，这些气体在其压强为p0时的体积为V3，由玻意耳定律有p2V0= p0V3 其中p2= p0+ gH 设需压入筒内的气体体积为V，依题意V = V3V0 联立式得 2020全国3卷第13题物理选修3313.如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态
23、。在活塞下降过程中（）A. 气体体积逐渐减小，内能增知B. 气体压强逐渐增大，内能不变C. 气体压强逐渐增大，放出热量D. 外界对气体做功，气体内能不变E. 外界对气体做功，气体吸收热量【答案】BCD【解析】A理想气体的内能与温度之间唯一决定，温度保持不变，所以内能不变。A错误；B由理想气体状态方程，可知体积减少，温度不变，所以压强增大。因为温度不变，内能不变。B正确；CE由理想气体状态方程，可知体积减少，温度不变，所以压强增大。体积减少，外接对系统做功，且内能不变，由热力学第一定律可知，系统放热。C正确；E错误。D体积减少，外接对系统做功。理想气体内能与温度之间唯一决定，温度保持不变，所以内
24、能不变。故D正确。故选BCD。2020全国3卷第14题14.如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高h0= 4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l= 12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283K。大气压强p0 =76cmHg。（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？【答案】（i）12.9cm；（ii）363K【解析】（i）设密封气体初始体积为V1，压强为p
25、1，左、右管截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为V2，压强变为p2.由玻意耳定律有设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为，按题设条件有，联立以上式子并代入题给数据得h=12.9cm；（ii）密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3，温度变为T2，由盖一吕萨克定律有按题设条件有代入题给数据得T2=363K2020江苏省卷第13题选修3-313.本题包括A、B两小题，请选定其中一小题，并在相应的答题区域内作答.若多做，则按A小题评分.A.选修3-3（12分）（1）玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体.下列关于玻璃的说法正确的有_.A.没有固定的熔点 B.天然具有规
26、则的几何形状C.沿不同方向的导热性能相同 D.分子在空间上周期性排列（2）一瓶酒精用了一些后，把瓶盖拧紧，不久瓶内液面上方形成了酒精的饱和汽，此时_（选填“有”或“没有”）酒精分子从液面飞出.当温度升高时，瓶中酒精饱和汽的密度_（选填“增大”“减小”或“不变”）.（3）一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其图象如图所示，求该过程中气体吸收的热量Q.13.A.（1）AC （2）有 增大（3）过程，外界对气体做的功 过程根据热力学第一定律得A和C的温度相等代入数据解得2020北京卷第4题4.如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态
27、温度和的关系，正确的是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】由图可知状态A到状态B是一个等压过程，根据因为VBVA，故TBTA；而状态B到状态C是一个等容过程，有因为pBpC，故TBTC；对状态A和C有，可得TA=TC。综上分析可知C正确，ABD错误；故选C。2020北京卷第10题10.分子力随分子间距离变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分于间的作用，下列说法正确的是（）A. 从到分子间引力、斥力都在减小B. 从到分子力的大小先减小后增大C. 从到分子势能先减小后增大D. 从到分子动能先增大后减小【答案】D【解析】A从到分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误
28、；B由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；C分子势能在时分子势能最小，故从到分子势能一直减小，故C错误；D从到分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确。故选D。2020天津卷第5题5.水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（ ）A. 压强变大B. 对外界做功C. 对外界放热D. 分子平均动能变大【答案】B【解析】A随着水向外喷出，气体体积增大，由于温度不变，根据恒量可知气体压强减小，A
29、错误；BC由于气体体积膨胀，对外界做功，根据热力学第一定律，气体温度不变，内能不变，一定从外界吸收热量，B正确，C错误；D温度是分子平均动能的标志，由于温度不变，分子的平均动能不变，D错误。故选B。2020山东卷第6题6.一定质量的理想气体从状态a开始，经ab、bc、ca三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0， 2p0）、 b（2V0，p0）、c（3V0，2p0） 以下判断正确的是（）A. 气体在ab过程中对外界做的功小于在bc过程中对外界做的功B. 气体在ab过程中从外界吸收的热量大于在bc过程中从外界吸收的热量C. 在ca过程中，外界对气体做功小于
30、气体向外界放出的热量D. 气体在ca过程中内能的减少量大于bc过程中内能的增加量【答案】C【解析】A根据气体做功的表达式可知图线和体积横轴围成的面积即为做功大小，所以气体在过程中对外界做的功等于过程中对外界做的功，A错误；B气体从，满足玻意尔定律，所以所以，根据热力学第一定律可知气体从，温度升高，所以，根据热力学第一定律可知结合A选项可知所以过程气体吸收的热量大于过程吸收的热量，B错误；C气体从，温度降低，所以，气体体积减小，外界对气体做功，所以，根据热力学第一定律可知，放出热量，C正确；D理想气体的内能只与温度有关，根据可知从，所以气体从过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量，D错误。故选
31、C。2020山东卷第15题15.中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口；右侧为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门。使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时，罐内气体初始压强与外部大气压相同，温度为450 K，最终降到300 K，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的。若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的，罐内气压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气
32、体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。【答案】【解析】设火罐内气体初始状态参量分别为p1、T1、V1，温度降低后状态参量分别为p2、T2、V2，罐的容积为V0，由题意知p1=p0、T1=450 K、V1=V2、T2=300 K、V2=20V0/21 由理想气体状态方程得 代入数据得p2=0.7p0 对于抽气罐，设初态气体状态参量分别为p3、V3，末态气体状态参量分别为p4、V4，罐的容积为，由题意知p3=p0、V3=、p4=p2 由玻意耳定律得 联立式，代入数据得 设抽出的气体的体积为V，由题意知 故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量
33、的比值为 联立式，代入数据得 2020上海等级考第2题2、悬浮水中的花粉颗粒的布朗运动表明了( )(A)分子之间有斥力(B)花粉颗粒的无规则热运动(C)分子之间有引力(D)水分子的无规则热运动答案D【解析】悬浮水中的花粉颗粒的布朗运动是由于水分子碰撞的不平衡性产生的，表明了水分子的无规则热运动，有个成语是见微知著，我把此现象叫见著知微。考察知识布朗运动的本质。核心素养物理观念2020上海等级考第12题12、如图所示，一根玻璃管上端开口下端封闭，上管的内径小于下管的内径。管内的水银柱封闭了一定质量的气体， 在大气压保持不变的情况下，温度升高，水银柱全部进入上管而未溢出。此过程中，气压p随体积V的
