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第 15 章 热学
第 1 节 分子动理论 内能 固体和液体
五年高考
1.★[2020江苏,13A(1)](多选)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
答案 AC
2.★★(2023北京,1,3分)夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比,
夜间轮胎内的气体 ( )
A.分子的平均动能更小
B.单位体积内分子的个数更少
C.所有分子的运动速率都更小
D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
答案 A
3.★★[2021重庆,15(1),4分]图1和图2中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子
之间的距离变化的规律,r为平衡位置。现有如下物理量:①分子势能,②分子间引力,③
0
分子间斥力,④分子间引力和斥力的合力,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是 (
)
A.①③② B.②④③
C.④①③ D.①④③
答案 D
三年模拟
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4.★(2024届佛山一中月考)(多选)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,
设钻石的密度为ρ(单位为 kg/m3),摩尔质量为M(单位为g/mol),阿伏加德罗常数为N。
A
已知1克拉=0.2克,则下列说法正确的是 ( )
0.2aN
A.a克拉钻石所含有的分子数为 A
M
aN
B.a克拉钻石所含有的分子数为 A
M
√6M×10-3
C.每个钻石分子直径的表达式为3 (单位为m)
N ρπ
A
M
D.每个钻石分子的质量为
N
A
答案 ACD
5.★★(2024届广州广雅中学三模)德化白瓷享誉世界。如图,向陶瓷茶杯倒入一定量的
热水,迅速盖上杯盖后,发现杯盖被顶起又落下发出“哐哐”的声响。下列说法正确的是
( )
A.杯盖被顶起是杯内气体分子间斥力作用的结果
B.杯盖被顶起前,杯内气体分子对杯盖平均撞击次数一定增大
C.杯盖被顶起前,杯内每个气体分子对杯盖的撞击力都增大
D.杯盖被顶起前,杯内气体内能不变
答案 B
6.★★★(2024届龙华三模)两只相同的篮球甲、乙内空气压强相等,温度相同。用气筒
给甲球快速充气、给乙球缓慢充气,两球充入空气的质量相同。设充气过程篮球体积不
变,则( )
A.刚充完气,两球中气体分子的平均动能相等
B.刚充完气,甲中分子的数密度较大
C.刚充完气,两球内气体压强相等
D.对甲充气过程人做的功比对乙充气过程的多
答案 D
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第 2 节 气体的性质
1.★★(2023江苏,3,4分)如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态
B。该过程中 ( )
A.气体分子的数密度增大
B.气体分子的平均动能增大
C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
答案 B
2.★★(2024届云浮联考)(多选)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、
cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,
则气体体积在 ( )
A.ab过程中不断增加
B.bc过程中保持不变
C.cd过程中不断增加
D.da过程中保持不变
答案 AB
3.★★★(2023辽宁,5,4分)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用
电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量
理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是 ( )
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答案 B
4.★★★(2024海南,7,3分)如图为用铝制易拉罐制作的温度计,一透明薄吸管里有一段油
柱(长度不计),吸管与罐连接处密封良好,罐内气体可视为理想气体,已知罐的容积为330
cm3,薄吸管横截面积为0.5 cm2,罐外吸管总长度为20 cm,当温度为27 ℃时,油柱离罐口
10 cm,不考虑大气压的变化,下列说法正确的是 ( )
A.若在吸管上标注等差温度值,则刻度左密右疏
B.该装置所测温度不高于31.5 ℃
