专题10 热力学定律（期末真题汇编，浙江专用）高二物理下学期

**基本信息** 专题10热力学定律期末试题汇编，精选浙江多地期末真题，通过核心必练、进阶提升、培优冲刺三层设计，覆盖气体实验定律、内能等核心知识点，注重实验探究与实际应用。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|11题|热力学定律、分子动理论、实验误差分析（如油膜法估分子大小）|结合生活情境（汽车功率分配）、实验操作辨析（双缝干涉装置顺序）| |非选择题|17题|气体状态方程、热力学第一定律综合计算（如气缸加热、活塞移动问题）|分层设计（基础计算到综合能量分析）、联系科技热点（海洋温差发电、病毒灭活）|

专题10 热力学定律 核心必练+进阶提升+培优冲刺 三层突破 1. （24-25高二下·浙江舟山·期末）一辆汽车以80km/h的速度行驶时，每10km耗油约1L。根据汽油的热值进行简单的计算可知，这时的功率约为70kW。如图是该汽车行驶时功率分配的大致比例图。下列判断正确的是（    ） A．汽车发动机是把内能转化为机械能的装置，随着技术的发展，总有一天能实现内能全部转化为机械能 B．由图中数据计算可得发动机的输入功率为9kW C．由图中数据计算可得该汽车的机械效率约为11% D．如果汽车以题中速度连续行驶5小时，则耗油约为5L 【答案】C 【详解】A．根据热力学第二定律可知，不可能实现内能全部转化为机械能，故A错误； B．发动机的输入功率等于总功率减去排气管热损、汽油蒸发损失、散热器损失，即17kW， 故B错误； C．该汽车的机械效率 故C正确； D．汽车以80km/h的速度行驶时，每小时消耗油8L，如果汽车以题中速度连续行驶5小时，则耗油约为40L，故D错误。 故选C。 2. （24-25高二下·浙江宁波·期末）以下实验中，说法正确的是________。 A．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，弹簧测力计的外壳可以和木板接触 B．“用油膜法估测分子大小”实验中，若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏大 C．“用多用电表测量电学中的物理量”实验结束时，应把选择开关置于欧姆挡倍率最大处 D．“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，以白光为光源将得到黑白相间条纹 【答案】AB 【详解】A．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，弹簧测力计的外壳和木板接触对读数无影响，选项A正确； B．“用油膜法估测分子大小”实验中，若油酸未完全散开，则S测量值偏小，根据可知，会使测出的分子直径偏大，选项B正确； C．“用多用电表测量电学中的物理量”实验结束时，应把选择开关置于交流电压最大档或者OFF档，选项C错误； D．“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，以白光为光源将得到彩色相间的条纹，选项D错误。 故选AB。 3. （24-25高二下·浙江温州·期末）以下实验中，说法正确的是（　　） A．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器安装在光具座上，其中三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片 B．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，弹簧测力计不可以和木板接触 C．在“用单摆测量重力加速度”实验中，为方便测量摆的周期，开始时拉开摆球，使摆角较大 D．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，油膜的厚度等于1滴油酸溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比 【答案】AD 【详解】A．光需通过滤光片过滤成单色光，然后通过单缝片形成线光源，再经过双缝片形成两束相干光，故A正确； B．弹簧测力计可以和木板接触，不影响读数，故B错误； C．摆球的摆角应很小才行，在以内，故C错误； D．油酸充分展开后获得单分子油膜，厚度即为油酸分子直径，等于1滴油酸溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比，故D正确。 故选AD。 4. （24-25高二下·浙江宁波·期末）以下实验中，说法正确的是（　　） A．图甲为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验用的变压器，实验时所用的学生电源必须选择交流电输出 B．图乙为“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中用到的油酸酒精溶液，由于配制时不小心把酒精倒多了一点，则油酸分子直径的计算结果会偏大 C．图丙为“用传感器探究气体等温变化的规律”实验装置图，根据测得数据作p−V图线时得到的是过原点的倾斜直线 D．用图丁装置“探究气体等温变化的规律”时，为保证实验的准确性，应该快速推动活塞，并快速读数 【答案】AB 【详解】A．变压器是根据电磁感应原理工作的，只有通入交流电，才能在原线圈中产生变化的磁场，从而在副线圈中感应出电压，故A正确； B．配制油酸酒精溶液时不小心把酒精倒多了一点，会使油酸酒精溶液所含油酸的浓度变小，而计算纯油酸体积时仍按原来的浓度计算，则所得到一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积偏大，根据 油酸分子直径的计算结果会偏大，故B正确； C．一定质量的气体做等温变化时遵循玻意耳定律，故p与V成反比，其p−V图线为反比例函数图线，不是过原点的倾斜直线，故C错误； D．用图丁装置“探究气体等温变化的规律”时，为保证实验的准确性，应使气体温度保持不变，应缓慢推动活塞，使气体有足够时间与外界进行热交换，并过段时间再读数，故D错误。 故选AB。 5. （24-25高二下·浙江绍兴·期末）下列四幅图涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A．甲图中用棉线实现自动浇水，利用了毛细现象 B．乙图中是某种矿物的微观结构，该物质有固定的熔点 C．丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子间存在引力 D．丁图中悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显 【答案】AB 【详解】A．甲图中用棉线实现自动浇水，利用了毛细现象，故A正确； B．乙图中该矿物的微观结构表明，其原子或分子在空间按一定规律周期性重复排列，这是晶体的微观特征，说明该矿物为晶体，而晶体具有固定的熔点，故B正确； C．丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子不停地做无规则的热运动，故C错误； D．丁图中悬浮在液体中的颗粒越大，颗粒的运动状态越不容易改变，另外来自各个方向的液体分子的撞击趋于平衡，故布朗运动越不明显，故D错误。 故选AB。 6. （24-25高二下·浙江金华·期末）某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。经过多次实验，作出图像如图乙所示，则（　　） A．若增大气体体积时拉活塞速度过快，对应的图线是b B．若推拉活塞时手握住注射器，对应的图线是a C．若实验中有漏气，对应的图线是b D．若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体，对应的图线是c 【答案】AC 【详解】A．根据理想气体状态方程 可得 若增大气体体积时拉活塞速度过快，由于气体对外做功，气体温度将降低，图线的斜率将增大，则对应的图线是b，故A正确； B．