资源简介

1．(2025·江苏卷，T8)一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时(　　)
A．分子的数密度较大
B．分子间平均距离较小
C．分子的平均动能较大
D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少
解析：选C。理想气体质量不变，则分子总数不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，平均每个分子占据的空间大小不变，即分子间平均距离保持不变，A、B错误；由图像可知气体在状态乙相比于在状态甲“各速率区间的分子数占总分子数的百分比”中分子速率大的占比更多，即气体在状态乙温度更高，分子的平均动能较大，C正确；气体状态甲温度较高，分子的平均速率较大，气体体积不变，则单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多，D错误。
2.(2025·山东卷，T2)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于r0时分子势能Ep为零，则(　　)
A．只有r大于r0时，Ep为正
B．只有r小于r0时，Ep为正
C．当r不等于r0时，Ep为正
D．当r不等于r0时，Ep为负
解析：选C。根据题图可知，当r＝r0时，分子间作用力为0，当r>r0时，分子间作用力表现为引力，当03．黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍，则黑磷(　　)
A．属于多晶体
B．没有固定的熔点
C．导电性能呈各向异性
D．没有天然的规则几何外形
解析：选C。黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，属于单晶体，有固定的熔点和天然的规则几何外形，故 A、B、D错误；根据电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍可知，导电性能呈各向异性，故C正确。
4.(多选)(2025·云南卷，T9)图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙所示。硬质玻璃泡a内封有一定质量的气体(视为理想气体)，与a相连的b管插在水槽中固定，b管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b管的体积与a泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压p0下，b管上的刻度可以直接读出环境温度，则在p0下(　　)
A．环境温度升高时，b管中液面升高
B．环境温度降低时，b管中液面升高
C．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小
D．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大
解析：选BD。在标准大气压p0下，设进入玻璃管b的液柱高度为h，则封闭气体的压强p1＝p0－ρgh，由于b管中气体的体积可忽略不计，则温度发生变化时，封闭气体可视为等容变化，由公式＝C(C为常量)可知，温度升高时，封闭气体的压强增大，则b管中液面降低，反之，温度降低时，封闭气体的压强减小，b管中液面升高，A错误，B正确；水槽中的水少量蒸发后，水槽中的液面高度降低，则b管内液面的高度也降低，由A、B选项分析可知，温度的测量值偏大，C错误，D正确。
5．(2025·佛山市质检)如图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。现缓慢向沙桶内倒入细沙，下列关于密封气体的状态图像一定正确的是(　　)
解析：选A。由题意知汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内的气体温度不变，缓慢向沙桶上倒上细沙，气体体积减小，压强增大，由玻意耳定律得知，气体压强与体积成反比，与体积的倒数成正比。
6.(2025·湖北卷，T3)如图所示，内壁光滑的汽缸内用活塞密封一定量理想气体，汽缸和活塞均绝热。用电热丝对密封气体加热，并在活塞上施加一外力F，使气体的热力学温度缓慢增大到初态的2倍，同时其体积缓慢减小。关于此过程，下列说法正确的是(　　)
A．外力F保持不变
B．密封气体内能增加
C．密封气体对外做正功
D．密封气体的末态压强是初态的2倍
解析：选B。气体的热力学温度增大到初态的2倍，温度升高，内能增加，又气体体积减小，则由理想气体状态方程＝C可知气体压强增大，对活塞受力分析，有F＋mg＋p0S＝pS，可知外力F增大，A错误，B正确；气体体积减小，气体对外界做负功，C错误；由理想气体状态方程＝C可知，气体的热力学温度增大到初态的2倍，若气体体积不变，则密封气体的末态压强是初态的2倍，但气体体积减小，则密封气体的末态压强大于初态的2倍，D错误。
7．(2025·重庆卷，T2)易碎物品运输中常采用缓冲气袋减小运输中冲击。若某次撞击过程中，气袋被压缩(无破损)，不计袋内气体与外界的热交换，则该过程中袋内气体(视为理想气体)(　　)
A．分子热运动的平均动能增加
B．内能减小
C．压强减小
D．对外界做正功
解析：选A。气袋被压缩且绝热(无热交换)，袋内气体视为理想气体，绝热压缩时外界对气体做正功，内能增加，温度升高，分子平均动能由温度决定，分子热运动的平均动能增加，故A正确，B、D错误；根据理想气体状态方程＝C，体积减小，温度升高，可知压强增大，故C错误。
8.(2025·海南卷，T16)竖直放置的汽缸内，活塞横截面积S＝0.01 m2，活塞质量不计，活塞与汽缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体T0＝300 K，V0＝5×10－3 m3，大气压强p0＝1×105 Pa，g取10 m/s2。
(1)若加热活塞缓慢上升，体积变为V1＝7.5×10－3 m3，求此时的温度T1。
(2)若往活塞上放m＝25 kg的重物，保持温度T0不变，求稳定之后，气体的体积V2。
解析：(1)活塞缓慢上升过程中，气体做等压变化，根据盖 吕萨克定律有＝
解得T1＝450 K。
(2)设稳定后气体的压强为p2，根据平衡条件有
p2S＝p0S＋mg
分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为p0，整个过程根据玻意耳定律有p0V0＝p2V2
联立解得V2＝4×10－3 m3。
答案：(1)450 K　(2)4×10－3 m3
