高频考点15 气态方程与热力学定律-（Word教参）-【精讲精练】2024年高考物理二轮专题辅导与训练

高频考点15　气态方程与热力学定律 1．水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图所示。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体(　　) A．压强变大　　　　　 B．对外界做功 C．对外界放热 D．分子平均动能变大 解析　在水不断向外喷出的过程中，罐内气体体积增大，则气体对外做功，根据玻意耳定律可知，罐内气体的压强减小，选项A错误，B正确；由于罐内气体温度不变，不对外放热，选项C错误；根据温度是影响分子平均动能唯一因素可知，温度不变，分子平均动能不变，选项D错误。 答案　B 2. (2023·连云港模拟)一定质量的理想气体状态变化如p ­V图所示，图中，p1＝3p2，V2＝4V1，状态1、2对应的温度分别为T1、T2。由状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是(　　) A．气体内能不变 B．气体对外做功并放热 C．气体分子热运动平均动能增大 D．单位时间内器壁单位面积上受气体分子撞击的次数增加 解析　根据理想气体状态方程＝＝＝，可得T1<T2，因此从状态1到状态2，气体分子热运动平均动能增大，气体内能增加，而气体体积增大，气体对外做功，因此气体通过吸热，增加了内能，故A、B错误，C正确；分子平均动能增大，因此分子撞击器壁的力增大，而状态1变化到状态2的过程中气体压强减小了，因此器壁上单位面积上受气体分子撞击的次数减少，故D错误。 答案　C 3. (多选)如图所示，有一圆柱形汽缸，上部有固定挡板，汽缸内壁的高度是2L，一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离底部L高处，外界大气压强为1.0×105 Pa，温度为27 ℃，现对气体缓慢加热，下列说法正确的是(　　) A．气体加热到127 ℃的过程，气体吸收的热量大于内能增加量 B．气体加热到227 ℃的过程，单位时间内气体分子对容器壁单位面积撞击的次数减少 C．气体加热到327 ℃时，封闭气体的压强为2.0×105 Pa D．气体加热到427 ℃时，封闭气体的压强为1.17×105 Pa 解析　设汽缸横截面积为S，活塞恰上升到汽缸上部挡板处时，气体温度为T2，气体做等压变化，则对于封闭气体，初状态T1＝K，V1＝LS，p1＝p0，末状态V2＝2LS，p2＝p0，由＝解得T2＝600 K，即t2＝327 ℃，故A、B正确，C错误。设当加热到427 ℃时气体的压强变为p3，在此之前活塞已上升到汽缸上部挡板处，气体做等容变化，则对于封闭气体，初状态T2＝600 K，V2＝2LS，p2＝1.0×105 Pa 末状态T3＝700 K，V3＝2LS，由＝，代入数据得p3＝1.17×105 Pa，故D正确。 答案　ABD 4. (多选)(2023·济南二模)中医拔火罐的物理原理是利用火罐内外的气压差使罐吸附在人体上，进而可以养疗。如图所示，是治疗常用的一种火罐，使用时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，降温后火罐内部气压低于外部，从而吸附在皮肤上某次使用时，先将气体由300 K加热到400 K，按在皮肤上后，又降至300 K，由于皮肤凸起，罐内气体体积变为罐容积的，以下说法正确的是(　　) A．加热后罐内气体质量是加热前的 B．加热后罐内气体质量是加热前的 C．温度降至300 K时，罐内气体压强变为原来的 D．温度降至300 K时，罐内气体压强变为原来的 解析　由等压变化可得＝得V2＝＝＝V1，气体总体积变为原来的三分之四，总质量不变，则火罐内气体的密度变为原来的四分之三，所以加热后罐内气体质量是加热前的，故A正确，B错误；由理想气体状态方程可得＝，即＝，则罐内气体压强变为原来的，故C错误，D正确。 答案　AD 5．(多选)(2023·淄博三模)某民航客机在高空飞行时，需利用空气压缩机来保持机舱内外气压之比为4∶1。机舱内有一导热汽缸，活塞质量m＝2 kg、横截面积S＝10 cm2，活塞与汽缸壁之间密封良好且无摩擦。客机在地面静止时，汽缸如图(a)所示竖直放置，平衡时活塞与缸底相距l1＝8 cm。客机在高度h处匀速飞行时，汽缸如图(b)所示水平放置，平衡时活塞与缸底相距l2＝10 cm。汽缸内气体可视为理想气体，机舱内温度可认为不变。已知大气压强随高度的变化规律如图(c)所示，地面大气压强p0＝1.0×105 Pa，地面重力加速度g＝10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A．汽缸内气体由图(a)状态到图(b)状态的过程中放热 B．汽缸内气体由图(a)状态到图(b)状态的过程中吸热 C．高度h处的大气压强为9.6×104 Pa D．根据图(c)估测出此时客机的飞行高度为104 m 解析　图(a)所示平衡时活塞与缸底相距l1＝8 cm，图(b)