2020年高考选考模块考试试题集锦 选修3--3(1)(含详解)
2020年高考选考模块试题集锦选修3—3 一．选择题
1.下列说法中正确的是
A．液体分子的无规则运动称为布朗运动B．液体中悬浮微粒越大，布朗运动越显著
C．分子间的引力总是大于斥力D．分子间同时存在引力和斥力
2.对下列物理现象进行解释，其中正确的是。（填选项前的字母）
A．墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果
B．“破镜不能重圆”，是因为接触部分的分子间斥力大于引力
C．纤细小虫能停在平静的液面上，是由于其受到浮力作用的结果
D．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是晶体各向异性的表现
3.分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质．据此可判断下列说法中正确的_______(填选项前的字母)
A．布朗运动是指液体分子的无规则运动
B．分子问的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
C．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多
D．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
4.如图所示，甲分子固定在体系原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，下列说法正确的_____________(填选项前的字母)
A．乙分子在P点(x=x2)时加速度最大
B．乙分子在P点(x=x2)时动能最大
C．乙分子在Q点(x=x1)时处于平衡状态
D．乙分子在Q点(x=x1)时分子势能最小
5.某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。
①每滴油酸酒精溶液的体积为V0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。
已知500mL油酸酒精溶液中含有纯油酸1mL，则油酸分子直径大小的表达式为d=________。
②该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
6.下列说法正确的是
A．气体的内能是所有分子热运动的动能和分子间的势能之和；
B．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变；
C．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功；
D．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体；E一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加。
7.下列说法正确的是______。（双选，填正确答案标号）
a.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸分子的直径等于油酸酒精溶液的体积除以相应油酸膜的面积
b.悬浮在液体中的固体颗粒越小，液体的温度越高，布朗运动越剧烈
c.质量、温度都相同的氢气和氧气，分子的平均动能不相同
d.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
8.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；每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．分子间引力随分子间距离的增大而减小，分子间斥力随分子间距离的增大而增大
B．分子力减小时，分子势能也一定减小
C．绝热过程不一定是等温过程
D．用油膜法估测分子直径的实验中，把用酒精稀释过的油酸滴在水面上，待测油酸面扩散后又收缩的原因是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复以及酒精挥发后液面收缩
E．有无确定的熔点可以区分晶体和非晶体
9.以下判断正确的是______________
A．“用油膜法估测分子的大小”实验中油酸分子直径近似等于油酸溶液体积除以相应油酸膜的面积
B．载人飞船绕地球运动时容器内的水呈球形，这是因为液体表面具有收缩性的表现
C．运动小球在水平粗糙平面做减速运动停下后，不会自发地内能减小，动能增加而加速，是因为这违反了能量守恒定律
D．一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，气体密度将减小、分子平均动能将增大
E．气球的吹气口套在矿泉水的瓶口，气球放在瓶内，很难把气球吹大。这一现象可以用玻意耳定律解释
10.下列说法正确的是________（填选项前的字母）
A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
B．热机的效率可以达到100%
C．布朗运动是悬浮颗粒分子的无规则运动
D．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
11.对一定质量的气体，下列说法中正确的是
A. 外界对气体做功，内能一定增大
B. 气体从外界吸收热量后，内能一定增大
C. 分子密集程度一定，温度越高，气体的压强越小
D. 温度一定，分子密集程度越大，气体的压强越大
12.下列说法正确的是_ （填正确答案标号。选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．温度低的物体内能一定小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大
D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加
E．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
13.下列说法正确的是（）
（A）气体的内能是气体所有分子热运动的动能和分子间势能总和；
（B）气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变；
（C）热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但无论如何也不可能从低温物体传递到高温物体；
（D）一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小；（E）一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加。
14.下列说法正确的是
A ．理想气体温度升高时，分子的平均动能一定增大
B ．一定质量的理想气体，体积减小时单位体积内的分子数增多，气体的压强一定增大
C ．压缩处于绝热容器中的一定质量的理想气体，其内能一定增加
D ．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能都随分子间距离的增大而减小
15.如图，竖直放置、开口向上的试管内用水银封闭一段理想气体，若大气压强不变，管内气体________（填选项前的字母）
A ．温度升高，则体积增大
B ．温度升高，则体积减小
C ．温度降低，则压强增大
D ．温度降低，则压强减小
二．非选择题
16.某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度，存放食物之前该同学进行试通电，该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压为 1.0×105Pa ，刚通电时显示温度为27o C ，通电一段时间后显示温度为7o C ，则此时密封的冷藏室中气体的压强是 ．（填选项前的字母）
A ．50.2610Pa ?
