高考物理热学专项复习

这是一份高考物理热学专项复习，共35页。试卷主要包含了分子大小，扩散现象和布朗运动，分子力，分子势能，内能，[2019·全国卷Ⅱ·T33等内容，欢迎下载使用。

热学复习专题



考点
考向
1．分子动理论　内能
考向1.分子动理论
考向2.内能
2．固体、液体　气体分子的运动特点
考向1.固体、液体
考向2.气体分子的运动特点
3． 热力学定律与气体图像的综合问题
考向1.热力学定律的理解与应用
考向2.热力学定律与气体实验定律结合
4．气体实验定律和理想气体状态方程
考向1.只涉及一部分气体的问题
考向2.涉及多部分气体相联系的问题
考向3.气体变质量问题

1．分子大小
（1）阿伏加德罗常数：NA＝6.02×1023 mol－1。
（2）分子体积：V0＝（占有空间的体积）。
（3）分子质量：m0＝。
（4）油膜法估测分子的直径：d＝。（其中V为纯油酸的体积）
2．扩散现象和布朗运动
（1）扩散现象特点：温度越高，扩散越快。
（2）布朗运动特点：（悬浮在）液体内固体微粒做永不停息、无规则的运动，微粒越小，温度越高，运动越剧烈。
3．分子力
分子间引力与斥力的合力。分子间距离增大，引力和斥力均减小；分子间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快。
4．分子势能
分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大；当分子间距为r0（分子间的距离为r0时，分子间作用力的合力为0）时，分子势能最小。
5．内能
物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，所以任何物体都具有内能。
【例题】
1．[2021·重庆]图1和图2中曲线分别描述了某物理量随分之间的距离变化的规律，为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线对应的物理量分别是（　　）

A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③

【变式题】
2．[2020·全国卷Ⅰ]分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r= r1时，F=0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能_____（填“减小“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能_____ （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。

3．将分子a固定在x轴上的O点，另一分子b由无穷远处只在分子间作用力作用下沿x轴的负方向运动，其分子势能随两分子的空间关系的变化规律如图所示。则下列说法正确的是（　　）

A．分子b在x=x2处时的速度最大
B．分子b由x=x2处向x=x1处运动的过程中分子力减小
C．分子b在x=x2处受到的分子力为零
D．分子b由无穷远处向x=x2处运动的过程中，分子b的加速度先增大后减小
E．分子b可能运动到x=x1的左侧
【例题】
4．下列说法正确的是_______．
A．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大
B．已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可算出该气体分子间的平均距离
C．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
D．附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润
E．若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力均增大

分子力与分子间距离的关系是学生易错点，学生常错误地认为分子间距离增大时，分子力一定减小。

1．固体和液体
（1）晶体和非晶体
比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
形状
规则
不规则
不规则
熔点
固定
固定
不固定
特性
各向异性
各向同性
各向同性
（2）液晶的性质
液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学性质上表现出各向异性。
（3）液体的表面张力
使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切。
2．气体状态参量

3．气体分子运动特点

【例题】
5．[2021·河北高考]两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸A、B，汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气体，如图1所示，现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若A中细沙的质量大于B中细沙的质量，重新平衡后，汽缸A内气体的内能______（填“大于”“小于”或“等于”）汽缸B内气体的内能，图2为重新平衡后A、B汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲线______（填图像中曲线标号）表示汽缸B中气体分子的速率分布规律。

6．[2020·江苏高考]玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体。下列关于玻璃的说法正确的有（　　）
A．没有固定的熔点
B．天然具有规则的几何形状
C．沿不同方向的导热性能相同
D．分子在空间上周期性排列
7．[2019·全国卷Ⅰ·T33（1）]某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体．初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界．现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同．此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度．
8．[2019·全国卷Ⅱ·T33（1）]如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3．用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1______N2，T1______T3，T3，N2______N3．（填“大于”“小于”或“等于”）

9．[2017·全国卷Ⅰ·T33（1）]氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是________．

