山東專用2024-2025三年高考物理真題分項(xiàng)匯編專題14熱學(xué)

PAGE26-專題14熱學(xué)【考綱定位】?jī)?nèi)容要求1.分子動(dòng)理論擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)通過試驗(yàn)，估測(cè)油酸分子的大小．了解分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)及相關(guān)的試驗(yàn)證據(jù)．通過試驗(yàn)，了解擴(kuò)散現(xiàn)象．視察并能說明布朗運(yùn)動(dòng)．了解分子運(yùn)動(dòng)速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，知道分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖象的物理意義.2024·山東·高考T52.固體晶體和非晶體液晶了解固定的微觀結(jié)構(gòu)．知道晶體和非晶體的特點(diǎn)．能列舉生活中的晶體和非晶體．通過實(shí)例，了解液晶的主要性質(zhì)及其在顯示技術(shù)中的應(yīng)用．了解材料科學(xué)的有關(guān)學(xué)問及應(yīng)用，體會(huì)它們的發(fā)展對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響．3.液體的表面張力視察液體的表面張力現(xiàn)象．了解表面張力產(chǎn)生的緣由．知道毛細(xì)現(xiàn)象．4.氣體試驗(yàn)定律及微觀說明通過試驗(yàn)，了解氣體試驗(yàn)定律．知道志向氣體模型．能用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)說明氣體壓強(qiáng)和氣體試驗(yàn)定律．2024·山東·高T152024·山東·高考T42024·山東·高考T62024·山東·高T155.熱力學(xué)定律知道熱力學(xué)第肯定律．通過有關(guān)史實(shí)，了解熱力學(xué)第肯定律和能量守恒定律的發(fā)覺過程，體會(huì)科學(xué)探究中的挫折和失敗對(duì)科學(xué)發(fā)覺的意義．通過自然界中宏觀過程的方向性，了解熱力學(xué)其次定律．2024·山東·高考T2【學(xué)問重現(xiàn)】一、分子動(dòng)理論1．分子動(dòng)理論的內(nèi)容(1)物質(zhì)是由大量分子組成的；(2)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；(3)分子間存在相互作用力．2．物體是由大量分子組成的(1)分子很?、僦睆綌?shù)量級(jí)為10－10m.②質(zhì)量數(shù)量級(jí)為10－27～10－26kg.③分子大小的試驗(yàn)測(cè)量：油膜法估測(cè)分子大?。?2)分子數(shù)目特殊大：阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1.(3)分子模型①球體模型：d＝eq\r(3,\f(6Vmol,πNA))(固、液體一般用此模型)．油膜法估測(cè)分子大小時(shí)d＝eq\f(V,S)，S為單分子油膜的面積，V為滴到水中的純油酸的體積．②立方體模型：d＝eq\r(3,\f(Vmol,NA))，氣體一般用此模型．對(duì)氣體，d應(yīng)理解為相鄰分子間的平均距離，氣體分子間距大，大小可以忽視，不能估算氣體分子的大小，只能估算氣體分子所占空間、分子質(zhì)量．(4)微觀量的估算①分子的質(zhì)量：m＝eq\f(Mmol,NA)＝eq\f(ρVmol,NA).②分子的體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(Mmol,ρNA).對(duì)于氣體，V0表示分子占據(jù)的空間．③物體所含的分子數(shù)：n＝eq\f(V,Vmol)NA＝eq\f(M,ρVmol)NA或n＝eq\f(M,Mmol)NA＝eq\f(ρV,Mmol)NA.3．分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的相關(guān)現(xiàn)象(1)擴(kuò)散現(xiàn)象：不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象．溫度越高，擴(kuò)散越快．干脆說明白組成物質(zhì)的分子總是不停地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(2)布朗運(yùn)動(dòng)：懸浮在液體或氣體中的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．發(fā)生緣由是固體顆粒受到液體分子無規(guī)則撞擊的不平衡性造成的．