B ．50.9310Pa ?
C ．51.0710Pa ?
D ．53.8610Pa ?
17.如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a 、b 和c 三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S 、S 和S 。已知大气压强为p 0，温度为T 0,两活塞A 和B 用一根长为4l 的不可伸长的轻线相连，把温度为T 0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T 。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？
18.如图所示，导热气缸平放在水平地面上，用横截面积为S=0.1×10-2 m 2的光滑活塞A 和B 封闭两部分理想气体I 和Ⅱ，活塞A 、B 的质量分别为m A =2 kg ，m B =4 kg ，活塞A 、B 到气缸底部的距离分别为20 cm 和8 cm 。现将气缸转至开口向上，环境温度不变，外界大气压强p 0=1.0×105Pa 。待状态稳定时，求活塞A 移动的距离。
19.如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为240cm 的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内。在气缸内距缸底cm 60处设有a 、b 两限制装置，使活塞只能向上滑动。
开始时活塞搁在a 、b 上，缸内气体的压强为0p （pa p 50100.1?=为大气压强），温度为
K 300。现缓慢加热汽缸内气体，当温度为K 330，活塞恰好离开a 、b 。求：
①活塞的质量；
②当温度升为K 360时活塞上升的高度。
20. 如图所示，结构相同的绝热汽缸A 与导热汽缸B 均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦。已知两汽缸的横截面积之比S A ∶S B ＝2∶1，两汽缸内均装有处于平衡状态的某理想气体，开始时汽缸中的活塞与缸底的距离均为L ，温度均为T 0，压强均等于外界大气压p 0。缓慢加热A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压强为原来的
1.2倍。设环境温度始终保持不变，求：
(i)停止加热达到稳定后，A 、B 汽缸中的气体压强之比；
(ii)稳定后汽缸A 中活塞距缸底的距离。
21.如图均匀薄壁U 形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为S ，内装有密度为ρ 的液体。右管内有一质量为m 的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为T 0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L ，压强均为大气压强P 0，重力加速度为g 。现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动，试求：
（1）温度升高到T 1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升；
（2）温度升高到T 2为多少时，两管液面高度差为 L 。
a b L
22.右图为一简易火灾报警装置。其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。27℃时，空气柱长度L1为20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度h为13cm，大气压强
075
p cmHg
。
①当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？
②如果要使该装置在87℃时报警，则应该再往玻璃管内注入多高的
水银柱？
23.一气象探测气球，在充有压强为1.00atm（即76.0cmHg）、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m3。在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48.0℃。求：
①氦气在停止加热前的体积；
②氦气在停止加热较长一段时间后的体积。
24.如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在17℃的室内对蹦蹦球充气，已知充气前球的总体积为2 L，压强为latm，充气筒每次充入0.2 L压强为latm的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，求：
①充气多少次可以让气体压强增大至3 atm；
②将充气后的蹦蹦球拿到温度为-13℃的室外后，压强将变为多少?
2020年高考选考模块试题集锦选修3—3
参考答案与详解
1.【答案】D
【命题立意】考查布朗运动和分子间作用力的特点
【解析】悬浮微粒的无规则运动叫做布朗运动，A错误；悬浮颗粒越小，布朗运动越明显，B错误；分子间的引力可以大于斥力也可以小于斥力，C错误；分子间同时存在引力和斥力，D正确。
2.【答案】A
【命题立意】本题旨在考查分子间的相互作用力、布朗运动、晶体和非晶体。
【解析】A、墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果，故A正确；
B、“破镜不能重圆”，这是因为镜破处分子间的距离太大了，超过分子直径10倍，分子间作用力几乎不存在了，故B错误；
C、纤细小虫能停在平静的液面上，是由于受到张力的作用，而不是浮力，故C错误；