A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大

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。

1． ΔU＝Q＋W的正负号法则

注：气体在真空中自由膨胀时，W＝0。
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，也可以从单一热源吸收热量全部转化为功，但不引起其他变化是不可能的。
2．外界对气体做功的计算
（1）气体等压变化中，对外做功大小为W＝pΔV。
（2）非等压变化可用p­V图像中图线与坐标V轴包围的面积表示功，也可用W＝pΔV定性分析。
【例题】
10．[2021·山东高考]如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体（　　）

A．内能减少
B．对外界做正功
C．增加的内能大于吸收的热量
D．增加的内能等于吸收的热量
11．[2022·广东高考]
利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程__________（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量__________（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。
12．[2018·全国卷Ⅰ·T33（1）]如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是（　　）

A．过程①中气体的压强逐渐减小
B．过程②中气体对外界做功
C．过程④中气体从外界吸收了热量
D．状态c、d的内能相等
E．状态d的压强比状态b的压强小

【变式题】
13．[2022·全国乙卷]一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如图上的两条线段所示，则气体在（　　）

A．状态a处的压强大于状态c处的压强
B．由a变化到b的过程中，气体对外做功
C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变
D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热
E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
【例题】
14．[2018·全国卷Ⅲ·T33（1）]如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示．在此过程中______．

A．气体温度一直降低
B．气体内能一直增加
C．气体一直对外做功
D．气体一直从外界吸热
E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功
【变式题】
15．[2017·全国卷Ⅲ]如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a．下列说法正确的是（ ）

A．在过程ab中气体的内能增加
B．在过程ca中外界对气体做功
C．在过程ab中气体对外界做功
D．在过程bc中气体从外界吸收热量
E．在过程ca中气体从外界吸收热量
16．[2021·全国乙卷]如图，一定量的理想气体从状态经热力学过程、、后又回到状态a。对于、、三个过程，下列说法正确的是（　　）

A．过程中，气体始终吸热
B．过程中，气体始终放热
C．过程中，气体对外界做功
D．过程中，气体的温度先降低后升高
E．过程中，气体的温度先升高后降低
【例题】
17．[2016·全国卷Ⅱ]一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p–T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O．下列判断正确的是（　　）

A．气体在a、c两状态的体积相等
B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
【变式题】
18．[2022·全国甲卷]一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如图上从a到b的线段所示。在此过程中（　　）

A．气体一直对外做功
B．气体的内能一直增加
C．气体一直从外界吸热
D．气体吸收的热量等于其对外做的功
E．气体吸收的热量等于其内能的增加量
19．[2022·安徽省黄山市高三下第二次质量检测]某容器内封闭一定质量的理想气体。气体开始处于状态a，经历三个过程、、回到原状态，其图像如图所示。则下面说法正确的是（　　）

A．a、b、c三个状态中b的体积最大
B．a、b、c三个状态中c的单位体积中的分子数最少
C．过程bc中气体一定吸热
D．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数相同
E．过程ab吸收的热量小于过程ca释放的热量

【例题】
20．[2022·河南省郑州市高三下二模]如图所示，圆柱形绝热汽缸固定在倾角为的斜面上，汽缸深度为H，汽缸口有固定卡槽。汽缸内用质量为m、横截面积为S的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞到汽缸底部的距离为，汽缸内气体温度为To。现缓慢对气体加热，一直到气体温度升高到3To，加热过程中电热丝产生热量Q。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，大气压强恒为po，不计活塞及固定卡槽的厚度，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。重力加速度为g，求：
i．气体温度升高到3To时的压强。
ii．气体温度从To升高到3To的过程中增加的内能。


1．应用热力学第一定律的“三看”“三想”

