专题03 热学（期末专项训练）高二物理下学期教科版

专题03 热学 考点一遍过 题型1 分子动理论 1 题型2 分子力与分子势能 4 题型3 固体液体 7 题型4 理想气体状态方程 10 题型5 液柱模型 15 题型6 关联气体模型 19 题型7 变质量模型 25 题型8 热力学第一定律 29 题型9 热力学第二定律 33 题型10 热力学与气体图像综合 36 题型1 分子动理论 1．(24-25高二下·内蒙古锡林郭勒盟高中联考·期末)下列事实可作为分子动理论相应观点证据的是（　　） A．风卷浪涌，说明空气中的分子在做永不停息的热运动 B．布朗运动是指液体（气体）分子的无规则热运动 C．固体、液体很难被压缩，说明分子间有斥力 D．气体很难被压缩，说明气体分子间有斥力 【答案】C 【来源】内蒙古锡林郭勒盟高中联考2024-2025学年高二下学期7月期末考试物理试题 【详解】A．风是宏观的机械运动，并非分子热运动，故A错误； B．布朗运动是悬浮颗粒的运动，反映液体（气体）分子热运动，而非分子本身，故B错误； C．固体、液体难压缩是因分子间距小，斥力显著，故C正确； D．气体难压缩通常因压强增大，而非分子间斥力（分子间距较大时斥力可忽略），故D错误。 故选C。 2．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中·期末)把墨汁用水稀释后取出一滴，放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．在光学显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭微粒 B．布朗运动就是炭微粒分子的无规则运动 C．乙图中记录的不是两个炭微粒的实际运动轨迹 D．若水温相同，则乙图中炭微粒b较小 【答案】C 【来源】福建省泉州市安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】A．分子很小，在显微镜下不能看到水分子，能看到悬浮的小炭粒，故A错误； B．小炭粒在不停地做无规则运动，这是布朗运动，不是炭微粒分子炭微粒分子，故B错误； C．图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，即不是固体颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，故C正确； D．颗粒越小，液体分子对颗粒的撞击越不平衡，布朗运动越明显。由图可知，乙图中颗粒b的布朗运动更不明显，所以水温相同，则乙图中炭微粒b较大，故D错误。 故选C。 3．(24-25高二下·河南南阳·期末)1827年，英国植物学家布朗用显微镜观察了悬浮在水中的花粉的运动。他起初认为，微粒的运动不是外界因素引起的，而是其自发的运动。是不是因为植物有生命才产生了这样的运动？布朗用当时保存了上百年的植物标本，取其微粒进行实验，他还用了一些没有生命的无机粉末进行实验。结果是，不管哪一种微粒，只要足够小，就会发生这种运动；微粒越小，运动就越明显。这说明（　　） A．微粒的运动不是生命现象 B．微粒越小，水分子运动越剧烈 C．微粒越小，微粒内分子运动越剧烈 D．温度越高，水分子运动越剧烈 【答案】A 【来源】河南省南阳市2024-2025学年高二下学期期末物理试卷 【详解】A．实验表明无论微粒是否有生命，只要足够小就会运动，说明运动与生命无关，故A正确； B．微粒越小，布朗运动越明显，但水分子运动的剧烈程度由温度决定，题干未提温度变化，故B错误； C．布朗运动反映液体分子的运动，与微粒内部分子运动无关，故C错误； D．题干未涉及温度变化的实验，无法得出温度影响的结论，故D错误。 故选A。 4．(24-25高二下·山东菏泽·期末)（多选）吸烟有害健康。利用所学知识估算在一个容积约为的房间，若有一人吸了一根烟，假设吸入气体的体积等于呼出气体的体积，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为，一根烟大约吸10次。已知在标准状况下，空气的摩尔体积为，以下选项正确的是（　　） A．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 B．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 C．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 D．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 【答案】AC 【来源】山东省菏泽市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】AB．吸烟者吸一根烟吸入的气体总体积为 所以吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数为（个） 故A正确，B错误； CD．不吸烟者呼吸一次吸入的被污染过的空气分子个数为（个） 故C正确，D错误。 故选AC。 5．(24-25高二下·广东东莞·期末)1827年，英国植物学家布朗在显微镜下观察悬浮在液体里的花粉颗粒时，发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动，这种运动称为布朗运动。下列说法正确的是（　　） A．液体温度升高，每一个液体分子的运动速率都会增大 B．液体温度一定时，花粉颗粒越大，花粉颗粒的无规则运动越明显 C．液体温度为时，布朗运动不会停止 D．布朗运动就是液体分子永不停息的无规则运动 【答案】C 【来源】广东省东莞市2024-2025学年高二下学期期末质量检查物理试题 【详解】A．温度升高时，液体分子的平均动能增大，但不是每一个液体分子的运动速率都会增大，故A错误； B．温度一定时，颗粒越大，液体分子撞击的合力越易平衡，布朗运动越不明显，故B错误； C．0℃时液体分子仍存在热运动，布朗运动不会停止，故C正确； D．布朗运动是颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，故D错误。 故选C。 题型2 分子力与分子势能 6．(24-25高二下·吉林长春、四平两地六县（区）重点中学·期末)关于分子动理论，下列说法中正确的是（    ） A．图甲中，花粉颗粒的运动就是花粉分子的无规则热运动 B．图乙为分子势能与分子间距的关系图，分子间距为时，分子斥力与引力平衡 C．图丙中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用的引力和斥力均为零 D．图丁中的茶鸡蛋颜色变深是布朗运动的结果 【答案】B 【来源】吉林省长春、四平两地六县（市区）重点中学2024-2025学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】A．图甲中，花粉颗粒的运动是布朗运动，是由做无规则热运动的液体分子对花粉颗粒的撞击而形成的，反映的是液体分子的无规则热运动，故A错误； B．图乙中，分子间距为时，分子力为零，分子斥力与引力平衡，故B正确； C．图丙中，当两个相邻的分子间距离为时，分子力为零，即它们间相互作用的引力和斥力的合力为零，而引力和斥力相等，均不为零，故C错误； D．图丁中的茶鸡蛋颜色变深是扩散的结果，故D错误。 故选B。 7．(24-25高二下·江苏淮安·期末)如图所示，当分子间距为时，分子间作用力为零。分子A、B的间距从减小到的过程中（　　） A．分子引力变小、斥力变大 B．分子力先减小后增大 C．分子势能先增大后减小 D．分子力先做正功后做负功 【答案】D 【来源】江苏省淮安市2024-2025学年高二下学期期末调研测试物理试题 【详解】AB．分子A、B的间距从减小到的过程中分子力先增大后减小再增大，分子引力和分子斥力都变大，故AB错误； CD．分子A、B的间距从减小到的过程中分子势能先减小后增大，故分子力先做正功后做负功，故C错误，D正确。 故选D。 8．(24-25高二下·甘肃天水·期末)两分子间的分子力、分子势能与分子间距离的关系如图甲、乙所示（取无穷远处的分子势能，两图像纵坐标对应的物理量需要判断），下列说法正确的是（　　） A．乙图表示分子力与分子间距离的关系 B．当时，分子力为零，分子势能也为零 C．随着分子间距离的增大，两分子间的引力先增大后减小 D．在两分子相互靠近的过程中，两分子间的斥力增大 【答案】D 【来源】甘肃省天水市2024-2025学年高二下学期期末阶段性检测物理试题 【详解】AB．当时，分子力为零，分子势能最小，可知甲图表示分子力与分子间距离的关系，选项AB错误； C．随着分子间距离的增大，两分子间的引力一直减小，选项C错误； D．在两分子相互靠近的过程中，两分子间的斥力增大，选项D正确。 故选D。 9．(24-25高二下·吉林长春农安县第十中学·期末)分子力、分子势能与分子间距离的关系图像如图甲、乙所示（取无穷远处分子势能）。下列说法正确的是（　　） A．甲图像为分子势能与分子间距离的关系图像 B．当时，分子力为零 C．随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大 D．随着分子间距离的增大，分子势能先减小后增大再减小 【答案】B 【来源】吉林省长春市农安县第十中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题 【详解】AB．在时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，故A错误，B正确； C．随着的增大分子间作用力先减小再增大后减小，故C错误； D．随着分子间距离的增大，分子势能先减小后一直增大，故D错误。 故选B。 10．(24-25高二下·河北衡水枣强中学、董子高级中学、昌黎第一中学联考·期末)某独立空间内只有甲、乙两个分子，如图所示为两分子组成的系统的势能与两分子间距离的关系曲线。甲分子固定于坐标原点，以甲、乙分子位置的连线为轴，假设乙分子只受甲分子的作用力，下列说法正确的是（　　） A．当大于时，分子间的作用力表现为引力 B．在由变到的过程中，乙分子的动能增大 C．当等于时，乙分子的加速度最大 D．在由变到的过程中，分子间的作用力做正功 【答案】B 【来源】河北省衡水市枣强中学、董子高级中学、昌黎第一中学联考2024-2025学年高二下学期6月期末物理试题 【详解】A．图像可知分子间距时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离，当r小于时分子间的作用力表现为斥力，当r大于时分子间的作用力表现为引力，故A错误； B．