間接說明白液體或氣體分子在永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(3)布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)的比較如下布朗運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)共同點(diǎn)都是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都隨溫度的上升而變得更加猛烈不同點(diǎn)小顆粒的運(yùn)動(dòng)分子的運(yùn)動(dòng)運(yùn)用光學(xué)顯微鏡視察運(yùn)用電子顯微鏡視察聯(lián)系布朗運(yùn)動(dòng)是由于小顆粒受到四周分子熱運(yùn)動(dòng)的撞擊而引起的，反映了分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)4.分子間存在著相互作用力(1)分子間同時(shí)存在引力和斥力，實(shí)際表現(xiàn)的分子力是他們的合力．引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，斥力比引力變更得更快．(2)由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的相對(duì)位置確定的能，即分子勢(shì)能．(3)分子力和分子勢(shì)能隨分子間距變更的規(guī)律如下：分子力F分子勢(shì)能Ep變更圖象隨分子間距的變更狀況r<r0F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F(xiàn)引<F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為斥力r增大，分子力做正功，分子勢(shì)能減小；r減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加r>r0F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F(xiàn)引>F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為引力r增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加；r減小，分子力做正功，分子勢(shì)能減小r＝r0F引＝F斥，F(xiàn)＝0分子勢(shì)能最小，但不為零r>10r0(10－9m)F引和F斥都已非常微弱，可以認(rèn)為F＝0分子勢(shì)能為零在圖線表示F、Ep隨r變更規(guī)律中，要留意它們的區(qū)分：r＝r0處，F(xiàn)＝0，Ep最小．在讀Ep－r圖象時(shí)還應(yīng)留意分子勢(shì)能的“＋”、“－”值是參加比較大小的．二、溫度和內(nèi)能1．溫度宏觀上溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)記．2．分子平均動(dòng)能：物體內(nèi)全部分子動(dòng)能的平均值．(1)溫度是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)記．(2)溫度相同時(shí)任何物體的分子平均動(dòng)能相等，但平均速率一般不等(不同分子質(zhì)量不同)．3．分子動(dòng)能：做熱運(yùn)動(dòng)的分子具有動(dòng)能，在熱現(xiàn)象的探討中，單個(gè)分子的動(dòng)能無探討意義，重要的是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能．4．分子勢(shì)能：分子具有由它們的相對(duì)位置確定的能，即分子勢(shì)能．確定因素eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①微觀上——確定于分子間距離和分子排列狀況；,②宏觀上——確定于體積和狀態(tài).))5．物體的內(nèi)能(1)物體的內(nèi)能等于物體中全部分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，是狀態(tài)量．(2)確定因素eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①微觀上：分子動(dòng)能、分子勢(shì)能、分子數(shù)；,②宏觀上：溫度、體積、物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）.))對(duì)于給定的物體，其內(nèi)能大小由物體的溫度和體積確定，與物體的位置凹凸、運(yùn)動(dòng)速度大小無關(guān)．(3)兩種變更物體內(nèi)能的方式①做功和熱傳遞在內(nèi)能變更上是等效的；②兩者的本質(zhì)區(qū)分：做功變更內(nèi)能是其他形式的能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，熱傳遞是能的轉(zhuǎn)移．三、固體和液體1．