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暑期综合提高练习（六）热学1——2025-2026年高中物理
新高三年级暑期强化训练
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．某公司在组织团建活动时，为了增加现场氛围，在会场悬挂了很多的彩色气球，假设其中一只红色气球内的气体在标准状况下体积为672 mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积为V0＝22.4 L/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，则气球内气体分子数为(　　)
A．1.8×1021个 B．1.8×1022个
C．1.8×1023个 D．1.8×1024个
2．“珍爱生命、预防溺水”.图中的游泳浮漂是游泳爱好者自我保护的装备，采用高弹、环保的材质，内置双气囊，使用时向里充气使之膨胀，充气后，体积可视为不变且不漏气，气囊内气体可视为理想气体.当充气浮漂在水中且水的温度降低时，则浮漂气囊内气体（ ）
A．压强变大 B．内能增加
C．向外界放热 D．分子数密度减小
3．《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十二条规定，不得连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟.当长时间行车发生时，一是驾驶员会疲劳，二是汽车轮胎与地面摩擦使轮胎变热，有安全隐患.一辆汽车行驶4小时后轮胎变热，轮胎内气体温度也会升高，设此过程中轮胎体积不变且没有气体的泄漏，空气可看作理想气体，则此过程中轮胎内气体（ ）
A．分子平均动能增大，每个分子的动能都增大
B．速率大的区间分子数增多，分子平均速率增大
C．内能增大，外界对气体做正功
D．内能增大，气体向外界放出热量
4．分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能）.下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B．当时，随距离增大，分子间作用力做正功
C．当时，分子间作用力表现为引力
D．随着分子间距离从接近于零开始增大到无穷远，分子间作用力先减小后增大
5．关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A．给自行车打气越打越困难，主要是因为车胎内气体分子之间的相互排斥作用
B．随着温度的升高，所有气体分子热运动的速率都增大
C．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小
D．向一锅水中撒点胡椒粉，加热时发现水中胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈
6．如图所示为一定质量的理想气体压强p随热力学温度T的变化图像，下列说法正确的是(　　)
A．从状态c到状态d，气体分子的平均速率增大
B．从状态b到状态c，气体分子对单位面积容器壁的撞击力增大
C．从状态a到状态b，气体的密度增大
D．从状态d到状态a，气体对外界做正功
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．下列关于热力学温度的说法正确的是(　　)
A．热力学温度的零点是－273.15 ℃
B．－136 ℃比136 K温度高
C．0 ℃相当于273.15 K
D．1 ℃就是1 K
8．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间的相互作用，则缸内气体（ ）
A．对外做正功，分子的平均动能减小 B．对外做正功，内能增大
C．对外做负功，分子的平均动能增大 D．对外做正功，内能减小
9．（多选）关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A． 一定质量的理想气体等温压缩过程中气体放出的热量等于外界对气体做的功
B． 一定质量的理想气体等容降温过程中气体吸收热量
C． 利用降低海水温度放出大量的热量来发电，可解决能源短缺的问题
D． 电冰箱正常工作时把箱内低温物体的热量传递到箱外高温物体，不违背热力学定律
10．某实验小组为测量一个不规则物体的容积，将物体打开一个小口，在开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为27℃时，气柱长度l为10cm；当外界温度缓慢升高到37℃时，气柱长度变为60cm。已知外界大气压恒为，水柱质量忽略不计，1mol氮气在、0℃状态下的体积约为22.4L，阿伏伽德罗常数取。下列说法正确的是（ ）
A．温度变化过程中氮气对外界做的功为0.5J
B．温度变化过程中氮气的内能减少了0.5J
C．利用以上数据可测得不规则物体的容积为
D．被封闭氮气分子的个数约为个
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．某同学通过图所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
