2022-2023 5．一定质量的理想气体的压强随温度变化的图像如图所示，该气体从状态a开始，经历a→b、b→c、
c→a三个过程回到原状态，下列判断正确的是（ ）
物理
考试时间： 75 分钟
一、单选题(本大题共 7 小题， 每小题 4 分，共 28.0 分)
1.下列关于热运动的说法中，正确的是( )
A.0 ℃的物体中的分子不做无规则运动
B.存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动
C.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动
D.运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈
2. 下列说法正确的是（ ） A．状态a气体的温度最高
A.热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 B．状态c气体的温度最低
B.功、热、内能是一样的 C．状态a的体积小于状态b的体积
C.不可能从单一热库吸收热量，并把它全部用来做功而不引起其他任何变化 D．状态b的体积小于状态c的体积
D.凡是不违反能量守恒定律的过程一定能实现 6.一定质量的理想气体，状态变化过程如V—T图像中ABC图线所示，由图线可知（ ）
3.如果用M表示某物质的摩尔质量，m表示分子质量，ρ表示物质的密度，V表示摩尔体积，V′表示
分子体积，NA为阿伏加德罗常数，则下列说法中正确的是( )
3
A.分子间距离d＝ V′
ρNA
B.单位体积内分子的个数为
M
M
C.分子的体积一定是
ρNA
m
D.物质的密度一定是ρ＝
V′
4．分子力F、分子势能 与分子间距离r的关系图线如图甲乙两条曲线所示，r0为平衡位置，取无
穷远处分子势能为零。若a分子固定于坐标原点 ，b分子从无穷远处以一定初速度释放，在分子力 A．A→B过程，气体吸热、压强增大
的作用下沿r正半轴靠近a。下列说法正确的是（ ） B．B→C过程，气体放热、压强增大
C．C→A过程，分子密度减小，分子平均动能增大
D．C→A过程，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加
7．“回热式热机”的热循环过程可等效为如图所示a→b→c→d→a的曲线，一定质量的理想气体在
a→b、c→d为等温过程，b→c、d→a为等容过程，则（ ）
A．甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B．当r=r0时，分子势能最小
C．当r=r0时，分子间的引力、斥力均为零
D．随着分子间距离的减小，分子力先减小后一直增大
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A．a状态气体分子平均动能比c状态小
B．a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数与d状态相同
C．a→b的过程气体放出热量
D．在一次循环过程中，气体从外界吸收的热量大于放出的热量。
二、多选题(本大题共 3 小题，每小题 6 分，共 18.0 分，在每小题给出的四个选项
中，有两个或两个以上的选项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，
错选或漏选的不得分)
8．如图所示，一定质量的理想气体，沿状态A、B、C变化，下列说法中正确的是（ ）
A．只对L1加热，则h减小，气柱L2长度不变
B．只对L1加热，则h不变，气柱L2长度增大
C．若在右管中注入一些水银，L1将增大
D．使L1、L2同时升高相同的温度，则L1增大、h减小
三、实验题(本大题共 1小题， 每空 2 分， 共 8.0 分)
11．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油
酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液为75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将
A．沿A→B→C变化，气体温度不变 玻璃板放在浅盘上，用记号笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺
B．A、B、C三状态中，B状态气体温度最高 寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm。
C．A、B、C三状态中，B状态气体温度最低
D．从A→B，气体压强减小，温度升高
9.一定质量的理想气体被质量为m的绝热活塞封闭在竖直放置的绝热气缸中,活塞的面积为S,与气
缸底部相距L,气体温度为T0。现接通电热丝给气体缓慢加热,活塞缓慢向上移动距离L后停止加热,
整个过程中,气体吸收的热量为Q,大气压强为p0,重力加速度为g,则( )
（1）油酸薄膜的面积是 cm2。
（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL（结果保留一位有效数字）
（3）按以上实验数据估测出油酸分子直径约为 m（结果保留一位有效数字）
A.初始时,气体压强p =p （4）为了减小实验的误差，下列方法可行的是1 0
B.停止加热时,气体的温度T=2T A．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入适量的水，轻轻撒入痱子粉，确保水面上痱子粉薄而均匀0
C.该过程中,气体内能增加量ΔU=Q-mgL-p SL B．用注射器把油酸酒精溶液滴4滴在水面上0
D.该过程中,气体内能增加量ΔU=Q-p SL C．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形0
10．如图所示，足够长的U形管内分别由水银封有L1、L2两部分气体，则下列陈述中正确的是（ ） D．尽量选择粗一点的记号笔描绘油膜的轮廓
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四、计算题(本大题共 3 小题，其中，12 题 15 分，14 题 16 分，15 题 15分，共 46.0 14.一个用绝热材料制成的高压气体钢瓶容积为 0，钢瓶内封闭有一定质量的空气，开始时封闭的
分) 气体压强为 0，温度为 0=300 K，内部气体经加热后温度升至 1=350 K．（已知大气压强为 0）
12．为了方便监控高温锅炉外壁的温度变化，在紧贴锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸，
（1）求温度升至 1时气体的压强．
汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口竖直向上，用质量为m 10kg的活塞封闭一
（2）若从第一问结束时，打开钢瓶盖子，求当温度降低至 2=250K时，钢瓶内气体的质量与原来
定质量的理想气体，活塞横截面积为 S 20cm2。当汽缸内温度为 27℃时，活塞与汽缸底间距为L，
气体总质量的比值为多少
2
活塞上部距活塞 L3 处有一用轻绳悬挂的重物M。当绳上拉力为零时，警报器会报警。已知缸外大气
压强 p0 1.0 10
5Pa，活塞与器壁之间摩擦可忽略，取重力加速度 g 10m / s2，求：
（1）当活塞刚刚碰到重物时，汽缸内气体的温度为多少？
（2）若悬挂的重物质量为30kg，则汽缸内气体温度要升高到多少时警报器才会报警？
13.如图所示，一定质量的气体放在体积为 0的导热容器中，室温 0 = 300 。有一光滑薄导热
活塞 将容器分成 、 两室， 室的体积是 室体积的三倍， 室容器上连接有一 形管（ 形管
足够长，管内气体体积忽略不计）。两边水银柱高度差为76 ，右室容器中连接有一阀门 ，可
与大气相通。已知外界大气压等于76 (1 )。
(1)若 室内气体的温度保持不变，则将阀门 打开后， 室的体积变成多少？
(2)若打开阀门 后将容器内的气体从300 分别加热到450 和750 ，则 形管内两边水银柱的高
度差各为多少？
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答案和解析
【答案】
1.B 2.C 3.B 4.B 5.D 6.B 7.D 8.BD 9.BC 10.AD
11. 【答案】
（4）A
12.【答案】
解：(1) = + = 1 + 1 = 2 = 开始时， ， 0 0 0 0 4
打开阀门， 室气体等温变化， = 1 ，体积为
由玻意耳定律得 0 0 =
2×1
解得： =
0 0 = 4 0 = 1
1 2 0
(2)假设打开阀门后，气体从 0 = 300 升到 时，活塞 恰好到达容器最右端，即气体体积变为 0，压强 仍为 0，即等压变化过程

