PAGEPAGE20專題15固體、液體、氣體與能量守恒第一部分名師綜述綜合分析近幾年的高考物理試題發覺，試題在考查主干學問的同時，留意考查必修中的基本概念和基本規律，以選擇題的形式考查晶體和非晶體的特點、液體的表面張力、飽和汽與飽和汽壓、熱力學運動定律的理解等；以計算和問答題的形式結合氣體考查內能、氣體試驗定律、志向氣體狀態方程、熱力學第肯定律等；（1）考綱要求知道晶體、非晶體的區分；理解表面張力，會說明有關現象；駕馭氣體試驗三定律，會用三定律分析氣體狀態變更問題。知道變更內能的兩種方式，理解熱力學第肯定律；知道與熱現象有關的宏觀物理過程的方向性，了解熱力學其次定律；駕馭能量守恒定律及其應用．（2）命題規律高考熱學命題的重點內容有：志向氣體狀態方程和用圖象表示氣體狀態的變更；氣體試驗定律的理解和簡潔計算；固、液、氣三態的微觀說明和理解。高考對本部分內容考查的重點和熱點有以下幾個方面：熱力學定律的理解和簡潔計算，多以選擇題的形式出現。其次部分學問背一背（1）晶體與非晶體單晶體多晶體非晶體外形規則不規則不規則熔點確定確定不確定物理性質各向異性各向同性各向同性典型物質石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香形成與轉化有的物質在不同條件下能夠形成不同的形態．同一物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現，有些非晶體在肯定條件下可以轉化為晶體（2）液體的性質①液體的表面張力：(a)作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢．(b)方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直．②液晶的物理性質:(a)具有液體的流淌性;(b)具有晶體的光學各向異性．(c)從某個方向上看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的．(3)飽和汽濕度①飽和汽與未飽和汽②飽和汽壓③濕度:肯定濕度；相對濕度（4）氣體試驗定律玻意耳定律查理定律蓋—呂薩克定律內容肯定質量的某種氣體，在溫度不變的狀況下，壓強與體積成反比肯定質量的某種氣體，在體積不變的狀況下，壓強與熱力學溫度成正比肯定質量的某種氣體，在壓強不變的狀況下，其體積與熱力學溫度成正比表達式p1V1＝p2V2圖象（5）志向氣體的狀態方程肯定質量的志向氣體狀態方程：；氣體試驗定律可看做肯定質量志向氣體狀態方程的特例．（6）熱力學第肯定律①內容：一個熱力學系統的內能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和．②表達式：ΔU＝Q＋W.（7）能量守恒定律①內容：能量既不會憑空產生，也不會憑空消逝，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量不變，這就是能量守恒定律．②任何違反能量守恒定律的過程都是不行能的，不消耗能量而對外做功的第一類永動機是不行能制成的．（8）熱力學其次定律①兩種表述(a)第一種表述：熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體(克勞修斯表述)．(b)其次種表述：不行能從單一熱庫汲取熱量，使之完全變勝利，而不產生其他影響(開爾文表述)．②其次類永動機是指設想只從單一熱庫汲取熱量，使之完全變為有用的功而不產生其他影響的熱機．這類永動機不行能制成的緣由是違反了熱力學其次定律．第三部分技能+方法一、氣體的壓強①求用固體(如活塞)或液體(如液柱)封閉在靜止的容器內的氣體壓強，應對固體或液體進行受力分析，然后依據平衡條件求解．