①将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则 （填“需要”或“不需要”）重做实验。
②实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p，为了在坐标系中获得直线图像，应选择
A．图像 B．图像 C．图像 D．图像
③选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到直线的函数图像如图所示，忽略传感器和注射器连接处的软管容积，则这颗冰糖的体积为 。
12．简易温度计构造如图所示．两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡．在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度，多次改变温度，重复上述操作．
（1）（单选题）此温度计的特点是( )
A．刻度均匀，刻度值上小下大
B．刻度均匀，刻度值上大下小
C．刻度不均匀，刻度值上小下大
D．刻度不均匀，刻度值上大下小
（2）（多选题）影响这个温度计灵敏度的因素有( )
A．液体密度 B．玻璃泡大小 C．左管内径粗细 D．右管内径粗细
（3）若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg时，用该温度计测得的温度值 （选填“偏大”或“偏小”）．为测得准确的温度，在测量时需 ．
13．如图甲，导热性能良好的气缸开口向左放在水平面上，缸内封闭一定质量的理想气体，静止时活塞离缸底的距离为L，大气压强为p0，环境温度为T0。如图乙，将气缸竖直放置在水平面上，开口向上，活塞稳定后，将环境温度缓慢升高到1.2T0，此时活塞离缸底的距离恰好为L。已知活塞与气缸内壁无摩擦且不漏气，活塞的横截面积为S且厚度不计，重力加速度大小为g，求：
(1)活塞的质量；
(2)若温度升高过程，缸内气体吸收的热量为，气体的内能增加量。
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ρ，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，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积。
15．如图所示，一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M＝10 kg，活塞质量m＝4 kg，活塞横截面积为S＝2×10－3 m2，活塞上面封闭了一定质量的理想气体，活塞下面与劲度系数k＝2×103 N/m的竖直轻弹簧相连，汽缸底部有气孔O与外界相通，大气压强p＝1.0×105 Pa。当汽缸内气体温度为127 ℃时，弹簧为自然长度，此时活塞距离汽缸顶部的高度为L1＝20 cm，g取10 m/s2，汽缸和活塞导热性能均良好，缸体始终竖直，活塞不漏气且与缸壁无摩擦。
(1)当活塞距离汽缸顶部的高度为L2＝24 cm时，缸内气体温度为多少？
(2)缸内气体温度上升到T0时，汽缸恰好离开地面，则T0为多少？
(3)缸内气体温度从T0上升到T＝1 500 K过程中内能增量ΔU＝5 J，求该过程中缸内气体从外界吸收的热量Q。
参考答案
1．【知识点】阿伏加德罗常数的理解及相关计算
【答案】B　
【详解】由题意可知气球内气体的摩尔数为
n＝＝ mol＝3×10－2 mol
则可知气球中气体分子的个数为
N＝nNA＝3×10－2×6.0×1023个＝1.8×1022个，
故选B。
2．【知识点】温度与分子平均动能的关系、热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用
【答案】C
【解析】本题考查热力学第一定律与气体实验定律的综合.根据体积不变，温度降低，根据可知，压强降低，故错误；气囊内气体可视为理想气体，其内能的大小由温度决定，温度降低，内能减小，故错误；根据可知，其中减小，，故，故气体向外界放热，故正确；气体质量不变，分子数不变，体积不变，故分子数密度不变，故错误.
3．【知识点】热力学第一定律及其应用
【答案】B
【解析】本题考查热力学第一定律.气体温度升高，根据分子动理论可知分子平均动能增大，但并不是所有气体分子的动能都增大，故错误；根据气体分子速率分布规律可知，当温度升高时速率大的分子比例增大，则速率大的区间分子数增多，分子平均速率增大，故正确；气体温度升高，内能增大，气体的体积不变，则没有做功，根据热力学第一定律有，，则，气体从外界吸收热量，故、错误.
4．【知识点】分子势能随分子间距离变化的图像问题
【答案】C
【解析】本题考查分子力和分子势能.取无穷远处分子势能，在时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以题图乙为分子势能与分子间距离的关系图线，故错误；当时，分子间作用力表现为引力，随距离增大，分子间作用力做负功，故错误，正确；当时，分子间作用力为零，随着分子间距离从接近于零开始增大到无穷远，分子间作用力先减小后增大再减小，故错误.