C.该装置所测温度不低于23.5 ℃
D.其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,则油柱离罐口距离增大
答案 B
5.★★★(2024届肇庆联考)(多选)图示为一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到
状态C过程的p-V图像,且AB∥V轴,BC∥p轴,已知气体在状态C时的温度为300 K,下列
说法正确的是 ( )
A.气体从状态A变化到状态B的过程中做等压变化
B.气体在状态A时的温度为225 K
C.气体在状态B时的温度为600 K
D.气体从状态A变化到状态B的过程中对外界做功
答案 ABD
6.★★★(2025届广东10月稳派联考)如图为某同学自制简易温度计的示意图,温度计由
一固定的导热容器瓶和一横截面积为S且标有刻度的“L”形细玻璃管组成,容器瓶内封
闭一定质量的理想气体。细玻璃管的一端穿过橡皮塞插入容器瓶内,另一端和外界相通。
细玻璃管的水平部分内装有一小段有色水柱、当外界温度发生变化时,有色水柱将移动,
测得环境温度为T时,有色水柱的右侧恰好对准刻度线A。
0
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(1)当环境温度缓慢升高时,细玻璃管内有色水柱向左还是向右移动?请简要说明原因。
(2)通过计算说明A、D间的温度刻度是否均匀分布?请写出一种可以提高该温度计灵敏
度的方法。
答案 (1)向左移动,见解析 (2)均匀分布,见解析
解析 (1)温度缓慢升高,液柱在水平位置会缓慢移动,即容器中的气体压强始终与大气压
V V
相等,容器内气体发生等压变化,有 2= 1 ,可知温度升高,气体体积增大,细玻璃管内有色
T T
2 1
水柱向左移动。
(2)设A刻度右侧细玻璃管和容器瓶内气体的总体积为V,细玻璃管内有色水柱右端偏离
0
V V +lS S
A刻度的长度为l,容器内气体发生等压变化,有 0= 0 ,得T=T+ T·l,T、S、V
T T 0 V 0 0 0
0 0
均为固定值,温度刻度均匀分布。
要提高该温度计的灵敏度,即微小温度变化引起玻璃管内有色水柱的明显移动,可以更换
更小横截面积的玻璃管,或用容积更大一些的容器瓶。
7.★★[2022广东,15(2),6分]玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示,潜水员在水
面上将80 mL水装入容积为380 mL的玻璃瓶中,拧紧瓶盖后带入水底,倒置瓶身,打开瓶
盖,让水进入瓶中,稳定后测得瓶内水的体积为230 mL。将瓶内气体视为理想气体,全程
气体不泄漏且温度不变。大气压强p取1.0×105 Pa,重力加速度g取10 m/s2,水的密度
0
ρ取1.0×103 kg/m3,求水底的压强p和水的深度h。
答案 2.0×105 Pa 10 m
8.★★★[2022重庆,15(2),8分]某同学探究一封闭汽缸内理想气体的状态变化特性,得到
压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为V的等容过程,当温度为
1
t时气体的压强为p;图线Ⅱ描述的是压强为p的等压过程。取0 ℃为273 K,求
1 1 2
①等容过程中,温度为0 ℃时气体的压强;
②等压过程中,温度为0 ℃时气体的体积。
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273p 273p V
答案 ① 1 ② 1 1
t +273 p (t +273)
1 2 1
微专题 29 玻璃管-液柱模型
1.★★★(2020上海,12,4分)如图,一玻璃管上端开口下端封闭,上管内径小于下管内径,管
内用水银封住一定质量的气体,在大气压强不变的情况下,气体温度缓慢升高,水银全部进
入上管且未溢出,此过程中气体压强p随体积V的变化关系可能是 ( )
答案 C
2.★★★(2024届广东开学摸底)肺活量是指在标准大气压p下,人尽力呼气时呼出气体
0
的体积,是衡量心肺功能的重要指标。如图所示为某同学自行设计的肺活量测量装置,容
积为V的空腔通过细管与吹气口和外部玻璃管密封连接,玻璃管内装有密度为ρ的液体
0
用来封闭气体。测量肺活量时,被测者尽力吸足空气,通过吹气口将肺部的空气尽力吹入
空腔中,若此时玻璃管两侧的液面高度差为h,大气压强为p保持不变,重力加速度为g,忽
0
略气体温度的变化,则此人的肺活量为( )
ρgh+2p ρgh+p
A. 0V 0B. 0 V
p p 0
0 0
ρgh ρgh-p
C. V 0D. 0 V
p p 0
0 0
答案 C
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3.★★★(2024届中山华侨中学5月考)如图所示,竖直放置的U形管左端封闭,右端开口,
左、右两管的横截面积均为S=2 cm2,在左管内用水银封闭一段长为l=15 cm、温度为
1
T=300 K的空气柱(可看成理想气体),左右两管水银面高度差为h=15 cm,外界大气压为