2．热力学第一定律ΔU＝Q＋W中W和Q的符号可以这样确定：只要此项改变对内能增加有正贡献的即为正。

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（这种情况下得出的压强单位为Pa）。
注：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：（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，然后应用实验定律或理想气体状态方程等规律求解。
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。
【例题】
21．[2021·全国]如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积-温度（V-t）图上的两条直线I和Ⅱ表示，V1和V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0是它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0=-273.15℃；a、b为直线I上的一点。由图可知，气体在状态a和b的压强之比=___________；气体在状态b和c的压强之比=___________。

22．[2014·山东]一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示，将一质量、体积的重物捆绑在开口朝下的浮筒上，向浮筒内冲入一定质量的气体，开始时筒内液面到水面的距离，筒内气体体积，在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面的距离为时，拉力减为零，此时气体体积为，随后浮筒和重物自动上浮，求和。
已知：大气压强，水的密度，重力加速度的大小，不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。





23．[2022·山东]某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为p0，求：
（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量Dm；
（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。









24． [2022·全国乙卷]如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、m，面积分别为、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。（重力加速度常量g）
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。


【变式题】
25．如图所示，气缸放在地面上，开口向上，缸内质量为m的活塞与气缸内部无摩擦，封闭一段理想气体，绕过光滑定滑轮的轻绳与活塞与放在地面上质量为2m的物块相连，开始时，绳处于伸直状态但无弹力，活塞面积为S，活塞离气缸内底的距离为h，大气压强为p0，缸内气体的温度为T1，气缸的质量大于物块的质量，重力加速度为g．

①要使物块对地面的压力刚好为零，需要将缸内气体温度降为多少？
②要使物块上升的高度，需要将缸内气体的温度降为多少？

【变式题】
26．[2019·河北衡水摸底]如图所示，透热的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝200kg，活塞质量m＝10kg，活塞横截面积S＝100cm2.活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气.此时，缸内气体的温度为27℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止.已知大气压恒为p0＝1.0×105Pa，重力加速度为g＝10m/s2.求：

(1)汽缸内气体的压强p1；
(2)汽缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在汽缸缸口AB处？此过程中汽缸内的气体是吸热还是放热？



27．[2022·内蒙古呼伦贝尔市高三下一模]如图所示，横截面积S=0.01m2的薄壁汽缸开口向上竖直放置，a、b为固定在汽缸内壁的卡口，a、b之间的距离h=0.03m，b到汽缸底部的距离H=0.45m，质量m=10kg的水平活塞与汽缸内壁接触良好，只能在a、b之间移动。刚开始时缸内理想气体的压强为大气压强p0=1×105Pa，热力学温度T0=300K，活塞停在b处。取重力加连度大小g=10m/s2，活塞厚度、卡口的体积均可忽略，汽缸、活塞的导热性能均良好，不计活塞与汽缸之间的摩擦。若缓慢升高缸内气体的温度，外界大气压强恒定，求：
（i）当活塞刚要离开卡口b时，缸内气体的热力学温度T1；
（ii）当缸内气体的热力学温度T2=400K时，缸内气体的压强p。

【例题】
28．[2022·全国甲卷]如图，容积均为、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为、温度为的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通：汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为和、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。
（1）将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
（2）将环境温度缓慢改变至，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。



【变式题】
29．[2018·泉州一模]如图所示，A、B是两个固定在地面上的气缸，两气缸的活塞用水平轻质细杆相连，A的活塞面积是B的2倍，活塞处于静止状态，两气缸内封闭的气体压强均等于大气压强p0，气体温度均为27℃．A的活塞与A气缸底部相距10cm，B的活塞与B气缸底部相连20cm，现使两气缸内气体缓慢升高相同温度至活塞在水平方向移动了2cm后再次平衡（活塞不会脱离气缸），不计活塞与气缸之间的摩擦．

①通过计算分析说明气体升温的过程中活塞的移动方向；
②求再次平衡时A气缸的气体压强和温度．




30．如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K，两气缸的容积均为V0气缸中各有一个绝热活塞（质量不同，厚度可忽略）．开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为理想气体），压强分别为p0和；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦。求：

