高考真题
1. (2019全国理综III卷33) (2) (10分)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段髙度为2.0 cm的水 银柱，水银柱下密封了一左量的理想气体，水银柱上表而到管口的距离为2.0cmo若将细管倒巻，水银柱下表而恰好位 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：
(i) 若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表而恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。 【解析】(i)设细管的长度为/,横截面的而积为S,水银柱高度为力：初始时，设水银柱上表而到管口的距离为儿 被 密封气体的体积为V，压强为卩：细管倒豊时，气体体积为压强为卩。由玻意耳泄律有 pV=piVi
①
由力的平衡条件有
p=p旷pgh ③
式中，p、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，內为大气圧强。由题总有 V=S (L-h\\-h) Vi=5 (L-h)
④ ⑤
由①②®④⑤式利题给条件得 L=41cm ⑥
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(ii) 设气体被加热前后的温度分别为几和几由盖-吕萨克左律有
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L=!i T T
o
式和题给数据得
⑧
1=312 K
2. （10分）（2018•高考全国卷III） （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別为/尸1&0 cm和/2=12.0 cm,左边气体的压强 为12.0 cniHgo现将U形管缓慢平放在水平桌而上，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。
【命题意图】 本题考查玻意耳左律、液柱模型、关联气体及英相关的知识点©
【解题思路】设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为门和\"2。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f和&。由力的平衡条件有
—厶 --- ：：
1
» I —//—
Pi=P2+pgq—Q ①
式中。为水银密度，g为重力加速度大小。 由玻意耳立律有
P\\l\\^pl\\® Plll-pll ③
斤一心1④
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由①②③④式和题给条件得
/r=22.5 cm⑤
li-1.5 cm@
3. （2017海南高考）（2） （8分）一粗细均匀的U形^ABCD的A端封闭，D端与大气相通。用水银将一泄质量的理 想气体封闭在U形管的AB-侧，并将两端向下竖直放置，如图所示。此时AB侧的气体柱长度/尸25 cm。管中AB、
CD两侧的水银而髙度差A,=5 cm.现将U形管缓慢旋转180。，使A、D两端在上，在转动过程中没有水银漏岀。已知 大气压强內=76cmHg。求旋转后，AB. CD两侧的水银而髙度差。
【命题意图】 本题考查气体实验左律及苴相关的知识点。
【解题思路】对封闭在U形管的AB 一侧的理想气体，初状态压强P1=Pu+phl=81 cinHg. 体积 V1= /1S=25S
若将U形管垂直纸而缓慢旋转90。，封闭气体斥强等于大气压强，气体体积为v2= /2S,
2025 由玻意耳定律,piV|=p0V2,解得：V2= 一S=26.64S, 76
此时U形管两侧的水银面之间沿管方向距离为A/»=5cm-2xl.64cm= 1.72cm
继续缓慢旋转至180%气体压强小于大气压强，设A3、CD两侧的水银而高度差为加，末状态压强P3=po-ph2, 体积 Vs= V2.（/!2-A/l）S 由玻意耳圧律，测3=辭，
（P0-Ph2）（ ^2-（力2-△力）S） = p（）V2 代入数据化简得:/b2-51.08/I2+130.72=0 解得:/i2= 1.23cm
4. （1） （5分）（2017全国II卷33・1）如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与 绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳左后，缓慢推压活塞，将气体压回 到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是 __________ （选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得 5分：每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
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隔板
/活塞
理想 气体
