专题06 热力学定律（3大考点）（江苏专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理下学期期中真题分类汇编

专题06 热力学定律 判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况 1．(23-24高二下·江苏淮安淮安区·期中)某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作。该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　） A．在a→b过程中，内能不变 B．在状态a时的内能小于在状态c时的内能 C．在一次循环过程中对外界做功小于外界对气体做功 D．b→c过程中吸收的热量小于d→a过程中放出的热量 2．(23-24高二下·江苏南京六校·期中)如图所示，一定质量的理想气体从A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程。关于该循环过程中，下列说法正确的是（　　） A．A→B过程中，气体吸收热量，内能不变 B．B→C过程中，气体对外界做功，气体分子的平均动能减小 C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，气体吸收热量 D．A→B→C→D→A整个循环过程，气体释放热量 3．(23-24高二下·江苏南通海安高级中学·期中)某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环则该气体（　　） A．在状态a和c时的内能可能相等 B．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量 C．在a→b过程中增加的内能在数值上等于abefa所围的“面积” D．b→c过程中增加的内能小于d→a过程中减少的内能 4．(23-24高二下·江苏淮安协作体联盟·期中)如图所示，一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B，下列说法正确的是（　　） A．气体的温度降低 B．气体放出热量 C．气体的内能减少 D．单位体积内的分子数减少 5．(23-24高二下·江苏常州高级中学·期中)如图所示，一定质量的理想气体由状态依次经过状态和后再回到状态。其中，和过程的曲线平行于坐标轴，为绝热过程。下列说法正确的是（    ） A．到过程中，外界对气体做功，温度升高 B．到过程中，气体放出热量，温度降低 C．到过程中，外界做的功大于气体放出的热量 D．该循环过程中，气体吸收热量等于对外做的功 6．(23-24高二下·江苏南通海门区·期中)如图所示，一定质量的理想气体分别经历A→B→D和A→C→D两个变化过程。A→B→D过程，气体对外做功为W1，从外界吸收Q1的热量；A→C→D过程，气体对外做功为W2，从外界吸收Q2的热量。两过程中（    ） A．A→B→D过程中，气体温度一直不变 B．W1=W2 C．Q1=Q2 D．Q1－W1=Q2－W2 7．(23-24高二下·江苏南通海门区·期中)如图所示，固定在铁架台上的烧瓶，通过橡胶塞连接一根水平玻璃管，向玻璃管中注入一段液柱。用手捂住烧瓶，会观察到液柱缓慢向外移动。关于烧瓶内的气体，下列说法正确的是（　　） A．气体的压强变小 B．气体的内能增加 C．气体温度保持不变 D．气体向外释放热量 8．(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)汽车轮胎的胎压正常值约为大气压p0的2.2倍。某人发现其汽车轮胎的胎压为1.1p0，于是他用打气筒给轮胎充气。已知轮胎的容积为20L，打气筒每次可充入0.4L的气体。充气过程中，轮胎内气体和打气筒内气体的温度均视为不变，轮胎体积保持不变。下列说法正确的是（　　） A．充气过程中胎内气体从外界吸热 B．充气前后，轮胎内气体内能不变 C．充气50次可以使胎压达到正常值 D．每充气一次，胎内气体压强的增加量相等 9．(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)将深色气球充足气后在烈日下暴晒，一段时间后气球突然爆炸。下列说法正确的是（    ） A．气球爆炸后瞬间，球内气体内能增加 B．气球爆炸后瞬间，球内气体温度降低 C．气球爆炸前，球内气体温度升高，分子间斥力急剧增大 D．气球爆炸前，球内气体温度升高，每个气体分子速率都增大 10．(23-24高二下·江苏淮安金湖中学、清江中学、涟水郑梁梅高级中学等·期中)0．如图所示，取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气。观察发现橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾，下列说法正确的是（　　） A．打气过程中，瓶内气体的分子动能保持不变 B．打气过程中，瓶内气体的压强与热力学温度成正比 C．橡胶塞跳出后，瓶内气体迅速膨胀，温度降低 D．橡胶塞跳出过程中，瓶内气体内能增大 11．(23-24高二下·江苏徐州第一中学·期中)1．质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦。a态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡态，b态是汽缸从容器中移出后，在室温（27 ℃）中达到的平衡态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是（　　） A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较少 B．与a态相比，b态的气体对活塞的冲击力较大 C．a、b两态的气体对活塞的冲击力相等 D．从a态到b态，气体的内能增加，气体密度增加 12．(23-24高二下·江苏淮安协作体联盟·期中)2．在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图（a）所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图（b）所示两组图线。 (1)实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的 不发生变化，为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可作 图线（选填：“”、“”）。对图像进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条 ，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 (2)两组图线经检验均符合反比例关系，由图判断导致①、②两组数据差异的原因可能是_________。 A．某组实验中活塞移动太快 B．两组封闭气体的质量不同 C．某组器材的气密性不佳 (3)某小组进行实验时缓慢推活塞压缩气体得到了数据图像，验证了玻意耳定律。在这个过程中，理想气体 （选填“吸热”、“放热”或“无热交换”）。 计算系统内能改变、吸放热及做功 1．(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)内壁光滑的导热气缸放在水平面上，用质量为m、横截面积为S的活塞密封了一段长度为L的理想气体。现给活塞一个向下的初速度v0，活塞向下移动距离为时速度恰好减为零。若大气压强为p0，重力加速度为g，不计密封气体温度的变化。下列说法正确的是（    ） A．密封气体初始状态的压强为p0 B．活塞速度恰好减为零时，密封气体的压强为 C．该过程中活塞对气体做的功为 D．该过程中密闭气体放出的热量为 2．(23-24高二下·江苏淮安淮安区·期中)气压式升降椅如图甲所示，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状气缸杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设气缸气密性、导热性能良好，不计气缸杆与气缸之间的摩擦。已知气缸与椅子总质量m=2kg，初始状态椅子上未坐人，稳定时测得气缸中的气柱高为L1=20cm，横截面积S=4cm2。某同学坐到椅子上，双脚悬空，椅子缓慢下降至气柱高L2=2cm后达到稳定状态，此过程中环境温度保持T=300K不变。已知大气压强，重力加速度，气缸始终保持竖直。求： （1）求该同学坐到椅子上后，稳定状态时气缸中气体压强； （2）若该同学仍然原姿势坐在椅子上，为使气柱高度缓慢增大到L3=3cm，可使环境温度升高，若此过程中气体内能增加了∆U=20J，求该过程中缸内气体从外界吸收的热量Q； （3）若使用一段时间后，环境温度仍然为300K，缸内漏出一部分气体，该椅子未坐人稳定时测得气柱高变为L4=16cm，求漏出气体的质量∆m与原来气缸中气体质量m的比值。 3．(23-24高二下·江苏南通·期中)如图所示，一导热气缸固定在水平面上，光滑活塞将其中的气体分为A、B两部分。初始时，A、B的体积均为V，压强均为大气压强p0，连在活塞和气缸右侧的轻弹簧处于原长。现把B中的气体缓慢抽出变成真空，活塞向右移动距离为x，此时弹簧弹性势能为Ep，已知活塞的质量为m，横截面积为S。 （1）求B被抽成真空后A中气体的压强p； （2）打开阀门D后，B中的气体压强即为大气压强，A中的气体温度保持不变，活塞向左运动的最大速度为v。求： ①活塞速度最大时气体A的体积VA； ②从打开阀门D到活塞速度最大的过程中，气体A放出的热量Q。 4．(23-24高二下·江苏南京六校·期中)在图甲所示的密闭汽缸内装有一定质量的理想气体，图乙是它从状态A变化到状态B的V-T图像。已知AB的反向延长线过坐标原点O，气体在状态A时的压强p=1.2×105Pa，在从状态A缓慢变化到状态B的过程中，气体从外界吸收的热量为Q=5.0×102J，求： （1）气体在状态B时的体积； （2）此过程中气体内能的增加量。 5．(23-24高二下·江苏宿迁泗洪县·期中)如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为Pa，经历A→B→C→A的过程，已知B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的3倍，求： （1）B点的压强： （2）B→C的过程中气体对外界做功W； （3）整个过程中气体从外界吸收Q。 6．(23-24高二下·江苏淮安协作体联盟·期中)如图所示为拧紧瓶盖的空饮料瓶，温度为7℃时，瓶内气体压强为；当温度升高到35℃过程中，瓶内气体吸收了17J的热量，整个过程中瓶内气体视为理想气体且体积保持不变，求： （1）35℃时，瓶内气体压强； （2）气体内能增加量。 7．(23-24高二下·江苏常州高级中学·期中)如图所示，固定在水平地面开口向上的圆柱形导热气缸，气缸内距缸底20cm处有限位卡扣（阻止活塞进一步下降）。用质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞可以在气缸内无摩擦移动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮与地面上质量的物块连接。初始时，活塞与缸底的距离，缸内气体温度，轻绳恰好处于伸直状态，且无拉力。已知大气压强，活塞横截面积，忽略一切摩擦。现使缸内气体温度缓慢下降，则 （1）当物块恰好对地面无压力时，求缸内气体的温度； （2）当缸内气体温度降至时，求封闭气体的压强； （3）已知整个过程缸内气体内能减小120J，求其放出的热量。 8．(23-24高二下·江苏盐城中学、南京二十九中·期中)一定量的理想气体经历一次热力学封闭循环过程，其压强与体积的变化关系图像如图所示，从状态a（p0，V0，T0）经过程ab、bc、ca后又回到状态a，求： （1）气体在状态c时的热力学温度T； （2）一次循环过程中，气体吸收的热量Q。 9．(23-24高二下·江苏盐城三校联考·期中)如图所示，导热性能良好的汽缸静止放置在水平地面上。汽缸质量M=90kg，与地面间的动摩擦因数μ=0.40，质量m=10kg、面积S=20cm2的活塞与缸壁光滑密接。汽缸内封闭着一定质量的理想气体，气柱长L0=8.0cm。现在活塞上施加一水平向右的推力，使活塞相对气缓慢移动。