（i）恒温热源的温度T；
（ii）重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx


【例题】
31．[2020·山东]中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口；右侧为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门。使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时，罐内气体初始压强与外部大气压相同，温度为450 K，最终降到300 K，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的。若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的，罐内气压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。

【变式题】
32．[2022·江西省赣州市高三下一模]为做好新冠疫情的常态化防控工作，工作人员每天对校园进行严格的消毒，某喷雾消毒桶装置简化图如图所示，通过打气筒使空气压入密闭消毒桶内，从而将桶中的消毒液从喷雾口压出，喷雾管的喷雾口与喷雾消毒桶顶部等高，忽略喷雾管的体积。消毒桶高为H=60cm，横截面积S=0.1㎡，开始时喷雾口阀门K打开，向桶内倒入消毒液后关闭加水口，桶内气体的体积V=22.5L，喷雾口与液面的高度差为h=22.5cm，已知消毒液的密度=1.0×103kg/m3外界大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，整个过程中气体可视为理想气体且温度保持不变。
（1）若要将桶中消毒液从喷雾口压出，求压入桶中的空气在外界环境下体积的最小值；
（2）若打气前先关闭阀门K，通过打气筒每次可以向消毒桶内充入压强为p0、体积为V0=1.5L的空气，然后打开K，进行消毒，消毒完成时，喷雾口刚好不再喷出药液，此时喷雾口与桶内液面的高度差为h'=50cm，求打气筒的打气次数n。

【例题】
33．如图所示，粗细均匀的薄壁U形玻璃管竖直放置，导热良好，左管上端封闭，封口处有段水银柱1，右管上端开口且足够长，另有两段水银柱2、3封闭了A、B两部分理想气体，外界大气压强恒为p0=75cmHg，环境温度T0=288K。开始时，三段水银柱长均为h0=10cm， A气柱长为LA=20cm ， B气柱长为LB=10cm，气柱A和水银柱2各有一半长度在水平部分，现缓慢升高环境温度，使水银柱2在水平管中的水银刚好全部压入竖直管中。求：
（1）环境温度升高后气体的温度；
（2）环境温度升高过程中，水银柱3上升的高度（保留1位小数）。


（1）等温变化：pV＝C或p1V1＝p2V2；
（2）等容变化：＝C或＝；
（3）等压变化：＝C或＝；
（4）理想气体状态方程：＝C或＝或＋＝。


参考答案：
1．D
【详解】根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像；
根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r变化的图像；
根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小，可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。
D正确，故选D。
2．     减小     减小     小于
【详解】[1]从距点很远处向点运动，两分子间距减小到的过程中，分子间体现引力，引力做正功，分子势能减小；
[2]在的过程中，分子间仍然体现引力，引力做正功，分子势能减小；
[3]在间距等于之前，分子势能一直减小，取无穷远处分子间势能为零，则在处分子势能小于零。
3．ACD
【详解】A．分子在运动过程中，只有分子势能与动能之间的转化，由图像可知，分子b在x=x2处的分子势能最小，则分子b在此处的动能最大，分子b在此处的速度最大，A正确；
C．根据图像可知，分子b在分子力作用下由无穷远运动至x2过程中，分子势能减小，表明分子力做正功，之后，分子势能增大，表明分子力做负功，说明在x=x2处动能最大，即此时分子间相互作用的引力和斥力二者大小相等，故分子b在x=x2处受到的分子力为零，C正确；
B．由于在x=x2处b受到的分子力为零，当分子间距离小于x2时，分子力表现为斥力，且随分子间距离的减小，分子力增大，B错误；
D．分子间距离大于x2时，分子力表现为引力，分子b由无穷远处向x=x2处运动的过程中，分子力先由零增大后来又减小到零，因此分子b的加速度先增大后减小，D正确；
E．因初始时分子b的分子势能及分子动能均为零，由能量守恒知，当分子b运动到x=x1处时，其分子势能为零，故其分子动能也为零，然后分子b向x轴正方向运动，两分子之间的距离增大，因此分子b不可能运动到x=x1的左侧，E错误。
故选ACD。
4．BDE
【详解】A．温度是分子平均动能的标志，气体温度升高，分子的平均动能增加，分子的平均速率增大，不是每个气体分子运动的速率都增大，故A错误；
B．知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可求出气体的摩尔体积，然后求出每个气体分子占据的空间大小，从而能求出气体分子间的平均距离，故B正确；
C．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，产生了其他影响，即消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，故C错误；
D．附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，附着层内分子间作用表现为斥力，附着层有扩展趋势，液体与固体间表现为浸润，故D正确；
E．若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力均增大，故E正确．
故选BDE．
5．     大于     ①
【详解】[1]对活塞分析有