5．【知识点】分子热运动、分子间的作用力、气体分子运动的特点
【答案】C
【解析】本题考查分子动理论.自行车打气越打越困难，主要是因为胎内气体压强增大，导致轮胎内外的压强差增大的原因，与分子之间的作用力无关，故错误；随着温度的升高，气体分子的平均速率增大，并不是所有气体分子热运动的速率都增大.故错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子间距离在增大过程中，分子力做正功，分子势能减小，故正确；胡椒粉的运动是由于水的对流形成的，不是布朗运动，故错误.
6．【知识点】气体压强的微观解释、理想气体与理想气体状态方程
【答案】B
【解析】从状态c到状态d，气体的温度降低，因此气体分子的平均动能减小，平均速率减小，A错误；从状态b到状态c，气体的压强增大，因此气体分子对单位面积容器壁的撞击力增大，B正确；由__＝C可得__＝CV－1，则p－T图像上的点和坐标原点连线的斜率k与V－1成正比，气体在状态a的连线斜率大于在状态b的连线斜率，则有Va－1>Vb－1，可得VaVa，则从状态d到状态a，气体的体积减小，外界对气体做功，D错误.
7．【知识点】温度、温标与温度计
【答案】ABC　
【详解】热力学温度的零点是－273.15 ℃，故A正确；由热力学温度与摄氏温度的关系T＝273.15 K＋t可知，－136 ℃相当于137.15 K,0 ℃相当于273.15 K,1 ℃相当于274.15 K，故B、C正确，D错误。
8．【知识点】温度与分子平均动能的关系
【答案】AD
【详解】气体膨胀，气体对外做正功，又因为气体与外界无热量交换，由此可知气体内能减小，B错误，D正确；因忽略气体分子间相互作用，即不考虑分子势能，所以分子平均动能减小，A正确，C错误。
9．【知识点】热力学第一定律及其应用、热力学第二定律及其应用
【答案】AD
【解析】一定质量的气体等温压缩过程中，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放热，且放出的热量等于外界对气体做的功，故A正确；一定质量的理想气体等容降温过程中，内能减小，没有做功，根据热力学第一定律可知，气体放热，故B错误；根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量并转化为功而不引起其他的变化，利用降低海水温度放出大量的热量来发电，降低海水温度的过程，消耗的能源更多，不能解决能源短缺的问题，故C错误；电冰箱正常工作时把箱内低温物体的热量传递到箱外高温物体，不违背热力学定律，因为消耗了电能，故D正确．
10．【知识点】气体的等压变化与盖—吕萨克定律
【答案】AD
【详解】温度变化过程中氮气对外界做的功为，A正确；温度身高，气体内能增加，由于不知道该过程气体吸收多少热量，不知道内能具体增加多少，B错误；由于外界大气压不变，氮气做等压变化，设不规则物体容积为，则有，其中，代入题中数据，联立解得，C错误；设氮气在、0℃状态下的体积为，则有，其中，联立解得，则被封闭氮气分子的个数约为，D正确。
11．【知识点】气体等温变化与玻意耳定律
【答案】需要，C，b
【详解】①[1]实验需要保持气体温度与质量不变，操作中，若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了保持气体质量不变。
②[2]设冰糖的体积为，则气体的体积为，由玻意耳定律知，为了获得直线图像，应表示为，选择图像，选C。
③[3]由函数关系结合图可知
12．【知识点】热平衡
【答案】A；BC；偏大；调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，然后读数
【详解】（1）玻璃管很细中因液面上升而改变气体的体积可以不计，也就是可以认识气体是一个等容变化，此时，气体的压强与热力学温度成正比，所以刻度均匀，刻度值上小下大，选A．
（2）因为这个温度计要求玻璃泡体积很大，而左玻璃管内径很细．误差才小，所以选BC．
（3）因为该温度计是在标准大气压下标的刻度，所以当大气体是75cmHg时，用该温度计测得的温度值偏大，为测得准确的温度，在测量时需调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，也就是76cmHg(相当于标准大气压)，然后读数．
13．【知识点】热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用