9．(2025·福建龙岩市模拟)如图甲所示，内壁光滑的柱形汽缸内被活塞封闭了一定质量的理想气体，当封闭气体的温度T0＝300 K时，封闭气体的体积V0＝6×10－3 m3。现对汽缸内的气体缓慢加热，当封闭气体的温度上升至T1＝500 K时，活塞恰好到达汽缸口，V－T图线如图乙，该过程中缸内气体吸收的热量Q＝600 J。已知活塞的质量m＝2 kg，横截面积S＝1×10－2 m2，外界大气压p0＝1×105 Pa，g取10 m/s2。求：
(1)缸内气体的压强p；
(2)活塞到达汽缸口时封闭气体的体积V1；
(3)该过程中封闭气体内能的增量ΔU。
解析：(1)选活塞为研究对象，有pS＝p0S＋mg
解得p＝1.02×105 Pa。
(2)对汽缸内的气体缓慢加热，封闭气体等压膨胀，由盖 吕萨克定律可得＝
解得V1＝1×10－2 m3。
(3)活塞上升的距离h＝＝0.4 m
外界对气体做功W＝－pSh＝－408 J
对封闭气体由热力学第一定律有ΔU＝W＋Q
可得ΔU＝192 J。
答案：(1)1.02×105 Pa　(2)1×10－2 m3　(3)192 J
10．(2025·天河区综合测试)如图(a)，汽车刹车助力泵是一个直径较大的真空腔体，简化图如图(b)所示，内部有一个中部装有推杆的膜片(或活塞)，将腔体隔成两部分，右侧与大气相通，左侧通过真空管与发动机进气管相连。设初始时左侧腔体体积为V，腔内压强为大气压强为p0，膜片横截面积为S，膜片回位弹簧劲度系数为k，初始时处于原长状态，设制动总泵推杆左移x时刹车踏板到底，整个过程忽略温度变化，腔内气体视为理想气体，忽略膜片移动过程中的摩擦阻力。
(1)发动机工作时吸入空气，造成左侧腔体真空，求刹车踏板到底时，助力器推杆人力F的最小值。
(2)发动机未启动时，真空管无法工作，左侧腔体处于封闭状态，求此状态下刹车踏板到底时，助力器推杆人力F′的最小值。
解析：(1)发动机工作时吸入空气，造成左侧腔体真空，则对活塞分析可知kx＝p0S＋F
解得F＝kx－p0S。
(2)对左侧气体，由玻意耳定律有
p0V＝p1(V－xS)
对活塞分析
kx＋p1S＝p0S＋F′
解得F′＝kx＋。
答案：(1)kx－p0S　(2)kx＋专题十六　热　学
[考情分析]
高考命题点 高考广东卷 其他高考卷(供参考)
1.热学基本概念和规律 广东卷T15(1) 广东卷T15(1) 河北卷 T2，江苏卷 T8，山东卷 T2，黑吉辽蒙卷 T2　 北京卷T1，北京卷T2，海南卷T5，江苏卷T3
2.热力学定律、图像以及气体实验定律的应用 广东卷T13 广东卷T15(2) 安徽卷 T3，陕晋青宁卷 T13，福建卷 T9，甘肃卷 T9，湖北卷 T3，江苏卷 T6，四川卷 T4，云南卷 T9，重庆卷 T2，山东卷 T16，北京卷 T1　 湖北卷T13，新课标卷T21，黑吉辽卷T13，山东卷T6，福建卷T9，海南卷T11，江苏卷T13　 福建卷T11，山东卷T9，辽宁卷T5，重庆卷T4，天津卷T2，河北卷T13
3.气体“变质量”问题 广东卷T15(2) 湖南卷T13，山东卷T16，安徽卷T13，甘肃卷T13　 湖南卷T13
4.气体实验定律的综合应用 广东卷T13 广东卷T13 海南卷 T16，河南卷 T10，湖南卷 T13　 河北卷T9，广西卷T14，海南卷T7，江西卷T13　 海南卷T16，新课标卷T21，湖北卷T13
命题点1　热学基本概念和规律
考向1　微观量的估算
1．分子体积的估算——球体模型和立方体模型
项目 适用对象 长度d的意义 分子体积公式
球体模型 固体和液体 分子的直径 V0＝πd3
立方体模型 气体 分子的平均间距 V0＝d3
2.宏观量与微观量的联系——阿伏加德罗常数的应用
　用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是(　　)
A．一个油酸分子的质量为
B．一个油酸分子的体积为
C．油酸分子的直径为
D．油酸的密度为
[解析]　一个油酸分子的质量m0＝，故A错误；设油酸的摩尔体积为Vmol，则一个油酸分子的体积V0＝，由题可知Vmol≠V，故B错误；根据单分子层油膜法测油酸分子直径原理，可知油酸分子直径d＝，故C正确；油酸的密度ρ＝，故D错误。
[答案]　C
考向2　分子动理论
1．扩散现象、布朗运动与热运动
现象 扩散现象 布朗运动 热运动
活动主体 分子 固体微小颗粒 分子
共同点 (1)都是无规则运动(2)都随温度的升高而更加剧烈
区别 是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 是比分子大得多的颗粒的运动，只能在液体、气体中发生 是分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察
联系 扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动
2.分子力和分子势能
分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。
(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。
(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。
(3)当r＝r0时，分子势能最小。
3．气体压强的微观解释
　(2025·天津红桥区期末)关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是(　　)
A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B．图乙中，铝块与金块间可以发生扩散现象
C．由图丙可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功
D．图丙中分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力小
[解析]　题图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故A错误；题图乙中，铝块与金块间可以发生扩散现象，故B正确；由题图丙可知，在r由r1变到r2的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误；题图丙中分子间距为r2时分子势能最小，可知该位置为平衡位置，分子力为0，即分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力大，故D错误。
[答案]　B
　(2025·黑吉辽蒙卷，T2)某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体(　　)
A．内能变小　 B．压强变大
C．分子数密度变大 D．每个分子动能都变大
