高考熱學(xué)命題選自生產(chǎn)生活、科學(xué)與科技中與熱學(xué)知識相關(guān)的情境，信息維度更加廣闊，題干中除了直接提供的信息和知識外，還隱藏更多間接信息、數(shù)據(jù)和結(jié)論。題目可以包含近些年主要的科研成果和應(yīng)用要求考生不只是熟悉書本上的知識，還需要通過提取關(guān)鍵信息和數(shù)據(jù)，運(yùn)用綜合知識進(jìn)行分析和推理。
圖文信息和數(shù)據(jù)表格增加，信息量的廣度和深度同時(shí)增加，同時(shí)更多信息會被隱藏。注意挖掘題目潛在的信息。
分子動(dòng)理論和熱學(xué)圖像、氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用依然是考查的熱點(diǎn)內(nèi)容。
一.“玻璃管液封”模型
1.三大氣體實(shí)驗(yàn)定律
(1)玻意耳定律(等溫變化)：p1V1＝p2V2或pV＝C(常數(shù)).
(2)查理定律(等容變化)：eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2)或eq \f(p,T)＝C(常數(shù)).
(3)蓋—呂薩克定律(等壓變化)：eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)或eq \f(V,T)＝C(常數(shù)).
2.利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣態(tài)方程解決問題的基本思路
3.玻璃管液封模型
求液柱封閉的氣體壓強(qiáng)時(shí)，一般以液柱為研究對象分析受力、列平衡方程，要注意：
(1)液體因重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小為p＝ρgh(其中h為至液面的豎直高度)；
(2)不要漏掉大氣壓強(qiáng)，同時(shí)又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力；
(3)有時(shí)可直接應(yīng)用連通器原理——連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等；
(4)當(dāng)液體為水銀時(shí)，可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”等，使計(jì)算過程簡捷.
二．“汽缸活塞類”模型
汽缸活塞類問題是熱學(xué)部分典型的物理綜合題，它需要考慮氣體、汽缸或活塞等多個(gè)研究對象，涉及熱學(xué)、力學(xué)等物理知識，需要靈活、綜合地應(yīng)用知識來解決問題.
1.一般思路
(1)確定研究對象，一般地說，研究對象分兩類：一類是熱學(xué)研究對象(一定質(zhì)量的理想氣體)；另一類是力學(xué)研究對象(汽缸、活塞或某系統(tǒng)).
(2)分析物理過程，對熱學(xué)研究對象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程，依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程；對力學(xué)研究對象要正確地進(jìn)行受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程.
(3)挖掘題目的隱含條件，如幾何關(guān)系等，列出輔助方程.
(4)多個(gè)方程聯(lián)立求解.對求解的結(jié)果注意檢驗(yàn)它們的合理性.
2.常見類型
(1)氣體系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，需綜合應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和物體的平衡條件解題.
(2)氣體系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài)，需要綜合應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題.
(3)兩個(gè)或多個(gè)汽缸封閉著幾部分氣體，并且汽缸之間相互關(guān)聯(lián)的問題，解答時(shí)應(yīng)分別研究各部分氣體，找出它們各自遵循的規(guī)律，并寫出相應(yīng)的方程，還要寫出各部分氣體之間壓強(qiáng)或體積的關(guān)系式，最后聯(lián)立求解.
三．“變質(zhì)量氣體”模型
分析變質(zhì)量氣體問題時(shí)，要通過巧妙地選擇研究對象，使變質(zhì)量氣體問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體問題，用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解.
(1)打氣問題：選擇原有氣體和即將充入的氣體作為研究對象，就可把充氣過程中氣體質(zhì)量變化問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題.
(2)抽氣問題：將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象，質(zhì)量不變，故抽氣過程可以看成是等溫膨脹過程.
(3)灌氣問題：把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體整體作為研究對象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題.
(4)漏氣問題：選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象，便可使問題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化，可用理想氣體的狀態(tài)方程求解.