已知大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，外界温度保持不变。 （1）当推力为200N时，求稳定时汽缸内气体的压强P； （2）在推力从0逐渐增大到200N的过程中，在图乙中作出气体的p-V图像；并求出此过程中外界对气体做功10.8J，求此过程中气体向外界传递的热量Q； （3）当推力增大到500N后保持不变，求稳定时空气柱的长度L。（结果保留两位有效数字） 10．(23-24高二下·江苏南通海门区·期中)如图所示，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体。质量为m的活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为S，外界大气压强为p0。开始时，活塞平衡于A处，气体温度为T。现用一热源（图中未画出）给气体加热，活塞从A处缓慢上升了h高度，到达B处，气体吸收热量Q1。求： （1）活塞平衡于A处时，封闭气体的压强p1； （2）活塞从A-B过程中，封闭气体内能的变化ΔU； （3）关闭热源，同时在B处的活塞上轻放一个砝码，活塞下降一定高度后，停在某一位置，此时气体温度仍为T，这一过程气体放出热量Q2，试确定该过程外界对气体做功W0。 11．(23-24高二下·江苏南京南京汉开书院高中部·期中)如图所示，固定气缸内活塞左边封闭着质量为m、密度为的理想气体，压强等于大气压。活塞固定使汽缸内理想气体热力学温度由T升高到2T，理想气体吸收的热量为Q。让活塞自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），使汽缸内理想气体升高相同温度，理想气体要吸收更多的热量。求： （1）活塞固定升温后理想气体的压强； （2）活塞移动升温后理想气体的密度； （3）理想气体在定容和定压情况下的比热容的比值。 热力学第二定律 1．(23-24高二下·江苏宿迁宿迁青华中学·期中)下列说法正确的是（　　） A．热量不能由低温物体传递到高温物体 B．外界对物体做功，物体的内能必定增加 C．热机的效率可以达到100% D．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响 2．(23-24高二下·江苏淮安协作体联盟·期中)下列说法中正确的是（　　） A．0K即0℃ B．热量不可能自发地从内能少的物体传到内能多的物体 C．温度高的物体其内能一定大 D．温度是大量分子热运动剧烈程度的宏观反映 3．(23-24高二下·江苏南通海安高级中学·期中)关于下列几幅图的说法正确的是（　　） A．图甲为扩散现象，表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动 B．图乙为布朗运动产生原因的示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显 C．图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是多晶体 D．如图丁所示，“饮水小鸭”“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，小鸭不需要外界提供能量，也能够持续工作下去 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 热力学定律 判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况 1．(23-24高二下·江苏淮安淮安区·期中)某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作。该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　） A．在a→b过程中，内能不变 B．在状态a时的内能小于在状态c时的内能 C．在一次循环过程中对外界做功小于外界对气体做功 D．b→c过程中吸收的热量小于d→a过程中放出的热量 【答案】B 【来源】江苏省淮安市淮安区2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】A．在a→b过程中，气体体积减小，外界对气体做功，a→b过程为绝热过程，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，故A错误； B．根据理想气体状态方程 整理得 由图可知在状态a时气体压强与体积的乘积小于在状态c时气体压强与体积的乘积，故在状态a时，气体温度较低，在状态a时的内能小于在状态c时的内能，故B正确； C．该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成，因此只有两个绝热过程外界对气体做功，图像与坐标轴围成的面积表示做功，则c→d过程气体对外界做功大于a→b过程外界对气体做功，故在一次循环过程中对外界做功大于外界对气体做功，故C错误； D．因为该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成，因此只有两个等容过程与外界有热交换，一次循环过程中气体对外界做功大于外界对气体做功，气体内能不变，两个等容过程中由于与外界无做功，根据热力学第一定律可知b→c过程中吸收的热量大于d→a过程中释放的热量，故D错误。 故选B。 2．(23-24高二下·江苏南京六校·期中)如图所示，一定质量的理想气体从A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程。关于该循环过程中，下列说法正确的是（　　） A．A→B过程中，气体吸收热量，内能不变 B．B→C过程中，气体对外界做功，气体分子的平均动能减小 C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，气体吸收热量 D．A→B→C→D→A整个循环过程，气体释放热量 【答案】C 【来源】江苏省南京市六校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷 【解析】A．A→B过程中，温度不变，内能不变，即 气体体积减小，外界对气体做功，即 根据 知 气体放出热量，故A错误； B．B→C过程中，根据 （恒量） 气体体积增大，对外界做功，温度T增大，气体分子的平均动能增大，故B错误； C．气体体积增大，对外界做功，即 温度不变，内能不变，即 根据 知 气体吸收热量，气体体积增大，压强减小，则单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故C正确； D．图像与V轴围成的面积代表功，可知整个过程气体对外界做功大于外界对气体做功，即 由于 根据 知 气体吸收热量，故D错误。 故选C。 3．(23-24高二下·江苏南通海安高级中学·期中)某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环则该气体（　　） A．在状态a和c时的内能可能相等 B．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量 C．在a→b过程中增加的内能在数值上等于abefa所围的“面积” D．b→c过程中增加的内能小于d→a过程中减少的内能 【答案】C 【来源】江苏省南通市海安高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【解析】A．从c到d压强减小，体积变大，绝热过程中Q=0，气体对外做功，则内能减小，则温度降低，即Td<Tc；从d到a体积不变，压强减小，可知温度降低，即Td>Ta，则Tc>Ta，则在状态a和c时的内能不可能相等，选项A错误； B．在一次循环过程中气体内能不变，气体对外做功（对外做功的数值等于图形abcd包围的面积），则气体吸热，即吸收的热量大于放出的热量，选项B错误； C．在a→b过程中体积减小，外界对气体做功，绝热Q=0，则气体内能增加，根据热力学第一定律，外界对气体做功数值等于abefa所围的“面积”，则增加的内能在数值上等于abefa所围的“面积”，选项C正确； D．因为在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量，则b→c过程中增加的内能大于d→a过程中减少的内能，故D错误。 故选C。 4．(23-24高二下·江苏淮安协作体联盟·期中)如图所示，一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B，下列说法正确的是（　　） A．气体的温度降低 B．气体放出热量 C．气体的内能减少 D．单位体积内的分子数减少 【答案】D 【来源】江苏省淮安市协作体联盟2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】D．一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B，气体体积变大，单位体积内的分子数减少，故D正确； ABC．根据 气体体积变大，则气体温度升高，则气体的内能增大，由于气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故ABC错误。 故选D。 5．(23-24高二下·江苏常州高级中学·期中)如图所示，一定质量的理想气体由状态依次经过状态和后再回到状态。其中，和过程的曲线平行于坐标轴，为绝热过程。下列说法正确的是（    ） A．到过程中，外界对气体做功，温度升高 B．到过程中，气体放出热量，温度降低 C．到过程中，外界做的功大于气体放出的热量 D．该循环过程中，气体吸收热量等于对外做的功 【答案】D 【来源】江苏省常州高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中质量检查物理试题 【解析】A．a到b过程中，压强不变，等压变化，根据盖吕萨克定律可知温度升高体积增大，气体对外做功，故A错误； B．bc为绝热过程，与外界无热交换，b到c过程中，温度降低，气体对外做功，故B错误； C．c到a过程中，气体的温度不变，等温变化，根据玻意耳定律压强增大体积变小，此时外界对气体做功，因为温度不变，所以气体内能不变，故该过程外界对气体做的功等于气体向外界放出的热量，故C错误； D．由该循环过程中，a到b过程为等压变化；bc为温度降低，体积增大的绝热过程；c到a过程为等温变化，所以可得该循环的图像如图所示 由 可得，图线与V轴所围面积为做功的多少，其中过程气体体积增大，对外做功；体积减小，外界对气体做功，由图可知，气体对外做功大于外界对气体做功，所以该循环气体对外做功。完成整个循环气体的内能不变，根据热力学第一定律 其中 可得 则该循环过程中，气体吸收热量等于对外做的功，故D正确。 故选D。 6．(23-24高二下·江苏南通海门区·期中)如图所示，一定质量的理想气体分别经历A→B→D和A→C→D两个变化过程。A→B→D过程，气体对外做功为W1，从外界吸收Q1的热量；A→C→D过程，气体对外做功为W2，从外界吸收Q2的热量。两过程中（    ） A．A→B→D过程中，气体温度一直不变 B．W1=W2 C．Q1=Q2 D．Q1－W1=Q2－W2 【答案】D 【来源】江苏省南通市海门区2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【解析】A．根据 由图像可知，A→B→D过程中，乘积先增大后减小，则气体温度先增大后减小，故A错误； B．根据图像与横轴围成的面积表示做功，可知A→B→D过程气体对外做功大于A→C→D过程气体对外做功，即 故B错误； CD．根据 由图可知 则有 可知A→B→D过程与A→C→D过程气体的内能变化为0，根据热力学第一定律可得 可得 故C错误，D正确。 故选D。 7．(23-24高二下·江苏南通海门区·期中)如图所示，固定在铁架台上的烧瓶，通过橡胶塞连接一根水平玻璃管，向玻璃管中注入一段液柱。用手捂住烧瓶，会观察到液柱缓慢向外移动。关于烧瓶内的气体，下列说法正确的是（　　） A．气体的压强变小 B．气体的内能增加 C．气体温度保持不变 D．气体向外释放热量 【答案】B 【来源】江苏省南通市海门区2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【解析】A．对液柱进行分析，由于液柱处于水平玻璃管，大气对液柱的压力与烧瓶内气体对液柱的压力平衡，可知，气体压强等于大气压，即气体的压强不变，故A错误； B．