[解析]　糖果瓶从刚进入车厢到进入车厢一段时间后，瓶内气体温度升高，内能变大，A错误；气体体积不变，由查理定律可知，温度升高，压强变大，B正确；糖果瓶气密性良好，气体分子数不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，C错误；气体的温度升高，分子的平均动能变大，但并非每个分子动能都变大，D错误。
[答案]　B
考向3　固体和液体的性质
1．晶体与非晶体
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 确定 不确定
原子排列 有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则 无规则
联系 晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化
2.液体
(1)表面张力：使液体表面积收缩到最小。
(2)毛细现象、浸润和不浸润——液面凸起或凹陷、液体受内部分子作用力和外部固体分子作用力。
(3)液晶：既具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性。
　(2025·江苏苏锡常镇一模)石墨烯是从石墨中分离出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示，则(　　)
A．石墨是非晶体
B．石墨研磨成的细粉末就是石墨烯
C．单层石墨烯厚度约3 μm
D．碳原子在六边形顶点附近不停地振动
[解析]　石墨是晶体，故A错误；石墨烯是石墨中提取出来的新材料，故B错误；单层石墨烯厚度与原子尺寸10－10 m接近，故C错误；根据分子动理论可知，固体分子在平衡点不停地振动，故D正确。
[答案]　D
　(2025·江苏扬州市期末)在玻璃管内加入水银，液面出现如图所示现象，下列说法正确的是(　　)
A．水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力
B．水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力
C．水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力
D．水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力
[解析]　由题图可知，水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力。
[答案]　D
命题点2　热力学定律、图像以及气体实验定律的应用
1．热力学定律
2．解题思路
考向1　热力学定律和图像的结合
　(多选)(2025·广西柳州市二模)如图所示，一定质量的理想气体经历了a→b→c→a的循环过程，气体在a、b、c状态下的体积分别为Va、Vb、Vc，下列说法正确的是(　　)
A．a→b过程气体对外做功
B．b→c过程气体内能不变
C．c→a过程气体从外界吸热
D．Va＝Vb[解析]　a→b过程，压强与热力学温度成正比，根据查理定律可知，气体体积不变，则气体对外不做功，故A错误；b→c过程，理想气体温度不变，则气体内能不变，故B正确；c→a过程，理想气体压强一定，温度降低，则气体内能减小，根据盖 吕萨克定律可知，气体体积减小，则外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，c→a过程气体向外界放热，故C错误；结合上述可知，a→b过程，气体体积不变，b→c过程理想气体温度不变，根据玻意耳定律可知，气体压强减小，则气体体积增大，则有Va＝Vb[答案]　BD
　(2025·安徽安庆市二模)一定质量的理想气体历经如图所示的循环过程，a→b过程是等温过程，b→c过程是等容过程，c→a过程是等压过程。下列说法正确的是(　　)
A．a→b过程中气体的内能增加
B．b→c过程中气体向外界放热
C．a→b过程中气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
D．c→a过程中外界对气体做的功等于a→b过程中气体对外界做的功
[解析]　a→b过程为等温变化，理想气体的内能不变，故A错误；a→b过程中气体体积增大，气体对外做功，即W<0，温度不变，即ΔU＝0，由ΔU＝W＋Q，可得Q＝－W>0，即气体吸收的热量全部用来做功，故C正确；b→c过程为等容变化，W＝0，pc>pb，由查理定律得Tc>Tb，即气体内能增大，ΔU>0，由热力学第一定律得Q>0，即气体从外界吸热，故B错误；p－V图中，图线与横轴围成的面积在数值上等于气体对外界或外界对气体所做的功，据此由题图可知，c→a过程中外界对气体做的功大于a→b过程中气体对外界做的功，故D错误。
[答案]　C
　(多选)(2025·甘肃卷，T9)如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关，且随温度升高而增大。下列说法正确的是(　　)
A．A→B过程为吸热过程
B．B→C过程为吸热过程
C．状态A的压强比状态B的小
D．状态A的内能比状态C的小
[解析]　A→B过程，体积不变，则W＝0，温度升高，则ΔU>0，根据热力学第一定律，可知Q>0，即该过程吸热，A正确；B→C过程，温度不变，则ΔU＝0，体积减小，则W>0，根据热力学第一定律，可知Q<0，即该过程为放热过程，B错误；A→B过程，体积不变，温度升高，根据＝C，可知，压强变大，即状态A的压强比状态B的压强小，C正确；状态A的温度低于状态C的温度，可知状态A的内能比状态C的小，D正确。
[答案]　ACD
考向2　热力学定律和气体实验定律的结合
　(2025·广东信息卷)如图所示，圆形线圈的匝数n＝200、面积S＝0.3 m2，处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小B随时间t变化的规律为B＝0.05t(T)，回路中接有阻值R＝5 Ω的电热丝，线圈的电阻r＝1 Ω。电热丝密封在体积V＝1×10-3 m3的长方体绝热容器内，容器缸口处有卡环。容器内有一不计质量的活塞，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，活塞左侧封闭一定质量的理想气体，起始时活塞处于容器中间位置，外界大气压强始终为p0＝1×105 Pa，接通电路开始缓慢对气体加热，加热前气体温度为27 ℃。
(1)求流过电热丝的电流。
(2)开始通电使活塞缓慢运动，刚到达卡环时，汽缸内气体的内能增加了100 J，若电热丝产生的热量全部被气体吸收，求此时汽缸内气体的温度及电热丝的通电时间。
[解析]　(1)根据法拉第电磁感应定律可得电动势E＝nS＝3 V，流过电热丝的电流I＝＝0.5 A。