34、变化关系为( )答案 C【解析】在水银柱全部进入上管之前，被封闭的气体的压强，其中为水银密度，h1为上管水银高度，h2为下管水银高度，因为水银体积不变，所以（ s1为上管截面积，s2为下管截面积），所以代入得，因为被封闭的气体的体积(V2为下管总体积)所以得，所以P随V线性增大。在水银柱全部进入上管之后，被封闭的气体的压强，（h是水银在上管的长度，不变）不变。所以C正确。考察知识气体压强的计算。核心素养科学思维(气体压强的动态分析)2020上海等级考第13题13、在“用单分子油膜估测分子直径”的实验中，均匀撒痱子粉有利于形成_，便于记录数据。将体积为 v的油酸酒精溶液滴在水面上， 油膜充分散开
35、后面积为S,溶液的浓度为，则估算该分子的直径为_。答案边界清晰的油膜，【解析】根据油酸酒精溶液的体积v求油酸的体积为,油酸分子的直径为。考察知识油膜法估测分子直径。核心素养科学探究(油膜法实验的基本原理)1. 2019全国1卷33题物理选修3-3（15分）（1）（5分）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度_（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度_（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。【答案】33.（1）低于
36、大于（2）（10分）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改部其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为013 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.210-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0106 Pa；室温温度为27 。氩气可视为理想气体。（i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；（i i）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ，求此时炉腔中气体的压强。【
37、答案】33物理选修33（2）（i）设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p1。假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1。由玻意耳定律p0V0=p1V1 被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为 设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2。由玻意耳定律p2V2=10p1 联立式并代入题给数据得p2=32107 Pa （ii）设加热前炉腔的温度为T0，加热后炉腔温度为T1，气体压强为p3，由查理定律 联立式并代入题给数据得p3=1.6108 Pa 2. 2019年全国2卷33题物理选修3-3（15分）（1）（5分）如p-V图
38、所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1_N2，T1_T3，T3，N2_N3。（填“大于”“小于”或“等于”）（2）（10分）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的
39、连接处，求：（i）抽气前氢气的压强；（ii）抽气后氢气的压强和体积。【答案】33（15分）（1）大于 等于 大于（5分）（2）10分（i）设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得（p10p）2S=（p0p）S得p10=（p0+p）（ii）设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氢气的压强和体积分别为p2和V2，根据力的平衡条件有p2S=p12S由玻意耳定律得p1V1=p102V0p2V2=p0V0由于两活塞用刚性杆连接，故V12V0=2（V0V2）联立式解得3. 2019年全国3卷33题物理一一选修33（15分）（1）（5分）用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的
40、油酸酒精溶液，稀释的目的是 。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以 。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是 。（2）（10分）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K。（i）求细管的长度；（i）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。【答案】33（1）使油酸在浅盘的水
41、面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积。（2）（i）设细管的长度为l，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1。由玻意耳定律有pV=p1V1 由力的平衡条件有p=p0gh 式中，p、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强。由题意有V=S（Lh1h） V1=S（Lh） 由式和题给条件得L=41 cm （ii）设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖吕萨克定律有 由式和题给数据得：T=312
42、K 4. 2019年北京卷15题下列说法正确的是A温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C气体压强仅与气体分子的平均动能有关D气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变【答案】15A 【解析】温度是物体内大量分子热运动的平均动能的标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，A正确。5. 2019年江苏卷13.A选修33（12分）（1）在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体 （A）分子的无规则运动停息下来（B）每个分子的速度大小均相等（C）分子的平均动能保持不变（D）分子的密集程度保持不变（2）由于水的
43、表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为 （选填“引力”或“斥力”）分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如题13A-1图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中_ （选填“A”“B”或“C”）的位置（3）如题13A-2图所示，一定质量理想气体经历AB的等压过程，BC的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中BC过程中内能减少900 J求ABC过程中气体对外界做的总功【答案】13A（1）CD （2）引力 C（3）AB过程 W1=p（VBVA）BC过程，根据热力学第一定律 W2=U则对外界做的总功W=（W1+W2）代入数据得W=1 500 J【易错点】根据根据热力学第一定律W+Q=，得W=-900J，错误原因：此为外界对气体做功，要求气体对外界做功，所以应W=900J，无负号。6. 2017年全国卷33题物理选修33（1）（5分）氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是_。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A图中两条曲线下面积相等B图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C图中实线对应于氧气分子在100 时的情形D图中曲线给出了任意