【答案】(1)；(2)
【详解】（1）开始时，缸内气体的压强为
设活塞的质量为m，当气缸竖立时，对活塞受力分析
根据理想气体状态方程
解得
（2）设气缸刚竖直活塞稳定时，活塞离缸底的距离为h，则
环境温度升高过程，气体对外做功为
根据热力学第一定律，气体内能增量
解得
14．【知识点】气体等温变化与玻意耳定律
【答案】（1）；（2）
【详解】（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 ①
V0=hS ②
V1=（h–l）S ③
p1= p0+ ρg（H–l） ④
联立以上各式并考虑到Hh，h >l，解得
⑤
（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 ⑥
其中
p2= p0+ ρgH ⑦
设需压入筒内的气体体积为V，依题意
V = V3–V0 ⑧
联立②⑥⑦⑧式得
⑨
15．【知识点】热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用
【答案】(1)720 K　(2)1 012.5 K　(3)44 J
【详解】(1)根据题意，有V1＝L1S，V2＝L2S，T1＝400 K，p1＝p－＝0.8×105 Pa，p2＝p＋＝1.2×105 Pa，根据理想气体状态方程，得＝，解得T2＝720 K。
(2)当气体压强增大到一定值时，汽缸对地压力刚好为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化，设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx，则kΔx＝(m＋M)g，解得Δx＝7 cm，V3＝(Δx＋L1)S，p3＝p＋＝1.5×105 Pa，根据理想气体状态方程，得＝，解得T0＝1 012.5 K
(3)缸内气体温度从T0上升到T＝1 500 K过程中，假设汽缸上升了L3的高度，则V4＝(Δx＋L1＋L3)S，p4＝p＋＝1.5×105 Pa，根据理想气体状态方程，得＝，解得L3＝13 cm，上述过程为等压变化，气体体积增大，故气体对外做功W＝－p4ΔV＝－p4L3S＝－39 J，根据热力学第一定律得ΔU＝Q＋W，解得Q＝44 J
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新高三年级暑期强化训练
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示是一定质量的理想气体缓慢的由状态A经过状态B变为状态C再到状态D的图像。已知气体在状态A时的压强是，则对应的气体的变化图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．为切实保护好自然生态环境，国家倡导广大出游者“带垃圾下山”。已知随着海拔的降低，环境的温度、气压均升高。某游客从山顶携带密闭空玻璃瓶到达山脚，忽略玻璃瓶形变产生的影响，瓶内气体可视为理想气体，则在下山过程中
A．瓶内气体放热
B．瓶内气体对外做正功
C．瓶内气体分子内能减少
D．瓶内气体分子平均动能增加
3．比赛用排球的球内标准气压为，球内气体体积为．某次比赛时周围环境大气压强为，赛前球内气体压强为，当球内气体压强高于外界大气压强时球的体积和形状都不会发生改变．充气筒每次能将外界的空气充入排球，充气过程气体的温度不变，空气视为理想气体，赛前充气的次数至少为（ ）
A． 29次 B． 28次 C． 5次 D． 4次
4．关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A．给自行车打气越打越困难，主要是因为车胎内气体分子之间的相互排斥作用
B．随着温度的升高，所有气体分子热运动的速率都增大
C．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小
D．向一锅水中撒点胡椒粉，加热时发现水中胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈
5．气压式电脑升降桌通过汽缸上下运动来支配桌子升降，其简易结构如图所示.圆柱形汽缸与桌面固定连接，柱状活塞与底座固定连接.可自由移动的汽缸与活塞之间封闭着一定质量的理想气体，汽缸导热性能良好，活塞可在汽缸内无摩擦活动.设气体的初始状态为，将电脑放在桌面上保持不动，桌子缓慢下降一段距离后达到稳定状态.打开空调一段时间后，室内温度降低到设定温度，稳定后气体状态为.则气体从状态的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．从到的过程中，气体等温压缩，压强增大
