《一點一練》高考物理專題演練：專題三十氣體熱力學(xué)定律(含兩年高考一年模擬)

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載考點 30 氣體熱力學(xué)定律兩年咼考真題演練1. （2015 北京理綜，13）下列說法正確的是（ ）A .物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B .物體對外做功，其內(nèi)能一定減小C. 物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加D .物體放出熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能不變2.2015 福建理綜，29, （2）如圖,一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài) a 經(jīng)過 ab 過程到達狀態(tài) b 或者經(jīng)過 ac 過程到達狀態(tài) c。設(shè)氣體在狀態(tài) b 和狀態(tài) c 的溫度分別為 Tb和Tc,在過程 ab 和 ac 中吸收的熱量分別為 Qab和 Qac。則（）A . TbTc,QabQacB . TbTc,QabVQ

2、ac3. 2014 山東理綜，37（1）（多選）如圖，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的氣缸中用活塞圭寸閉有一定質(zhì)量的理想氣體。 當(dāng)環(huán)境溫度升高時，缸內(nèi)氣體（）C.Tb=Tc, QabQacDVQac學(xué)習(xí)必備歡迎下載A .內(nèi)能增加B .對外做功C.壓強增大D .分子間的引力和斥力都增大4.(2014 廣東理綜，17） （多選）用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品,如圖所示，充氣袋四周被擠壓時，假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，則 袋內(nèi)氣體（）A .體積減小，內(nèi)能增大B .體積減小，壓強減小C.對外界做負功，內(nèi)能增大D .對外界做正功，壓強減小O5.2014 新課標(biāo)全國卷I,33（1）（多選）一定量的理想氣體從狀

3、態(tài) a 開始，經(jīng)歷三個過程 ab、be、ca 回到原狀態(tài)，其 pT 圖象如圖所示。下列判斷正確的是（）A .過程 ab 中氣體一定吸熱B .過程 be 中氣體既不吸熱也不放熱學(xué)習(xí)必備歡迎下載C.過程 ea 中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱D. a、b 和 c 三個狀態(tài)中，狀態(tài) a 分子的平均動能最小E.b 和 c 兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分 子撞擊的次數(shù)不同6.2015 重慶理綜，10(1)某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓高 于清晨時的，且車胎體積增大。若這段時間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視 為理想氣體，那么()A .外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小B .外界對胎內(nèi)氣體做功，氣

4、體內(nèi)能增大C.胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能減小D .胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能增大(2)北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結(jié)。若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為 Ti，壓強為 pi，肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi) 氣體溫度降為 T2。整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計體積和質(zhì) 量變化，大氣壓強為 po。求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強差。學(xué)習(xí)必備歡迎下載7. 2015 新課標(biāo)全國卷I,33(2)如圖，一固定的豎直汽缸由一 大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞。已知大活塞的質(zhì) 量為 mi=2.50 kg，橫截面積為 S = 80.0 cm2;小活塞的質(zhì)量為 m2= 1.50 kg,橫截面積為 S2=

5、40.0 cm2;兩活塞用剛性輕桿連接，間距為l = 40.0 cm;汽缸外大氣的壓強為 p= 1.00X105Pa,溫度為 T= 303 K。初始時大活塞與大圓筒底部相距 2，兩活塞間封閉氣體的溫度為495 K。現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移。忽略兩活塞與 汽缸壁之間的摩擦，重力加速度大小 g 取 10 m/s2。求：(i)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；(ii )缸內(nèi)圭寸閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)圭寸閉氣體的壓強學(xué)習(xí)必備歡迎下載8.2015 新課標(biāo)全國卷 II , 3(2)如圖，一粗細均勻的 U 形管豎直放置，A 側(cè)上端封閉，B 側(cè)上端 與大氣相通，

6、下端開口處開關(guān) K 關(guān)閉；A 側(cè)空氣柱的長度為 1= 10.0 cm, B 側(cè)水銀面比 A 側(cè)的高 h = 3.0 cm?，F(xiàn)將開關(guān) K 打開，從 U 形管 中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為 hi= 10.0 cm 時將開關(guān) K 關(guān)閉。已知大氣壓強 p0= 75.0 cmHg。(i )求放出部分水銀后 A 側(cè)空氣柱的長度；(ii)此后再向 B 側(cè)注入水銀，使 A、B 兩側(cè)的水銀面達到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的長度學(xué)習(xí)必備歡迎下載9. 2015 山東理綜，37(2)扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生 被頂起的現(xiàn)象。如圖，截面積為 S 的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時 內(nèi)部封閉氣體的溫度為 3