②當封閉氣體所在的系統處于力學非平衡的狀態時，欲求封閉氣體的壓強，首先選擇恰當的對象(如與氣體關聯的液柱、活塞等)，并對其進行正確的受力分析(特殊留意內、外氣體的壓力)，然后依據牛頓其次定律列方程求解．③對于平衡狀態下的水銀柱，選取隨意一個液片，其兩側面的壓強應相等．二、應用氣體試驗定律或氣體狀態方程解題的步驟①選對象——依據題意，選出所探討的某一部分氣體，這部分氣體在狀態變更過程中，其質量必需保持肯定。②找參量——找出作為探討對象的這部分氣體發生狀態變更前后的一組p、V、T數值或表達式，壓強的確定往往是個關鍵，常需結合力學學問(如力的平衡條件或牛頓運動定律)才能寫出表達式。③認過程——過程表示兩個狀態之間的一種變更方式，除題中條件已干脆指明外，在很多狀況下，往往須要通過對探討對象跟四周環境的相互關系的分析才能確定。認清變更過程是正確選用物理規律的前提。④列方程——依據探討對象狀態變更的詳細方式，選用氣體方程或某一試驗定律，代入詳細數值，最終分析探討所得結果的合理性及其物理意義。三、解決多汽缸問題的方法兩個或多個汽缸封閉著幾部分氣體，并且汽缸之間相互關聯的問題，解答時應分別探討各部分氣體，找出它們各自遵循的規律，并寫出相應的方程，還要寫出各部分氣體之間壓強或體積的關系式，最終聯立求解。四、用圖象法分析氣體的狀態變更類別圖線特點舉例p—VpV＝CT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線，溫度越高，線離原點越遠p—eq\f(1,V)斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高p—T，斜率，即斜率越大，體積越小V—T，斜率，即斜率越大，壓強越小五、對熱力學第肯定律的理解及應用①熱力學第肯定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式變更內能的過程是等效的，而且給出了內能的變更量和做功與熱傳遞之間的定量關系．②對公式ΔU＝Q＋W符號的規定符號WQΔU＋外界對物體做功物體汲取熱量內能增加－物體對外界做功物體放出熱量內能削減③三種特殊狀況(a)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內能的增加量．(b)若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體汲取的熱量等于物體內能的增加量．(c)若過程的始末狀態物體的內能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q.外界對物體做的功等于物體放出的熱量．特殊提示：對志向氣體，ΔU僅由溫度確定，W僅由體積確定，絕熱狀況下，Q=0.六、熱力學其次定律的理解熱量Q能自發傳給熱量Q能自發傳給熱量Q不能自發傳給高溫物體低溫物體能自發地完全轉化為不能自發地完全轉化功熱量能自發膨脹到不能自發收縮到氣體體積V1氣體體積V2(較大)能自發混合成不能自發分別成不同氣體A和B混合氣體AB第四部分基礎練+測1．以下說法正確的是A．氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數，僅與單位體積內的分子數有關B．在熔化過程中，晶體要汲取熱量，但溫度保持不變，內能也保持不變C．懸浮在液體中的微粒運動的無規則性，間接地反映了液體分子運動的無規則性D．當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小E.