高考物理三年真题专项汇编卷（2018-2020） 考点十八 ：选修3-3 Word版含答案
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| 名称 | 高考物理三年真题专项汇编卷（2018-2020） 考点十八 ：选修3-3 Word版含答案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-05-14 12:27:20 | ||
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文档简介
高考物理三年真题专项汇编卷（2018-2020）
考点十八 ：选修3-3
（2020北京卷，4）
1.如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C.有关A、B和C三个状态温度和的关系，正确的是( )
A. B. C. D.
（2020北京卷，10）
2.分子力F随分子间距离r的变化如图所示.将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是( )
A.从到分子间引力、斥力都在减小
B.从到分子力的大小先减小后增大
C.从到分子势能先减小后增大
D.从到分子动能先增大后减小
（2019北京卷，3）
3.下列说法正确的是( )
A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D.气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
（2018北京卷，2）
4.关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.分子间的引力总是随分子间距离增大而增大
B.分子间同时存在着引力和斥力,其中引力比斥力大
C.悬浮微粒越大越容易被分子撞击,所以布朗运动越明显
D.扩散现象证明了物质分子永不停息地做无规则运动
（2020天津卷，5）
5.水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图.从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口.扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出.若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体( )
A.压强变大 B.对外界做功 C.对外界放热 D.分子平均动能变大
（2020新高考Ι卷，6）
6.一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示.已知三个状态的坐标分别为、、.以下判断正确的是( )
A.气体在过程中对外界做的功小于在过程中对外界做的功
B.气体在过程中从外界吸收的热量大于在过程中从外界吸收的热量
C.在过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D.气体在过程中内能的减少量大于过程中内能的增加量
（2020新高考Ι卷，15）
7.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.
（2018江苏卷，12）
8.[选修3-3]
（1）如图所示,一支温度计的玻璃泡外包着纱布,纱布的下端浸在水中.纱布中的水在蒸发时带走热量,使温度计示数低于周围空气温度.当空气温度不变,若一段时间后发现该温度计示数减小,则(?? )
A.空气的相对湿度减小
B.空气中水蒸汽的压强增大
C.空气中水的饱和气压减小
D.空气中水的饱和气压增大
（2）一定量的氧气贮存在密封容器中,在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见右表.则T1__________(选填“大于”“小于”或“等于”)T2.若约10%的氧气从容器中泄漏,泄漏前后容器内温度均为T1,则在泄漏后的容器中,速率处于400~500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比__________(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%.
（3）如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105Pa,经历A →B→C→A的过程,整个过程中对外界放出61.4J热量.求该气体在A→B过程中对外界所做的功.
（2020全国Ⅰ卷，13）
9.[物理——选修3-3]
（1）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，时，。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的过程中，势能_____（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距由减小到的过程中，势能_____ （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于处，势能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。
（2）甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。甲罐的容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为，罐中气体的压强为。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后
（i）两罐中气体的压强；
（ii）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
（2020全国Ⅱ卷，13）
10.[物理——选修3–3]
（1）下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有_______，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有_______。（填正确答案标号）
A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热
B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低
C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响
D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
（2）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为，，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。
（i）求进入圆筒内水的高度；
（ⅱ）保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为时的体积。
（2020全国Ⅲ卷，13）
11.[物理——选修3–3]
（1）如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中( )
A.气体体积逐渐减小，内能增加
B.气体压强逐渐增大，内能不变
C.气体压强逐渐增大，放出热量
D.外界对气体做功，气体内能不变
E.外界对气体做功，气体吸收热量
（2）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为的型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高的水银柱，水银柱上表面离管口的距离。管底水平段的体积可忽略。环境温度为，大气压强。
（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少?
（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少?