1
p=75 cmHg。(玻璃管和水银柱都足够长)
0
(1)若向右管中缓慢注入水银,直至两管水银面相平(注入水银过程中可认为气体温度不
变),求在右管中注入水银的体积V(以 cm3为单位);
(2)在两管水银面相平后,缓慢升高气体的温度,直至封闭空气柱的长度恢复至开始的长度,
求此时空气柱的温度T;
(3)保持(2)的温度T不变,若将阀门K打开,缓慢流出部分水银,然后关闭阀门K,右管水银面
下降了H=48 cm,求左管水银面下降的高度。
答案 (1)42 cm3 (2)405 K (3)12 cm
4.★★★[2021全国乙,33(2),10分]如图,一玻璃装置放在水平桌面上,竖直玻璃管A、B、C
粗细均匀,A、B两管的上端封闭,C管上端开口,三管的下端在同一水平面内且相互连通。
A、B两管的长度分别为l=13.5 cm,l=32 cm。将水银从C管缓慢注入,直至B、C两管内
1 2
水银柱的高度差h=5 cm。已知外界大气压为p=75 cmHg。求A、B两管内水银柱的高度
0
差。
答案 1 cm
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微专题 30 活塞-汽缸模型
1.★★★(2024届华南师大附中月考)如图所示,一定质量的理想气体用质量可忽略的活
塞封闭在导热性能良好的质量m=1 kg的汽缸中,活塞的密封性良好,用劲度系数为k=200
N/m的轻弹簧将活塞与天花板连接。汽缸置于水平桌面上,开始时弹簧刚好处于原长。
已知活塞与汽缸底部的间距为L=0.1 m,活塞的横截面积为S=0.01 m2,外界环境的压强为
p=1.0×105 Pa,温度为T=300 K,忽略一切摩擦,重力加速度g=10 m/s2。缓慢降低环境温
0 0
度,则当汽缸刚好要离开水平桌面时环境温度为 ( )
A.125.0 K B.148.5 K
C.297.0 K D.248.5 K
答案 B
2.★★★(2024河北,9,6分)(多选)如图,水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两
部分,左侧封闭一定质量的理想气体,右侧为真空,活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水
平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度,弹簧的形变始终在弹性限度内且
体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间,后因活塞密封不严发生缓慢移动,活塞重
新静止后 ( )
A.弹簧恢复至自然长度
B.活塞两侧气体质量相等
C.与初始时相比,汽缸内气体的内能增加
D.与初始时相比,活塞左侧单位体积内气体分子数减少
答案 ACD
3.★★(2024广东,13,9分)差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统。如图
所示,A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接,A内轻质活塞的上方与大气连通,B的体
积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于Δp时差压阀打开,A内气体缓慢进入B
中;当该差值小于或等于Δp时差压阀关闭。当环境温度T=300 K时,A内气体体积
1
V =4.0×10-2 m3;B内气体压强p 等于大气压强p。已知活塞的横截面积S=0.10
A1 B1 0
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m2,Δp=0.11p,p=1.0×105 Pa。重力加速度大小取g=10 m/s2。A、B内的气体可视为理
0 0
想气体,忽略活塞与汽缸间的摩擦,差压阀与连接管道内的气体体积不计。当环境温度降
低到T=270 K时:
2
(1)求B内气体压强p ;
B2
(2)求A内气体体积V ;
A2
(3)在活塞上缓慢倒入铁砂,若B内气体压强回到p并保持不变,求已倒入铁砂的质量m。
0
答案 (1)9×104 Pa (2)3.6×10-2 m3 (3)110 kg
4.★★★(2024届福建福州一中期末)如图甲所示为某气压型弹跳杆,其核心部分可简化
为如图乙所示,竖直倒立圆柱形汽缸导热性良好,连杆一端与水平地面接触,另一端与横截
面积为S的活塞连接,活塞与汽缸的重力均不计,活塞与汽缸间的摩擦不计。没有站人时
活塞位于距缸底为H的A处,汽缸内被活塞密封一定质量的理想气体。当某同学站上弹
5
跳杆踏板最终稳定后(人静止在汽缸顶端)活塞位于距离缸底H'= H的B处。已知大气压
6
强为p,外界温度为27 ℃,重力加速度为g,汽缸始终竖直。
0
(1)求该同学的质量m。
(2)若该同学仍然站在踏板上,求密封气体的热力学温度升为多少,才能使得活塞回到位置
A。
2
