專題13 熱學  1．（2021·山東卷）如圖所示，密封的礦泉水瓶中，距瓶口越近水的溫度越高。一開口向下、導熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中，小瓶中封閉一段空氣。擠壓礦泉水瓶，小瓶下沉到底部；松開后，小瓶緩慢上浮，上浮過程中，小瓶內(nèi)氣體（　?。?/span>A．內(nèi)能減少B．對外界做正功C．增加的內(nèi)能大于吸收的熱量D．增加的內(nèi)能等于吸收的熱量2．（2021·山東卷）血壓儀由加壓氣囊、臂帶，壓強計等構成，如圖所示。加壓氣囊可將外界空氣充入臂帶，壓強計示數(shù)為臂帶內(nèi)氣體的壓強高于大氣壓強的數(shù)值，充氣前臂帶內(nèi)氣體壓強為大氣壓強，體積為V；每次擠壓氣囊都能將的外界空氣充入臂帶中，經(jīng)5次充氣后，臂帶內(nèi)氣體體積變?yōu)?/span>，壓強計示數(shù)為。已知大氣壓強等于，氣體溫度不變。忽略細管和壓強計內(nèi)的氣體體積。則V等于（　　）A． B． C． D．3．（2021·湖南卷）如圖，兩端開口、下端連通的導熱汽缸，用兩個輕質絕熱活塞（截面積分別為和）封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細沙，活塞從下降高度到位置時，活塞上細沙的總質量為。在此過程中，用外力作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過程環(huán)境溫度和大氣壓強保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為。下列說法正確的是（　　）A．整個過程，外力做功大于0，小于B．整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變C．整個過程，理想氣體的內(nèi)能增大D．整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于E.左端活塞到達位置時，外力等于4．（2021·全國卷）如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)經(jīng)熱力學過程、、后又回到狀態(tài)a。對于、、三個過程，下列說法正確的是（　　）A．過程中，氣體始終吸熱B．過程中，氣體始終放熱C．過程中，氣體對外界做功D．過程中，氣體的溫度先降低后升高E.過程中，氣體的溫度先升高后降低5．（2021·廣東卷）為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示，某種藥瓶的容積為0.9mL，內(nèi)裝有0.5mL的藥液，瓶內(nèi)氣體壓強為，護士把注射器內(nèi)橫截面積為、長度為0.4cm、壓強為的氣體注入藥瓶，若瓶內(nèi)外溫度相同且保持不變，氣體視為理想氣體，求此時藥瓶內(nèi)氣體的壓強。 6．（2021·湖南卷）小贊同學設計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實驗裝置，如圖所示。導熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質量、截面積的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質直桿中心置于固定支點上，左端用不可伸長的細繩豎直懸掛活塞，右端用相同細繩豎直懸掛一個質量的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當電子天平示數(shù)為時，測得環(huán)境溫度。設外界大氣壓強，重力加速度。（1）當電子天平示數(shù)為時，環(huán)境溫度為多少？（2）該裝置可測量的最高環(huán)境溫度為多少？7．（2021·河北卷）某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時，壓強為。（1）當夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時夾層中空氣的壓強；（2）當保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質量與原有空氣質量的比值，設環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強為。8．（2021·全國卷）如圖，一汽缸中由活塞封閉有一定量的理想氣體，中間的隔板將氣體分為A、B兩部分；初始時，A、B的體積均為V，壓強均等于大氣壓p0，隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置，當隔板兩邊壓強差超過0.5p0時隔板就會滑動，否則隔板停止運動。氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動活塞，使B的體積減小為。（i）求A的體積和B的壓強；（ⅱ）再使活塞向左緩慢回到初始位置，求此時A的體積和B的壓強。9．（2021·全國卷）如圖，一玻璃裝置放在水平桌面上，豎直玻璃管A、B、C粗細均勻，A、B兩管的上端封閉，C管上端開口，三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通。A、B兩管的長度分別為，。將水銀從C管緩慢注入，直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差。已知外界大氣壓為。求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差。10．（2021·廣東卷）在高空飛行的客機上某乘客喝完一瓶礦泉水后，把瓶蓋擰緊。下飛機后發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶變癟了，機場地面溫度與高空客艙內(nèi)溫度相同。由此可判斷，高空客艙內(nèi)的氣體壓強______（選填“大于”、“小于”或“等于”）機場地面大氣壓強：從高空客艙到機場地面，礦泉水瓶內(nèi)氣體的分子平均動能______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。11．（2021·河北卷）兩個內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B，汽缸內(nèi)用輕質絕熱活塞封閉完全相同的理想氣體，如圖1所示，現(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細沙，若A中細沙的質量大于B中細沙的質量，重新平衡后，汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能______（填“大于”“小于”或“等于”）汽缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能，圖2為重新平衡后A、B汽缸中氣體分子速率分布圖像，其中曲線______（填圖像中曲線標號）表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。12．（2021·全國卷）如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個不同過程，分別由體積-溫度（V-t）圖上的兩條直線I和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標；t0為它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0是它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0=-273.15℃；a、b為直線I上的一點。