（2019全国Ⅰ卷，13）
12.【选修3-3】
（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。
（2）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改部其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为，使用前瓶中气体压强为，使用后瓶中剩余气体压强为；室温温度为27 ℃。氩气可视为理想气体。
（i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；
（ii）将压入氩气后的炉腔加热到，求此时炉腔中气体的压强。
（2019全国Ⅱ卷，13）
13.[物理—选修3-3]
I.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”）
II.如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：
（1）抽气前氢气的压强；
（2）抽气后氢气的压强和体积。
（2019全国Ⅲ卷，13）
14.[物理一一选修3–3]
（1）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 。
（2）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K。
（i）求细管的长度；
（ii）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。
（2018全国Ⅰ卷，13）
15.[物理—选修3-3]
（1）如图,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中气体对外界做正功
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
（2）如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K。开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为, 现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为 时,将K关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了,不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。
（2018全国Ⅱ卷，13）
16.[物理——选修3–3]
（1）对于实际的气体。下列说法正确的是(?? )
A.气体的内能包括气体分子的重力势能
B.气体的内能包括分子之间相互作用的势能
C.气体的内能包括气体整体运动的动能
D.气体的体积变化时,其内能可能不变
E.气体的内能包括气体分子热运动的动能
（2）如图,一竖直放置的汽缸上端开口.汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h.a距缸底的高度为H:活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。己知活塞质量从为m,面积为S.厚度可忽略:活塞和汽缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦.开始时活塞处于静止状态.上,下方气体压强均为P0,温度均为T0,现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g.
? ?
（2018全国Ⅲ卷，13）
17.[物理——选修3-3]
(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
(2)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0cm和l2=12.0cm，左边气体的压强为12.0cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。
答案以及解析
1.答案：C
解析：由题图可知，为等压过程，根据理想气体状态方程可知，，因，所以，A错误；为等容过程，则有，因为，所以，B、D错误；对于两个状态，根据理想气体状态方程有，由题图可知，，，，，可得，C正确.
2.答案：D
解析：由图像可知，当分子间距时，分子力，故为平衡位置，当时分子力表现为引力，当时分子力表现为斥力.从到过程中，分子间既存在引力也存在斥力，且斥力和引力都在增大，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小，选项A、C错误；从到过程中，分子力先增大后减小再增大，且分子力先表现为引力后表现为斥力，分子力先做正功后做负功，分子动能先增大后减小，选项B错误，D正确.
3.答案：A
解析：本题考查热力学常识.温度是大量分子的平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，即物体内大量分子运动得越剧烈，故A正确；物体的内能是物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，故B错误；气体压强是大量气体分子与容器壁持续无规则撞击产生的，它与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度均有关系，故C错误；温度是分子平均动能的标志，气体膨胀对外做功且温度降低，则气体分子的平均动能一定减小，故D错误.
4.答案：D
解析：分子间的引力随着分子间距离增大而减小,故A错误;分子间同时存在着引力和斥力,当时引力小于斥力,分子间的作用力表现为斥力,故B错误;悬浮颗粒越小,液体分子对固体小颗粒撞击作用的不平衡性表现得越明显,布朗运动越明显,故C错误;扩散现象证明了物质分子永不停息地做无规则运动,故D正确。
5.答案：B
解析：本题考查气体实验定律、热力学第一定律的应用.储水罐内气体做等温变化，水不断向外喷出的过程中，由玻意耳定律可知，气体的体积增大，压强减小，气体对外界做功，故A错误，B正确；气体温度不变，内能不变，由于气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故C错误；气体温度不变，气体分子的平均动能不变，故D错误.
6.答案：C
解析：本题通过图像考查理想气体状态方程、热力学第一定律.图像中图线与V轴围成图形的面积表示气体对外界做功的大小，由题图可知，气体在过程中对外界做的功等于在过程中对外界做的功，A错误；由理想气体状态方程可知，，则在、两过程中气体内能变化，，由热力学第一定律知，，由以上各式可知，B错误；在过程中，气体的压强不变，体积减小，外界对气体做功，由盖-吕萨克定律知，气体的温度降低，内能减少，由热力学第一定律知，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，C正确；理想气体的内能只与温度有关，，故气体在过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量，D错误.
7.答案：
解析：本题通过抽气拔罐考查理想气体状态方程和玻意耳定律.