晶體與非晶體晶體非晶體單晶體多晶體熔點(diǎn)確定不確定粒子排列有規(guī)則，但多晶體各個(gè)晶粒的排列無規(guī)則無規(guī)則形態(tài)規(guī)則不規(guī)則物理性質(zhì)各向異性各向同性形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)，同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體，在肯定條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體2.液體(1)液體的表面張力：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì)，方向跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直．(2)液晶：既具有液體的流淌性，又具有晶體的光學(xué)各向異性．液晶在顯示器方面具有廣泛的應(yīng)用．3．飽和汽與飽和汽壓(1)飽和汽：在密閉容器中的液體不斷地蒸發(fā)，液面上的蒸汽也不斷地凝聚，蒸發(fā)和凝聚達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，液面上的蒸汽叫飽和汽．(2)未飽和汽：未達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽．(3)飽和汽壓：飽和汽所具有的壓強(qiáng)．液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān)．4．相對(duì)濕度(1)肯定濕度：空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)．(2)相對(duì)濕度：空氣的肯定濕度與同一溫度下水的飽和汽壓之比．用公式表示為：相對(duì)濕度＝eq\f(水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng),同溫度水的飽和汽壓).四、氣體1．氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)分子很小，間距很大，除碰撞外不受力．(2)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目都相等．(3)分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，大量分子的速率按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布．如圖所示．(4)溫度肯定時(shí)，某種氣體分子的速率分布是確定的．溫度上升時(shí)，速率小的分子數(shù)削減，速率大的分子數(shù)增多，分子的平均速率增大，但不是每個(gè)分子的速率都增大．2．氣體的三個(gè)狀態(tài)參量：壓強(qiáng)、體積、溫度．3．氣體的壓強(qiáng)(1)產(chǎn)生緣由：由于氣體分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生持續(xù)而穩(wěn)定的壓力．(2)大小：氣體的壓強(qiáng)在數(shù)值上等于氣體作用在單位面積上的壓力，公式為p＝eq\f(F,S).(3)常用單位及換算關(guān)系國(guó)際單位：帕斯卡，符號(hào)：Pa，1Pa＝1N/m2；常用單位：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)；厘米汞柱(cmHg)；換算關(guān)系：1atm＝76cmHg＝1.013×105Pa≈1.0×105Pa.4．氣體試驗(yàn)定律特點(diǎn)舉例玻意耳定律(等溫)p-V圖象pV＝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(diǎn)越遠(yuǎn)T2>T1p-eq\f(1,V)圖象p＝CT·eq\f(1,V)，斜率k＝CT.即斜率越大，溫度越高T2>T1查理定律(等容)p-T圖象p＝eq\f(C,V)·T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小V1<V2蓋—呂薩克定律(等壓)V-T圖象V＝eq\f(C,p)·T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小p1<p25.志向氣體狀態(tài)方程(1)志向氣體宏觀上講，志向氣體是指在任何條件下始終遵守氣體試驗(yàn)定律的氣體．實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為志向氣體．微觀上講，志向氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢(shì)能．(2)肯定質(zhì)量的志向氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C(常量)．五、熱力學(xué)定律1．熱力學(xué)第肯定律(1)內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和．表達(dá)式為ΔU＝Q＋W.(2)對(duì)公式ΔU＝Q＋W符號(hào)的規(guī)定符號(hào)WQΔU＋外界對(duì)物體做功物體汲取熱量?jī)?nèi)能增加－物體對(duì)外界做功物體放出熱量?jī)?nèi)能削減(3)幾種特殊過程若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體汲取的熱量等于物體內(nèi)能的增加．若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q.外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量．(4)熱力學(xué)第肯定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式變更內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變更量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系．此定律是標(biāo)量式，應(yīng)用時(shí)熱量的單位應(yīng)統(tǒng)一為國(guó)際單位制中的焦耳．2．熱力學(xué)其次定律(1)熱力學(xué)其次定律的三種表述克勞修斯表述：按熱傳導(dǎo)的方向性可以表述為“熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體”，這是熱力學(xué)其次定律．開爾文表述：按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性，可以表述為“不行能從單一熱源汲取熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響”，或表述為“其次類永動(dòng)機(jī)是不行能制成的”．用熵的概念表示熱力學(xué)其次定律：在任何自然過程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減?。?2)熱力學(xué)其次定律的微觀意義：一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行．熱力學(xué)其次定律的每一種表述，都揭示了大量分子參加宏觀過程的方向性，進(jìn)而使人們相識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性．【真題匯編】1．（2024·山東·高考真題）如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸內(nèi)用絕熱活塞封閉肯定質(zhì)量的志向氣體，初始時(shí)氣缸開口向上放置，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，將氣缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，缸內(nèi)氣體（

）A．內(nèi)能增加，外界對(duì)氣體做正功B．內(nèi)能減小，全部分子熱運(yùn)動(dòng)速率都減小C．溫度降低，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例削減D．溫度上升，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增加【答案】C【解析】初始時(shí)氣缸開口向上，活塞處于平衡狀態(tài)，氣缸內(nèi)外氣體對(duì)活塞的壓力差與活塞的重力平衡，則有氣缸在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，氣缸內(nèi)外氣體對(duì)活塞的壓力差大于重力沿氣缸壁的分力，故氣缸內(nèi)氣體緩慢的將活塞往外推，最終氣缸水平，缸內(nèi)氣壓等于大氣壓。AB．氣缸、活塞都是絕熱的，故缸內(nèi)氣體與外界沒有發(fā)生熱傳遞，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)作用將活塞往外推，氣體對(duì)外做功，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律得：氣體內(nèi)能減小，故缸內(nèi)志向氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率減小，并不是全部分子熱運(yùn)動(dòng)的速率都減小，AB錯(cuò)誤；CD．氣體內(nèi)能減小，缸內(nèi)志向氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率減小，故速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例減小，C正確，D錯(cuò)誤。故選C。2．（2024·山東·高考真題）某些魚類通過調(diào)整體內(nèi)魚鰾的體積實(shí)現(xiàn)浮沉。如圖所示，魚鰾結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為通過閥門相連的A、B兩個(gè)密閉氣室，A室壁厚、可認(rèn)為體積恒定，B室壁簿，體積可變；兩室內(nèi)氣體視為志向氣體，可通過閥門進(jìn)行交換。質(zhì)量為M的魚靜止在水面下H處。B室內(nèi)氣體體積為V，質(zhì)量為m；設(shè)B室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與魚體外壓強(qiáng)相等、魚體積的變更與B室氣體體積的變更相等，魚的質(zhì)量不變，魚鰾內(nèi)氣體溫度不變。水的密度為ρ，重力加速度為g。大氣壓強(qiáng)為p0，求：（1）魚通過增加B室體積獲得大小為a的加速度、需從A室充入B室的氣體質(zhì)量m；（2）魚靜止于水面下H1處時(shí)，B室內(nèi)氣體質(zhì)量m1?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）由題知起先時(shí)魚靜止在H處，設(shè)此時(shí)魚的體積為，有且此時(shí)B室內(nèi)氣體體積為V，質(zhì)量為m，則魚通過增加B室體積獲得大小為a的加速度，則有聯(lián)立解得需從A室充入B室的氣體質(zhì)量（2）B室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與魚體外壓強(qiáng)相等，則魚靜止在H處和水面下H1處時(shí)，B室內(nèi)的壓強(qiáng)分別為，由于魚靜止時(shí)，浮力等于重力，則魚的體積不變，由于題可知，魚體積的變更與B室氣體體積的變更相等，則魚在水下靜止時(shí)，B室內(nèi)氣體體積不變，由題知起先時(shí)魚靜止在H處時(shí)，B室內(nèi)氣體體積為V，質(zhì)量為m，由于魚鰾內(nèi)氣體溫度不變，若，則在H1處時(shí)，B室內(nèi)氣體須要增加，設(shè)吸入的氣體體積為ΔV，依據(jù)玻意耳定律有則此時(shí)B室內(nèi)氣體質(zhì)量若，則在H1處時(shí)，B室內(nèi)氣體須要削減，設(shè)釋放的氣體體積為ΔV，依據(jù)玻意耳定律有則此時(shí)B室內(nèi)氣體質(zhì)量3．（2024·山東·高考真題）如圖所示，密封的礦泉水瓶中，距瓶口越近水的溫度越高。一開口向下、導(dǎo)熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中，小瓶中封閉一段空氣。擠壓礦泉水瓶，小瓶下沉究竟部；松開后，小瓶緩慢上浮，上浮過程中，小瓶?jī)?nèi)氣體（）A．內(nèi)能削減B．對(duì)外界做正功C．增加的內(nèi)能大于汲取的熱量D．增加的內(nèi)能等于汲取的熱量【答案】B【解析】A．由于越接近礦泉水瓶口，水的溫度越高，因此小瓶上浮的過程中，小瓶?jī)?nèi)溫度上升，內(nèi)能增加，A錯(cuò)誤；B．在小瓶上升的過程中，小瓶?jī)?nèi)氣體的溫度漸漸上升，壓強(qiáng)漸漸減小，依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程氣體體積膨脹，對(duì)外界做正功，B正確；CD．由AB分析，小瓶上升時(shí)，小瓶?jī)?nèi)氣體內(nèi)能增加，氣體對(duì)外做功，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律由于氣體對(duì)外做功，因此汲取的熱量大于增加的內(nèi)能，CD錯(cuò)誤。故選B。4．（2024·山東·高考真題）血壓儀由加壓氣囊、臂帶，壓強(qiáng)計(jì)等構(gòu)成，如圖所示。加壓氣囊可將外界空氣充入臂帶，壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為臂帶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)高于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，充氣前臂帶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)，體積為V；每次擠壓氣囊都能將的外界空氣充入臂帶中，經(jīng)5次充氣后，臂帶內(nèi)氣體體積變?yōu)?，壓?qiáng)計(jì)示數(shù)為。已知大氣壓強(qiáng)等于，氣體溫度不變。忽視細(xì)管和壓強(qiáng)計(jì)內(nèi)的氣體體積。則V等于（）A． B． C． D．【答案】D【解析】依據(jù)玻意耳定律可知已知，，代入數(shù)據(jù)整理得故選D。5．（2024·山東·高考真題）肯定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)a起先，經(jīng)a→b、b→c、c→a三個(gè)過程后回到初始狀態(tài)a，其p-V圖像如圖所示。已知三個(gè)狀態(tài)的坐標(biāo)分別為a（V0，2p0）、b（2V0，p0）、c（3V0，2p0）以下推斷正確的是（）A．氣體在a→b過程中對(duì)外界做的功小于在b→c過程中對(duì)外界做的功B．氣體在a→b過程中從外界汲取的熱量大于在b→c過程中從外界汲取的熱量C．在c→a過程中，外界對(duì)氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量D．氣體在c→a過程中內(nèi)能的削減量大于b→c過程中內(nèi)能的增加量【答案】C【解析】A．依據(jù)氣體做功的表達(dá)式可知圖線和體積橫軸圍成的面積即為做功大小，所以氣體在過程中對(duì)外界做的功等于過程中對(duì)外界做的功，A錯(cuò)誤；B．氣體從，滿意玻意爾定律，所以所以，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律可知?dú)怏w從，溫度上升，所以，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律可知結(jié)合A選項(xiàng)可知所以過程氣體汲取的熱量大于過程汲取的熱量，B錯(cuò)誤；C．氣體從，溫度降低，所以，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，所以，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律可知，放出熱量，C正確；D．志向氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，依據(jù)可知從所以氣體從過程中內(nèi)能的削減量等于過程中內(nèi)能的增加量，D錯(cuò)誤。故選C。6．（2024·山東·高考真題）中醫(yī)拔罐的物理原理是利用玻璃罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進(jìn)而治療某些疾病。常見拔罐有兩種，如圖所示，左側(cè)為火罐，下端開口；右側(cè)為抽氣拔罐，下端開口，上端留有抽氣閥門。運(yùn)用火罐時(shí)，先加熱罐中氣體，然后快速按到皮膚上，自然降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部大氣壓，使火罐緊緊吸附在皮膚上。抽氣拔罐是先把罐體按在皮膚上，再通過抽氣降低罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)。某次運(yùn)用火罐時(shí)，罐內(nèi)氣體初始?jí)簭?qiáng)與外部大氣壓相同，溫度為450K，最終降到300K，因皮膚凸起，內(nèi)部氣體體積變?yōu)楣奕莘e的。若換用抽氣拔罐，抽氣后罐內(nèi)剩余氣體體積變?yōu)槌闅獍喂奕莘e的，罐內(nèi)氣壓與火罐降溫后的內(nèi)部氣壓相同。罐內(nèi)氣體均可視為志向氣體，忽視抽氣過程中氣體溫度的變更。求應(yīng)抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前罐內(nèi)氣體質(zhì)量的比值。【答案】【解析】設(shè)火罐內(nèi)氣體初始狀態(tài)參量分別為p1、T1、V1，溫度降低后狀態(tài)參量分別為p2、T2、V2，罐的容積為V0，由題意知p1=p0、T1=450K、V1=V2、T2=300K、V2=20V0/21

①由志向氣體狀態(tài)方程得

②代入數(shù)據(jù)得p2=0.7p0③對(duì)于抽氣罐，設(shè)初態(tài)氣體狀態(tài)參量分別為p3、V3，末態(tài)氣體狀態(tài)參量分別為p4、V4，罐的容積為，由題意知p3=p0、V3=、p4=p2④由玻意耳定律得

⑤聯(lián)立②⑤式，代入數(shù)據(jù)得

⑥設(shè)抽出的氣體的體積為ΔV，由題意知

⑦故應(yīng)抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前罐內(nèi)氣體質(zhì)量的比值為

⑧聯(lián)立②⑤⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得

⑨【突破練習(xí)】1．（2024·山東棗莊·模擬預(yù)料）某汽車的四沖程內(nèi)燃機(jī)利用奧托循環(huán)進(jìn)行工作，該循環(huán)由兩個(gè)絕熱過程和兩個(gè)等容過程組成。如圖所示為肯定質(zhì)量的志向氣體所經(jīng)驗(yàn)的奧托循環(huán)，則該氣體（）A．狀態(tài)a和c在同一條等溫線上B．在a→b過程中增加的內(nèi)能在數(shù)值上等于abefa所圍的“面積”C．在一次循環(huán)過程中汲取的熱量大于放出的熱量D．b→c過程中增加的內(nèi)能小于d→a過程中削減的內(nèi)能【答案】BC【解析】A．從c到d為絕熱膨脹，有，外界對(duì)氣體做功，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律，可知，即內(nèi)能削減，溫度降低，狀態(tài)c的溫度高于狀態(tài)d的溫度；從d到a，體積不變，由查理定律可知壓強(qiáng)減小，則溫度降低，則狀態(tài)d的溫度高于狀態(tài)a的溫度，可得狀態(tài)c的溫度高于狀態(tài)a的溫度，所以狀態(tài)a的溫度小于狀態(tài)c的溫度，A錯(cuò)誤；B．在a→b過程中為絕熱壓縮，外界對(duì)氣體做功，，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律，可知即外界對(duì)其做的功全部用于增加內(nèi)能，而p-V圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示外界對(duì)氣體做功，所以在a→b過程中增加的內(nèi)能在數(shù)值上等于abefa所圍的“面積”，B正確；CD．從b→c過程系統(tǒng)從外界汲取熱量，從c→d系統(tǒng)對(duì)外做功，從d→a系統(tǒng)放出熱量，從a→b外界對(duì)系統(tǒng)做功，依據(jù)p-V圖像“面積”即為氣體做功大小，可知c到d過程氣體對(duì)外界做功，圖像中b→c→d→a圍成的圖形的面積為氣體對(duì)外界做的功，整個(gè)過程氣體內(nèi)能變更為零，則即在一次循環(huán)過程中汲取的熱量大于放出的熱量，則b→c過程中增加的內(nèi)能大于d→a過程中削減的內(nèi)能，C正確D錯(cuò)誤。故選BC。2．（2024·山東省試驗(yàn)中學(xué)模擬預(yù)料）2024年11月8目，王亞平身穿我國(guó)自主研發(fā)的艙外航天服“走出”太空艙，成為我國(guó)第一位在太空“閑逛”的女性。艙外航天服是密封肯定氣體的裝置，用來供應(yīng)適合人體生存的氣壓。王亞平先在節(jié)點(diǎn)艙（宇航員出艙前的氣閘艙）穿上艙外航天服，航天服密閉氣體的體積約為V1=2L，壓強(qiáng)p1=1.0×105Pa，溫度t1=27℃。她穿好航天服后，須要把節(jié)點(diǎn)艙的氣壓不斷降低，以便打開艙門。若節(jié)點(diǎn)艙氣壓降低到能打開艙門時(shí)，密閉航天服內(nèi)氣體體積膨脹到V2=2.5L，溫度變?yōu)閠2=-3℃，此時(shí)航天服內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2。為便于艙外活動(dòng)，宇航員把航天服內(nèi)的一部分氣體緩慢放出，使氣壓降到p3=4.0×104Pa假設(shè)釋放氣體過程中溫度不變，體積變?yōu)閂3=3L。下列說法正確的是（）A．p2=0.72×105PaB．p2=0.82×105PaC．航天服須要放出的氣體與原來氣體的質(zhì)量比為D．航天服須要放出的氣體與原來氣體的質(zhì)量比為【答案】AC【解析】AB．由題意可知密閉航天服內(nèi)氣體初、末狀態(tài)溫度分別為T1=300K、T2=270K，依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程有解得故A正確，B錯(cuò)誤；CD．設(shè)航天服須要放出的氣體在壓強(qiáng)為p3狀態(tài)下的體積為ΔV，依據(jù)玻意耳定律有解得則放出的氣體與原來氣體的質(zhì)量比為故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。3．（2024·山東·煙臺(tái)二中模擬預(yù)料）如圖，上端開口的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，質(zhì)量為m的活塞處于容器中部，活塞面積為S。用密封的蓋子封住容器口后，將容器在豎直面內(nèi)沿順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)至水平位置，這時(shí)活塞左邊氣體體積為，右邊氣體體積為。已知大氣壓強(qiáng)為，重力加速度為g，整個(gè)過程溫度不變，活塞與氣缸無摩擦且不漏氣。則為（）A． B． C． D．【答案】D【解析】豎直放置時(shí)，對(duì)活塞有水平位置時(shí)，兩端氣體壓強(qiáng)相等，設(shè)為，則對(duì)左端氣體有對(duì)右端氣體有聯(lián)立以上方程解得故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。4．（2024·山東日照·三模）肯定質(zhì)量的志向氣體處于初始狀態(tài)A時(shí)，其體積為V0，溫度為T0，壓強(qiáng)為p0，該志向氣體經(jīng)過等壓變更到狀態(tài)B，溫度緩慢上升了3T0，氣體的內(nèi)能增加了。下列說法正確的是（）A．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多B．氣體分子對(duì)器壁單位面積的平均撞擊力變大C．志向氣體經(jīng)過等壓變更，外界對(duì)氣體做功為-2p0V0D．該過程中志向氣體與外界交換的熱量為+3p0V0【答案】D【解析】A．依據(jù)蓋呂薩克定律有解得氣體體積變大，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)削減，A錯(cuò)誤；B．氣體壓強(qiáng)不變，氣體分子對(duì)器壁單位面積的平均撞擊力不變，B錯(cuò)誤；C．此過程氣體體積變大，氣體對(duì)外做功為C錯(cuò)誤；D．依據(jù)熱力學(xué)第肯定律有故D正確。故選D。5．（2024·山東·三模）分子間存在相互作用的引力和斥力，它們作用力的合力隨分子間距離變更的圖像如圖（F大于零表示引力，F(xiàn)小于零表示斥力）。則下列說法正確的是（）A．當(dāng)分子間距離為時(shí)，分子勢(shì)能最小B．當(dāng)分子間距離為時(shí)，分子勢(shì)能最大C．當(dāng)分子間距離無限遠(yuǎn)時(shí)，分子勢(shì)能最小D．在區(qū)間，隨r的增大分子勢(shì)能減小【答案】A【解析】分子間距離從無限遠(yuǎn)處到分子間距離為時(shí)，分子間作用力表現(xiàn)為引力，做正功，分子勢(shì)能漸漸減??；分子間距離為到無限靠近時(shí)，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，做負(fù)功，分子勢(shì)能漸漸增加；故當(dāng)分子間距離為時(shí)，分子勢(shì)能最小。故選A。6．（2024·山東·模擬預(yù)料）肯定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)a經(jīng)驗(yàn)如圖所示的過程，最終到達(dá)狀態(tài)c，設(shè)a、b、c三狀態(tài)下的密度分別為、、，則（）A． B．C． D．【答案】C【解析】從a到b過程，依據(jù)玻意耳定律有由圖可知?jiǎng)t有則從b到c過程，依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程，由圖可知與成正比，故肯定，則密度不變，即故ABD錯(cuò)誤C正確。故選C。7．（2024·山東·模擬預(yù)料）如圖所示，大玻璃瓶?jī)?nèi)裝有大半瓶水，里面放入一個(gè)倒置的小瓶（小瓶?jī)?nèi)有部分空氣，可看作志向氣體），小瓶剛好未浮出水面，再用橡膠膜把大玻璃瓶瓶口密封。若溫度保持不變，用力向下擠壓橡膠膜，則（）A．小瓶保持靜止B．小瓶勻加速下沉C．小瓶下沉到玻璃瓶底前，加速度越來越大D．小瓶先加速后減速下沉，小瓶?jī)?nèi)空氣內(nèi)能不變【答案】C【解析】A．依據(jù)題意可知，小瓶剛好未浮出水面，此時(shí)小瓶受到的浮力等于小瓶的重力，若溫度保持不變，用力向下擠壓橡膠膜，大玻璃瓶?jī)?nèi)氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，則導(dǎo)致水壓變大，小瓶里面的液面會(huì)上升，導(dǎo)致小瓶里氣體體積縮小，小瓶和其中的空氣排出的水的體積減小，小瓶受到的浮力減小，則小瓶向下沉，故A錯(cuò)誤；BCD．小瓶下沉過程中，小瓶所受水的壓強(qiáng)不斷增大，小瓶?jī)?nèi)溫度不變，則內(nèi)能不變，則小瓶中空氣體積不斷減小，小瓶和其中的空氣排出的水的體積不斷削減，即其受到水的浮力不斷減小，依據(jù)牛頓其次定律可知，小瓶的加速度始終增大，故BD錯(cuò)誤，C正確。故選C。8．（2024·山東·泰安市基礎(chǔ)教化教學(xué)探討室二模）肯定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)變更到狀態(tài)，體積和熱力學(xué)溫度的圖象如圖所示，三個(gè)狀態(tài)的坐標(biāo)分別是、、、已知狀態(tài)的壓強(qiáng)為，則該過程中氣體（）A．汲取的熱量為 B．汲取的熱量為C．放出的熱量為 D．放出的熱量為【答案】B【解析】因?yàn)闋顟B(tài)A與狀態(tài)C的溫度相同，所以狀態(tài)A與狀態(tài)C的內(nèi)能相同，故志向氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)變更到狀態(tài)，內(nèi)能變更量為零；對(duì)于狀態(tài)A與狀態(tài)C，依據(jù)玻意耳定律則有解得氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)，等壓變更，體積變大，氣體對(duì)外做功，則有氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C，等容變更，氣體對(duì)外不做功，則有氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)變更到狀態(tài)，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律則有解得即該過程中氣體汲取的熱量為，故B正確，ACD錯(cuò)誤；故選B。9．（2024·山東·青島二中高三開學(xué)考試）活塞式真空泵的工作原理如圖，抽氣筒與被抽密閉容器通過自動(dòng)閥門相連，當(dāng)活塞從抽氣筒的左端向右移動(dòng)到右端過程中，閥門自動(dòng)開啟，密閉容器內(nèi)的氣體流入抽氣筒，活塞從右端向左移動(dòng)到左端過程中，閥門自動(dòng)關(guān)閉，抽氣筒內(nèi)活塞左側(cè)的氣體被排出，即完成一次抽氣過程，如此往復(fù)，密閉容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)越來越小。若密閉容器的容積為V，抽氣筒的容積為0.1V，抽氣前密閉容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0。抽氣過程中氣體的溫度不變，若第1次抽氣過程中被抽出的氣體質(zhì)量為m1，第2次抽氣過程中被抽出的氣體質(zhì)量為m2，則m2∶m1為（）A．1 B．0.9∶1.1 C．1∶1.1 D．1∶1.12【答案】C【解析】依據(jù)玻意耳定