若推拉活塞时手握住注射器含有气体的部分，则气体温度升高，图线的斜率将变小，则对应的图线是c，故B错误； C．若实验中有漏气，根据 可知图线的斜率将增大，则对应的图线是b，故C正确； D．若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体，设注射器和传感器连接细管中的气体体积为，则有 解得 则对应的图线是a，故D错误。 故AC。 7. （24-25高二下·浙江金华·期末）与下列图片相关的物理知识说法正确的是（　　） A．甲图中增加透射光栅狭缝个数，衍射条纹的宽度会变窄，亮度将增加 B．乙图薄板上的石蜡熔化成圆形区域，说明薄板是晶体 C．丙图中分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力大 D．丁图中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量 【答案】AC 【详解】A．增加衍射光栅的狭缝个数，衍射条纹的宽度将变窄，根据光的干涉原理，更多的狭缝会使光叠加后能量更加集中，所以亮度将增大，故A正确； B．乙图薄板上的石蜡熔化成圆形区域，说明薄板表现为各向同性，是非晶体或是多晶体，故B错误； C．分子势能最小值位置在r2，此为平衡位置，分子力表现为零，分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力大，故C正确； D．知道了气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以计算出分子的质量（摩尔质量除以阿伏加德罗常数）；无法估算分子的体积，只能估计每个气体分子占据空间的平均体积（摩尔体积除以阿伏加德罗常数），故D错误。 故选AC。 8. （24-25高二下·浙江丽水·期末）下列说法正确的是（　　） A．图甲“验证动量守恒定律”实验中，入射小球的质量必须要大于被碰小球的质量 B．图乙“探究气体等温变化的规律”实验中，在活塞上涂润滑油的主要目的是减小摩擦 C．图丙“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，往浅盘中滴入油酸酒精溶液待稳定后再描绘油膜轮廓 D．图丁“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，发现分划板的中心刻线与条纹不平行，可通过左右调节拨杆使其平行 【答案】AC 【详解】A．图甲“验证动量守恒定律”实验中，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得， 解得， 为了防止入射小球反弹，则 即入射小球的质量必须要大于被碰小球的质量，故A正确； B．图乙“探究气体等温变化的规律”实验中，在活塞上涂润滑油的主要目的是密封气体，故B错误； C．图丙“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，往浅盘中滴入油酸酒精溶液待稳定后再描绘油膜轮廓，故C正确； D．图丁“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，发现分划板的中心刻线与条纹不平行，应调节测量头使分划板与条纹平行，而不是通过左右调节拨杆使其平行，拨动拨杆的作用是为了使单缝和双缝平行，故D错误。 故选AC。 9. （24-25高二下·浙江舟山·期末）下列四幅图所涉及的物理知识，描述正确的是（　　） A．甲图中曲线②对应状态的气体分子平均速率更小 B．乙图中分子间距离大于时，增大分子间距离，分子力做负功 C．丙图中微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，容器内气体温度降低 【答案】AB 【详解】A．甲图中曲线②峰值对应的分子速率小，说明曲线②对应状态的气体分子平均速率更小，A正确； B．乙图中分子间距离大于时，分子力表现为引力，增大分子间距离，分子力做负功，B正确； C．丙图中微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，受力越容易平衡，布朗运动越不明显，C错误； D．丁图绝热容器中，抽掉隔板，气体扩散，没有对外做功，也没有热传递，内能不变，温度不变，D错误。 故选AB。 10. （24-25高二下·浙江金华·期末）关于下列插图的说法正确的是（    ） A．甲图中细管材料制作防水衣的防水效果比好 B．乙图中方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象 C．丙图中观看3D电影时佩戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片 D．丁图的绝热容器中，为真空，内封闭一定量的气体，抽掉隔板，容器内气体平均分子动能减小 【答案】BC 【详解】A．E细管材料与水是浸润的，F细管材料与水是不浸润的，制作防水衣防水效果F细管材料好，故A错误； B．方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象，故B正确； C．观众观看3D电影时戴的眼镜镜片是一对透振方向互相垂直的偏振片，利用的是光的偏振原理，故C正确； D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，气体自由膨胀不对外做功，根据热力学第一定律，可知气体的内能不变，最终温度不变，气体平均分子动能不变，故D错误。 故选BC。 11. （24-25高二下·浙江湖州·期末）关于下列四幅图像的描述，说法正确的是（　　） A．图甲为同种大量气体分子热运动的速率分布图像，曲线②对应的温度较高 B．图乙为一定质量的理想气体在不同温度下的等温线，由图像可知 C．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，由图可知分子间的距离从增大的过程中，分子力先减小后增大 D．图丁为一定质量的理想气体从状态开始，第一次经绝热过程到状态，第二次先经等压过程到状态，再经等容过程到状态。则过程比过程气体对外界所做的功多 【答案】AD 【详解】A．图甲中，曲线②速率大的分子占据的比例较大，则说明曲线②对应的平均动能较大，曲线②对应的温度较高，故A正确； B．图乙中，一定质量的理想气体在不同温度下的等温线，由结合图像可知 故B错误； C．图丙中，分子间的距离从增大的过程中，分子力先增大后减小，故C错误； D．图丁中，由微元法可得图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少，由图像可知，过程比过程气体对外界所做的功多，故D正确。 故选AD。 12. （24-25高二下·浙江嘉兴·期末）海洋温差发电安全无污染，储量巨大。在某次发电测试实验中，探测到490m深处的海水温度为290K。如图所示，将某种气体封闭在横截面积S =2m2的气缸内，气缸从深海490m深处上浮到海面，随着海水温度升高，封闭气体的体积增大，活塞缓慢上升且始终未脱离气缸。该气体可看作理想气体，气缸导热性能良好，活塞质量不计。已知海面处温度、此处气缸内气体体积，大气压强恒为，海水密度，忽略水的阻力影响。 (1)气缸从深海上浮到海面，气缸内气体分子的平均速率___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）；单位时间内，单位面积上气体分子对器壁的作用力___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）； (2)求气缸从深海490m深处上浮到海平面的过程中，活塞相对缸底上升的距离___________（计算结果保留3位有效数字）； (3)在上述过程中，气缸内含该气体1.7kg，上升过程吸收的总热量为105kJ，已知1摩尔该气体的内能U=kT，其中常量k=25J/K，1摩尔该气体质量为17g， 求该气体对外做的功。 