(2)开始通电使活塞缓慢运动，刚到达卡环时，密封气体做等压变化，根据盖 吕萨克定律可得＝
解得此时汽缸内气体的温度T＝2T0＝600 K
此过程外界对气体做功W＝－p0ΔV＝－p0·V＝－50 J
根据热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝100 J
可得气体吸收热量Q＝150 J
根据焦耳定律可得Q＝I2Rt，可得电热丝的通电时间t＝120 s。
[答案]　(1)0.5 A　(2)600 K　120 s
　(2025·陕晋青宁卷，T13)某种卡车轮胎的标准胎压范围为2.8×105 Pa～3.5×105 Pa。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度T1为300 K时，体积V1和压强p1分别为0.528 m3、3.0×105 Pa；当胎内气体温度升高到T2为350 K时，体积增大到V2为0.560 m3，气体可视为理想气体。
(1)求此时胎内气体的压强p2。
(2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为7.608×104 J，求胎内气体的内能增加量ΔU。
[解析]　(1)根据理想气体状态方程有＝
代入数据解得p2＝3.3×105 Pa。
(2)p－V图线与V轴围成的面积代表气体做功的大小，该过程气体体积增大，则外界对气体做负功，可得
W＝－×(3.0×105＋3.3×105)×(0.560－0.528) J＝－1.008×104 J
由热力学第一定律得ΔU＝Q＋W
代入数据可得ΔU＝6.6×104 J。
[答案]　(1)3.3×105 Pa　(2)6.6×104 J
命题点3　气体“变质量”问题
　(2025·江苏宿迁市、南通市、连云港市二模)某校冬季篮球比赛在球馆内进行，篮球被带入球馆前，球内气体的温度t1＝－3 ℃，压强p1＝1.35×105 Pa。被带入球馆后一段时间，球内气体温度t2＝7 ℃，球的体积保持不变。
(1)求温度为t2时球内气体压强p2。
(2)比赛要求篮球内气体压强p＝1.6×105 Pa，则需充入一定质量的气体。设充气过程中球内气体温度保持t2不变，求充入球内气体的质量与原来球内气体质量的比值k。
[解析]　(1)球从室外带入球馆，球内气体做等容变化，则有＝
其中T1＝270 K，T2＝280 K
解得p2＝1.4×105 Pa。
(2)设在球馆内将压强为p2、体积为Vx气体充入体积为V0的篮球内，气体做等温变化，则有
pV0＝p2(V0＋Vx)
充入球内气体的质量与原来球内气体质量的比值k＝
解得k＝。
[答案]　(1)1.4×105 Pa　(2)
　(2025·珠海市等三地一模)为防止文物展出时因氧化而受损，需抽出存放文物的密闭展柜中的空气，充入惰性气体，形成低氧环境。如图所示为用活塞式抽气筒从存放青铜鼎的展柜内抽出空气的示意图。已知展柜容积为V0，展柜内空气压强为p0，青铜鼎材料的总体积为V0，抽气筒的容积为。缓慢抽气过程中忽略单向阀门两侧气体的压强差，不考虑抽气引起的温度变化，忽略抽气筒连接管道内气体的体积。
(1)将青铜鼎放入展柜后，连接抽气筒，将活塞从单向阀门处向外拉至抽气筒充满气体，求此时抽气筒和展柜内气体的总体积。
(2)抽气一次后，求展柜内气体的压强。
[解析]　(1)由题可知，青铜鼎放入展柜后，展柜内气体的体积V1＝V0－＝V0
抽气筒内气体的体积V2＝
故抽气筒和展柜内气体的总体积V＝V1＋V2＝V0。
(2)抽气过程是一个等温过程，根据玻意耳定律则有
p0V1＝pV
代入数据解得p＝p0
即抽气一次后，展柜内气体的压强为p0。
[答案]　(1)V0　(2)p0
命题点4　气体实验定律的综合应用
1．压强的计算
(1)被活塞或汽缸封闭的气体，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求解，压强单位为Pa。
(2)水银柱密封的气体，应用p＝p0＋ph或p＝p0－ph计算压强，压强p的单位为cmHg或mmHg。
2．合理选取气体变化所遵循的规律列方程
(1)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。
(2)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。
3．关联气体问题：解决由活塞、液柱相联系的两部分气体问题时，根据两部分气体压强、体积的关系，列出关联关系式，再结合气体实验定律或理想气体状态方程求解。
　(2025·湖南卷，T13)用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为L1的空气柱。液柱长为h，密度为ρ。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为L2，大气压强为p0。
(1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小。
(2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长h＝0.200 0 m，细管开口向上竖直放置时空气柱温度T1＝305.7 K。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度T2＝300.0 K时，空气柱长度与竖直放置时相同。已知ρ＝1.0×103 kg/m3，p0＝1.0×105 Pa。根据该组实验数据，求重力加速度g的值。
[解析]　(1)设液柱的横截面积为S，竖直放置时空气柱的气体压强为p1，水平放置时空气柱的气体压强为p2
则竖直放置时，对液柱由力的平衡条件有
ρShg＋p0S＝p1S
水平放置时，对液柱由力的平衡条件有p2S＝p0S
若整个过程中温度不变，则对空气柱由玻意耳定律可得p1SL1＝p2SL2
联立可得g＝。
(2)若调控空气柱温度，使水平放置时空气柱长度与竖直放置时相同，则空气柱的体积不变
由查理定律可得＝
联立可得g＝＝9.5 m/s2。
[答案]　(1)　(2)9.5 m/s2
　(2025·福建省联考二模)如图所示，质量为m的绝热活塞将竖直放置的封闭汽缸内气体分成A、B两部分，高均为h，活塞的横截面积为S，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，汽缸上半部分由绝热材料制成，下半部分由导热性能良好的材料制成，开始时缸内气体的温度均为T0，B部分气体压强为，重力加速度为g。现缓慢升高环境温度到kT0时，活塞上升h，求：
(1)环境温度升高后，A部分气体的压强；
(2)环境温度升高后，A部分气体的温度。
[解析]　(1)对B部分气体研究，设温度升高后B部分气体的压强为pB，根据理想气体状态方程
＝
解得pB＝
设升温后A气体的压强为pA，对活塞研究，则