真空 A. 气体自发扩散前后内能相同 B. 气体在被压缩的过程中内能增大 C. 在自发扩散过程中，气体对外界做功 D. 气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
E. 气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变 【答案】ABD
【解析】：由于隔板右侧与绝热活塞之间是真空，气体在真空中自发扩散，不对外界做功，又由于绝热汽缸，与外界 无热量交换，根据热力学第一左律，所以气体自发扩散前后内能相同，选项A正确C错误；气体被压缩时，体积减小, 外界对气体做功W>0 ,而Q=0,根据热力学第--怎律.•则△ t/>0,即气体在被床缩的过程中内能增 大，选项BD正确：根据理想气体的内能只与温度有关，内能增大，温度升髙；又温度是分子平均动能的标志，所以, 气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能增大，选项E错渓。
5. （2018-高考全国卷II） （1） （5分）对于实际的气体，下列说法正确的是 ___ 。（填正确答案标号。选对1个得2 分，选对2个得4分，选对3个得5分。没选错1个扣3分，最低得分为0分） 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 【答案】ABC
【命题意图】本题考查气体内能及苴相关的知识点。
【解题思路】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：
根据热力学第一左律，△U=W+Q,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：
最新模拟题
1. （2020四川泸州市泸县一中月考）下列说法正确的是（
）
5
A. 当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小 B. 一立量io（rc的水变成io（rc的水蒸气，其分子之间的势能增加 c.对于一左疑的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一左从外界吸热 D. 物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关 E. 一立质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能不变 【答 案】 BCD 【解析】分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，故A错误。一定量lOOt的水变成100°C的水蒸气，由液态 变成了气态，水吸收热量而分子的平均动能不变，所以其分子之间的势能增加，故B正确。对于一圮量的气体，根拯 状态方程：PV=nRT可知，如果压强不变，体积增大，那么它的温度一沱升高，同时又在对外做功，从能量守恒可知需 要从外界吸收热量，选项C正确。温度是分子的平均动能的标志，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温 度有关，故D正确。理想气体在等压膨胀的过程中，根据PV=nRT可知，等压膨胀的过程中温度升高，气体分子的平 均动能增加，故E错误。 【关 键 点 拨】 。 分子力随分子间距离的增加而减小.100'C的水变成100C的水蒸气的过程中吸收的热量转化为分子势能：气体分子之 间的作用力可以忽略不计，所以气体的分子势能可以忽略不计；温度是分子的平均动能的标志：根据理想气体的状态 方 程 分 析 气 体 的 状 态 参 量 的 变 化. 本题考査分子力、温度的微观意义、分子势能以及理想气体的状态方程等热力学的一些基本知识，平时要加强基本知 识 的 学 习， 注 重 积 累， 难 度 不 大. 2. ______________________________________ （2019-四川诊断）（多选）如图所示，一演示用的“永动机\"转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金 制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水“，推动转轮转动。藹开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮 因此能较长时间转动。下列说法正确的是 ° 『形状记忆合金 ------- - - AX-------
» • • ■・・• ■ ■ • ■ •
':二二二二 N二二二二二二二）:
A. 转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能疑
B. 转轮转动所需能虽来自形状记忆合金从热水中吸收的热虽 C. 转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D. 叶片在热水中吸收的热量一泄大于在空气中释放的热疑 E. 叶片在热水中吸收的热量一左大于水和转轮获得的动能【答案】BDE 6
【解析】 根拯能虽守恒泄律知，形状记忆合金从热水中吸收热量后，一部分能量在伸展划水时转变为水和转轮的动能，知一部 分释放到空气中。转轮转动的过程中克服摩擦力做功，转轮的速度越来越小，所以要维持转轮转动需要外力做功。故 A错误，B正确。转动的叶片不断搅动热水的过程是水对转轮做功的过程，同时水会向四周放出热虽:，根据热力学第 一泄律可知水的内能减小，故水温降低，故C错误。根据热力学第二上律，物体不可能从单一热源吸收能量全部用来 对外做功而不引起貝变化，故叶片在热水中吸收的热量一泄大于在空气中释放的热量，也一沱大于水和转轮获得的动 能。故D、E正确。 3. ［2019-河北衡水联考］（多选）下列说法正确的是 ___ 。 A. 单晶体在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样 B. 热量不可能从低温物体向高温物体传递 C. 一泄质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越髙，体积越大 D. 功可以完全转化为热量，而热量不能完全变为功，即不可能从单一热源吸热使之全部变为有用的功 E. 若气体的温度不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多 【答案】ACE 【解析】 单晶体具有各向异性，A项正确；热力学第二沱律是说热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但是通过外力做功 是可以把热量从低温物体传到高温物体，B项错误：根据理想气体状态方程（或者査理怎律）可知C项正确：在引起英 他变化的情况下，是可以从单一热源吸热使之全部变为有用的功，D项错误：根据气体压强的微观含义可知E项正确。 4. （2019-湖北武汉模拟］（多选）如图所示，在一立质量的理想气体压强随体积变化的p -V图象中，气体先后经历了 \"、 bc.cd.da四个过程，其中ab垂直于ccLah垂直于V轴且与p轴平行,％、血是两条等温线。下列判断正确的是_________ 。
A. 气体在状态“时的温度低于在状态c时的温度
B. 从“-b的过程，气体分子密集程度不变，分子平均动能增加 C. 从a-bTc的过程，气体密度不断减小，温度先升高后不变 D. 从c-d的过程，气体放岀的热量大于外界对气体做的功
E. 从的过程，设气体对外做功为叫，外界对气体做功为肥，气体吸热为0,放热为@，则皿一肥＜0
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【答案】ABD 【解析】
根拯题图可知，气体在状态\"和状态方时体积相同，气体的压强越大，温度越高，故状态b的温度比状态“的温度 高，又处为等温线，所以状态c的温度比状态“的温度高，A正确。气体在状态“和状态〃时体积相同，故分子密集 程度不变，状态方的压强大，温度高，分子平均动能更大，B正确。由c到〃，气体体枳减小，外界对气体做正功，且 温度降低，内能减小，由热力学第一上律可得D正确。从\"到〃，气体体积不变，密度不变，从b到c,气体体积变大, 温度不变，C错误。“、〃等温，内能相等，故外界对气体做的功与气体放出的热屋相等，E错误。
5. （10分）（2019广东深圳二模）某同学设讣了测量液体密度的装置。如图，左侧容器开口：右管竖直，上端封闭， 导热良好，管长Lo=lm,粗细均匀，底部有细管与左侧连通，初始时未装液体。现向左侧容器缓慢注入某种液体，当 左侧液而髙度为hi=0.7m时，右管内液柱高度h2=0.2mo己知右管横截而积远小于左侧横截而积，大气压强pu=1.0xl05Pa, 取 g=10ni/s2o
⑴求此时右管内气体压强及该液体的密度：
（ii）若此时右管内气体温度T=260K,再将右管内气体温度缓慢升髙到多少K时，刚好将右管中液体全部挤出？（不计 温度变化对液体密度的影响）
【解析】（Q对右侧管气体，由玻意耳定律，
PoVo=P\\V\\
其中：Vo=LoS, Vi= （Lo-h2） S, 解得：pi= 1.25x1 （^Pa, 又，Pi = Pu+Pg （力 r 力 2） 解得：p=5xlO3kg/m3
（ii）对右侧管气体，由理想气体状态方程，
T \" \"r\"
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中：pi= po+pghi
解得:T=351K 6・（2019河南中原名校联盟模拟5）如图所示为一水平放宜的导热性能良好的\"型玻璃管，左端封闭，右端开口，左 端竖直管与水平管的粗细相同，右端竖直管与水平管的横截而积之比为2： 1. —段长为12c,”的水银柱位于图中所示 位置且封闭一段空气柱，周用环境的温度2TC,大气压强为15cmH^求： ①若周闹环境的温度缓慢降到・3°C时空气柱长度是多少？
②若周用环境的温度缓慢上升到119°C时空气柱长度是多少?
【解析】:状态 1： pi=75cmHg, Vi=80Si, r=273+27=300K ① 若周用环境的温度缓慢降到-3t时，即7>270K・ V2=L2Si, 根据¥ = ¥町得L2=72cm>30cm，说明是等压变化；
1
\\ ‘2 故空气柱长度是12cm；
② 当温度为119CH卩392K时，假设水银仍在水平管中，则气体压强不变，做等圧变化
代入数据V2=104.55I>88S1,不合理
故有部分水银已经到达右端竖直管，设右端竖直管中水银柱髙为•“\"「，则力二（75+.1） cmHf> 此时空气柱的体积为V3= （88+2A） Si.
得：x=5cm
所以此时空气柱长度为：L=88c/n+2x5c7M=98c/nc
答：①若周用环境的温度缓慢降到-3°C时空气柱长度是72o”： ②当温度为119°C时空气柱长度是9&枷。
7. （10分）（2019河南开封三模）如图为“研究一左质就气体在体积不变的条件下，压强变化与温度变化的关系“的实 验装宜示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一泄质 量的理想气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，烧瓶中气体温度为300K.B.C内的水银而等高。已知大气压强Po=75cmHg
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且保持不变，现对烧瓶中气体缓慢加热使英温度变为360K, ① 为保证气体体积不变，C管应该向哪移动？移动距离是多少? ② 为保证气体压强不变，C管应该向哪務动？说明理由。
【解析】①由条件可知，气体做等容变化。 由查理定律:
P()二 P
300 =360
解得：P=90cmHg 因此最终稳宦后，左侧液柱应该比右侧液柱高15cm.即C端上移15cm ②若气体做等压变化，则气体体积膨胀，B端液面下移，稳左后C与B液而相平，即C端应向卜•移动。 答:
① 向上移动，移动距离为15cm：
② 若气体做等侏变化，则气体体积膨胀，B端液面下移，稳左后C与B液而相平，即C端应向下移动。
8. （2019・山东淄博三模）（10分）如图所示，粗细均匀的U形管左端封闭右端开口，一段空气柱将水银分为A、B两部分, 水银柱A的长度九=25 cm,位于封闭端的顶部，B部分位于U形管的底部。右管内有一轻活塞，活塞与管壁之间的 摩擦不计。活塞自由静I匕时，玻璃管右侧空气柱的长度厶=39cm,左侧空气柱的长度Lo=12.5 cm, B部分水银两液而 的髙度差/n=45 cm,外界大气压强Po=75 cmHg,耙两段空气柱视为理想气体。保持温度不变，将活塞缓慢上提，当 A部分的水银柱恰好对U形管的顶部没有压力时，求：
① 左侧空气柱的长度： ② 活塞移动的距离。
【答案】（2）® 15 cm ®8.5 cm
【解析】（2）®设玻璃管的横截而积为S,对左侧被封闭气体: 初态：p\\ =（75—45） cmHg=3O cmHgt 比=厶$ 末态：“2=25 cmHg, V2=L2S 由玻意耳定律pi Vj 得：厶2= 15 cm。
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②对右侧被封闭气体： 初态：“i'=75cmHg, Vi'=LS
末态：处'=（25+45—2x2.5） cmHg=65 cmHg,
Vi=LiS
由玻意耳定律”W=P2V2‘ 得：Li =45 cm
由几何关系可知，活塞上升的髙度为
△〃=厶2‘一丄+（厶2—厶））=45 cm—39 cm+（15 cm—12.5 cm）=8.5 cm。
9. （2019-河南六市高三第二次联考）（10分）如图所示，水平放苣的密闭、导热汽缸通过一段不计体积的导管和上端开口 玻璃管相连，汽缸被一不计厚度的隔热轻活塞隔成体积相同的两部分气体，气体压强均等于大气压强內，长度均为L = 10cm（上部分汽缸中接有一段体积不计的电阻丝），玻璃管内装有一段长为A=40cm的水银，导管处阀门关闭。已知 汽缸横截而积为S,玻璃管横截面积为》外界温度为r=27°C, p0=75 cmHg,封闭气体可视为理想气体。
① 打开阀门，求稳龙后玻璃管内水银柱长度/门
② 给活塞上部分气体用电阻丝加热，直至水银柱回到初始液而，求此时上部分气体的温度厂。 【答案】（2）①30 cm②620K
【解析】（2）@汽缸内两部分气体可看成一个整体，进行等温变化。假设打开阀门，稳左后水银柱下降髙度为川以汽 缸内封闭的气体为研究对象，则有
po-2LS= 解得 xi=10cm,
320
cm（舍去）
即稳宦后玻璃管内水银柱的长度:/r=/?-x=30cma ②汽缸下部分气体进行等温变化,满足內LS=(po+pgh)L'S 解得厶'=韦\"cm
对汽缸上部分气体，由理想气体状态方程，有 poLS (\"u+pg/rX2 L—L、S ~= T 解得上部分气体的温度r=620Ko
第11
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