专题十五热学-【创新教程】2020-2024五年高考真题物理分类特训

　　　　　　　　专题十五　热学 考点１　分子动理论与内能 ◆热运动 １．(２０２１􀅰北京卷,４,３分)比较４５℃的热水和 １００℃的水蒸汽,下列说法正确的是 (　　) A．热水分子的平均动能比水蒸汽的大 B．热水的内能比相同质量的水蒸汽的小 C．热水分子的速率都比水蒸汽的小 D．热水分子的热运动比水蒸汽的剧烈 ◆分子力及分子势能 ２．(２０２１􀅰重庆卷,１５(１),４分)图１和图２中 曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子 间的距离变化的规律,r０ 为平衡位置．现有 如下物理量;①分子势能,②分子间引力, ③分子间斥力,④分子间引力和斥力的合 力,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是　 　　　(在给出的四个选项中,只有一项是 符合题目要求的)． A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③ ３．(２０２０􀅰北京卷,１０,３分)分子力F 随分子 间距离r的变化如图所示．将两分子从相距 r＝r２ 处释放,仅考虑这两个分子间的作用, 下列说法正确的是 (　　) A．从r＝r２ 到r＝r０ 分子间引力、斥力都在 减小 B．从r＝r２ 到r＝r１ 分子力的大小先减小后 增大 C．从r＝r２ 到r＝r０ 分子势能先减小后增大 D．从r＝r２ 到r＝r１ 分子动能先增大后减小 ◆气体内能 ４．(２０２１􀅰河北卷,１５(１),４分)两个内壁光 滑、完全相同的绝热汽缸A、B,汽缸内用轻 质绝热活塞封闭完全相同的理想气体,如图 １所示．现向活塞上表面缓慢倒入细沙,若 A 中细沙的质量大于B 中细沙的质量,重 新平衡后,汽缸A 内气体的内能　　　　 (填“大于”“小于”或“等于”)汽缸B 内气体 的内能．图２为重新平衡后A、B 汽缸中气 体分子速率分布图像,其中曲线　　　　 (填图像中曲线标号)表示汽缸B 中气体分 子的速率分布规律． ◆液体 ５．(２０２４􀅰全国甲卷,３３(１))(５分)如图,四个 相同的绝热试管分别倒立在盛水的烧杯a、 b、c、d中,平衡后烧杯a、b、c中的试管内外 水面的高度差相同,烧杯d中试管内水面高 于试管外水面．已知四个烧杯中水的温度分 别为ta、tb、tc、td,且ta＜tb＜tc＝td．水的密度 随温度的变化忽略不计．下列说法正确的是 　　　　．(填正确答案标号．选对１个得２ 分,选对２个得４分,选对３个得５分;每选 错１个扣３分,最低得分为０分) A．a中水的饱和气压最小 B．a、b中水的饱和气压相等 C．c、d中水的饱和气压相等 D．a、b中试管内气体的压强相等 E．d中试管内气体的压强比c中的大 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １４１ 专题十五　热学 考点２　气体实验定律 １．(２０２３􀅰新课标卷,２１)(多 选)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．(２０２２􀅰山东卷, ４,３分)血压仪由 加压气囊、臂带, 压 强 计 等 构 成, 如 图 所 示．加 压 气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为 臂带内气体的压强高于大气压强的数值,充 气前臂带内气体压强为大气压强,体积为 V;每次挤压气囊都能将６０cm３ 的外界空气 充入臂带中,经５次充气后,臂带内气体体 积变为５V,压强计示数为１５０mmHg．已知 大气压强等于７５０mmHg,气体温度不变． 忽略 细 管 和 压 强 计 内 的 气 体 体 积．则 V 等于 (　　) A．３０cm３ B．４０cm３ C．５０cm３ D．６０cm３ ３．(２０２１􀅰广东卷,１５(１),６分)在高空飞行的 客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后,把瓶盖拧 紧．下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了,机场地 面温度与高空客舱内温度相同．由此可判 断,高空客舱内的气体压强　　　　(填“大 于”“小于”或“等于”)机场地面大气压强;从 高空客舱到机场地面,矿泉水瓶内气体的分 子平均动能　　　　(填“变大”“变小”或 “不变”)． ４．(２０２４􀅰山东卷,１６)(８分)图甲为战国时期 青铜汲酒器,根据其原理制作了由中空圆柱 形长柄和储液罐组成的汲液器,如图乙所 示．长柄顶部封闭,横截面积S１＝１．０cm２, 长度 H＝１００．０cm,侧壁有一小孔A．储液 罐的横截面积S２＝９０．０cm２,高度h＝２０􀆰０ cm,罐底有一小孔B．汲液时,将汲液器竖直 浸入液体,液体从孔B 进入,空气由孔A 排 出;当内外液面相平时,长柄浸入液面部分 的长度为x;堵住孔A,缓慢地将汲液器竖 直提出液面,储液罐内刚好储满液体．已知 液体密度ρ＝１􀆰０×１０ ３kg/m３,重力加速度 大小g＝１０m/s２,大气压p＝１􀆰０×１０５Pa． 整个过程温度保持不变,空气可视为理想气 体,忽略器壁厚度． (１)求x; (２)松开孔A,从外界进入压强为p０、体积 为V 的空气,使满储液罐中液体缓缓流出, 堵住孔A,稳定后罐中恰好剩余一半的液 体,求V． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２４１ 最新真题分类特训􀅰物理 ５．(２０２４􀅰湖南卷,１３)一个充有空气的薄壁气 球,气球内气体压强为p、体积为V．气球内 空气可视为理想气体． (１)若将气球内气体等温膨胀至大气压强p０, 求此时气体的体积V０(用p０、p和V 表示); (２)小赞同学想测量该气球内气体体积V 的大小,但身边仅有一个电子天平．将气球 置于电子天平上,示数为 m＝ ８．６６×１０－３ 确kg(此时须考虑空气浮力对该示数的影 响)．小赞同学查阅资料发现,此时气球内气 体压强p 和体积V 还满足:(p－p０)(V－ VB０)＝C,其中p０＝１．０×１０５Pa为大气压 强,VB０＝０􀆰５×１０－３ m３ 为气球无张力时的 最大容积,C＝１８J为常数．已知该气球自身 质量为m０＝８．４０×１０－３kg,外界空气密度 为ρ０＝１．３kg/m ３,求气球内气体体积V 的 大小． ６．(２０２４􀅰江苏卷,１３)某科研实验站有一个密 闭容器,容器内有温度为 ３００ K,压强为 １０５Pa的气体,容器内有一个面积０．０６平 方米的观测台,现将这个容器移动到月球, 容器内的温度变成２４０K,整个过程可认为 气体的体积不变,月球表面为真空状态．求: (１)气体现在的压强; (２)观测台对气体的压力． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３４１ 专题十五　热学 ７．(２０２４􀅰全国甲卷,３３(２))(１０分) 如图,一竖直放置的汽缸内密封有 一定量的气体,一不计厚度的轻质 活塞可在汽缸内无摩擦滑动,移动 范围被限制在卡销a、b之间,b与汽缸底部 的距离bc＝１０ab,活塞的面积为１．０×１０－２ m２．初始时,活塞在卡销a处,汽缸内气体 的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相 同,分别为１．０×１０５Pa和３００K．在活塞上 施加竖直向下的外力,逐渐增大外力使活塞 缓慢到达卡销b处(过程中气体温度视为不 变),外力增加到２００N并保持不变． (ⅰ)求外力增加到２００N时,卡销b对活塞 支持力的大小; (ⅱ)再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢 升高,求当活塞刚好能离开卡销b时气体的 温度． ８．(２０２３􀅰浙江卷,１７)(８分)如图所 示,导热良好的固定直立圆筒内 用面积S＝１００cm２、质量 m＝１ kg的活塞封闭一定质量的理想气 体,活塞能无摩擦滑动．圆筒与温度３００K 的热源接触,平衡时圆筒内气体处于状态 A,其体积VA＝６００cm３．缓慢推动活塞使气 体达到状态B,此时体积VB＝５００cm３．固 定活塞,升高热源温度,气体达到状态C,此 时压强pC＝１．４×１０５Pa．已知从状态A 到 状态C,气体从外界吸收热量Q＝１４J;从状 态B 到状态C,气体内能增加ΔU＝２５J;大 气压p０＝１．０１×１０５Pa． (１)气体从状态A 到状态B,其分子平均动 能　 　 　 　(选填“增大”、“减小”或 “不 变”),圆筒内壁单位面积受到的压力　　　　 (选填“增大”、“减小”或“不变”); (２)求气体在状态C的温度TC; (３)求气体从状态A 到状态B 过程中外界 对系统做的功W． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４４１ 最新真题分类特训􀅰物理 考点３　液柱问题 １．(２０２１􀅰全国乙卷,３３(２),１０ 分)如图,一玻璃装置放在水平 桌面上,竖直玻璃管A、B、C 粗 细均匀,A、B 两管的上端封闭, C管上端开口,三管的下端在 同一水平面内且相互连通．A、 B 两管的长度分别为l１＝１３．５cm、l２＝３２ cm．将水银从C 管缓慢注入,直至B、C 两 管内水银柱的高度差h＝５cm．已知外界大 气压为p０＝７５cmHg．求A、B 两管内水银 柱的高度差． ２．(２０２０􀅰全国Ⅲ卷,３３(２),１０ 分)如图,两侧粗细均匀、横 截面积相等、高度均为 H＝ １８cm 的 U 型管,左管上端 封闭,右管上端开口．右管中有高h０＝４cm 的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l＝ １２cm．管底水平段的体积可忽略．环境温度 为T１＝２８３K,大气压强p０＝７６cmHg． (ⅰ)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银 柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右 管底部．此时水银柱的高度为多少? (ⅱ)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银 柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的 温度为多少? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５４１ 专题十五　热学 考点４　汽缸活塞问题 １．(２０２２􀅰全国乙卷,３３(２),１０分) 如图,一竖直放置的汽缸由两个 粗细不同的圆柱形筒组成,汽缸 中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一 定量的理想气体,两活塞用一轻 质弹簧连接,汽缸连接处有小卡销,活塞Ⅱ 不能通过连接处．活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为 ２m、m,面积分别为２S、S,弹簧原长为l．初 始时系统处于平衡状态,此时弹簧的伸长量 为０．１l,活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相 等,两活塞间气体的温度为T０．已知活塞外 大气压强为p０,忽略活塞与缸壁间的摩擦, 汽缸无漏气,不计弹簧的体积． (ⅰ)求弹簧的劲度系数; (ⅱ)缓慢加热两活塞间的气体,求当活塞Ⅱ 刚运动到汽缸连接处时,活塞间气体的压强 和温度． ２．(２０２２􀅰全国甲卷,３３ (２),５分)如图,容积均 为V０、缸 壁 可 导 热 的 A、B 两汽缸放置在压 强为p０、温度为T０ 的 环境中;两汽缸的底部通过细管连通,A 汽 缸的顶部通过开口C 与外界相通;汽缸内 的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部 分,其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为１８V０ 和 １ ４V０． 环境压强保持不变,不计活塞的质量 和体积,忽略摩擦． (ⅰ)将环境温度缓慢升高,求B 汽缸中的 活塞刚到达汽缸底部时的温度; (ⅱ)将环境温度缓慢改变至２T０,然后用气 泵从开口C 向汽缸内缓慢注入气体,求 A 汽缸中的活塞到达汽缸底部后,B 汽缸内第 Ⅳ部分气体的压强． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６４１ 最新真题分类特训􀅰物理 ３．(２０２２􀅰河北卷,１５ (２),８分)水平放置 的气体阻尼器模型 截面如图所示,汽缸中间有一固定隔板,将 汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部 分,“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央 圆孔穿过,连杆与隔板之间密封良好．设汽 缸内、外压强均为大气压强p０．活塞面积为 S,隔板两侧气体体积均为SL０,各接触面光 滑．连杆的截面积忽略不计．现将整个装置 缓慢旋转至竖直方向,稳定后,上部气体的 体积为原来的１ ２ ,设整个过程温度保持不 变,求: (ⅰ)此时上、下部分气体的压强; (ⅱ)“H”型连杆活塞的质量(重力加速度大 小为g)． ４．(２０２２􀅰湖南卷,１５(２),８分)如图,小赞同 学设计了一个液体拉力 测量仪．一个容积V０＝ ９．９L的导热汽缸 下 接 一圆管,用质量 m１＝９０ g、横截面积S＝１０cm２ 的活塞封闭一定质量的 理想气体,活塞与圆管 壁间摩擦不计．活塞下端用轻质细绳悬挂一 质量m２＝１０g的 U 形金属丝,活塞刚好处 于A 位置．将金属丝部分浸入待测液体中, 缓慢升起汽缸,使金属丝从液体中拉出,活 塞在圆管中的最低位置为B．已知A、B 间 距离h＝１０cm,外界大气压强p０＝１．０１× １０５Pa,重力加速度取１０m/s２,环境温度保 持不变,求 (i)活塞处于 A 位置时,汽缸中的气体压 强p１; (i)活塞处于B 位置时,液体对金属丝拉力 F的大小． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７４１ 专题十五　热学 ５．(２０２１􀅰全国甲卷,３２(２),１０分) 如图,一汽缸中由活塞封闭有一 定量的理想气体,中间的隔板将 气体分为A、B 两部分;初始时,A、B 的体积 均为V,压强均等于大气压p０．隔板上装有 压力传感器和控制装置,当隔板两边压强差 超过０．５p０ 时隔板就会滑动,否则隔板停止 运动．气体温度始终保持不变．向右缓慢推 动活塞,使B 的体积减小为V/２． (ⅰ)求A 的体积和B 的压强; (ⅱ)再使活塞向左缓慢回到初始位置,求此 时A 的体积和B 的压强． ６．(２０２１􀅰江苏卷,１３,８ 分)如图所示,一定质 量理想气体被活塞封 闭在汽缸中,活塞的面 积为S,与汽缸底部相距L,汽缸和活塞绝 热性能良好,气体的压强、温度与外界大气 相同,分别为p０ 和T０．现接通电热丝加热 气体,一段时间后断开,活塞缓慢向右移动 距离L 后停止,活塞与汽缸间的滑动摩擦 为f,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个 过程中气体吸收的热量为Q,求该过程中 (１)内能的增加量ΔU; (２)最终温度T． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８４１ 最新真题分类特训􀅰物理 考点５　充气、漏气问题 １．(２０２３􀅰湖南卷,１３)(１０分)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AB 与助力活塞固定为一 体,驾驶员踩刹车时,在连杆AB 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,K１ 打开,K２ 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,K１ 闭合,K２ 打 开,抽气活塞向下运动,抽气气室中的全部 气体从K２ 排出,完成一次抽气过程．已知助 力气室容积为V０,初始压强等于外部大气 压强p０,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． (１)求第 １ 次抽气之后 助 力 气 室 内 的 压 强p１; (２)第n次抽气后,求该刹车助力装置为驾 驶员省力的大小ΔF． ２．(２０２１􀅰重庆卷,１５(２),８分)定高气球是种 气象气球,充气完成后,其容积变化可以忽 略．现有容积为V１ 的某气罐装有温度为 T１、压强为p１ 的氦气,将该气罐与未充气的 某定高气球连通充气．当充气完成后达到平 衡状态后,气罐和球内的温度均为T１,压强 均为kp１,k为常数．然后将气球密封并释放 升空至某预定高度,气球内气体视为理想气 体,假设全过程无漏气． ①求密封时定高气球内气体的体积; ②若在该预定高度球内气体重新达到平衡 状态时的温度为T２,求此时气体的压强． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９４１ 专题十五　热学 ３．(２０２１􀅰河北卷,１５(２),８分)某双层玻璃保 温杯夹层中有少量空气,温度为２７℃时,压 强为３．０×１０３Pa． (ⅰ)当夹层中空气的温度升到３７℃,求此 时夹层中空气的压强; (ⅱ)当保温杯外层出现裂隙,静置足够长时 间,求夹层中增加的空气质量与原有空气质 量的比值,设环境温度为２７℃,大气压强为 １．０×１０５Pa． ４．(２０２０􀅰全国Ⅰ卷,３３(２),１０分)甲、乙两个 储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)． 甲罐的容积为V,罐中气体的压强为p;乙 罐的容积为２V,罐中气体的压强为１２p． 现 通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体 调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在 调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的 压强相等．求调配后 (ⅰ)两罐中气体的压强; (ⅱ)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体 的质量之比． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０５１ 最新真题分类特训􀅰物理 ５．(２０２０􀅰全国Ⅱ卷,３３ (２),１０分)潜水钟是一 种水下救生设备,它是 一个底部开口、上部封 闭的容器,外形与钟相 似．潜水钟在水下时其 内部上方空间里存有空气,以满足潜水员水 下避险的需要．为计算方便,将潜水钟简化 为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒; 工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊 放至深度为 H 的水下,如图所示．已知水的 密度为ρ,重力加速度大小为g,大气压强为 p０,H≫h,忽略温度的变化和水密度随深度 的变化． (ⅰ)求进入圆筒内水的高度l; (ⅱ)保持 H 不变,压入空气使筒内的水全 部排出,求压入的空气在其压强为p０ 时的 体积． ６．(２０２０􀅰山东卷,１５,７分)中医拔罐的物理 原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附 在人体穴位上,进而治疗某些疾病．常见拔 罐有两种,如图所示,左侧为火罐,下端开 口;右侧为抽气拔罐,下端开口,上端留有抽 气阀门．使用火罐时,先加热罐中气体,然后 迅速按到皮肤上,自然降温后火罐内部气压 低于外部大气压,使火罐紧紧吸附在皮肤 上．抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上,再通 过抽气降低罐内气体压强．某次使用火罐 时,罐内气体初始压强与外部大气压相同, 温度为４５０K,最终降到３００K,因皮肤凸 起,内部气体体积变为罐容积的２０ ２１． 若换用 抽气拔罐,抽气后罐内剩余气体体积变为抽 气拔罐容积的２０ ２１ ,罐内气压与火罐降温后的 内部气压相同．罐内气体均可视为理想气 体,忽略抽气过程中气体温度的变化．求应 抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的 比值． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １５１ 专题十五　热学 考点６　热学图像问题 ◆pＧV 图像 １．(２０２４􀅰山东卷,６)一定质 量理想气体经历如图所示 的循环过程,a→b过程是 等压过程,b→c过程中气 体与外界无热量交换,c→a过程是等温过 程．下列说法正确的是 (　　) A．a→b过程,气体从外界吸收的热量全部 用于对外做功 B．b→c过程,气体对外做功,内能增加 C．a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全 部用于对外做功 D．a→b过程,气体从外界吸收的热量等于c →a过程放出的热量 ２．(２０２４􀅰新课标卷,２１)(多 选)如图,一定量理想气体 的循环由下面４个过程组 成,１→２为绝热过程(过程 中气体不与外界交换热量),２→３为等压过 程,３→４为绝热过程,４→１为等容过程,上 述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主 要过程．下列说法正确的是 (　　) A．１→２过程中,气体内能增加 B．２→３过程中,气体向外放热 C．３→４过程中,气体内能不变 D．４→１过程中,气体向外放热 ３．(２０２３􀅰辽宁卷,５)“空气充电 宝”是一种通过压缩空气实现 储能的装置,可在用电低谷时 储存能量、用电高峰时释放能量．“空气充电 宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的 p－T 图像如图所示．该过程对应的p－V 图像可能是 (　　) ４．(２０２１􀅰全国乙卷,３３(１),５ 分)如图,一定量的理想气 体从状态a(p０,V０,T０)经热 力学过程ab、bc、ca 后又回 到状态a．对于ab、bc、ca三 个过程,下列说法正确的是　　　　(填正 确答案标号．选对１个得２分,选对２个得４ 分,选对３个得５分．每选错１个扣３分,最低 得分为０分) A．ab过程中,气体始终吸热 B．ca过程中,气体始终放热 C．ca过程中,气体对外界做功 D．bc过程中,气体的温度先降低后升高 E．bc过程中,气体的温度先升高后降低 ５．(２０２０􀅰山东卷,６,３ 分)一定质量的理想 气体从状态a 开始, 经a→b、b→c、c→a三 个过程后回到初始状 态a,其pＧV 图像如图所示．已知三个状态 的 坐 标 分 别 为 a(V０,２p０)、b(２V０,p０)、 c(３V０,２p０)．以下判断正确的是 (　　) A．气体在a→b过程中对外界做的功小于 在b→c过程中对外界做的功 B．气体在a→b过程中从外界吸收的热量 大于在b→c过程中从外界吸收的热量 C．在c→a过程中,外界对气体做的功小于 气体向外界放出的热量 D．气体在c→a过程中内能的减少量大于b →c过程中内能的增加量 ６．(２０２０􀅰北京卷,４,３分) 如图所示,一定量的理想 气体从状态 A 开始,经 历两个过程,先后到达状 态B 和C．有关 A、B 和 C 三个状态温度TA、TB 和TC 的关系,正确的是 (　　) A．TA＝TB,TB＝TC　B．TA＜TB,TB＜TC C．TA＝TC,TB＞TC D．TA＝TC,TB＜TC 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２５１ 最新真题分类特训􀅰物理 ◆VＧT 图像 ７．(２０２２􀅰辽宁卷,６,４分)一定质量的理想气 体从状态a变化到状态b,其体积V 和热力 学温度T 变化图像如图所示,此过程中该 系统 (　　) A．对外界做正功 B．压强保持不变 C．向外界放热 D．内能减少 ８．(２０２１􀅰海南卷,１２,４分)(多 选)如图,一定质量的理想气体 从状态a 出发,经过等容过程 到达状态b,再经过等温过程到达状态c,直 线ac过原点．则气体 (　　) A．在状态c的压强等于在状态a 的压强 B．在状态b的压强小于在状态c的压强 C．在b→c的过程中内能保持不变 D．在a→b的过程中对外做功 ◆TＧV 图像 ９．(２０２２􀅰全国乙卷,３３(１),５分) (多选)一定量的理想气体从状 态a经状态b变化到状态c,其 过程如T－V 图上的两条线段所示,则气体 在　　　　．(填正确答案标号,选对１个得 ２分,选对２个得４分,选对３个得５分;每 选错１个扣３分,最低得分为０分) A．状态a处的压强大于状态c处的压强 B．由a变化到b的过程中,气体对外做功 C．由b变化到c的过程中,气体的压强不变 D．由a变化到b的过程中,气体从外界吸热 E．由a变化到b的过程中,从外界吸收的热 量等于其增加的内能 ◆pＧ１V 图像 １０．(２０２０􀅰江苏卷,１３A (３),４分)一定质量 的理想气体从状态A 经状态B 变化到状态 C,其p－１V 图像如图 所示,求该过程中气体吸收的热量Q． ◆pＧT 图像 １１．(２０２３􀅰江苏卷,３)如图所示, 密闭容器内一定质量的理想 气体由状态 A 变化 到 状 态 B．该过程中 (　　) A．气体分子的数密度增大 B．气体分子的平均动能增大 C．单位时间内气体分子对单位面积器壁 的作用力减小 D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气 体分子数减小 １２．(２０２２􀅰全国甲卷,３３(１),５ 分)一定量的理想气体从状 态a变化到状态b,其过程如 p－T 图上从a到b的线段 所示．在此过程中　　　　．(填正确答案 标号．选对１个得２分,选对２个得４分, 选对３个得５分;每选错１个扣３分,最低得 分为０分) A．气体一直对外做功 B．气体的内能一直增加 C．气体一直从外界吸热 D．气体吸收的热量等于其对外做的功 E．气体吸收的热量等于其内能的增加量 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３５１ 专题十五　热学 考点７　热力学定律与气体实验定律的综合应用 ◆热力学第一定律 １．(２０２３􀅰山东卷,９)(多选)一定质量的理想 气体,初始温度为３００K,压强为１×１０５Pa． 经等容过程,该气体吸收４００J的热量后温 度上升１００K;若经等压过程,需要吸收６００ J的热量才能使气体温度上升１００K．下列 说法正确的是 (　　) A．初始状态下,气体的体积为６L B．等压过程中,气体对外做功４００J C．等压过程中,气体体积增加了原体积的１４ D．两个 过 程 中,气 体 的 内 能 增 加 量 都 为 ４００J ２．(２０２４􀅰黑吉辽卷,１３)如图理想变压器原、 副线圈的匝数比为n１∶n２＝５∶１,原线圈接 在电压峰值为Um 的正弦交变电源上,副线 圈的回路中接有阻值为R 的电热丝,电热 丝密封在绝热容器内,容器内封闭有一定质 量的理想气体,接通电路开始加热,加热前 气体温度为T０． (１)求变压器的输出功率P; (２)已知该容器内的气体吸收的热量Q 与 其温度变化量 ΔT 成正比,即Q＝CΔT,其 中C已知．若电热丝产生的热量全部被气体 吸收,要使容器内的气体压强达到加热前的 ２倍,求电热丝的通电时间t． ３．(２０２４􀅰湖北卷,１３)(１０分) 如图所示,在竖直放置、开口 向上的圆柱形容器内用质量 为m 的活塞密封一部分理想 气体,活塞横截面积为S,能无摩擦地滑动． 初始时容器内气体的温度为T０,气柱的高 度为h．当容器内气体从外界吸收一定热量 后,活塞缓慢上升１ ５h 再次平衡．已知容器 内气体内能变化量 ΔU 与温度变化量 ΔT 的关系式为ΔU＝CΔT,C为已知常数,大气 压强恒为p０,重力加速度大小为g,所有温 度为热力学温度．求 (１)再次平衡时容器内气体的温度． (２)此过程中容器内气体吸收的热量． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４５１ 最新真题分类特训􀅰物理 ４．(２０２３􀅰全国甲卷,３３)[物理———选修３－３] (１５分) (１)(５分)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　　　　． (填入正确答案标号．选对１个得２分,选对 ２个得４分,选对３个得５分．每选错１个扣 ３分,最低得分为０分) 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 (２)(１０分)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 舱内气体的密度; (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,求此 时舱内气体的密度． ５．(２０２３􀅰全国乙卷,３３)[物理———选修３－ ３](１５分) (１)(５分)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　　　　．(填正确答案标号． 选对１个得２分,选对２个得４分,选对３个得 ５分．每选错１个扣３分,最低得分为０分) 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．等容增压后再等温膨胀 (２)(１０分)如图,竖直放置的封 闭玻璃管由管径不同、长度均为 ２０cm 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１０cm．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１cm．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cmHg为压强单位) ６．(２０２２􀅰山东卷,５,３ 分)如图所示,内壁 光滑的绝热汽缸内 用绝热活塞封闭一 定质量的理想气体,初始时汽缸开口向上放 置,活塞处于静止状态,将汽缸缓慢转动９０° 过程中,缸内气体 (　　) A．内能增加,外界对气体做正功 B．内能减小,所有分子热运动速率都减小 C．温度降低,速率大的分子数占总分子数 比例减少 D．温度升高,速率大的分子数占总分子数 比例增加 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５５１ 专题十五　热学 ７．(２０２１􀅰山东卷,２,３分)如图所示, 密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水 的温度越高．一开口向下、导热良好 的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封 闭一段空气．挤压矿泉水瓶,小瓶下 沉到底部;松开后,小瓶缓慢上浮,上浮过程 中,小瓶内气体 (　　) A．内能减少 B．对外界做正功 C．增加的内能大于吸收的热量 D．增加的内能等于吸收的热量 ８．(２０２１􀅰天津卷,６,５分)(多选)列车运行的 平稳性与车厢的振动密切相关,车厢底部安 装的空气弹簧可以有效减振,空气弹簧主要 由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构 成．上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振 动,上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓 慢,气体与外界有充分的热交换;剧烈颠簸 时汽缸内气体的体积变化较快,气体与外界 来不及热交换．若汽缸内气体视为理想气 体,在气体压缩的过程中 (　　) A．上下乘客时,气体的内能不变 B．上下乘客时,气体从外界吸热 C．剧烈颠簸时,外界对气体做功 D．剧烈颠簸时,气体的温度不变 ９．(２０２１􀅰湖南卷,１５(１),５分)如图,两端开 口、下端连通的导热汽缸,用两个轻质绝热 活塞(截面积分别为S１ 和S２)封闭一定质 量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦．在 左端活塞上缓慢加细沙,活塞从 A 下降h 高度到B 位置时,活塞上细沙的总质量为 m．在此过程中,用外力F 作用在右端活塞 上,使活塞位置始终不变．整个过程环境温 度和大气压强p０ 保持不变,系统始终处于 平衡状态,重力加速度为g．下列说法正确 的是　　　　．(填正确答案标号．选对１个 得２分,选对２个得４分,选对３个得５分． 每选错１个扣３分,最低得分为０分) A．整个过程,外力F做功大于０,小于mgh B．整个过程,理想气体的分子平均动能保 持不变 C．整个过程,理想气体的内能增大 D．整个过程,理想气体向外界释放的热量 小于(p０S１h＋mgh) E．左 端 活 塞 到 达 B 位 置 时,外 力 F 等 于 mgS２ S１ １０．(２０２０􀅰全国Ⅲ卷,３３(１),５ 分)如图,一开口向上的导 热汽缸内,用活塞封闭了一 定质量的理想气体,活塞与 汽缸壁间无摩擦．现用外力作用在活塞上, 使其缓慢下降．环境温度保持不变,系统始 终处于平衡状态．在活塞下降过程中　　　 　．(填正确答案标号．选对１个得２分,选 对２个得４分,选对３个得５分;每选错１ 个扣３分,最低得分为０分) A．气体体积逐渐减小,内能增加 B．气体压强逐渐增大,内能不变 C．气体压强逐渐增大,放出热量 D．外界对气体做功,气体内能不变 E．外界对气体做功,气体吸收热量 １１．(２０２０􀅰天津卷,５,５分) 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．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 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６５１ 最新真题分类特训􀅰物理 ◆热力学第二定律 １２．(２０２２􀅰广东卷,１５(１),６分)利用空调将热量 从温度较低的室内传递到温度较高的室外环 境,这个过程　　　　(选填“是”或“不是”) 自发过程,该过程空调消耗了电能,空调排放 到室外环境的热量　　　　(选填“大于”“等 于”或“小于”)从室内吸收的热量． １３．(２０２２􀅰湖南卷,１５(１),５分)利用“涡流效 应”可实现冷热气体的分离．如图,一冷热 气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分 离挡板和冷热两端管等构成．高压氮气由 喷嘴切向流入涡流室中,然后以螺旋方式 在环形管中向右旋转前进,分子热运动速 率较小的气体分子将聚集到环形管中心部 位,而分子热运动速率较大的气体分子将 聚集到环形管边缘部位．气流到达分离挡 板处时,中心部位气流与分离挡板碰撞后 反向,从A 端流出,边缘部位气流从B 端 流出．下列说法正确的是　　　(选对１个 得２分,选对２个得４分,选对３个得５ 分．每选错１个扣３分,最低得分为０分)． A．A 端为冷端,B 端为热端 B．A 端流出的气体分子热运动平均速率一 定小于B 端流出的 C．A 端流出的气体内能一定大于B 端流 出的 D．该装置气体进出的过程满足能量守恒 定律,但违背了热力学第二定律 E．该装置气体进出的过程既满足能量守 恒定律,也满足热力学第二定律 １４．(２０２０􀅰全国Ⅱ卷,３３(１),５分)下列关于 能量转换过程的叙述,违背热力学第一定 律的有　　　　,不违背热力学第一定律、 但违背热力学第二定律的有　　　　．(填 正确答案标号) A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气 中散热 B．冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度 都变得更低 C．某新型热机工作时将从高温热源吸收 的热量全部转化为功,而不产生其他 影响 D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境 中提取热量散发到温度较高的室内 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验十九　探究气体的等温变化 (２０２３􀅰山东卷,１３)(６分)利用图甲所示实验 装置可探究等温条件下气体压强与体积的关 系．将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台 上,注射器内封闭一定质量的空气,下端通过 塑料管与压强传感器相连．活塞上端固定一托 盘,托盘中放入砝码,待气体状态稳定后,记录 气体压强p和体积V(等于注射器示数V０ 与 塑料管容积ΔV 之和),逐次增加砝码质量,采 集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示． 回答以下问题: (１)在实验误差允许范围内,图乙中的拟合 曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况 下,一定质量的气体　　　　　． A．p与V 成正比 B．p与１V 成正比 (２)若气体被压缩到V＝１０．０mL,由图乙可 读出封闭气体压强为　　　　　Pa(保留３ 位有效数字)． (３)某组同学进行实验时,一同学在记录数 据时漏掉了ΔV,则在计算pV 乘积时,他的 计算结果与同组正确记录数据同学的计算 结果之差的绝对值会随p 的增大而　　　 　　(填“增大”或“减小”． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７５１ 专题十五　热学 实验十七　用双缝干涉测量光的波长 解析:①若粗调后看不到清晰的干涉条纹,看到的是模 糊不清的条纹,则最可能的原因是单缝与双缝不平行; 要使条纹变得清晰,值得尝试的是调节拨杆使单缝与双 缝平行．故选 C． ②根据 Δx＝ldλ 可知要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距离l,减 小双缝的间距d;故选 D． 答案:①C　②D 实验十八　测量玻璃的折射率 解析:(１)A．入射角适当即可,不能太小,入射角太小,导 致折射角太小,测量的误差会变大,故 A错误;B．激光的 平行度好,比用插针法测量更有利于减小误差,故 B正 确;C．相同的材料在各点的折射效果都一样,故 C错误． (２)设半圆柱体玻璃砖的半径为R,根据几何关系可得入 射角的正弦值为sini＝yR , 折射角的正弦值为sinr＝xR , 折射率n＝sinisinr＝ y x , 可知yＧx 图像斜率大小等于折射率,即n＝４４２８≈１．５７． (３)根据(２)中数据处理方法可知若描画的半圆弧轮廓 线半径略大于玻璃砖的实际半径,则折射率的测量结果 不变． 答案:(１)B　(２)１．５７　(３)不变 专题十五　热学 考点１　分子动理论与内能 １．B　A．温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平 均动能增大,故热水分子的平均动能比水蒸汽的小,故 A错误;B．内能与物质的量、温度、体积有关,相同质量 的热水和水 蒸 汽,热 水 变 成 水 蒸 汽,温 度 升 高,体 积 增 大,吸收热量,故热水的内能比相同质量的水蒸汽的小, 故B正确;C．温度越 高,分 子 热 运 动 的 平 均 速 率 越 大, ４５℃的热水中的分子平均速率比１００ ℃的水蒸汽中的 分子平均速率小,由于分子运动是无规则的,并不是每 个分子的速率都小,故 C错误;D．温度越高,分子热运动 越剧烈,故 D错误．故选B． ２．D　本题考查分子力和分子势能图像规律．由分子力和 分子势能变化规律可知,平衡位置r０ 处分子势能最小, 分子力(斥力和引力的合力)等于零,曲线Ⅰ对应的物理 量是分子势能,曲线Ⅱ对应的物理量是分子力;由斥力 的变化规律可知,曲线Ⅲ对应的物理量是分子间斥力,D 正确． ３．D　A．从r＝r２ 到r＝r０ 分子间引力、斥力都在增加,但 斥力增加得更快,故 A错误;B．由图可知,在r＝r０ 时分 子力为零,故从r＝r２ 到r＝r１ 分子力的大小先增大后 减小再增大,故B错误;C．分子势能在r＝r０ 时分子势能 最小,故从r＝r２ 到r＝r０ 分子势能一直减小,故 C 错 误;D．从r＝r２ 到r＝r１ 分子势能先减小后增大,故分子 动能先增大后减小,故 D正确．故选 D． ４．解析:对活塞分析有p＝mgS ,因为A 中细沙的质量大于 B 中细沙的质量,故稳定后有pA ＞pB;所以在达到平衡 过程中外界对气体做功有 WA ＞WB,则根据 ΔU＝W＋ Q,因为汽缸和活塞都是绝热的,故有 ΔUA＞ΔUB, 即重新平衡后A 汽缸内的汽体内能大于B 汽缸内的气 体内能;由图中曲线可知曲线②中分子速率大的分子数 占总分子数百分比较大,即曲线②的温度较高,所以由 前面分析可知B 汽缸温度较低,故曲线①表示汽缸B 中 气体分子的速率分布． 答案:大于　① ５．ACD　A．同一物质的饱和气压与温度有关,温度越大, 饱和气压越大,a中水的温度最低,则a中水的饱和气压 最小,故 A正确;B．同理,a中水的温度小于b中水的温 度,则a中水的饱和气压小于b中水的饱和气压,故B错 误;C．c中水的温度等于d中水的温度,则c、d中水的饱 和气压相等,故 C正确;D．设大气压强为p０,试管内外 水面的高度差为 Δh,则a、b中试管内气体的压强均为p ＝p０＋ρ水 gΔh,故 D正确; E．d中试管内气体的压强为pd＝p０－ρ水 gΔh, d中试管内气体的压强为pc＝p０＋ρ水 gΔh, 可知pd＜pc,故 E错误． 考点２　气体实验定律 １．AD　对f加热,则f中气体温度升高,体积增加,此时f 挤压g、h,而g、h中均为绝热气体,故g、h体积均减小, 压强增大,弹簧弹力增加．A．当f右侧活塞向右移动时, 对g、h均做正功,故g、h中的气体温度升高,内能增加, 故 A正确;D．当系统稳定时,满足pfS＝pgS＋F＝phS, 则此时f与h 中的气体压强相等,故 D 正确;C．由于h 体积变小,温度升高,且pfS＝pgS＋F＝phS,故Vh＜Vg ＜Vf,由理想气体状态方程可知 pfVf Tf ＝p０V０T０ ＝phVhTh ,所 以Th ＜Tf,故 C 错 误;B．由 理 想 气 体 状 态 方 程 可 知 pgVg Tg ＝p０V０T０ ＝pfVfTf ,由于pg＜pf,Vg＜Vf,故Tg＜Tf, 故B错误．故选 AD． ２．D　根据玻意耳定律可知p０V＋５p０V０＝p１×５V,已知p０＝ ７５０mmHg,V０＝６０cm３,p１＝７５０mmHg＋１５０mmHg＝９００ mmHg,代入数据整理得V＝６０cm３,故选D． ３．解析:机场地面温度与高空客舱温度相同,由题意知瓶 内气体体积变小,以瓶内气体为研究对象,根据理想气 体状态方程pV T ＝C ,故可知高空客舱内的气体压强小于 机场地面大气压强; 由于温度是平均动能的标志,气体的平均动能只与温度 有关,机场地面温度与高空客舱温度相同,故从高空客舱到 机场地面,瓶内气体的分子平均动能不变． 答案:小于　不变 ４．解析:(１)由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程 封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律p１(H－x)S１ ＝p２HS１, 又因为p１＝p０,p２＋ρgh＝p０, 代入数据联立解得x＝２cm． (２)当外界气体进入后,以所有气体为研究对象有p０V＋ p２HS１＝p３ HS１＋ h ２S２( ) , 又因为p３＋ρg􀅰 h ２＝p０ , 代入数据联立解得V＝８．９２×１０－４m３． 答案:(１)x＝２cm　(２)V＝８．９２×１０－４m３ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３４２ 详解详析 ５．解析:(１)理想气体做等温变化,根据玻意耳定律有pV ＝p０V０,解得V０＝p V p０ ． (２)设气球内气体质量为m气 ,则m气 ＝ρ０V０, 对气球进行受力分析如图所示, 有mg＋ρ０gV＝m气 g＋m０g, 结合题中p和V 满足的关系为(p－ p０)(V－VB０)＝C, 解得V＝５×１０－３m３． 答案:(１)pVp０ 　(２)５×１０－３m３ ６．解析:(１)由题知,整个过程可认为气体的体积不变,根 据查理定律有p１ T１ ＝p２T２ , 解得p２＝８×１０４Pa, (２)根据压强的定义,观测台对气体的压力 F＝p２S ＝ ４．８×１０３N． 答案:(１)８×１０４Pa　(２)４．８×１０３N ７．解析:①活塞从位置a到b 过程中,气体做等温变化,初 态p１＝１．０×１０５Pa、V１＝S􀅰１１ab, 末态p２＝?、V２＝S􀅰１０ab, 根据p１V１＝p２V２, 解得p２＝１．１×１０５Pa, 此时对活塞根据平衡条件F＋p１S＝p２S＋N, 解得卡销b对活塞支持力的大小N＝１００N． ②将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高,求当活塞刚 好能离开卡销b时,气体做等容变化, 初态p２＝１．１×１０５Pa,T２＝３００K, 末态,对活塞根据平衡条件p３S＝F＋p１S, 解得p３＝１．２×１０５Pa, 设此时温度为T３,根据 p２ T２ ＝p３T３ , 解得T３≈３２７K． 答案:①１００N;②３２７K ８．解析:(１)圆筒导热良好,则气体从状态A 缓慢推动活塞 到状态B,气体温度不变,则气体分子平均动能不变;气 体体积减小,则压强变大,圆筒内壁单位面积受到的压 力增大; (２)状态A 时的压强pA＝p０－ mg S ＝１．０×１０ ５Pa, 温度TA＝３００K;体积VA＝６００cm３; 状态C时压强pC＝１．４×１０５Pa;温度TC＝?;体积VC＝ ５００cm３; 根据pAVA TA ＝pCVCTC , 解得TC＝３５０K (３)从B 到C 气体进行等容变化,则 WBC ＝０,因从B 到 C 气体内能增加２５J可知,气体从外界吸热２５J,而气体 从A 到C 从外界吸热１４J,可知气体从A 到B 气体放热 １１J,从A 到B 气体内能不变,可知从A 到B 外界对气 体做功１１J． 答案:(１)不变;增大;(２)３５０K;(３)１１J 考点３　液柱问题 １．解析:对B管中的气体,水银还未上升产生高度差时,初 态为压强p１B＝p０,体积为V１B＝l２S,末态压强为p２,设 水银柱离下端同一水平面的高度为h２,体积为V２B＝(l２ －h２)S,由水银柱的平衡条件有p２B＝p０＋ρhg B 管气体发生等温压缩,有p１BV１B＝p２BV２B 联立解得h２＝２cm 对A 管中的气体,初态为压强p１A ＝p０,体积为V１A ＝ l１S,末态压强为p２A,设水银柱离下端同一水平面的高 度为h１,则气体体积为V２A＝(l１－h１)S,由水银柱的平 衡条件有p２A＝p０＋ρg(h＋h２－h１) A 管气体发生等温压缩,有p１AV１A＝p２AV２A 联立可得２h２１－１９１h１＋１８９＝０,解得h１＝１cm 或 h１＝ １８９ ２ cm＞l１ (舍去) 则两水银柱的高度差为 Δh＝h２－h１＝１cm 答案:Δh＝１cm ２．解析:(ⅰ)设密封气体初始体积为V１,压强为p１,左、右 管的截面积均为S,密封气体先经等温压缩过程体积变 为V２,压强变为p２．由玻意耳定律有 p１V１＝p２V２ ① 设注入水银后水银柱高度为h,水银的密度为ρ,按题设 条件有 p１＝p０＋ρgh０ ② p２＝p０＋ρgh ③ V１＝(２H－l－h０)S,V２＝HS ④ 联立①②③④式并代入题给数据得 h＝１２．９cm ⑤ (ⅱ)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V３,温度变为 T２,由盖Ｇ吕萨克定律有 V２ T１ ＝ V３ T２ ⑥ 按题设条件有 V３＝(２H－h)S ⑦ 联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得 T２＝３６３K 答案:(ⅰ)１２．９cm　(ⅱ)３６３K 考点４　汽缸活塞问题 １．解析:(ⅰ)设封闭气体的压强为p１,对两活塞和弹簧的 整体受力分析,由平衡条件有mg＋p０􀅰２S＋２mg＋p１S ＝p０S＋p１􀅰２S 解得p１＝p０＋ ３mg S 对活塞Ⅰ由平衡条件有２mg＋p０􀅰２S＋k􀅰０．１l＝p１􀅰２S 解得弹簧的劲度系数为k＝４０mgl ; (ⅱ)缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽 缸连接处时,对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知, 气体的压强不变依然为p２＝p１＝p０＋ ３mg S 即封闭气体发生等压过程,初末状态的体积分别为V１＝ １．１l ２ ×２S＋ １．１l ２ ×S＝ ３．３lS ２ ,V２＝l２􀅰２S, 由气体的压强不变,则弹簧的弹力也不变,故有l２＝１．１l 有压强不变可知 V１ T０ ＝ V２ T２ 解得T２＝ ４ ３T０． 答案:(ⅰ)k＝４０mgl 　 (ⅱ)p２＝p０＋ ３mg S 　T２＝ ４ ３T０ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４４２ 最新真题分类特训􀅰物理 ２．解析:(ⅰ)因两活塞的质量不计,则当环境温度升高时, Ⅳ内的气体 压 强 等 于 大 气 压 强,则 该 气 体 进 行 等 压 变 化,则当B 的活塞刚到达汽缸底部时,由压强不变可得 ３ ４V０ T０ ＝ V０ T ,解得T＝４３T０ ; (ⅱ)设当A 中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强 为p,则此时Ⅳ内的气体压强也等于p,设此时Ⅳ内的气 体的体积为V,则Ⅱ、Ⅲ两部分气体被压缩的体积为V０ －V,则对气体Ⅳ: p０􀅰 ３V０ ４ T０ ＝pV２T０ 对Ⅱ、Ⅲ两部分气体 p０ V０ ８＋ V０ ４( ) T０ ＝p (V０－V) ２T０ 联立解得V＝２３V０ ,p＝９４p０． 答案:(ⅰ)T＝４３T０　 (ⅱ)p＝９４p０ ３．解析:(ⅰ)旋转前后,上部分气体发生等温变化,根据玻 意尔定律可知p０􀅰SL０＝p１􀅰 １ ２SL０ , 解得旋转后上部分气体压强为p１＝２p０, 旋转前后,下部分气体发生等温变化,下部分气体体积 增大为１ ２SL０＋SL０＝ ３ ２SL０ , 则p０􀅰SL０＝p２􀅰 ３ ２SL０ , 解得旋转后下部分气体压强为p２＝ ２ ３p０ (ⅱ)对“H”型连杆活塞整体受力分析,活塞的重力 mg 竖直向下,上部分气体对活塞的作用力竖直向上,下部 分气体对活塞的作用力竖直向下,大气压力上下部分抵 消,根据平衡条件可知p１S＝mg＋p２S, 解得活塞的质量为m＝４p０S３g ． 答案:(ⅰ)２p０　 ２ ３p０　 (ⅱ) ４p０S ３g ４．解析:(ⅰ)将活塞与金属丝视为一整体,因平衡则有p０S ＝p１S＋(m１＋m２)g, 代入数据解得p１＝１０５Pa, (ⅱ)当活塞在B 位置时,汽缸内压强为p２,则有p１V０＝ p２(V０＋Sh), 代入数据解得p２＝９．９×１０４Pa, 将活塞与金属丝视为一整体,因平衡则有p０S＝p２S＋ (m１＋m２)g＋F,联立解得F＝１N． 答案:(ⅰ)p１＝１０５Pa　(ⅱ)F＝１N ５．解析:(ⅰ)对B 气体,p０V＝pB× V ２ ,得到pB＝２p０． pA－pB＝０．５p０,得到pA＝２．５p０,由p０V＝pAVA,可得 VA＝０．４V． (ⅱ)活塞回到初位置时,对气体A 有,p０V＝pA′VA′; 对气体B 有,p０V＝pB′(２V－VA′); 由题pB′－pA′＝０．５p０ 得到VA′＝(５－１)V,pB′＝ (３＋ ５) ４ p０． 答案:(ⅰ)０．４V　２p０　(ⅱ)(５－１)V　 ３＋ ５ ４ p０ ６．解析:(１)活塞移动时受力平衡p１S＝p０S＋f, 气体对外界做功W＝p１SL, 根据热力学第一定律 ΔU＝Q－W, 解得 ΔU＝Q－(p０S＋f)L． (２)活塞发生移动前,等容过程p０T０ ＝p１T１ , 活塞向右移动了L,等压过程V１T１ ＝ V２ T , 且V２＝２V１, 解得T＝２ (p０S＋f) p０S T０． 答案:(１)ΔU＝Q－(p０S＋f)L;(２)T＝ ２(p０S＋f) p０S T０ 考点５　充气、漏气问题 １．解析:(１)以助力气室内的气体为研究对象,则初态压强 p０,体积V０,第一次抽气后,气体体积V＝V０＋V１ 根据玻意耳定律p０V０＝p１V 解得p１＝ p０V０ V０＋V１ (２)同理第二次抽气p１V０＝p２V 解得p２＝ p１V０ V０＋V１ ＝ V０V０＋V１( ) ２ p０ 以此类推􀆺􀆺 则当n次抽气后助力气室内的气体压强 pn＝ V０ V０＋V１( ) n p０ 则刹车助力系统为驾驶员省力大小为 ΔF＝(p０－pn)S ＝ １－ V０V０＋V１( ) n [ ]p０S 答案:(１)p１＝ p０V０ V０＋V１ 　(２)ΔF＝ １－ V０V０＋V１( ) n [ ]p０S ２．解析:本题考查气体实验定律． ①设密封时定高气球内气体的体积为V,以气罐内原有气 体为研究对象,由玻意耳定律可得p１V１＝kp１(V１＋V), 解得V＝V１ (１－k) k ． ②设在预定高度气球内气体压强为p２,以气球内气体为 研究对象,由查理定律可得kp１ T１ ＝p２T２ , 解得p２＝ kp１T２ T１ ． 答案:① V１(１－k) k 　② kp１T２ T１ ３．解析:(ⅰ)由题意可知夹层中的气体发生等容变化,根 据理想气体状态方程可知p１ T１ ＝p２T２ 代入数据解得p２＝３．１×１０３Pa (ⅱ)当保温杯外层出现裂缝后,静置足够长时间,则夹 层压强和大气压强相等,设夹层体积为V,以静置后的所 有气体为研究对象有p０V＝p１V１ 解得V１＝ １００ ３ V 则增加空气的体积为 ΔV＝V１－V＝ ９７ ３V 所以增加的空气质量与原有空气质量之比为 Δm m ＝ ΔV V ＝ ９７ ３ 答案:(ⅰ)p２＝３．１×１０３Pa　(ⅱ) ９７ ３ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５４２ 详解详析 ４．解析:(ⅰ)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p,其体积 变为V１,由玻意耳定律有 １ ２p (２V)＝pV１ ① 现两罐气体压强均为p,总体积为(V＋V１)．设调配后两 罐中气体的压强为p′,由玻意耳定律有 p(V＋V１)＝p′(V＋２V) ② 联立①②式可得 p′＝２３p ③ (ⅱ)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p 时,体积为V２,由玻意耳定律 p′V＝pV２ ④ 设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量 之比为k,由密度的定义有 k＝V２V ⑤ 联立③④⑤式可得 k＝２３ ⑥ 答案:(ⅰ)２３p　 (ⅱ)２３ ５．解析:(ⅰ)设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气 体的体积分别为V０ 和V１,放入水下后筒内气体的压强 为p１,由玻意耳定律和题给条件有 p１V１＝p０V０ ① V０＝hS ② V１＝(h－l)S ③ p１＝p０＋ρg(H－l) ④ 联立以上各式并考虑到 H≫h＞l,解得 l＝ ρgHp０＋ρgH h ⑤ (ⅱ)设水全部排出后筒内气体的压强为p２,此时筒内气 体的体 积 为V０,这 些 气 体 在 其 压 强 为 p０ 时 的 体 积 为 V３,由玻意耳定律有 p２V０＝p０V３ ⑥ 其中p２＝p０＋ρgH ⑦ 设需压入筒内的气体体积为V,依题意 V＝V３－V０ ⑧ 联立②⑥⑦⑧式得 V＝ρgSHhp０ ⑨ 答案:(ⅰ)l＝ ρgHp０＋ρgH h　(ⅱ)V＝ρgSHhp０ ６．解析:设火罐内气体初始状态参量分别为p１、T１、V１,温 度降低后状态参量分别为p２、T２、V２,罐的容积为V０,由 题意知 p１＝p０、T１＝４５０K、V１＝V０、T２＝３００K、V２＝２０V０/２１ ① 由理想气体状态方程得 p０V０ T１ ＝ p２􀅰 ２０ ２１V０ T２ ② 代入数据得 p２＝０．７p０ ③ 对于抽气罐,设初态气体状态参量分别为p３、V３,末态气 体状态参量分别为p４、V４,罐的容积为V０′,由题意知 p３＝p０、V３＝V′０ 、p４＝p２ ④ 由玻意耳定律得 p０V′０＝p２V４ ⑤ 联立②⑤式,代入数据得 V４＝ １０ ７V′０ ⑥ 设抽出的气体的体积为 ΔV,由题意知 ΔV＝V４－ ２０ ２１V′０ ⑦ 故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为 Δm m ＝ ΔV V４ ⑧ 联立②⑤⑦⑧式,代入数据得 Δm m ＝ １ ３ ⑨ 答案:Δm m ＝ １ ３ 考点６　热学图像问题 １．C　A．a→b过程压强不变,是等压变化且体积增大,气 体对外做功W＜０,由盖Ｇ吕萨克定律可知Tb＞Ta,即内 能增大,ΔUab＞０,根据热力学第一定律 ΔU＝Q＋W 可 知a→b过程,气体从外界吸收的热量一部分用于对外做 功,另一部分用于增加内能,A错误; B．b→c过程中气体与外界无热量交换,即Qbc＝０,又由 气体体积增大可知 Wbc＜０,由热力学第一定律 ΔU＝Q ＋W 可知气体内能减少． C．c→a过程为等温过程,可知Tc＝Ta,ΔUac＝０,根据热 力学第一定律可知a→b→c过程,气体从外界吸收的热 量全部用于对外做功,C正确; D．根据热力学第一定律结合上述解析可知:a→b→c→a 一整个热力学 循 环 过 程 ΔU＝０,整 个 过 程 气 体 对 外 做 功,由热力学第一定律可得 ΔU＝Qab－Qca－W＝０, 故a→b过程气体从外界吸收的热量Qab不等于c→a过 程放出的热量－Qca,D错误． ２．AD　A．１→２为绝热过程,根据热力学第一定律 ΔU＝Q ＋W 可知此时气体体积减小,外界对气体做功,故内能 增加,故 A正确;B．２→３为等压过程,根据盖吕萨克定 律可知气体体积增大时温度增加,内能增大,此时气体 体积增大,气体对外界做功W＜０,故气体吸收热量,故B 错误;C．３→４为绝热过程,此时气体体积增大,气体对外 界做功W＜０,根据热力学第一定律可知气体内能减小, 故 C错误;D．４→１为等容过程,根据查理定律可知压强 减小时温度减小,故内能减小,由于体积不变 W＝０,故 可知气体向外放热,故 D正确． ３．B　根据pVT ＝C ,可得p＝CVT , 从a到b,气体压强不变,温度升高,则体积变大;从b到 c,气体压强减小,温度降低,因c点与原点连线的斜率小 于b点与原点连线的斜率,c态的体积大于b 态体积．故 选B． ４．ABE　A．由理想气体的p－V 图可知,理想气体经历ab 过程,体积不变,则W＝０,而压强增大,由pV＝nRT 可 知,理想气体的温度升高,则内能增大,由ΔU＝Q＋W 可 知,气体一直吸热,故 A正确;BC．理想气体经历ca过程 为等压压缩,则外界对气体做功 W ＞０,由pV＝nRT 知 温度降低,即内能减少 ΔU＜０,由 ΔU＝Q＋W 可知,Q＜ ０,即气体放热,故 B正确,C 错误;DE．由pV＝nRT 可 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６４２ 最新真题分类特训􀅰物理 知,pＧV 图像的坐标围成的面积反映温度,b状态和c 状 态的坐标面积相等,而中间状态的坐标面积更大,故bc 过程的温度先升高后降低,故 D 错误,E正确;故选 A、 B、E． ５．C　A．根据气体做功的表达式 W＝Fx＝pSx＝p􀅰ΔV 可知pＧV 图线和体积横轴围成的面积即为做功大小,所 以气体在a→b过程中对外界做的功等于b→c过程中对 外界做的功,A 错误;B．气体从a→b,满足玻意耳定律 pV＝C,所以Ta＝Tb,所以 ΔUab＝０,根据热力学第一定 律 ΔU＝Q＋W 可知０＝Qab＋Wab,气体从b→c,温度升 高,所以 ΔUbc＞０,根据热力学第一定律可知 ΔUbc＝Qbc ＋Wbc,结合 A选项可知Wab＝Wbc＜０,所以Qbc＞Qab,b →c过程气体吸收的热量大于a→b过程吸收的热量,B 错误;C．气体从c→a,温度降低,所以ΔUca＜０,气体体积 减小,外界对气体做功,所以Wca＞０,根据热力学第一定 律可知Qca＜０,放出热量,C正确;D．理想气体的内能只 与温度有关,根据Ta＝Tb 可知从|ΔTca|＝|ΔTbc|,所以 气体从c→a过程中内能的减少量等于b→c过程中内能 的增加量,D错误．故选 C． ６．C　由图可知状态A 到状态B 是一个等压过程,根据VATA ＝ VB TB ,因为VB＞VA,故TB＞TA;而状态B 到状态C 是 一个等容过程,有 pB TB ＝pCTC ,因为pB＞pC,故TB＞TC;对 状态A 和C 有 ２p０× ３ ５V０ TA ＝ ３ ５p０×２V０ TC ,可得TA＝TC; 综上分析可知 C正确,A、B、D错误;故选 C． ７．A　A．理想气体从状态a变化到状态b,体积增大,理想 气体对外界做正功,A正确; B．由题图可知V＝V０＋kT 根据理想气体的状态方程有pV T ＝C , 联立有p＝ C k＋ V０ T , 可看出T 增大,p增大,B错误; D．理想气体从状态a 变化到状态b,温度升高,内能增 大,D错误; C．理想气体从状态a变化到状态b,由选项 AD可知,理 想气体对外界做正功且内能增大,则根据热力学第一定 律可知气体从外界吸收热量,C错误．故选 A． ８．AC　本题考查理想气体状态方程．根据pVT ＝C 可知V ＝CpT ,因直线ac过原点,可知气体在状态c的压强等 于在状态a 的压强,b点与原点连线的斜率小于c 点与 原点连线的斜率,可知气体在状态b的压强大于在状态 c的压强,故 A 正确,B错误;在b→c的过程中温 度 不 变,则气体的内能保持不变,故 C 正确;在a→b的过程 中,气体的体积不变,则气体对外不做功,故 D错误． ９．ABD　AC．根据理想气体状态方程可知T＝pnR 􀅰V 即T－V 图像的斜率为pnR ,故有pa＝pb＞pc,故 A 正 确,C错误;B．理想气体由a变化到b的过程中,因体积 增大,则气体对外做功,故 B正确;DE．理想气体由a变 化到b的过程中,温度升高,则内能增大,由热力学第一 定律有 ΔU＝Q＋W 而 ΔU＞０,W ＜０,则有 ΔU＝Q－|W|,可得 Q＞０,Q＞ ΔU,即气体从外界吸热,且从外界吸收的热量大于其增 加的内能,故 D正确,E错误;故选 ABD． １０．解析:根据p－１V 图像可知状态A 和状态C 温度相同, 内能相同;故从A 经B 到C 过程中气体吸收的热量等 于气体对外所做的功．根据图像可知状态 A 到状态B 为 等 压 过 程,气 体 对 外 做 功 为 W１ ＝ pΔV ＝ ２×１０５×(２－１)J＝２×１０５J,状态B 到状态C 为等容 变化,气体不做功;故A 经B 到C 过程中气体吸收的热 量为Q＝W１＝２×１０５J． 答案:２×１０５J １１．B　A．根据pVT ＝C ,可得p＝CVT ,则从A 到B 为等容 线,即从A 到B 气体体积不变,则气体分子的数密度不 变,选项 A错误;B．从A 到B 气体的温度升高,则气体 分子的平均动能变大,则选项 B正确;C．从 A 到B 气 体的压强变大,气体分子的平均速率变大,则单位时间 内气体分子对单位面积的器壁的碰撞力变大,选项 C 错误;D．气体的分子密度不变,从 A 到B 气体分子的 平均速率变大,则单位时间内与单位面积器壁碰撞的 气体分子数变大,选项 D错误．故选B． １２．BCE　A．因从a到 b的p—T 图像过原点,由pVT ＝C 可知从a到b气体的体积不变,则从a到b气体不对外 做功,选项 A 错误;B．因从a到b气体温度升高,可知 气体内能增加,选项B正确;CDE．因 W＝０,ΔU＞０,根 据热力学第一定律 ΔU＝W＋Q,可知,气体一直从外界 吸热,且气体吸收的热量等于内能增加量,选项 C、E正 确,D错误．故选BCE． 考点７ 热力学定律与气体实验定律的综合应用 １．AD　C．设理想气体的初始状态的压强,体积和温度分 别为p１＝p０,V１＝V０,T１＝３００K, 等容过程为状态二,p２＝?,V２＝V１＝V０,T２＝４００K, 等压过程为状态三,p３＝p０,V３＝?,T３＝４００K, 由理想气体状态方程可得p１V１ T１ ＝p２V２T２ ＝p３V３T３ , 解得p２＝ ４ ３p０ ,V３＝ ４ ３V０ ,体积增加了原来的 １ ３ ,C错 误;D．等容过程中气体做功为零,由热力学第一定律ΔU ＝W＋Q＝４００J,两个过程的初末温度相同即内能变化 相同,因此内能增加都为４００J,D正确;AB．等压过程内 能增加了４００J,吸收热量为６００J,由热力学第一定律可 知气体 对 外 做 功 为 ２００J,即 做 功 的 大 小 为 W ＝p０ × ４ ３V０－V０( )＝２００J, 解得V０＝６L,A正确,B错误;故选 AD． ２．解析:(１)由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入 电压有效值为U１＝ Um ２ ,设变压器副线圈的输出电压为 U２,根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有 U１ U２ ＝ n１ n２ ,联立解得U２＝ n２ n１ U１＝ Um ５ ２ ,理想变压器的输出功率 等于R 的功率,即P＝U ２ ２ R ＝ U２m ５０R． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７４２ 详解详析 (２)设加热前容器内气体的压强为p０,则加热后气体的 压强为２p０,温度为T２,容器内的气体做等容变化,则有 p０ T０ ＝ ２p０ T２ ,由Q＝CΔT 知气体吸收的热量Q＝C(２T０－ T０)＝CT０,根据热力学第一定律 ΔU＝W＋Q,气体的体 积不变,所以W＝０,容器是绝热容器,则 ΔU＝Q＝Pt＝ CT０,即 U２m ５０Rt＝CT０ ,解得t＝５０CT０R U２m ． 答案:(１) U２m ５０R　 (２) ５０CT０R U２m ３．解析:(１)气体进行等压变化,则由盖Ｇ吕萨克定律得V０T０ ＝ V１ T１ , 即hS T０ ＝ h＋１５h( )S T１ , 解得T１＝ ６ ５T０． (２)此过程中气体内能增加 ΔU＝CΔT＝１５CT０ , 气体对外做功W＝pSΔh＝１５h (p０S＋mg), 此 过 程 中 容 器 内 气 体 吸 收 的 热 量 Q＝ΔU ＋W ＝ １ ５h (p０S＋mg)＋ １ ５CT０． 答案:(１)６５T０　 (２)１５h (p０S＋mg)＋ １ ５CT０ ４．解析:A．气体的体积不变,温度升高,则 气 体 的 内 能 升 高,体积不变,气体做功为零,因此气体吸收热量,A 正 确;B．气体的体积减小,温度降低,则气体的内能降低, 体积减小外界对气体做功,由热力学第一定律 ΔU＝W ＋Q,可知气体对外放热,B正确;C．气体的体积减小,温 度升高,则气 体 的 内 能 升 高,体 积 减 小,外 界 对 气 体 做 功,由热力学第一定律 ΔU＝W＋Q,可知Q 可能等于零, 即没有热量交换过程,C错误;D．气体的体积增大、温度 不变,则气体的内能不变,体积增大,气体对外界做功, 由热力学第一定律 ΔU＝W＋Q,可知Q＞０,即气体吸收 热量,D 正确;E．气体的体积增大,温度降低,则气体的 内能降低,体积增大,气体对外界做功,由热力学第一定 律 ΔU＝W＋Q,可知Q 可能等于零,即没有热量交换过 程,E错误．故选 ABD． (２)(ⅰ)由摄氏度和开尔文温度的关系可得T１＝(２７３＋ １７)K＝２９０K,T２＝(２７３＋２７)K＝３００K, 理想气体状态方程pV＝nRT 可知nR＝pVT , 其中n为封闭气体的物质的量,即理想气体的pVT 正比于 气体的质量,则ρ１ ρ２ ＝ m１ V１ m２ V２ ＝ p１V１ T１V１ p２V２ T２V２ 其中p１＝p２＝１．２p０,ρ１＝１．４６kg/m ３,代入数据解得ρ２ ＝１．４１kg/m３ (ⅱ)由题意得p３＝p０,T３＝(２７３＋２７)K＝３００K,同理可得 ρ２ ρ３ ＝ m２ V２ m３ V３ ＝ p２V２ T２V２ p３V３ T３V３ 解得ρ３＝１．１８kg/m ３． 答案:(１)ABD (２)(ⅰ)１．４１kg/m３;(ⅱ)１．１８kg/m３ ５．解析:(１)A．对于一定质量的理想气体内能由温度决定, 故等温增压 和 等 温 膨 胀 过 程 温 度 均 保 持 不 变,内 能 不 变,故 A正确;B．根据理想气体状态方程pVT ＝C 可知等 压膨胀后,气 体 温 度 升 高,内 能 增 大,等 温 压 缩 温 度 不 变,内能不变,故末状态与初始状态相比内能增加,故 B 错误;C．根据理想气体状态方程可知等容减压过程温度 降低,内能减小;等压膨胀过程温度升高,末状态的温度 有可能和初状态的温度相等,内能相等,故 C正确;D．根 据理想气体状态方程可知等容增压过程温度升高;等压 压缩过程温度降低,末状态的温度有可能和初状态的温 度相等,内能相等,故 D正确;E．根据理想气体状态方程 可知等容增压过程温度升高;等温膨胀过程温度不变, 故末状 态 的 内 能 大 于 初 状 态 的 内 能,故 E 错 误．故 选 ACD． (２)设倒置前A、B 气体压强分别为pA１、pB１,倒置后压强 为pA２、pB２,由rA＝２rB,所以A 水银柱改变１cm,B 水银 柱改变４cm,如图所示: 倒置前:pB１＋２０cmHg＝pA１, 倒置后:pA２＋２３cmHg＝pB２, A、B 气体均等温变化, pA１×１０＝pA２×１１, pB１×１０＝pB２×６, 得出pA１＝７４．３６cmHg、pB１＝５４．３６cmHg． 答案:(１)ACD　(２)pA１＝７４．３６cmHg、pB１＝５４．３６cmHg ６．C　初始时汽缸开口向上,活塞处于平衡状态,汽缸内外 气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡,则有(p１－p０) S＝mg,汽缸在缓慢转动的过程中,汽缸内外气体对活塞 的压力差大于重力沿汽缸壁的分力,故汽缸内气体缓慢 的将活塞往外推,最后气缸水平,缸内气压等于大气压． A、B．汽缸、活塞都是绝热的,故缸内气体与外界没有发 生热传递,汽缸内气体压强作用将活塞往外推,气体对 外做功,根据热力学第一定律 ΔU＝Q＋W 得:气体内能 减小,故缸内理想气体的温度降低,分子热运动的平均 速率减小,并不是所有分子热运动的速率都减小,A、B 错误;C、D．气体内能减小,缸内理想气体的温度降低,分 子热运动的平均速率减小,故速率大的分子数占总分子 数的比例减小,C正确,D错误．故选 C． ７．B　A．由于越接近矿泉水瓶口,水的温度越高,因此小瓶 上浮的过程中,小瓶内温度升高,内能增加,A 错误;B． 在小瓶上升的过程中,小瓶内气体的温度逐渐升高,压 强逐渐减小,根据理想气体状态方程pV T ＝C ,气体体积 膨胀,对外界做正功,B正确;CD．由 A、B分析,小瓶上升 时,小瓶内气体内能增加,气体对外做功,根据热力学第 一定律 ΔU＝W＋Q,由于气体对外做功,因此吸收的热 量大于增加的内能,C、D错误．故选B． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８４２ 最新真题分类特训􀅰物理 ８．AC　AB．上下乘客时,汽缸内气体与外界有充分的热交 换,即发生等温变化,温度不变,故气体的内能不变,体 积变化缓慢,没有做功,故没有热交换,故 A 正确,B错 误;CD．剧烈颠簸时,汽缸内气体的体积变化较快,且气 体与外界来不及热交换,气体经历绝热过程,外界对气 体做功,温度升高,故 C正确,D错误．故选 AC． ９．BDE　A．根据做功的两个必要因素有力和在力的方向 上有位移,由于活塞S２ 没有移动,可知整个过程,外力F 做功等于０,A错误;BC．根据汽缸导热且环境温度没有 变,可知汽缸内的温度也保持不变,则整个过程,理想气 体的分子平均动能保持不变,内能不变,B正确,C错误; D．由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外 界对理想气体做的功:Q＝W＜p０S１h＋mgh．D 正确;E． 左端活塞到达B 位置时,根据压强平衡可得:p０＋ mg S１ ＝ p０＋ F S２ 即:F＝mgS２S１ ．E正确．故选BDE． １０．BCD　A．理想气体的内能与温度之间唯一决定,温度 保持不变,所以内能不变．A 错误;B．由理想气体状态 方程pV T ＝C ,可知体积减少,温度不变,所以压强增大． 因为温度不变,内能不变．B正确;CE．由理想气体状态 方程pV T ＝C ,可知体积减少,温度不变,所以压强增大． 体积减少,外界对系统做功,且内能不变,由热力学第 一定律 ΔU＝W＋Q 可知,系统放热．C正确;E错误．D． 体积减少,外界对系统做功．理想气体的内能由温度唯 一决定,温度保持不变,所以内能不变．故 D正确．故选 B、C、D． １１．B　A．随着水向外喷出,气体的体积增大,由于温度不 变,根据pV＝恒量,可知气体压强减小,A 错误;B、C． 由于气体体积膨胀,对外界做功,根据热力学第一定律 ΔU＝W＋Q,气体温度不变,内能不变,一定从外界吸 收热量,B正确,C 错误;D．温度是分子平均动能的标 志,由于温 度 不 变,分 子 的 平 均 动 能 不 变,D 错 误．故 选B． １２．解析:空调将热量从温度低的室内传递到温度较高的 室外,这个过程要消耗电能,不是自发的过程; 由于空调的压缩机做功,使得空调排放到室外环境的 热量大于从室内吸收的热量． 答案:不是　大于 １３．ABE　A．依题意,中心部位为热运动速率较低的气体, 与挡板相作用后反弹,从A 端流出,而边缘部分热运动 速率较高的气体从B 端流出;同种气体分子平均热运 动速率较大、其对 应 的 温 度 也 就 较 高,所 以 A 端 为 冷 端、B 端为热端,故 A正确; B．依题意,A 端流出的气体分子热运动速率较小,B 端 流出的气体分子热运动速率较大,所以从A 端流出的 气体分子 热 运 动 平 均 速 率 小 于 从B 端 流 出 的,故 B 正确; C．A端流出的气体分子热运动速率较小,B端流出的气体 分子热运动速率较大,则从A端流出的气体分子平均动能 小于从B端流出的气体分子平均动能,内能的多少还与分 子数有关;依题意,不能得出从A 端流出的气体内能一定 大于从B端流出的气体内能,故C错误; DE．该装置将冷热不均气体进行分离,喷嘴处有高压,即通 过外界做功而实现的,并非是自发进行的,没有违背热力 学第二定律;温度较低的从A端出、较高的从B端出,也符 合能量守恒定律,故D错误,E正确．故选 ABE． １４．解析:A．燃烧汽油产生的内能一方面向机械能转化,同 时热传递向空气转移．既不违背热力学第一定律,也不 违背热力学第二定律;B．冷水倒入保温杯后,没有对外 做功,同时也没有热传递,内能不可能减少,故违背热 力学第一定律;C．某新型热机工作时将从高温热源吸 收的热量全部转化为功,必然产生其他影响,故违背热 力学第二定律;D．制冷机消耗电能工作时从箱内低温 环境中提取热量散发到温度较高的室内,发生了内能 的转移,同时对外界产生了影响．既不违背热力学第一 定律,也不违背热力学第二定律． 答案:B　C 实验十九　探究气体的等温变化 解析:(１)在实验误差允许范围内,题图乙中的拟合曲线 为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的 气体,p与１V 成正比．故选B． (２)若气体被压缩到V＝１０．０mL,则有 １V ＝ １ １０．０mL －１ ＝１００×１０－３ mL－１, 由题图乙可读出封闭气体压强为p＝２０４×１０３Pa． (３)某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了 ΔV,则 在 计 算 pV 乘 积 时,根 据 p(V０ ＋ΔV)－pV０ ＝pΔV, 可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结 果之差的绝对值会随p的增大而增大． 答案:(１)B　(２)２０４×１０３　(３)增大 专题十六　原子结构　原子核 考点１　光电效应　波粒二象性 １．B　A．普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量 子化的,并不连续,故 A错误;B．产生光电效应的条件是 ν＞νc,紫光的频率高于红光,红光能使金属产生光电效 应,则紫光也能使该金属产生光电效应,故 B正确;C．石 墨对 X射线的散射过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞 后,电子获得一定动量,光子动量变小,根据波长λ＝hp 可知波长变长,故 C错误;D．德布罗意认为物质都具有 波动性,包括质子和电子,故 D错误． ２．A　AB．由于红光的频率小于蓝光的频率,则红光的波 长大于蓝光的波长,根据E＝hν, 可知 蓝 光 光 子 的 能 量 大 于 红 光 光 子 的 能 量;根 据p＝ h λ ,可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量,故 A 正 确,B错误;C．由于红光的折射率小于蓝光,根据v＝cn , 可知在玻璃中传播时,蓝光的速度小于红光的速度,故 C 错误;D．光从一种介质射入另一种介质中频率不变,故 D错误． ３．B　一个光子的能量为E ＝hν,ν为光的频率,光的波长 与频率有以下关系c＝λν 光源每秒发出的光子的个数为n＝Phν＝ Pλ hc ,P 为光源的 功率,光子以球面波的形式传播,那么以光源为原点的 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９４２ 详解详析