设火罐内气体初始状态参量分别为，温度降低后状态参量分别为，罐的容积为，大气压强为，由题意知、、、、①
由理想气体状态方程得
②
代入数据得
③
对于抽气罐，设初态气体状态参量分别为，末态气体状态参量分别为，罐的容积为，由题意知
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，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
8.答案：（1）A; （2）大于; 等于; （3）气体对外界做的功为138.6J
解析：（1）温度计示数减小说明蒸发加快,空气中水蒸汽的压强减小,选项B错误;因空气的饱和气压只与温度有关,空气温度不变,所以饱和气压不变,选项C、D错误;根据相对湿度的定义,空气的相对湿度减小,选项A正确。
（2）分子速率分布与温度有关,温度升高,分子的平均速率增大,速率大的分子数所占比例增加,速率小的分子数所占比例减小,所以T1大于T2;泄漏前后容器内温度不变,则在泄漏后的容器中,速率处于400~500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比不变,仍为18.6%.
（3）整个过程中,外界对气体做功W=WAB+WCA,且WCA=pA(VC–VA)
由热力学第一定律ΔU=Q+W,得WAB=–(Q+WCA)
代入数据得WAB=–138.6J,即气体对外界做的功为138.6J
9.答案：（1）减小；减小；小于
（2）（i）假设乙罐中的气体被压缩到压强为p，其体积变为，由玻意耳定律有①
现两罐气体压强均为p，总体积为。设调配后两罐中气体的压强为，由玻意耳定律有②
联立①②式可得③
（ii）若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p时，体积为，由玻意耳定律④
设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k，由密度的定义有⑤
联立③④⑤式可得⑥
解析：（1）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的过程中，分子力做正功，势能减小；由减小到的过程中，分子力仍做正功，势能减小；在间距为处，势能小于零。
10.答案：（1）B；C
（2）解：（i）设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为和，放入水下后筒内气体的压强为，由玻意耳定律和题给条件有
①
②
③
④
联立以上各式并考虑到，解得
⑤
（ⅱ）设水全部排出后筒内气体的压强为；此时筒内气体的体积为，这些气体在其压强为时的体积为，由玻意耳定律有
⑥
其中⑦
设需压入筒内的气体体积为V，依题意
⑧
联立②⑥⑦⑧式得
⑨
解析：（1）汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热既不违背热力学第一定律也不违背热力学第二定律；冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低，违背了热力学第一定律；热机工作时吸收的热量不可能全部用来对外做功，而不产生其他影响，显然C选项遵循热力学第一定律，但违背了热力学第二定律；冰箱的制冷机工作时，从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，既不违背热力学第一定律也不违背热力学第二定律，综上所述，第一个空选B，第二个空选C。
11.答案：（1）BCD
（2）解：（i）设密封气体初始体积为，压强为，左、右管的截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为，压强变为。由玻意耳定律有
①
设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为ρ，按题设条件有
②
③
④
联立①②③④式并代入题给数据得
⑤
（ii）密封气体再经等压膨胀过程体积变为，温度变为，由盖—吕萨克定律有
⑥
按题设条件有
⑦
联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
⑧
解析：（1）外力使活塞缓慢下降的过程中，由于温度保持不变，则气体的内能保持不变，气体的体积逐渐减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，又由玻意耳定律可知，气体体积减小，气体的压强增大，由以上分析可知BCD正确，AE错误。
12.答案：
（1）低于 ； 大于
（2）（i）设初始时每瓶气体的体积为，压强为；使用后气瓶中剩余气体的压强为。假设体积为、压强为的气体压强p1时，其体积膨胀为。由玻意耳定律
①
被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为
②
设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为，体积为。由玻意耳定律
③
联立①②③式并代入题给数据得
④
（ii）设加热前炉腔的温度为，加热后炉腔温度为，气体压强为，由查理定律
⑤
联立④⑤式并代入题给数据得
⑥
解析：（1）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。
13.答案：
I.大于; 等于; 大于;
II.(1)设抽气前氢气的压强为p10,根据力的平衡条件得
(p10–p)·2S=(p0–p)·S①
得p10=(p0+p)②