B．从到的过程中，气体从外界吸热
C．从到的过程中，气体等压降温，体积增大
D．从到的过程中，气体从外界吸热
6．瓶子吞鸡蛋的实验过程如下：先将敞口的玻璃瓶中的空气加热，再将剥皮的熟鸡蛋放于瓶口，过一会儿发现鸡蛋慢慢被挤压吸入瓶中，如图所示。鸡蛋被吸入还未落下的过程中，瓶中气体可视为理想气体，质量不变。鸡蛋被吸入一半时相比刚放上时，关于瓶中气体，下列说法正确的是（ ）
A．每个气体分子的动能都减小
B．此过程气体从外界吸热
C．气体分子单位时间撞击单位面积器壁的冲量减小
D．气体压强与热力学温度的比值减小
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间的相互作用，则缸内气体（ ）
A．对外做正功，分子的平均动能减小 B．对外做正功，内能增大
C．对外做负功，分子的平均动能增大 D．对外做正功，内能减小
8．下列措施有助于缓解能源危机、保证可持续发展的有（ ）
A. 用木材代替煤，进行火力发电
B. 将高能耗企业从发达地区转移到欠发达地区
C. 少开汽车，多骑自行车或搭乘公共交通工具出行
D. 大力开发风力发电，减少火力发电
9．如图是氧气分子在不同温度（0 ℃和100 ℃）下的速率分布情况，由图可知 （ ）
A．同一温度下，氧气分子速率分布呈现出“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率较小的分子所占的比例降低
D．随着温度的升高，氧气分子中速率较大的分子所占的比例降低
10．若以表示水的摩尔质量，表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状况下水蒸气的密度，表示阿伏加德罗常数，、分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系式中正确的是（　　）
A． B． C． D．
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．某小组利用圆柱形汽缸测量当地的大气压强，圆柱形汽缸的气密性和导热性能良好，且外界环境温度保持不变。
（1）用50分度的游标卡尺测量汽缸内部直径d，如图甲，可知 ；
（2）按图乙连接好实验器材，细线松弛时，汽缸内气体压强为大气压强；
（3）挂上砝码，测出此时活塞底部至汽缸底部的距离h和弹簧测力计示数；
（3）适量改变砝码个数，重复步骤（3）；
（5）以弹簧测力计示数F为纵轴，以为横轴，绘制图像，其图像如图丁所示，图中斜率的绝对值为k，纵轴截距为b，可知未悬挂砝码时，活塞距汽缸底部的高度 ，实验室当地的大气压强 ；
（6）若用如图丙所示的实验装置进行实验，对比如图乙所示的实验装置，有何优点写出一点即可 。
12．如图所示，水银柱将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的容器内，粗管横截面积是细管的3倍，水银柱的上表面正好与粗管上端口齐平。大气压强为，封闭气体的压强为，水银柱的上下长度为L，封闭气体的上下长度为4L，温度为。
(1)缓慢的给封闭气体加热，当水银柱刚好全部进入细管中，此时气体的温度为，求的大小；
(2)设细管的横截面积为S，当气体的温度再缓慢由变成的过程中，求气体对外界做的功为多少。
13．如图，一内壁光滑的气缸右边有开口与大气相通，初始时活塞左边气体体积为右边的3倍，系统处于平衡状态，大气压强为，两边气体温度均为。缓慢加热活塞左边的气体，
(1)求温度升为时，气体的压强；
(2)在答题卡中给出的坐标系中用带箭头的线画出上述过程的图线。
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ρ，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，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积。