在r由变到的过程中，分子力为斥力，而乙分子远离的过程，斥力做正功，其动能逐渐增大，故B正确； C．当r等于时，分子力为零，则乙分子的加速度最小为零，故C错误； D．在r由变到的过程中，分子间的作用力做引力，分子力做负功，分子势能增大，故D错误。 故选B。 题型3 固体液体 11．(24-25高二下·辽宁鞍山部分高中·期末)下列四幅图的有关说法中不正确的是（　　）    A．图甲中，两分子间距离为时，分子力等于0，分子势能最小 B．悬浮微粒运动的位置连线如图乙所示，其无规则运动是液体分子热运动的直接反映 C．图丙中，食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，这种规则性分布是单晶体在某些性质上体现出各向异性的微观原因 D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高 【答案】B 【来源】辽宁省鞍山市部分高中2024-2025学年高二下学期期末测试物理试题 【详解】A．当两分子间距离为时，分子力为0，分子势能最小，故A正确，不符合题意； B．图中记录的是悬浮微粒每隔一定时间所处位置的连线图，由图可以看出悬浮微粒在做无规则运动，间接地反映液体分子运动的无规则性，故B错误，符合题意； C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，这种规则性分布是单晶体在某些性质上体现出各向异性的微观原因，故C正确，不符合题意； D．由图丁可知，②中速率大的分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，即，故D正确，不符合题意。 故选B。 12．对于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A．图1为用通电的烙铁触及薄板，薄板上的蜂蜡熔化成圆形区域，说明该薄板在传导热量上具有各向异性 B．图2为墨汁在水中扩散，表明分子在做永不停息的无规则运动 C．图3为布朗运动产生原因的示意图，温度越低，布朗运动越明显 D．图4为密闭容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，T1大于T2，且T1对应图像与坐标轴包围的面积大于T2对应图像与坐标轴包围的面积 【答案】B 【来源】河南省焦作市部分学校2024-2025高二下学期教学质量监测物理试题 【详解】A．图1薄板上的蜂蜡熔化成圆形区域，说明薄板在传导热量上具有各向同性，故A错误； B．图2为墨汁在水中扩散，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B正确； C．图3为布朗运动产生原因的示意图，温度越高，微粒越小，布朗运动越明显，故C错误； D．温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比越大，则T1小于T2，但T1对应图像与坐标轴包围的面积等于T2对应图像与坐标轴包围的面积，均为1，故D错误。 故选B。 13．(24-25高二下·广东东莞·期末)中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母（　　） A．各向同性 B．有固定的熔点 C．没有规则的外形 D．是非晶体 【答案】B 【来源】广东省东莞市2024-2025学年高二下学期期末质量检查物理试题 【详解】在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，说明该单层云母片各处的导热率不同，符合晶体各向异性的特点，属于晶体，具有一定的几何外形，有固定的熔点，故选B。 14．(24-25高二下·辽宁丹东·期末)夏天的清晨，植物叶片上挂满了圆滚滚的水珠，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为引力 B．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为引力 C．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 D．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 【答案】A 【来源】辽宁省丹东市2024-2025学年高二下学期期末教学质量监测物理试卷 【详解】A．液体表面层分子间距比内部大，分布更稀疏。当分子间距大于平衡位置时，分子间作用力表现为引力，形成表面张力，故A正确； B．表面层分子更密集不符合实际，故B错误； C．表面层分子间距大时作用力应为引力而非斥力，故C错误； D．表面层分子不可能更密集且斥力主导，故D错误。 故选A。 15．(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)当水银温度计断裂后，逸出的水银在其表面会形成接近球形的水银滴并能自发滚落，滚落过程中几乎不会在瓷砖地面留下痕迹。下列说法正确的是（　　） A．水银能浸润瓷砖地面 B．水银滴呈球形是因为液体表面张力的作用 C．水银滴表面的水银分子间只存在分子引力 D．将两端开口的细玻璃管竖直插入水银中，管内水银面比管外水银面高 【答案】B 【来源】辽宁省县域重点高中2024-2025学年高二下学期期末物理试卷 【详解】A．水银在瓷砖表面形成球形并滚落，说明水银不浸润瓷砖（浸润时液体会铺展），故A错误； B．液体表面张力使液面收缩到最小面积，球形符合这一特性，故B正确； C．分子间同时存在引力和斥力，表面分子间距较大时引力占优，但并非“只存在引力”，故C错误； D．水银不浸润玻璃，插入两端开口的细玻璃管时，管内水银面会低于管外（毛细现象下降），故D错误。 故选B。 题型4 理想气体状态方程 16．(24-25高二下·安徽合肥合肥一六八中学·期末)如图为小明设计的电容式压力传感器原理示意图，平行板电容器与绝缘侧壁构成密闭气腔。电容器上下极板水平，上极板固定，下极板质量为m、面积为S，可无摩擦上下滑动。初始时腔内气体（视为理想气体）压强为p，极板间距为2d。当上下极板均不带电时，外界气体压强改变后，极板间距变为d，腔内气体温度与初始时相同，重力加速度为g，不计相对介电常数的变化，求此时： (1)腔内气体的压强； (2)外界气体的压强； (3)电容器的电容变为初始时的多少倍。 【答案】(1) (2) (3)2倍 【来源】安徽省合肥市合肥一六八中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题 【详解】（1）根据题意可知腔内气体温度不变，根据玻意耳定律有 其中，， 解得 （2）对下极板受力分析有 可得 （3）根据平行板电容器的决定式，变化后间距为d，即板间变为原来的一半，其他条件均不变，可知电容器的电容变为初始时的2倍。 17．(22-23高二下·云南昆明·期末)如图所示，绝热气缸固定在水平地面上，距离缸底处有面积为的绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞可沿汽缸无摩擦滑动且不漏气。靠近气缸开口端有物块P，物块P与活塞用水平轻弹簧相连，此时弹簧恰为原长。气缸内气体温度为27℃，压强与外界大气压强相同，均为。已知物块P的质量，与气缸内壁的动摩擦因数，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的劲度系数，弹簧的形变始终在弹性限度内，取重力加速度。对缸内气体缓慢加热，当物块P刚要滑动时，求： (1)活塞移动的距离； (2)气缸内气体的温度。 【答案】(1)0.1m (2)495K 【来源】云南省昆明市2022-2023学年高二下学期期末质量检测物理试题 【详解】（1）物块P刚要滑动时，设弹簧的压缩量为，可得 解得 （2）设物块P刚要滑动时，气缸内气体的压强为，对活塞，根据受力平衡可得 解得 初始时，气缸内气体的体积为 物块P刚要滑动时，气缸内气体的体积为 设物块P刚要滑动时，气缸内气体的温度为，根据理想气体状态方程有 其中 联立解得 18．(24-25高二下·福建福州平潭翰英中学·期末)如图所示，一定质量的气体放在体积为的导热容器中，室温，有一光滑导热活塞C（体积忽略不计）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的三倍，A室容器上连接有一管内体积不计的足够长的U形管（U形管各部分横截面积相同），两侧水银柱高度差为76cm，A内有体积可以忽略的电阻丝，B室容器可通过一阀门K与大气相通。已知外界大气压。 (1)此时A室内气体压强是多少？ (2)若A室内气体的温度保持不变，将阀门K打开，稳定后： ①A室内气体的体积变为多少？ ②U形管右侧水银柱液面下降多少cm？ (3)若打开阀门K稳定后，给A室内的电阻丝通电，将A室内气体温度加热到多少K时，活塞C恰好到达容器的最左端？ 【答案】(1) (2)①；② (3) 【来源】福建省福州市平潭翰英中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题 【详解】（1）开始时，设室内气体压强为，则 则室内气体压强是 （2）①开始时，设室内气体压强为，则 室的体积为 阀门打开后，室内气体等温变化，稳定后压强为，则 体积设为，根据玻意耳定律有 解得 ②水银总体积不变，形管横截面积不变，最终两侧压强均为，则右边下降高度为。 （3）假设打开阀门后，气体从升到时，活塞恰好到达容器最左端，即室内气体体积变为，根据理想气体状态方程有 解得 19．(24-25高二下·吉林长春、四平两地六县（区）重点中学·期末)如图所示，竖直放置的卡腰式圆柱形汽缸由、两部分组成，两部分高度均为，汽缸的横截面积，汽缸的横截面积是的2倍，汽缸的下端装有抽气筒。汽缸中有光滑活塞（厚度不计），活塞质量为，活塞与汽缸间封闭性良好．初始状态活塞恰好在汽缸的上端，现对汽缸进行缓慢抽气，共抽气12次，每次抽出气体的体积均为。温度保持不变，大气压强为，重力加速度。求： (1)第1次抽气过程中汽缸中的活塞对气体做的功； (2)整个抽气过程结束后，汽缸内气体的压强；（结果保留三位有效数字） (3)整个抽气过程结束后，抽出气体的质量占抽气前气体质量的百分比。（结果保留三位有效数字） 【答案】(1)6J (2) (3)76.9% 【来源】吉林省长春、四平两地六县（市区）重点中学2024-2025学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】（1）由题意可知汽缸b的横截面积为 汽缸b的容积为 汽缸内气体的压强为 第1次抽气过程中抽出气体的体积为 小于汽缸b的容积，活塞还没有达到卡腰处，故第1次抽气过程为等压变化。