专题十八 命题点(二) 热力学第一定律与气体实验定律的结合-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材）

第七板块 自修专题 命题点（二）热力学第一定律与气体实验定律的结合 [典例](2023·宁波十校联考)如图所示，向 [深化提能] 一个空的铝制饮料罐（即易拉罐）中插入一根透明 1.气体实验定律及选取原则 吸管，接口用蜡密封 (1)三大实验定律 在吸管内引人一小段 等温 玻意耳定律 油柱（长度可以忽略）。如果不计大气压的变化，这 变化 P V=PaV: 质量 就是一个简易的气温计。已知铝罐的容积是 : 气体 等容 含性定律会会 条 定 实验 358cm3,吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2cm2, 定伴 变化 理短 吸管的有效长度为20cm,当温度为300K时，油 等乐 盖一吕萨克定律 气体 柱离管口10cm。已知大气压强为105Pa。(结果 变化 VV T72 保留到小数点后一位) (2)选取原则：理想气体在质量一定的情况下，p、 (1)这个气温计的刻度是否均匀： V、T中有一个量不发生变化，则选取对应的实 (2)这个气温计的最大测量值是多少： 验定律列方程求解。 (3)已知气温计的温度从300K缓慢上升到最大 2.应用热力学第一定律分析理想气体内能相关问题 值的过程中，气体从外界吸收了0.7J的热量， (1)做功情况看体积 则此过程中气体内能增加了多少？ 体积V减小→外界对气体做功W>0: 规范解答： 体积V增大→气体对外界做功~W<0: 无阻碍地自由膨胀→W=O。 (2)内能变化看温度 温度T升高→内能增加→△U>0: 温度T降低→内能减少·△U<0。 (3)吸热还是放热，一般题目中会告知，或由热力学 第一定律△U=Q十W,知道W和△U后确定Q。 [考法全训] 1.(2022·湖北高专)一定质量 P 的理想气体由状态a变为3p 状态c,其过程如p-V图中2印 a·c直线段所示，状态b对 Po 应该线段的中点。下列说 0 V%2.3w%4W7 法正确的是 A.a→b是等温过程 B.a→b过程中气体吸热 C.a→c过程中状态b的温度最低 D.a→c过程中外界对气体做正功 123 新高考方案·专题增分方略物理 2.(2023·山东高考)（多选）一定质量的理想气体，；3.(2023·新课标卷)（多选）如图，一封闭着理想气 初始温度为300K,压强为1×10Pa。经等容过 体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接 程，该气体吸收400J的热量后温度上升100K: 的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞 若经等压过程，需要吸收600J的热量才能使气 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 体温度上升100K。下列说法正确的是() 过电阻丝对「中的气体缓慢加热，停止加热并 A.初始状态下，气体的体积为6L 达到稳定后 B.等压过程中，气体对外做功400J A.h中的气体内能增加 C.等压过程中，气体体积增加了原体积的} 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.两个过程中，气体的内能增加量都为400J D.f与h中的气体压强相等 命题点（三） 变质量问题 类型1充气类问题 类型2抽气类问题 [例1](2022·山东考级考)某些鱼类通过调 [例2](2023·湖南高雪)汽车刹车助力装置 节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结 能有效为驾驶员踩刹车省力。如图，刹车助力装 构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室， 置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连 A室壁厚，可认为体积恒 杆AB与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时， 定，B室壁薄，体积可变； A室 在连杆AB上施加水平力推动液压泵实现刹车。 两室内气体视为理想气 体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在 助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低 水面下H处。B室内气体体积为V,质量为m:设 助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差 B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变；实现刹车助力。每次抽气时，K,打开、K2闭合， 化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼： 抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运 鳔内气体温度不变。水的密度为，重力加速度为： 动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室 g。大气压强为0，求： 压强相等：然后，K1闭合、K2打开，抽气活塞向下 (1)鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度， 运动，抽气气室中的全部气体从K2排出，完成一 需从A室充入B室的气体质量△m: (2)鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。 次抽气过程。已知助力气室容积为V。,初始压强 规范解答： 等于外部大气压强p。,助力活塞横截面积为S,抽 气气室的容积为V1。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。 抽气活塞 助力活塞 抽气气室 AO- 9液压泉 水平力