(3)若使用一段时间后,汽缸内漏出一部分气体,使该弹跳杆上站一个质量为 m的人后稳
3
定时活塞也位于B处,求漏出气体的质量与原来汽缸中气体质量的比值。
p S 1
答案 (1) 0 (2)360 K (3)
5g 18
5.★★★[2022湖南,15(2),8分]如图,小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积
V=9.9 L的导热汽缸下接一圆管,用质量m=90 g、横截面积S=10 cm2的活塞封闭一定
0 1
质量的理想气体,活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量m=10 g
2
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的U形金属丝,活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中,缓慢升起汽缸,使金
属丝从液体中拉出,活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离h=10 cm,外界大气
压强p=1.01×105 Pa,重力加速度取10 m/s2,环境温度保持不变。求
0
(ⅰ)活塞处于A位置时,汽缸中的气体压强p;
1
(ⅱ)活塞处于B位置时,液体对金属丝拉力F的大小。
答案 (ⅰ)1×105 Pa (ⅱ)1 N
6.★★★[2024全国甲,33(2),10分]如图,一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体,一不
计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动,移动范围被限制在卡销a、b之间,b与汽缸底
部的距离bc=10ab,活塞的面积为1.0×10-2 m2。初始时,活塞在卡销a处,汽缸内气体的
压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同,分别为1.0×105 Pa和300 K。在活塞上施
加竖直向下的外力,逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处(过程中气体温度视为不变),
外力增加到200 N并保持不变。
(ⅰ)求外力增加到200 N时,卡销b对活塞支持力的大小;
(ⅱ)再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高,求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。
答案 (ⅰ)100 N (ⅱ)327.3 K
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微专题 31 气体变质量问题
1.★★(2021山东,4,3分)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。加压气囊
可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压的数值。充气前臂
带内气体压强为大气压强,体积为V;每次挤压气囊都能将60 cm3的外界空气充入臂带中,
经5次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数为150 mmHg。已知大气压强等于750
mmHg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于 ( )
A.30 cm3 B.40 cm3 C.50 cm3 D.60 cm3
答案 D
2.★★[2021广东,15(2),6分]为方便抽取密封药瓶里的药液,护士一般先用注射器注入少
量气体到药瓶里后再抽取药液,如图所示。某种药瓶的容积为0.9 mL,内装有0.5 mL的
药液,瓶内气体压强为1.0×105 Pa。护士把注射器内横截面积为0.3 cm2、长度为0.4
cm、压强为1.0×105 Pa的气体注入药瓶,若瓶内外温度相同且保持不变,气体视为理想
气体,求此时药瓶内气体的压强。
答案 1.3×105 Pa
3.★★★(2024届华南师大附中5月考)在我国,地铁已经成为一种重要的城市交通工具。
为了减轻振动,让乘客更加舒适,地铁车厢使用了空气弹簧作为支撑。空气弹簧可简化为
一个充有气体的圆柱形密闭汽缸,活塞上固定有连杆,用于支撑车厢。当车厢有振动时,汽
缸内的气体可以起到缓冲作用。如图是一节地铁车厢的简化示意图。该车厢质量为
M=28.4 t,一共用4个空气弹簧支撑,每个空气弹簧的活塞面积为S=1 m2。车厢空载时,活
塞到汽缸底部距离为20 cm。大气压强为p=1.0×105 Pa,重力加速度g取10 m/s2。空
0
气弹簧内的气体可以视为理想气体,且其温度始终不变。
(1)若该节车厢某次搭载60名乘客,每名乘客的质量m按60 kg估计,相比于空载,此次载
0
客车厢下降的距离为多少?