（建議用時(shí)：30分鐘）
一、單選題
1．（2024·廣西·校聯(lián)考一模）如圖所示，兩根粗細(xì)相同的玻璃管下端用橡皮管相連，左管內(nèi)封有一段長 SKIPIF 1 < 0 的氣體，右管開口，左管水銀面比右管內(nèi)水銀面高 SKIPIF 1 < 0 ，大氣壓強(qiáng)為 SKIPIF 1 < 0 ，現(xiàn)移動(dòng)右側(cè)玻璃管，使兩側(cè)管內(nèi)水銀面相平，此時(shí)氣體柱的長度為（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】設(shè)玻璃管橫截面積為S，初始狀態(tài)氣柱長度為
SKIPIF 1 < 0
密閉氣體初始狀態(tài)壓強(qiáng)
SKIPIF 1 < 0
體積
SKIPIF 1 < 0
移動(dòng)右側(cè)玻璃管后，壓強(qiáng)
SKIPIF 1 < 0
體積
SKIPIF 1 < 0
根據(jù)玻意耳定律得
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
故選C。
2．（2023·湖南永州·統(tǒng)考二模）肺活量是指在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 SKIPIF 1 < 0 下，人盡力呼氣時(shí)呼出氣體的體積，是衡量心肺功能的重要指標(biāo)。如圖所示為某同學(xué)自行設(shè)計(jì)的肺活量測量裝置，體積為 SKIPIF 1 < 0 的空腔通過細(xì)管與吹氣口和外部玻璃管密封連接，玻璃管內(nèi)裝有密度為 SKIPIF 1 < 0 的液體用來封閉氣體。測量肺活量時(shí)，被測者盡力吸足空氣，通過吹氣口將肺部的空氣盡力吹入空腔中，若此時(shí)玻璃管兩側(cè)的液面高度差設(shè)為h，大氣壓強(qiáng)為 SKIPIF 1 < 0 保持不變，重力加速度為g，忽略氣體溫度的變化，則人的肺活量為（ ）

A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】設(shè)人的肺活量為V，將空腔中的氣體和人肺部的氣體一起研究，初狀態(tài)
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
末狀態(tài) SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
根據(jù)壓強(qiáng)關(guān)系有
SKIPIF 1 < 0
根據(jù)玻意耳定律有
SKIPIF 1 < 0
聯(lián)立解得
SKIPIF 1 < 0
故選C。
3．（2024·福建寧德·福建省寧德第一中學(xué)?？家荒＃┧y氣壓計(jì)在超失重情況下不能顯示準(zhǔn)確的氣壓。若某次火箭發(fā)射中攜帶了一只水銀氣壓計(jì)。發(fā)射的火箭艙密封，起飛前艙內(nèi)溫度 SKIPIF 1 < 0 ，水銀氣壓計(jì)顯示艙內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1個(gè)大氣壓 SKIPIF 1 < 0 。當(dāng)火箭以加速度a＝g豎直向上起飛時(shí)，艙內(nèi)水銀氣壓計(jì)示數(shù)穩(wěn)定在 SKIPIF 1 < 0 ，已知水銀氣壓計(jì)的示數(shù)與液柱高度成正比，如圖所示。可視為起飛時(shí)重力加速度恒為g，則起飛時(shí)艙內(nèi)氣體的溫度是（ ）

A．250KB．300KC．360KD．400K
【答案】C
【解析】設(shè)當(dāng)火箭以加速度a＝g的加速度豎直向上起飛時(shí)，倉內(nèi)氣體壓強(qiáng)為 SKIPIF 1 < 0 ，對氣壓計(jì)內(nèi)的水銀柱，根據(jù)牛頓第二定律有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
設(shè)此時(shí)水銀氣壓計(jì)內(nèi)液柱高度為h，有
SKIPIF 1 < 0
又
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
所以
SKIPIF 1 < 0
以倉內(nèi)氣體為研究對象，有
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，氣體等容變化有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
故選C。
4．某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置，研究燒瓶內(nèi)封閉氣體的體積一定時(shí)壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系，初始時(shí)封閉氣體的攝氏溫度為 SKIPIF 1 < 0 ，往容器內(nèi)加熱水，可以改變封閉氣體的溫度t，用 SKIPIF 1 < 0 （ SKIPIF 1 < 0 ）表示封閉氣體升高的攝氏溫度，p表示溫度為t時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)，則圖乙中可能正確的圖線是（ ）

A．①B．②C．③D．④
【答案】A
【解析】燒瓶內(nèi)封閉氣體的體積一定，由查理定律有
SKIPIF 1 < 0
又
SKIPIF 1 < 0
所以有
SKIPIF 1 < 0
整理得