第1次抽气过程中汽缸b中的活塞对气体做功 （2）由题意得，a汽缸的容积 抽气10次后活塞恰达到卡腰处，汽缸内压强为 第11次抽气过程，根据玻意尔定律，有 解得 同理，第12次抽气过程，根据玻意耳定律，有 解得 （3）由理想气体密度方程得 整个抽气过程结束后剩余气体的质量与抽气体前气体的质量比 故整个抽气过程结束后，抽出气体的质量占抽气前气体质量的百分比为 20．(24-25高二下·河北秦皇岛第一中学·期末)如图所示，在运送一些易碎物品时，快递公司往往会用一层有很多空气泡的气泡膜进行包装，以防止运送的物品碎裂。无物品压在气泡膜上时，每个气泡内气体的压强均为大气压强，体积均为。现将一平板状的物品平放在气泡膜上，发现每个气泡的体积均变为。 (1)不计温度变化的影响，求此时每个气泡内气体的压强； (2)若每个小气泡与物品接触面的面积均为，在运输过程中气泡内气体温度由升高到，假定在物品压力作用下气泡体积不变，求此时每个气泡内气体对物品产生的作用力大小。 【答案】(1) (2) 【来源】河北省秦皇岛市第一中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷 【详解】（1）由于气体温度不变，设此时气体的压强为，由玻意耳定律有 解得 （2）设温度升高到时气体的压强为，则由查理定律有 解得 又因为 可得每个气泡内气体对物品产生的作用力大小为 题型5 液柱模型 21．如图所示，竖直细玻璃管、与水平细玻璃管底部连通，各部分玻璃管内径相同。管上端封有长为的理想气体，管上端开口并与大气相通，此时、两管中水银面恰好相平，且水银面到玻璃管底部的距离为。水平玻璃管内用小活塞封有长度为的理想气体。已知外界大气压强为，忽略环境温度的变化。现用力将活塞缓慢向左推压，使管内的气柱长度变为，此时管内气体未到达管，则活塞向左移动的距离为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【来源】云南昭通市市直中学2026年春季学期高二年级第一次月考物理试卷 【详解】设玻璃管截面积为S，以A管内气体为研究对象，状态1有，，状态2有 由玻意耳定律可得 解得 以C管内气体为研究对象，状态1有， 状态2有， 由玻意耳定律可得 解得 则活塞向左移动的距离，故选D。 22．(24-25高二下·广东云浮·期末)如图所示，粗细均匀的U形管，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L=45cm的理想气体，当温度为27℃时，两管水银面的高度差Δh=10cm，外界大气压为75cmHg。 (1)若对封闭气体缓慢加热，使左、右两管中的水银面相平，求封闭气体的摄氏温度t；（结果保留整数） (2)若封闭气体的温度不变，从右管的开口端缓慢注入水银，使左、右两管中的水银面相平，求注入水银柱的长度l。 【答案】(1)t=112℃ (2)l=22cm 【来源】广东省云浮市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】（1）左、右两管中的水银面相平时，理想气体的长度 以封闭气体为研究对象，根据理想气体状态方程有 解得 即 （2）根据玻意耳定律有 解得 根据几何关系，有 解得 23．(24-25高二下·河北部分学校·期末)如图所示，导热良好的薄壁U形管两臂粗细不等，左管开口向上，封闭的右管横截面积是左管横截面积的3倍，管中装入水银，左管内水银面比右管内水银面高，左管内水银面到管口的距离，右管内封闭的空气柱长度。现用活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使左右两管内水银面相平。已知大气压强恒为，活塞可沿左管壁无摩擦地滑动，推动过程中气体温度视为不变，气体均可视为理想气体。 (1)求再次稳定后右管中气体的压强； (2)求活塞向下移动的距离l； (3)若此时左右两管内封闭气体的温度均为，保持活塞位置和左管内封闭气体的温度不变，现缓慢升高右管内封闭气体的温度，使左管内水银面仍比右管内水银面高，求右管内封闭气体的热力学温度T。 【答案】(1) (2) (3) 【来源】河北省部分学校2024-2025学年高二下学期7月期末考试物理试卷 【详解】（1）以右管内封闭的气体为研究对象，其初状态的压强 设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，设左管内水银面下降的高度为x1，右管内水银面上升的高度为，则 体积关系为 根据玻意耳定律，有 解得 （2）以左管内被活塞封闭的气体为研究对象，左管内封闭气体的初状态压强为，再次平衡后左管内封闭气体的压强 根据玻意耳定律，有 解得 （3）左管内封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律，有 右管内封闭气体的压强 根据理想气体状态方程有 解得 24．(24-25高二下·新疆乌鲁木齐新疆实验中学·期末)如图，一内径相同且粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为，管中气体温度A为，B侧水银面比A侧的高。已知大气压强。若仅通过加热封闭气体使B侧水银面比A侧的高，求此时A管气体的温度。 【答案】 【来源】新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市新疆实验中学2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】对A管气体，初态，， 加热后， 又 由理想气体状态方程 解得 25．(24-25高二下·山东济宁·期末)（多选）如图所示，粗细均匀的弯管右侧开口，左侧被液体封闭一段气体，右侧用一轻质活塞封住一段气体，轻活塞可在管内无摩擦滑动，稳定后液面高度差为h，右侧开口端距轻活塞足够远，已知大气压强为p0，液体密度为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．左侧管内封闭气体压强为 B．若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，左侧液面会向上移动 C．若缓慢向下推动轻活塞，左侧液面上升，左侧管内封闭气体压强增大 D．若加热左侧管内封闭气体，右侧管内封闭气体的体积不变 【答案】ACD 【来源】山东省济宁市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷 【详解】A．右侧用一轻质活塞封住一段气体，则右侧密封气体的压强为，对左侧高为h的液柱进行分析，根据平衡条件有 解得，故A正确； B．若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，右侧气体压强一定，根据平衡条件可知，左侧密封气体压强仍然为 可知，若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，左侧液面不会移动，故B错误； C．若缓慢向下推动轻活塞，即轻活塞受到向下的推力作用，对轻活塞进行分析可知，右侧密封气体压强增大，则左侧液面上升，左侧气体体积减小，由于温度一定，根据玻意耳定律可知，左侧管内封闭气体压强增大，故C正确； D．若加热左侧管内封闭气体，由于右侧气体压强仍然为，其温度也不变，根据理想气体状态方程可知，右侧管内封闭气体的体积不变，故D正确。 故选ACD。 题型6 关联气体模型 26．(24-25高二下·山东泰安·期末)医疗呼吸机在临床医疗中正发挥着极其重要的作用，某型号呼吸机工作原理可简化为如图所示装置，竖直放置的绝热密闭容器，横截面积为，有一质量为的绝热隔板放在卡槽上，隔板与容器密封良好，将容器分隔为容积均为的上下两部分，另有一只气筒分别通过单向气阀与容器上下两部分连接，气筒内活塞和气筒与容器连接处的体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变。两部分气体初始时温度为，均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为大气压强，活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。活塞完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽未分离，此时容器上下两部分气体压强之比为，重力加速度为。 (1)求气筒的容积； (2)完成一次打气后，将关闭，容器保持密封状态，通过电热丝对B中气体缓慢加热，使绝热隔板缓慢向上移动，当A中气体变为时停止加热，求此时B气体的温度。 【答案】(1) (2) 【来源】山东省泰安市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题 【详解】（1）设气筒的容积为，抽气后A中气体的压强变为，由于抽气、打气时气体温度保持不变，根据玻意耳定律可得抽气过程有 解得 同理设打气后B中气体的压强变为，则打气过程有 解得 由题意可知 解得气筒的容积为 同时可求出完成一次打气后A中气体的压强变为 B中气体的压强变为 （2）设当A中气体体积变为时，其压强为，则根据玻意耳定律可得 解得 设此时B中气体的压强为，对隔板进行受力分析，列平衡方程有 解得停止加热时B中气体的压强为 已知未加热时B中气体的压强为，体积为，温度为 停止加热时B中气体的体积为 设停止加热时其温度为，则对B中气体列理想气体状态方程有 解得停止加热时B中气体的温度为 27．(24-25高二下·江西南昌南昌中学·期末)（多选）如图所示，内壁光滑的甲、乙两个气缸的横截面积分别为2S、S，分别竖直固定在天花板和水平 面上，气缸的中心在同一竖直线上，两活塞与竖直刚性细杆组成的整体的总质量为，分别把两团理想气体封闭在气缸内，稳定时甲内气体的压强等于大气压p0，两团气体高度均为d。气缸导热性良好，环境温度恒为T，重力加速度为g，现对气缸甲内的气体缓慢加热，再次稳定后活塞移动的距离为0.5d。下列说法正确的是（　　） A．加热前大气对活塞的作用力大小为3p0S B．加热前气缸乙内气体的压强为2p0 C．加热后气缸甲内气体的压强为4p0 D．加热后气缸甲内气体的温度为3T 【答案】BD 【来源】江西省南昌市南昌中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题 【详解】A．大气对活塞的作用力大小为，A错误； B．设乙内的气体压强为p，对两活塞与刚性杆组成的整体有，解得， B正确； CD．加热时活塞向下移动，对甲内气体有 对乙内气体有 对活塞有 解得，C错误，D正确。 