7、00 K，壓強為大氣壓強 po。當(dāng)封閉氣體溫度 上升至303 K 時，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面， 其內(nèi)部氣體壓強立刻減為 P0，溫度仍為 303 K。再經(jīng)過一段時間，內(nèi) 部氣體溫度恢復(fù)到 300 K。整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體。 求：(i)當(dāng)溫度上升到 303 K 且尚未放氣時，封閉氣體的壓強；(ii)當(dāng)溫度恢復(fù)到 300 K 時，豎直向上提起杯蓋所需的最小力10. 2015 海南卷，15(2)如圖，一底面積為 S,內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個質(zhì)量均為 m 的相同活塞 A 和 B;在 A 與 B之間、B 與容器底面之間分別封有一定量的

8、同樣的理想氣體，平衡時學(xué)習(xí)必備歡迎下載體積均為 V。已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為 g, 外界大氣壓強為 P0?，F(xiàn)假設(shè)活塞 B 發(fā)生緩慢漏氣，致使 B 最終與容 器底面接觸。求活塞 A 移動的距離。11. 2014 新課標(biāo)全國卷I,33(2) 定質(zhì)量的理想氣體被活塞封 閉在豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi)，氣缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿氣缸壁無 摩擦地滑動。開始時氣體壓強為 p,活塞下表面相對于氣缸底部的高 度為 h,外界的溫度為 To。 現(xiàn)取質(zhì)量為 m 的沙子緩慢地倒在活塞的上 表面， 沙子倒完時，活塞下降了 h/4。若此后外界的溫度變?yōu)?T,求 重新達到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強始

9、終保持不變，重 力加速度大小為 go12. 2014 新課標(biāo)全國卷II, 33(2)如圖，兩氣缸 A、B 粗細均勻、等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的細管連通；A 的直徑是 B 的 2 倍，A 上端封閉，B 上端與大氣連通；兩氣缸除 A 頂部導(dǎo)熱外，其 余部分均學(xué)習(xí)必備歡迎下載絕熱。兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞 a、b,活 塞下方充有氮氣，活塞 a 上方充有氧氣。當(dāng)大氣壓為 Po、外界和氣缸 內(nèi)氣體溫度均為7C且平衡時，活塞 a 離氣缸頂?shù)木嚯x是氣缸高度1的 4,活塞 b 在氣缸正中間。(i)現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當(dāng)活塞 b 恰好升至頂部時，求 氮氣的溫度；(ii)繼續(xù)緩慢加熱，

10、使活塞 a 上升。當(dāng)活塞 a 上升的距離是氣缸 高度的秸時，求氧氣的壓強。學(xué)習(xí)必備歡迎下載考點 30 氣體熱力學(xué)定律一年模擬試題精練1.（2015 梅州 5 月質(zhì)檢）（多選）關(guān)于物體內(nèi)能和熱力學(xué)定律的說法正確的是（）A .物體內(nèi)所有分子動能和分子勢能的總和就是分子的內(nèi)能B .第二類永動機的構(gòu)想違背了熱力學(xué)第二定律C.做功和熱傳遞具有相同的物理本質(zhì)D .物體沒有做功時，物體吸熱，物體的內(nèi)能一定增加E.若一定質(zhì)量的某理想氣體的內(nèi)能增加，則其溫度一定升高2.（2015 福州質(zhì)檢）如圖所示，U 形氣缸固定在水平地面上，用重力不計的活塞封閉 著一定質(zhì)量的氣體，已知氣缸不漏氣，活塞移動過程無摩擦。初始時,

11、 外界大氣壓強為 Po，活塞緊壓小擋板?，F(xiàn)緩慢升高缸內(nèi)氣體的溫度， 則能反映氣缸內(nèi)氣體的壓強 p 隨熱力學(xué)溫度 T 變化的圖象是（）學(xué)習(xí)必備歡迎下載3.（2015 蘭州市診斷）學(xué)習(xí)必備歡迎下載一定質(zhì)量的理想氣體體積 V 與熱力學(xué)溫度 T 的關(guān)系圖象如圖所 示，氣體在狀態(tài) A 時的壓強 PA=po，溫度 TA=TO,線段 AB 與 V 軸 平行，BC 的延長線過原點。求：(1) 氣體在狀態(tài) B 時的壓強 PB；(2) 氣體從狀態(tài) A 變化到狀態(tài) B 的過程中，對外界做的功為 10 J, 該過程中氣體吸收的熱量為多少；氣體在狀態(tài) C 時的壓強 pc和溫度 TC。學(xué)習(xí)必備歡迎下載4. (2015 邯

12、鄲質(zhì)檢)mA如圖，粗細均勻的彎曲玻璃管AB 兩端開口，管內(nèi)有一段水銀 柱，中管內(nèi)水銀面與管口 A 之間氣體柱長為 lA=40 cm,右管內(nèi)氣體 柱長為 1B=39 cm。先將口 B 封閉，再將左管豎直插入水銀槽中，設(shè) 被封閉的氣體為理想氣體，整個過程溫度不變，若穩(wěn)定后進入左管的 水銀面比水銀槽水銀面低 4 cm,已知大氣壓強 po= 76 cmHg，求：(1) A 端上方氣柱長度；(2) 穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強。學(xué)習(xí)必備歡迎下載5. (2015 陜西五校一模)0如圖所示，一直立的汽缸用一質(zhì)量為 m 的活寒圭寸閉一定量的理 想氣體，活塞橫截面積為 S,汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的，開始活 塞被固定

13、在 A 點，打開固定螺栓 K，活塞下落，經(jīng)過足夠長時間后， 活塞停在 B點，已知 AB= h,大氣壓強為 po，重力加速度為 g。(1) 求活塞停在 B 點時缸內(nèi)封閉氣體的壓強；(2) 設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變，求整個過程中通過缸壁傳遞的熱 量Q(一定量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定)。參考答案考點 30 氣體熱力學(xué)定律兩年咼考真題演練1. C 由熱力學(xué)第一定律AU = W+ Q 可知，改變物體內(nèi)能的方 式有兩種：做功和熱傳遞。若物體放熱 Qv0,但做功 W 未知，所以 內(nèi)能不一定減小，A 選項錯誤；物體對外做功 Wv0,但 Q 未知，所 以內(nèi)能不一定減小，B 選項錯誤；物體吸收熱量 Q0,同時對外

14、做 功 Wv0, (W+ Q)學(xué)習(xí)必備歡迎下載可正、可負，所以內(nèi)能可能增加，故 C 選項正確； 物體放出熱量 Qv0,同時對外做功 Wv0,所以AUv0,即內(nèi)能一定 減小，D 選項錯誤。2.C ab 過程為等壓變化， 由蓋呂薩克定律得： =竿, 得 Tb= 2Ta,c 過程為等容變化，由查理定律得：2p0，得 Tc=2Ta所以 Tb= Tc由熱力學(xué)第一定律：a- b： Wab+ Qab=AUabac：Wac+Qac= AUac又 WabV0, Wac= 0,AUab=AUac則有 Qab Qac故 C 項正確。3. AB 因氣缸導(dǎo)熱良好，故環(huán)境溫度升高時封閉氣體溫度亦升高，而一定質(zhì)量的理想氣體

15、內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故封閉氣體內(nèi)能增尢 A 正確；因氣缸內(nèi)壁光滑，由活塞受力平衡有 poS+ mg= pS,即 缸內(nèi)氣體的壓強 p= po+ 不變，C 錯誤；由蓋一呂薩克定律=恒 量可知氣體體積膨脹，對外做功，B 正確；理想氣體分子間除碰撞瞬 間外無相互作用力，故 D 錯誤。4. AC 袋內(nèi)氣體與外界無熱交換即 Q = 0,袋四周被擠壓時， 體積V 減小，外界對氣體做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU = W+ Q, 氣體內(nèi)能增大，則溫度升高，由 罕二常數(shù)知壓強增大，選項 A、C 正 確，B、D錯誤。5. ADE 對封閉氣體，由題圖可知 ab 過程，氣體體積 V 不 變，沒有做功，而溫度 T 升高，則

16、為吸熱過程，A 項正確；b c 過學(xué)習(xí)必備歡迎下載程為等溫變化，壓強減小，體積增大，對外做功，則為吸熱過程，B項錯；尸 a 過程為等壓變化，溫度 T 降低，內(nèi)能減少，體積 V 減小， 外界對氣體做功，依據(jù) W+ Q=AU，外界對氣體所做的功小于氣體 所放的熱，C 項錯；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，TaVTb= Tc,故 D 項正確；同種氣體的壓強由氣體的分子數(shù)密度p和溫度 T 決定，由題 圖可知 Tb=Tc, Pb pc,顯然 E 項正確。6. 解析(1)車胎體積增大，故胎內(nèi)氣體對外界做功，胎內(nèi)氣體溫度升高，故胎內(nèi)氣體內(nèi)能增大，D 項正確。(2)對泡內(nèi)氣體由查理定律得內(nèi)外氣體的壓強差為Ap= P

17、2 Po聯(lián)立式解得Ap = T2P1 Po答案 (1)D(2)fpi Po7. 解析(i)大小活塞在緩慢下移過程中，受力情況不變，汽 缸內(nèi)氣體壓強不變，由蓋一呂薩克定律得V1=V2初狀態(tài) Vi= *(S + S2), Ti= 495 KP1TiT2學(xué)習(xí)必備歡迎下載末狀態(tài) V2= lS22代入可得 T2= 3T1= 330 K(ii)對大、小活塞受力分析則有mig + m2g + pS + p&= P1S1+ pS可得 pi= i.ix105Pa缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡過程中，氣體體積不變，由查理定律得=T3= T= 303 K解得 p2= 1.01x105Pa答案 (i)33

18、0 K(ii)1.01X105Pa8 .解析(i)以 cmHg 為壓強單位。設(shè) A 側(cè)空氣柱長度 1= 10.0 cm 時的壓強為 p;當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為 h1= 10.0 cm 時，空氣柱的 長度為11,壓強為 P1。由玻意耳定律得 pl = P1I1由力學(xué)平衡條件得 p= Po+ h打開開關(guān) K 放出水銀的過程中，B 側(cè)水銀面處的壓強始終為 p0, 而 A側(cè)水銀面處的壓強隨空氣柱長度的增加逐漸減小， B、A 兩側(cè)水 銀面的高度差也隨之減小，直至 B 側(cè)水銀面低于 A 側(cè)水銀面 h1為止。 由力學(xué)平衡條件有P1= po m 學(xué)習(xí)必備歡迎下載聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得 l1= 12.0 cm

19、(i)當(dāng) A、B 兩側(cè)的水銀面達到同一高度時，設(shè) A 側(cè)空氣柱的長 度為12,壓強為 P2。由玻意耳定律得 Pl = P2l2學(xué)習(xí)必備歡迎下載由力學(xué)平衡條件有 P2= P0聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得 12= 10.4 cm設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度Ah,依題意得h = 2(1i-12)+ hi聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得Ah= 13.2 cm答案(i)12.0 cm(ii)13.2 cm9. 解析(i)以開始封閉的氣體為研究對象，由題意可知，初狀態(tài)溫度 To= 300 K，壓強為 po;末狀態(tài)溫度 T1= 303 K，壓強設(shè)為 P1，由查理定律得T0=烈代入數(shù)據(jù)得101 -p1= 100p0= 1.0

20、1 Po*(i)設(shè)杯蓋的質(zhì)量為 m,剛好被頂起時，由平衡條件得P1S=poS+ mg 放出少許氣體后，以杯蓋內(nèi)的剩余氣體為研究對象，由題意可知，初狀態(tài)溫度 T2= 303 K,壓強 p2= p0,末狀態(tài)溫度 T3= 300 K,壓強設(shè) 為 P3,由查理定律得設(shè)提起杯蓋所需的最小力為 F，由平衡條件得p2T2T3學(xué)習(xí)必備歡迎下載F + P3S= P0S + mg 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得201F = I。i0PoS= O.O2poS答案(i)1.O1po (ii)O.O2poS10.解析A 與 B 之間、B 與容器底面之間的氣體壓強分別為pi、P2，在漏氣前，對 A 分析有 pi= po+詈，對 B

21、有 p2= pi+腎B 最終與容器底面接觸后， AB 間的壓強為 p,氣體體積為V則 有 p= po+詈因為溫度始終不變，對于混合氣體有(pi+ P2)V= pV 設(shè)活塞 B 厚度為d,漏氣前 A 距離底面的高度為2Vh 右+dV漏氣后 A 距離底面的高度為 h = S + d聯(lián)立可得Ah= h h以上各式聯(lián)立化簡得Ah=SPoS + mgS答案 poS+mg s11.解析 設(shè)氣缸的橫截面積為 S,沙子倒在活塞上后，對氣體 產(chǎn)生的壓強為Ap,由玻意耳定律得phS=(p+ Ap)(h4h)S1解得Ap = 3P學(xué)習(xí)必備歡迎下載外界的溫度變?yōu)?T 后，設(shè)活塞距底面的高度為 h ；根據(jù)蓋一呂薩 克定

22、律，得(h-4To3T解得 h = 4Tjh據(jù)題意可得Ap =腎氣體最后的體積為 V= Sh12.解析（i）活塞 b 升至頂部的過程中，活塞 a 不動，活塞 a、 b下方的氮氣經(jīng)歷等壓過程。設(shè)氣缸 A 的容積為 Vo,氮氣初態(tài)體積為 Vi，溫度為 Ti;末態(tài)體積為 V2,溫度為 T2。按題意，氣缸 B 的容積 為 Vo/4,由題給數(shù)據(jù)和蓋一呂薩克定律有Vi= 4V+嚴(yán)=fvo=VoV1V2Ti=T2由式和題給數(shù)據(jù)得T2= 32o K 聯(lián)立式得 V=9mghT4pTo答案9mghT4pToV2=學(xué)習(xí)必備歡迎下載(ii)活塞 b 升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞 a 開始向上移一 1動，直至活塞上升的距離是氣缸高度的 16 時，活塞 a 上方的氧氣經(jīng)歷 等溫過程。設(shè)氧氣初態(tài)體積為 V，壓強為；末態(tài)體積為 V2,壓 強為 P2。由題給數(shù)據(jù)和玻意耳定律有13Vi/Vo,羊0, V