D、热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是非晶体各向同性的表现，故D错误。故选：A
3.【答案】C
【命题立意】本题旨在考察分子动理论的基本知识和热力学第一定律
【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映；
分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小，随分子间的距离的减小而增大，且斥力减小或增大比引力变化要快些．
A、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，悬浮颗粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著，故A错误；
B、分子间距离越大，分子间的引力和斥力越小，但合力不一定减小；当分子间距大于平衡距离时，分子间距离越大，达到最大分子力之前，分子力越来越大，故B错误；
C、一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多；故C正确；
D、气体从外界吸收热量，若同时对外做功，则内能可能不变，也可能减小，故D错误；故选：C．
4.【答案】B
【命题立意】本题旨在考察分子间相互作用力
【解析】分子间存在相互作用的引力和斥力，当二者大小相等时两分子共有的势能最小，分子间距离为平衡距离，当分子间距离变大或变小时，分子力都会做负功，导致分子势能变大．两分子所具有的总能量为分子动能与分子势能之和
A 、由图象可知，乙分子在P 点（x=x 2）时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，故A 错误
B 、乙分子在P 点（x=x 2）时，分子势能最小，由能量守恒定律则知，分子的动能最大，故B 正确；
C 、乙分子在Q 点（x=x 1）时，分子间距离小于平衡距离，分子引力小与分子斥力，合力表现为斥力，在Q 点分子不处于平衡状态，故C 错误；
D 、由图象可知，乙分子在Q 点时分子势能为零，大于分子在P 点的分子势能，因此在Q 点分子势能不是最小，故D 错误；
故选：B
5.【命题立意】用油膜法估计分子的大小
【答案】（1）①
0500V S ② AC （2）① A ②见解析 ③ 0.38 ④ A 【解析】
（1）① 油酸酒精溶液中油酸的浓度为500
1，一滴油酸酒精溶液滴入水中，酒精溶于水，油酸浮在水面上形成单层分子膜，故有：50010
V Sd =，解得： S V d 5000= ② AC
A ．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算公式变为S
V d 0=
，结果将明显偏大，故A 正确 B ．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化，但是不会明显偏大，故B 错误
C ．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，由计算公式可知C 正确。
D ．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，会有一定影响但是不会明显偏大,故D 错误。
6.【答案】ADE
【命题立意】本题旨在考查物体的内能。
【解析】A、气体的内能是气体内所有分子热运动的动能和分子间势能之和，故A正确．B、温度是分子平均动能的标志，气体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变，而分子间势能不一定改变，故B错误；
C、功可以全部转化为热，根据热力学第二定律可知，在外界的影响下热量也可以全部转化为功，故C错误；
D、热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，不能自发地从低温物体传递到高温物体，只有在外界的影响下，热量才能从低温物体传递到高温物体，故D正确；
E、气体的压强是由大量分子对器壁的碰撞而产生的，它包含两方面的原因：分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数和每一次的平均撞击力．气体的温度降低时，分子的平均动能减小，所以，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加，故E 正确。
故选：ADE
7.【答案】bd
【命题立意】本题旨在考查用油膜法估测分子的大小、布朗运动、温度是分子平均动能的标志、晶体和非晶体。
【解析】a、“用油膜法估测分子的大小”实验中每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜面积厚度即为油酸分子直径，故a错误
b、布朗运动中，悬浮在液体中的固体颗粒越小、液体的温度越高，布朗运动越剧烈，故b 正确;
c、温度相同，分子平均动能相同，故c错误；
d、液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性,故d正确。
故选：bd
8.【答案】CDE
【命题立意】本题旨在考查分子间的相互作用力、热力学第一定律、用油膜法估测分子的大小、晶体和非晶体。
【解析】A、分子间的斥力与引力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，故A错误；
B、在分子间距增大，分子引力力减小的过程中，分子势能是增加的，B错误；
C、绝热过程中没有热传递，故外界对气体做功，气体的内能一定增加，所以温度变大，故不一定是等温过程，故C正确；
D、用油膜法估测分子直径的实验中，把用酒精稀释过的油酸滴在水面上，待测油酸面扩散后又收缩的原因是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复以及酒精挥发后液面收缩，D正确；