则根据盖一吕萨克定律，有 1 = 2
1 2
解得： = 0 = 00 1 × 300 = 600 2 0
因为 1 = 450 < 600 ，所以 1 = = 0，水银柱的高度差为零
从 = 600 升高到 2 = 750

，是等容变化过程，根据查理定律，有 = 2
2
解得： 2 = 1.25
故可知 2 = 750 时， 0 + = 1.25 ，故水银柱的高度差为19
答：(1)若 室内气体的温度保持不变，则将阀门 打开后， 室的体积变成 0；
2
(2)若打开阀门 后将容器内的气体从300 分别加热到450 和750 ，则 形管内两边水银柱的高度差各分别为0、19 。
13．【答案】
（1） 500K；（2）1000K
【详解】（1）活塞在上升到刚刚碰到重物时，气体等压变化，根据盖吕萨克定律有
V1 V 2
T1 T2
其中
V SL V S L 21 ， 2 （ L），T1=27+273.15K=300.15K3
代入解得
T2=500K
（2）当活塞上升使绳上拉力刚好为零时，此时汽缸内压强为 p ，有
p S p0S m M g
从刚刚碰到重物到拉力刚好为零时，气体等容变化，根据查理定律有
p p

T2 T
开始时有
pS p0S mg
联立解得
T 1000K
14．【答案】
p0 p 7
T T
设升温后气体的压强为p，由于气体做等容变化，根据查理定律得 0 = 1 ，又T0=300 K，T1=350 K，解得p= 6 p0．
m V0 6
m V V
② 假设放出的气体压强为p0，温度为T1，体积为V2，则pV0=p (V +V )，则得剩余气体的质量与原来总质量的比值 0 = 0 2 = 70 0 2
一、单选题(本大题共 7 小题， 每小题 4 分，共 28.0 分)
1. 【答案】 B
【解析】 0 ℃的物体中的分子仍然不停地做无规则运动，A错误；存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动，B正确；分子的无规则运动叫热运
动，布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，布朗运动不是热运动，C错误；物体温度越高分子无规则运动越剧烈，物体的运动是机械运动，运动物体中的分子热运动不一定比静止物
体中的分子热运动激烈，D错误。
2. 【答案】C
【解析】热量能够从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，选项A错误；功、热、内能三者只是单位相同，但是实质上上有本质的不同，选项B错误；
根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它任何变化，选项C正确； 凡是不违反能量守恒定律的过程不一定能实现，例如第二类永动机，选
项D错误；故选C.
3.【答案】 B
M M
【解析】 固体、液体分子是紧密排列的，气体分子间的距离远大于分子直径，故分子的直径不一定等于分子间距离，A错误；分子的摩尔体积V＝ ，分子占有的空间是 ，而占有的空
ρ ρNA
ρNA M m
间不一定是分子的体积，单位体积内分子的个数为 ，B正确，C错误；物质的密度ρ＝ ，而不是ρ＝ ，D错误。
M V V′
4．【答案】B
【解析】
A．当r=r0时分子力表现为零，甲图线则为分子力与分子间距离的关系图线，选项A错误；
B．当r=r0时，分子力表现为零，当r>r0时，分子力表现为引力，随分子距离减小分子力做正功，分子势能减小；当r加；则当r=r0时分子势能最小，选项B正确；
C．当r=r0时，分子间的引力等于斥力，分子力表现为零，选项C错误；
D．随着分子间距离的减小，分子力先增加后减小，再增大，选项D错误。
故选B。
5．【答案】D
【解析】
AB．由图可知，状态c气体的温度最高，选项AB错误；
C．状态ab温度相同，状态a压强小，根据pV=C ， 则状态a的体积大于状态b的体积，选项C错误；
V
D．状态bc压强相同，状态b的温度低，则根据 C ，状态b的体积小于状态c的体积，选项D正确。
T
故选D。
6．【答案】B
【解析】
A．理想气体的内能只由温度决定，A→B过程，等压膨胀，内能增大，气体吸热，A错误；
B．B→C过程，等温压缩，内能不变，对气体做功，气体放热、压强增大，B正确；
CD．C→A过程，体积增大，分子密度减小，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少，温度降低，分子平均动能减小，CD错误；
故选B。
7.【答案】D
【解析】
pV
A．根据气态方程 k
T
a状态气体分子的温度比c状态大，故a状态气体分子平均动能比c状态大，A错误；
B．d→a为等容过程，根据气态方程可知，a状态气体分子的温度比c状态大，故a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数与d状态不相同，B错误；
C．a→b为等温过程，体积增大，故气体吸收热量，C错误；
D．根据W Fs p v
可知，压强体积图像包围的面积表示做功，由于a→b过程中气体对外界做功，c→d的过程外界对气体做功，根据面积关系可知，整个过程中气体对外界做功，即W 0
而整个过程中 U 0根据热力学第一定律 U W Q可知Q 0
即气体吸热，故在一次循环过程中，气体从外界吸收的热量大于放出的热量，D正确。
故选D。
8．【答案】BD
【解析】ABC．由理想气体状态方程
pV
C
T
由图可知，B状态的pV乘积最大，则B状态的温度最高，所以A到B的过程是升温过程，B到C的过程是降温过程，AC错误、B正确；
D．由图可知，A到B的过程气体压强减小，温度升高，D正确。
9．【答案】BC

解析:BC 初始时,对处于平衡状态的活塞进行受力分析,受到大气压力、重力和气体向上的压力,则有mg+p0S-p1S=0,解得p1= +p0,A错误;活塞缓慢上升过程中,气体压强不变,根据盖-吕萨克
= 2 定律有 ,解得T=2T0,B正确;气体对外做的功W=p1SL=mgL+p0SL,根据热力学第一定律有ΔU=Q-mgL-p0SL,故C正确,D错误。 0
10．【答案】AD
【解析】
AB．只对L1加热，假设L1气体体积不变，则压强增大；L1的压强p1=p2-ph
由于L2的压强p2不变，L1的压强增大，则ph减小，h减小，气柱L1长度变长；气柱L2中气体的压强和温度不变化，则体积不变化，长度不变化，A正确，B错误；
C．若在右管中注入一些水银，则L2的压强增大，假设L1的体积不变，h不变，L1的压强增大，根据玻意耳定律可知L1的体积减小，L1的长度将减小，C错误；
D．使L1、L2同时升高相同的温度，假设L1、L2气体的体积都不变，则L1的压强增大，L2压强不变，所以h减小，L1也会增大，D正确。
故选AD。
11. 【答案】
（4）A
（1）面积超过正方形一半的正方形的个数为115个，则油酸膜的面积约为
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积
(3)把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径
12.【答案】
解：(1)开始时， 0 = 0 + = 1 + 1 = 2 ， =
0
0 4
打开阀门， 室气体等温变化， = 1 ，体积为
由玻意耳定律得 0 0 =
2×
1 0 1
解得： = 0 0 = 4 = 1 2 0
(2)假设打开阀门后，气体从 0 = 300 升到 时，活塞 恰好到达容器最右端，即气体体积变为 0，压强 仍为 0，即等压变化过程

则根据盖一吕萨克定律，有 1 = 2
1 2

解得： = 0 = 00 1 × 300 = 600 2 0
因为 1 = 450 < 600 ，所以 1 = = 0，水银柱的高度差为零
从 = 600 升高到 2 = 750

，是等容变化过程，根据查理定律，有 = 2
2
解得： 2 = 1.25
故可知 2 = 750 时， 0 + = 1.25 ，故水银柱的高度差为19
答：(1) 若 室内气体的温度保持不变，则将阀门 打开后， 室的体积变成 0；
2
(2)若打开阀门 后将容器内的气体从300 分别加热到450 和750 ，则 形管内两边水银柱的高度差各分别为0、19 。
13．【答案】
（1） 500K；（2）1000K
【详解】（1）活塞在上升到刚刚碰到重物时，气体等压变化，根据盖吕萨克定律有
V1 V 2
T1 T2
其中
V1 SL
2
，V2 （S L L），T1=27+273.15K=300.15K3
代入解得
T2=500K
（2）当活塞上升使绳上拉力刚好为零时，此时汽缸内压强为 p ，有
p S p0S m M g
从刚刚碰到重物到拉力刚好为零时，气体等容变化，根据查理定律有
p p

T2 T
开始时有
pS p0S mg
联立解得
T 1000K
14．【答案】
p0 p 7
T T 0
（1）设升温后气体的压强为p，由于气体做等容变化，根据查理定律得 0 = 1 ，又T0=300 K，T1=350 K，解得p= 6 ．
0 = 0
m 6
0 0
（2）设开始时瓶内气体密度为 ,质量为 ,温度降为 2时瓶内气体密度为ρ,质量为m
m
,则根据理想气体状态方程可得 0 0 2，则得剩余气体的质量与原来总质量的比值 0 = 0=5.