15．如图所示，潜水艇的高压气瓶与水箱相连，阀门K可以控制高压气瓶的排气量。当高压气瓶中的部分空气压入水箱后，推动活塞使水箱中的水通过通海口向外排出，可使潜水艇浮起。潜水艇高压气瓶贮有体积为V1＝2 m3、压强为p1＝2×107 Pa的压缩空气。在一次上浮操作前，活塞处于水箱的最右端，利用高压气瓶内的压缩空气将水箱中体积为V＝10 m3的水排出，此时高压气瓶内剩余空气的压强为p2＝1.0×107 Pa，假设在排水过程中压缩空气的温度不变，不计高压气瓶与水箱之间连接管道内气体的体积，不计活塞与水箱之间的摩擦力，求：
(1)高压气瓶压入水箱的空气质量Δm与高压气瓶中的原有空气质量m的比值；
(2)排水后水箱内气体的压强p。
参考答案
1．【知识点】气体的p-T（p-t）图像、气体的V-T（V-t）图像问题
【答案】C
【详解】从题图可以看出，A与连线的延长线经过原点，根据理想气体状态方程可知，从A到是等压变化，即有，根据盖—吕萨克定律有，解得，从到是等容变化，根据查理定律有，解得，从到是等温变化，根据波意尔定律有，解得，结合上述，只有第三个图像满足要求。
2．【知识点】热力学第一定律及其应用
【答案】D
【解析】在下山的过程中，密闭空玻璃瓶内气体的体积不变，瓶内气体对外不做功，B错误；下山过程中，温度升高，瓶内气体分子内能增加，气体分子平均动能增加，C错误，D正确；由上述分析可知W＝0，ΔU＞0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＞0，即瓶内气体吸收热量，A错误。
3．【知识点】充气、抽气和灌气等问题
【答案】C
【解析】气体做等温变化，有，解得，故赛前充气的次数至少为5次,故选C．
4．【知识点】分子热运动、分子间的作用力、气体分子运动的特点
【答案】C
【解析】本题考查分子动理论.自行车打气越打越困难，主要是因为胎内气体压强增大，导致轮胎内外的压强差增大的原因，与分子之间的作用力无关，故错误；随着温度的升高，气体分子的平均速率增大，并不是所有气体分子热运动的速率都增大.故错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子间距离在增大过程中，分子力做正功，分子势能减小，故正确；胡椒粉的运动是由于水的对流形成的，不是布朗运动，故错误.
5．【知识点】热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用
【答案】A
【解析】本题考查气体实验定律与热力学第一定律综合.从到的过程中，桌子缓慢下降，由于汽缸导热性能良好，可知气体等温压缩，体积减小，根据玻意耳定律可知，压强增大，故正确；从到的过程中，气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体会向外界放热，故错误；从到的过程中，桌面受力不变，气体压强一定，根据盖-吕萨克定律可知，温度降低，体积一定减小，故错误；从到的过程中，气体温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体会向外界放热，故错误.
6．【知识点】利用理想状态方程解决问题
【答案】C
【详解】刚开始鸡蛋放于瓶口，瓶内气体温度高于环境温度，在鸡蛋被吸入一半的过程中，由于热传递，瓶内气体的温度降低，气体分子的平均动能减小（点拨：温度是分子平均动能的标志），但不是每个气体分子的动能都减小，错误；瓶内气体温度降低，内能减少，瓶中气体体积减小，外界对气体做正功，由热力学第一定律知，气体向外界放热，错误；该过程中外界压强不变，故气体的压强减小，由可知，气体分子在单位时间撞击单位面积的冲量大小在数值上等于压强，故气体分子单位时间撞击单位面积器壁的冲量减小，正确；由理想气体状态方程得，解得，气体的体积减小，故气体压强与热力学温度的比值变大，错误。
7．【知识点】温度与分子平均动能的关系
【答案】AD
【详解】气体膨胀，气体对外做正功，又因为气体与外界无热量交换，由此可知气体内能减小，B错误，D正确；因忽略气体分子间相互作用，即不考虑分子势能，所以分子平均动能减小，A正确，C错误。
8．【知识点】可再生能源和不可再生资源
【答案】CD
【解析】用木材代替煤，进行火力发电，不能减少电能的消耗，也不能减少化石燃料的使用，不能做到节能减排，无助于缓解能源危机、保证可持续发展，故错误；将高能耗企业从发达地区转移到欠发达地区，不能减少化石燃料的使用，也不能做到节能减排，无助于缓解能源危机、保证可持续发展，故错误；少开汽车，多骑自行车或搭乘公共交通工具，可减少污染物的排放，减少化石能源的使用，有助于缓解能源危机、保证可持续发展，故正确；大力开发风力发电，减少火力发电，可减少污染物的排放，减少化石能源的使用，有助于缓解能源危机、保证可持续发展，故正确.