【答案】(1) 变大 变小 (2)1.47m (3)80kJ 【详解】（1）[1][2]气缸从深海上浮到海面，气体温度升高，则气缸内气体分子的平均速率变大；单位时间内，气体压强减小，则单位面积上气体分子对器壁的作用力变小； （2）初始时 根据理想气体状态方程 解得 解得Δh=1.47m （3）根据热力学第一定律有△U =W+Q由题意可知 Q=105kJ ΔU=100kΔT=25kJ 解得W=-80kJ 即对外做功80kJ。 13. （24-25高二下·浙江舟山·期末）如图所示，内壁光滑、高度为6h的绝热气缸，气缸上端开口与大气相通，一外形不规则的物体放置在气缸中，气缸中的绝热活塞密闭一定量的理想气体。开始时气体温度为T，活塞静止，活塞距气缸上端距离为h。现缓慢加热气体，使活塞恰好移动至气缸上端，此时气体的温度。已知活塞的质量为m，截面积为S，大气压强为，重力加速度为g，活塞厚度、电热丝体积忽略不计。 (1)加热过程中，气体的分子数密度________（填“变大”“变小”或“不变”）；气体分子对气缸单位面积上的压力________（填“变大”“变小”或“不变”）； (2)求不规则物体的体积V； (3)上述加热过程中，若气体吸收的热量为Q，求气体的内能变化量。 【答案】(1) 变小 不变 (2) (3) 【详解】（1）[1]加热过程中，气体的体积变大，则气体分子数密度变小； [2]因气体进行等压变化，可知气体分子对气缸单位面积上的压力不变； （2）加热气体的过程中，气体的压强保持不变，等压变化。 对气体有 解得 （3）由受力平衡可知 可得 加热过程中气体对外做的功 根据热力学第一定律有 解得 1. （24-25高二下·浙江绍兴·期末）如图所示，一导热薄壁气缸固定在水平桌面上，用厚度不计的活塞密封一定质量的理想气体，轻绳一端固定在活塞上，另一端跨过定滑轮与水平地面上质量为的物块连接。活塞左侧固定一原长为，劲度系数为的轻弹簧。初始状态时，缸内气体温度为，活塞与气缸左壁距离为，物块恰好与地面无压力。已知大气压强为，活塞横截面积为，忽略一切摩擦。 (1)求初始状态时，缸内气体的压强； (2)现缓慢降低气体温度， ①弹簧恰好与气缸左壁接触，该过程气体内能减少了50J，求气体向外放出的热量； ②当弹簧长度变为时，求此时气体的温度。 【答案】(1) (2)①；② 【详解】（1）由活塞受力平衡得 根据题意有 解得 （2）①气体温度降低过程中，气缸内气体做等压变化，故 该过程气体内能减少了50J，即 由热力学第一定律 得 故气体向外放出的热量 ②当弹簧长度变为时，由活塞受力平衡得 其中 求得 根据理想气体状态方程有 解得 2. （24-25高二下·浙江台州·期末）研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，在温度超过56℃时，经30分钟就可以灭活。如图所示，一粗细均匀且足够高的绝热气缸被绝热活塞分隔成上下两部分，气缸底部接有电热丝E。现将含有新冠病毒的理想气体封闭在气缸内，活塞与底部的距离，活塞的横截面积、质量，气体初始温度，不计活塞和气缸间的摩擦，取大气压为。现将电热丝缓慢加热气体。求： (1)气缸内理想气体热运动的平均速率______（“增大”、“不变”、“减小”），单位时间撞击单位面积气缸壁的分子数______（“增大”、“不变”、“减小”）； (2)若要能够灭活新冠病毒，气缸内理想气体体积至少增加多少； (3)刚达到灭活温度时，若理想气体吸收的热量，则气体内能增加量为多少。 【答案】(1) 增大 减小 (2)580cm3 (3)71.42J 【详解】（1）[1] 现将电热丝缓慢加热气体，气体的温度升高，气体的平均动能增大，气体热运动的平均速率增大 ； [2] 现将电热丝缓慢加热气体，气体的压强不变，气体的温度升高，根据理想气体状态方程，气体的体积增大，。单位体积内气体的分子数量减小，单位时间撞击单位面积气缸壁的分子数减小。 （2）根据得， 解得 增加的体积为 （3）气体的压强为 气体对外做功为 气体增加的内能为 3. （24-25高二下·浙江杭州·期末）如图1所示，内壁光滑、导热性能良好的气缸（气缸口足够高）竖直放置在水平桌面上，用横截面积、质量的活塞封闭一定质量的理想气体。初始状态1时气柱长度，温度。现保持温度不变将气缸缓慢转为水平放置，稳定后达到状态2，如图2所示。随后对气缸缓慢加热，使温度升至，达到状态3，状态2→3过程中气体内能变化。取大气压强。 (1)从状态1→2，气体分子平均速率________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；从状态2→3，单位体积内的分子数________（选填“增多”或“减少”）； (2)求状态2时的气柱长度； (3)求状态2→3过程中气体吸收的热量。 【答案】(1) 不变 减少 (2)0.55m (3)154J 【详解】（1）[1]从状态1→2，气体温度不变，则气体分子平均速率不变； [2]从状态2→3，气体压强不变，温度升高，则体积变大，则单位体积内的分子数减少； （2）对状态1的活塞分析 从状态1到状态2，由玻意耳定律 联立解得 （3）从状态2到状态3 ，由盖吕萨克定律 得 气体做功 根据热力学第一定律 得 4. （24-25高二下·浙江金华·期末）如图所示，一导热性能良好的球形容器内部不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上插入一根足够长、两端开口的长玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S= 0.2cm2，玻璃管内一长为h=15cm的静止水银柱封闭着长度为的空气柱，此时外界温度为。 现把容器浸在温度为 的热水中，水银柱缓慢上升，当水银柱重新静止时下方玻璃管内的空气柱长度变为，实验过程中认为大气压没有变化，大气压（相当于75cmHg）。0℃的热力学温度为273K，忽略水银柱与玻璃管壁之间的阻力。 (1)放入热水后容器内空气分子的平均动能________（选填“变大”、“变小”或 “不变”），空气的分子数密度________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)求容器的容积V； (3)若实验过程中管内气体内能增加了5.6J，请判断气体从外界吸收热量还是向外界放出热量，并计算热量的大小。 【答案】(1) 变大 变小 (2) (3)8.0J 【详解】（1）[1][2]放入热水后温度升高，则容器内空气分子的平均动能变大，气体体积变大，则空气的分子数密度变小； （2）设容器的容积为V，T1=300K，T2=350K 由盖-吕萨克定律 解得 （3）因为气体膨胀对外做功，而内能增加，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，容器内气体压强为 气体对外做的功为 由热力学第一定律△U=W+Q 吸收的热量为Q=8.0J 5. （24-25高二下·浙江宁波·期末）如图，一个导热性能良好的容器用轻质隔板分成A、B两部分，隔板可被插销K锁定，解除锁定后可无摩擦滑动，隔板上有一个可以远程控制的阀门S（未画出）。初始时刻隔板被插销K锁定，阀门S关闭，A、B部分体积均为V，A中气体压强为大气压p0，B中真空。环境温度始终为T0，所有气体均视为理想气体。 (1)若解除锁定，隔板向右移动，A中气体压强________（选填“增大”、“减小”或“不变”），A中气体________（选填“吸热”、“放热”或“不吸热也不放热”） (2)若打开阀门S，待系统稳定后再关闭阀门S，再解除锁定。将A接一个打气筒（图中未画出），打气筒每次打气都把压强为p0、温度为T0、体积为的气体打入A中。缓慢打气若干次后，B的体积变为。假设打气过程中整个系统温度保持不变，求打气的次数n。 【答案】(1) 减小 不吸热也不放热 (2)10 【详解】（1）[1][2]理想气体向真空膨胀，气体压强减小，对外不做功，气体内能不变，既不吸热也不放热。 （2）关闭阀门前，A、B中的气体已经等温膨胀，有 解得两边气体压强均为 打气过程中，两边气体均为等温变化，打完气后，对B中气体，根据玻意耳定律得 解得 对A内原气体和充入的气体，根据玻意耳定律得 解得 6. （24-25高二下·浙江宁波·期末）如图所示，在水平放置的导热性能极好的气缸内用横截面积为的轻质活塞（不计活塞厚度）封闭一定质量的理想气体。