pA＝－＝。
(2)开始时，A部分气体的压强
pA0＝－＝
设升温后A部分气体的温度为TA，根据理想气体状态方程得＝
解得TA＝T0。
[答案]　(1)　(2)T0
模型分类 模型图示 模型分析
活塞模型 一般应用平衡条件分析被封闭气体的压强，有时也应用气体实验定律分析封闭气体压强
液柱模型 一般应用液体压强公式、连通器原理分析被封闭气体的压强
“两团气”问题 寻找“两团气”之间的压强、体积或位移关系，列出辅助方程。然后分别针对“两团气”根据气体实验定律或理想气体状态方程列式，最后联立求解
审题与规范答题(五)——信息处理型
【审题定位】
信息处理型试题是指试题提供一些有关信息，然后要求考生根据所学知识，将有用的信息收集起来，经过处理后运用已经掌握的知识和方法解决新问题。这类题型主要涉及知识理解、过程分析、模型转换、方法处理等。这种题型的处理思路为：
(1)领会问题的情境，在所给的信息中获取有用的信息，构造相应的物理模型；
(2)合理选择研究对象，分析研究对象的受力情况、状态变化、能量变化等信息；
(3)运用试题所给规律、方法或自己已经掌握的物理规律和方法求解。
【题目示例】
(10分)如图所示，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，下边大圆筒高为40 cm。两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，a活塞横截面积为10 cm2，质量为2.5 kg，b活塞横截面积为20 cm2，质量为5 kg。两活塞用长为40 cm①刚性轻质杆连接，两活塞间密封气体A，b活塞下方密封气体B，②a活塞导热性能良好，汽缸及b活塞为绝热。初始时，两部分气体与外界环境温度均为27 ℃，b活塞恰好处于大圆筒中央，③此时连杆上的力刚好为零，已知大气压强为1×105 Pa，不计活塞与汽缸间摩擦，活塞不漏气，重力加速度g取10 m/s2。
(1)求初始时B部分气体压强。
(2)若电阻丝④缓慢加热B部分气体，当活塞b上升10 cm时，此时B部分气体的温度是多少？此时连杆上作用力大小是多少？(设气体温度保持不变)
【信息提取】
序号 信息提取
① 轻杆的重力不计
② A中气体做等温变化，B中的气体温度变化
③ 初始状态活塞只受重力和气体的压力
④ 加热过程活塞受力平衡
【规范答题】
(1)(第1个给分点：3分)
对活塞a有pASa＝p0Sa＋mag(1分)
对活塞b有pBSb＝pASb＋mbg(1分)
解得pB＝1.5×105 Pa。(1分)
(2)(第2个给分点：7分)
对于B部分气体
初状态VB＝lBSb，lB＝20 cm
T0＝(27＋273)K＝300 K
末状态VB′＝lB′Sb，lB′＝30 cm
由理想气体状态方程有＝(1分)
对于A部分气体
初状态VA＝20×10 cm3＋20×20 cm3＝600 cm3
末状态VA′＝30×10 cm3＋10×20 cm3＝500 cm3
由玻意耳定律有pAVA＝pA′VA′(1分)
对a、b活塞及轻杆整体有pB′Sb＋pA′Sa＝pA′Sb＋(ma＋mb)g＋p0Sa(2分)
对b活塞有pB′Sb＋F＝pA′Sb＋mbg(1分)
可得T＝487.5 K(1分)
F＝25 N。(1分)(共23张PPT)
复习效果自测
1．(2025·江苏卷，T8)一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时(　　)
A．分子的数密度较大
B．分子间平均距离较小
C．分子的平均动能较大
D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少
C
解析：理想气体质量不变，则分子总数不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，平均每个分子占据的空间大小不变，即分子间平均距离保持不变，A、B错误；
由图像可知气体在状态乙相比于在状态甲“各速率区间的分子数占总分子数的百分比”中分子速率大的占比更多，即气体在状态乙温度更高，分子的平均动能较大，C正确；
气体状态甲温度较高，分子的平均速率较大，气体体积不变，则单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多，D错误。
2.(2025·山东卷，T2)分子间作用力F与分子间距离r的关系如
图所示，若规定两个分子间距离r等于r0时分子势能Ep为零，
则(　　)
A．只有r大于r0时，Ep为正 B．只有r小于r0时，Ep为正
C．当r不等于r0时，Ep为正 D．当r不等于r0时，Ep为负
C
解析：根据题图可知，当r＝r0时，分子间作用力为0，当r>r0时，分子间作用力表现为引力，当03．黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍，则黑磷(　　)
A．属于多晶体
B．没有固定的熔点
C．导电性能呈各向异性
D．没有天然的规则几何外形
C
解析：黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，属于单晶体，有固定的熔点和天然的规则几何外形，故 A、B、D错误；
根据电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍可知，导电性能呈各向异性，故C正确。
4.(多选)(2025·云南卷，T9)图甲为1593年伽利略发明的人
类历史上第一支温度计，其原理如图乙所示。硬质玻璃泡
a内封有一定质量的气体(视为理想气体)，与a相连的b管插
在水槽中固定，b管中液面高度会随环境温度变化而变化。
设b管的体积与a泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压
p0下，b管上的刻度可以直接读出环境温度，则在p0下(　　)
A．环境温度升高时，b管中液面升高
B．环境温度降低时，b管中液面升高
C．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小
D．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大
BD
水槽中的水少量蒸发后，水槽中的液面高度降低，则b管内液面的高度也降低，由A、B选项分析可知，温度的测量值偏大，C错误，D正确。
5．(2025·佛山市质检)如图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。现缓慢向沙桶内倒入细沙，下列关于密封气体的状态图像一定正确的是(　　)
A
解析：由题意知汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内的气体温度不变，缓慢向沙桶上倒上细沙，气体体积减小，压强增大，由玻意耳定律得知，气体压强与体积成反比，与体积的倒数成正比。