9．【知识点】分子运动速率分布图像
【答案】AC
【详解】气体中的大多数分子的速率都接近某个数值，与这个数值相差越多，则分子数越少，表现出“中间多，两头少”的分布规律，A正确；当温度升高时，分子最多的速率区间移向速度大的地方，则速率小的分子数减小，速率大的分子数增加，分子的平均速率增大，但并非每一个氧气分子的速率都增大，C正确，B、D错误。
10．【知识点】阿伏加德罗常数的理解及相关计算
【答案】AC
【详解】每个水分子的质量等于水的摩尔质量除以阿伏加德罗常数，即，选项A正确；表示一个水分子运动占据的空间的体积，不是一个水分子的体积，选项B错误；表示水蒸气的摩尔质量，除以一个水分子的质量m0即为阿伏加德罗常数，即表达式，选项C正确；由于水分子分子间距的存在，不等于水的摩尔体积，则密度表达式，不成立，选项D错误。
11．【知识点】气体等温变化与玻意耳定律
【答案】，，，不受滑轮与细绳间阻力的影响
【详解】（1）游标卡尺的读数为。
（5）根据题意可知，封闭气体的初态压强为，末态压强为，由玻意耳定律可得，解得，其中，由图像可知，，联立可得，。
（6）若用如图丙所示的实验装置进行实验，对比如图乙所示的实验装置，有不受滑轮与细绳间阻力的影响的优势。
12．【知识点】利用理想状态方程解决问题、气体的等压变化与盖—吕萨克定律
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）水银柱全部在粗管中，上下长度为L，根据题意水银柱对应的压强为，当水银柱刚好全部进入细管中，水银柱的上下长度为3L，水银柱对应的压强为，由理想气体状态方程可得
解得
（2）气体的温度再缓慢由变成的过程中，设气体体积的增加量为，气体做等压变化，则有
根据功的定义可得气体对外界做的功
联立解得
13．【知识点】一定质量的气体多过程状态变化问题
【答案】(1)；(2)；
【详解】（1）设气缸总体积为V0，当活塞到达左右端时，气体等压变化，由盖—吕萨克定律，解得，温度升为时气体等容变化，由查理定律，解得。
（2）上述过程的图线
14．【知识点】气体等温变化与玻意耳定律
【答案】（1）；（2）
【详解】（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 ①
V0=hS ②
V1=（h–l）S ③
p1= p0+ ρg（H–l） ④
联立以上各式并考虑到Hh，h >l，解得
⑤
（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 ⑥
其中
p2= p0+ ρgH ⑦
设需压入筒内的气体体积为V，依题意
V = V3–V0 ⑧
联立②⑥⑦⑧式得
⑨
15．【知识点】变质量气体状态变化问题
【答案】(1)　(2)2.0×106 Pa
【详解】(1)设压强p1＝2×107 Pa、体积V1＝2 m3的压缩空气都变成压强p2＝1.0×107 Pa的压缩气体，其体积为V2。
由玻意耳定律p1V1＝p2V2
排水过程中排出压强p2＝1.0×107 Pa的压缩空气的体积为ΔV＝V2－V1
高压气瓶压入水箱的空气质量Δm与高压气瓶中的原有空气质量m的比值
＝＝
(2)压强p2＝1.0×107 Pa、体积为ΔV＝2 m3的压缩空气，变成压强为p，体积为V＝10 m3的空气。
由玻意耳定律p2ΔV＝pV
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