SKIPIF 1 < 0
可見 SKIPIF 1 < 0 圖像為一次函數(shù)，斜率為 SKIPIF 1 < 0 ，截距為 SKIPIF 1 < 0 ，均為正值，故正確的圖線是①。
故選A。
二、多選題
5．（2023·天津和平·統(tǒng)考二模）氣壓式升降椅通過氣缸上下運(yùn)動(dòng)來調(diào)節(jié)椅子的升降，其簡易結(jié)構(gòu)如圖所示，圓柱形氣缸與椅面固定連接，柱狀氣缸桿與底座固定連接，可自由移動(dòng)的氣缸與氣動(dòng)桿之間封閉一定質(zhì)量的理想氣體，設(shè)氣缸氣密性、導(dǎo)熱性良好，忽略摩擦力，設(shè)氣體初始狀態(tài)為A，某人坐上椅面后，椅子緩慢下降一段距離達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)B，然后打開空調(diào)，一段時(shí)間后，室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度，穩(wěn)定后氣體的狀態(tài)為C（此過程中人的雙腳一直懸空），下列判斷正確的是（ ）
A．從A到B的過程中氣體從外界吸熱
B．從A到B的過程中氣體壓強(qiáng)增大
C．從B到C的過程中氣體壓強(qiáng)增大
D．從B到C的過程中氣體向外放熱
【答案】BD
【解析】AB．分析題意可知A→B是等溫變化，內(nèi)能不變，人坐上椅面，理想氣體體積減小，根據(jù)玻意耳定律可知?dú)怏w壓強(qiáng)增大。因?yàn)閴嚎s氣體所以外界對氣體做功，即 SKIPIF 1 < 0 ，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知
SKIPIF 1 < 0
可知
SKIPIF 1 < 0
即氣體向外界放熱。故A錯(cuò)誤，B正確；
CD．從B→C的過程中根據(jù)人的雙腳一直懸空可知人對椅面的壓力大小不變，又因?yàn)橐蚊娴拿娣e不變則理想氣體的壓強(qiáng)不變，隨著室溫降低則內(nèi)能減小，根據(jù)蓋呂薩克定律可知?dú)怏w體積減小，外界對氣體做功，即 SKIPIF 1 < 0 ，根據(jù)熱力學(xué)第一定律
SKIPIF 1 < 0
可知
SKIPIF 1 < 0
即氣體向外界放熱。故C錯(cuò)誤，D正確。
故選BD。
6．（2023·廣東汕頭·統(tǒng)考三模）某同學(xué)設(shè)計(jì)的氣壓升降機(jī)如圖所示，豎直圓柱形汽缸用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸內(nèi)壁光滑，活塞與內(nèi)壁接觸緊密無氣體泄漏，活塞橫截面積為S，活塞及其上方裝置總重力 SKIPIF 1 < 0 ，活塞停在內(nèi)壁的小支架上，與缸底的距離為H，氣體溫度為 SKIPIF 1 < 0 ，壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng) SKIPIF 1 < 0 ：現(xiàn)給電熱絲通電，經(jīng)過一段時(shí)間，活塞緩慢上升 SKIPIF 1 < 0 。則在上述過程中，下列說法正確的是（ ）

A．汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)先變大后不變
B．活塞緩慢上升 SKIPIF 1 < 0 時(shí)，汽缸內(nèi)氣體的溫度為 SKIPIF 1 < 0
C．汽缸內(nèi)氣體的分子的平均速率先增大后減小
D．除分子碰撞外，汽缸內(nèi)氣體分子間作用力表現(xiàn)為引力
【答案】AB
【解析】AB．根據(jù)題意可知，當(dāng)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為
SKIPIF 1 < 0
時(shí)，開始向上移動(dòng)，則汽缸內(nèi)氣體體積在汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)未到達(dá) SKIPIF 1 < 0 時(shí)保持不變，做等容變化，隨著溫度的升高，壓強(qiáng)增大，由查理定律有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
之后，活塞向上移動(dòng)，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，做等壓變化，由蓋呂薩克定律有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
故AB正確；
C．由上述分析可知，汽缸內(nèi)氣體的溫度一直增大，則汽缸內(nèi)氣體的分子的平均速率一直增大，故C錯(cuò)誤；
D．理想氣體分子間作用力可視為零，故D錯(cuò)誤。
故選AB。
7．如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的汽缸開口向下懸吊在天花板上，用一厚度不計(jì)的活塞A將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中，平衡時(shí)活塞距缸口距離為 SKIPIF 1 < 0 。已知外部大氣壓強(qiáng)恒為 SKIPIF 1 < 0 ，外界環(huán)境溫度恒為 SKIPIF 1 < 0 ，缸口到缸底距離為 SKIPIF 1 < 0 ，活塞的質(zhì)量為 SKIPIF 1 < 0 （ SKIPIF 1 < 0 為活塞的橫截面積、 SKIPIF 1 < 0 為重力加速度）。如果將汽缸開口向上置于水平面上，忽略活塞與汽缸之間的摩擦。則（ ）