E、晶体不管是单晶体还是多晶体都有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，故E正确。故选：CDE
9.【答案】BDE
【命题立意】本题旨在考查用油膜法估测分子的大小、表面张力产生的原因、理想气体的状态方程。
【命题立意】本题旨在考查改变内能的两种方式、热机、布朗运动
?=+知做功和热传递都能改变物体内能，物体从外界吸收热量【解析】A、由公式U W Q
若同时对外界做功，则内能不一定增加，故A错误；
B、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%，故B错误；
C、小颗粒由于受液体分子撞击受力不平衡，从而表现出无规则运动的状况，布朗运动实质上反映了分子（水分子）的无规则运动，故C错误；
D、液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力．就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势．正是因为这种张力的存在，有
些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故D 正确
故选：D
11.【命题立意】考查理想气体状态方程；热力学第一定律；气体压强的微观意义
【答案】D
【解析】当外界对气体做功，根据热力学第一定律△U=W+Q 分析可知，内能不一定增大．故A 错误;根据热力学第一定律△U=W+Q 分析可知，当对外做功大于从外界吸收的热量时，内能将减小，故B 错误；从微观角度看，气体压强的大小跟两个因素有关，气体分子的平均动能和分子密集程度，分子密集程度一定，温度越高，气体的压强越大，故C 错误，温度一定，分子密集程度越大，气体的压强越大，故D 正确。
当气体温度升高，由P
c T
PV 可知，压强不一定增大，还与体积有关．故A 错误 12.【答案】CDE
【命题立意】本题旨在考查度是分子平均动能的标志、热力学第一定律。 【解析】A 、温度低的物体分子平均动能小，但如果物质的量大，则内能也可能大， 故A 错误；
B 、温度是分子平均动能的标志，温度低的物体若分子的质量小，平均速率不一定小，故B 错误；
C 、温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大．故C 正确；
D 、外界对物体做功时，若同时散热，则由热力学第一定律可知物体的内能不一定增加，故D 正确；
E 、宏观运动和物体的内能没有关系，但如果物体在运动中受到的摩擦力做功，则温度增加时，内能可能越来越大，故E 正确。
故选：CDE
【举一反三】温度是分子平均动能的标志，温度越高，则分子的平均动能越大；但要注意区分分子平均动能与物体的宏观速度之间的区别；同时明确影响内能的方式有做功和热传递。
13.【答案】ACDE
【命题立意】本试题旨在考查物体的内能、气体压强的微观意义。
【解析】A 、物体内能是所有分子热运动的动能和分子势能的总和，故A 正确；
B 、气体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变，但分子间势能不改变，故B 错误；
C 、热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到髙温物体，故C 正确；
D 、一定量的气体，在体积不变时，分子数密度一定，故分子每秒平均碰撞次数随着平均动能降低而减小，温度是平均动能的标志，故分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小，故D 正确；
E 、气体的压强是由大量分子对器壁的碰撞而产生的，它包含两方面的原因：分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数和每一次的平均撞击力。气体的温度降低时，分子的平均动能减小，所以，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加，故E 正确。
故选：ACDE
14.【答案】AC
【命题立意】本题旨在考查热现象，意在考查考生的理解物理概念、规律的确切含义能力。
【解析】理想气体温度升高时，分子的平均动能一定增大，选项A 正确；对于一定质量的理想气体，当体积减小时，单位体积的分子数增多，但是气体的压强不一定增大，还与分子的平均动能有关．选项B 错误；压缩处于绝热容器中的理想气体时，气体不会吸热及放热，则由热力学第一定律可知内能一定增加；选项C 正确；两分子之间的距离大于r 0，分子力表现为引力，分子力随着分子间距的增大而减小，分子势能随着分子间距的增大而增大．选项D 错误。
15.【答案】A
【命题立意】本题旨在考查理想气体的状态方程。
【解析】由盖-吕萨克定律知：1212
V V T T = 2T 增大，则2V 增大，2T 减小，则2V 减小，故A 正确。
故选：A
16.【答案】B
【命题立意】本题旨在考查理想气体的状态方程。
【解析】冷藏室气体的初状态：127327300T K =+=，51110P Pa =?
末状态：22737280T K =+=，2?P = 气体体积不变，根据查理定律：
1212
P P T T = 代入数据得：429.310P Pa =? 故选：B
17.【答案】当054T T ≤，气体的压强为：20P P =；当
54
T T >0 【命题立意】本题旨在考查气体的等容变化和等压变化、封闭气体压强。 【解析】设加热前，被密封气体的压强为1P ，轻线的张力为f ，因两活塞都处在静止状态，根据平衡条件可得：
对活塞A ，有：01220P S PS f -+= ①
对活塞B ，有：100PS P S f --= ②
由①②式得：10P P = ③
0f = ④
即被密封气体的压强与大气压强相等，轻线处在拉直的松弛状态，
这时气体的体积：1111124V S S S S =++= ⑤