6.(2025·湖北卷，T3)如图所示，内壁光滑的汽缸内用活塞密
封一定量理想气体，汽缸和活塞均绝热。用电热丝对密封气
体加热，并在活塞上施加一外力F，使气体的热力学温度缓
慢增大到初态的2倍，同时其体积缓慢减小。关于此过程，下列说法正确的是(　　)
A．外力F保持不变
B．密封气体内能增加
C．密封气体对外做正功
D．密封气体的末态压强是初态的2倍
B
气体体积减小，气体对外界做负功，C错误；
7．(2025·重庆卷，T2)易碎物品运输中常采用缓冲气袋减小运输中冲击。若某次撞击过程中，气袋被压缩(无破损)，不计袋内气体与外界的热交换，则该过程中袋内气体(视为理想气体)(　　)
A．分子热运动的平均动能增加
B．内能减小
C．压强减小
D．对外界做正功
A
解析：气袋被压缩且绝热(无热交换)，袋内气体视为理想气体，绝热压缩时外界对气体做正功，内能增加，温度升高，分子平均动能由温度决定，分子热运动的平均动能增加，故A正确，B、D错误；
8.(2025·海南卷，T16)竖直放置的汽缸内，活塞横截面积
S＝0.01 m2，活塞质量不计，活塞与汽缸无摩擦，最初活
塞静止，缸内气体T0＝300 K，V0＝5×10－3 m3，大气压
强p0＝1×105 Pa，g取10 m/s2。
(1)若加热活塞缓慢上升，体积变为V1＝7.5×10－3 m3，求此时的温度T1。
答案：450 K　
(2)若往活塞上放m＝25 kg的重物，保持温度T0不变，求稳定之后，气体的体积V2。
解析：设稳定后气体的压强为p2，根据平衡条件有
p2S＝p0S＋mg
分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为p0，整个过程根据玻意耳定律有p0V0＝p2V2
联立解得V2＝4×10－3 m3。
答案：4×10－3 m3
9．(2025·福建龙岩市模拟)如图甲所示，内壁光滑的柱形汽缸内被活塞封闭了一定质量的理想气体，当封闭气体的温度T0＝300 K时，封闭气体的体积V0＝6×10－3 m3。现对汽缸内的气体缓慢加热，当封闭气体的温度上升至T1＝500 K时，活塞恰好到达汽缸口，V－T图线如图乙，该过程中缸内气体吸收的热量Q＝600 J。已知活塞的质量m＝2 kg，横截面积S＝1×10－2 m2，外界大气压p0＝1×105 Pa，g取10 m/s2。求：
(1)缸内气体的压强p；
解析：选活塞为研究对象，有pS＝p0S＋mg
解得p＝1.02×105 Pa。
答案：1.02×105 Pa　
(2)活塞到达汽缸口时封闭气体的体积V1；
答案：1×10－2 m3　
(3)该过程中封闭气体内能的增量ΔU。
答案：192 J
10．(2025·天河区综合测试)如图(a)，汽车刹车助力泵是一个直径较大的真空腔体，简化图如图(b)所示，内部有一个中部装有推杆的膜片(或活塞)，将腔体隔成两部分，右侧与大气相通，左侧通过真空管与发动机进气管相连。设初始时左侧腔体体积为V，腔内压强为大气压强为p0，膜片横截面积为S，膜片回位弹簧劲度系数为k，初始时处于原长状态，设制动总泵推杆左移x时刹车踏板到底，整个过程忽略温度变化，腔内气体视为理想气体，忽略膜片移动过程中的摩擦阻力。
(1)发动机工作时吸入空气，造成左侧腔体真空，求刹车踏板到底时，助力器推杆人力F的最小值。
解析：发动机工作时吸入空气，造成左侧腔体真空，则对活塞分析可知kx＝p0S＋F
解得F＝kx－p0S。
答案：kx－p0S　
(2)发动机未启动时，真空管无法工作，左侧腔体处于封闭状态，求此状态下刹车踏板到底时，助力器推杆人力F′的最小值。(共66张PPT)
专题十六　热　学
命题点1　热学基本概念和规律
01
　考向1　微观量的估算
1．分子体积的估算——球体模型和立方体模型
项目 适用对象 长度d的意义 分子体积公式
球体模型

立方体模型
固体和液体
分子的直径
气体
分子的平均间距
V0＝d3
2.宏观量与微观量的联系——阿伏加德罗常数的应用
C
　考向2　分子动理论
1．扩散现象、布朗运动与热运动
现象 扩散现象 布朗运动 热运动
活动主体
共同点 区别
联系 分子
固体微小颗粒
分子
(1)都是无规则运动
(2)都随温度的升高而更加剧烈
是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间
是比分子大得多的颗粒的运动，只能在液体、气体中发生
是分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察
扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动
2.分子力和分子势能
分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图
所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。
(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。
(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。
(3)当r＝r0时，分子势能最小。
3．气体压强的微观解释
　　　(2025·天津红桥区期末)关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是(　　)
A．图甲中，微粒越大，单位时间内
受到液体分子撞击次数越多，布朗运
动越明显
B．图乙中，铝块与金块间可以发生扩散现象
C．由图丙可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功
D．图丙中分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力小
B
[解析]　题图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故A错误；
题图乙中，铝块与金块间可以发生扩散现象，故B正确；
由题图丙可知，在r由r1变到r2的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误；
题图丙中分子间距为r2时分子势能最小，可知该位置为平衡位置，分子力为0，即分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力大，故D错误。
　　　(2025·黑吉辽蒙卷，T2)某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体(　　)
A．内能变小　
B．压强变大
C．分子数密度变大
D．每个分子动能都变大
B
