10．(10分)(2009·海南高考)一气象探测气球，在充有压强为1.00 atm(即76.0 cmHg)、

温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50 m³.在上升至海拔6.50 km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36.0 cmHg，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．

解析：(1)在气球上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程，

根据玻意耳定律有

p₁V₁＝p₂V₂①

式中，p₁＝76.0 cmHg，V₁＝3.50 m³，p₂＝36.0 cmHg，V₂是在此等温过程末氦气的

体积．由①式得

V₂≈7.39 m³②

(2)在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T₁＝300 K下降到与外界气体温

度相同，即T₂＝225 K．这是一等压过程．根据盖­吕萨克定律有

＝③

式中，V₃是在此等压过程末氦气的体积．由③式得

V₃≈5.54 m³.

答案：(1)7.39 m³　(2)5.54 m³

9．(6分)用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插

在热水中，接触点2插在冷水中，如图7所示，电流计

指针会发生偏转，这就是温差发电现象，这一实验是否

违反热力学第二定律？热水和冷水的温度是否会发生变

化？简述这一过程中能的转化情况．

解析：温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能

减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水，不违反热力学第二定律．

答案：不违反　热水温度降低，冷水温度升高　热水中的内能减少，一部分转化为

电能，一部分传递给冷水．转化效率低于100%

2.0×10⁵ J，同时气体的内能增加了1.5×10⁵ J．试问：

(1)此压缩过程中，气体________(选填“吸收”或“放出”)的热量等于________ J.

(2)若一定质量的理想气体分别按如图6所示的三种不同过程变化，其中表示等压变

化的是________(选填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能________(选填

“增加”、“减少”或“不变”)．

图6

　 答案：(1)放出　5×10⁴　(2)C　增加

8．(8分)(2008·江苏高考)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为

7. (9分)(2008·宁夏高考)如图5所示，一定质量的理想气体被活塞封

闭在可导热的汽缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿汽缸无摩

擦地滑动．取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上．沙子倒完时，

活塞下降了h/4，再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上

表面上．外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时

活塞距汽缸底部的高度．

解析：设大气和活塞对气体的总压强为p₀，加一小盒沙子对气体产生的压强为p，由

玻意耳定律得

p₀h＝(p₀+p)(h－h)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

由①式得p＝p₀ ②

再加一小盒沙子后，气体的压强变为p₀+2p，设第二次加沙子后，活塞相对于底部

的高度为h′

p₀h＝(p₀+2p)h′　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③

联立②③式解得h′＝h.

答案：h

6．(8分)(1)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是________(填入正确选项前的字

母，每选错一个扣1分，最低得分为0分)．

A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故

B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加

C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热

D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强

　 必然增大

E．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和

F．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加

(2)如图4所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量

的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活

塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，

活塞上方液体逐渐流出．在此过程中，大气压强与外界的

温度保持不变．关于这一过程，下列说法正确的是

________．(填入选项前面的字母，有填错的不得分)

A．气体分子的平均动能逐渐增大

B．单位时间内气体分子对活塞撞击的次数增多

C．单位时间内气体分子对活塞的冲量保持不变

D．气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量

解析：(1)气体分子间的作用力近似为零，所以没有容器的约束，气体分子由于自身

的热运动会扩散到很大空间，A错．一定量的100℃的水变成100℃的水蒸气，需吸

收一定热量，其内能增加；而分子个数、温度均未变，表明其分子势能增加，B对．气

体的压强与气体分子数密度和分子的平均速率有关，整体的体积增大，分子数密度

减小，要保证其压强不变，气体分子的平均速率要增大，即要吸收热量，升高温度，

C对．对于一定量的气体，温度升高，分子的平均速率变大，但若气体体积增加得

更多，气体的压强可能会降低，D错．根据内能的定义可知，E项正确．气体的温度

升高，分子的平均速率肯定会增大，但并不是所有分子的速率都增大，F错．

(2)导热汽缸和活塞，说明气体温度始终与大气温度相同，在液体逐渐流出的过程中

气体做等温膨胀、压强减小的变化，气体温度未变，分子数密度减小，则气体分子

的平均动能不变，A错误；对活塞单位时间内撞击次数减少，B错误；单位时间内分

子对活塞的冲量减小，C错误；因为气体温度未变，所以气体的内能未变，则气体

对外界做功和从外界吸收的热量相等，D正确．

答案：(1)B、C、E　(2)D

0.1×10^－9 m³，碳的密度是2.25×10³ kg/m³，摩尔质量是1.2×10^－2 kg/mol，阿伏加德

罗常数为6.0×10²³ mol^－1，则该小炭粒含分子数约为多少个？(结果取一位有效数字)

解析：设小颗粒边长为a，放大600倍后，则其体积

V＝(600a)³＝0.1×10^－9 m³，

实际体积V′＝a³＝ m³，

质量m＝ρV′＝×10^－15 kg，

含分子数为N＝×6.0×10²³个≈5×10¹⁰个．

答案：5×10¹⁰个

5．(8分)用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动．估计放大后的小颗粒(炭粒)体积为

4．(8分)(1)一定质量的理想气体经历如图3所示的A→B、

B→C、C→A三个变化过程，其中符合查理定律的变化

过程是________，设气体在状态A、C时的温度分别为

t_A和t_C，则t_A______t_C(填“大于”、“小于”或“等

于”)．

(2)以下说法正确的是________．

A．同一种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态

B．一切自然过程总是沿着熵增大的方向进行

C．温度降低，水的饱和汽压增大

D．浸润与不浸润均是分子力作用的表现

解析：(1)查理定律描述的是体积不变时气体状态变化的规律，图中B→C过程体积

不变．C→A变化过程中压强不变，体积增大，根据盖­吕萨克定律，气体温度升高，

所以t_A大于t_C.

(2)同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如天然水晶是晶体，而熔化

以后再凝结的水晶(即石英玻璃)就是非晶体，选项A错误；根据熵增加原理，选项B

正确；同一种液体的饱和汽压随着温度的升高而迅速增大，选项C错误；浸润时附

着层里液体分子相互作用力表现为斥力，不浸润时附着层里液体分子相互作用力表

现为引力，选项D正确．

答案：(1)B→C　大于　(2)BD

3．(6分)“用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下：

①向体积V_油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V_总＝500 mL；

②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴

入n＝100滴时，测得其体积恰好是V₀＝1 mL；

③先往边长为30 cm-40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将________均匀地撒

在水面上；

④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜

形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在

玻璃板上描下油酸膜的形状；

⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图2所

示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长

l＝20 mm.

根据以上信息，回答下列问题：

(1)步骤③中应填写：______________________________________________；

(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________mL；

(3)油酸分子直径是________m.

解析：(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉．

(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积

V′＝＝× mL＝2×10^－5 mL.

(3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约

为115个，故面积S＝115×20×20 mm²＝4.6×10⁴ mm²

油酸分子直径d＝＝ mm

≈4.3×10^－7 mm＝4.3×10^－10 m.

答案：(1)痱子粉或石膏粉　(2)2×10^－5　(3)4.3×10^－10