(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1,氢气的压强和体积分别为p2和V2,根据力的平衡条件有p2·S=p1·2S③
由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0④
p2V2=p0·V0⑤
由于两活塞用刚性杆连接,故
V1–2V0=2(V0–V2)⑥
联立②③④⑤⑥式解得
⑦
⑧;
解析：I.1、2等体积，2、3等压强
由pV=nRT得：=，V1=V2，故=，可得：T1=2T2，即T1>T2，由于分子密度相同，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状态分析密度大，分析运动缓慢，单个分子平均作用力小，3状态分子密度小，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；
14.答案：（1）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）（i）设细管的长度为l，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为，压强为。由玻意耳定律有
①
由力的平衡条件有
③
式中，p、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，为大气压强。由题意有
④
⑤
由①②③④⑤式和题给条件得
L=41cm⑥
（ii）设气体被加热前后的温度分别为和T，由盖–吕萨克定律有
⑦
由④⑤⑥⑦式和题给数据得
T=312K⑧
解析：油膜法测量分子大小需要形成单分子油膜，故而需要减少油酸浓度；一滴油酸的体积非常微小不易准确测量，故而使用累积法，测出N滴油酸溶液的体积V，用V与N的比值计算一滴油酸的体积；由于形成单分子油膜，油膜的厚度h可以认为是分子直径，故而还需要测量出油膜的面积S，以计算厚度 .
15.答案：（1）BDE; （2）设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为V1,压强为p1;下方气体的体积为V2,压强为p2,在活塞下移的过程中,活塞上,下方气体的温度均保持不变,由玻意尔定律得
? ①
? ②
由已知条件得
③
? ④
设活塞上方液体的质量为m,由力的平衡条件得
联立以上各式得?
解析：（1）A. 过程①中气体作等容变化,温度升高,根据查理定律pT=c知气体的压强逐渐增大，故A错误。
B. 过程②中气体的体积增大，气体对外界做正功，故B正确。
C. 过程④中气体作等容变化，气体不做功，温度降低，气体的内能减少，根据热力学第一定律△U=W+Q知气体向外界放出了热量，故C错误。
D. 状态c、d的温度相等，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，可知，状态c、d的内能相等。故D正确。
E. 连接bO和dO,根据数学知识可知,状态d的VT值大于状态b的VT值,根据气态方程pVT=c知状态d的压强比状态b的压强小，故E正确。
故选：BDE。
16.答案：（1）BDE; （2）开始时活塞位于a处,加热后,汽缸中的气体先经历等容过程,直至活塞开始运动。
设此时汽缸中气体的温度为T1,压强为p1,根据查理定律有①
根据力的平衡条件有②
联立①②式可得③
此后,汽缸中的气体经历等压过程,直至活塞刚好到达b处,设此时汽缸中气体的温度为T2;活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有
? ④
式中V1=SH? ⑤
V2=S(H+h)? ⑥
联立③④⑤⑥式解得⑦
从开始加热到活塞到达b处的过程中,汽缸中的气体对外做的功为?⑧
解析：（1）ABCE、气体的内能等于所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故AC错，BE对；
D、根据热力学第一定律知道 ，改变内能的方式有做功和热传递，所以体积发生变化时，内能可能不变，故D正确；
故选BDE
点睛：不仅要知道内能是什么，还要知道改变内能的方式是什么。
（2）试题分析:由于活塞处于平衡状态所以可以利用活塞处于平衡状态,求封闭气体的压强,然后找到不同状态下气体参量,计算温度或者体积。开始时活塞位于a处,加热后,汽缸中的气体先经历等容过程,直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1,压强为p1,根据查理定律有①
根据力的平衡条件有p1S=p0S+mg②
联立①②式可得③
此后,汽缸中的气体经历等压过程,直至活塞刚好到达b处,设此时汽缸中气体的温度为T2;活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有④
式中V1=SH⑤V2=S(H+h)⑥
联立③④⑤⑥式解得⑦从开始加热到活塞到达b处的过程中,汽缸中的气体对外做的功为⑧
17.答案：（1）BCD
（2）设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有
①
式中为水银密度，g为重力加速度大小。
由玻意耳定律有
p1l1=pl1′②
p2l2=pl2′③
l1′–l1=l2–l2′④
由①②③④式和题给条件得
l1′=22.5 cm⑤
l2′=7.5 cm⑥
解析：
考点十八 ：选修3-3
（2020北京卷，4）
1.如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C.有关A、B和C三个状态温度和的关系，正确的是( )
A. B. C. D.
（2020北京卷，10）
2.分子力F随分子间距离r的变化如图所示.将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是( )
A.从到分子间引力、斥力都在减小
B.从到分子力的大小先减小后增大
C.从到分子势能先减小后增大
D.从到分子动能先增大后减小
（2019北京卷，3）
3.下列说法正确的是( )
A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D.气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
（2018北京卷，2）
4.关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.分子间的引力总是随分子间距离增大而增大
B.分子间同时存在着引力和斥力,其中引力比斥力大
C.悬浮微粒越大越容易被分子撞击,所以布朗运动越明显
D.扩散现象证明了物质分子永不停息地做无规则运动
（2020天津卷，5）
5.水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图.从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口.扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出.若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体( )
A.压强变大 B.对外界做功 C.对外界放热 D.分子平均动能变大
（2020新高考Ι卷，6）
6.一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示.已知三个状态的坐标分别为、、.以下判断正确的是( )
A.气体在过程中对外界做的功小于在过程中对外界做的功
B.气体在过程中从外界吸收的热量大于在过程中从外界吸收的热量
C.在过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D.气体在过程中内能的减少量大于过程中内能的增加量
（2020新高考Ι卷，15）
7.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.
（2018江苏卷，12）
8.[选修3-3]
（1）如图所示,一支温度计的玻璃泡外包着纱布,纱布的下端浸在水中.纱布中的水在蒸发时带走热量,使温度计示数低于周围空气温度.当空气温度不变,若一段时间后发现该温度计示数减小,则(?? )
A.空气的相对湿度减小
B.空气中水蒸汽的压强增大
C.空气中水的饱和气压减小
D.空气中水的饱和气压增大
（2）一定量的氧气贮存在密封容器中,在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见右表.则T1__________(选填“大于”“小于”或“等于”)T2.若约10%的氧气从容器中泄漏,泄漏前后容器内温度均为T1,则在泄漏后的容器中,速率处于400~500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比__________(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%.
（3）如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105Pa,经历A →B→C→A的过程,整个过程中对外界放出61.4J热量.求该气体在A→B过程中对外界所做的功.
（2020全国Ⅰ卷，13）
9.[物理——选修3-3]
（1）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，时，。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的过程中，势能_____（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距由减小到的过程中，势能_____ （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于处，势能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。
（2）甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。甲罐的容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为，罐中气体的压强为。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后
（i）两罐中气体的压强；
（ii）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
（2020全国Ⅱ卷，13）
10.[物理——选修3–3]
（1）下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有_______，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有_______。（填正确答案标号）
A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热
B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低
C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响
D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
（2）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为，，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。
（i）求进入圆筒内水的高度；
（ⅱ）保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为时的体积。
（2020全国Ⅲ卷，13）
11.[物理——选修3–3]
（1）如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中( )
A.气体体积逐渐减小，内能增加
B.气体压强逐渐增大，内能不变
C.气体压强逐渐增大，放出热量
D.外界对气体做功，气体内能不变
E.外界对气体做功，气体吸收热量
（2）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为的型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高的水银柱，水银柱上表面离管口的距离。管底水平段的体积可忽略。环境温度为，大气压强。
（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少?
（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少?
（2019全国Ⅰ卷，13）
12.【选修3-3】
（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。
（2）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改部其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为，使用前瓶中气体压强为，使用后瓶中剩余气体压强为；室温温度为27 ℃。氩气可视为理想气体。
（i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；
（ii）将压入氩气后的炉腔加热到，求此时炉腔中气体的压强。
（2019全国Ⅱ卷，13）
13.[物理—选修3-3]
I.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”）
II.如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：
（1）抽气前氢气的压强；
（2）抽气后氢气的压强和体积。
（2019全国Ⅲ卷，13）
14.[物理一一选修3–3]
（1）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 。
（2）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K。
（i）求细管的长度；
（ii）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。
（2018全国Ⅰ卷，13）
15.[物理—选修3-3]
（1）如图,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中气体对外界做正功
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
（2）如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K。开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为, 现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为 时,将K关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了,不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。
（2018全国Ⅱ卷，13）
16.[物理——选修3–3]
（1）对于实际的气体。下列说法正确的是(?? )
A.气体的内能包括气体分子的重力势能
B.气体的内能包括分子之间相互作用的势能
C.气体的内能包括气体整体运动的动能
D.气体的体积变化时,其内能可能不变
E.气体的内能包括气体分子热运动的动能
（2）如图,一竖直放置的汽缸上端开口.汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h.a距缸底的高度为H:活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。己知活塞质量从为m,面积为S.厚度可忽略:活塞和汽缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦.开始时活塞处于静止状态.上,下方气体压强均为P0,温度均为T0,现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g.
? ?
（2018全国Ⅲ卷，13）
17.[物理——选修3-3]
(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
(2)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0cm和l2=12.0cm，左边气体的压强为12.0cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。
答案以及解析
1.答案：C
解析：由题图可知，为等压过程，根据理想气体状态方程可知，，因，所以，A错误；为等容过程，则有，因为，所以，B、D错误；对于两个状态，根据理想气体状态方程有，由题图可知，，，，，可得，C正确.
2.答案：D
解析：由图像可知，当分子间距时，分子力，故为平衡位置，当时分子力表现为引力，当时分子力表现为斥力.从到过程中，分子间既存在引力也存在斥力，且斥力和引力都在增大，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小，选项A、C错误；从到过程中，分子力先增大后减小再增大，且分子力先表现为引力后表现为斥力，分子力先做正功后做负功，分子动能先增大后减小，选项B错误，D正确.
3.答案：A
解析：本题考查热力学常识.温度是大量分子的平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，即物体内大量分子运动得越剧烈，故A正确；物体的内能是物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，故B错误；气体压强是大量气体分子与容器壁持续无规则撞击产生的，它与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度均有关系，故C错误；温度是分子平均动能的标志，气体膨胀对外做功且温度降低，则气体分子的平均动能一定减小，故D错误.
4.答案：D
解析：分子间的引力随着分子间距离增大而减小,故A错误;分子间同时存在着引力和斥力,当时引力小于斥力,分子间的作用力表现为斥力,故B错误;悬浮颗粒越小,液体分子对固体小颗粒撞击作用的不平衡性表现得越明显,布朗运动越明显,故C错误;扩散现象证明了物质分子永不停息地做无规则运动,故D正确。
5.答案：B
解析：本题考查气体实验定律、热力学第一定律的应用.储水罐内气体做等温变化，水不断向外喷出的过程中，由玻意耳定律可知，气体的体积增大，压强减小，气体对外界做功，故A错误，B正确；气体温度不变，内能不变，由于气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故C错误；气体温度不变，气体分子的平均动能不变，故D错误.
6.答案：C
解析：本题通过图像考查理想气体状态方程、热力学第一定律.图像中图线与V轴围成图形的面积表示气体对外界做功的大小，由题图可知，气体在过程中对外界做的功等于在过程中对外界做的功，A错误；由理想气体状态方程可知，，则在、两过程中气体内能变化，，由热力学第一定律知，，由以上各式可知，B错误；在过程中，气体的压强不变，体积减小，外界对气体做功，由盖-吕萨克定律知，气体的温度降低，内能减少，由热力学第一定律知，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，C正确；理想气体的内能只与温度有关，，故气体在过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量，D错误.
7.答案：
解析：本题通过抽气拔罐考查理想气体状态方程和玻意耳定律.
设火罐内气体初始状态参量分别为，温度降低后状态参量分别为，罐的容积为，大气压强为，由题意知、、、、①
由理想气体状态方程得
②
代入数据得
③
对于抽气罐，设初态气体状态参量分别为，末态气体状态参量分别为，罐的容积为，由题意知
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，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
8.答案：（1）A; （2）大于; 等于; （3）气体对外界做的功为138.6J
解析：（1）温度计示数减小说明蒸发加快,空气中水蒸汽的压强减小,选项B错误;因空气的饱和气压只与温度有关,空气温度不变,所以饱和气压不变,选项C、D错误;根据相对湿度的定义,空气的相对湿度减小,选项A正确。
（2）分子速率分布与温度有关,温度升高,分子的平均速率增大,速率大的分子数所占比例增加,速率小的分子数所占比例减小,所以T1大于T2;泄漏前后容器内温度不变,则在泄漏后的容器中,速率处于400~500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比不变,仍为18.6%.
（3）整个过程中,外界对气体做功W=WAB+WCA,且WCA=pA(VC–VA)
由热力学第一定律ΔU=Q+W,得WAB=–(Q+WCA)
代入数据得WAB=–138.6J,即气体对外界做的功为138.6J
9.答案：（1）减小；减小；小于
（2）（i）假设乙罐中的气体被压缩到压强为p，其体积变为，由玻意耳定律有①
现两罐气体压强均为p，总体积为。设调配后两罐中气体的压强为，由玻意耳定律有②
联立①②式可得③
（ii）若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p时，体积为，由玻意耳定律④
设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k，由密度的定义有⑤
联立③④⑤式可得⑥
解析：（1）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的过程中，分子力做正功，势能减小；由减小到的过程中，分子力仍做正功，势能减小；在间距为处，势能小于零。
10.答案：（1）B；C
（2）解：（i）设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为和，放入水下后筒内气体的压强为，由玻意耳定律和题给条件有
①
②
③
④
联立以上各式并考虑到，解得
⑤
（ⅱ）设水全部排出后筒内气体的压强为；此时筒内气体的体积为，这些气体在其压强为时的体积为，由玻意耳定律有
⑥
其中⑦
设需压入筒内的气体体积为V，依题意
⑧
联立②⑥⑦⑧式得
⑨
解析：（1）汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热既不违背热力学第一定律也不违背热力学第二定律；冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低，违背了热力学第一定律；热机工作时吸收的热量不可能全部用来对外做功，而不产生其他影响，显然C选项遵循热力学第一定律，但违背了热力学第二定律；冰箱的制冷机工作时，从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，既不违背热力学第一定律也不违背热力学第二定律，综上所述，第一个空选B，第二个空选C。
11.答案：（1）BCD
（2）解：（i）设密封气体初始体积为，压强为，左、右管的截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为，压强变为。由玻意耳定律有
①
设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为ρ，按题设条件有
②
③
④
联立①②③④式并代入题给数据得
⑤
（ii）密封气体再经等压膨胀过程体积变为，温度变为，由盖—吕萨克定律有
⑥
按题设条件有
⑦
联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
⑧
解析：（1）外力使活塞缓慢下降的过程中，由于温度保持不变，则气体的内能保持不变，气体的体积逐渐减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，又由玻意耳定律可知，气体体积减小，气体的压强增大，由以上分析可知BCD正确，AE错误。
12.答案：
（1）低于 ； 大于
（2）（i）设初始时每瓶气体的体积为，压强为；使用后气瓶中剩余气体的压强为。假设体积为、压强为的气体压强p1时，其体积膨胀为。由玻意耳定律
①
被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为
②
设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为，体积为。由玻意耳定律
③
联立①②③式并代入题给数据得
④
（ii）设加热前炉腔的温度为，加热后炉腔温度为，气体压强为，由查理定律
⑤
联立④⑤式并代入题给数据得
⑥
解析：（1）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。
13.答案：
I.大于; 等于; 大于;
II.(1)设抽气前氢气的压强为p10,根据力的平衡条件得
(p10–p)·2S=(p0–p)·S①
得p10=(p0+p)②
(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1,氢气的压强和体积分别为p2和V2,根据力的平衡条件有p2·S=p1·2S③
由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0④
p2V2=p0·V0⑤
由于两活塞用刚性杆连接,故
V1–2V0=2(V0–V2)⑥
联立②③④⑤⑥式解得
⑦
⑧;
解析：I.1、2等体积，2、3等压强
由pV=nRT得：=，V1=V2，故=，可得：T1=2T2，即T1>T2，由于分子密度相同，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状态分析密度大，分析运动缓慢，单个分子平均作用力小，3状态分子密度小，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；
14.答案：（1）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）（i）设细管的长度为l，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为，压强为。由玻意耳定律有
①
由力的平衡条件有
③
式中，p、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，为大气压强。由题意有
④
⑤
由①②③④⑤式和题给条件得
L=41cm⑥
（ii）设气体被加热前后的温度分别为和T，由盖–吕萨克定律有
⑦
由④⑤⑥⑦式和题给数据得
T=312K⑧
解析：油膜法测量分子大小需要形成单分子油膜，故而需要减少油酸浓度；一滴油酸的体积非常微小不易准确测量，故而使用累积法，测出N滴油酸溶液的体积V，用V与N的比值计算一滴油酸的体积；由于形成单分子油膜，油膜的厚度h可以认为是分子直径，故而还需要测量出油膜的面积S，以计算厚度 .
15.答案：（1）BDE; （2）设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为V1,压强为p1;下方气体的体积为V2,压强为p2,在活塞下移的过程中,活塞上,下方气体的温度均保持不变,由玻意尔定律得
? ①
? ②
由已知条件得
③
? ④
设活塞上方液体的质量为m,由力的平衡条件得
联立以上各式得?
解析：（1）A. 过程①中气体作等容变化,温度升高,根据查理定律pT=c知气体的压强逐渐增大，故A错误。
B. 过程②中气体的体积增大，气体对外界做正功，故B正确。
C. 过程④中气体作等容变化，气体不做功，温度降低，气体的内能减少，根据热力学第一定律△U=W+Q知气体向外界放出了热量，故C错误。
D. 状态c、d的温度相等，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，可知，状态c、d的内能相等。故D正确。
E. 连接bO和dO,根据数学知识可知,状态d的VT值大于状态b的VT值,根据气态方程pVT=c知状态d的压强比状态b的压强小，故E正确。
故选：BDE。
16.答案：（1）BDE; （2）开始时活塞位于a处,加热后,汽缸中的气体先经历等容过程,直至活塞开始运动。
设此时汽缸中气体的温度为T1,压强为p1,根据查理定律有①
根据力的平衡条件有②
联立①②式可得③
此后,汽缸中的气体经历等压过程,直至活塞刚好到达b处,设此时汽缸中气体的温度为T2;活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有
? ④
式中V1=SH? ⑤
V2=S(H+h)? ⑥
联立③④⑤⑥式解得⑦
从开始加热到活塞到达b处的过程中,汽缸中的气体对外做的功为?⑧
解析：（1）ABCE、气体的内能等于所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故AC错，BE对；
D、根据热力学第一定律知道 ，改变内能的方式有做功和热传递，所以体积发生变化时，内能可能不变，故D正确；
故选BDE
点睛：不仅要知道内能是什么，还要知道改变内能的方式是什么。
（2）试题分析:由于活塞处于平衡状态所以可以利用活塞处于平衡状态,求封闭气体的压强,然后找到不同状态下气体参量,计算温度或者体积。开始时活塞位于a处,加热后,汽缸中的气体先经历等容过程,直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1,压强为p1,根据查理定律有①
根据力的平衡条件有p1S=p0S+mg②
联立①②式可得③
此后,汽缸中的气体经历等压过程,直至活塞刚好到达b处,设此时汽缸中气体的温度为T2;活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有④
式中V1=SH⑤V2=S(H+h)⑥
联立③④⑤⑥式解得⑦从开始加热到活塞到达b处的过程中,汽缸中的气体对外做的功为⑧
17.答案：（1）BCD
（2）设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有
①
式中为水银密度，g为重力加速度大小。
由玻意耳定律有
p1l1=pl1′②
p2l2=pl2′③
l1′–l1=l2–l2′④
由①②③④式和题给条件得
l1′=22.5 cm⑤
l2′=7.5 cm⑥
解析：
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