[解析]　糖果瓶从刚进入车厢到进入车厢一段时间后，瓶内气体温度升高，内能变大，A错误；
气体体积不变，由查理定律可知，温度升高，压强变大，B正确；
糖果瓶气密性良好，气体分子数不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，C错误；
气体的温度升高，分子的平均动能变大，但并非每个分子动能都变大，D错误。
　考向3　固体和液体的性质
1．晶体与非晶体
分类 晶体 非晶体
单晶体 多晶体 外形 物理性质 熔点
原子排列
联系 规则
不规则
各向异性
各向同性
确定
不确定
有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则
无规则
晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化
2.液体
(1)表面张力：使液体表面积收缩到最小。
(2)毛细现象、浸润和不浸润——液面凸起或凹陷、液体受内部分子作用力和外部固体分子作用力。
(3)液晶：既具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性。
　　　(2025·江苏苏锡常镇一模)石墨烯是从石墨中分离出
的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，
如图所示，则(　　)
A．石墨是非晶体
B．石墨研磨成的细粉末就是石墨烯
C．单层石墨烯厚度约3 μm
D．碳原子在六边形顶点附近不停地振动
D
[解析]　石墨是晶体，故A错误；
石墨烯是石墨中提取出来的新材料，故B错误；
单层石墨烯厚度与原子尺寸10－10 m接近，故C错误；
根据分子动理论可知，固体分子在平衡点不停地振动，故D正确。
　　　(2025·江苏扬州市期末)在玻璃管内加入水银，液面出现
如图所示现象，下列说法正确的是(　　)
A．水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力
B．水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力
C．水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力
D．水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力
[解析]　由题图可知，水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力。
D
命题点2　热力学定律、图像以及气体实验定律的应用
02
1．热力学定律
2．解题思路
　考向1　热力学定律和图像的结合
　　　(多选)(2025·广西柳州市二模)如图所示，一定质量的理想气体经历了a→b→c→a的循环过程，气体在a、b、c状态下的体积分别为Va、Vb、Vc，下列说法正确的是(　　)
A．a→b过程气体对外做功
B．b→c过程气体内能不变
C．c→a过程气体从外界吸热
D．Va＝VbBD
[解析]　a→b过程，压强与热力学温度成正比，根据查理定律可知，气体体积不变，则气体对外不做功，故A错误；
b→c过程，理想气体温度不变，则气体内能不变，故B正确；
c→a过程，理想气体压强一定，温度降低，则气体内能减小，根据盖 吕萨克定律可知，气体体积减小，则外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，c→a过程气体向外界放热，故C错误；
结合上述可知，a→b过程，气体体积不变，b→c过程理想气体温度不变，根据玻意耳定律可知，气体压强减小，则气体体积增大，则有Va＝Vb　　　(2025·安徽安庆市二模)一定质量的理想气体历经如图
所示的循环过程，a→b过程是等温过程，b→c过程是等容过
程，c→a过程是等压过程。下列说法正确的是(　　)
A．a→b过程中气体的内能增加
B．b→c过程中气体向外界放热
C．a→b过程中气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
D．c→a过程中外界对气体做的功等于a→b过程中气体对外界做的功
C
[解析]　a→b过程为等温变化，理想气体的内能不变，故A错误；
a→b过程中气体体积增大，气体对外做功，即W<0，温度不变，即ΔU＝0，由ΔU＝W＋Q，可得Q＝－W>0，即气体吸收的热量全部用来做功，故C正确；
b→c过程为等容变化，W＝0，pc>pb，由查理定律得Tc>Tb，即气体内能增大，ΔU>0，由热力学第一定律得Q>0，即气体从外界吸热，故B错误；
p－V图中，图线与横轴围成的面积在数值上等于气体对外界或外界对气体所做的功，据此由题图可知，c→a过程中外界对气体做的功大于a→b过程中气体对外界做的功，故D错误。
　　　(多选)(2025·甘肃卷，T9)如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关，且随温度升高而增大。下列说法正确的是(　　　)
A．A→B过程为吸热过程
B．B→C过程为吸热过程
C．状态A的压强比状态B的小
D．状态A的内能比状态C的小
ACD
[解析]　A→B过程，体积不变，则W＝0，温度升高，则ΔU>0，根据热力学第一定律，可知Q>0，即该过程吸热，A正确；
B→C过程，温度不变，则ΔU＝0，体积减小，则W>0，根据热力学第一定律，可知Q<0，即该过程为放热过程，B错误；
状态A的温度低于状态C的温度，可知状态A的内能比状态C的小，D正确。
　考向2　热力学定律和气体实验定律的结合
(2025·广东信息卷)如图所示，圆形线圈的匝数n＝200、面积S＝0.3 m2，处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小B随时间t变化的规律为B＝0.05t(T)，回路中接有阻值R＝5 Ω的电热丝，线圈的电阻r＝1 Ω。电热丝密封在体积V＝1×10-3 m3的长方体绝热容器内，容器缸口处有卡环。容器内有一不计质量的活塞，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，活塞左侧封闭一定质量的理想气体，起始时活塞处于容器中间位置，外界大气压强始终为p0＝1×105 Pa，接通电路开始缓慢对气体加热，加热前气体温度为27 ℃。
(1)求流过电热丝的电流。
[答案]　0.5 A　
(2)开始通电使活塞缓慢运动，刚到达卡环时，汽缸内气体的内能增加了100 J，若电热丝产生的热量全部被气体吸收，求此时汽缸内气体的温度及电热丝的通电时间。
根据热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝100 J
可得气体吸收热量Q＝150 J
根据焦耳定律可得Q＝I2Rt，可得电热丝的通电时间t＝120 s。
[答案]　600 K　120 s
　　　(2025·陕晋青宁卷，T13)某种卡车轮胎的标准胎压范围为2.8×105 Pa～3.5×105 Pa。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度T1为300 K时，体积V1和压强p1分别为0.528 m3、3.0×105 Pa；当胎内气体温度升高到T2为350 K时，体积增大到V2为0.560 m3，气体可视为理想气体。
(1)求此时胎内气体的压强p2。
[答案]　3.3×105 Pa　
(2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为7.608×104 J，求胎内气体的内能增加量ΔU。
[答案]　6.6×104 J
命题点3　气体“变质量”问题
03
　　　(2025·江苏宿迁市、南通市、连云港市二模)某校冬季篮球比赛在球馆内进行，篮球被带入球馆前，球内气体的温度t1＝－3 ℃，压强p1＝1.35×105 Pa。被带入球馆后一段时间，球内气体温度t2＝7 ℃，球的体积保持不变。
(1)求温度为t2时球内气体压强p2。
[答案]　1.4×105 Pa　
(2)比赛要求篮球内气体压强p＝1.6×105 Pa，则需充入一定质量的气体。设充气过程中球内气体温度保持t2不变，求充入球内气体的质量与原来球内气体质量的比值k。
(1)将青铜鼎放入展柜后，连接抽气筒，将活塞从单向阀门处向外拉至抽气筒充满气体，求此时抽气筒和展柜内气体的总体积。
(2)抽气一次后，求展柜内气体的压强。
命题点4　
气体实验定律的综合应用
04
1．压强的计算
(1)被活塞或汽缸封闭的气体，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求解，压强单位为Pa。
(2)水银柱密封的气体，应用p＝p0＋ph或p＝p0－ph计算压强，压强p的单位为cmHg或mmHg。
2．合理选取气体变化所遵循的规律列方程
(1)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。
(2)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。
3．关联气体问题：解决由活塞、液柱相联系的两部分气体问题时，根据两部分气体压强、体积的关系，列出关联关系式，再结合气体实验定律或理想气体状态方程求解。
　　　(2025·湖南卷，T13)用热力学方法可测量重力加速
度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内
用液柱封闭了一段长度为L1的空气柱。液柱长为h，密度
为ρ。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为L2，大气压强为p0。
(1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小。
[解析]　设液柱的横截面积为S，竖直放置时空气柱的气体压强为p1，水平放置时空气柱的气体压强为p2
则竖直放置时，对液柱由力的平衡条件有
ρShg＋p0S＝p1S
(2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长h＝0.200 0 m，细管开口向上竖直放置时空气柱温度T1＝305.7 K。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度T2＝300.0 K时，空气柱长度与竖直放置时相同。已知ρ＝1.0×103 kg/m3，p0＝1.0×105 Pa。根据该组实验数据，求重力加速度g的值。
[答案]　9.5 m/s2
(1)环境温度升高后，A部分气体的压强；
(2)环境温度升高后，A部分气体的温度。
模型分类 模型图示 模型分析
活塞模型


液柱模型


一般应用平衡条件分析被封闭气体的压强，有时也应用气体实验定律分析封闭气体压强
一般应用液体压强公式、连通器原理分析被封闭气体的压强
模型分类 模型图示 模型分析
“两团气”问题


寻找“两团气”之间的压强、体积或位移关系，列出辅助方程。然后分别针对“两团气”根据气体实验定律或理想气体状态方程列式，最后联立求解
审题与规范答题(五)——信息处理型
【审题定位】
　　信息处理型试题是指试题提供一些有关信息，然后要求考生根据所学知识，将有用的信息收集起来，经过处理后运用已经掌握的知识和方法解决新问题。这类题型主要涉及知识理解、过程分析、模型转换、方法处理等。这种题型的处理思路为：
(1)领会问题的情境，在所给的信息中获取有用的信息，构造相应的物理模型；
(2)合理选择研究对象，分析研究对象的受力情况、状态变化、能量变化等信息；
(3)运用试题所给规律、方法或自己已经掌握的物理规律和方法求解。
【题目示例】
(10分)如图所示，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒
组成，下边大圆筒高为40 cm。两圆筒中各有一个厚度不计的
活塞，a活塞横截面积为10 cm2，质量为2.5 kg，b活塞横截面积
为20 cm2，质量为5 kg。两活塞用长为40 cm①刚性轻质杆连接，
两活塞间密封气体A，b活塞下方密封气体B，②a活塞导热性能
良好，汽缸及b活塞为绝热。初始时，两部分气体与外界环境温度均为27 ℃，b活塞恰好处于大圆筒中央，③此时连杆上的力刚好为零，已知大气压强为1×105 Pa，不计活塞与汽缸间摩擦，活塞不漏气，重力加速度g取10 m/s2。
(1)求初始时B部分气体压强。
(2)若电阻丝④缓慢加热B部分气体，当活塞b上升10 cm时，此时B部分气体的温度是多少？此时连杆上作用力大小是多少？(设气体温度保持不变)
【信息提取】
序号 信息提取
① 轻杆的重力不计
② A中气体做等温变化，B中的气体温度变化
③ 初始状态活塞只受重力和气体的压力
④ 加热过程活塞受力平衡
【规范答题】
(1)(第1个给分点：3分)
对活塞a有pASa＝p0Sa＋mag(1分)
对活塞b有pBSb＝pASb＋mbg(1分)
解得pB＝1.5×105 Pa。(1分)
对于A部分气体
初状态VA＝20×10 cm3＋20×20 cm3＝600 cm3
末状态VA′＝30×10 cm3＋10×20 cm3＝500 cm3
由玻意耳定律有pAVA＝pA′VA′(1分)
对a、b活塞及轻杆整体有pB′Sb＋pA′Sa＝pA′Sb＋(ma＋mb)g＋p0Sa(2分)
对b活塞有pB′Sb＋F＝pA′Sb＋mbg(1分)
可得T＝487.5 K(1分)
F＝25 N。(1分)

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