若肯定質量的志向氣體溫度上升，則氣體分子的平均動能肯定增大【答案】CDE【解析】【詳解】A、氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數，與單位體積內的分子數及溫度有關，故A錯；B、在熔化過程中，晶體要汲取熱量，但溫度保持不變，則動能不變，汲取的熱量轉化為分子勢能，所以內能增大，故B錯；C、懸浮在液體中的微粒受到液體分子的碰撞，所以微粒運動的無規則性，間接地反映了液體分子運動的無規則性，故C對；D、當r<r0分子力表現為斥力，r0是平衡位置，當分子從r<r0E、溫度是平均動能的標記，若肯定質量的志向氣體溫度上升，則氣體分子的平均動能肯定增大，故E對；2．下列說法中正確的是。A．全部晶體沿著各個方向的物理性質和化學光學性質都相同B．足球足夠氣后很難壓縮，是因為足球內氣體分子間斥力作用的結果C．自然界中只要涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性D．肯定質量的志向氣體，假如壓強不變，體積增大，那么它肯定從外界吸熱E.肯定質量的志向氣體保持體積不變，溫度上升，單位時間內撞擊器壁單位面積上的分子數增多【答案】CDE【解析】【詳解】A、單晶體具有各向異性，即單晶體沿著各個方向的物理性質和化學光學性質不同，故選項A錯誤；B、足球足夠氣后很難壓縮是由于足球內外有壓強差的緣由，與氣體分子之間的作用力無關，故選項B錯誤；C、依據熱力學其次定律知，自然界中只要涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性，故選項C正確；D、肯定質量的志向氣體，假如壓強不變，體積增大，由氣態方程pVT=C知溫度上升，內能增大，氣體對外界做功，依據熱力學第肯定律ΔU=Q+W可知，氣體肯定汲取熱量，故選項E、肯定質量的志向氣體保持體積不變，單位體積內分子數不變，溫度上升，分子的平均動能增大，則平均速率增大，單位時間內撞擊單位面積上的分子數增多，故選項E正確；故選選項CDE。3．以下說法正確的是__________。A．氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數，僅與單位體積內的分子數有關B．在熔化過程中，晶體要汲取熱量，但溫度保持不變，內能也保持不變C．懸浮在液體中的微粒運動的無規則性，間接地反映了液體分子運動的無規則性D．當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小E.若肯定質量的志向氣體溫度上升，則氣體分子的平均動能肯定增大【答案】CDE【解析】【詳解】A、氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數，與單位體積內的分子數有關以及分子的運動的激烈程度都有關，即壓強與溫度以及氣體的體積有關，故選項A錯誤；B、在熔化過程中，晶體要汲取熱量，溫度保持不變，分子的平均動能不變，當分子勢能增大，所以內能增大，故選項B錯誤；C、布朗運動是懸浮微粒的無規則運動，間接反映了液體分子運動的無規則性，故選項C正確；D、依據分子力做功與分子勢能間的關系可知，當分子間的引力與斥力平衡時，分子勢能最小，故選項D正確；E、溫度是分子平均動能的標記，肯定質量的志向氣體溫度上升，則氣體分子的平均動能肯定增大，故選項E正確；故選CDE。4．依據熱學學問，下面說法正確的是___________A．肯定質量的志向氣體，當溫度上升時，內能增加，壓強增大B．晶體熔化過程中，溫度保持不變，晶體分了勢能增加C．液體表面層分子間距離較其內部分子間距離小，表面層分子間表現為斥力D．物體溫度上升時，熱運動速率大的分子數占總分子數比例增大E.即使在現代化的熱電廠中，燃氣的內能也不行能百分之百轉化為電能【答案】BDE【解析】【詳解】A、由PVT=C，可知當溫度上升時，PV乘積增大，壓強不肯定增大，故選項B、晶體熔化過程中溫度不變，汲取的熱量用來增加分子勢能，故選項B正確；C、液體表面層分子稀疏，分子間距離較大，分子間力為引力，就是表面張力，故選項C錯誤；D、溫度上升，由速率分布圖可知，熱運動速率大的分子數占總分子數比例增大，故選項D正確；E、依據熱力學其次定律，熱機效率不愿能是百分之百，故選項E正確；故選選項BDE。5．以下說法中正確的是（