A．再次平衡時(shí)，活塞A下降的高度為 SKIPIF 1 < 0
B．再次平衡時(shí)，活塞A下降的高度為 SKIPIF 1 < 0
C．要使活塞A恢復(fù)到原來位置，環(huán)境溫度為 SKIPIF 1 < 0
D．要使活塞A恢復(fù)到原來位置，環(huán)境溫度為 SKIPIF 1 < 0
【答案】BD
【解析】AB．汽缸懸吊時(shí)，封閉氣體壓強(qiáng)為
SKIPIF 1 < 0
開口向上時(shí)，封閉氣體壓強(qiáng)
SKIPIF 1 < 0
由玻意耳定律得
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
故活塞A下降的高度為
SKIPIF 1 < 0
可知A錯(cuò)誤，B正確；
CD．活塞A恢復(fù)到原位置時(shí)，由蓋—呂薩克定律得
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
故C錯(cuò)誤，D正確。
故選BD。
三、解答題
8．（2023·重慶·校聯(lián)考三模）澆花水溫與氣溫相差太大易傷害花卉。如圖為養(yǎng)花人常使用的氣壓式澆花噴壺結(jié)構(gòu)圖，噴壺裝入水后旋緊噴頭套，通過拉桿打氣按壓后，按下泄壓閥即可噴水（不噴水時(shí)泄壓閥處于關(guān)閉狀態(tài)）。某次取水溫 SKIPIF 1 < 0 的井水裝入壺中旋緊后擱置一段時(shí)間（水未裝滿），待壺中水溫達(dá)到環(huán)境溫度 SKIPIF 1 < 0 時(shí)再澆水。已知大氣壓強(qiáng)恒為 SKIPIF 1 < 0 ，噴壺導(dǎo)熱性良好，壺中氣體可視為理想氣體，裝水旋緊壺中密閉氣體溫度視為與井水同溫。
（1）求壺中水溫達(dá)到環(huán)境溫度時(shí)壺中壓強(qiáng)大小p（最后結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；
（2）若同樣量的井水經(jīng)過擱置達(dá)到環(huán)境溫度再裝入壺中，然后通過拉桿打氣使壺中壓強(qiáng)達(dá)到 SKIPIF 1 < 0 （打氣過程中壺內(nèi)氣體溫度可視為不變），求壓進(jìn)氣體的質(zhì)量與壺內(nèi)水面上原有氣體的質(zhì)量之比（最后結(jié)果用分式表示）。

【答案】（1） SKIPIF 1 < 0 ；（2） SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）裝入壺中的井水旋緊封閉后體積不變，設(shè)壺中水溫達(dá)到環(huán)境溫度時(shí)壺中壓強(qiáng)大小為p，根據(jù)查理定律
SKIPIF 1 < 0
井水熱力學(xué)溫度
SKIPIF 1 < 0
環(huán)境熱力學(xué)溫度
SKIPIF 1 < 0
得壺中水溫達(dá)到環(huán)境溫度時(shí)壺中壓強(qiáng)大小
SKIPIF 1 < 0
（2）在環(huán)境溫度下，設(shè)壺內(nèi)水面上空氣體積為V，壓進(jìn)氣體的體積為 SKIPIF 1 < 0 ，根據(jù)玻意耳定律
SKIPIF 1 < 0
可得
SKIPIF 1 < 0
壓進(jìn)氣體和原有氣體的壓強(qiáng)相同，由于同種氣體在相同壓強(qiáng)和相同溫度下密度相等，故壓進(jìn)氣體的質(zhì)量與壺內(nèi)原有氣體的質(zhì)量之比
SKIPIF 1 < 0
9．如圖甲所示，高為 SKIPIF 1 < 0 圓柱形氣缸底部安裝有電熱絲（體積可忽略），可以通過加熱來改變缸內(nèi)的溫度。氣缸口有固定卡銷。氣缸內(nèi)用質(zhì)量為 SKIPIF 1 < 0 、橫截面積為 SKIPIF 1 < 0 的活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，此時(shí)活塞剛好在氣缸口，此時(shí)氣缸內(nèi)氣體溫度為 SKIPIF 1 < 0 ，壓強(qiáng)為 SKIPIF 1 < 0 。大氣壓強(qiáng)恒為 SKIPIF 1 < 0 ，重力加速度為 SKIPIF 1 < 0 。不計(jì)活塞及固定卡銷厚度，活塞可沿氣缸壁無摩擦滑動(dòng)且不漏氣。求：
（1）保持氣體溫度不變，將氣缸豎直放置如圖乙所示，求活塞距缸底的距離 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）在氣缸豎直放置時(shí)，接通氣缸底部的電熱絲緩慢給氣體加熱，一直到氣體溫度升高到 SKIPIF 1 < 0 。求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。
【答案】（1） SKIPIF 1 < 0 ；（2） SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）初始時(shí)，對封閉氣體，壓強(qiáng)為
SKIPIF 1 < 0
體積為
SKIPIF 1 < 0
豎直放置時(shí)，壓強(qiáng)為
SKIPIF 1 < 0
體積為
SKIPIF 1 < 0
由玻意耳定律，有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
（2）假設(shè)活塞剛好到達(dá)氣缸口時(shí)，氣體溫度為 SKIPIF 1 < 0 ，由蓋—呂薩克定律，有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
此后氣體體積不再變化，由查理定律，得
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
10．（2024·河北·一模）中國宇航員計(jì)劃在2030年之前登上月球，其中宇航服的研制與開發(fā)需要達(dá)到更高的要求。研究團(tuán)隊(duì)在地面對宇航服進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的過程中，宇航服內(nèi)的氣體可視為理想氣體，初始時(shí)其體積為V，溫度為T，壓強(qiáng)為 SKIPIF 1 < 0 ，其中 SKIPIF 1 < 0 為大氣壓強(qiáng)，求：
（1）若將宇航服內(nèi)氣體的溫度升高到 SKIPIF 1 < 0 ，且氣體的壓強(qiáng)不變，則氣體對外做多少功；
（2）若在初始狀態(tài)將宇航服的閥門打開，外界氣體緩慢進(jìn)入宇航服內(nèi)，直至內(nèi)、外氣體壓強(qiáng)相等，均為 SKIPIF 1 < 0 后不再進(jìn)氣，此時(shí)宇航服內(nèi)理想氣體的體積為 SKIPIF 1 < 0 ，且此過程中，氣體的溫度保持為T不變，則進(jìn)入宇航服內(nèi)氣體的質(zhì)量與原有質(zhì)量之比為多少。
【答案】（1） SKIPIF 1 < 0 ；（2）1：1
【解析】（1）氣體的壓強(qiáng)不變，氣體等壓變化
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
氣體對外做功
SKIPIF 1 < 0
（2）氣體的溫度保持為T不變，氣體等溫變化，則
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
進(jìn)入宇航服內(nèi)氣體的質(zhì)量與原有質(zhì)量之比為
SKIPIF 1 < 0
（建議用時(shí)：30分鐘）
一、單選題
1．如圖甲所示，足夠長的內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱性良好的汽缸用橫截面積 SKIPIF 1 < 0 的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，初始時(shí)汽缸豎直放置，給活塞施加豎直向下的推力使活塞緩慢向下移動(dòng)，當(dāng)氣體的壓強(qiáng)為 SKIPIF 1 < 0 時(shí)，活塞離汽缸底部的距離為 SKIPIF 1 < 0 ，此時(shí)推力 SKIPIF 1 < 0 ?，F(xiàn)將汽缸緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) SKIPIF 1 < 0 ，該過程中保持推力 SKIPIF 1 < 0 大小不變、方向始終垂直于活塞，最終靜止在水平面上，如圖乙所示。已知大氣壓強(qiáng) SKIPIF 1 < 0 ，環(huán)境溫度不變，重力加速度 SKIPIF 1 < 0 。則（ ）
A．活塞的質(zhì)量為 SKIPIF 1 < 0
B．圖乙狀態(tài)下，理想氣體的壓強(qiáng)為 SKIPIF 1 < 0
C．圖乙狀態(tài)下，活塞離汽缸底部的距離為 SKIPIF 1 < 0
D．緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)汽缸的過程中，氣體向外放出熱量
【答案】C
【解析】A．初始時(shí)對活塞分析可得
SKIPIF 1 < 0
代入數(shù)據(jù)解得
SKIPIF 1 < 0
選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．圖乙狀態(tài)下，對活塞分析可得
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)理想氣體的等溫變化，由玻意耳定律得
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
選項(xiàng)C正確；
D．緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)汽缸的過程中，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，氣體體積增大，對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w從外界吸收熱量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
2．豎直的U形玻璃管一端封閉，另一端開口向上，如圖所示，用水銀柱密封一定質(zhì)量的理想氣體，在保持溫度不變的情況下，假設(shè)在管子的D處鉆一個(gè)小孔，則管內(nèi)被封閉的氣體壓強(qiáng)p和氣體體積V的變化情況為（ ）

A．p、V都不變B．V增大、p減小
C．V減小、p增大D．無法確定
【答案】B
【解析】設(shè)玻璃管兩側(cè)水銀面的高度差是h，大氣壓強(qiáng)為 SKIPIF 1 < 0 ，則封閉氣體壓強(qiáng)為
SKIPIF 1 < 0
在管子的D處鉆一小孔，最終封閉氣體的壓強(qiáng) SKIPIF 1 < 0 變小，氣體溫度不變，由玻意耳定律可知，封閉氣體體積變大。
故選B。
3．（2023·山東·模擬預(yù)測）一同學(xué)研究某款保溫壺（如圖）的保溫性能，將保溫壺裝半壺水后蓋上蓋，壺內(nèi)水面上方就封閉一部分空氣，開始時(shí)水的溫度為97℃，封閉空氣的壓強(qiáng)為p1，過一天后，水的溫度變?yōu)?7℃，此時(shí)封閉空氣的壓強(qiáng)為p2，封閉空氣的溫度與壺內(nèi)水的溫度相同，封閉空氣可視為一定質(zhì)量的理想氣體，不考慮水的蒸發(fā)對封閉空氣體積和壓強(qiáng)的影響，下列說法正確的是（ ）
A．此過程中氣體的內(nèi)能增大B．此過程中每個(gè)氣體分子的動(dòng)能均減小
C．此過程中氣體向外界放出熱量D．前后兩次氣體壓強(qiáng)之比 SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】AC．此過程中氣體體積不變，所以不做功，即W = 0，氣體溫度降低，則氣體內(nèi)能減小，即?U < 0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律
?U = W＋Q
則Q < 0，即氣體向外界放出熱量，A錯(cuò)誤，C正確；
B．氣體溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，但并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都減小，B錯(cuò)誤；
D．初始狀態(tài)封閉空氣的溫度為
T1= (97＋273)K = 370K
一天后壺內(nèi)封閉空氣的溫度為
T2= (57＋273)K = 330K
又空氣體積不變，根據(jù)查理定律可得
SKIPIF 1 < 0
數(shù)學(xué)變換得
SKIPIF 1 < 0
D錯(cuò)誤。
故選C。
4．（2023·安徽黃山·統(tǒng)考二模）如圖甲所示，斜面上氣缸和活塞內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，一根平行于斜面的輕繩一端連接活塞，另一端固定，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。開始?xì)怏w攝氏溫度為t，通過氣缸內(nèi)電熱絲緩慢升高氣體溫度，升溫過程封閉氣體的 SKIPIF 1 < 0 圖像如圖乙所示，已知斜面傾角為30°，重力加速度為g，大氣壓強(qiáng)為 SKIPIF 1 < 0 ，氣缸和活塞均絕熱且不漏氣，氣缸（含電熱絲）質(zhì)量為M、活塞面積為S、質(zhì)量為m，所有接觸面均光滑。則（ ）
A．封閉氣體壓強(qiáng)恒為 SKIPIF 1 < 0
B．在此過程中，封閉氣體增加的內(nèi)能等于吸收熱量
C．封閉氣體的體積為2V時(shí)，其攝氏溫度為2t
D．剪斷輕繩瞬間，氣缸的加速度大小為 SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】A．對氣缸受力分析
SKIPIF 1 < 0
得
SKIPIF 1 < 0
A正確；
B．根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知
SKIPIF 1 < 0
體積增大過程 SKIPIF 1 < 0 ，因此封閉氣體增加的內(nèi)能不等于吸收熱量，B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)蓋呂薩克定理可知
SKIPIF 1 < 0
溫度為熱力學(xué)溫標(biāo)時(shí)成正比，此題為攝氏溫標(biāo)，不成正比，C錯(cuò)誤；
D．剪斷輕繩瞬間，活塞和氣缸位置不變，因此壓強(qiáng)不變，故氣缸的受力不變，加速度大小為0。D錯(cuò)誤。
故選A。
二、多選題
5．如圖所示的連通器A、B管內(nèi)封有空氣，C管敞口豎直向上，K為閥門。開始時(shí)A、B、C內(nèi)水銀面等高，B管中封閉氣體長度大于A管中封閉氣體長度，A、B、C管橫截面積依次減小。若在C管中沿管壁注入少許水銀，三管液面上升高度分別為hA、hB、hC。若不注入水銀而是打開K，使水銀流出少許（A、B、C管中水銀面不會降到管口下方），三管液面下降高度分別為hA'、hB'、hC'。假設(shè)以上過程中氣體溫度不變，以下說法正確的是（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】BC
【解析】AB．在C管中沿管壁注入少許水銀，管內(nèi)的壓強(qiáng)不變，溫度不變，所以體積不變，那么A、B、C的氣體長度也不變，依舊是 SKIPIF 1 < 0 ，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；
CD．初始時(shí)刻，三管中水銀保持水平，說明ABC氣壓相同；放掉一部分水銀，但是還保持每個(gè)柱里都有水銀，是保持質(zhì)量、溫度不變，等溫膨脹，根據(jù)玻意耳定律pV=C，氣壓減??；假設(shè)流出水銀后三管液面仍然相平，根據(jù)玻意耳定律，原先空氣柱最長的氣壓減小的最少，故其氣壓最大，這個(gè)時(shí)候它會壓著水銀柱到其他兩管中，故原來空氣柱最長液面的最低，下降高度最大，原來空氣柱最短的液面最高，下降高度最小，即 SKIPIF 1 < 0 ，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。
故選BC。
6．（2023·山西·一模）高壓鍋是一種常見的鍋具，是通過增大氣壓來提升液體沸點(diǎn)，達(dá)到快速烹煮食物。如圖為某燃?xì)鈮毫﹀伡捌浣Y(jié)構(gòu)簡圖，廚師將食材放進(jìn)鍋內(nèi)后蓋上密封鍋蓋，并將壓力閥套在出氣孔上開始加熱烹煮。當(dāng)加熱至鍋內(nèi)壓強(qiáng)為1.27atm時(shí)，壓力閥剛要被頂起而發(fā)出嘶響聲；繼續(xù)加熱，當(dāng)鍋內(nèi)溫度為117°C時(shí)達(dá)到沸點(diǎn)，停止加熱。已知加熱前鍋內(nèi)溫度為27°C，壓強(qiáng)為1atm， 壓力閥套在出氣孔上的橫截面積為 SKIPIF 1 < 0 ，g取10 SKIPIF 1 < 0 。忽略加熱過程水蒸氣和食材（包括水）導(dǎo)致的氣體體積變化，氣體可視為理想氣體。則（ ）
A．壓力閥的質(zhì)量約為0.1kg
B．壓力閥剛要被頂起時(shí)鍋內(nèi)溫度為108°C
C．停止加熱時(shí)放出氣體的質(zhì)量為加熱前鍋內(nèi)氣體質(zhì)量的 SKIPIF 1 < 0
D．停止加熱時(shí)鍋內(nèi)氣體的質(zhì)量為加熱前鍋內(nèi)氣體質(zhì)量的 SKIPIF 1 < 0
【答案】BD
【解析】B．設(shè)加熱前鍋內(nèi)溫度為
SKIPIF 1 < 0
壓強(qiáng)為
SKIPIF 1 < 0
當(dāng)加熱至鍋內(nèi)壓強(qiáng)為
SKIPIF 1 < 0
時(shí)，壓力閥剛要被頂起而發(fā)出嘶響聲，在這個(gè)過程中，氣體體積不變，由查理定律得
SKIPIF 1 < 0
得
SKIPIF 1 < 0
B正確；
A．壓力閥剛要被頂起時(shí)，設(shè)壓力閥的質(zhì)量為m，由受力平衡得
SKIPIF 1 < 0
代入數(shù)據(jù)得
SKIPIF 1 < 0
A錯(cuò)誤；
CD．設(shè)鍋內(nèi)溫度達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)溫度為
SKIPIF 1 < 0
從壓力閥剛要被頂起到達(dá)到沸點(diǎn)的過程，鍋內(nèi)壓強(qiáng)不變，由蓋-呂薩克定律
SKIPIF 1 < 0
得
SKIPIF 1 < 0
停止加熱時(shí)放出氣體的質(zhì)量與加熱前鍋內(nèi)氣體質(zhì)量的比為
SKIPIF 1 < 0
停止加熱時(shí)鍋內(nèi)氣體的質(zhì)量為加熱前鍋內(nèi)氣體質(zhì)量的比為
SKIPIF 1 < 0
D正確，C錯(cuò)誤。
故選BD。
7．（2023·廣東·模擬預(yù)測）如圖所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣（視為理想氣體），設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則下列各個(gè)描述細(xì)管中被封閉的空氣狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】BD
【解析】溫度不變，細(xì)管中的氣體做等溫變化，由玻意耳定律
SKIPIF 1 < 0
可得
SKIPIF 1 < 0
故BD符合題意，AC不符合題意。
故選BD。
三、解答題
8．（2023·河北·高考真題）如圖，某實(shí)驗(yàn)小組為測量一個(gè)葫蘆的容積，在葫蘆開口處豎直插入一根兩端開口、內(nèi)部橫截面積為 SKIPIF 1 < 0 的均勻透明長塑料管，密封好接口，用氮?dú)馀趴諆?nèi)部氣體，并用一小段水柱封閉氮?dú)?。外界溫度?SKIPIF 1 < 0 時(shí)，氣柱長度 SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 ；當(dāng)外界溫度緩慢升高到 SKIPIF 1 < 0 時(shí)，氣柱長度變?yōu)?SKIPIF 1 < 0 。已知外界大氣壓恒為 SKIPIF 1 < 0 ，水柱長度不計(jì)。
（1）求溫度變化過程中氮?dú)鈱ν饨缱龅墓Γ?br>（2）求葫蘆的容積；
（3）試估算被封閉氮?dú)夥肿拥膫€(gè)數(shù)（保留2位有效數(shù)字）。已知 SKIPIF 1 < 0 氮?dú)庠?SKIPIF 1 < 0 狀態(tài)下的體積約為 SKIPIF 1 < 0 ，阿伏伽德羅常數(shù) SKIPIF 1 < 0 取 SKIPIF 1 < 0 。
【答案】（1） SKIPIF 1 < 0 ；（2） SKIPIF 1 < 0 ；（3） SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）由于水柱的長度不計(jì)，故封閉氣體的壓強(qiáng)始終等于大氣壓強(qiáng)。設(shè)大氣壓強(qiáng)為 SKIPIF 1 < 0 ，塑料管的橫截面積為 SKIPIF 1 < 0 ，初、末態(tài)氣柱的長度分別為 SKIPIF 1 < 0 ，氣體對外做的功為 SKIPIF 1 < 0 。根據(jù)功的定義有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
（2）設(shè)葫蘆的容積為 SKIPIF 1 < 0 ，封閉氣體的初、末態(tài)溫度分別為 SKIPIF 1 < 0 ，體積分別為 SKIPIF 1 < 0 ，根據(jù)蓋—呂薩克定律有
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
聯(lián)立以上各式并代入題給數(shù)據(jù)得
SKIPIF 1 < 0
（3）設(shè)在 SKIPIF 1 < 0 狀態(tài)下， SKIPIF 1 < 0 氮?dú)獾捏w積為 SKIPIF 1 < 0 、溫度為 SKIPIF 1 < 0 ，封閉氣體的體積為 SKIPIF 1 < 0 ，被封閉氮?dú)獾姆肿觽€(gè)數(shù)為 SKIPIF 1 < 0 。根據(jù)蓋一呂薩克定律有
SKIPIF 1 < 0
其中
SKIPIF 1 < 0
聯(lián)立以上各式并代入題給數(shù)據(jù)得
SKIPIF 1 < 0 個(gè)
9．（2022·湖南·統(tǒng)考高考真題）如圖，小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)液體拉力測量儀。一個(gè)容積 SKIPIF 1 < 0 的導(dǎo)熱汽缸下接一圓管，用質(zhì)量 SKIPIF 1 < 0 、橫截面積 SKIPIF 1 < 0 的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與圓管壁間摩擦不計(jì)。活塞下端用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一質(zhì)量 SKIPIF 1 < 0 的U形金屬絲，活塞剛好處于A位置。將金屬絲部分浸入待測液體中，緩慢升起汽缸，使金屬絲從液體中拉出，活塞在圓管中的最低位置為B。已知A、B間距離 SKIPIF 1 < 0 ，外界大氣壓強(qiáng) SKIPIF 1 < 0 ，重力加速度取 SKIPIF 1 < 0 ，環(huán)境溫度保持不變，求：
（1）活塞處于A位置時(shí)，汽缸中的氣體壓強(qiáng) SKIPIF 1 < 0 ；
（2）活塞處于B位置時(shí)，液體對金屬絲拉力F的大小。
【答案】（1） SKIPIF 1 < 0 ；（2） SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）將活塞與金屬絲視為一整體，因平衡則有
SKIPIF 1 < 0
代入數(shù)據(jù)解得
SKIPIF 1 < 0
（2）當(dāng)活塞在B位置時(shí)，汽缸內(nèi)壓強(qiáng)為p2，則有
SKIPIF 1 < 0
代入數(shù)據(jù)解得
SKIPIF 1 < 0
將活塞與金屬絲視為一整體，因平衡則有
SKIPIF 1 < 0
聯(lián)立解得
SKIPIF 1 < 0
10．（2022·山東·統(tǒng)考高考真題）某些魚類通過調(diào)節(jié)體內(nèi)魚鰾的體積實(shí)現(xiàn)浮沉。如圖所示，魚鰾結(jié)構(gòu)可簡化為通過閥門相連的A、B兩個(gè)密閉氣室，A室壁厚、可認(rèn)為體積恒定，B室壁簿，體積可變；兩室內(nèi)氣體視為理想氣體，可通過閥門進(jìn)行交換。質(zhì)量為M的魚靜止在水面下H處。B室內(nèi)氣體體積為V，質(zhì)量為m；設(shè)B室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與魚體外壓強(qiáng)相等、魚體積的變化與B室氣體體積的變化相等，魚的質(zhì)量不變，魚鰾內(nèi)氣體溫度不變。水的密度為ρ，重力加速度為g。大氣壓強(qiáng)為p0，求：
（1）魚通過增加B室體積獲得大小為a的加速度、需從A室充入B室的氣體質(zhì)量?m；
（2）魚靜止于水面下H1處時(shí)，B室內(nèi)氣體質(zhì)量m1。
【答案】（1） SKIPIF 1 < 0 ；（2） SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）由題知開始時(shí)魚靜止在H處，設(shè)此時(shí)魚的體積為 SKIPIF 1 < 0 ，有
SKIPIF 1 < 0
且此時(shí)B室內(nèi)氣體體積為V，質(zhì)量為m，則
SKIPIF 1 < 0
魚通過增加B室體積獲得大小為a的加速度，則有
SKIPIF 1 < 0
聯(lián)立解得需從A室充入B室的氣體質(zhì)量
SKIPIF 1 < 0
（2）B室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與魚體外壓強(qiáng)相等，則魚靜止在H處和水面下H1處時(shí)，B室內(nèi)的壓強(qiáng)分別為
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
由于魚靜止時(shí)，浮力等于重力，則魚的體積不變，由于題可知，魚體積的變化與B室氣體體積的變化相等，則魚在水下靜止時(shí)，B室內(nèi)氣體體積不變，由題知開始時(shí)魚靜止在H處時(shí)，B室內(nèi)氣體體積為V，質(zhì)量為m，由于魚鰾內(nèi)氣體溫度不變，若 SKIPIF 1 < 0 ，則在H處時(shí)，B室內(nèi)氣體需要增加，設(shè)吸入的氣體體積為ΔV，根據(jù)玻意耳定律有
SKIPIF 1 < 0
則此時(shí)B室內(nèi)氣體質(zhì)量
SKIPIF 1 < 0
若 SKIPIF 1 < 0 ，則在H處時(shí)，B室內(nèi)氣體需要減少，設(shè)釋放的氣體體積為ΔV，根據(jù)玻意耳定律有
SKIPIF 1 < 0
則此時(shí)B室內(nèi)氣體質(zhì)量
SKIPIF 1 < 0

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