1、十年高考真题分类汇编(20102019) 物理 选修 3-3 选择题： 1.(2019海南卷T15)一定量的理想气体从状态 M 出发，经状态 N、P、Q 回到状态 M，完成 一个循环。从 M 到 N、从 P 到 Q 是等温过程；从 N 到 P、从 Q 到 M 是等容过程；其体积- 温度图像(V-T 图)如图所示。下列说法正确的是 A.从 M 到 N 是吸热过程 B.从 N 到 P 是吸热过程 C.从 P 到 Q 气体对外界做功 D.从 Q 到 M 是气体对外界做功 E.从 Q 到 M 气体的内能减少 2.(2019北京卷T3)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
2、. 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 3.(2019江苏卷T15)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 4.(2019江苏卷T16)由于水的表面张力， 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 的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水
3、分子 Ep的是图中_(选填AB 或C)的位置. 5.(2018 北京卷 T2)关于分子动理论，下列说法正确的是 A. 气体扩散的快慢与温度无关 B. 布朗运动是液体分子的无规则运动 C. 分子间同时存在着引力和斥力 D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大 6.(2011 广东卷)如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主 要原因是 A.铅分子做无规则热运动 B.铅柱受到大气压力作用 C.铅柱间存在万有引力作用 D.铅柱间存在分子引力作用 7.(2011 上海卷)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处 单位速率区间内的分子数百分率，所
4、对应的温度分别为TI，TII，TIII，则 A.TTT B.TTT C.TT，TT D.T=T=T 8.(2011 四川卷)气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外 A.气体分子可以做布朗运动 B.气体分子的动能都一样大 C.相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动 D.相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大 9.(2012 广东卷)清晨 ，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠。这一物理过程中， 水分子间的 A.引力消失 ，斥力增大 B. 斥力消失，引力增大 C.引力、斥力都减小 D.引力、斥力都增大 10.(2014 上海卷)分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增
5、加时，分子间的 A.引力增加，斥力减小 B.引力增加，斥力增加 C.引力减小，斥力减小 D.引力减小，斥力增加 11.(2014 福建卷)如图， 横坐标 v 表示分子速率，纵坐标 f(v)表示各等间隔速率区间的分子数 占总分子数的百分比。 途中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是 A.曲线 B.曲线 C.曲线 D.曲线 12.(2015 上海卷 T4)一定质量的理想气体在升温过程中 A.分子平均势能减小 B.每个分子速率都增大 C.分子平均动能增大 C.分子间作用力先增大后减小 13.(2013 福建卷)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力 f 和分子势能 Ep随分子间距离
6、 r 变化关系的图线是 14.(2015 福建卷 T29(1)下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是 。 A.分子间距离减小时分子势能一定减小 B.温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈 C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关 D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性 15.(2016 北京卷 T20)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气 候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相 同、直径不同的球体，并用 PM10、PM2.5 分别表示直径小于或等于 10 m、2.5 m 的颗粒 物(PM
7、是颗粒物的英文缩写)。 某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内， PM10 的浓度随高度的增加略有减小，大于 PM10 的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显 减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。 据此材料，以下叙述正确的是 A.PM10 表示直径小于或等于 1.0 10-6 m 的悬浮颗粒物 B.PM10 受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力 C.PM10 和大悬浮颗粒物都在做布朗运动 D.PM2.5 的浓度随高度的增加逐渐增大 16.(2017 北京卷)以下关于热运动的说法正确的是 A.水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B.水凝结成冰后，
8、水分子的热运动停止 C.水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 D.水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 17.(2016 上海卷 T17)某气体的摩尔质量为 M， 分子质量为 m。 若 1 摩尔该气体的体积为 Vm， 密度为 ，则该气体单位体积分子数为(阿伏伽德罗常数为 NA) A. A m N V B. m M mV C. A N M D. A N m 18.(2012 大纲全国卷)下列关于布朗运动的说法，正确的是 A.布朗运动是液体分子的无规则运动 B.液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧列 C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮
9、粒子撞击作用的不平衡引起的 19.(2012 海南卷 T17(1)两分子间的斥力和引力的合力 F 与分子间距离 r 的关系如图中曲线 所示，曲线与 r 轴交点的横坐标为 r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互 接近。若两分子相距无穷远处时分子势能为零，下列说法正确的是 A.在 rr0阶段，F 做正功，分子动能增加，势能减小 B.在 rN2； 由于 p1V1= p3V3；故 T1=T3； 则 T3T2，又 p2=p3，2 状态分析密度大，分析运动缓慢，单个分子平均作用力小，3 状态分 子密度小， 分子运动剧烈， 单个分子平均作用力大。 故 3 状态碰撞容器壁分子较少， 即 N2N3
10、； 105.(2019全国卷T13)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】(1). 低于 (2). 大于 【解析】 由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故0Q，但 活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大，气体对外界 做功，即0W ，根据热力学第一定律可知：0UQW ，故容器
11、内气体内能减小， 温度降低，低于外界温度。 最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：PVnRT 又 m V ，m 为容器内气体质量 联立得： Pm nRT 取容器外界质量也为 m 的一部分气体，由于容器内温度 T 低于外界温度，故容器内气体密 度大于外界。 106.(2019全国卷T14)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
12、， 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连接处，求： (1)抽气前氢气的压强； (2)抽气后氢气的压强和体积。 【答案】(1) 1 2 (p0+p)；(2) 0 11 24 pp； 00 0 4 2 ppV pp （） 【解析】 【详解】解：(1)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= 1 2 (p0+p) (2)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 p2 S=p1 2S 由玻意耳定律得 p1V1=p10 2V0 p2V2=p0 V0 由于两
13、活塞用刚性杆连接，故 V12V0=2(V0V2) 联立式解得 10 11 24 ppp 00 1 0 4 = 2 ppV V pp （） 107.(2019全国卷T14)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 2.0cm 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 2.0cm。 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 76cmHg，环境温度为 296K。 (1)求细管长度； (2)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】
14、(1)41cm；(2)312K 【解析】 以液柱为模型，通过对气体压强分析，利用玻意耳定律和盖-吕萨克定律求得细管长度和 温度，找准初末状态、分析封闭气体经历的变化时关键。易错点：误把气体长度当成细管长 度。 (1)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=
15、41cm (2)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 1 0 VV TT 由式和题给数据得 T=312K 108.(2019全国卷T14)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 3.2 10-2 m3，使用前瓶中气体压强为 1.5 107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强 为 2
16、.0 106 Pa；室温温度为 27 。氩气可视为理想气体。 (1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强； (2)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。 【答案】(1) 7 3.2 10 Pa (2) 8 1.6 10 Pa 【解析】 (1)设初始时每瓶气体的体积为 0 V，压强为 0 p；使用后气瓶中剩余气体的压强为 1 p，假设 体积为 0 V， 压强为 0 p的气体压强变为 1 p时， 其体积膨胀为 1 V， 由玻意耳定律得： 001 1 p VpV 被压入进炉腔的气体在室温和 1 p条件下的体积为： 10 VVV 设 10 瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为
17、2 p，体积为 2 V，由玻意耳定律得： 221 10p V pV 联立方程并代入数据得： 7 2 3.2 10 Pap (2)设加热前炉腔的温度为 0 T，加热后炉腔的温度为 1 T，气体压强为 3 p，由查理定律得： 32 10 pp TT 联立方程并代入数据得： 8 3 1.6 10 Pap 109.(2019江苏卷T17)如图所示， 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 900J.求 ABC 过程中气体对外 界做的总功. 【答案】W=1500J 【解析】 由题意可知，AB过程为等压膨胀，所以气体对外做功为： 1
18、BA WP VV BC过程：由热力学第一定律得： 2 WU 则气体对外界做的总功为： 12 WWW 代入数据解得：1500JW 。 110.(2019海南卷T16)如图，一封闭的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，一重量不可忽略 的光滑活塞将容器内的理想气体分为 A、B 两部分，A 体积为 33 4.0 10 m A V 。压强为 A 47cmHgp ；B 体积为 33 6.0 10 m B V ，压强为52cmHg B p 。现将容器缓慢转至 水平，气体温度保持不变，求此时 A、B 两部分气体的体积。 【答案】VA=3.85 10-3m3 VB=6.15 10-3m3 【解析】 对 A 中气体：
19、 初态：压强 pA=47cmHg，体积 VA=4.0 103m3， 末态：压强 pA，体积 VA， 根据玻意耳定律可得：pAVA=pAVA 对 B 中气体： 初态：压强 pB=50cmHg，体积 VB=6.0 10-3m3， 末态：压强 pB，体积 VB， 根据玻意耳定律可得：pBVB=pBVB 容器水平后有：pA=pB 容器的总体积保持不变，即：VA+VB=VA+VB=1.0 102m3 联立式可得：VA=3.85 10-3m3 VB=6.15 10-3m3 111.(2015 海南卷 T15(1)已知地球大气层的厚度 h 远小于地球半径 R，空气平均摩尔质量为 M，阿伏伽德罗常数为，NA地
20、面大气压强为 P0，重力加速度大小为 g。由此可以估算得， 地球大气层空气分子总数为 ，空气分子之间的平均距离 为 。 【答案】 2 0 4 A R PN Mg ，3 0A Mgh a PN 【解析】设大气层中气体的质量为 m，由大气压强产生， 0 mgp S，即： 0 p S m g 分子数 2 00 4 AAA p SNR PNmN n MMgMg ， 假设每个分子占据一个小立方体， 各小立方体紧 密排列， 则小立方体边长即为空气分子平均间距， 设为a， 大气层中气体总体积为V， 3 V a n ， 而 2 4VR h，所以3 0A Mgh a PN 。 【考点定位】气体压强，阿伏伽德罗常
21、数 112.(2018 江苏卷 T13)一定量的氧气贮存在密封容器中，在 T1和 T2温度下其分子速率分布 的情况见右表.则 T1_(选填大于小于或等于)T2.若约 10%的氧气从容器中泄漏，泄漏 前后容器内温度均为 T1，则在泄漏后的容器中，速率处于 400500 m/s 区间的氧气分子数 占总分子数的百分比_(选填大于小于或等于)18.6%. 【答案】大于 等于 【解析】分子速率分布与温度有关，温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数所占 比例增加，速率小的分子数所占比例减小，所以 T1大于 T2；泄漏前后容器内温度不变，则 在泄漏后的容器中，速率处于 400500 m/s 区间的氧气
22、分子数占总分子数的百分比不变，仍 为 18.6%. 113.(2015 江苏卷 T12A(2)在装有食品的包装袋中充入氮气，然后密封进行加压测试，测试 时，对包装袋缓慢地施加压力，将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内 壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_(选填增大、减小或不变)，包装袋 内氮气的内能_(选填增大、减小或不变) 【答案】增大 不变 【解析】因为测试时，对包装袋缓慢地施加压力，外界对气体所做的功等于气体对外放出的 热量，由热力学第一定律可知：气体的温度不变，即内能不变。玻意耳定律可知：气体体积 变小，所以压强变大，由于气体的压强是由于气体分子对器壁的频繁碰撞而产生
23、的，所以包 装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力增大。 【考点】热力学第一定律、气体的内能 114.(2016 江苏卷)如图所示，在 AB 和 DA 的过程中，气体放出的热量分别为 4J 和 20J. 在 BC 和 CD 的过程中，气体吸收的热量分别为 20J 和 12J.求气体完成一次循环对外界 所做的功. 【答案】8J 【解析】完成一次循环气体内能不变 U=0，吸收的热量 Q=(20+12420)J=8 J 由热力学第一定律 U=Q+W 得，W=-8 J 气体对外做功为 8 J. 【考点定位】热力学定律 【方法技巧】重点考查热力学第一定律，本题的关键在于气体完成一次循环气体内能不变，
24、 从而结合热力学定律求解问题。 115.(2014 江苏卷 T12A(2)压缩过程中，两个阀门均关闭。若此过程中，气室中的气体与外 界无热量交换，内能增加了 3.4 104J，则该气体的分子平均动能 (选填增大、减 小或不变)，活塞对该气体所做的功 (选填大于、小于或等于)3.4 104J。 【答案】增大，等于 【解析】由于压缩过程中气体与外界无热量交换，气体内能增加，因此温度升高，气体的分 子平均动能增大，根据热力学第一定律可知：WU3.4 104J 【考点定位】本题主要考查了对分子动理论、热力学第一定律的理解与应用问题，属于中档 偏低题。 116.(2014 江苏卷 T12A(3)上述过程
25、中，气体刚被压缩时的温度为 27，体积为 0.224m3， 压强为 1 个标准大气压。已知 1mol 气体在 1 个标准大气压、0时的体积为 22.4L，阿伏加 德罗常数 NA6.02 1023mol 1。计算此时气室中气体的分子数。(计算结果保留一位有效数 字) 【答案】N5 1024(或 N6 1024) 【解析】设气体在标准状况下的体积为 V0，上述过程为等压过程，有： V T 0 0 V T 气体物质的量为：n 0 M V V 分子数为：NnNA 联立以上各式并代入数据解得：N 0 A M TV N T V 5 1024(或 6 1024) 【考点定位】本题主要考查了有关阿伏伽德罗常数
26、的计算问题，属于中档偏低题。 117.(2016 江苏卷 T12)如题 12A1 图所示，在斯特林循环的 pV 图象中，一定质量理想气 体从状态 A 依次经过状态 B、C 和 D 后再回到状态 A，整个过程由两个等温和两个等容过 程组成.BC 的过程中， 单位体积中的气体分子数目 (选填增大、 减小或不变). 状态 A 和状态 D 的气体分子热运动速率的统计分布图象如题 12A2 图所示， 则状态 A 对应 的是 (选填或). 【答案】不变 【解析】由图知 BC 的过程中气体的体积不变，所以密度不变，即单位体积中的空气分子 数目不变；因当温度升高，分子热运动加剧，速度较大的分子所占百分比增高，
27、分布曲线的 峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽，变平坦，由 12A-1 图知状 态 A 的温度低，所以对应的是。 【考点定位】理想气体 【方法技巧】对一定质量的理想气体等容过程，气体的密度不变，即单位体积中的气体分子 数目不变；理解气体分子热运动速率的统计分布图象。 118.(2016 上海卷 T29)某同学制作了一个结构如图(a)所示的温度计。 一端封闭的轻质细管可 绕封闭端 O 自由转动，管长 0.5 m。将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细 线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为 270 K 时，用一 段水银将长度为 0.3
28、m 的气柱封闭在管内。实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度 l 和力 传感器读数 F 之间的关系如图(b)所示(实验中大气压强不变)。 (1)管内水银柱长度为 m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为 K。 (2)若气柱初始长度大于 0.3 m，该温度计能测量的最高温度将 (选填：增大，不变 或减小)。 (3)若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将 (选填：偏高，不变 或偏低)。 【答案】(1)0.1；360 (2)减小(3)偏低 【解析】(1)由于轻质管可以绕 O 点转动，通过力矩关系有：设水银长度的一半为 x，封闭 气体长度为 l，()FLgSx lx，研究气体长度为
29、0.3 m 和 0.35 m 两个位置，可以计算出 水银长度为：20.1mx ；为保证水银不溢出，水银刚好到达管口，此时封闭气体长度为 l=0.4 m，则根据 0 0 VV TT ，可以算出此时温度为360KT 。 (2)根据上题结论，从公式 0 0 VV TT 可以看出，后来温度与原来的气体长度有反比关系，所以 该温度计能够测量的最大温度将会减小。 (3)实验过程中大气压强增加，公式 00 0 p VpV TT ，得到 0 00 T pV T p V ，温度会增加，但如果仍 然用 0 0 VV TT 计算的话，会出现测量值偏低。 【考点定位】力矩、气体状态方程 【方法技巧】根据力矩的平衡计算
30、水银长度，根据公式 0 0 VV TT 计算气体温度，根据公式 0 0 VV TT 判断测量值温度的变化。 119.(2012 江苏卷 T12)(1)密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大. 从分子动理论的 角度分析，这是由于分子热运动的 _增大了。该气体在温度T1、T2时的分子速率分 布图象如题12A-1 图所示，则T1 _(选填大于或小于)T2。 (2)如题12A-2 图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中，气体 压强p=1.0 105 Pa，吸收的热量Q =7.0 102J，求此过程中气体内能的增量. 【答案】(1)平均动能；小于 (2) 2 U 5.0 10
31、 J 状态 A 经等压过程到状态 B，由 AB AB VV TT ，得 33 8 10 B Vm ，对外做的功 W =p(VB -VA ) 根据热力学第一定律 U=Q-W，解得 2 U 5.0 10 J。 【考点定位】本题考查分子动理论、热力学第一定律及其相关知识 120.(2012 山东卷)如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的 U 型管竖直放置，右端 与大气相通，左端封闭气柱长 l1=20cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。先将右端与 一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面 h=10cm。(环境温度不变，大气 压强 p0=75cmHg) 求稳定后低压舱内的压强(
32、用cmHg做单位) 此过程中左管内的气体对外界 (填做正功做负功不做功)，气体将 (填吸热或放热)。 【答案】50cmHg；做正功，吸热 【解析】设 U 型管的横截面积为 S，则左端被封闭的气体初状态： 1011 PPVl S，末状态 为： 2 P， 21 10 2 VlS（） 有理想气体的等温变化得： 1 122 PVPV 代入数据得： 2 60PcmHg 则低压仓的压强 2 60 1050pPhcmHg 此过程中左管内的气体体积增大，对外做正功，温度又不变，由热力学第一定律可知，气 体要从外界吸热. 【考点定位】本题考查玻意耳定律等相关知识 121.(2012 上海卷)如图， 长 L=10
33、0cm， 粗细均匀的玻璃管一端封闭。 水平放置时， 长 L0=50cm 的空气柱被水银封住，水银柱长 h=30cm。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置，然后 竖直插入水银槽，插入后有 h=15cm 的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不 变，大气压强 p0=75cmHg。求： (1)插入水银槽后管内气体的压强 p； (2)管口距水银槽液面的距离 H。 【答案】(1)62.5cmHg；(2)27.5Hcm 【解析】(1)设当转到竖直位置时，水银恰好未流出，管截面积为 S，此时气柱长70lcm 由玻意耳定律： 00/ 53.6pp LlcmHg，由于83.6prghcmHg，大于 0 p
34、，因此必有水银从 管中流出， 设当管转至竖直位置时，管内此时水银柱长为x， 由玻意耳定律： 000 p SLprghS Lx（ ）（ ），解得：25xcm 设插入槽内后管内柱长为L，60LLxDhcm （ ）， 由玻意耳定律，插入后压强 00 62.5 p L pcmHg L ， (2)设管内外水银面高度差为h， 7562.5 12.5hcm ，管口距槽内水银面距离距离 27.5HLLhcm 。 【考点定位】本题考查气体定律及其相关知识。 122.(2012 新课标卷)如图，由 U 形管和细管连接的玻璃泡 A、B 和 C 浸泡在温度均为 0 C 的水槽中，B 的容积是 A 的 3 倍。阀门 S