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(2)为了保障乘客上下车安全,车厢设备会按照载客量调整空气弹簧内的气体质量,以保证
车厢高度不变。为此,此次载客应该充入空气弹簧内的气体质量与空载时空气弹簧内原
有气体质量之比为多少?
答案 (1)1 cm (2)1∶19
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第 3 节 热力学定律与能量守恒定律
1.★★(2024重庆,3,4分)某救生手环主要由高压气囊组成。气囊内气体视为理想气体。
密闭气囊与人一起上浮的过程中。若气囊内气体温度不变,体积增大,则 ( )
A.外界对气囊内气体做正功
B.气囊内气体压强增大
C.气囊内气体内能增大
D.气囊内气体从外界吸热
答案 D
2.★★(2024届惠州二模)如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程
如p-V图像中从a到b的直线所示,在此过程中( )
A.气体温度一直下降
B.气体的内能先增大后减小
C.外界对气体一直做正功
D.气体吸收的热量一部分用于对外做功
答案 D
3.★★★(2024山东,6,3分)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程,a→b过程是等
压过程,b→c过程中气体与外界无热量交换,c→a过程是等温过程。下列说法正确的是
( )
A.a→b过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
B.b→c过程,气体对外做功,内能增加
C.a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
D.a→b过程,气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量
答案 C
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4.★★★(2024海南,11,4分)(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、
ca三个过程回到原状态,已知ab垂直于T轴,bc延长线过坐标原点O,下列说法正确的是
( )
A.bc过程外界对气体做功
B.ca过程气体压强不变
C.ab过程气体放出热量
D.ca过程气体内能减小
答案 AC
5.★★★(2023届梅州期末)如图所示,导热汽缸(不计缸壁厚度)与活塞之间无摩擦且不漏
气,通过不可伸长的绳索竖直悬挂。汽缸质量m=4 kg,底面积为S=0.04 m2,汽缸内密封一
定质量的理想气体。从状态A开始,气体缓慢升温至状态B,活塞与底面间的距离从L=30
A
cm,增大到L=40 cm,此时温度为400 K。在状态B将活塞锁定,气体温度下降到350 K至
B
状态C。已知,大气压强p=1.01×105 Pa,A到C过程气体内能增加量为500 J,重力加速
0
度g=10 m/s2。试求理想气体:
(1)在状态A的温度T;
A
(2)在状态C的压强p(计算结果保留3位有效数字);
C
(3)从状态A到状态C的过程中,吸收的热量Q。
答案 (1)300 K (2)8.75×104 Pa (3)900 J
6.★★★(2024届深圳宝安中学月考)如图所示,浸没在水中的容器被隔板K隔开成体积
相等的A、B两部分,水与外界绝热。已知A内有一定量的稀薄气体,达到平衡状态时温度
为T,压强为p;B内为真空。抽开隔板K后,A内气体进入B,在此过程中水温不变,最终达
0 0
到新的平衡状态。若容器内气体内能变化量与温度变化量的关系为ΔU=αΔT(α为已
知常量)。
(1)求达到新平衡态过程中气体吸收的热量Q和所做功W;
(2)求达到新平衡态时容器内的压强p;
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(3)若抽开隔板K后再将水温升至1.5T,求容器内最终的压强p'和吸收的热量Q'。
0
p 3
答案 (1)0 0 (2) 0 (3) p 0.5αT
0 0
2 4
7.★★★(2023广东,13,9分)在驻波声场的作用下,水中小气泡周围液体的压强会发生周
期性变化,使小气泡周期性膨胀和收缩,气泡内的气体可视为质量不变的理想气体,其膨胀
和收缩过程可简化为如图所示的p-V图像,气泡内气体先从压强为p、体积为V、温度
0 0
为T的状态A等温膨胀到体积为5V、压强为p的状态B,然后从状态B绝热收缩到体积
0 0 B
为V、压强为1.9p、温度为T的状态C,B到C的过程外界对气体做功为W。已知p、
0 0 C 0
V、T和W。求:
0 0
(1)p的表达式;
B
(2)T的表达式;
C
(3)B到C的过程,气泡内气体的内能变化了多少?