由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強之比=___________；氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比=___________。1．（2020·北京卷）如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷兩個過程，先后到達狀態(tài)B和C。有關A、B和C三個狀態(tài)溫度和的關系，正確的是（　?。?/span>A． B．C． D．2．（2020·北京卷）分子力隨分子間距離的變化如圖所示。將兩分子從相距處釋放，僅考慮這兩個分于間的作用，下列說法正確的是（　?。?/span>A．從到分子間引力、斥力都在減小B．從到分子力的大小先減小后增大C．從到分子勢能先減小后增大D．從到分子動能先增大后減小3．（2020·天津卷）水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意如圖。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關閉充氣口?？蹌影鈾C將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體（    ）A．壓強變大 B．對外界做功C．對外界放熱 D．分子平均動能變大4．（2020·山東卷）一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)a→b、b→c、c→a三個過程后回到初始狀態(tài)a，其p-V圖像如圖所示。已知三個狀態(tài)的坐標分別為a（V0， 2p0）、 b（2V0，p0）、c（3V0，2p0） 以下判斷正確的是（　　）A．氣體在a→b過程中對外界做的功小于在b→c過程中對外界做的功B．氣體在a→b過程中從外界吸收的熱量大于在b→c過程中從外界吸收的熱量C．在c→a過程中，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量D．氣體在c→a過程中內(nèi)能的減少量大于b→c過程中內(nèi)能的增加量5．（2020·江蘇卷）玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體。下列關于玻璃的說法正確的有（　?。?/span>A．沒有固定的熔點B．天然具有規(guī)則的幾何形狀C．沿不同方向的導熱性能相同D．分子在空間上周期性排列6．（2020·全國卷）如圖，一開口向上的導熱氣缸內(nèi)。用活塞封閉了一定質量的理想氣體，活塞與氣缸壁間無摩擦。現(xiàn)用外力作用在活塞上。使其緩慢下降。環(huán)境溫度保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)。在活塞下降過程中（　?。?/span>A．氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增知B．氣體壓強逐漸增大，內(nèi)能不變C．氣體壓強逐漸增大，放出熱量D．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變E.外界對氣體做功，氣體吸收熱量7．（2020·海南卷）如圖，圓柱形導熱氣缸長，缸內(nèi)用活塞（質量和厚度均不計）密閉了一定質量的理想氣體，缸底裝有一個觸發(fā)器D，當缸內(nèi)壓強達到時，D被觸發(fā)，不計活塞與缸壁的摩擦。初始時，活塞位于缸口處，環(huán)境溫度，壓強。(1)若環(huán)境溫度不變，緩慢向下推活塞，求D剛好被觸發(fā)時，到缸底的距離；(2)若活塞固定在缸口位置，緩慢升高環(huán)境溫度，求D剛好被觸發(fā)時的環(huán)境溫度。8．（2020·江蘇卷）一定質量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其圖象如圖所示，求該過程中氣體吸收的熱量Q。9．（2020·山東卷）中醫(yī)拔罐的物理原理是利用玻璃罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進而治療某些疾病。常見拔罐有兩種，如圖所示，左側為火罐，下端開口；右側為抽氣拔罐，下端開口，上端留有抽氣閥門。使用火罐時，先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自然降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部大氣壓，使火罐緊緊吸附在皮膚上。抽氣拔罐是先把罐體按在皮膚上，再通過抽氣降低罐內(nèi)氣體壓強。某次使用火罐時，罐內(nèi)氣體初始壓強與外部大氣壓相同，溫度為450 K，最終降到300 K，因皮膚凸起，內(nèi)部氣體體積變?yōu)楣奕莘e的。若換用抽氣拔罐，抽氣后罐內(nèi)剩余氣體體積變?yōu)槌闅獍喂奕莘e的，罐內(nèi)氣壓與火罐降溫后的內(nèi)部氣壓相同。罐內(nèi)氣體均可視為理想氣體，忽略抽氣過程中氣體溫度的變化。求應抽出氣體的質量與抽氣前罐內(nèi)氣體質量的比值。
 10．（2020·全國卷）如圖，兩側粗細均勻、橫截面積相等、高度均為H=18cm的U型管，左管上端封閉，右管上端開口。右管中有高h0= 4cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的距離l= 12cm。管底水平段的體積可忽略。環(huán)境溫度為T1=283K。大氣壓強p0=76cmHg。（i）現(xiàn)從右側端口緩慢注入水銀（與原水銀柱之間無氣隙），恰好使水銀柱下端到達右管底部。此時水銀柱的高度為多少？（ii）再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時密封氣體的溫度為多少？11．（2020·全國卷）甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體（可視為理想氣體）。甲罐的容積為V，罐中氣體的壓強為p；乙罐的容積為2V，罐中氣體的壓強為?，F(xiàn)通過連接兩罐的細管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相同且在調(diào)配過程中保持不變，調(diào)配后兩罐中氣體的壓強相等。求調(diào)配后：（i）兩罐中氣體的壓強；（ii）甲罐中氣體的質量與甲罐中原有氣體的質量之比。【答案】（i）；（ii）12．（2020·全國卷）潛水鐘是一種水下救生設備，它是一個底部開口、上部封閉的容器，外形與鐘相似。潛水鐘在水下時其內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險的需要。為計算方便，將潛水鐘簡化為截面積為S、高度為h、開口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為H的水下，如圖所示。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g，大氣壓強為p0，Hh，忽略溫度的變化和水密度隨深度的變化。（1）求進入圓筒內(nèi)水的高度l；（2）保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強為p0時的體積。13．（2020·江蘇卷）一瓶酒精用了一些后，把瓶蓋擰緊，不久瓶內(nèi)液面上方形成了酒精的飽和汽，此時_____（選填“有”或“沒有”）酒精分子從液面飛出。當溫度升高時，瓶中酒精飽和汽的密度_____（選填“增大”“減小”或“不變”）。14．（2020·全國卷）下列關于能量轉換過程的敘述，違背熱力學第一定律的有_______，不違背熱力學第一定律、但違背熱力學第二定律的有_______。（填正確答案標號）A．汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱B．冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C．某新型熱機工作時將從高溫熱源吸收的熱量全部轉化為功，而不產(chǎn)生其他影響D．冰箱的制冷機工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)15．（2020·全國卷）分子間作用力F與分子間距r的關系如圖所示，r= r1時，F=0。分子間勢能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子間的勢能為零。若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠處向O點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢能_____（填“減小“不變”或“增大”）；在間距由r2減小到r1的過程中，勢能_____ （填“減小”“不變”或“增大”）；在間距等于r1處，勢能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。   1．（2019·海南卷）一定量的理想氣體從狀態(tài)M出發(fā)，經(jīng)狀態(tài)N、P、Q回到狀態(tài)M，完成一個循環(huán)。從M到N、從P到Q是等溫過程；從N到P、從Q到M是等容過程；其體積—溫度圖像（V—T圖）如圖所示，下列說法正確的是（　?。?/span>A．從M到N是吸熱過程B．從N到P是吸熱過程C．從P到Q氣體對外界做功D．從Q到M是氣體對外界做功E.從Q到M氣體的內(nèi)能減少2．（2019·江蘇卷）在沒有外界影響的情況下，密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長時間后，該氣體      ．A．分子的無規(guī)則運動停息下來 B．每個分子的速度大小均相等C．分子的平均動能保持不變 D．分子的密集程度保持不變3．（2019·北京卷）下列說法正確的是A．溫度標志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度B．內(nèi)能是物體中所有分子熱運動所具有的動能的總和C．氣體壓強僅與氣體分子的平均動能有關D．氣體膨脹對外做功且溫度降低，分子的平均動能可能不變4．（2019·海南卷）如圖，一封閉的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，一重量不可忽略的光滑活塞將容器內(nèi)的理想氣體分為A、B兩部分，A體積為，壓強為；B體積為，壓強為?，F(xiàn)將容器緩慢轉至水平，氣體溫度保持不變，求此時A、B兩部分氣體的體積。5．（2019·江蘇卷）如圖所示，一定質量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過程，B→C的絕熱過程（氣體與外界無熱量交換），其中B→C過程中內(nèi)能減少900J．求A→B→C過程中氣體對外界做的總功．6．（2019·全國卷）如圖，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為2.0cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm。若將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為76cmHg，環(huán)境溫度為296K。（1）求細管的長度；（2）若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時密封氣體的溫度。 7．（2019·全國卷）如圖，一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個汽缸連通而成，容器平放在地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮氣。平衡時，氮氣的壓強和體積分別為p0和V0，氫氣的體積為2V0，空氣的壓強為p。現(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，活塞沒有到達兩汽缸的連接處，求：(1)抽氣前氫氣的壓強；(2)抽氣后氫氣的壓強和體積。8．（2019·全國卷）熱等靜壓設備廣泛用于材料加工中．該設備工作時，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對放入爐腔中的材料加工處理，改部其性能．一臺熱等靜壓設備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13 m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到爐腔中．已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2 m3，使用前瓶中氣體壓強為1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0×106 Pa；室溫溫度為27 ℃．氬氣可視為理想氣體．（1）求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強；（2）將壓入氬氣后的爐腔加熱到1 227 ℃，求此時爐腔中氣體的壓強．9．（2019·江蘇卷）由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的．在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為_____（選填“引力”或“斥力”）．分子勢能Ep和分子間距離r的關系圖象如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子Ep的是圖中______（選填“A”“B”或“C”）的位置．10．（2019·全國卷）如p-V圖所示，1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不同狀態(tài)，對應的溫度分別是T1、T2、T3．用N1、N2、N3分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)，則N1______N2，T1______T3，T3，N2______N3．（填“大于”“小于”或“等于”）11．（2019·全國卷）某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體．初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界．現(xiàn)使活塞緩慢移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同．此時，容器中空氣的溫度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空氣的密度． 

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