当环境温度时，活塞与气缸左侧底部的距离为l₁=6cm，与气缸开口处a、b两个卡口左表面的距离为。不计一切摩擦，大气压强恒为。 (1)当环境温度升高、活塞缓慢向右移动的过程中，气缸内气体分子热运动的平均速率________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；单位时间单位面积上气体分子碰撞活塞的次数________（选填“增加”、“减少”或“不变”）； (2)求活塞刚刚向右移动到卡口处时的环境温度T2； (3)当环境温度由T1=300K缓慢升高到时，缸内气体吸收的热量为Q=1.4J，求该过程中缸内气体内能的变化量△U。 【答案】(1) 增大 减少 (2) (3)1.1J 【详解】（1）[1][2]由题意可知，环境温度升高时，气体的温度升高，则气体分子的平均动能增大，所以气缸内气体分子热运动的平均速率增大；由于分子热运动的平均速率增大，单位时间内与器壁碰撞的作用力变大，要使气体的压强不变，则单位时间单位面积上气体分子碰撞活塞的次数减小。 （2）对理想气体在等压变化过程中刚好到卡口处时有，，，   由盖-吕萨克定律得 解得 （3）当环境温度由缓慢升高到时，是等压变化，所以，气体对外做的功为 当环境温度由缓慢升高到T3=600K时，气体不对外做功。 由热力学第一定律可得 代入数据解得 7. （24-25高二下·浙江温州·期末）将横截面积为的圆柱形汽缸倒立固定在铁架台上，内有可自由移动的光滑轻质活塞，活塞通过轻绳与放置在水平面上的重物相连，重物的质量为，初始时轻绳恰好拉直但无弹力，现将一团燃烧的轻质酒精棉球经阀门K放置于活塞上，棉球熄灭时立即关闭阀门K，此时活塞距离汽缸底部为。缸内气体缓慢冷却至环境温度的过程中向外界释放的热量为，重物上升的高度为。已知环境温度恒为，外界大气压为，缸内气体可以看作是理想气体。 (1)棉球熄灭到缸内气体缓慢冷却至环境温度的过程是___（选填“可逆”或“不可逆”）的，分子平均动能____（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (2)求重物恰要离开地面时缸内气体的压强和棉球熄灭时的缸内气体温度； (3)求缸内气体缓慢冷却至环境温度的过程中内能的变化量。 【答案】(1) 不可逆 减小 (2) ， (3) 【详解】（1）[1]根据热力学第二定律可知，棉球熄灭到缸内气体缓慢冷却至环境温度的过程是不可逆的； [2]由于温度降低，所以分子平均动能减小。 （2）重物恰离开地面时，由平衡条件得 解得 棉球恰好熄灭时压强为，体积为，温度为；冷却到环境温度时压强为，体积为，温度为；由理想气体状态方程得 解得 （3）冷却过程，缸内气体先等容降温，后等压压缩，外界对缸内气体做功为 由热力学第一定律得 解得 8. （24-25高二下·浙江丽水·期末）如图所示，粗细不同的绝热气缸固定在水平面上，底部面积为，活塞可在气缸内无摩擦的滑动，其截面积为，气缸中气体的温度，两部分气柱长度均为，活塞通过水平轻绳绕过光滑的定滑轮与重物连接，已知大气压强，缸内气体可看作理想气体。 (1)通过电热丝加热改变气缸内的温度，活塞缓慢向右移动的过程中，在单位面积上气体撞击器壁的平均作用力______（选填“增大”、“不变”或者“减小”），分子的平均动能将______（选填“增大”、“不变”或者“减小”） (2)求活塞缓慢向右移动时气体的温度； (3)若此过程气体吸收了200J热量，气体内能增加了180J，求悬挂物的质量。 【答案】(1) 不变 增大 (2) (3) 【详解】（1）活塞缓慢向右移动的过程中，对活塞与重物进行分析，可知，气体压强不变，即在单位面积上气体撞击器壁的平均作用力不变，根据盖吕萨克定律可知，气体体积增大，则气体温度升高，则分子的平均动能将增大。 （2）气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律有 解得 （3）根据热力学第一定律有 活塞缓慢向右移动，则有 其中， 对活塞与重物进行分析，根据平衡条件有 解得 9. （24-25高二下·浙江温州·期末）如图1所示，一质量为m=1kg、导热性能良好的汽缸放置在水平地面上，右端开口，汽缸壁内设有卡口，用一质量不计、面积为S=100cm2的活塞，密封一定质量的理想气体，活塞厚度可忽略且能无摩擦滑动。开始时气体处于温度T1=300K、体积V1=500cm3的状态A。如图2所示，现用一细线竖直悬挂活塞，待稳定至状态B，此时活塞恰好到达汽缸内的卡口处，活塞与卡口无相互作用力。随后将汽缸内气体加热至温度为T3=330K的状态C，从状态A到状态B的过程中气体吸收热量0.5J，从状态A到状态C的过程中气体内能共增加了12.5J，大气压p0=1.01×105Pa，重力加速度g=10m/s2求： (1)气体从状态A到状态B过程，分子平均动能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”），气体从状态B到状态C过程器壁单位面积所受气体分子的平均作用力_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)气体在状态C的压强p3； (3)气体由状态A到状态C过程中一共从外界吸收热量Q。 【答案】(1) 不变 变大 (2)1.1×105Pa (3)13.0J 【详解】（1）[1]根据题意可知，气体从A状态到B状态过程中温度不变，则气体在该过程中分子平均动能不变； [2]根据题意可知，气体从状态B到状态C过程体积不变、温度升高、压强变大，则器壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大。 （2）已知气体在A状态压强p1=p0=1.01×105Pa，设B状态压强为p2，汽缸进行受力分析可得 解得 气体由状态B到状态C，体积不变，则 代入数据解得 （3）根据热力学第一定律可知，气体由A状态到B状态过程为等温变化，，， 气体由B状态到C状态过程为等容变化， 由题意可知气体从状态A到状态C的过程中气体内能变化 则 气体由状态A到状态C过程中一共从外界吸收热量 10. （24-25高二下·浙江温州·期末）如图所示，竖直放置的汽缸高H=18cm，距缸底h=11cm的光滑内壁上安装有小支架，质量m=1kg、横截面积S=1×10−3m2的活塞静置于支架上。缸内封闭了一定质量的理想气体，气体的温度T0=300K，压强等于大气压强p0=1.0×105Pa。活塞与内壁接触紧密。现对密闭气体缓慢加热，使气体温度最终升高至T=450K，此过程气体内能增加了13.6J，重力加速度取10m/s2。求： (1)在缓慢加热过程中，活塞刚要离开小支架时的气体温度T1； (2)气体温度最终升高至T=450K时，汽缸内气体的体积； (3)整个过程气体吸收的热量Q。 【答案】(1)330K (2)1.5×10−4m3 (3)18J 【详解】（1）当活塞刚要离开小支架时，对活塞进行分析，根据平衡条件有 解得 活塞离开支架前气体等容变化，根据查理定律有 解得 （2）活塞离开支架后气体等压变化，根据盖−吕萨克定律有 其中 解得 （3）气体对外界做功，则有 根据热力学第一定律有 解得 11. （24-25高二下·浙江宁波·期末）如图所示，一端开口的绝热试管竖直放置，开口朝上，试管总长，横截面积，试管内用水银封闭一段理想气体，气柱高度与水银柱高度均为总长，试管下侧内部有一电阻丝，电阻丝的体积可忽略。该理想气体初始处于状态A，现通过电阻丝对封闭的气体缓慢加热，使水银上液面恰好到达玻璃管开口处，气体处于状态。继续对封闭气体缓慢加热，直至水银恰好即将全部流出，气体达到状态。已知大气压强（约为），重力加速度大小。求： (1)气体从状态A到状态对外所做的功； (2)气体从状态到状态，其分子平均动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），试管内壁单位面积受到的压力______（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (3)已知气体从状态A到状态，内能增加，求整个过程电阻丝放出的热量。 【答案】(1) (2)增大，减小 (3) 【详解】（1）初始时气体压强 从状态A到状态B，气体体积增大，气体对外做功 （2）由于气体缓慢加热，则气体温度升高，可知，气体从状态到状态，其分子平均动能增大，气体从状态到状态过程中，由于液柱高度逐渐减小，则气体压强逐渐减小，即试管内壁单位面积受到的压力减小。 （3）从B到C过程，气体压强 由于压强与位移满足线性关系，则气体对外做功为 因此气体从A到C过程中 根据热力学第一定律有 解得 1. （24-25高二下·浙江舟山·期末）固定在水平地面开口向上的圆柱形绝热汽缸如图所示，用质量的绝热活塞密封一定质量的理想气体，活塞可以在汽缸内无摩擦移动。活塞下端与汽缸底部间连接一劲度系数的轻质弹簧。初始时，活塞与缸底的距离，弹簧正好处于原长，缸内气体温度。已知大气压强，活塞横截面积，不计弹簧的质量和体积。 （1）求初始状态时缸内气体的压强； （2）现通过电热丝R加热缸内气体，使活塞缓慢上升4cm，求此时缸内气体的温度； （3）在满足（2）的整个过程中，缸内气体的内能增加158J，求其吸收的热量Q。 【答案】（1）；（2）353.1K；（3）200J 【详解】（1）初始状态，由活塞的平衡条件可得 解得   （2）通过电热丝加热缸内气体，活塞缓慢上升再次达到平衡状态，由活塞的平衡条件可得    ① 解得     由理想气体状态方程 可得 ② 解得   （3）对活塞由动能定理可得 解得 由热力学第一定律有 解得 2. （24-25高二下·浙江金华·期末）如图所示，某柱形绝热汽缸竖直放置，底部有一加热装置（电热丝体积忽略不计），内置轻质光滑的绝热活塞密封一定质量的理想气体，汽缸内截面积。活塞上静止放置一质量为的物块，活塞距汽缸底部（图中位置），此状态下封闭气体温度为。已知外界大气压强。现开启加热装置，活塞缓慢上升： (1)上升过程中，缸内气体分子的平均动能_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)若活塞缓慢上升了到位置，求状态下的气体温度； (3)若（2）问中，气体吸收热量，求气体内能的变化量。 【答案】(1) 变大 变小 (2)400K (3)35.2J 【详解】（1）[1][2]活塞上升过程中，气体温度升高，缸内气体分子的平均动能增大。因为上升过程中气体压强不变，分子的平均动能又变大，所以缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数应变小。 （2）已知 ， 由盖-吕萨克定律可得 解得 （3）由题意得 解得气体压强 活塞上升过程中，外界对气体做功 由热力学第一定律得气体内能增加量 3. （24-25高二下·浙江湖州·期末）如图所示，绝热的汽缸竖直放置，汽缸内用横截面积为S的活塞（质量不计）密闭了一定质量的理想气体，活塞可沿汽缸无摩擦滑动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个光滑定滑轮与质量为m的物块连接，此时活塞静止在距缸底高度为处。当给汽缸内的电热丝通电，使气体温度升高，活塞缓慢移动到距缸底高度为处，已知大气压强，重力加速度g。 （1）整个过程中，密闭气体的内能是增加还是减少？ （2）求加热前密闭气体的压强P； （3）求整个过程中密闭气体对外做功W。 【答案】（1）增加；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意可知，气体温度升高，则密闭气体的内能增加。 （2）根据题意，对活塞由平衡条件有 解得 （3）由题意可知，整个过程气体的压强不变，则整个过程中密闭气体对外做功 4. （24-25高二下·浙江温州·期末）如图，一导热良好的圆柱形容器竖直悬挂于天花板，用横截面积m2的轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂一质量kg的沙袋，此时活塞处在距离容器上底面m的A处，气体的温度K。由于沙袋破损，沙子缓慢流出，活塞缓慢移动到距离容器上底面m的B处。已知大气压Pa，装置不漏气，环境温度保持不变，不计摩擦。 （1）活塞从A处移动到B处的过程中容器内气体______（填“吸热”或“放热”）；单位时间内气体分子碰撞活塞的次数______（填“变多”、“变小”或“不变”）。 （2）求活塞处于B处时，容器内气体的压强。 【答案】（1）放热，变多；（2）Pa 【详解】（1）活塞从A处移动到B处的过程中容器内的气体温度不变，即气体的内能不变，由于气体的体积减小，外界对气体做正功，由热力学第一定律公式及，可得，即容器内气体放热。由波意尔定律及体积减小可得，容器内气体的压强增大，所以单位时间内气体分子碰撞活塞的次数变多。 （2）当活塞处在A处时，对活塞受力分析： 解得 Pa 活塞缓慢从A处移动到B处的过程中，由于容器导热良好，容器内气体变化满足等温变化。 初状态 Pa 末状态 根据玻意耳定律 解得 Pa 5. （24-25高二下·浙江温州·期末）如图所示，小明将不规则的物体放在导热性能良好的汽缸内测其体积，具有一定质量的活塞横截面积为S，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，开始时活塞到缸底的距离为h，大气压强为，环境温度为，重力加速度为g，汽缸足够高。现将环境温度缓慢升高了，活塞升高后稳定，缸内气体看成理想气体，求： （1）环境温度从缓慢升高了过程中，气体的压强 （填“增大”“减小”或“不变”），气体内能增加 气体吸收热量Q（填“>”“=”或“<”） （2）被测物体的体积； （3）若保持环境温度为不变，已知活塞质量为，在活塞上放一个质量为的物块，从放上物块到活塞稳定，活塞下降的高度为多少。 【答案】（1）不变，<；（2）；（3） 【详解】（1）由平衡条件知 由于外部大气压强，活塞质量不变，故气体的压强不变。 由热力学第一定律知 封闭气体体积增大，气体对外做功，温度升高吸热，故。 （2）设被测物体的体积为，则开始时缸内气体的体积为 环境温度升高过程，气体发生等压变化，则有 代入得 （3）开始时缸内气体压强 在活塞上放一个质量为的物块，则缸内气体压强变为 设活塞下降的高度为，由玻意耳定律得 解得 6. （24-25高二下·浙江·期末）如图所示，一绝热密闭汽缸横截面积为S，汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不计的光滑绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，气柱长为L，气体热力学温度，在活塞上面放置一个质量为m的物体，活塞下降高度h后静止。在汽缸内部有一电阻丝，电阻丝两端接通电源对缸内气体加热，活塞缓慢上升高度h回到初始位置。大气压强恒为，重力加速度g，电阻丝产生的热量为Q。求： （1）活塞下降高度h后缸内气体的热力学温度； （2）缸内气体加热，活塞缓慢上升的高度h回到初始位置时，缸内气体的热力学温度； （3）气体加热过程内能增加量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）活塞下降高度过程 解得 （2）由理想气体方程 解得 （3）对外做功 由热力学第一定律得 7. （24-25高二下·浙江衢州·期末）如图甲所示，将一导热性良好、横截面积的薄壁容器竖直倒置，当容器口刚接触水面时容器中气体处于状态1。如图乙所示，对容器施加一外力使其沿竖直方向缓慢进入水中，当底部刚与水面平齐时，容器中气体处于状态2，此时内外水面高度差。如图丙所示，慢慢升高水温，控制外力大小，保持容器内外水面高度差不变，容器沿竖直方向缓慢上升，当气体恰好充满容器时处于状态3。全过程无气体从容器中逸出，已知大气压强，环境温度，水的密度，则        (1)从状态1到状态2，容器中气体分子热运动的平均速率________（选填“增大”、“减小”或“不变”），单位时间单位面积气体分子对容器壁的撞击次数________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (2)求容器的高度和状态3气体的温度； (3)从状态2到状态3气体内能增量，求此过程气体与外界交换的热量。 【答案】(1) 不变 增大 (2)110cm， (3) 【详解】（1）[1][2]从状态1到状态2，容器中气体温度不变，则分子热运动的平均速率不变；气体压强变大，体积减小，则单位时间单位面积气体分子对容器壁的撞击次数增大； （2）状态2的压强 状态1到状态2，根据玻意耳定律     得     状态2到状态3，气体压强不变，则盖吕萨克定律 得 （3）气体对外做功 根据热力学第二定律可知 得 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 热力学定律 核心必练+进阶提升+培优冲刺 三层突破 1. （24-25高二下·浙江舟山·期末）一辆汽车以80km/h的速度行驶时，每10km耗油约1L。根据汽油的热值进行简单的计算可知，这时的功率约为70kW。如图是该汽车行驶时功率分配的大致比例图。下列判断正确的是（    ） A．汽车发动机是把内能转化为机械能的装置，随着技术的发展，总有一天能实现内能全部转化为机械能 B．由图中数据计算可得发动机的输入功率为9kW C．由图中数据计算可得该汽车的机械效率约为11% D．如果汽车以题中速度连续行驶5小时，则耗油约为5L 2. （24-25高二下·浙江宁波·期末）以下实验中，说法正确的是________。 A．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，弹簧测力计的外壳可以和木板接触 B．“用油膜法估测分子大小”实验中，若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏大 C．“用多用电表测量电学中的物理量”实验结束时，应把选择开关置于欧姆挡倍率最大处 D．“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，以白光为光源将得到黑白相间条纹 3. （24-25高二下·浙江温州·期末）以下实验中，说法正确的是（　　） A．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器安装在光具座上，其中三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片 B．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，弹簧测力计不可以和木板接触 C．在“用单摆测量重力加速度”实验中，为方便测量摆的周期，开始时拉开摆球，使摆角较大 D．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，油膜的厚度等于1滴油酸溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比 4. （24-25高二下·浙江宁波·期末）以下实验中，说法正确的是（　　） A．图甲为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验用的变压器，实验时所用的学生电源必须选择交流电输出 B．图乙为“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中用到的油酸酒精溶液，由于配制时不小心把酒精倒多了一点，则油酸分子直径的计算结果会偏大 C．图丙为“用传感器探究气体等温变化的规律”实验装置图，根据测得数据作p−V图线时得到的是过原点的倾斜直线 D．用图丁装置“探究气体等温变化的规律”时，为保证实验的准确性，应该快速推动活塞，并快速读数 5. （24-25高二下·浙江绍兴·期末）下列四幅图涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A．甲图中用棉线实现自动浇水，利用了毛细现象 B．乙图中是某种矿物的微观结构，该物质有固定的熔点 C．丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子间存在引力 D．丁图中悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显 6. （24-25高二下·浙江金华·期末）某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。经过多次实验，作出图像如图乙所示，则（　　） A．若增大气体体积时拉活塞速度过快，对应的图线是b B．若推拉活塞时手握住注射器，对应的图线是a C．若实验中有漏气，对应的图线是b D．若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体，对应的图线是c 7. （24-25高二下·浙江金华·期末）与下列图片相关的物理知识说法正确的是（　　） A．甲图中增加透射光栅狭缝个数，衍射条纹的宽度会变窄，亮度将增加 B．乙图薄板上的石蜡熔化成圆形区域，说明薄板是晶体 C．丙图中分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力大 D．丁图中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量 8. （24-25高二下·浙江丽水·期末）下列说法正确的是（　　） A．图甲“验证动量守恒定律”实验中，入射小球的质量必须要大于被碰小球的质量 B．图乙“探究气体等温变化的规律”实验中，在活塞上涂润滑油的主要目的是减小摩擦 C．图丙“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，往浅盘中滴入油酸酒精溶液待稳定后再描绘油膜轮廓 D．图丁“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，发现分划板的中心刻线与条纹不平行，可通过左右调节拨杆使其平行 9. （24-25高二下·浙江舟山·期末）下列四幅图所涉及的物理知识，描述正确的是（　　） A．甲图中曲线②对应状态的气体分子平均速率更小 B．乙图中分子间距离大于时，增大分子间距离，分子力做负功 C．丙图中微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，容器内气体温度降低 10. （24-25高二下·浙江金华·期末）关于下列插图的说法正确的是（    ） A．甲图中细管材料制作防水衣的防水效果比好 B．乙图中方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象 C．丙图中观看3D电影时佩戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片 D．丁图的绝热容器中，为真空，内封闭一定量的气体，抽掉隔板，容器内气体平均分子动能减小 11. （24-25高二下·浙江湖州·期末）关于下列四幅图像的描述，说法正确的是（　　） A．图甲为同种大量气体分子热运动的速率分布图像，曲线②对应的温度较高 B．图乙为一定质量的理想气体在不同温度下的等温线，由图像可知 C．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，由图可知分子间的距离从增大的过程中，分子力先减小后增大 D．图丁为一定质量的理想气体从状态开始，第一次经绝热过程到状态，第二次先经等压过程到状态，再经等容过程到状态。则过程比过程气体对外界所做的功多 12. （24-25高二下·浙江嘉兴·期末）海洋温差发电安全无污染，储量巨大。在某次发电测试实验中，探测到490m深处的海水温度为290K。如图所示，将某种气体封闭在横截面积S =2m2的气缸内，气缸从深海490m深处上浮到海面，随着海水温度升高，封闭气体的体积增大，活塞缓慢上升且始终未脱离气缸。该气体可看作理想气体，气缸导热性能良好，活塞质量不计。已知海面处温度、此处气缸内气体体积，大气压强恒为，海水密度，忽略水的阻力影响。 (1)气缸从深海上浮到海面，气缸内气体分子的平均速率___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）；单位时间内，单位面积上气体分子对器壁的作用力___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）； (2)求气缸从深海490m深处上浮到海平面的过程中，活塞相对缸底上升的距离___________（计算结果保留3位有效数字）； (3)在上述过程中，气缸内含该气体1.7kg，上升过程吸收的总热量为105kJ，已知1摩尔该气体的内能U=kT，其中常量k=25J/K，1摩尔该气体质量为17g， 求该气体对外做的功。 13. （24-25高二下·浙江舟山·期末）如图所示，内壁光滑、高度为6h的绝热气缸，气缸上端开口与大气相通，一外形不规则的物体放置在气缸中，气缸中的绝热活塞密闭一定量的理想气体。开始时气体温度为T，活塞静止，活塞距气缸上端距离为h。现缓慢加热气体，使活塞恰好移动至气缸上端，此时气体的温度。已知活塞的质量为m，截面积为S，大气压强为，重力加速度为g，活塞厚度、电热丝体积忽略不计。 (1)加热过程中，气体的分子数密度________（填“变大”“变小”或“不变”）；气体分子对气缸单位面积上的压力________（填“变大”“变小”或“不变”）； (2)求不规则物体的体积V； (3)上述加热过程中，若气体吸收的热量为Q，求气体的内能变化量。 1. （24-25高二下·浙江绍兴·期末）如图所示，一导热薄壁气缸固定在水平桌面上，用厚度不计的活塞密封一定质量的理想气体，轻绳一端固定在活塞上，另一端跨过定滑轮与水平地面上质量为的物块连接。活塞左侧固定一原长为，劲度系数为的轻弹簧。初始状态时，缸内气体温度为，活塞与气缸左壁距离为，物块恰好与地面无压力。已知大气压强为，活塞横截面积为，忽略一切摩擦。 (1)求初始状态时，缸内气体的压强； (2)现缓慢降低气体温度， ①弹簧恰好与气缸左壁接触，该过程气体内能减少了50J，求气体向外放出的热量； ②当弹簧长度变为时，求此时气体的温度。 2. （24-25高二下·浙江台州·期末）研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，在温度超过56℃时，经30分钟就可以灭活。如图所示，一粗细均匀且足够高的绝热气缸被绝热活塞分隔成上下两部分，气缸底部接有电热丝E。现将含有新冠病毒的理想气体封闭在气缸内，活塞与底部的距离，活塞的横截面积、质量，气体初始温度，不计活塞和气缸间的摩擦，取大气压为。现将电热丝缓慢加热气体。求： (1)气缸内理想气体热运动的平均速率______（“增大”、“不变”、“减小”），单位时间撞击单位面积气缸壁的分子数______（“增大”、“不变”、“减小”）； (2)若要能够灭活新冠病毒，气缸内理想气体体积至少增加多少； (3)刚达到灭活温度时，若理想气体吸收的热量，则气体内能增加量为多少。 3. （24-25高二下·浙江杭州·期末）如图1所示，内壁光滑、导热性能良好的气缸（气缸口足够高）竖直放置在水平桌面上，用横截面积、质量的活塞封闭一定质量的理想气体。初始状态1时气柱长度，温度。现保持温度不变将气缸缓慢转为水平放置，稳定后达到状态2，如图2所示。随后对气缸缓慢加热，使温度升至，达到状态3，状态2→3过程中气体内能变化。取大气压强。 (1)从状态1→2，气体分子平均速率________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；从状态2→3，单位体积内的分子数________（选填“增多”或“减少”）； (2)求状态2时的气柱长度； (3)求状态2→3过程中气体吸收的热量。 4. （24-25高二下·浙江金华·期末）如图所示，一导热性能良好的球形容器内部不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上插入一根足够长、两端开口的长玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S= 0.2cm2，玻璃管内一长为h=15cm的静止水银柱封闭着长度为的空气柱，此时外界温度为。 现把容器浸在温度为 的热水中，水银柱缓慢上升，当水银柱重新静止时下方玻璃管内的空气柱长度变为，实验过程中认为大气压没有变化，大气压（相当于75cmHg）。0℃的热力学温度为273K，忽略水银柱与玻璃管壁之间的阻力。 (1)放入热水后容器内空气分子的平均动能________（选填“变大”、“变小”或 “不变”），空气的分子数密度________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)求容器的容积V； (3)若实验过程中管内气体内能增加了5.6J，请判断气体从外界吸收热量还是向外界放出热量，并计算热量的大小。 5. （24-25高二下·浙江宁波·期末）如图，一个导热性能良好的容器用轻质隔板分成A、B两部分，隔板可被插销K锁定，解除锁定后可无摩擦滑动，隔板上有一个可以远程控制的阀门S（未画出）。初始时刻隔板被插销K锁定，阀门S关闭，A、B部分体积均为V，A中气体压强为大气压p0，B中真空。环境温度始终为T0，所有气体均视为理想气体。 (1)若解除锁定，隔板向右移动，A中气体压强________（选填“增大”、“减小”或“不变”），A中气体________（选填“吸热”、“放热”或“不吸热也不放热”） (2)若打开阀门S，待系统稳定后再关闭阀门S，再解除锁定。将A接一个打气筒（图中未画出），打气筒每次打气都把压强为p0、温度为T0、体积为的气体打入A中。缓慢打气若干次后，B的体积变为。假设打气过程中整个系统温度保持不变，求打气的次数n。 6. （24-25高二下·浙江宁波·期末）如图所示，在水平放置的导热性能极好的气缸内用横截面积为的轻质活塞（不计活塞厚度）封闭一定质量的理想气体。当环境温度时，活塞与气缸左侧底部的距离为l₁=6cm，与气缸开口处a、b两个卡口左表面的距离为。不计一切摩擦，大气压强恒为。 (1)当环境温度升高、活塞缓慢向右移动的过程中，气缸内气体分子热运动的平均速率________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；单位时间单位面积上气体分子碰撞活塞的次数________（选填“增加”、“减少”或“不变”）； (2)求活塞刚刚向右移动到卡口处时的环境温度T2； (3)当环境温度由T1=300K缓慢升高到时，缸内气体吸收的热量为Q=1.4J，求该过程中缸内气体内能的变化量△U。 7. （24-25高二下·浙江温州·期末）将横截面积为的圆柱形汽缸倒立固定在铁架台上，内有可自由移动的光滑轻质活塞，活塞通过轻绳与放置在水平面上的重物相连，重物的质量为，初始时轻绳恰好拉直但无弹力，现将一团燃烧的轻质酒精棉球经阀门K放置于活塞上，棉球熄灭时立即关闭阀门K，此时活塞距离汽缸底部为。缸内气体缓慢冷却至环境温度的过程中向外界释放的热量为，重物上升的高度为。已知环境温度恒为，外界大气压为，缸内气体可以看作是理想气体。 (1)棉球熄灭到缸内气体缓慢冷却至环境温度的过程是___（选填“可逆”或“不可逆”）的，分子平均动能____（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (2)求重物恰要离开地面时缸内气体的压强和棉球熄灭时的缸内气体温度； (3)求缸内气体缓慢冷却至环境温度的过程中内能的变化量。 8. （24-25高二下·浙江丽水·期末）如图所示，粗细不同的绝热气缸固定在水平面上，底部面积为，活塞可在气缸内无摩擦的滑动，其截面积为，气缸中气体的温度，两部分气柱长度均为，活塞通过水平轻绳绕过光滑的定滑轮与重物连接，已知大气压强，缸内气体可看作理想气体。 (1)通过电热丝加热改变气缸内的温度，活塞缓慢向右移动的过程中，在单位面积上气体撞击器壁的平均作用力______（选填“增大”、“不变”或者“减小”），分子的平均动能将______（选填“增大”、“不变”或者“减小”） (2)求活塞缓慢向右移动时气体的温度； (3)若此过程气体吸收了200J热量，气体内能增加了180J，求悬挂物的质量。 9. （24-25高二下·浙江温州·期末）如图1所示，一质量为m=1kg、导热性能良好的汽缸放置在水平地面上，右端开口，汽缸壁内设有卡口，用一质量不计、面积为S=100cm2的活塞，密封一定质量的理想气体，活塞厚度可忽略且能无摩擦滑动。开始时气体处于温度T1=300K、体积V1=500cm3的状态A。如图2所示，现用一细线竖直悬挂活塞，待稳定至状态B，此时活塞恰好到达汽缸内的卡口处，活塞与卡口无相互作用力。随后将汽缸内气体加热至温度为T3=330K的状态C，从状态A到状态B的过程中气体吸收热量0.5J，从状态A到状态C的过程中气体内能共增加了12.5J，大气压p0=1.01×105Pa，重力加速度g=10m/s2求： (1)气体从状态A到状态B过程，分子平均动能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”），气体从状态B到状态C过程器壁单位面积所受气体分子的平均作用力_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)气体在状态C的压强p3； (3)气体由状态A到状态C过程中一共从外界吸收热量Q。 10. （24-25高二下·浙江温州·期末）如图所示，竖直放置的汽缸高H=18cm，距缸底h=11cm的光滑内壁上安装有小支架，质量m=1kg、横截面积S=1×10−3m2的活塞静置于支架上。缸内封闭了一定质量的理想气体，气体的温度T0=300K，压强等于大气压强p0=1.0×105Pa。活塞与内壁接触紧密。现对密闭气体缓慢加热，使气体温度最终升高至T=450K，此过程气体内能增加了13.6J，重力加速度取10m/s2。求： (1)在缓慢加热过程中，活塞刚要离开小支架时的气体温度T1； (2)气体温度最终升高至T=450K时，汽缸内气体的体积； (3)整个过程气体吸收的热量Q。 11. （24-25高二下·浙江宁波·期末）如图所示，一端开口的绝热试管竖直放置，开口朝上，试管总长，横截面积，试管内用水银封闭一段理想气体，气柱高度与水银柱高度均为总长，试管下侧内部有一电阻丝，电阻丝的体积可忽略。该理想气体初始处于状态A，现通过电阻丝对封闭的气体缓慢加热，使水银上液面恰好到达玻璃管开口处，气体处于状态。继续对封闭气体缓慢加热，直至水银恰好即将全部流出，气体达到状态。已知大气压强（约为），重力加速度大小。求： (1)气体从状态A到状态对外所做的功； (2)气体从状态到状态，其分子平均动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），试管内壁单位面积受到的压力______（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (3)已知气体从状态A到状态，内能增加，求整个过程电阻丝放出的热量。 1. （24-25高二下·浙江舟山·期末）固定在水平地面开口向上的圆柱形绝热汽缸如图所示，用质量的绝热活塞密封一定质量的理想气体，活塞可以在汽缸内无摩擦移动。活塞下端与汽缸底部间连接一劲度系数的轻质弹簧。初始时，活塞与缸底的距离，弹簧正好处于原长，缸内气体温度。已知大气压强，活塞横截面积，不计弹簧的质量和体积。 （1）求初始状态时缸内气体的压强； （2）现通过电热丝R加热缸内气体，使活塞缓慢上升4cm，求此时缸内气体的温度； （3）在满足（2）的整个过程中，缸内气体的内能增加158J，求其吸收的热量Q。 2. （24-25高二下·浙江金华·期末）如图所示，某柱形绝热汽缸竖直放置，底部有一加热装置（电热丝体积忽略不计），内置轻质光滑的绝热活塞密封一定质量的理想气体，汽缸内截面积。活塞上静止放置一质量为的物块，活塞距汽缸底部（图中位置），此状态下封闭气体温度为。已知外界大气压强。现开启加热装置，活塞缓慢上升： (1)上升过程中，缸内气体分子的平均动能_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)若活塞缓慢上升了到位置，求状态下的气体温度； (3)若（2）问中，气体吸收热量，求气体内能的变化量。 3. （24-25高二下·浙江湖州·期末）如图所示，绝热的汽缸竖直放置，汽缸内用横截面积为S的活塞（质量不计）密闭了一定质量的理想气体，活塞可沿汽缸无摩擦滑动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个光滑定滑轮与质量为m的物块连接，此时活塞静止在距缸底高度为处。当给汽缸内的电热丝通电，使气体温度升高，活塞缓慢移动到距缸底高度为处，已知大气压强，重力加速度g。 （1）整个过程中，密闭气体的内能是增加还是减少？ （2）求加热前密闭气体的压强P； （3）求整个过程中密闭气体对外做功W。 4. （24-25高二下·浙江温州·期末）如图，一导热良好的圆柱形容器竖直悬挂于天花板，用横截面积m2的轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂一质量kg的沙袋，此时活塞处在距离容器上底面m的A处，气体的温度K。由于沙袋破损，沙子缓慢流出，活塞缓慢移动到距离容器上底面m的B处。已知大气压Pa，装置不漏气，环境温度保持不变，不计摩擦。 （1）活塞从A处移动到B处的过程中容器内气体______（填“吸热”或“放热”）；单位时间内气体分子碰撞活塞的次数______（填“变多”、“变小”或“不变”）。 （2）求活塞处于B处时，容器内气体的压强。 5. （24-25高二下·浙江温州·期末）如图所示，小明将不规则的物体放在导热性能良好的汽缸内测其体积，具有一定质量的活塞横截面积为S，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，开始时活塞到缸底的距离为h，大气压强为，环境温度为，重力加速度为g，汽缸足够高。现将环境温度缓慢升高了，活塞升高后稳定，缸内气体看成理想气体，求： （1）环境温度从缓慢升高了过程中，气体的压强 （填“增大”“减小”或“不变”），气体内能增加 气体吸收热量Q（填“>”“=”或“<”） （2）被测物体的体积； （3）若保持环境温度为不变，已知活塞质量为，在活塞上放一个质量为的物块，从放上物块到活塞稳定，活塞下降的高度为多少。 6. （24-25高二下·浙江·期末）如图所示，一绝热密闭汽缸横截面积为S，汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不计的光滑绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，气柱长为L，气体热力学温度，在活塞上面放置一个质量为m的物体，活塞下降高度h后静止。在汽缸内部有一电阻丝，电阻丝两端接通电源对缸内气体加热，活塞缓慢上升高度h回到初始位置。大气压强恒为，重力加速度g，电阻丝产生的热量为Q。求： （1）活塞下降高度h后缸内气体的热力学温度； （2）缸内气体加热，活塞缓慢上升的高度h回到初始位置时，缸内气体的热力学温度； （3）气体加热过程内能增加量。 7. （24-25高二下·浙江衢州·期末）如图甲所示，将一导热性良好、横截面积的薄壁容器竖直倒置，当容器口刚接触水面时容器中气体处于状态1。如图乙所示，对容器施加一外力使其沿竖直方向缓慢进入水中，当底部刚与水面平齐时，容器中气体处于状态2，此时内外水面高度差。如图丙所示，慢慢升高水温，控制外力大小，保持容器内外水面高度差不变，容器沿竖直方向缓慢上升，当气体恰好充满容器时处于状态3。全过程无气体从容器中逸出，已知大气压强，环境温度，水的密度，则        (1)从状态1到状态2，容器中气体分子热运动的平均速率________（选填“增大”、“减小”或“不变”），单位时间单位面积气体分子对容器壁的撞击次数________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (2)求容器的高度和状态3气体的温度； (3)从状态2到状态3气体内能增量，求此过程气体与外界交换的热量。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $