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专题07 分子动理论、气体实验定律和热力学定律
目录
01、TOC \o "1-2" \h \u HYPERLINK \l _Toc17099 知识精讲 1
02、 HYPERLINK \l _Toc13874 题型过关 2
HYPERLINK \l _Toc19966 题型一 估算问题 2
HYPERLINK \l _Toc12308 题型二 分子的热运动 2
HYPERLINK \l _Toc31429 题型三 分子力曲线与分子势能曲线 2
HYPERLINK \l _Toc18820 题型四 固体和液体 2
HYPERLINK \l _Toc18820 题型五 热力学定律 2
HYPERLINK \l _Toc18820 题型六 气体实验定律和理想气体状态方程 2
03、 HYPERLINK \l _Toc3011 实战训练 2
一、估算问题
（1）宏观量与微观量的关系
①摩尔体积Vmol：分子体积V0＝（适用于固体和液体）；分子占据体积V占＝（适用于气体）。
②摩尔质量Mmol：分子质量m0＝。
③分子总数：N＝nNA＝·NA＝NA（注：对气体而言，）
（2）估算分子直径（间距）的两种模型
①球体模型（适用于固体、液体）：一个分子的体积V0＝π(＝πd3，d为分子的直径。
②立方体模型（适用于气体）：一个分子占据的平均空间体积V0＝d3，d为相邻两分子间的平均距离。
二、分子的热运动
（1）实验证据
①扩散现象：不同种物质能够彼此进入对方的现象。由物质分子的无规则运动产生。温度越高，扩散越快。
②布朗运动：液体内悬浮的微粒永不停息的无规则运动，微粒越小、温度越高，运动越剧烈。（反映了液体分子的无规则运动，但并非液体分子的无规则运动）
（2）热运动：分子永不停息的无规则运动叫作热运动。温度升高，热运动剧烈程度增加，分子平均速率增大，但不是每个分子的速率都变大。
三、分子力曲线与分子势能曲线
分子力曲线 分子势能曲线
图线
坐标轴 横轴：分子间距离r；纵轴：分子力 横轴：分子间距离r；纵轴：分子势能
正负意义 正负表示方向。正号表示斥力，负号表示引力 正负表示大小。正值一定大于负值
与横轴交点 r＝r0 r注：分子力、分子势能的关系：F·Δr＝－ΔEp。
可根据上述功能原理由F r曲线分析分子势能随分子间距离的变化情况，也可根据上述功能原理由Ep r曲线分析分子力随分子间距离的变化情况。
四、温度和气体压强的微观意义
（1）温度
①分子的速率分布特点：分子数随速率的增大呈“中间多、两头少”的分布，温度升高，速率小的分子数减少，速率大的分子数增多，但某个分子的速率可能变小。
②温度是分子热运动平均动能的标志，相同温度下不同物体的分子平均动能相同，但分子平均速率一般不同。
③温度越高，分子的平均动能越大，内能不一定越大。
（2）气体压强
①产生原因：大量气体分子由于做无规则热运动，频繁撞击容器壁而产生。
②气体压强的影响因素
a．从气体压强产生的原理看：单位时间撞击到容器壁单位面积上的分子数N，以及单个分子撞击容器壁的平均撞击力。
b．从气体微观状态量角度看：气体的分子数密度n，以及气体分子的平均动能。
注意：N和n是不同的物理量。
理想气体压强：
n：分子数密度
N：单位时间气体分子对单位面积器壁的撞击次数
：单个分子撞击容器壁的平均撞击力
五、固体和液体
（1）对晶体、非晶体特性的理解
比较分类 晶体 非晶体
单晶体 多晶体
外形 规则 不规则
物理性质 各向异性 各向同性
熔点 固定 不固定
原子排列 有一定规则，但多晶体中每个晶粒子间的排列无规则 无规则
联系 晶体和非晶体在一定的条件下可以相互转化
备注：①单晶体的物理性质具有各向异性，但并非每种晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性。
②有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体，比如金刚石和石墨。
（2）液体
①液体表面张力：使液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切。
②浸润与不浸润：一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系，浸润和不浸润也是分子力的表现。
③毛细现象：浸润液体在细管中上升、不浸润液体在细管中下降的现象。
（3）液晶是一种特殊的物质，既具有流动性，又在光学等物理性质上表现出各向异性。
六、热力学定律
（1）ΔU＝Q＋W的正负号法则
符号及意义 W Q △U
+ 外界对系统做功 系统吸收热量 内能增加
- 系统对外界做功 系统放出热量 内能减少
（2）热力学第二定律的理解：关键是“自发性”或“不引起其他影响”。即热量可以由低温物体传递到高温物体，也可以从单一热库吸收热量全部转化为功，但不引起其他变化是不可能的。
七、理想气体相关三量ΔU、W、Q的分析思路
（1）内能变化量ΔU
①由气体温度变化分析ΔU。温度升高，内能增加，ΔU>0；温度降低，内能减少，ΔU<0。
②由公式ΔU＝W＋Q分析内能变化。
（2）做功情况W
由体积变化分析气体做功情况。体积膨胀，气体对外界做功，W<0；体积被压缩，外界对气体做功，W>0。
注：气体在真空中自由膨胀时，W＝0。
（3）气体吸、放热Q
一般由公式Q＝ΔU－W分析气体的吸、放热情况，Q>0，吸热；Q<0，放热。
八、气体实验定律和理想气体状态方程
1．气体压强的计算
（1）被活塞、汽缸封闭的气体，通常分析活塞或汽缸的受力，应用平衡条件或牛顿第二定律列式计算。
（2）被液柱封闭的气体，一般利用液片法和液体压强公式、连通器原理求解，有时要借助液柱为研究对象，应用平衡条件或牛顿第二定律求解。
注意：分析计算时不要忽略了大气压强的影响。
2．利用气体实验定律和理想气体状态方程分析问题的步骤
注意：（1）若气体质量一定，p、V、T均发生变化，则选用理想气体状态方程列式求解。
（2）若气体质量一定，p、V、T中有一个量不发生变化，则选用对应的气体实验定律列方程求解。
3．变质量气体问题的解题思路
对于充气、漏气等变质量气体问题，解题的关键是将容器内原有气体和即将充入的气体的整体（或将抽出的气体和剩余气体的整体）作为研究对象，就可转化为总质量不变的气体的状态变化问题，然后应用气体实验定律或理想气体状态方程等规律求解。可利用＝＋＋…求解。
4．关联气体问题的解题思路
由活塞、液柱相联系的“两团气”问题，要注意寻找“两团气”之间的压强、体积或长度关系，列出辅助方程，最后联立气体实验定律或理想气体状态方程求解。
题型一 估算问题
1．某气体的摩尔质量是，标准状态下的摩尔体积为，阿伏伽德罗常数为，下列叙述中正确的是　　
A．该气体在标准状态下的密度为
B．该气体单位体积内的分子数为
C．每个气体分子在标准状态下的体积为
D．该气体每个分子的质量为
2．已知标准状况下某气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可以估算的物理量是　　
A．气体分子的质量 B．气体分子的体积
C．气体分子间的平均距离 D．气体的密度
3．若已知阿伏伽德罗常数、物质的摩尔质量、摩尔体积，则不可以估算出　　
A．固体物质分子的直径和质量
B．液体物质分子的直径和质量
C．气体分子的直径
D．气体分子的质量和分子间的平均距离
题型二 分子的热运动
4．下列现象说明分子做无规则运动的是　　
A．水沸腾时冒出的“白汽”在空气中做无规则的运动
B．把少许碳素墨水滴入水中，在显微镜下可以观察到碳颗粒的无规则运动
C．阳光从缝隙射入教室，在阳光下看到尘埃不停地运动
D．经过搅拌，沙粒在水中杂乱地运动
5．下列所列词句中，描述分子热运动的是　　
A．沙飞朝似幕，云起夜疑城 B．踏花归去马蹄香
C．拂墙花影动，疑是玉人来 D．风沙刮地塞云愁
6．我们在实验室用酒精进行实验时，整个实验室很快就闻到了刺鼻的酒精气味，这是一种扩散现象。以下有关分析错误的是　　
A．扩散现象只发生在气体、液体之间
B．扩散现象说明分子在不停息地运动
C．温度越高时扩散现象越剧烈
D．扩散现象说明分子间存在着间隙
题型三 分子力曲线与分子势能曲线
7．分子势能随分子间距离变化的图像如图所示，规定两分子相距无穷远时势能为0。现将分子固定，将分子由无穷远处释放，仅考虑分子间作用力，在分子间距由到的过程中，下列说法正确的是　　
A．分子动能一直增大
B．分子加速度大小一直增大
C．分子间作用力始终表现为引力
D．分子间距为时分子间作用力为0
8．下列说法不正确的是　　
A．图甲中，温度升高，曲线峰值向右移动
B．图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布
C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力先做正功后做负功
D．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小
9．两分子间的斥力与引力的合力与分子间距离的关系如图中曲线所示，曲线与轴交点的横坐标为。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时分子势能为零，下列说法正确的是　　
A．在阶段，做正功，所以分子势能大于0
B．在阶段，分子势能一直减小
C．在时，分子势能最小，动能最大
D．在时，分子间没有斥力和引力
题型四 固体和液体
10．某小组设计的测温装置如图所示，竖直玻璃管与玻璃泡相连插在水槽中，封有一定量的气体，大气压强不变的情况下，管内水柱高度可反映泡内气体的温度，即环境温度。环境温度变化时，玻璃泡内气体压强可视为不变，则　　
A．测温物质是水 B．水柱越高温度越高
C．管上的刻度是均匀的 D．测温范围由体积决定
11．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是　　
A．同种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态
B．晶体中原子（或分子、离子）都按照一定规则排列，具有空间上的周期性
C．单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质
D．只有单晶体才表现出各向异性
12．合格的一次性医用外科口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为水滴在一次性医用外科口罩内侧的照片，对此，以下说法正确的是　　
A．照片中的口罩和水滴发生了浸润现象
B．照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
C．水珠呈球状是因为表面张力方向垂直于液面向里
D．照片中水滴呈扁球状是液体表面张力和重力共同作用的结果
题型五 热力学定律
13．一定质量的理想气体从状态经过状态和又回到状态，其压强随体积的变化图线如图所示，其中到为绝热过程。到为等温过程。下列说法错误的是　　
A．过程，气体分子平均动能减小
B．过程，气体向外界放热
C．过程，气体向外界放热
D．过程气体对外界做的功小于过程外界对气体做的功
14．1927年，威尔逊因发明云室获诺贝尔物理学奖，如图所示，云室里封闭一定质量的气体。现迅速向下拉动活塞，则云室中的气体　　
A．温度升高 B．压强减小
C．向外放出热量 D．分子的数密度增大
15．如图所示，两个相通的容器、间装有阀门，中充满气体，为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门后，中的气体进入中，最终达到平衡，则　　
A．容器中气体的内能减少
B．容器中气体分子的平均动能增加
C．容器中气体分子的数密度减小
D．中的气体能自发地全部退回到中去
题型六 气体实验定律和理想气体状态方程
16．将水杯开口向下倒置在水盆中，可在杯中封闭一段气体。现将水杯缓慢向上提起一段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出），设环境温度保持不变，此过程中杯中封闭气体　　
A．体积变小，压强变小 B．体积变大，压强变大
C．体积变小，压强变大 D．体积变大，压强变小
17．如图所示，医护人员用注射器将药液从密封药瓶中缓缓抽出，在此过程中瓶中气体的　　
A．压强增大，分子数密度增大 B．压强增大，分子数密度减小
C．压强减小，分子数密度增大 D．压强减小，分子数密度减小
18．如图所示，在足够长的光滑斜面上，有一端封闭的导热玻璃管。玻璃管内部液柱封闭了一定量的理想气体，外界温度保持不变。在斜面上静止释放玻璃管，当液柱在玻璃管中相对稳定后，以下说法正确的是　　
A．封闭气体的长度将变长
B．封闭气体的分子平均动能减小
C．封闭气体压强小于外界大气压
D．单位时间内，玻璃管内壁单位面积上所受气体分子撞击次数增加
一．选择题（共12小题）
1．如图所示，一绝热气缸静止在水平面上，用一绝热的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。现将细沙缓慢地倒在活塞上面，在活塞缓慢下移过程中，缸内密封气体　　
A．压强不变
B．分子平均动能不变
C．压强与体积的乘积减小
D．单位时间内与活塞碰撞的分子数增加
2．宇航员在“天宫课堂”中演示毛细现象时，将三根内径不同的细管子插入水槽，稳定后三根管中液面（忽略液面形状）的高度是图中的　　
A． B．
C． D．
3．用活塞式抽气机抽气，在温度不变的情况下，从玻璃瓶中抽气，第一次抽气后，瓶内气体的压强减小到原来的，要使容器内剩余气体的压强减为原来的，抽气次数应为　　
A．2次 B．3次 C．4次 D．5次
4．如图，一定量的理想气体从状态沿直线变化到状态，在此过程中，其体积　　
A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．始终不变 D．先增大后减小
5．一定质量的理想气体，从状态开始，经状态、回到原状态，其图象如图所示，其中平行于横轴，平行于纵轴。则　　
A．过程气体温度不变 B．过程气体对外做功
C．过程气体内能减小 D．过程气体放出热量
6．一定质量的理想气体从状态开始，经历两个过程，先后到达状态和，、和三个状态的体积分别为、和。状态变化过程中气体的压强与热力学温度的关系如图所示，下列说法正确的是　　
A．，
B．，
C．状态到状态的过程中气体的内能增大
D．状态到状态的过程中气体分子的平均动能减小
7．甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡，然后用烧热钢针的针尖分别接触这两种薄片石蜡涂层的背面，接触点周围熔化了的石蜡分别形成如图所示形状，对这两种薄片，下列说法中正确的是　　
A．甲是晶体 B．甲是非晶体 C．乙是晶体 D．乙是非晶体
8．如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管固定在竖直平面内，两段水银柱和将空气柱封闭在左侧竖直段玻璃管，平衡时段水银有一部分在水平管中，竖直部分高度为，段水银两侧液面高度差为。若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，则再次平衡后　　
A．空气柱的长度减小 B．左侧水银面高度差减小
C．空气柱的压强增大 D．右侧水银面高度差增大
9．如图所示，在两端开口的形管中，下部有一段水银柱，右侧直管内封闭气体上有一段水银柱。若向左侧直管中沿管壁缓慢注入高为的水银，则平衡后　　
A．右侧直管内封闭气体的压强减小
B．右侧直管内封闭气体的体积减小
C．水银柱两侧水银面的高度差增加
D．水银柱升高
10．我国在春节和元宵节都有挂灯笼的习俗。现代制作的灯笼大多用铁丝做骨架，外层蒙以纸或纱类等透明物，内部装有白炽灯。夜晚点亮的白炽灯，既起到照明作用，又能营造出喜庆的节日氛围。若灯未点亮前，灯笼内的温度为，空气密度为，灯点亮一段时间后，灯笼内的温度升至，空气密度为。不计灯笼体积的变化，与的单位均为开尔文。若大气压强不变，则与之比为　　
A． B． C． D．
11．如图所示，两条曲线分别为一定质量的理想气体从某一状态经等温过程或绝热过程体积由减小为的图，则下列说法中正确的是　　
A．曲线1为等温过程
B．等温过程中外界对气体做的功比绝热过程的多
C．等温过程中气体从外界吸收热量
D．两个过程的末态相比，绝热过程的末态气体在单位时间内与单位面积的器壁碰撞的次数多
12．如图所示，左端封闭、右侧开口的形管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为，水银面高度差为。当左侧部分气体温度升高较小的△，重新达到平衡后，和的变化是　　
A．变小 B．不变 C．变小 D．变大
二．填空题（共3小题）
13．如图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强随温度变化的关系”实验装置示意图。弯曲玻璃管臂插入烧瓶，臂与玻璃管下部用橡胶管连接，管开口向上，一定质量的气体（视为理想气体）被封闭于烧瓶内。开始时，、内的水银面等高。若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将管 　　（填“向上”或“向下” 移动，使管内水银面恢复原有高度，此过程气体 　　（填“吸热”或“放热” ，气体压强 　　（填“变大”、“变小”或“不变” 。
14．如图甲为一只气垫运动鞋，鞋底塑料气垫空间内充满气体（可视为理想气体），可以通过压缩气体产生缓冲效果。已知气垫内气体体积为，压强为，不考虑气垫漏气。若运动员穿上鞋子，气垫内气体体积被缓慢压缩到（不计温度变化）时，气垫内气体的压强变为 　　；若气垫内气体温度缓缓上升（忽略体积变化），此过程中气垫内的气体 　　（填“吸热”或“放热” 。
15．如图所示是一定质量的理想气体沿直线发生状态变化的图像，三点对应的温度分别是、、，则　　，　　。
三．解答题（共3小题）
16．高压锅是生活中一种密闭的导热容器，以其独特的高温高压功能，使食物的制作时间大大缩短，为我们提供了很大的生活方便。如图所示，某高压锅容积，锅盖中央有一横截面积出气口，孔上盖有质量为的限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内气体顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。在大气压温度的干燥环境下向锅体内放入的食物，盖上锅盖加上限压阀密封好后，开火加热到锅内温度达时，限压阀顶起开始排气，不计食物体积变化和各处摩擦，锅内气体视为理想气体，取求：
（1）使用这个高压锅时，锅内气体达到的最大压强是多少；
（2）从开始加热到限压阀刚被顶起时，锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强。
17．如图为某兴趣小组制作的供水装置，圆柱形气缸内部长度，轻活塞将其分为左右两部分，左部为储水室，储水室上部一根细管连接进水口和出水口；右部为气室，气室尾部有一气阀。初始时出水口打开，储水室内无水，气阀关闭，轻活塞位于气缸中央。现通过气阀给气室充气至压强为，然后关闭气阀和出水口。打开进水口开关，开始注水，活塞缓慢向右移动，当气室压强为时停止注水。已知活塞横截面积为，外界大气压强为。气体看作理想气体，整个过程温度不变，由于水的重力产生的压强可忽略，活塞厚度、摩擦不计，求：
（1）从气阀充入的气体和原有气体质量之比；
（2）注水结束后，打开出水口，当气室压强下降到时，排出水的体积。
18．如图（a），竖直圆柱形汽缸导热性良好，用横截面积为的活塞封闭一定量的理想气体，活塞质量为，此时活塞静止，距缸底高度为。在活塞上放置质量为（未知）的物块静止后，活塞距缸底高度为，如图（b）所示。不计活塞与汽缸间的摩擦，已知大气压强为，外界温度为，重力加速度为，汽缸始终保持竖直。
（1）求图（a）中封闭气体的压强大小；
（2）求图（b）中物块质量。
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专题07 分子动理论、气体实验定律和热力学定律
目录
01、TOC \o "1-2" \h \u HYPERLINK \l _Toc17099 知识精讲 1
02、 HYPERLINK \l _Toc13874 题型过关 2
HYPERLINK \l _Toc19966 题型一 估算问题 2
HYPERLINK \l _Toc12308 题型二 分子的热运动 2
HYPERLINK \l _Toc31429 题型三 分子力曲线与分子势能曲线 2
HYPERLINK \l _Toc18820 题型四 固体和液体 2
HYPERLINK \l _Toc18820 题型五 热力学定律 2
HYPERLINK \l _Toc18820 题型六 气体实验定律和理想气体状态方程 2
03、 HYPERLINK \l _Toc3011 实战训练 2
一、估算问题
（1）宏观量与微观量的关系
①摩尔体积Vmol：分子体积V0＝（适用于固体和液体）；分子占据体积V占＝（适用于气体）。
②摩尔质量Mmol：分子质量m0＝。
③分子总数：N＝nNA＝·NA＝NA（注：对气体而言，）
（2）估算分子直径（间距）的两种模型
①球体模型（适用于固体、液体）：一个分子的体积V0＝π(＝πd3，d为分子的直径。
②立方体模型（适用于气体）：一个分子占据的平均空间体积V0＝d3，d为相邻两分子间的平均距离。
二、分子的热运动
（1）实验证据
①扩散现象：不同种物质能够彼此进入对方的现象。由物质分子的无规则运动产生。温度越高，扩散越快。
②布朗运动：液体内悬浮的微粒永不停息的无规则运动，微粒越小、温度越高，运动越剧烈。（反映了液体分子的无规则运动，但并非液体分子的无规则运动）
（2）热运动：分子永不停息的无规则运动叫作热运动。温度升高，热运动剧烈程度增加，分子平均速率增大，但不是每个分子的速率都变大。
三、分子力曲线与分子势能曲线
分子力曲线 分子势能曲线
图线
坐标轴 横轴：分子间距离r；纵轴：分子力 横轴：分子间距离r；纵轴：分子势能
正负意义 正负表示方向。正号表示斥力，负号表示引力 正负表示大小。正值一定大于负值
与横轴交点 r＝r0 r注：分子力、分子势能的关系：F·Δr＝－ΔEp。
可根据上述功能原理由F r曲线分析分子势能随分子间距离的变化情况，也可根据上述功能原理由Ep r曲线分析分子力随分子间距离的变化情况。
四、温度和气体压强的微观意义
（1）温度
①分子的速率分布特点：分子数随速率的增大呈“中间多、两头少”的分布，温度升高，速率小的分子数减少，速率大的分子数增多，但某个分子的速率可能变小。
②温度是分子热运动平均动能的标志，相同温度下不同物体的分子平均动能相同，但分子平均速率一般不同。
③温度越高，分子的平均动能越大，内能不一定越大。
（2）气体压强
①产生原因：大量气体分子由于做无规则热运动，频繁撞击容器壁而产生。
②气体压强的影响因素
a．从气体压强产生的原理看：单位时间撞击到容器壁单位面积上的分子数N，以及单个分子撞击容器壁的平均撞击力。
b．从气体微观状态量角度看：气体的分子数密度n，以及气体分子的平均动能。
注意：N和n是不同的物理量。
理想气体压强：
n：分子数密度
N：单位时间气体分子对单位面积器壁的撞击次数
：单个分子撞击容器壁的平均撞击力
五、固体和液体
（1）对晶体、非晶体特性的理解
比较分类 晶体 非晶体
单晶体 多晶体
外形 规则 不规则
物理性质 各向异性 各向同性
熔点 固定 不固定
原子排列 有一定规则，但多晶体中每个晶粒子间的排列无规则 无规则
联系 晶体和非晶体在一定的条件下可以相互转化
备注：①单晶体的物理性质具有各向异性，但并非每种晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性。
②有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体，比如金刚石和石墨。
（2）液体
①液体表面张力：使液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切。
②浸润与不浸润：一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系，浸润和不浸润也是分子力的表现。
③毛细现象：浸润液体在细管中上升、不浸润液体在细管中下降的现象。
（3）液晶是一种特殊的物质，既具有流动性，又在光学等物理性质上表现出各向异性。
六、热力学定律
（1）ΔU＝Q＋W的正负号法则
符号及意义 W Q △U
+ 外界对系统做功 系统吸收热量 内能增加
- 系统对外界做功 系统放出热量 内能减少
（2）热力学第二定律的理解：关键是“自发性”或“不引起其他影响”。即热量可以由低温物体传递到高温物体，也可以从单一热库吸收热量全部转化为功，但不引起其他变化是不可能的。
七、理想气体相关三量ΔU、W、Q的分析思路
（1）内能变化量ΔU
①由气体温度变化分析ΔU。温度升高，内能增加，ΔU>0；温度降低，内能减少，ΔU<0。
②由公式ΔU＝W＋Q分析内能变化。
（2）做功情况W
由体积变化分析气体做功情况。体积膨胀，气体对外界做功，W<0；体积被压缩，外界对气体做功，W>0。
注：气体在真空中自由膨胀时，W＝0。
（3）气体吸、放热Q
一般由公式Q＝ΔU－W分析气体的吸、放热情况，Q>0，吸热；Q<0，放热。
八、气体实验定律和理想气体状态方程
1．气体压强的计算
（1）被活塞、汽缸封闭的气体，通常分析活塞或汽缸的受力，应用平衡条件或牛顿第二定律列式计算。
（2）被液柱封闭的气体，一般利用液片法和液体压强公式、连通器原理求解，有时要借助液柱为研究对象，应用平衡条件或牛顿第二定律求解。
注意：分析计算时不要忽略了大气压强的影响。
2．利用气体实验定律和理想气体状态方程分析问题的步骤
注意：（1）若气体质量一定，p、V、T均发生变化，则选用理想气体状态方程列式求解。
（2）若气体质量一定，p、V、T中有一个量不发生变化，则选用对应的气体实验定律列方程求解。
3．变质量气体问题的解题思路
对于充气、漏气等变质量气体问题，解题的关键是将容器内原有气体和即将充入的气体的整体（或将抽出的气体和剩余气体的整体）作为研究对象，就可转化为总质量不变的气体的状态变化问题，然后应用气体实验定律或理想气体状态方程等规律求解。可利用＝＋＋…求解。
4．关联气体问题的解题思路
由活塞、液柱相联系的“两团气”问题，要注意寻找“两团气”之间的压强、体积或长度关系，列出辅助方程，最后联立气体实验定律或理想气体状态方程求解。
题型一 估算问题
1．某气体的摩尔质量是，标准状态下的摩尔体积为，阿伏伽德罗常数为，下列叙述中正确的是　　
A．该气体在标准状态下的密度为
B．该气体单位体积内的分子数为
C．每个气体分子在标准状态下的体积为
D．该气体每个分子的质量为
【答案】
【解答】解：、该气体在标准状态下的密度为，故错误；
、该气体单位体积内的分子数为，故错误；
、气体分子间存在很大的间隙，每个气体分子在标准状态下所占空间的体积为，故错误；
、该气体每个分子的质量为，故正确。
故选：。
2．已知标准状况下某气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可以估算的物理量是　　
A．气体分子的质量 B．气体分子的体积
C．气体分子间的平均距离 D．气体的密度
【答案】
【解答】解：每摩尔质量与阿伏伽德罗常数的比值表示一个气体分子的质量，根据题目多给条件无法计算气体质量，故错误；
由于分子间距的存在，不能求每个气体分子的体积，故错误；
用气体摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比可估算一个气体分子所占据的空间的体积，而非一个气体分子的体积，根据
估算气体分子间的平均距离，故正确。
摩尔质量除以摩尔体积等于密度，题目所给条件不能求气体密度，故错误。
故选：。
3．若已知阿伏伽德罗常数、物质的摩尔质量、摩尔体积，则不可以估算出　　
A．固体物质分子的直径和质量
B．液体物质分子的直径和质量
C．气体分子的直径
D．气体分子的质量和分子间的平均距离
【答案】
【解答】解：、固体分子间隙很小，可以忽略不计，故固体物质分子的大小等于摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值；固体物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值；故错误；
、液体分子间隙很小，可以忽略不计，故液体物质分子的大小等于摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值；液体物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值；故错误；
、气体分子间隙很大，摩尔体积等于每个分子占据的体积与阿伏加德罗常数常数的乘积，故无法估算分子的体积，故正确；
、气体物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值；气体物质分子占据空间的大小等于摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值，故可以进一步计算分子的平均间距；故错误。
故选：。
题型二 分子的热运动
4．下列现象说明分子做无规则运动的是　　
A．水沸腾时冒出的“白汽”在空气中做无规则的运动
B．把少许碳素墨水滴入水中，在显微镜下可以观察到碳颗粒的无规则运动
C．阳光从缝隙射入教室，在阳光下看到尘埃不停地运动
D．经过搅拌，沙粒在水中杂乱地运动
【答案】
【解答】解：、“白汽”在空气中的无规则运动是由于空气的对流等形成的，不能说明分子在做无规则运动；故错误；
、碳颗粒在做布朗运动，它是分子热运动的反映，故可以说明分子在做无规则运动；故正确；
、阳光下的尘埃的运动是由于空气的对流形成的，不属于分子热运动；故错误；
、沙粒在水中的运动是由于搅拌引起的水的流动形成的，不能说明分子的热运动；故错误；
故选：。
5．下列所列词句中，描述分子热运动的是　　
A．沙飞朝似幕，云起夜疑城 B．踏花归去马蹄香
C．拂墙花影动，疑是玉人来 D．风沙刮地塞云愁
【答案】
【解答】解．沙飞朝似幕，云起夜疑城，沙，云，肉眼可见，不属于分子热运动，是机械运动，故错误；
．踏花归去马蹄香，为什么马踏花而蹄香？虽然我们看不见但是我们知道一定是花的分子热运动扩散到马蹄里，所以是扩散现象，属于分子热运动，故正确；
．拂墙花影动，疑是玉人来，花动，肉眼可见，是机械运动，不属于分子热运动，故错误；
．风沙刮地塞云愁，风沙的运动，肉眼可见，是机械运动，不属于分子热运动，故错误。
故选：。
6．我们在实验室用酒精进行实验时，整个实验室很快就闻到了刺鼻的酒精气味，这是一种扩散现象。以下有关分析错误的是　　
A．扩散现象只发生在气体、液体之间
B．扩散现象说明分子在不停息地运动
C．温度越高时扩散现象越剧烈
D．扩散现象说明分子间存在着间隙
【答案】
【解答】解：、气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象，故错误；
、扩散现象本身就是由分子的无规则运动产生的，故正确；
、物体的温度越高，分子的热运动就越快，扩散就越快，故正确；
、扩散现象说明分子间存在着间隙，故正确。
本题选错误的，故选：。
题型三 分子力曲线与分子势能曲线
7．分子势能随分子间距离变化的图像如图所示，规定两分子相距无穷远时势能为0。现将分子固定，将分子由无穷远处释放，仅考虑分子间作用力，在分子间距由到的过程中，下列说法正确的是　　
A．分子动能一直增大
B．分子加速度大小一直增大
C．分子间作用力始终表现为引力
D．分子间距为时分子间作用力为0
【答案】
【解答】解：．由图可知，在两分子间的距离由到的过程中，分子势能增大，结合能量守恒定律可知分子动能减小，故错误；
．由图可知由到的过程中分子势能的变化越来越快，根据
可知分子间作用力增大，则加速度一直增大，故正确；
．分子势能增大，分子间作用力做负功，分子间作用力表现为斥力，故错误；
．分子间距为时分子势能为零，而分子间作用力不为零，故错误。
故选：。
8．下列说法不正确的是　　
A．图甲中，温度升高，曲线峰值向右移动
B．图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布
C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力先做正功后做负功
D．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小
【答案】
【解答】解：、根据分子运动速率的统计规律可知，温度升高，分子速率分布曲线峰值向右移动，故正确；
、同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，故正确；
、由甲图知，气体在①状态下的温度大于在②状态下的温度，所以气体在①状态下的内能大于②状态下的内能，故错误；
、由图乙可知，当分子间距离为时，分子力表现为引力，当分子间距离为时，分子力为零。所以是分子间的平衡距离，分子间的距离从逐渐减小为时，分子力一直做正功，分子势能一直减小，故错误，正确。
本题选择不正确的，
故选：。
9．两分子间的斥力与引力的合力与分子间距离的关系如图中曲线所示，曲线与轴交点的横坐标为。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时分子势能为零，下列说法正确的是　　
A．在阶段，做正功，所以分子势能大于0
B．在阶段，分子势能一直减小
C．在时，分子势能最小，动能最大
D．在时，分子间没有斥力和引力
【答案】
【解答】解：．在阶段，分子之间为引力作用，互相靠近时引力做正功，分子动能增加，分子势能减小，取无穷远处分子势能为零，所以在阶段，分子势能小于0，故错误；
．在阶段，分子之间为斥力作用，互相靠近时引力做负功，分子动能减小，分子势能增加，故错误；
．时，分子间作用力为零，分子势能最小，根据能量守恒，分子的动能最大，故正确；
．时，分子间存在引力和斥力，引力和斥力大小相等，分子间相互作用力为零，故错误；
故选：。
题型四 固体和液体
10．某小组设计的测温装置如图所示，竖直玻璃管与玻璃泡相连插在水槽中，封有一定量的气体，大气压强不变的情况下，管内水柱高度可反映泡内气体的温度，即环境温度。环境温度变化时，玻璃泡内气体压强可视为不变，则　　
A．测温物质是水 B．水柱越高温度越高
C．管上的刻度是均匀的 D．测温范围由体积决定
【答案】
【解答】解：、玻璃泡内的气体压强不变，则对中的封闭气体有：，不变，则与成正比，所以测温物质为气体，故错误；
、压强不变的情况下，温度越高，气体体积越大，所以中液面越低，故错误；
、根据选项中可得：压强不变，与成正比，所以刻度是均匀的，故正确；
、当管中全是水时，最小，最小；当管中全是气体时，最大，最大，所以测温范围由管的体积决定，故错误。
故选：。
11．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是　　
A．同种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态
B．晶体中原子（或分子、离子）都按照一定规则排列，具有空间上的周期性
C．单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质
D．只有单晶体才表现出各向异性
【答案】
【解答】解：、理论和实验证明在一定的条件下，非晶体和晶体之间可以相互转化，比如天然石英是晶体，而熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）就是非晶体，故错误；
、在各种晶体中，晶体原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，在空间上有周期性，故正确；
、单晶体具有各向异性的物理性质，多晶体具有各向同性的物理性质，故错误，正确。
故选：。
12．合格的一次性医用外科口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为水滴在一次性医用外科口罩内侧的照片，对此，以下说法正确的是　　
A．照片中的口罩和水滴发生了浸润现象
B．照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
C．水珠呈球状是因为表面张力方向垂直于液面向里
D．照片中水滴呈扁球状是液体表面张力和重力共同作用的结果
【答案】
【解答】解：合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都不浸润的，照片中的口罩正好发生了不浸润现象，故错误；
照片中水滴为扁球状，水滴表面分子比水的内部分子间距大，分子之间的作用力表现为引力，使水滴表面有收缩的趋势，则照片中水滴表面分子应比水的内部稀疏，故错误；
水珠呈球状是因为表面张力方向与液面相切，故错误；
照片中水滴呈扁球状是液体表面张力和重力共同作用的结果，故正确；
故选：。
题型五 热力学定律
13．一定质量的理想气体从状态经过状态和又回到状态，其压强随体积的变化图线如图所示，其中到为绝热过程。到为等温过程。下列说法错误的是　　
A．过程，气体分子平均动能减小
B．过程，气体向外界放热
C．过程，气体向外界放热
D．过程气体对外界做的功小于过程外界对气体做的功
【答案】
【解答】解：由图可知，的过程，气体绝热膨胀，对外做功，根据热力学第一定律△，可知气体内能减小，温度降低，气体分子平均动能减小，故正确；
过程是等压变化，体积增大，则气体对外做功，即，由盖—吕萨克定律，，可知气体温度升高，故气体内能增大，根据热力学第一定律△，可知气体从外界吸热，故错误；
的过程是等温变化，气体内能不变，但体积减小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律△，可知气体向外界放热，故正确；
在图像中，面积表示做功，故过程气体对外界做的功小于过程中外界对气体做的功，故正确。
本题选错误的，故选：。
14．1927年，威尔逊因发明云室获诺贝尔物理学奖，如图所示，云室里封闭一定质量的气体。现迅速向下拉动活塞，则云室中的气体　　
A．温度升高 B．压强减小
C．向外放出热量 D．分子的数密度增大
【答案】
【解答】解：、云室内封闭一定质量的气体，迅速向下拉动活塞，时间极短，云室里封闭的气体来不及与外界发生热交换，故看作绝热过程，。气体体积增大，对外做功，，根据热力学第一定律△，可知内能减小，温度降低，故错误；
、被封气体体积增大，温度降低，由理想气体状态变化方程可知压降减小，故正确；
、气体体积增大，总分子数不变，则分子的数密度减小，故错误。
故选：。
15．如图所示，两个相通的容器、间装有阀门，中充满气体，为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门后，中的气体进入中，最终达到平衡，则　　
A．容器中气体的内能减少
B．容器中气体分子的平均动能增加
C．容器中气体分子的数密度减小
D．中的气体能自发地全部退回到中去
【答案】
【解答】解：、气体在真空中膨胀，对外不做功，并且由题意可知整个系统与外界也没有热交换，故由热力学第一定律可知气体的内能不变，故错误；
、气体由于分子间距离较大，分子力视为零，故分子势能为零，不随体积的增大而变化。又因内能所有分子动能所有分子势能，内能不变，所以分子平均动能不变，故错误；
、气体在真空中膨胀，体积增大，容器中气体分子的数密度减小，故正确；
、由热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，所以中的气体不可能自发的全部退回到中，故错误，
故选：。
题型六 气体实验定律和理想气体状态方程
16．将水杯开口向下倒置在水盆中，可在杯中封闭一段气体。现将水杯缓慢向上提起一段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出），设环境温度保持不变，此过程中杯中封闭气体　　
A．体积变小，压强变小 B．体积变大，压强变大
C．体积变小，压强变大 D．体积变大，压强变小
【答案】
【解答】解：将水杯缓慢向上提起一段高度，由于水杯上升，水杯内水面与杯口水面的高度差减小，则杯内气体压强变小，气体做等温变化，根据，可知此过程中杯中封闭气体体积变大，故错误，正确；
故选：。
17．如图所示，医护人员用注射器将药液从密封药瓶中缓缓抽出，在此过程中瓶中气体的　　
A．压强增大，分子数密度增大 B．压强增大，分子数密度减小
C．压强减小，分子数密度增大 D．压强减小，分子数密度减小
【答案】
【解答】解：医护人员用注射器将药液从密封药瓶中缓慢抽出，在此过程中瓶中药液的体积减小，则气体的体积增加，而气体的温度可视为不变，则气体压强减小，气体分子总数一定，则气体分子数密度减小，故正确，错误；
故选：。
18．如图所示，在足够长的光滑斜面上，有一端封闭的导热玻璃管。玻璃管内部液柱封闭了一定量的理想气体，外界温度保持不变。在斜面上静止释放玻璃管，当液柱在玻璃管中相对稳定后，以下说法正确的是　　
A．封闭气体的长度将变长
B．封闭气体的分子平均动能减小
C．封闭气体压强小于外界大气压
D．单位时间内，玻璃管内壁单位面积上所受气体分子撞击次数增加
【答案】
【解答】解：设外界大气压为，液柱的质量为，玻璃管的截面积为，斜面倾角为，重力加速度为。
．玻璃管和液柱在斜面上均处于静止状态时，封闭气体的压强为：
释放玻璃管稳定后，整体的加速度大小为：
设稳定后封闭气体的压强为，对液柱，根据牛顿第二定律可得：
解得：
稳定后封闭气体压强等于外界大气压，可知其压强减小了，封闭气体做等温变化，根据：，可得其体积增大，气柱长度变长，故正确，错误；
．外界温度不变，封闭气体温度保持不变，分子平均动能不变，而封闭气体体积增大，分子数密度减小，则单位时间内玻璃管内壁单位面积上所受气体分子撞击次数减小，故错误。
故选：。
一．选择题（共12小题）
1．如图所示，一绝热气缸静止在水平面上，用一绝热的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。现将细沙缓慢地倒在活塞上面，在活塞缓慢下移过程中，缸内密封气体　　
A．压强不变
B．分子平均动能不变
C．压强与体积的乘积减小
D．单位时间内与活塞碰撞的分子数增加
【答案】
【解答】解：由于细沙缓慢地倒在活塞上面，细沙质量不断增大，故气体的压强增大，故错误；
活塞缓慢下移过程中外界对气体做功，而气体不与外界发生热传递，根据热力学第一定律，可知气体内能增加，则气体温度升高，温度是分子平均动能的标志，温度增大，分子平均动能变大，故错误；
由理想气体状态方程，可知温度变大，压强与体积的乘积变大，故错误；
体积变小，温度升高，分子平均动能变大，且气体压强增大，故单位时间内与活塞碰撞的分子数增加，故正确。
故选：。
2．宇航员在“天宫课堂”中演示毛细现象时，将三根内径不同的细管子插入水槽，稳定后三根管中液面（忽略液面形状）的高度是图中的　　
A． B．
C． D．
【答案】
【解答】解：在太空中完全失重，不考虑重力影响，毛细现象中的表面张力作用使粗细不同的细管中液体充满整个管子。
故错误，正确。
故选：。
3．用活塞式抽气机抽气，在温度不变的情况下，从玻璃瓶中抽气，第一次抽气后，瓶内气体的压强减小到原来的，要使容器内剩余气体的压强减为原来的，抽气次数应为　　
A．2次 B．3次 C．4次 D．5次
【答案】
【解答】解：设玻璃瓶的容积是，抽气机的容积是，
气体发生等温变化，由玻意耳定律可得：
，，
设抽次后，气体压强变为原来的，
由玻意耳定律可得：
抽一次时：，，
抽两次时：，，
抽次时：，，则，
故选：。
4．如图，一定量的理想气体从状态沿直线变化到状态，在此过程中，其体积　　
A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．始终不变 D．先增大后减小
【答案】
【解答】解：题目的图是个图象，转化成图象，分别作出过的等容线，如右图所示，
从图中可以看出：由状态变化到状态气体的温度升高，压强增大，根据气体状态方程得：斜率代表气体的体积的倒数，故体积减小，故正确，错误。
故选：。
5．一定质量的理想气体，从状态开始，经状态、回到原状态，其图象如图所示，其中平行于横轴，平行于纵轴。则　　
A．过程气体温度不变 B．过程气体对外做功
C．过程气体内能减小 D．过程气体放出热量
【答案】
【解答】解：、由数学知识可知，过程气体的乘积先增加后减小，结合理想气体状态方程可知，温度先升高后降低，故错误；
、过程气体的体积不变，不对外做功，故错误；
、过程气体压强增大，体积不变，由可知，温度升高，则内能增加，故错误；
、过程气体压强不变，体积减小，外界对气体做功，即；由可知，温度降低，内能减小，即△，根据热力学第一定律△可知，气体放出热量，故正确。
故选：。
6．一定质量的理想气体从状态开始，经历两个过程，先后到达状态和，、和三个状态的体积分别为、和。状态变化过程中气体的压强与热力学温度的关系如图所示，下列说法正确的是　　
A．，
B．，
C．状态到状态的过程中气体的内能增大
D．状态到状态的过程中气体分子的平均动能减小
【答案】
【解答】解：．根据一定质量的理想气体的状态方程可知，从的过程中，气体体积不变，即，同理可知从的过程中，体积增大，即，故错误；
．一定量的理想气体的内能仅仅与温度有关，状态到状态的过程中气体的温度升高，则内能增大，故正确；
．状态到状态的过程中气体的温度不变，则气体分子的平均动能不变，故错误；
故选：。
7．甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡，然后用烧热钢针的针尖分别接触这两种薄片石蜡涂层的背面，接触点周围熔化了的石蜡分别形成如图所示形状，对这两种薄片，下列说法中正确的是　　
A．甲是晶体 B．甲是非晶体 C．乙是晶体 D．乙是非晶体
【答案】
【解答】解：单晶体的导热性是各向异性的，薄片的表面接触点周围熔化了的石蜡是椭圆形的，说明甲是单晶体；非晶体和多晶体的导热性是各向同性的，则薄片的表面接触点周围熔化了的石蜡是圆形的，即乙可能是多晶体也可能是非晶体。故正确，错误。
故选：。
8．如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管固定在竖直平面内，两段水银柱和将空气柱封闭在左侧竖直段玻璃管，平衡时段水银有一部分在水平管中，竖直部分高度为，段水银两侧液面高度差为。若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，则再次平衡后　　
A．空气柱的长度减小 B．左侧水银面高度差减小
C．空气柱的压强增大 D．右侧水银面高度差增大
【答案】
【解答】解：气体压强：，故
、向右管注入少量水银，假定先固定水银，则气压增加，再释放水银，封闭气体将向上运动，故减小，气体压强也就减小，气体的压强减小、温度不变，根据，则气体体积增大，则长度增大，故错误，正确；
、气体的压强减小，右管与的水银面的高度差也减小，故错误；
故选：。
9．如图所示，在两端开口的形管中，下部有一段水银柱，右侧直管内封闭气体上有一段水银柱。若向左侧直管中沿管壁缓慢注入高为的水银，则平衡后　　
A．右侧直管内封闭气体的压强减小
B．右侧直管内封闭气体的体积减小
C．水银柱两侧水银面的高度差增加
D．水银柱升高
【答案】
【解答】解：、左侧直管中注入水银前后，水银柱受力平衡，则有：，重力和大气压力不变，所以右侧直管内封闭气体的压强不变，缓慢注入水银的过程，气体温度不变，由理想气体状态方程可知右侧直管内封闭气体的体积不变，故错误；
、设水银柱两侧水银面的高度差为△，以水银柱左侧蓝色部分为研究对象，如下图所示：
设蓝色水银柱质量为，由受力平衡可得：，可得，可知蓝色部分水银柱与水银柱的高度相等，即△，左管注入水银后，水银柱的高度不变，所以△不变，故错误；
、水银柱两侧水银面的高度差不变，假设原来的水银柱不动，则左侧注入水银柱的高度为，右侧水银面上升，右侧直管中封闭空气体积不变，则水银柱上升，如下图所示：
根据题意可知左侧直管中注入水银等于水银柱左右两端红色部分，即，可得，所以水银柱升高，故正确。
故选：。
10．我国在春节和元宵节都有挂灯笼的习俗。现代制作的灯笼大多用铁丝做骨架，外层蒙以纸或纱类等透明物，内部装有白炽灯。夜晚点亮的白炽灯，既起到照明作用，又能营造出喜庆的节日氛围。若灯未点亮前，灯笼内的温度为，空气密度为，灯点亮一段时间后，灯笼内的温度升至，空气密度为。不计灯笼体积的变化，与的单位均为开尔文。若大气压强不变，则与之比为　　
A． B． C． D．
【答案】
【解答】解：设灯笼的体积为，灯未点亮前灯笼内空气的质量为，点燃后灯笼内的温度为时，气体的体积为，大气压强不变，根据盖—吕萨克定律可得：
变形可得：
又因为：
所以可得：，所以错误，正确。
故选：。
11．如图所示，两条曲线分别为一定质量的理想气体从某一状态经等温过程或绝热过程体积由减小为的图，则下列说法中正确的是　　
A．曲线1为等温过程
B．等温过程中外界对气体做的功比绝热过程的多
C．等温过程中气体从外界吸收热量
D．两个过程的末态相比，绝热过程的末态气体在单位时间内与单位面积的器壁碰撞的次数多
【答案】
【解答】解：、等温过程中，温度保持不变，因此压强与体积成反比，由于曲线1在体积减小时，压强增加得过快，这不符合反比例图像的特性，所以曲线1应该是绝热过程，曲线2是等温过程，故错误；
、在图像中，图像与坐标轴围成的面积表示外界对气体做功，通过图像可以看出曲线1围成的面积大于曲线2围成的面积，所以绝热过程做的功大于等温过程做的功，故错误；
、等温过程中体积减小，所以外界对气体做功，要保证温度不变，即内能不变，则气体需要同时向外界释放热量，故错误；
、两个过程的末态体积相同所以气体的密度相同，但曲线1的压强大，所以曲线1的末态温度高，所以分子平均动能大，即速度大，运动快，所以碰撞次数多，故正确。
故选：。
12．如图所示，左端封闭、右侧开口的形管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为，水银面高度差为。当左侧部分气体温度升高较小的△，重新达到平衡后，和的变化是　　
A．变小 B．不变 C．变小 D．变大
【答案】
【解答】解：、设右侧水银柱的高度为，大气压强为，则右侧部分封闭气体的压强为
因为和均不变，所以不变，故错误；
、设左侧部分封闭气体的压强为。当左侧部分气体温度升高时，假设气体体积不变，根据理想气体状态方程可知，增大，由于，可知变小，故正确，错误。
故选：。
二．填空题（共3小题）
13．如图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强随温度变化的关系”实验装置示意图。弯曲玻璃管臂插入烧瓶，臂与玻璃管下部用橡胶管连接，管开口向上，一定质量的气体（视为理想气体）被封闭于烧瓶内。开始时，、内的水银面等高。若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将管 　向上　（填“向上”或“向下” 移动，使管内水银面恢复原有高度，此过程气体 　　（填“吸热”或“放热” ，气体压强 　　（填“变大”、“变小”或“不变” 。
【答案】向上；吸热；变大。
【解答】解：气体温度升高，压强变大，气压计左管水银面下降，为保证气体体积不变，应适当提高气压计右管，所以应将右管向上移动，直至气压计左管水银面等高，即保证了气体体积不变；此过程中气体温度升高，内能变大，由于体积不变，根据热力学第一定律，气体吸热；根据理想气体状态方程，体积不变，温度和压强成正比，故温度升高，压强增大。
故答案为：向上；吸热；变大。
14．如图甲为一只气垫运动鞋，鞋底塑料气垫空间内充满气体（可视为理想气体），可以通过压缩气体产生缓冲效果。已知气垫内气体体积为，压强为，不考虑气垫漏气。若运动员穿上鞋子，气垫内气体体积被缓慢压缩到（不计温度变化）时，气垫内气体的压强变为 　　；若气垫内气体温度缓缓上升（忽略体积变化），此过程中气垫内的气体 　　（填“吸热”或“放热” 。
【答案】；吸热。
【解答】解：（1）对气垫内气体，由玻意耳定律（或理想气体状态方程）有
解得
（2）由热力学第一定律△可知，气体温度上升，内能增加，△，忽略体积变化，，则，故气体吸热。
故答案为：；吸热。
15．如图所示是一定质量的理想气体沿直线发生状态变化的图像，三点对应的温度分别是、、，则　　，　　。
【答案】；
【解答】解：由图可知，
根据理想气体状态方程
所以，
故答案为：；
三．解答题（共3小题）
16．高压锅是生活中一种密闭的导热容器，以其独特的高温高压功能，使食物的制作时间大大缩短，为我们提供了很大的生活方便。如图所示，某高压锅容积，锅盖中央有一横截面积出气口，孔上盖有质量为的限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内气体顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。在大气压温度的干燥环境下向锅体内放入的食物，盖上锅盖加上限压阀密封好后，开火加热到锅内温度达时，限压阀顶起开始排气，不计食物体积变化和各处摩擦，锅内气体视为理想气体，取求：
（1）使用这个高压锅时，锅内气体达到的最大压强是多少；
（2）从开始加热到限压阀刚被顶起时，锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强。
【答案】（1）使用这个高压锅时，锅内气体达到的最大压强是；
（2）从开始加热到限压阀刚被顶起时，锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强为。
【解答】解：（1）依题意，限压阀刚被顶起时，锅内气体达到的最大压强，有
解得最大压强
（2）由查理定律，可得此时压强和温度满足
又
，
解得此时压强为
锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强为
答：（1）使用这个高压锅时，锅内气体达到的最大压强是；
（2）从开始加热到限压阀刚被顶起时，锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强为。
17．如图为某兴趣小组制作的供水装置，圆柱形气缸内部长度，轻活塞将其分为左右两部分，左部为储水室，储水室上部一根细管连接进水口和出水口；右部为气室，气室尾部有一气阀。初始时出水口打开，储水室内无水，气阀关闭，轻活塞位于气缸中央。现通过气阀给气室充气至压强为，然后关闭气阀和出水口。打开进水口开关，开始注水，活塞缓慢向右移动，当气室压强为时停止注水。已知活塞横截面积为，外界大气压强为。气体看作理想气体，整个过程温度不变，由于水的重力产生的压强可忽略，活塞厚度、摩擦不计，求：
（1）从气阀充入的气体和原有气体质量之比；
（2）注水结束后，打开出水口，当气室压强下降到时，排出水的体积。
【答案】（1）从气阀充入的气体和原有气体质量之比为；
（2）注水结束后，打开出水口，当气室压强下降到时，排出水的体积位。
【解答】解：（1）设供水装置的体积为，从气阀中充入的压强为 的气体体积为，当气室充气至压强为，
活塞要从中间移动到左端，由玻意耳定律，解得：
从气阀充入的气体和原有气体质量之比为：；
（2）当注水结束时，气室压强为： 时，气体的体积为，有：，解得：，
说明活塞又回到正中央，打开出水口，气室压强下降到： 时，根据玻意耳定律：，解得：，
则排出水的体积为：。
答：（1）从气阀充入的气体和原有气体质量之比为；
（2）注水结束后，打开出水口，当气室压强下降到时，排出水的体积位。
18．如图（a），竖直圆柱形汽缸导热性良好，用横截面积为的活塞封闭一定量的理想气体，活塞质量为，此时活塞静止，距缸底高度为。在活塞上放置质量为（未知）的物块静止后，活塞距缸底高度为，如图（b）所示。不计活塞与汽缸间的摩擦，已知大气压强为，外界温度为，重力加速度为，汽缸始终保持竖直。
（1）求图（a）中封闭气体的压强大小；
（2）求图（b）中物块质量。
【答案】（1）图（a）中封闭气体的压强大小为；
（2）图（b）中物块质量为。
【解答】解：（1）对活塞进行分析，根据平衡条件有：，解得：
（2）活塞从位置到位置，气体发生等温变化，根据玻意耳定律有：
对活塞与物块整体分析，根据力的平衡条件有：，解得：
答：（1）图（a）中封闭气体的压强大小为；
（2）图（b）中物块质量为。
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