故选BD。 28．(24-25高二下·湖北咸宁·期末)如图，容积均为V0、缸壁可导热的甲、乙两圆柱形汽缸通过体积可忽略的细管连通，放置在压强为p0、温度为T0的环境中；甲汽缸的左下部通过开口O与外界相通，汽缸内的两活塞各自将缸内气体分成体积相等的两部分，环境压强保持不变，不计活塞的体积，忽略摩擦。 (1)若将环境温度缓慢降低，求甲汽缸中的活塞刚到达甲汽缸最右端时的温度； (2)若将环境温度缓慢降低至，然后用气泵从开口O向汽缸内缓慢注入气体，求甲汽缸中的活塞刚到达甲汽缸最右端时，乙汽缸内气体的压强。 【答案】(1) (2) 【来源】湖北省咸宁市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷 【详解】（1）当环境温度降低时，被两活塞封闭的中间部分气体和乙右边部分气体都发生等压变化，则当甲汽缸中的活塞刚到达甲汽缸最右端时，由盖−吕萨克定律可得 对于乙汽缸中右边部分气体有 两活塞封闭的中间部分气体 解得 （2）设当汽缸中的活塞刚到达甲汽缸最右端时，乙汽缸内气体的压强为p，则此时两活塞之间气体压强也等于p，设此时乙内右边部分气体的体积为V，则两活塞中间气体被压缩的体积为V0−V，则 对于乙汽缸中右边部分气体有 两活塞封闭的中间部分气体 联立解得， 29．(24-25高二下·内蒙古部分学校·)横截面积为S的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在竖直放置、导热良好的圆柱形汽缸内，初始时外界的热力学温度为，活塞下表面距汽缸底部的高度为h。现将一小物块轻放在活塞上表面，如图所示，再次平衡时，活塞下表面距汽缸底部的高度为。大气压强恒为，重力加速度大小为g，活塞和汽缸间的摩擦可忽略。 (1)求小物块的质量m； (2)若外界温度缓慢升高，当活塞恢复到初始位置时再次稳定，求此时外界的热力学温度T。 【答案】(1)； (2) 【来源】内蒙古部分学校2024-2025学年高二下学期7月联考物理试卷 【详解】（1）设小物块轻放在活塞上表面，再次平衡后封闭气体的压强为，对活塞受力分析有 根据玻意耳定律有 解得 （2）根据查理定律有 解得 30．(24-25高二下·黑龙江龙东联盟·期末)如图是一同学设计的车间温度监控器，平台上表面有一个压力传感器（大小可忽略），开口向上、导热良好的气缸通过活塞密封了一定质量的理想气体，活塞固定在竖直轻杆上，轻杆上端固定在水平面上。当温度为时，活塞下表面距气缸底部上表面的距离为，平台上表面到气缸下表面的距离为，随着温度升高，气缸下移，气缸接触平台时，活塞未脱离气缸。已知气缸的质量为，活塞的横截面积为，大气压强，重力加速度为，求： (1)当温度为时，封闭气体的压强； (2)当压力传感器的示数大于时，传感器就会报警，求传感器报警的最低环境温度。 【答案】(1) (2) 【来源】黑龙江省龙东联盟2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题 【详解】（1）温度为时，对气缸受力分析，根据平衡条件可得 解得封闭气体的压强为 （2）设活塞刚好报警时，末状态封闭气体的压强为，此时封闭气体的体积为；对气缸受力分析，可得 解得 由理想气体状态方程可得 解得 题型7 变质量模型 31．(24-25高二下·河北河北枣强中学·期末)某种喷雾器贮液筒的总容积为6L，若装入5L的药液后将加水口密封盖盖好，如图所示。拉压一次与贮液筒相连的活塞式打气筒，可以把体积为0.2L、压强为1atm的空气打进贮液筒。设打气过程中气体温度不变，外界大气压强为1atm，求： (1)关闭阀门，用打气筒向贮液筒内打气两次，当液面上方气体温度与外界温度相等时，气体压强为多大？ (2)要使贮液筒中液面上方的气体压强达到4atm，打气筒要拉压多少次？当贮液筒内气体压强达4atm时停止打气，打开喷雾阀门使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时贮液筒内还剩多少药液？ 【答案】(1) (2)15次； 【来源】河北省河北枣强中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题 【详解】（1）设大气压强为，贮液筒内原来空气体积为，打气两次后气体压强为，每次打入空气体积为。由玻意耳定律 其中，， 代入可得 （2）设打气筒拉压次，由玻意耳定律， 解得次。 打开阀门后，设此时气体体积为 由 得 则剩余药液体积 【点睛】 32．(24-25高二下·吉林长春农安县第十中学·期末)在夏季，汽车静止在温度为的环境时，系统显示右前轮的胎压为；到了冬季，汽车静止在温度为的环境时，系统显示右前轮的胎压变为。在夏季到冬季的这段时间，该轮胎一直没有充过气。已知轮胎内气体体积，轮胎内气体可视为理想气体且体积不变，大气压强为。 (1)通过计算判断这段时间内该轮胎是否漏气？若漏气，计算出漏出的气体占轮胎内原有气体质量的比值。 (2)为了安全，在的环境下需充气使该轮胎的静态胎压达到。假设充气过程中轮胎内气体的温度与环境相同且不变，求充入气体在大气压强下的体积。 【答案】(1)漏气， (2) 【来源】吉林省长春市农安县第十中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题 【详解】（1）若轮胎没有漏气，设轮胎内气体在冬季的压强为，由查理定律可得 其中 联立解得 因为 所以有漏气，假设轮胎内气体在温度为，压强为状态下，漏出气体的体积为，由理想气体状态方程可得 漏出气体的质量与轮胎内原有气体质量的比值 解得 （2）设充进轮胎的空气的体积为，由玻意耳定律 其中 解得 33．(24-25高二下·广东广州·期末)2025年3月21日神舟十九号航天员圆满完成出舱任务。当航天员执行出舱任务前，需先进行泄压，即将气闸舱内的大部分气体抽到密封舱内后，才能打开出舱舱门。若泄压前，气闸舱内的气体压强为p0，体积为V0；密封舱内气体的压强为p0，体积为10V0，泄压后密封舱内气体压强为1.094p0。泄压过程中，两舱内温度保持297K不变，气体为理想气体并忽略航天员对气体的影响，抽气泵与连接管道气体体积不计。 (1)泄压后打开舱门前，求气闸舱内的压强p1为多少； (2)太空中稀薄气体压强近似为0.001p0，温度为99K。打开舱门一段时间后，则舱内剩余空气的质量是原来的多少？ 【答案】(1)0.06p0 (2)5% 【来源】广东省广州市2024-2025学年高二下学期期末联考物理试卷 【详解】（1）将密封舱和气闸舱内的气体看作一个系统，泄压过程为等温变化，由玻意耳定律得 解得 （2）泄压后，气闸舱开舱门前p1=0.06p0，体积为V0，T=297K，打开舱门后p′=0.001p0，T′=99K，由理想气体状态方程得 解得 则舱内剩余空气的质量与原来空气质量的比值为 即舱内剩余空气的质量是原来的5%。 34．(24-25高二下·山东菏泽·期末)如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑。一定质量的理想气体被质量为、横截面积为的活塞封闭在汽缸内，活塞到缸底部的距离，两处设有卡口，其间距，开始时活塞停在卡口上方处，缸内气体的压强为，温度为，现缓慢加热缸内气体直至活塞刚好到达AB处，之后保持气体温度不变，再用力缓慢推活塞使活塞回到初始位置。已知大气压强，重力加速度。 (1)求缸内气体最后的压强； (2)在图乙中定性画出整个过程的图线； (3)若最开始时保持气体温度不变，采用充气的方式使活塞刚好达到AB处，应充入大气的体积？ 【答案】(1) (2) (3) 【来源】山东省菏泽市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】（1）活塞从直至刚好到达AB处过程，气体压强不变，对活塞受力分析可得 解得 活塞从到活塞刚好到达处，气体温度不变，由波意耳定律有 联立解得 （2）活塞未离开，气体做等容变化，压强增大；活塞从直至刚好到达AB处过程，气体压强不变、体积增大；活塞从直至活塞到达处，气体温度不变、压强增大，图像如下 （3）设冲入大气的体积为V，由波意耳定律有 联立解得 35．(24-25高二下·山东潍坊·期末)如图所示，高空科研探测气球悬停空中，其配备智能温控系统可精准调控气球内部气体温度。气球第一次悬停时调节温控系统，使气球内部气体迅速升温并维持恒定，气球上升一段距离后第二次悬停，此时探测到外界空气压强变为第一次悬停处的，温度变为第一次悬停处的。已知气球体积始终为，运动过程中气球内外压强始终相等，第一次悬停处外界空气密度为，气体密度与压强、温度关系满足常量。第二次悬停相比于第一次悬停气球内气体质量减少了（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】山东省潍坊市2024-2025学年高二下学期7月期末阶段性调研监测物理试卷 【详解】设第一次悬停时压强为，温度为，气球内的气体质量为 依题意，第二次悬停时压强，温度，气体密度为，气体质量 由常量 有 得 由 解得 故选A。 题型8 热力学第一定律 36．(24-25高二下·江苏淮安·期末)如图所示，自动洗衣机的洗衣缸与细管连通，细管内封闭一定质量的气体。洗衣缸进水时气体被压缩，设细管内气体温度不变，则气体（　　） A．在该过程中吸收热量 B．分子平均动能变大 C．分子数密度变大 D．分子与细管单位面积上的撞击力变小 【答案】C 【来源】江苏省淮安市2024-2025学年高二下学期期末调研测试物理试题 【详解】BCD．洗衣缸内水位升高，洗衣缸与细管内水面的高度差增大，细管内气体的压强增大，分子与细管单位面积上的撞击力变大，细管内气体温度不变，则气体分子平均动能不变，根据玻意耳定律可知细管内被封闭的空气体积减小，分子数密度变大，故BD错误，C正确； A．设细管内气体温度不变，分子平均动能不变，内能不变，空气体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律ΔU=W+Q 可知该过程中气体放出热量，故A错误。 故选C。 37．(24-25高二下·云南昆明长水教育集团·)在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。已知重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的压强始终为 C．外界环境温度为 D．气体的内能改变量为 【答案】D 【来源】云南省昆明市长水教育集团2024-2025学年高二下学期5月质量检测物理试题 【详解】B．以活塞为研究对象，其受力平衡，有 解得气体压强为 气体做等压变化，压强始终不变，故B错误； A．气体体积变大，对外界做功，大小为，故A错误； C．密封气体初状态的温度为T0，体积为，末状态的温度等于外界环境的温度，由盖－吕萨克定律有， 解得，故C错误； D．根据热力学第一定律，气体内能改变量为，故D正确。 故选D。 38．(24-25高二下·辽宁丹东·期末)如图所示，固定的汽缸内有一自由移动的“T”型活塞，质量为，活塞体积、与汽缸间的摩擦均可忽略不计，距汽缸底部处连接一形管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为，活塞距离汽缸底部为，两边水银柱存在高度差。已知汽缸横截面积为，活塞竖直部分长为，大气压强为，重力加速度。求： (1)初始时，汽缸内封闭气体的压强为多大； (2)若气体的内能与热力学温度成正比，初始时该气体内能，现使气体温度缓慢降低，当两水银面相平时气体对外放出的热量。 【答案】(1) (2) 【来源】辽宁省丹东市2024-2025学年高二下学期期末教学质量监测物理试卷 【详解】（1）对活塞受力分析，根据平衡条件有 代入相关已知数据，解得 （2）两水银面相平时气体压强，刚开始降低温度时气体做等压变化，当“T”型活塞已经触底后做等容变化，则气体体积， 根据理想气体状态方程 解得 气体的内能与热力学温度成正比，时该气体内能，则此时气体内能 这一过程外界对气体做功 解得 根据热力学第一定律可得 解得，即气体放出的热量为 39．(24-25高二下·辽宁丹东·期末)（多选）某登山者的携带物品中有半瓶矿泉水且瓶盖拧紧，当他由山底登上山顶后，发现山顶温度较低但水瓶比在山底时变鼓了，关于瓶内的气体下列说法正确的是（　　） A．瓶内每个气体分子的动能都变小 B．瓶内气体在单位时间内碰撞瓶体单位面积的分子个数变少 C．登山的过程中瓶内气体对水瓶做负功 D．登山的过程中瓶内气体对水瓶做正功 【答案】BD 【来源】辽宁省丹东市2024-2025学年高二下学期期末教学质量监测物理试卷 【详解】A．山顶温度较低，气体温度降低，这并不能说明每一个气体分子的动能在变小，只是分子运动的平均动能在变小，故A错误； B．山顶温度较低但水瓶比在山底时变鼓了，由于瓶子变鼓是因为外界气压下降更多，瓶内气压高于外界，但瓶内气压仍比在山底时低，可得气体压强变小，故瓶内气体在单位时间内碰撞瓶体单位面积的分子个数变少，B正确； CD．水瓶比在山底时变鼓了，说明气体体积变大，对外做功，故瓶内气体对水瓶做正功，故C错误，D正确。 故选BD。 40．(24-25高二下·云南“美美与共”民族联考·月考)如图所示，固定汽缸内由轻质活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处于静止状态，用电热丝对气体加热过程中，活塞向上缓慢移动，移动过程中活塞与汽缸的摩擦忽略不计，且气体与外界环境没有热交换。以下说法正确的是（　　） A．气体的温度保持不变 B．外界对气体做正功 C．气体的压强大于外界气体压强 D．气体的内能增加 【答案】D 【来源】云南省“美美与共”民族联考2024-2025学年高二下学期月考（三）物理试卷 【详解】A．用电热丝对气体加热，且气体与外界环境没有热交换，气体温度升高，A错误； B．活塞向上缓慢移动，气体体积增大，外界对气体做负功，B错误； C．活塞向上缓慢移动，可近似认为活塞受力平衡，气体的压强等于外界气体压强，C错误； D．气体温度升高，内能增加，D正确。 故选D。 题型9 热力学第二定律 41．(25-26高二上·西藏昌都·期末)西藏地区日照时间长，太阳能资源丰富。如图所示为某太阳能路灯的电路简化图，光电池板为蓄电池充电，蓄电池为LED路灯供电。关于该系统中的能量转化，下列说法正确的是（　　） A．光电池板充电时，将化学能转化为电能 B．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为内能 C．LED路灯工作时，将电能主要转化为光能 D．整个系统遵循能量守恒定律，故能量可被循环利用，无需外界输入 【答案】C 【来源】西藏自治区昌都市2025-2026学年高二上学期期末质量监测物理试卷 【详解】A．光电池板充电时，将光能转化为化学能，故A错误； B．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故B错误； C．LED路灯工作时，将电能主要转化为光能，故C正确； D．整个系统遵循能量守恒定律，但是能量的转化和转移是有方向性的，能量不能被循环利用，太阳能路灯系统需要不断从太阳获取太阳能这种外界能量输入，故D错误。 故选C。 42．(24-25高二下·黑龙江安达三校（安达重点高中，育才高中，第七中学）·期末)关于热现象、热力学定律，下列说法不正确的是（　　） A．一定质量的理想气体的温度升高其内能一定增加 B．扩散现象和布朗运动都表明分子在不停地做无规则运动 C．气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 【答案】C 【来源】黑龙江省安达市三校（安达市重点高中，育才高中，第七中学）2024-2025学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】A．理想气体内能仅由温度决定，温度升高内能必增，故A正确； B．扩散和布朗运动均体现分子无规则运动（前者直接，后者间接），故B正确； C．气体压强源于分子对器壁的碰撞，而非分子间斥力（理想气体分子力忽略），故C错误； D．热力学第二定律指出热量不能自发从低温传至高温，故D正确。 本题选错误的，故选C。 43．(24-25高二下·河南洛阳强基联盟·月考)下列热现象中说法正确的是（　　） A．的冰融化为的水过程中，分子势能不变 B．热传递过程具有方向性，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 C．温度越高布朗运动越剧烈，因此布朗运动是分子热运动 D．相同温度下相同质量的不同物质其内能相同 【答案】B 【来源】河南省洛阳市强基联盟2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题 【详解】A．冰融化为水需要吸热，温度不变说明分子动能不变，但分子势能增加，A错误； B．根据热力学第二定律，热量无法自发从低温物体传至高温物体，B正确； C．布朗运动是颗粒运动，反映分子热运动，但本身不是分子热运动，C错误； D．内能还与物质种类、状态等有关，相同温度和质量的不同物质内能可能不同，D错误。 故选B。 44．(24-25高二下·江苏南京师范大学附属中学·期末)在热学中，下列说法正确的是（　　） A．热力学第二定律告诉我们：机械能可以转化为内能，而内能不能转化为机械能 B．热量只能从高温物体传向低温物体，而不能从低温物体传向高温物体 C．第一类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 D．第二类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 【答案】C 【来源】江苏省南京师范大学附属中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷 【详解】A．热力学第二定律并未否定内能转化为机械能的可能性，而是强调这种转化需要条件（如存在温度差或外界做功），例如，热机可将部分内能转化为机械能，但会伴随热量散失，故A错误； B．热量自发传递方向是从高温到低温，但在外界干预时，如制冷机做功，热量可以从低温传向高温，故B错误； C．第一类永动机试图不消耗能量而持续对外做功，违背了能量守恒定律，故C正确； D．第二类永动机不违背能量守恒定律，但它试图从单一热源吸收热量并全部转化为功而不引起其他变化，违背了热力学第二定律，故D错误。 故选C。 45．(24-25高二下·江苏连云港·期末)下列哪种现象违背热力学第二定律（　　） A．一杯热茶自然放置，慢慢变凉 B．桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥、水自动分离 C．一滴红色颜料滴进一杯清水中，整杯水将均匀地变红 D．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能，效率达100% 【答案】D 【来源】江苏省连云港市2024-2025学年高二下学期期末调研考试物理试题（选修） 【详解】A．热茶自然变凉是热量自发地从高温物体传递到低温环境，符合热力学第二定律的表述，故A不符合题意。 B．泥水静置后分离是重力作用下颗粒沉降的过程，系统总熵可能因势能转化为热能而增加，不违背热力学第二定律，故B不符合题意。 C．颜料扩散是分子热运动导致的自发熵增过程，符合热力学第二定律，故C不符合题意。 D．热机效率达100%意味着所有内能完全转化为机械能而无其他影响，违背热力学第二定律中的“不可能从单一热源吸热全部做功而不引起其他变化”的表述，故D符合题意。 故选D。 题型10 热力学与气体图像综合 46．(24-25高二下·吉林长春、四平两地六县（区）重点中学·期末)（多选）一定质量的密闭理想气体先经一段等压变化，再经一段等容变化，最后经一段等温变化回到初始状态．这一过程的图像如图所示，下列分析正确的是（    ） A．过程中气体吸收的热量大于气体对外界做功 B．过程中气体释放的热量等于气体内能的减少量 C．过程中外界对气体做功等于气体释放的热量 D．过程中外界对气体做功大于气体释放的热量 【答案】ABC 【来源】吉林省长春、四平两地六县（市区）重点中学2024-2025学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】A．由图可知，过程中气体的温度升高，内能增大，即；气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于气体对外界做的功，故A正确； B．过程中气体体积不变，则做功；温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，即气体释放的热量等于气体内能的减少量，故B正确； CD．过程中气体的温度不变，即气体的内能不变，即，则 所以外界对气体做功等于气体释放的热量，故C正确，D错误。 故选ABC。 47．(21-22高二下·湖北襄阳普通高中·期末)（多选）一定质量的理想气体分别经历两个过程从状态M到达状态N，其图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是（　　） A．气体经历过程1，温度降低，内能一定减少 B．气体经历过程1，对外做功，内能不一定减少 C．气体经历过程2，先向外放热后吸热 D．气体经历过程2，内能不一定减少 【答案】AC 【来源】湖北省襄阳市普通高中2021-2022学年高二下学期期末教学质量检测统一测试物理试题 【详解】AB．气体经历过程1，体积增大，对外做功，而气体与外界无热量交换，根据热力学第一定律可知，内能一定减少，而一定质量的理想气体其内能只由温度决定，故温度降低，故A正确，B错误； D．过程2与过程1的初、末状态相同，故气体经历过程2，内能也一定减少，故D错误； C．气体经历过程2，等容过程中体积不变，压强减小，根据可知，温度降低，故内能减少，根据热力学第一定律可知，该过程向外放热；等压过程中，压强不变，体积增大，对外做功，根据可知，温度升高，故内能增大，根据热力学第一定律可知，该过程从外界吸热。故气体经历过程2，先向外放热后吸热，故C正确。 故选AC。 48．(24-25高二下·江苏淮安·期末)如图所示为一定质量的某种理想气体从状态到状态的体积随热力学温度的变化关系图像。已知气体在状态时的压强，体积，温度；在状态时的温度。 (1)求气体在状态时的体积； (2)若上述过程气体吸收的热量为，求该过程中气体内能的变化量。 【答案】(1) (2) 【来源】江苏省淮安市2024-2025学年高二下学期期末调研测试物理试题 【详解】（1）由题图可知，A→B为等压变化，则有 代入数据解得 （2）A→B过程，外界对气体做功为 根据热力学第一定律可得 联立解得 49．(24-25高二下·甘肃武威凉州区·期末)（多选）一定质量的理想气体，其状态变化过程的图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为。对该气体，下列说法正确的是（　　） A．在状态B时的温度为 B．在状态C时的温度为 C．状态A与状态C相比，气体的内能相等 D．从状态A到状态C的过程中放出热量 【答案】BC 【来源】甘肃省武威市凉州区2024-2025学年高二下学期期末质量检测物理试卷 【详解】A．气体在状态A时的压强为，温度为 气体在状态B时的压强为，则由查理定律有 解得气体在状态B时的温度为，故A错误； B．气体在状态B时的体积为，温度为；气体在状态C时的体积为，则由盖·吕萨克定律有 解得气体在状态C时的温度为，故B正确； C．由上面分析可知，气体在状态A和状态C时的温度相等，由于理想气体的内能只与温度有关，所以气体在状态A和状态C时的内能相等，故C正确； D．由于气体在状态A和状态C时的内能相等，则从状态A经状态B到状态C的过程气体内能变化为0，即 由于整个过程气体的体积增大，则气体对外做功，故 则由热力学第一定律，可得 所以从状态A到状态C的过程中气体从外界吸收热量，故D错误。 故选BC。 50．(24-25高二下·吉林吉林普通高中友好学校联合体·期末)（多选）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，最后变化到状态C，V-T图像如图所示。已知该气体在状态B时的压强为下列说法正确的是（　　） A．状态A时的气体压强为 B．A→B过程气体放热 C．B→C过程气体压强增大 D．B→C过程气体对外做功 【答案】BD 【来源】吉林市吉林地区普通高中友好学校联合体2024-2025学年高二下学期期末物理试题 【详解】A．从A到B为等温变化，则状态A时的气体压强为，选项A错误； B．A→B过程气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体放热，选项B正确； C．因 可知B→C过程气体压强不变，选项C错误； D．B→C过程气体体积增加，对外做功，选项D正确。 故选BD。 2 / 24 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 热学 考点一遍过 题型1 分子动理论 1 题型2 分子力与分子势能 4 题型3 固体液体 7 题型4 理想气体状态方程 10 题型5 液柱模型 15 题型6 关联气体模型 19 题型7 变质量模型 25 题型8 热力学第一定律 29 题型9 热力学第二定律 33 题型10 热力学与气体图像综合 36 题型1 分子动理论 1．(24-25高二下·内蒙古锡林郭勒盟高中联考·期末)下列事实可作为分子动理论相应观点证据的是（　　） A．风卷浪涌，说明空气中的分子在做永不停息的热运动 B．布朗运动是指液体（气体）分子的无规则热运动 C．固体、液体很难被压缩，说明分子间有斥力 D．气体很难被压缩，说明气体分子间有斥力 2．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中·期末)把墨汁用水稀释后取出一滴，放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．在光学显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭微粒 B．布朗运动就是炭微粒分子的无规则运动 C．乙图中记录的不是两个炭微粒的实际运动轨迹 D．若水温相同，则乙图中炭微粒b较小 3．(24-25高二下·河南南阳·期末)1827年，英国植物学家布朗用显微镜观察了悬浮在水中的花粉的运动。他起初认为，微粒的运动不是外界因素引起的，而是其自发的运动。是不是因为植物有生命才产生了这样的运动？布朗用当时保存了上百年的植物标本，取其微粒进行实验，他还用了一些没有生命的无机粉末进行实验。结果是，不管哪一种微粒，只要足够小，就会发生这种运动；微粒越小，运动就越明显。这说明（　　） A．微粒的运动不是生命现象 B．微粒越小，水分子运动越剧烈 C．微粒越小，微粒内分子运动越剧烈 D．温度越高，水分子运动越剧烈 4．(24-25高二下·山东菏泽·期末)（多选）吸烟有害健康。利用所学知识估算在一个容积约为的房间，若有一人吸了一根烟，假设吸入气体的体积等于呼出气体的体积，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为，一根烟大约吸10次。已知在标准状况下，空气的摩尔体积为，以下选项正确的是（　　） A．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 B．吸烟者吸一根烟吸入的空气分子总数约为 C．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 D．若房间有两个人，不吸烟者一次大约吸入个被污染过的空气分子 5．(24-25高二下·广东东莞·期末)1827年，英国植物学家布朗在显微镜下观察悬浮在液体里的花粉颗粒时，发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动，这种运动称为布朗运动。下列说法正确的是（　　） A．液体温度升高，每一个液体分子的运动速率都会增大 B．液体温度一定时，花粉颗粒越大，花粉颗粒的无规则运动越明显 C．液体温度为时，布朗运动不会停止 D．布朗运动就是液体分子永不停息的无规则运动 题型2 分子力与分子势能 6．(24-25高二下·吉林长春、四平两地六县（区）重点中学·期末)关于分子动理论，下列说法中正确的是（    ） A．图甲中，花粉颗粒的运动就是花粉分子的无规则热运动 B．图乙为分子势能与分子间距的关系图，分子间距为时，分子斥力与引力平衡 C．图丙中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用的引力和斥力均为零 D．图丁中的茶鸡蛋颜色变深是布朗运动的结果 7．(24-25高二下·江苏淮安·期末)如图所示，当分子间距为时，分子间作用力为零。分子A、B的间距从减小到的过程中（　　） A．分子引力变小、斥力变大 B．分子力先减小后增大 C．分子势能先增大后减小 D．分子力先做正功后做负功 8．(24-25高二下·甘肃天水·期末)两分子间的分子力、分子势能与分子间距离的关系如图甲、乙所示（取无穷远处的分子势能，两图像纵坐标对应的物理量需要判断），下列说法正确的是（　　） A．乙图表示分子力与分子间距离的关系 B．当时，分子力为零，分子势能也为零 C．随着分子间距离的增大，两分子间的引力先增大后减小 D．在两分子相互靠近的过程中，两分子间的斥力增大 9．(24-25高二下·吉林长春农安县第十中学·期末)分子力、分子势能与分子间距离的关系图像如图甲、乙所示（取无穷远处分子势能）。下列说法正确的是（　　） A．甲图像为分子势能与分子间距离的关系图像 B．当时，分子力为零 C．随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大 D．随着分子间距离的增大，分子势能先减小后增大再减小 10．(24-25高二下·河北衡水枣强中学、董子高级中学、昌黎第一中学联考·期末)某独立空间内只有甲、乙两个分子，如图所示为两分子组成的系统的势能与两分子间距离的关系曲线。甲分子固定于坐标原点，以甲、乙分子位置的连线为轴，假设乙分子只受甲分子的作用力，下列说法正确的是（　　） A．当大于时，分子间的作用力表现为引力 B．在由变到的过程中，乙分子的动能增大 C．当等于时，乙分子的加速度最大 D．在由变到的过程中，分子间的作用力做正功 题型3 固体液体 11．(24-25高二下·辽宁鞍山部分高中·期末)下列四幅图的有关说法中不正确的是（　　）    A．图甲中，两分子间距离为时，分子力等于0，分子势能最小 B．悬浮微粒运动的位置连线如图乙所示，其无规则运动是液体分子热运动的直接反映 C．图丙中，食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，这种规则性分布是单晶体在某些性质上体现出各向异性的微观原因 D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高 12．对于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A．图1为用通电的烙铁触及薄板，薄板上的蜂蜡熔化成圆形区域，说明该薄板在传导热量上具有各向异性 B．图2为墨汁在水中扩散，表明分子在做永不停息的无规则运动 C．图3为布朗运动产生原因的示意图，温度越低，布朗运动越明显 D．图4为密闭容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，T1大于T2，且T1对应图像与坐标轴包围的面积大于T2对应图像与坐标轴包围的面积 13．(24-25高二下·广东东莞·期末)中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母（　　） A．各向同性 B．有固定的熔点 C．没有规则的外形 D．是非晶体 14．(24-25高二下·辽宁丹东·期末)夏天的清晨，植物叶片上挂满了圆滚滚的水珠，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为引力 B．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为引力 C．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 D．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 15．(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)当水银温度计断裂后，逸出的水银在其表面会形成接近球形的水银滴并能自发滚落，滚落过程中几乎不会在瓷砖地面留下痕迹。下列说法正确的是（　　） A．水银能浸润瓷砖地面 B．水银滴呈球形是因为液体表面张力的作用 C．水银滴表面的水银分子间只存在分子引力 D．将两端开口的细玻璃管竖直插入水银中，管内水银面比管外水银面高 题型4 理想气体状态方程 16．(24-25高二下·安徽合肥合肥一六八中学·期末)如图为小明设计的电容式压力传感器原理示意图，平行板电容器与绝缘侧壁构成密闭气腔。电容器上下极板水平，上极板固定，下极板质量为m、面积为S，可无摩擦上下滑动。初始时腔内气体（视为理想气体）压强为p，极板间距为2d。当上下极板均不带电时，外界气体压强改变后，极板间距变为d，腔内气体温度与初始时相同，重力加速度为g，不计相对介电常数的变化，求此时： (1)腔内气体的压强； (2)外界气体的压强； (3)电容器的电容变为初始时的多少倍。 17．(22-23高二下·云南昆明·期末)如图所示，绝热气缸固定在水平地面上，距离缸底处有面积为的绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞可沿汽缸无摩擦滑动且不漏气。靠近气缸开口端有物块P，物块P与活塞用水平轻弹簧相连，此时弹簧恰为原长。气缸内气体温度为27℃，压强与外界大气压强相同，均为。已知物块P的质量，与气缸内壁的动摩擦因数，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的劲度系数，弹簧的形变始终在弹性限度内，取重力加速度。对缸内气体缓慢加热，当物块P刚要滑动时，求： (1)活塞移动的距离； (2)气缸内气体的温度。 18．(24-25高二下·福建福州平潭翰英中学·期末)如图所示，一定质量的气体放在体积为的导热容器中，室温，有一光滑导热活塞C（体积忽略不计）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的三倍，A室容器上连接有一管内体积不计的足够长的U形管（U形管各部分横截面积相同），两侧水银柱高度差为76cm，A内有体积可以忽略的电阻丝，B室容器可通过一阀门K与大气相通。已知外界大气压。 (1)此时A室内气体压强是多少？ (2)若A室内气体的温度保持不变，将阀门K打开，稳定后： ①A室内气体的体积变为多少？ ②U形管右侧水银柱液面下降多少cm？ (3)若打开阀门K稳定后，给A室内的电阻丝通电，将A室内气体温度加热到多少K时，活塞C恰好到达容器的最左端？ 19．(24-25高二下·吉林长春、四平两地六县（区）重点中学·期末)如图所示，竖直放置的卡腰式圆柱形汽缸由、两部分组成，两部分高度均为，汽缸的横截面积，汽缸的横截面积是的2倍，汽缸的下端装有抽气筒。汽缸中有光滑活塞（厚度不计），活塞质量为，活塞与汽缸间封闭性良好．初始状态活塞恰好在汽缸的上端，现对汽缸进行缓慢抽气，共抽气12次，每次抽出气体的体积均为。温度保持不变，大气压强为，重力加速度。求： (1)第1次抽气过程中汽缸中的活塞对气体做的功； (2)整个抽气过程结束后，汽缸内气体的压强；（结果保留三位有效数字） (3)整个抽气过程结束后，抽出气体的质量占抽气前气体质量的百分比。（结果保留三位有效数字） 20．(24-25高二下·河北秦皇岛第一中学·期末)如图所示，在运送一些易碎物品时，快递公司往往会用一层有很多空气泡的气泡膜进行包装，以防止运送的物品碎裂。无物品压在气泡膜上时，每个气泡内气体的压强均为大气压强，体积均为。现将一平板状的物品平放在气泡膜上，发现每个气泡的体积均变为。 (1)不计温度变化的影响，求此时每个气泡内气体的压强； (2)若每个小气泡与物品接触面的面积均为，在运输过程中气泡内气体温度由升高到，假定在物品压力作用下气泡体积不变，求此时每个气泡内气体对物品产生的作用力大小。 题型5 液柱模型 21．如图所示，竖直细玻璃管、与水平细玻璃管底部连通，各部分玻璃管内径相同。管上端封有长为的理想气体，管上端开口并与大气相通，此时、两管中水银面恰好相平，且水银面到玻璃管底部的距离为。水平玻璃管内用小活塞封有长度为的理想气体。已知外界大气压强为，忽略环境温度的变化。现用力将活塞缓慢向左推压，使管内的气柱长度变为，此时管内气体未到达管，则活塞向左移动的距离为（　　） A． B． C． D． 22．(24-25高二下·广东云浮·期末)如图所示，粗细均匀的U形管，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L=45cm的理想气体，当温度为27℃时，两管水银面的高度差Δh=10cm，外界大气压为75cmHg。 (1)若对封闭气体缓慢加热，使左、右两管中的水银面相平，求封闭气体的摄氏温度t；（结果保留整数） (2)若封闭气体的温度不变，从右管的开口端缓慢注入水银，使左、右两管中的水银面相平，求注入水银柱的长度l。 23．(24-25高二下·河北部分学校·期末)如图所示，导热良好的薄壁U形管两臂粗细不等，左管开口向上，封闭的右管横截面积是左管横截面积的3倍，管中装入水银，左管内水银面比右管内水银面高，左管内水银面到管口的距离，右管内封闭的空气柱长度。现用活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使左右两管内水银面相平。已知大气压强恒为，活塞可沿左管壁无摩擦地滑动，推动过程中气体温度视为不变，气体均可视为理想气体。 (1)求再次稳定后右管中气体的压强； (2)求活塞向下移动的距离l； (3)若此时左右两管内封闭气体的温度均为，保持活塞位置和左管内封闭气体的温度不变，现缓慢升高右管内封闭气体的温度，使左管内水银面仍比右管内水银面高，求右管内封闭气体的热力学温度T。 24．(24-25高二下·新疆乌鲁木齐新疆实验中学·期末)如图，一内径相同且粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为，管中气体温度A为，B侧水银面比A侧的高。已知大气压强。若仅通过加热封闭气体使B侧水银面比A侧的高，求此时A管气体的温度。 25．(24-25高二下·山东济宁·期末)（多选）如图所示，粗细均匀的弯管右侧开口，左侧被液体封闭一段气体，右侧用一轻质活塞封住一段气体，轻活塞可在管内无摩擦滑动，稳定后液面高度差为h，右侧开口端距轻活塞足够远，已知大气压强为p0，液体密度为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．左侧管内封闭气体压强为 B．若仅缓慢加热右侧管内的封闭气体，左侧液面会向上移动 C．若缓慢向下推动轻活塞，左侧液面上升，左侧管内封闭气体压强增大 D．若加热左侧管内封闭气体，右侧管内封闭气体的体积不变 题型6 关联气体模型 26．(24-25高二下·山东泰安·期末)医疗呼吸机在临床医疗中正发挥着极其重要的作用，某型号呼吸机工作原理可简化为如图所示装置，竖直放置的绝热密闭容器，横截面积为，有一质量为的绝热隔板放在卡槽上，隔板与容器密封良好，将容器分隔为容积均为的上下两部分，另有一只气筒分别通过单向气阀与容器上下两部分连接，气筒内活塞和气筒与容器连接处的体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变。两部分气体初始时温度为，均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为大气压强，活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。活塞完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽未分离，此时容器上下两部分气体压强之比为，重力加速度为。 (1)求气筒的容积； (2)完成一次打气后，将关闭，容器保持密封状态，通过电热丝对B中气体缓慢加热，使绝热隔板缓慢向上移动，当A中气体变为时停止加热，求此时B气体的温度。 27．(24-25高二下·江西南昌南昌中学·期末)（多选）如图所示，内壁光滑的甲、乙两个气缸的横截面积分别为2S、S，分别竖直固定在天花板和水平 面上，气缸的中心在同一竖直线上，两活塞与竖直刚性细杆组成的整体的总质量为，分别把两团理想气体封闭在气缸内，稳定时甲内气体的压强等于大气压p0，两团气体高度均为d。气缸导热性良好，环境温度恒为T，重力加速度为g，现对气缸甲内的气体缓慢加热，再次稳定后活塞移动的距离为0.5d。下列说法正确的是（　　） A．加热前大气对活塞的作用力大小为3p0S B．加热前气缸乙内气体的压强为2p0 C．加热后气缸甲内气体的压强为4p0 D．加热后气缸甲内气体的温度为3T 28．(24-25高二下·湖北咸宁·期末)如图，容积均为V0、缸壁可导热的甲、乙两圆柱形汽缸通过体积可忽略的细管连通，放置在压强为p0、温度为T0的环境中；甲汽缸的左下部通过开口O与外界相通，汽缸内的两活塞各自将缸内气体分成体积相等的两部分，环境压强保持不变，不计活塞的体积，忽略摩擦。 (1)若将环境温度缓慢降低，求甲汽缸中的活塞刚到达甲汽缸最右端时的温度； (2)若将环境温度缓慢降低至，然后用气泵从开口O向汽缸内缓慢注入气体，求甲汽缸中的活塞刚到达甲汽缸最右端时，乙汽缸内气体的压强。 29．(24-25高二下·内蒙古部分学校·)横截面积为S的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在竖直放置、导热良好的圆柱形汽缸内，初始时外界的热力学温度为，活塞下表面距汽缸底部的高度为h。现将一小物块轻放在活塞上表面，如图所示，再次平衡时，活塞下表面距汽缸底部的高度为。大气压强恒为，重力加速度大小为g，活塞和汽缸间的摩擦可忽略。 (1)求小物块的质量m； (2)若外界温度缓慢升高，当活塞恢复到初始位置时再次稳定，求此时外界的热力学温度T。 30．(24-25高二下·黑龙江龙东联盟·期末)如图是一同学设计的车间温度监控器，平台上表面有一个压力传感器（大小可忽略），开口向上、导热良好的气缸通过活塞密封了一定质量的理想气体，活塞固定在竖直轻杆上，轻杆上端固定在水平面上。