专题14 理想气体状态方程与热力学定律-2023年高考物理母题题源解密（全国通用）

专题14 理想气体状态方程与热力学定律 目录 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 近年真题对比 考向一 理想气体状态方程 考向二 热力学定律及综合问题 命题规律解密 名校模拟探源 易错易混速记 【命题意图】热学主要考查气体实验定律、热力学定律等知识，对于热学的基本概念和热力学定律往往以选择题的形式出现，而气体实验定律往往以液柱或气缸等为载体通过计算题的形式考查。 【考查要点】（1）气体实验定律、理想气体状态方程；（2）热力学第一定律，热力学第二定律；（3）热力学第一定律与理想气体状态方程的综合问题。 【课标链接】①气体实验定律、理想气体状态方程的应用②热力学第一定律，热力学第二定律的理解。 考向一 理想气体状态方程 1. （2023新课标卷）如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（　　） A. h中的气体内能增加 B. f与g中的气体温度相等 C. f与h中的气体温度相等 D. f与h中的气体压强相等 2. （2023山东卷）一定质量的理想气体，初始温度为，压强为。经等容过程，该气体吸收的热量后温度上升；若经等压过程，需要吸收的热量才能使气体温度上升。下列说法正确的是（ ） A. 初始状态下，气体的体积为 B. 等压过程中，气体对外做功 C. 等压过程中，气体体积增加了原体积的 D. 两个过程中，气体的内能增加量都为 3. （2023全国乙卷）如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度均为。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。（气体温度保持不变，以为压强单位） 4. （2023全国甲卷）一高压舱内气体的压强为1.2个大气压，温度为17℃，密度为1.46kg/m3。 （i）升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27℃时内气体的密度； （ii）保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压，求舱内气体的密度。 5. （2023海南卷）某饮料瓶内密封一定质量理想气体，时，压强 （1）时，气压是多大？ （2）保持温度不变，挤压气体，使之压强与（1）时相同时，气体体积为原来的多少倍？ 6. （2023湖北卷）如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降，左侧活塞上升。已知大气压强为，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求 （1）最终汽缸内气体的压强。 （2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。 7.（2023湖南卷）汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为．假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变． （1）求第1次抽气之后助力气室内的压强； （2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小． 考向二 热力学定律及综合问题 8. （2023全国甲卷）在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下列缓慢变化过程，气体一定与外界有热量交换的过程是（ ） A. 气体的体积不变，温度升高 B. 气体的体积减小，温度降低 C. 气体的体积减小，温度升高 D. 气体的体积增大，温度不变 E. 气体的体积增大，温度降低 9.（2023全国乙卷）对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的内能可能相等的是（　　） A. 等温增压后再等温膨胀 B. 等压膨胀后再等温压缩 C. 等容减压后再等压膨胀 D 等容增压后再等压压缩 E.