35、 将 A 和 B 两部分隔开。A 内为真空，B 和 C 内都 充有气体。U 形管内左边水银柱比右边的低 60mm。打开阀门 S，整个系统稳定后，U 形管 内左右水银柱高度相等。假设 U 形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。 (i)求玻璃泡 C 中气体的压强(以 mmHg 为单位) (ii)将右侧水槽的水从 0 C 加热到一定温度时， U 形管内左右水银柱高度差又为 60mm， 求加 热后右侧水槽的水温。 【答案】(i)180mmHg (ii)364K (i)加热前 C 中压强始终不变，B 内封闭气体初状态：PB=PC+60，打开阀门后 PB=PC 由题意： 4 3 BB VV 由玻意尔定
36、律 PBVB=PBVB 得：PB=180mmHg PC=PB=180mmHg (ii)当右侧水槽的水温加热至 T时，U 形管左右水银柱高度差为 p。玻璃泡 C 中气体的压强 为 ca ppp 玻璃泡 C 的气体体积不变，根据查理定理得 0 CC pp TT 联立，并代入题给数据得 364 TK 【考点定位】本题考查热学、气体的等温和等容变化及理想气体的状态方程相关知识 123.(2013 新课标全国卷)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
37、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 p0/3；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 V0/4。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，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为 T0，不计 活塞与气缸壁间的摩擦。求： (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。 【解析】(i)设左右活塞的质量分别为 M1、M2，左右活塞的横截面积威 S，由平衡可知 01 p SM g 0 02 3 p S p SM g得 20 2 3 M gp S 由于左边
38、活塞上升到顶部，但对顶部无压力，所以下面的气体发生等压变化，而右侧上部分 气体的温度和压强均不变，所以体积仍保持 0 1 4 V，所以当下面放入温度为 T 的恒温源后体 积增大为 00 3 () 4 VV，则由等压变化： 0000 0 133 244 VVVV TT 解得 0 7 5 TT (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，两部分气体 各自经历等温过程，设在活塞上方气体压强为 p，由玻意耳定律得 00 34 x P V PV 对下方气体由玻意耳定律得：(P+P0)(2
39、V0Vx)p0 0 7 4 V 联立式得 6VX2V0VXV020 解得 VX 0 2 V .另一解 0 1 2 x VV 舍去. 【知识点定位】分子动理论；等压变化；等温变化. 124.(2014 新课标全国卷)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆形气缸内，汽缸 壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为 p，活塞下表面相对于气缸 底部的高度为 h，外界的温度为 T0。现取质量为 m 的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子 倒完时，活塞下降了 h/4。若此后外界的温度变为 T，求重新达到平衡后气体的体积。已知 外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为 g。 【答案】 0
40、9 4P mghT v T 【解析】气缸导热良好，说明气体温度一直等于外界温度 T0，设气缸底面积为 S，活塞质量 为 m0，大气压强 p0 开始平衡时有 00 p Sm gpS 沙子倒完后平衡时，对活塞分析 00 p Sm gmgp S。整理可得( )mgpp S 根据理想气体状态方程有 00 3 4 phS phS TT 可得 4 3 p p 联立可得 3mg S p 外界温度变为 T 时，根据理想气体状态方程可得 0 3 4 phS p V TT 根据活塞平衡可得 00 p Sm gmgp S 重新平衡后的气体体积 00 3 9 4 4 hST mghT v TT p 【考点定位】理想气
41、体状态方程 125.(2014 山东卷) 一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量kgM 3 103、 体积 3 0 5 . 0 mV 的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内冲入一定质量的气体，开始时 筒内液面到水面的距离mh40 1 ，筒内气体体积 3 1 1mV 。在拉力作用下浮筒缓慢上升， 当筒内液面的距离为 2 h时，拉力减为零，此时气体体积为 2 V，随后浮筒和重物自动上浮。 求 2 V和 2 h。 已知大气压强 a PP 5 0 101， 水的密度 33 /101mkg， 重力加速度的大小 2 /10smg 。 不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁
42、厚度可忽略。 【答案】 3 2 2.5Vm； 2 10hm 【解析】当0F 时，由平衡条件得 0 ()Mgg VV 2水 代入数据得 3 2 2.5Vm 设筒内气体初、末态的压强分别为 1 P、 2 P，由题意得 101 PPgh 202 PPgh 此过程中，筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得 1 122 PVPV 联立式，代入数据得 2 10hm 【考点定位】玻意耳定律 【方法技巧】当拉力减为零时，物体处于平衡状态，根据平衡条件列方程；还有就是注意在 运动过程中气体的温度和质量都保持不变，以此列玻意耳定律方程。 126.(2014 新课标全国卷 T33(2)如图所示，两气缸 AB 粗细均
43、匀，等高且内壁光滑，其下 部由体积可忽略的细管连通；A 的直径为 B 的 2 倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两气 缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞 a、b，活 塞下方充有氮气，活塞 a 上方充有氧气；当大气压为 p0，外界和气缸内气体温度均为 7且 平衡时，活塞 a 离气缸顶的距离是气缸高度的 1 4 ，活塞 b 在气缸的正中央。 ()现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞 b 升至顶部时，求氮气的温度； ()继续缓慢加热，使活塞 a 上升，当活塞 a 上升的距离是气缸高度的 1 16 时，求氧气的压 强。 【答案】()320K() 0 4 3 P
44、(i)活塞 b 升至顶部的过程中，活塞 a 不动，活塞 ab 下方的氮气经历等压过程，设气缸 A 的 容积为 V0，氮气初始状态的体积为 Vl，温度为 T1，末态体积 V2，温度为 T2，按题意，气 缸 B 的容积为 V0/4，由题给数据及盖吕萨克定律有： 且 0 100 317 42 48 V VVV 0 200 3 44 V VVV 由式及所给的数据可得： T2320K ()活塞 b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞 a 开始向上移动，直至活塞上升的距离是 气缸高度的 1/16 时，活塞 a 上方的氮气经历等温过程，设氮气初始状态的体积为 1 V，压强 为 1 p；末态体积为 2 V，压
45、强为 2 p，由所给数据及玻意耳定律可得 10 1 4 VV=， 10 pp， 20 3 16 VV= 1 12 2 pVp V 由式可得： 20 4 3 pp 考点定位：盖吕萨克定律；玻意耳定律。 【知识拓展】 此题考查盖吕萨克定律及玻意耳定律的应用问题； 关键是选择好研究对象及研 究对象的两个状态的状态参量。 127.(2014 海南卷)一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分 割成、两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为 10 p，如图 (a)所示。若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体体积之比为 31，如图(b) 所示。设外界温度
46、不变。已知活塞面积为 S，重力加速度大小为 g，求活塞的质量。 【答案】 g Sp 5 4 10 【解析】设活塞的质量为 m，气缸倒置前下部气体的压强为 p20，倒置后上下气体的压强分 别为 p2和 p1，由力的平衡条件有 S mg pp 1020 S mg pp 21 倒置过程中，两部分气体均经历等温过程，设气体的总体积为 V0，由玻意耳定律得 42 0 1 0 10 V p V p 4 3 2 0 2 0 20 V p V p 联立以上各式得 g Sp m 5 4 10 【考点定位】理想气体状态方程 128.(2014 上海卷)(10 分)如图，一端封闭、粗细均匀的 U 形玻璃管开口向上竖直放置，管内 用水银将一段气体封闭在管中。当温度为 280K 时，被封闭的气柱长 L=22cm，两边水银柱 高度差 h=16cm，大气压强 0 p=76cmHg。 (1)为使左端水银面下降 3cm，封闭气体温度应变为多少？ (2)封闭气体的温度重新回到 280K 后，为使封闭气柱长度变为 20cm，需向开口端注入的水 银柱长度为多少？ 【答案】(1) 2 350Tk(2)10cm 【解析】(1)设玻璃管的横截面积为S，封闭气体压强为 1 P，初始根据水银液面受力平衡可 分析得 1