当温度为时，活塞下表面距气缸底部上表面的距离为，平台上表面到气缸下表面的距离为，随着温度升高，气缸下移，气缸接触平台时，活塞未脱离气缸。已知气缸的质量为，活塞的横截面积为，大气压强，重力加速度为，求： (1)当温度为时，封闭气体的压强； (2)当压力传感器的示数大于时，传感器就会报警，求传感器报警的最低环境温度。 题型7 变质量模型 31．(24-25高二下·河北河北枣强中学·期末)某种喷雾器贮液筒的总容积为6L，若装入5L的药液后将加水口密封盖盖好，如图所示。拉压一次与贮液筒相连的活塞式打气筒，可以把体积为0.2L、压强为1atm的空气打进贮液筒。设打气过程中气体温度不变，外界大气压强为1atm，求： (1)关闭阀门，用打气筒向贮液筒内打气两次，当液面上方气体温度与外界温度相等时，气体压强为多大？ (2)要使贮液筒中液面上方的气体压强达到4atm，打气筒要拉压多少次？当贮液筒内气体压强达4atm时停止打气，打开喷雾阀门使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时贮液筒内还剩多少药液？ 32．(24-25高二下·吉林长春农安县第十中学·期末)在夏季，汽车静止在温度为的环境时，系统显示右前轮的胎压为；到了冬季，汽车静止在温度为的环境时，系统显示右前轮的胎压变为。在夏季到冬季的这段时间，该轮胎一直没有充过气。已知轮胎内气体体积，轮胎内气体可视为理想气体且体积不变，大气压强为。 (1)通过计算判断这段时间内该轮胎是否漏气？若漏气，计算出漏出的气体占轮胎内原有气体质量的比值。 (2)为了安全，在的环境下需充气使该轮胎的静态胎压达到。假设充气过程中轮胎内气体的温度与环境相同且不变，求充入气体在大气压强下的体积。 33．(24-25高二下·广东广州·期末)2025年3月21日神舟十九号航天员圆满完成出舱任务。当航天员执行出舱任务前，需先进行泄压，即将气闸舱内的大部分气体抽到密封舱内后，才能打开出舱舱门。若泄压前，气闸舱内的气体压强为p0，体积为V0；密封舱内气体的压强为p0，体积为10V0，泄压后密封舱内气体压强为1.094p0。泄压过程中，两舱内温度保持297K不变，气体为理想气体并忽略航天员对气体的影响，抽气泵与连接管道气体体积不计。 (1)泄压后打开舱门前，求气闸舱内的压强p1为多少； (2)太空中稀薄气体压强近似为0.001p0，温度为99K。打开舱门一段时间后，则舱内剩余空气的质量是原来的多少？ 34．(24-25高二下·山东菏泽·期末)如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑。一定质量的理想气体被质量为、横截面积为的活塞封闭在汽缸内，活塞到缸底部的距离，两处设有卡口，其间距，开始时活塞停在卡口上方处，缸内气体的压强为，温度为，现缓慢加热缸内气体直至活塞刚好到达AB处，之后保持气体温度不变，再用力缓慢推活塞使活塞回到初始位置。已知大气压强，重力加速度。 (1)求缸内气体最后的压强； (2)在图乙中定性画出整个过程的图线； (3)若最开始时保持气体温度不变，采用充气的方式使活塞刚好达到AB处，应充入大气的体积？ 35．(24-25高二下·山东潍坊·期末)如图所示，高空科研探测气球悬停空中，其配备智能温控系统可精准调控气球内部气体温度。气球第一次悬停时调节温控系统，使气球内部气体迅速升温并维持恒定，气球上升一段距离后第二次悬停，此时探测到外界空气压强变为第一次悬停处的，温度变为第一次悬停处的。已知气球体积始终为，运动过程中气球内外压强始终相等，第一次悬停处外界空气密度为，气体密度与压强、温度关系满足常量。第二次悬停相比于第一次悬停气球内气体质量减少了（　　） A． B． C． D． 题型8 热力学第一定律 36．(24-25高二下·江苏淮安·期末)如图所示，自动洗衣机的洗衣缸与细管连通，细管内封闭一定质量的气体。洗衣缸进水时气体被压缩，设细管内气体温度不变，则气体（　　） A．在该过程中吸收热量 B．分子平均动能变大 C．分子数密度变大 D．分子与细管单位面积上的撞击力变小 37．(24-25高二下·云南昆明长水教育集团·)在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。已知重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的压强始终为 C．外界环境温度为 D．气体的内能改变量为 38．(24-25高二下·辽宁丹东·期末)如图所示，固定的汽缸内有一自由移动的“T”型活塞，质量为，活塞体积、与汽缸间的摩擦均可忽略不计，距汽缸底部处连接一形管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为，活塞距离汽缸底部为，两边水银柱存在高度差。已知汽缸横截面积为，活塞竖直部分长为，大气压强为，重力加速度。求： (1)初始时，汽缸内封闭气体的压强为多大； (2)若气体的内能与热力学温度成正比，初始时该气体内能，现使气体温度缓慢降低，当两水银面相平时气体对外放出的热量。 39．(24-25高二下·辽宁丹东·期末)（多选）某登山者的携带物品中有半瓶矿泉水且瓶盖拧紧，当他由山底登上山顶后，发现山顶温度较低但水瓶比在山底时变鼓了，关于瓶内的气体下列说法正确的是（　　） A．瓶内每个气体分子的动能都变小 B．瓶内气体在单位时间内碰撞瓶体单位面积的分子个数变少 C．登山的过程中瓶内气体对水瓶做负功 D．登山的过程中瓶内气体对水瓶做正功 40．(24-25高二下·云南“美美与共”民族联考·月考)如图所示，固定汽缸内由轻质活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处于静止状态，用电热丝对气体加热过程中，活塞向上缓慢移动，移动过程中活塞与汽缸的摩擦忽略不计，且气体与外界环境没有热交换。以下说法正确的是（　　） A．气体的温度保持不变 B．外界对气体做正功 C．气体的压强大于外界气体压强 D．气体的内能增加 题型9 热力学第二定律 41．(25-26高二上·西藏昌都·期末)西藏地区日照时间长，太阳能资源丰富。如图所示为某太阳能路灯的电路简化图，光电池板为蓄电池充电，蓄电池为LED路灯供电。关于该系统中的能量转化，下列说法正确的是（　　） A．光电池板充电时，将化学能转化为电能 B．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为内能 C．LED路灯工作时，将电能主要转化为光能 D．整个系统遵循能量守恒定律，故能量可被循环利用，无需外界输入 42．(24-25高二下·黑龙江安达三校（安达重点高中，育才高中，第七中学）·期末)关于热现象、热力学定律，下列说法不正确的是（　　） A．一定质量的理想气体的温度升高其内能一定增加 B．扩散现象和布朗运动都表明分子在不停地做无规则运动 C．气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 43．(24-25高二下·河南洛阳强基联盟·月考)下列热现象中说法正确的是（　　） A．的冰融化为的水过程中，分子势能不变 B．热传递过程具有方向性，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 C．温度越高布朗运动越剧烈，因此布朗运动是分子热运动 D．相同温度下相同质量的不同物质其内能相同 44．(24-25高二下·江苏南京师范大学附属中学·期末)在热学中，下列说法正确的是（　　） A．热力学第二定律告诉我们：机械能可以转化为内能，而内能不能转化为机械能 B．热量只能从高温物体传向低温物体，而不能从低温物体传向高温物体 C．第一类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 D．第二类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 45．(24-25高二下·江苏连云港·期末)下列哪种现象违背热力学第二定律（　　） A．一杯热茶自然放置，慢慢变凉 B．桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥、水自动分离 C．一滴红色颜料滴进一杯清水中，整杯水将均匀地变红 D．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能，效率达100% 题型10 热力学与气体图像综合 46．(24-25高二下·吉林长春、四平两地六县（区）重点中学·期末)（多选）一定质量的密闭理想气体先经一段等压变化，再经一段等容变化，最后经一段等温变化回到初始状态．这一过程的图像如图所示，下列分析正确的是（    ） A．过程中气体吸收的热量大于气体对外界做功 B．过程中气体释放的热量等于气体内能的减少量 C．过程中外界对气体做功等于气体释放的热量 D．过程中外界对气体做功大于气体释放的热量 47．(21-22高二下·湖北襄阳普通高中·期末)（多选）一定质量的理想气体分别经历两个过程从状态M到达状态N，其图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是（　　） A．气体经历过程1，温度降低，内能一定减少 B．气体经历过程1，对外做功，内能不一定减少 C．气体经历过程2，先向外放热后吸热 D．气体经历过程2，内能不一定减少 48．(24-25高二下·江苏淮安·期末)如图所示为一定质量的某种理想气体从状态到状态的体积随热力学温度的变化关系图像。已知气体在状态时的压强，体积，温度；在状态时的温度。 (1)求气体在状态时的体积； (2)若上述过程气体吸收的热量为，求该过程中气体内能的变化量。 49．(24-25高二下·甘肃武威凉州区·期末)（多选）一定质量的理想气体，其状态变化过程的图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为。对该气体，下列说法正确的是（　　） A．在状态B时的温度为 B．在状态C时的温度为 C．状态A与状态C相比，气体的内能相等 D．从状态A到状态C的过程中放出热量 50．(24-25高二下·吉林吉林普通高中友好学校联合体·期末)（多选）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，最后变化到状态C，V-T图像如图所示。已知该气体在状态B时的压强为下列说法正确的是（　　） A．状态A时的气体压强为 B．A→B过程气体放热 C．B→C过程气体压强增大 D．B→C过程气体对外做功 2 / 24 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $