专题七 选考部分第17讲 分子动理论气体及热力学定律题型总结 2024高考物理二轮复习

专题七 选考部分 第17讲 分子动理论气体及热力学定律 一．气体的等温变化及玻意耳定律 1．（2024•沈阳二模）如图（a），某同学将水杯开口向下倒置在水槽中，水槽中的部分水流入杯内，在杯中封闭了一段气体，简化模型如图（b）所示。现缓慢将水杯向上提起一小段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出）。设环境温度保持不变，则此过程中杯中封闭气体（　　） A．体积变小，压强变大 B．体积变大，压强变小 C．体积变小，压强变小 D．体积变大，压强变大 （多选）2．（2024•天心区校级二模）如图所示，喷洒农药用的某种喷雾器，其药液桶的总容积为14L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为2L，气压为1atm。打气筒活塞每次可以打进气压为1atm、体积为0.2L的空气。不考虑环境温度的变化。在打气n次后，药液上方的气体压强增大到5atm，在药液上方的气体压强达到5atm时停止打气，并开始向外喷药，当喷雾器不能再向外喷药时，筒内剩下的药液还有V升，则n、V值为（　　） A．n＝40次 B．n＝60次 C．V＝10L D．V＝4L 3．（2024•碑林区校级模拟）图1是很多机械结构中都会用到的气弹簧装置。其简化模型如图2所示，装有氮气的封闭气缸竖直固定在水平地面上，一光滑活塞将气缸分成A、B两部分，活塞上有一个透气的小孔将气缸中两部分气体连通在一起，活塞上固定一个圆柱形的连杆。已知活塞与连杆的总质量为m，活塞横截面积为S，连杆横截面积为。初始时刻活塞停在气缸内某处，此时A部分气体高，B部分气体高。已知大气压强为p0，重力加速度为g，气体可看作理想气体，汽缸与连杆之间无摩擦且密封良好，气体温度始终保持不变。 （1）求初始时刻缸内气体压强p1； （2）若对连杆施加向下的压力，使得活塞缓慢向下移动距离，求此时缸内气体压强p2。 4．（2024•开福区校级模拟）如图所示，横截面积均为S的两导热汽缸A、B中装有同种气体，通过一段体积可忽略的细管相连接，在细管中间安装有一个阀门D，两汽缸中各有一个质量为m的活塞，汽缸B中的活塞与一个轻弹簧相连接。阀门D关闭时，轻弹簧处于原长，汽缸B中气柱长度为L，汽缸A中的活塞处于静止状态，气柱长度为3L。将一个质量为2m的重物C轻轻地放到汽缸A中的活塞上，稳定后A中气柱长度变为2L。打开阀门D，保持环境温度不变，待系统稳定后，关闭阀门D。已知弹簧的劲度系数，重力加速度为g，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且不漏气。求：（1）大气压强p0； （2）放上C打开阀门，系统稳定后弹簧的形变量；（3）最后关闭阀门时汽缸A中活塞与底端距离。 二．理想气体及理想气体的状态方程 5．（2024•河南模拟）带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体，气体开始处于状态A，然后经过过程AB到达状态B或经过过程AC到达状态C，B、C状态温度相同，如图所示，设气体在状态B和状态C的体积分别为VB和VC，在过程AB和AC中吸收的热量分别为QAB和QAC，则（　　） A．VB＞VC，QAB＞QAC B．VB＞VC，QAB＜QAC C．VB＜VC，QAB＞QAC D．VB＜VC，QAB＜QAC 6．（2024•宝鸡模拟）如图所示，一水平放置导热汽缸，由截面积不同的两个圆筒连接而成，轻质活塞A、B用一长度为3L＝30cm刚性轻杆连接成整体，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动且不漏气。活塞的面积分别为和。汽缸内A和B之间封闭有一定质量的理想气体，A的左边及B的右边均与大气相通，大气压强始终保持为，当气缸内气体温度为T1＝300K时，活塞处于图示位置的平衡状态。求：①此时汽缸内理想气体的压强p1为多少？ ②现对活塞A施加一个水平向右推力，使活塞向右移动L＝10cm的距离后静止，此时汽缸内气体温度T2＝312K。则此时推力F大小为多少？ 7．（2024•岳阳二模）如图所示，一足够长、两侧粗细均匀的U形管竖直放置。管内盛有水银，右端开口，左端封闭一定质量的理想气体，封闭气体的长度L1＝20cm，右管水银液面比左管水银液面高h1＝25cm。大气压强p0＝75cmHg。（1）求左管内封闭气体的压强； （2）现从右管口逐渐取出水银，直到右管中水银液面下降25cm为止，求此时左管内封闭气体的压强。设整个过程温度不变。 三．气体的等压变化及盖-吕萨克定律 8．（2024•南通模拟）如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可忽略）。如果不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计，则（　　） A．吸管上的气温计刻度是均匀的 B．温度升高后，罐中气体压强增大 C．用更粗的透明吸管，其余条件不变，则测温范围会减小 D．用更小的饮料罐，其余条件不变，可提高