对气体加热时，被密封气体温度缓慢升高，两活塞一起向左缓慢移动，气体体积增大，压强保持1P 不变，若持续加热，此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于l 为止， 这时气体的体积：211145V S S S =+= ⑥
设此时气体的温度为2T ，由盖·吕萨克定律22V T ∝，
即：2120
V V T T = ⑦ 由③⑤⑥⑦得：2054
T T = ⑧ 由此可知，当2054
T T T ≤=时，气体的压强20P P = ⑨ 当2T T >时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持2V 不变，
气体经历一等容升压过程当气体的温度为T 时，设其压强为P
，
由查理定律P T ∝22
P T = ⑩ 解得：00
45T P P T =
即当54
T T >0P
答：此时两活塞之间气体的压强为：当054T T ≤
，气体的压强为：20P P =；当054T T >时，
0P 。 18.【答案】0.05m
【命题立意】本题旨在考查理想气体的状态方程。
【解析】对理想气体Ⅰ，由玻意尔定律
S L P S L P ＇1110=
S
g m P P A +=01 代入数据得 m L 1.01=＇
对理想气体Ⅱ，由玻意尔定律
S L P S L P ＇2220=
S
g m P P B +=12 代入数据得 m L 05.02=＇
故活塞A 移动的距离m L L L L d 05.0)()(2121=--+=＇＇
答：活塞A 移动的距离为0.05m 。
19.【答案】①4kg ；②5.5cm
【命题立意】本题旨在考查气体的等容变化和等压变化、气体的等温变化、封闭气体压强。
【解析】①由题意可得：01p p =，K T 3001=
s
mg p p +=02 气体经过等容变化：2
211T p T p = 解得：kg m 4=
②由题意可得：K T 3603=，31122400cm Sh V V === 气体经过等压变化：3
322T V T V =
cm S
V h 5.653== cm h h h 5.513=-=?（或cm h h h 45.513=-=?）
答：①活塞的质量为4kg ；
②当温度升为K 360时活塞上升的高度为5.5cm 。
20.【答案】（i ）6:7；（ii ）97
L 【命题立意】本试题旨在考查理想气体的状态方程。
【解析】（i ）膨胀后A 的压强
01.2A P P =…①
加热后活塞平衡时，有：
00()()A A B B P P S P P S -=-…②
则膨胀后B 的压强为：
01.4B P P =…③
由①～③式解得：:6:7A B P P =
（ii ）设稳定后A 、B 两汽缸中活塞距缸底的距离分别为A L 、B L ，对B ，有：
001.4B B B P LS P L S =…④
又：2A B L L L +=…⑤ 由③④⑤式解得：97
A L L = 答：（i ）停止加热达到稳定后，A 、
B 汽缸中的气体压强之比为6:7；
（ii ）稳定后汽缸A 中活塞距缸底的距离为
97L 。
21.【答案】（1）00(1)mg T P S +；（2）0003()2T mg P gL P S
ρ++ 【命题立意】本题旨在考查理想气体的状态方程、封闭气体压强。
【解析】（1）活塞刚离开卡口时，对活塞受力分析，受重力，外界大气向下的压力和左管气体向上的压力，
由平衡得：01mg P S PS +=
解得：10mg P P S
=+ 两侧气体体积不变，对右管气体列状态方程有：
0011P T P T = 解得：100(1)mg T T P S
=+ （2）以左管内气体为研究对象，其末状态有：
232V LS =，20mg P P gL S
ρ=++ 应用理想气体状态方程有：
02202P LS PV T T = 解得：02003()2T mg T P gL P S
ρ=++ 答：（1）温度升高到1T 为00(1)mg T P S +
时，右管活塞开始离开卡口上升； （2）温度升高到2T 为0003()2T mg P gL P S
ρ++时，两管液面高度差为L 。 22.【答案】①0177C ；②8cm
【命题立意】本题旨在考查理想气体的状态方程、封闭气体压强。 【解析】①根据等压变化得：1122
T V T V = 1300T K =，120V S =，230V S = 即：23002030
T = 得：2450T K =
则：024********t C =-=
②设加入xcm 的水银柱，在087C 时会报警，根据理想气体状态方程得：
331113
PV PV T T = 1088P P h cmHg =+=，120V S =，1300T K =，3(88)P x cmHg =+，
327387()360T K K =+=，3(4313)V x S =--
即：8820(88)(4313)300360
x x ?+?--= 解得：8x cm =
答：①当温度达到0177C 摄氏度时，报警器会报警；
②如果要使该装置在087C 时报警，则应该再往玻璃管内注入8cm 高的水银柱。
23.【答案】①37.39m ；②35.54m
【命题立意】本试题旨在考查理想气体的状态方程、物体的内能、热力学第一定律。
24.【答案】①；②
【命题立意】本题旨在考查封闭气体压强。
【解析】：①设充气n 次可以让气体压强增大至3atm ．
据题充气过程中气体发生等温变化，以蹦蹦球内原来的气体和所充的气体整体为研究对象，由玻意耳定律得：
12
()P V n V PV +?= 代入：1(20.2)32n ?+?=?
解得：20n =（次）
②当温度变化，气体发生等容变化，由查理定律得：3223
P P T T = 可得：332213273==3 2.717273
T P P atm atm T -+?≈+
答：①充气2 20次可以让气体压强增大至3atm；
②室外温度达到了-13℃，蹦蹦球拿到室外后，压强将变为2.7atm。