用手捂住烧瓶，烧瓶内的气体温度升高，忽略气体的分子势能，则气体内能由温度决定，即气体的内能增加，故B正确； C．用手捂住烧瓶，烧瓶内的气体温度升高，故C错误； D．液柱缓慢向外移动，气体体积增大，气体对外做功，气体温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故D错误。 故选B。 8．(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)汽车轮胎的胎压正常值约为大气压p0的2.2倍。某人发现其汽车轮胎的胎压为1.1p0，于是他用打气筒给轮胎充气。已知轮胎的容积为20L，打气筒每次可充入0.4L的气体。充气过程中，轮胎内气体和打气筒内气体的温度均视为不变，轮胎体积保持不变。下列说法正确的是（　　） A．充气过程中胎内气体从外界吸热 B．充气前后，轮胎内气体内能不变 C．充气50次可以使胎压达到正常值 D．每充气一次，胎内气体压强的增加量相等 【答案】D 【来源】江苏省徐州市铜山区2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】B．充气过程中轮胎内的气体等温压缩，充完气后与充气之前比较，气体的温度不变，则气体分子的平均动能不变，但气体分子变多，所以气体内能增大。故B错误； A．温度不变，则 气体被压缩，外界对气体做功，则 根据热力学第一定律 可知，气体对外放热。故A错误； C．根据理想气体状态方程可得 代入数据解得 故C错误。 D．第一次充气完成，根据理想气体状态方程可得 解得 第二次充气完成，根据理想气体状态方程可得 解得 由此可知，充气过程中后一次与前一次比较，轮胎内气体压强的增加量均为 故D正确。 故选D。 9．(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)将深色气球充足气后在烈日下暴晒，一段时间后气球突然爆炸。下列说法正确的是（    ） A．气球爆炸后瞬间，球内气体内能增加 B．气球爆炸后瞬间，球内气体温度降低 C．气球爆炸前，球内气体温度升高，分子间斥力急剧增大 D．气球爆炸前，球内气体温度升高，每个气体分子速率都增大 【答案】B 【来源】江苏省徐州市铜山区2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】AB．气球爆裂瞬间，时间非常短，来不及吸放热，气体对外做功，根据热力学第一定律，内能减小，温度降低，A错误，B正确； C．由于气体分子间距离很大，所以气体分子间的相互作用力可以忽略不计，气球爆裂，是气球内气体温度升高，气体压强急剧增大的结果，C错误； D．气球爆炸前，车胎内气体温度升高，气体分子平均速率增大，但不是所有分子速率都在增大，D错误； 故选B。 10．(23-24高二下·江苏淮安金湖中学、清江中学、涟水郑梁梅高级中学等·期中)0．如图所示，取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气。观察发现橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾，下列说法正确的是（　　） A．打气过程中，瓶内气体的分子动能保持不变 B．打气过程中，瓶内气体的压强与热力学温度成正比 C．橡胶塞跳出后，瓶内气体迅速膨胀，温度降低 D．橡胶塞跳出过程中，瓶内气体内能增大 【答案】C 【来源】江苏省淮安市金湖中学、清江中学、涟水郑梁梅高级中学等2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】A．打气过程中，外界对气体做功，气体内能增加，瓶内气体的分子动能变大，故A错误； B．打气过程中，若瓶内气体的质量不变，则根据查理定律，瓶内气体的压强与热力学温度成正比，但打气过程中，瓶内气体的质量增加，则瓶内气体的压强与热力学温度不再成正比关系，故B错误； CD．橡胶塞跳出后，瓶内气体迅速膨胀，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，水蒸气预冷液化成小水珠，出现白雾，故C正确，D错误。 故选C。 11．(23-24高二下·江苏徐州第一中学·期中)1．质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦。a态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡态，b态是汽缸从容器中移出后，在室温（27 ℃）中达到的平衡态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是（　　） A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较少 B．与a态相比，b态的气体对活塞的冲击力较大 C．a、b两态的气体对活塞的冲击力相等 D．从a态到b态，气体的内能增加，气体密度增加 【答案】B 【来源】江苏省徐州市第一中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】ABC．由a态到b态气体的压强不变，温度升高，则体积变大，分子平均速率变大，气体分子对活塞的冲击力较大，气体的数密度减小，故b状态中单位时间内撞击单位面积器壁的个数较少，与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多，故AC错误，B正确； D．从a态到b态，气体的温度升高，内能增加，体积变大，气体密度减小，选项D错误。 故选B。 12．(23-24高二下·江苏淮安协作体联盟·期中)2．在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图（a）所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图（b）所示两组图线。 (1)实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的 不发生变化，为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可作 图线（选填：“”、“”）。对图像进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条 ，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 (2)两组图线经检验均符合反比例关系，由图判断导致①、②两组数据差异的原因可能是_________。 A．某组实验中活塞移动太快 B．两组封闭气体的质量不同 C．某组器材的气密性不佳 (3)某小组进行实验时缓慢推活塞压缩气体得到了数据图像，验证了玻意耳定律。在这个过程中，理想气体 （选填“吸热”、“放热”或“无热交换”）。 【答案】(1) 温度 过原点的倾斜直线 (2)B (3)放热 【来源】江苏省淮安市协作体联盟2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）[1]实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的温度不发生变化； [2]根据玻意耳定律可得 可得 为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可作图线； [3]对图像进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 （2）AC．若某组实验中活塞移动太快，会使注射器内封闭气体的温度不断变化，此时不可能得到反比例关系图线；同理，某组器材的气密性不佳在实验中会漏气，气体质量会持续变化，此时图线也不可能符合反比例关系，故AC错误； B．根据 若两组封闭气体的质量不同，则两组封闭气体的摩尔数不同，两组注射器内气体的p与V的乘积不相等，可知对于同一V值所对应的p值不同，故B正确。 故选B。 （3）缓慢推活塞压缩气体，气体体积减小，外界对气体做功，而温度保持不变则气体内能不变，根据热力学第一定律可知，在这个过程中，理想气体放热。 计算系统内能改变、吸放热及做功 1．(23-24高二下·江苏徐州铜山区·期中)内壁光滑的导热气缸放在水平面上，用质量为m、横截面积为S的活塞密封了一段长度为L的理想气体。现给活塞一个向下的初速度v0，活塞向下移动距离为时速度恰好减为零。若大气压强为p0，重力加速度为g，不计密封气体温度的变化。下列说法正确的是（    ） A．密封气体初始状态的压强为p0 B．活塞速度恰好减为零时，密封气体的压强为 C．该过程中活塞对气体做的功为 D．该过程中密闭气体放出的热量为 【答案】D 【来源】江苏省徐州市铜山区2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】A．密封气体初始状态的压强为 选项A错误； B．活塞速度恰好减为零时，活塞有向上的加速度可知 解得密封气体的压强为 选项B错误； CD．该过程中对活塞由动能定理 解得活塞对气体做的功为 由于气体温度不变，可知内能不变，则该过程中密闭气体放出的热量为 选项C错误，D正确。 故选D。 2．(23-24高二下·江苏淮安淮安区·期中)气压式升降椅如图甲所示，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状气缸杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设气缸气密性、导热性能良好，不计气缸杆与气缸之间的摩擦。已知气缸与椅子总质量m=2kg，初始状态椅子上未坐人，稳定时测得气缸中的气柱高为L1=20cm，横截面积S=4cm2。某同学坐到椅子上，双脚悬空，椅子缓慢下降至气柱高L2=2cm后达到稳定状态，此过程中环境温度保持T=300K不变。已知大气压强，重力加速度，气缸始终保持竖直。求： （1）求该同学坐到椅子上后，稳定状态时气缸中气体压强； （2）若该同学仍然原姿势坐在椅子上，为使气柱高度缓慢增大到L3=3cm，可使环境温度升高，若此过程中气体内能增加了∆U=20J，求该过程中缸内气体从外界吸收的热量Q； （3）若使用一段时间后，环境温度仍然为300K，缸内漏出一部分气体，该椅子未坐人稳定时测得气柱高变为L4=16cm，求漏出气体的质量∆m与原来气缸中气体质量m的比值。 【答案】（1）；（2）26J；（3） 【来源】江苏省淮安市淮安区2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 【解析】（1）该同学坐到椅子上前，气体压强 根据 得稳定状态时气缸中气体压强 （2）气柱高度缓慢增大到 L3=3cm 气体对外做功 根据 得该过程中缸内气体从外界吸收的热量 （3）漏出气体的质量∆m与原来气缸中气体质量m的比值 3．(23-24高二下·江苏南通·期中)如图所示，一导热气缸固定在水平面上，光滑活塞将其中的气体分为A、B两部分。初始时，A、B的体积均为V，压强均为大气压强p0，连在活塞和气缸右侧的轻弹簧处于原长。现把B中的气体缓慢抽出变成真空，活塞向右移动距离为x，此时弹簧弹性势能为Ep，已知活塞的质量为m，横截面积为S。 （1）求B被抽成真空后A中气体的压强p； （2）打开阀门D后，B中的气体压强即为大气压强，A中的气体温度保持不变，活塞向左运动的最大速度为v。求： ①活塞速度最大时气体A的体积VA； ②从打开阀门D到活塞速度最大的过程中，气体A放出的热量Q。 【答案】（1）；（2）①V，② 【来源】江苏省南通市2023-2024学年高二下学期5月期中考试物理试题 【解析】（1）A气体等温变化，有 解得 （2）①设活塞向左运动的加速度为a，此时A中气体压强为p1，弹簧弹力为F，则 因为初始状态气体A的压强为p0，因此，当弹簧弹力为零时，气体A的压强为p0，活塞的加速度为零，此时活塞的速度最大，即活塞回到初始状态，此时 ②对活塞，有 对气体A，有 解得 4．(23-24高二下·江苏南京六校·期中)在图甲所示的密闭汽缸内装有一定质量的理想气体，图乙是它从状态A变化到状态B的V-T图像。已知AB的反向延长线过坐标原点O，气体在状态A时的压强p=1.2×105Pa，在从状态A缓慢变化到状态B的过程中，气体从外界吸收的热量为Q=5.0×102J，求： （1）气体在状态B时的体积； （2）此过程中气体内能的增加量。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省南京市六校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷 【解析】（1）AB的反向延长线过坐标原点O，可知气体做等压变化，则 解得气体在状态B时的体积 （2）气体从状态A缓慢变化到状态B的过程中，气体对外界做功为 根据热力学第一定律，此过程中气体内能的增加量为 5．(23-24高二下·江苏宿迁泗洪县·期中)如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为Pa，经历A→B→C→A的过程，已知B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的3倍，求： （1）B点的压强： （2）B→C的过程中气体对外界做功W； （3）整个过程中气体从外界吸收Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】江苏省宿迁市泗洪县2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】（1）A→B过程，气体做等容变化，则 解得 （2）A→C过程，气体做等压变化，A→C的过程中气体对外界做功为 B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的3倍，则 （3）经历A→B→C→A的过程，气体内能不变，A→B过程，气体做等容变化，气体不做功，则整个过程，气体对外做功为 根据热力学第一定律 解得整个过程中气体从外界吸收热量为 6．(23-24高二下·江苏淮安协作体联盟·期中)如图所示为拧紧瓶盖的空饮料瓶，温度为7℃时，瓶内气体压强为；当温度升高到35℃过程中，瓶内气体吸收了17J的热量，整个过程中瓶内气体视为理想气体且体积保持不变，求： （1）35℃时，瓶内气体压强； （2）气体内能增加量。 【答案】（1）；（2）17J 【来源】江苏省淮安市协作体联盟2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）气体体积不变，则根据查理定律可知 解得35℃时，瓶内气体压强大小为 （2）气体体积不变，则 W=0 瓶内气体吸收了17J的热量，则 Q=17J 根据热力学第一定律 可得 即气体内能增加17J。 7．(23-24高二下·江苏常州高级中学·期中)如图所示，固定在水平地面开口向上的圆柱形导热气缸，气缸内距缸底20cm处有限位卡扣（阻止活塞进一步下降）。用质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞可以在气缸内无摩擦移动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮与地面上质量的物块连接。初始时，活塞与缸底的距离，缸内气体温度，轻绳恰好处于伸直状态，且无拉力。已知大气压强，活塞横截面积，忽略一切摩擦。现使缸内气体温度缓慢下降，则 （1）当物块恰好对地面无压力时，求缸内气体的温度； （2）当缸内气体温度降至时，求封闭气体的压强； （3）已知整个过程缸内气体内能减小120J，求其放出的热量。 【答案】（1）；（2）；（3）214J 【来源】江苏省常州高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中质量检查物理试题 【解析】（1）初始时，对活塞 解得 当物块对地面无压力时，对活塞 解得 对气体，由等容变化 解得 （2）对气体，由等压变化 即 解得 故活塞下降10cm后，气体做等容变化 解得 （3）整个降温压缩过程活塞对气体做功 根据热力学第一定律 得 放出热量为214J。 8．(23-24高二下·江苏盐城中学、南京二十九中·期中)一定量的理想气体经历一次热力学封闭循环过程，其压强与体积的变化关系图像如图所示，从状态a（p0，V0，T0）经过程ab、bc、ca后又回到状态a，求： （1）气体在状态c时的热力学温度T； （2）一次循环过程中，气体吸收的热量Q。 【答案】（1）；（2） 【来源】江苏省盐城中学、南京二十九中2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题 【解析】（1）根据理想气体状态方程 解得 （2）根据热力学第一定律 由 而 解得 9．(23-24高二下·江苏盐城三校联考·期中)如图所示，导热性能良好的汽缸静止放置在水平地面上。汽缸质量M=90kg，与地面间的动摩擦因数μ=0.40，质量m=10kg、面积S=20cm2的活塞与缸壁光滑密接。汽缸内封闭着一定质量的理想气体，气柱长L0=8.0cm。现在活塞上施加一水平向右的推力，使活塞相对气缓慢移动。已知大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，外界温度保持不变。 （1）当推力为200N时，求稳定时汽缸内气体的压强P； （2）在推力从0逐渐增大到200N的过程中，在图乙中作出气体的p-V图像；并求出此过程中外界对气体做功10.8J，求此过程中气体向外界传递的热量Q； （3）当推力增大到500N后保持不变，求稳定时空气柱的长度L。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）；（2）图见解析，；（3） 【来源】江苏省盐城市三校联考2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】（1）当推力为200N时，对活塞受力平衡分析，得 解得 （2）在推力从0逐渐增大到200N的过程中，活塞相对汽缸缓慢移动，整个过程封闭气体做等温变化，则 又 联立解得 在图乙中作出气体的p-V图像为一条双曲线，图像如图所示 此过程中气体温度不变，可知内能不变外界对气体做正功，气体向外界放热，则根据 解得 （3）汽缸与水平地面的滑动摩擦力为 当力增大到500N后，汽缸对水平地面滑动，由牛顿第二定律，对整体分析 对活塞分析 联立解得 根据气体等温变化，有 解得稳定时空气柱的长度为 10．(23-24高二下·江苏南通海门区·期中)如图所示，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体。质量为m的活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为S，外界大气压强为p0。开始时，活塞平衡于A处，气体温度为T。现用一热源（图中未画出）给气体加热，活塞从A处缓慢上升了h高度，到达B处，气体吸收热量Q1。求： （1）活塞平衡于A处时，封闭气体的压强p1； （2）活塞从A-B过程中，封闭气体内能的变化ΔU； （3）关闭热源，同时在B处的活塞上轻放一个砝码，活塞下降一定高度后，停在某一位置，此时气体温度仍为T，这一过程气体放出热量Q2，试确定该过程外界对气体做功W0。 【答案】（1）p1=p0+；（2）；（3） 【来源】江苏省南通市海门区2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【解析】（1）A位置时，对活塞受力分析，由平衡条件可知 p1S=p0S+mg 解得 p1=p0+ （2）活塞从A-B过程，气体对外界做功 W=p1Sh 代入得 W=p0Sh +mgh 由热力学第一定律可得 代入得 （3）由题意可知，气体温度重新下降到T，所以该过程中，内能的变化量 由热力学第一定律可得 解得 11．(23-24高二下·江苏南京南京汉开书院高中部·期中)如图所示，固定气缸内活塞左边封闭着质量为m、密度为的理想气体，压强等于大气压。活塞固定使汽缸内理想气体热力学温度由T升高到2T，理想气体吸收的热量为Q。让活塞自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），使汽缸内理想气体升高相同温度，理想气体要吸收更多的热量。求： （1）活塞固定升温后理想气体的压强； （2）活塞移动升温后理想气体的密度； （3）理想气体在定容和定压情况下的比热容的比值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【来源】江苏省南京市南京汉开书院高中部2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题 【解析】（1）活塞固定升温，气体做等容变化 解得 （2）活塞移动升温，气体做等压变化 又 解得 （3）活塞固定不动时，气体的体积不变，没有做功过程发生，气体吸收的热量 全部用于增加气体的内能，即有 如果活塞可以自由滑动，温度升高，气体膨胀，会推动活塞向外运动，对外做功 当气体升高相同温度时，气体内能的增加量与前一个过程是相同的，也是，根据热力学第一定律 气体吸收的热量 热力学第二定律 1．(23-24高二下·江苏宿迁宿迁青华中学·期中)下列说法正确的是（　　） A．热量不能由低温物体传递到高温物体 B．外界对物体做功，物体的内能必定增加 C．热机的效率可以达到100% D．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响 【答案】D 【来源】江苏省宿迁市宿迁青华中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理（实验班）试题 【解析】A．热量也能由低温物体传递到高温物体，但是要引起其它的变化，选项A错误； B．做功和热传递都能改变物体的内能，外界对物体做功，物体的内能不一定增加，选项B错误； C．根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到100%，选项C错误； D．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，选项D正确。 故选D。 2．(23-24高二下·江苏淮安协作体联盟·期中)下列说法中正确的是（　　） A．0K即0℃ B．热量不可能自发地从内能少的物体传到内能多的物体 C．温度高的物体其内能一定大 D．温度是大量分子热运动剧烈程度的宏观反映 【答案】D 【来源】江苏省淮安市协作体联盟2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题 【解析】A．0K为，故A错误； B．热量可以自发地从温度高的物体传到温度低的物体，温度高的物体内能可能少，所以热量可能自发地从内能少的物体传到内能多的物体，故B错误； C．温度高的物体，分子的平均动能大，还与质量有关，内能不一定大，故C错误； D．温度是大量分子热运动剧烈程度的宏观反映，温度越高，分子热运动越激烈，故D正确。 故选D。 3．(23-24高二下·江苏南通海安高级中学·期中)关于下列几幅图的说法正确的是（　　） A．图甲为扩散现象，表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动 B．图乙为布朗运动产生原因的示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显 C．图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是多晶体 D．如图丁所示，“饮水小鸭”“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，小鸭不需要外界提供能量，也能够持续工作下去 【答案】A 【来源】江苏省南通市海安高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷 【解析】A．图甲为扩散现象，表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动，故A正确； B．图乙为布朗运动产生原因的示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越不明显，故B错误； C．图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是单晶体，故C错误； D．如图丁所示，“饮水小鸭”“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，根据能量守恒可知，“饮水小鸭”头部饮水后不断蒸发，吸收周围空气的热量，才能持续工作下去，故D错误。 故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$