因为A中细沙的质量大于B中细沙的质量，故稳定后有；所以在达到平衡过程中外界对气体做功有

则根据

因为气缸和活塞都是绝热的，故有

即重新平衡后A气缸内的气体内能大于B气缸内的气体内能；
[2]由图中曲线可知曲线②中分子速率大的分子数占总分子数百分比较大，即曲线②的温度较高，所以由前面分析可知B气缸温度较低，故曲线①表示气缸B中气体分子的速率分布。
6．AC
【详解】根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形。它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。它没有固定的熔点。
故选AC。
7．     低于     大于
【详解】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故，但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大，气体对外界做功，即，根据热力学第一定律可知：，故容器内气体内能减小，温度降低，低于外界温度．
最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：
又，m为容器内气体质量
联立得：
取容器外界质量也为m的一部分气体，由于容器内温度T低于外界温度，故容器内气体密度大于外界．
故本题答案为：低于；大于．
8．     大于     等于     大于
【详解】（1）1、2等体积，2、3等压强
由pV=nRT得：=，V1=V2，故=，可得：T1=2T2，即T1>T2，由于气体分子的密度相同，温度高，碰撞次数多，故N1>N2；
由于p1V1= p3V3；故T1=T3；
则T3>T2，又p2=p3，2状态气体分子的密度大，分子运动缓慢，单个分子平均作用力小，3状态气体分子的密度小，分子运动剧烈，单个分子平均作用力大．故3状态碰撞容器壁分子较少，即N2>N3；
9．ABC
【详解】A. 由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等；故A项符合题意.
B温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0 ℃时的情形，分子平均动能较小，则B项符合题意.
C. 实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，故为100℃时的情形，故C项符合题意.
D. 图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目；故D项不合题意
E.由图可知，0～400 m/s段内，100℃对应的占据的比例均小于与0℃时所占据的比值，因此100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小；则E项不合题意．
10．B
【详解】A．由于越接近矿泉水瓶口，水的温度越高，因此小瓶上浮的过程中，小瓶内温度升高，内能增加，A错误；
B．在小瓶上升的过程中，小瓶内气体的温度逐渐升高，压强逐渐减小，根据理想气体状态方程

气体体积膨胀，对外界做正功，B正确；
CD．由AB分析，小瓶上升时，小瓶内气体内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律

由于气体对外做功，因此吸收的热量大于增加的内能，CD错误。
故选B。
11．     不是     大于
【详解】[1]空调将热量从温度低的室内传递到温度较高的室外，这个过程要消耗电能，不是自发的过程；
[2]由于空调的压缩机做功，使得空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量。
12．BDE
【详解】A．过程①中，气体由a到b，体积V不变、T升高，则压强增大，A错；
B．过程②中，气体由b到c，体积V变大，对外界做功，B对；
C．过程④中，气体由d到e，温度T降低，内能ΔU减小，体积V不变，气体不做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W得Q0，根据热力学第一定律
∆U=W+Q
可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，选项CE正确，D错误。
故选BCE。
19．BCE
【详解】AB．根据可知 a、b、c三个状态中，ab两态体积相等，c的体积最大，单位体积中的分子数最少，选项A错误，B正确；
C．过程bc中温度不变，内能不变，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体一定吸热，选项C正确；
D．b和c两个状态中，b态压强大于c态压强，两态温度相同，气体分子平均速率相同；b态气体分子数密度较大，则b态容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数较多，选项D错误；
E．过程ab体积不变，内能增加，则过程ab吸收的热量等于内能增加量；过程ca压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，则根据热力学第一定律可知，气体放热，且放出的热量等于气体内能减小量与外界对气体做功的代数和；因过程ab内能增加量等于过程ca内能减小量，可知过程ab吸收的热量小于过程ca释放的热量，选项E正确。
故选BCE。
20．i．；ii．
【详解】i．初始时活塞受力平衡，有

解得

活塞达到卡槽前压强恒为P1，由盖-吕萨克定律得

解得
T1=2T0
活塞达到卡槽后体积不变，由查理定律得

解得

ii.电热丝产生的热量为Q，气体对外做功

由热力学第一定律知，气体增加的内能

解得

21．     1    
【详解】[1]根据盖吕萨克定律有

整理得

由于体积-温度（V-t）图像可知，直线I为等压线，则a、b两点压强相等，则有

[2]设时，当气体体积为 其压强为 ，当气体体积为 其压强为，根据等温变化，则有

由于直线I和Ⅱ各为两条等压线，则有
，
联立解得

22．；
【详解】当时，由平衡条件得

代入数据得

设筒内气体初、末态的压强分别为、，由题意得
，
此过程中，筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得

联立可得

23．（1）；（2）
【详解】（1）由题知开始时鱼静止在H处，设此时鱼的体积为，有

且此时B室内气体体积为V，质量为m，则

鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，则有

联立解得需从A室充入B室的气体质量

（2）B室内气体压强与鱼体外压强相等，则鱼静止在H处和水面下H1处时，B室内的压强分别为
，
由于鱼静止时，浮力等于重力，则鱼的体积不变，由于题可知，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，则鱼在水下静止时，B室内气体体积不变，由题知开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为m，由于鱼鳔内气体温度不变，若，则在H处时，B室内气体需要增加，设吸入的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有

则此时B室内气体质量

若，则在H处时，B室内气体需要减少，设释放的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有

则此时B室内气体质量

24．（1）；（2），
【详解】（1）设封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有

解得

对活塞Ⅰ由平衡条件有

解得弹簧的劲度系数为

（2）缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，气体的压强不变依然为

即封闭气体发生等压过程，初末状态的体积分别为
，
由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有

有等压方程可知

解得

25．①；②
【详解】（1）开始时缸内气体的压强：p1=p0+mg/S
当物块对地面的压力为零时，缸内气体的压强p2=p0-mg/S
当物块对地面的压力为零时，缸内气体的温度为T2，气体发生等容变化，则
解得：
（2）当物块上升h的高度时，缸内压强仍为p2=p0-mg/S，设此时缸内气体温度为T3，气体发生等压变化，有：
解得：
点睛：本题关键是先确定气体的状态，然后确定封闭气体初末状态的各个状态参量，然后根据气体实验定律列式求解即可；注意两个状态的关联关系．
26．(1)3.0×105 Pa　(2)327 ℃　吸热
【详解】（1）以汽缸为研究对象，受力分析如图所示：

列平衡方程：Mg＋p0S＝p1S，
解得：
代入数据得：
（2）设缸内气体温度升到t2时，活塞恰好会静止在汽缸口．
该过程是等压变化过程，由盖—吕萨克定律得：

代入数据得t2＝327 ℃
气体体积增大，对外做功，同时温度升高内能增大，所以透热的汽缸一定从外界吸收热量．
故本题答案是：(1)3.0×105 Pa　(2)327 ℃　吸热
【点睛】气体的内能和温度有关，温度升高，则内能增大，若气体的体积增大，则表明气体对外界做功．
27．（i）T1=330K；（ii）p=1.25×105Pa
【详解】（ⅰ）设当活塞刚好离开卡口b时，缸内气体的压强为p1，对活塞，根据物体的平衡条件有

解得

根据查理定律有

解得

（ii）假设当缸内气体的热力学温度T2=400K时活塞能到达卡口a处，且活塞恰好与卡口a接触时缸内气体的热力学温度为T3，根据盖一吕萨克定律有

解得

故当缸内气体的热力学温度T2=400K时活塞能到达卡口a处，此后，根据查理定律有

解得

28．（1）；（2）
【详解】（1）因两活塞的质量不计，则当环境温度升高时，Ⅳ内的气体压强总等于大气压强，则该气体进行等压变化，则当B中的活塞刚到达汽缸底部时，由盖吕萨克定律可得

解得

（2）设当A中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为p，则此时Ⅳ内的气体压强也等于p，设此时Ⅳ内的气体的体积为V，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体被压缩的体积为V0-V，则对气体Ⅳ

对Ⅱ、Ⅲ两部分气体

联立解得


29．(1)向右移动  (2)
【详解】①假设气体升温的过程活塞没有动，则A、B气缸中的气体体积不变，设原来温度为T0，升温后气体压强分别为，温度为，根据查理定律有，解得
对两活塞受力分析，其合力，故其合力向右，活塞向右移动
②设再次平衡后的压强分别为，则根据理想气体状态方程有：
活塞平衡应满足，活塞面积
将代入可得
30．（1）（i） （ii）
【详解】（i）设左右活塞的质量分别为M1、M2，左右活塞的横截面积为S，由平衡可知


得

由于左边活塞上升到顶部，但对顶部无压力，所以下面的气体发生等压变化，而右侧上部分气体的温度和压强均不变，所以体积仍保持，所以当下面放入温度为T的恒温源后，体积增大为，则由等压变化

解得

（ii）当把阀门K打开重新平衡后,由于右侧上部分气体要充入左侧的上部，且由①②两式知。打开活塞后，左侧降某位置，右侧活塞升到顶端，气缸上部保持温度T0等温变化，气缸下部保持温度T等温变化．设左侧上方气体压强为p，由

设下方气体压强为p2

解得
p2=p+p0
所以有

联立上述两个方程解出

解得

另一解
（舍去）
31．
【详解】设火罐内气体初始状态参量分别为p1、T1、V1，温度降低后状态参量分别为p2、T2、V2，罐的容积为V0，由题意知
p1=p0、T1=450 K、V1=V2、T2=300 K、①
由理想气体状态方程得
②
代入数据得
p2=0.7p0 ③
对于抽气罐，设初态气体状态参量分别为p3、V3，末态气体状态参量分别为p4、V4，罐的容积为，由题意知
p3=p0、V3=、p4=p2 ④
由玻意耳定律得
⑤
联立②⑤式，代入数据得
⑥
设抽出的气体的体积为ΔV，由题意知
⑦
故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为
⑧
联立②⑤⑦⑧式，代入数据得
⑨
32．（1）0.50625L；（2）20次
【详解】（1）初始时，密闭气体压强p1=p0=1.0×105Pa，设压入空气的体积为ΔV，密闭气体和压入空气的总体积为
V1=V+ΔV
刚出水时，密闭气体的压强为
p2=p0+ρgh
密闭气体的体积为
V2=V
根据玻意耳定律有

解得能出水的外界环境下最小的体积为
ΔV=0.50625L
（2）设打气次数为n，消毒完成后桶内气体体积为
V3=Sh′
压强为
p3=p0+ρgh′
由玻意耳定律有
p0(nV0+V)=p3V3
解得
n=20次
33．（1）；（2）
【详解】（1）初始时，A气柱长为LA，温度为T0，压强为

环境温度升高后，A气柱长为

压强为

对气柱A，由气态方程有

联立以上各式可解得
  
（2）初始时，B气柱长为LB，温度为T0，压强为

环境温度升高过程中，气柱B做等压变化，则有

水银柱3上升的高度为

解得