）A．熱現象的微觀理論認為，各個分子的運動都是無規則的、帶有偶然性的，但大量分子的運動卻有肯定的規律B．從微觀角度看，氣體壓強的大小跟兩個因素有關:一個是氣體分子的最大速率，一個是分子的數目C．同種物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現，如金剛石是晶體，石墨是非晶體，但組成它們的微粒均是碳原子D．肯定溫度下，飽和汽的分子數密度是肯定的，因而飽和汽的壓強也是肯定的E.物體汲取熱量同時對外做功，內能可能變更【答案】ADE【解析】【詳解】A.熱現象的微觀理論認為分子運動滿意統計規律，即單個分子的運動都是無規則的、帶有偶然性的，但大量分子的運動卻有肯定的規律；故A正確B.肯定量氣體壓強的大小跟兩個因素有關：一個是分子的平均動能，一個是分子的數密度；故B錯誤C.金剛石是晶體，石墨也是晶體。故錯誤。D.飽和蒸汽壓僅僅與溫度有關；肯定溫度下，飽和汽的分子數密度是肯定的，因而飽和汽的壓強也是肯定的；故D正確E.熱力學第肯定律，△U=W+Q，物體汲取熱量同時對外做功，內能可能變更。故E正確。6．下列說法正確的是_____________A．神舟十號航天員王亞平在天宮一號授課，自由漂移在水滴呈球形，這是液體表面張力作用的結果B．布朗運動指的是懸浮在液體里的花粉中的分子的運動C．對氣體而言，盡管大量分子做無規則運動，速率有大有小，但分子的速率是按肯定的規律分布的D．肯定質量的志向氣體，在等溫膨脹的過程中，對外界做功，內能削減E.在完全失重的狀況下，氣體對容器壁的壓強不為零【答案】ACE【解析】【詳解】自由漂移的水滴呈球形，這是液體表面張力的作用收縮的結果，故A正確；布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的運動，不是分子的運動，故B錯誤；對氣體而言，其規律符合統計規律；即大量分子做無規則運動，速率有大有小，但分子的速率是按肯定的規律分布的，故C正確；肯定質量的志向氣體的內能僅僅與溫度有關，溫度不變時，則分子平均動能不變，故雖然對外做功，但內能不變，故D錯誤；氣體壓強由氣體撞擊器壁產生，故失重狀態下，氣體仍舊有壓強，故E正確。7．下列關于固體、液體和氣體的說法正確的是_______.A．固體、液體和氣體中都會有擴散現象發生B．固體中的分子是靜止的,液體、氣體中的分子是運動的C．液體表面層中分子間的相互作用力表現為引力D．在完全失重的狀況下,氣體對容器壁的壓強為零E.某些固體在熔化過程中,雖然汲取熱量但溫度卻保持不變【答案】ACE【解析】【詳解】擴散運動是分子的一種基本運動形式，固體、液體和氣體中都會有擴散現象發生，故A正確；固體、液體、氣體中的分子都是運動的，選項B錯誤；液體表面層中分子間的距離較大，相互作用力表現為引力，選項C正確；在完全失重的狀況下，分子運動不停息，氣體對容器壁的壓強不為零，故D錯誤；晶體在熔化過程中，雖然汲取熱量但溫度卻保持不變，選項E正確；故選ACE.8．如圖，肯定量的志向氣體從狀態a變更到狀態b，其過程如p-V圖中從a到b的直線所示。在此過程中（）A．氣體溫度始終降低B．氣體內能始終增加C．氣體始終對外做功D．氣體始終從外界吸熱E.氣體汲取的熱量始終全部用于對外做功【答案】BCD【解析】【詳解】由圖知氣體的pV始終增大，由pVT=C，知氣體的溫度始終上升，故A錯誤；肯定量的志向氣體內能只跟溫度有關，溫度始終上升，氣體的內能始終增加，故B正確；氣體的體積增大，則氣體始終對外做功，故C正確；氣體的內能始終增加，并且氣體始終對外做功，依據熱力學第肯定律△U=W+Q可知氣體始終從外界吸熱，故D正確；氣體汲取的熱量用于對外功和增加內能，故E錯誤。所以BCD正確，9．若水中一個氣泡上升的過程中溫度保持不變，氣泡內氣體可以視為志向氣體，下列說法正確的是A．氣泡內氣體的壓強變小B．氣泡內氣體對外做功C．氣泡內氣體分子對氣泡壁的撞擊次數增多D．隨著氣泡上升越來越快，氣泡內氣體的內能增加E.氣泡上升過程中，氣泡內氣體汲取熱量【答案】ABE【解析】【詳解】A、氣泡的上升過程中，外界壓強與氣泡內壓強相等，外界壓強減小，則氣泡內的壓強減小，A正確；BC、氣泡的上升過程中，溫度不變，分子平均速率不變；由玻意爾定律知，上升過程中體積增大，故氣泡內氣體分子對氣泡壁的撞擊次數削減，氣體對外做功，故B正確，C錯誤；D、氣體溫度不變，故氣泡內氣體的內能不變，D錯誤；E、氣泡的上升過程中，溫度不變，內能不變，氣體對外做功，故氣泡內氣體要汲取熱量，E正確。10．對于肯定質量的志向氣體，從微觀的角度說明，下列說法中正確的是。A．在體積不變時，氣體的溫度上升，每個氣體分子對器壁產生的平均沖量減小，壓強增大B．密閉容器內肯定質量的志向氣體體積不變，溫度上升，單位時間內撞擊容器壁的分子數增加C．封閉容器中的志向氣體，若溫度不變，體積減半，則單位時間內氣體分子在容器壁單位面積上碰撞的次數加倍，氣體的壓強加倍D．氣體的溫度變更時，其分子平均動能和分子間勢能也隨之變更E.在體積不變時，分子間每秒平均碰撞次數隨著溫度的降低而減小【答案】BCE【解析】【詳解】A．在體積不變時，氣體的溫度上升，分子的平均動能增加，分子數密度不變，故單個分子每次與器壁碰撞時平均沖量增加，碰撞次數增多，壓強增大，故A錯誤；B．容器內肯定質量的志向氣體體積不變，單位體積內的分子數不變，溫度上升，分子平均動能增大，則單位時間內撞擊容器壁的分子數增加，故B正確；C．由志向氣體的狀態方程可知，當溫度不變，體積減半，則氣體壓強p加倍，即單位時間內氣體分子在容器壁單位面積上碰撞的次數加倍，故C正確；D．溫度是分子平均動能的標記，與分子勢能無關，故D錯誤；E．由壓強的微觀說明，溫度降低，分子平均動能減小，單個分子撞擊容器壁產生的撞擊力減小，所以肯定量的氣體，在體積不變時，分子每秒對器壁單位面積的平均碰撞次數隨著溫度的降低而減小，故E正確。11．關于固體和液體,下列說法正確的是A．晶體肯定有確定的熔點B．晶體肯定有確定的幾何形態C．有些非晶體在肯定條件下可以轉化為晶體D．全部物質都具有液晶態E.在液體表面隨意畫一條線,線兩側的液體間的作用力是引力【答案】ACE【解析】【詳解】A、晶體肯定有確定的熔點，故選項A正確；B、多晶體沒有確定的幾何形態，故選項B錯誤；C、晶體還是非晶體，不是肯定的，有些非晶體在肯定條件下可以轉化為晶體，故選項C正確；D、不是全部物質都具有液晶態，故選項D錯誤；D、在液體表面隨意畫一條線，線兩側的液體間的作用力是引力，它的作用是使液體表面繃緊，故選項E正確。12．下列說法正確的是A．氣體放出熱量，其分子的平均動能可能增大B．肯定質量的志向氣體發生等于膨脹過程，其溫度肯定上升C．懸浮在液體中的微粒越小，受到液體分子的撞擊就越簡潔平衡D．當液體，表面的分子間距離大于分子間的平衡距離時，液面有表面張力E.某氣體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏伽德羅常數可表示為【答案】ABD【解析】【詳解】A項：由熱力學第肯定律可知，氣體放出熱量，若外界對氣體做功，溫度上升，其分子平均動能增大，故A正確；B項：肯定質量的志向氣體發生等壓膨脹過程，等壓變更，壓強不變，由公式VT=C可知，體積變大，溫度上升，故C項：懸浮在液體中的微粒越小，在某一瞬間撞擊它的液體分子數就越少，不平衡性越明顯，布朗運動就越明顯，故C錯誤；D項：液體表面分子間距離大于平衡位置間距r0，分子力表現為引力，所以液體表面存在表面張力，故DE項：某固體或液體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數可表示為NA=V13．下列說法正確的是A．溫度高的物體內能不肯定大，但分子平均動能肯定大B．一塊勻稱薄片，沿各個方向對它施加拉力，發覺其強度一樣，則此薄片肯定是非晶體C．懸浮顆粒越小布朗運動越顯著，溫度越高布朗運動越猛烈D．當分子間作用力表現為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而減小E.夏天荷葉上小水珠呈球狀，是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的原因【答案】ACE【解析】【詳解】A、內能取決于物體的溫度、體積和物質的量；溫度高的物體內能不肯定大，但分子平均動能肯定大，故A正確；B、一塊勻稱薄片，沿各個方向對它施加拉力，發覺其強度一樣，則此薄片可能是非晶體也可能是多晶體，同時也可能是單晶體，因為某些單晶體各向異性，某些單晶體各向同性，故B錯C、懸浮顆粒越小則受力不均衡性越明顯，所以布朗運動越顯著，并且溫度越高布朗運動越猛烈，故C對；D、當分子間作用力表現為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小分子力做負功，所以分子勢能增大，故D錯；E、由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的原因，所以夏天荷葉上小水珠呈球狀，故E對；14．下列說法正確的是___________。A．布朗運動是液體分子的無規則運動B．在分子力作用范圍內若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大C．肯定質量的志向氣體等壓膨脹過程肯定放熱D．液晶具有液體的流淌性，同時具有晶體的各向異性特征E.水的飽和汽壓隨溫度的上升而增大【答案】BDE【解析】【詳解】布朗運動是固體顆粒的無規則運動，是液體分子無規則運動的表現，選項A錯誤；在分子力作用范圍內若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大，選項B正確；肯定質量的志向氣體等壓膨脹過程，溫度上升，內能變大，對外做功，則肯定吸熱，選項C錯誤；液晶具有液體的流淌性，同時具有晶體的各向異性特征，選項D正確；水的飽和汽壓隨溫度的上升而增大，選項E正確.15．下列說法正確的是（）A．因為液體表面具有收縮的趨勢，所以液體表面分子間只有引力沒有斥力B．液晶既具有液體的流淌體，又具有光學各向異性C．肯定質量氣體上升相同的溫度，汲取的熱量跟經驗的過程有關D．分子間的引力與斥力同時存在，斥力等于引力時，分子勢能最小E.其次類永動機違反能量守恒定律，所以不行能制成【答案】BCD【解析】【詳解】液體表面層分子間引力和斥力同時存在，因為引力大于斥力，分子力表現為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢，故A錯誤；液晶是一類介于晶體與液體之間的特殊物質，它具有流淌性，光學性質各向異性；故B正確；志向氣體沒有分子勢能，故內能只與溫度和質量有關，故肯定質量志向氣體上升相同的溫度，內能變更量肯定，依據熱力學第肯定律公式△U=W+Q，汲取的熱量跟經驗的過程有關，故C正確；分子力做功等于分子勢能的減小量，故在分子力的合力為零時，此后不管分子間距是增加還是減小，分子勢能均是增加的，故D正確；其次類永動機不違反能量守恒定律，但違反熱力學其次定律，故E錯誤.16．以下說法中正確的是________(選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分)。A．兩分子處在平衡位置時，分子勢能最小B．在潮濕的天氣里，洗過的衣服不簡潔晾干，是因為沒有水分子從衣服上飛出C．熱量可以從低溫物體傳到高溫物體而不引起外界的變更D．相同溫度下液體中懸浮的花粉小顆粒越小，布朗運動越猛烈E.晶體肯定有固定的熔點，但物理性質可能表現各向同性【答案】ADE【解析】【詳解】當分子間距離為平衡位置時分子勢能最小，故A正確；潮濕天氣，空氣的相對濕度大，從衣服飛出的水分子與回到衣服的水分子相等時，達到飽和，故B錯誤；在引起外界的變更的狀況下，熱量才可以由低溫物體傳向高溫物體，故C錯誤；相同溫度下液體中懸浮的花粉顆粒越小，布朗運動越明顯，故D正確；晶體肯定有固定的熔點，單晶體具有各向異性，多晶體為各向同性，故E正確。17．一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，玻璃管導熱良好。用水銀封閉一段空氣在右管中，初始時，管內水銀柱及空氣柱長度如圖甲所示。將玻璃管在豎直平面內旋轉90°如圖乙所示。求此時右管中水銀面移動的距離。已知玻璃管的橫截面積到處相同，大氣壓強P0=76.0cmHg環境溫度不變。（管的直徑忽視不計）【答案】0.5cm【解析】【詳解】以右管空氣為對象初狀態：P1=P0-Ph1=（76-4）cmHg=72

cmHgV1=SL1末狀態：P2=P0+Ph2=（76+4）cmHg=76

cmHgV2=SL2由玻意耳定律有：P1V1=P2V2解得：L2=4.5cm右管中水銀面移動的距離：x=L1-L2=0.5cm18．如圖所示，豎直放置在水平面上的汽缸，汽缸里封閉一部分志向氣體。其中缸體質量M=4kg，活塞質量m=4kg，橫截面積S=2×10－3m2，大氣壓強p0=1.0×105Pa，活塞的上部與勁度系數為k=4×102N/m的輕彈簧相連，掛在某處。當汽缸內氣體溫度為250K時，汽缸對地面的壓力恰好為零，此時缸內氣柱長為L=60cm。求：當缸內氣體溫度升到多少時，彈簧彈力恰好為零?(g取I0m/s2，活塞不漏氣且與汽缸壁無摩擦)【答案】T【解析】【詳解】缸內氣體初態：V系統受力平衡：kx=(m+M)g則x=0.2m=20cmp末態：p2=對缸內氣體建立狀態方程p1V19．如圖所示，連通器中盛有密度為ρ的部分液體，兩活塞與液面的距離均為l，其中密封了壓強為p0的空氣，現將右活塞固定，要使容器內的液面之差為l，求左活塞須要上升的距離x。【答案】V=1.6L【解析】【詳解】右側發生等溫變更，初態：壓強P1＝P0，體積：V1＝lS末態：壓強P2，體積：V依據玻意耳定律可得：P1V1＝P2V2即：P0lS＝P2（l+左側發生等溫變更，初態：壓強P3＝P0，體積：V3＝lS末態：壓強P4，體積：V依據玻意耳定律可得：P3V3＝P4V4即：P0lS＝P4（l+x-活塞上升x后，依據平衡可得：P4+ρgl＝P2聯立可得左活塞須要上升的距離：x=20．如圖，一豎直放置的汽缸上端開口，汽缸壁內有卡口，卡口距缸底的高度h=20cm。汽缸活塞的面積S=100cm2，重量G=100N，其下方密封有肯定質量的志向氣體，活塞只能在卡口下方上下移動。活塞和汽缸壁均絕熱，不計它們之間的摩擦，豎直輕彈簧下端與缸底固定連接，上端與活塞固定連接，原長l0=15cm，勁度系數k=2000N/m。起先時活塞處于靜止狀態，汽缸內氣體溫度T1=200K，彈簧的長度l1=10cm，現用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體（大氣壓P0=1.0×105Pa）。求（i）當彈簧復原原長時時汽缸內氣體的溫度T2；（ⅱ）當汽缸中的氣體溫度T3=500K時汽缸內氣體的壓強P3。【答案】（i）330K；（ⅱ）1.25×105Pa。【解析】【詳解】（i）對活塞受力分析，起先時氣體的壓強為：P溫度為：T1=200K體積為：V1=lS=10S彈簧復原原長時，對活塞受力分析，依據平衡得封閉氣體壓強為：P2=體積為：V2=l0S=15S由志向氣體狀態方程得：P代入數據解得：T2=330K（ii）設溫度為T時，活塞恰好上移至卡口，此時有：P=P0+GS+V=hS=20S由志向氣體狀態方程得：P代入數據解得：T=480K由于T3=500K＞480K，活塞以上移至卡口，有：V3=hS=20S由志向氣體狀態方程得：P代入數據解得：P21．如圖所示，一粗細勻稱的長薄壁玻璃管上端封閉，下端開口，豎直插在足夠深的水銀槽中，水銀槽的橫截面積是玻璃管橫截面積的10倍，管內封閉有肯定質量的志向氣體，起先時管內氣柱長L=6cm，管內、外水銀面的高度差為h=25cm。現將玻璃管沿豎直方向緩慢移動(管口未離開槽中水銀面)，使管內外的水銀面恰好相平。整個過程管內氣體的溫度保持不變，若大氣壓強恒為P=75cmHg。求：（1）管內外水銀面恰好相平常管內氣柱的長度；（2）玻璃管該如何移動及移動了多少距離。【答案】（1）4cm（2）24.5cm【解析】【詳解】（1）初狀態：P1=50cmHg，V當管內外的水面相碰時，P則P1V（2）應使玻璃管豎直向下移動，設水銀槽中水銀面上升了Δh，有：S?25=10S?Δh，則Δh=2.5cm設向下移動的距離為d，則d=24.5cm22．如圖為某同學制作的簡易氣溫計。他向一個空的鋁制易拉罐中插入一根粗細勻稱的透亮吸管，接口用蠟密封在吸管內引入一小段油柱。外界大氣壓p0=1.0×105Pa，溫度t1=29℃時油柱與接口的距離l1=10cm，溫度t2=30℃時油柱與接口的距離l2=15cm，他在吸管上相應的位置標上相應的溫度刻度值。已知吸管內部的橫截面積S=0.2cm2。(i)求易拉罐的容積V；(ii)由于外界大氣壓發生變更，實際溫度t=27℃時該氣溫計讀數為29℃，求此時的大氣壓p(保留2位有效數字)。【答案】（ⅰ）300cm3；（ⅱ）9.9×104Pa【解析】【詳解】（ⅰ）設易拉罐的容積為V，由氣體試驗定律得：V1式中V1=V+L1S，T1=（t1+273）K②V2=V+L2S，T2=（t2+273）K③由①②③式代入數據得：V=300cm3④（ⅱ）氣壓變更后，實際溫度t=27℃時油柱的位置在29℃刻度處，此時被封閉的氣體體積與大氣壓p0=1.0×105Pa溫度t1=29℃時的相等，可得p1式中p1=p0，T1=（t1+273）⑥T=（t-273）K⑦由⑤⑥⑦式代入數據得：p=9.9×104Pa⑧23．如圖所示，一個粗細勻稱的固定圓管，左端用一活塞A塞住，活塞A離右端管口的距離是20cm，離左端管口的距離是2cm。把一個帶手柄的活塞B從右端管口推入，將活塞B向左端緩慢推動10cm時活塞A未被推動。已知圓管的橫截面積為S＝2.0×10－5m2，大氣壓強為1.0×105Pa，且推動活塞B過程中管內氣體溫度保持T0=300K不變。求：①活塞B向左端緩慢推動10cm時活塞A與圓管間的靜摩擦力f；②活塞B向左端緩慢推動10cm后保持活塞B不動，將管內氣體溫度緩慢上升到450K時，活塞A被推到左端管口處。設活塞A所受滑動摩擦力等于最大靜摩擦力fm，求fm。【答案】①2N②3N【解析】【詳解】(1)玻意耳定律可得p0SL1＝p2SL2對活塞A，由平衡條件p2S＝p0S＋f…得f＝2N；(2)從起先升溫到活塞A剛好未被推動的過程，由查理定律p活塞A剛好未被推動時p從活塞A剛好被推動到它被推到左端管口處的過程是一個等壓過程S聯立解得fm24．如圖1所示，一導熱性能良好的氣缸放置于水平地面上，缸內用可自由移動的活塞封閉肯定質量的志向氣體，活塞厚度不計且氣密性良好，不計活塞和氣缸之間的摩擦。已知活塞質量為m=1kg，面積為S=5cm2，氣缸高為H=15cm，大氣壓強為1.0×105Pa，當環境溫度為27℃時，氣缸內氣柱高度為h=11cm。若將氣缸放置于傾角為30°的斜面上時，氣缸恰好處于靜止狀態，如圖2所示，g取10m/s2，求：①氣缸靜止于斜面上時氣柱的長度L及氣缸由水平地面放置到斜面