p
答案 (1)p= 0 (2)T=1.9T (3)增加了W
B C 0
5
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实验 17 用油膜法估测油酸分子的大小
1.[2019课标Ⅲ,33(1),5分]用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定
浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是 。实验中为了测
量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以 。
为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是 。
答案 使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴
地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积 单分
子层油膜的面积
2.(2023届湖南衡阳八中月考二)在“用油膜法估测分子的大小”实验中:
(1)某同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先撒有均匀爽身粉的水槽中,待油膜充分散开后,在
玻璃板上描出油膜的轮廓,该油膜的面积是8.0×10-3 m2;已知油酸酒精溶液中油酸浓度
为0.2%,400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2 mL,则油酸分子直径为
m(结果保留两位有效数字)。
(2)某同学在用油膜法估测分子直径实验中,计算结果明显偏小,可能是由于 。
A.求每滴溶液的体积时,1 mL的溶液的滴数多记了10滴
B.水面上爽身粉撒得较多,油膜没有充分展开
C.计算油膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理
D.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
(3)若已知纯油酸的密度为ρ,摩尔质量为M,在测出油酸分子直径为d后,还可以继续测出
阿伏加德罗常数N= (用题中给出的物理量符号表示)。
A
(4)该实验体现了理想化模型的思想,实验中我们的理想假设有 。
A.把油酸分子视为球形
B.油酸在水面上充分散开形成单分子油膜
C.油酸分子是紧挨着的没有空隙
D.油酸不溶于水
6M
答案 (1)7.5×10-10 (2)AC (3) (4)ABC
ρπd3
3.(2024届安徽黄山二模)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,小物同学用体积
为A的纯油酸配置成体积为B的油酸酒精溶液,用注射器取体积为C的油酸酒精溶液,再
把其一滴一滴地全部滴入烧杯,滴数为N。
(1)此后实验操作的正确排序为 (用字母符号表示)。
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A.甲:描绘油膜轮廓
B.乙:取油酸酒精溶液
C.丙:撒粉
D.丁:滴油酸酒精溶液
(2)把1滴该溶液滴入浅盘里,稳定后测得油膜的面积为S,估算出油酸分子的直径大小为
(用以上字母表示)。
(3)小物同学的计算结果明显偏大,其原因可能是 。
A.计算油膜面积时所有不足一格的方格全部按满格计数
B.爽身粉太薄使油膜边界不清,导致油膜面积测量值偏大
C.未等爽身粉完全散开,就在玻璃板上描绘了油膜轮廓
D.用注射器测得1 mL溶液有N滴时数成了(N-1)滴
AC
答案 (1)CBDA (2) (3)CD
NBS
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实验 18 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关
系
1.(2023山东,13,6分)利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。
将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,注射器内封闭一定质量的空气,下端通过塑料
管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘,托盘中放入砝码,待气体状态稳定后,记录气
体压强p和体积V(等于注射器示数V与塑料管容积ΔV之和)。逐次增加砝码质量,采集
0
多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
回答以下问题:
(1)在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一
定质量的气体 。
1
A.p与V成正比 B.p与 成正比
V
(2)若气体被压缩到V=10.0 mL,由图乙可读出封闭气体压强为 Pa(保留3位有效
数字)。
(3)某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了ΔV,则在计算pV乘积时,他的计算
结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而 (填
“增大”或“减小”)。
答案 (1)B (2)2.04×105 (3)增大
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2.(2024届江门一模)某同学通过如图甲所示的实验装置,利用玻意耳定律来测量一颗形
状不规则的小石块的体积。
主要操作步骤如下:
①将小石块装进注射器,把注射器活塞推至注射器某一位置,并将注射器与压强传感器连
接;
②缓慢移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时记录对应的气体压强值p;
③重复上述步骤②,多次测量。
(1)关于该实验的操作,下列说法正确的是 (填写选项前的字母)。
A.为保证注射器的气密性,在活塞上均匀涂抹润滑油
B.缓慢移动活塞有利于减小实验误差
C.活塞移至某位置时,应迅速记录此时注射器内气柱的体积和气体的压强值
D.为方便推拉活塞,应用手握住注射器再推拉活塞
(2)若实验过程中不慎将活塞拉出针筒,则 (填“需要”或“不需要”)重做实验。
1
(3)根据实验数据描点作图,得到V- 图像如图乙所示,截距分别为a和b。忽略传感器和
p
注射器连接处的软管容积,则小石块的体积为 。
答案 (1)AB (2)需要 (3)b
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培优提分点 8 情境建模——热学
1.★★★(2024届惠州博罗中学期末)气压式升降椅通过汽缸上下运动来调节椅子升降,
其结构如图乙所示。圆柱形汽缸与椅面固定在一起,总质量m=8 kg。固定在底座上的柱
状汽缸杆的横截面积S=40 cm2,在汽缸中封闭了长度L=25 cm的理想气体。汽缸气密性、
导热性能良好,忽略摩擦力,已知室内温度T=310 K,大气压强p=1.0×105 Pa,取重力加速
1 0
度g=10 m/s2。求:
(1)质量M=72 kg的人,脚悬空坐在椅面上,室温不变,稳定后椅面下降的距离;
(2)在(1)情况下,由于开空调,室内气温缓慢降至T=300.7 K,该过程外界对封闭气体所做
2
的功。
答案 (1)15 cm (2)3.6 J
2.★★★(2024届东莞中学二模)装有氮气的气球半径为R,现向气球内缓慢充入氮气,当
β
气球膨胀至半径为2R时破裂。已知大气压强为p,该气球内外压强差Δp= (β为常量、
0
r
4
r为气球半径),球的体积公式为V= πr3。求:
3
(1)气球破裂前瞬间球内气体压强p和充气过程中气球对球外大气做的功W;
(2)充气前球内气体质量与破裂前瞬间球内气体质量之比k。
β 28 p R+β
答案 (1)p+ pπR3 (2) 0
0 2R 3 0 8p R+4β
0
3.★★★(2025届陕西安康开学联考)气弹簧是一种常用的工业配件,在家具、汽车及机
械制造中都有广泛的应用。某种型号的气弹簧如图甲所示,将气弹簧竖直放置在水平面
上,活塞连着活塞杆可以在汽缸内上下移动,活塞杆与汽缸交接处不漏气,汽缸的内径为D,
1
深度为L,缸内部充满氮气,活塞与活塞杆的总质量为m,活塞杆的直径为d= D(d、D均为
2
1
未知量),活塞和活塞杆整体在汽缸内滑动时受到汽缸壁的阻力大小恒为f= mg。如图乙
8
为气弹簧伸展最长时活塞贴着汽缸最顶端的状态,此时汽缸内的气体压强为p=2p,p为
1 0 0
大气压强。现对活塞杆施加一个竖直向下的压缩力,使活塞缓慢移动压缩气弹簧,活塞下
方气体通过小孔到达活塞上方,活塞上下的压强始终相等,中间经历如图丙的状态至最终
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1
如图丁所示的状态,此时活塞杆达到最大行程s= L,已知在气弹簧压缩过程中,最小压缩
2
7
力为F= mg,不计活塞上小孔的体积,系统导热良好,重力加速度为g,不计活塞厚度。求
1 8
达到最大行程时的内部气体压强和此时的压缩力大小。
16 9
答案 p0 mg
7 8
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