高考物理专题演练专题三十气体热力学定律(含两年高考一年模拟)

1、考点30气体热力学定律两年高考真题演练1(2015·北京理综，13)下列说法正确的是()A物体放出热量，其内能一定减小B物体对外做功，其内能一定减小C物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变22015·福建理综，29，(2)如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则()ATbTc，QabQac BTbTc，QabQacCTbTc，QabQac DTbTc，QabQac32014·山

2、东理综，37(1)(多选)如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时，缸内气体()A内能增加B对外做功C压强增大D分子间的引力和斥力都增大4(2014·广东理综，17)(多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体()A体积减小，内能增大B体积减小，压强减小C对外界做负功，内能增大D对外界做正功，压强减小52014·新课标全国卷，33(1)(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示。下列判断正确的是()A过程ab中

3、气体一定吸热B过程bc中气体既不吸热也不放热C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热Da、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小Eb和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同62015·重庆理综，10(1)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()A外界对胎内气体做功，气体内能减小B外界对胎内气体做功，气体内能增大C胎内气体对外界做功，内能减小D胎内气体对外界做功，内能增大(2)北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结。若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1，压强为p1，肥皂泡

4、冻结后泡内气体温度降为T2。整个过程中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强为p0。求冻结后肥皂膜内外气体的压强差。72015·新课标全国卷，33(2)如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m12.50 kg，横截面积为S180.0 cm2；小活塞的质量为m21.50 kg，横截面积为S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距为l40.0 cm；汽缸外大气的压强为p1.00×105 Pa，温度为T303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1495 K。现汽缸内气体温度缓慢下降，活

5、塞缓慢下移。忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取 10 m/s2。求：()在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；()缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。82015·新课标全国卷，3(2)如图，一粗细均匀的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l10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h3.0 cm。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h110.0 cm时将开关K关闭。已知大气压强p075.0 cmHg。()求放出部分水银后A侧空气柱的长度；()此后再向B侧注入水

6、银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度。92015·山东理综，37(2)扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p0。当封闭气体温度上升至303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303 K。再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：()当温度上升到303 K且尚未放气时，封闭气体的压强；()当温度恢复到300 K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。102015

7、3;海南卷，15(2)如图，一底面积为S，内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0。现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。112014·新课标全国卷，33(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活

8、塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4。若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。122014·新课标全国卷，33(2)如图，两气缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气。当大气压为p0、外界和气缸内气体温度均为7 且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸正中间。()现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，

9、求氮气的温度；()继续缓慢加热，使活塞a上升。当活塞a上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强。考点30气体热力学定律一年模拟试题精练1(2015·梅州5月质检)(多选)关于物体内能和热力学定律的说法正确的是()A物体内所有分子动能和分子势能的总和就是分子的内能B第二类永动机的构想违背了热力学第二定律C做功和热传递具有相同的物理本质D物体没有做功时，物体吸热，物体的内能一定增加E若一定质量的某理想气体的内能增加，则其温度一定升高2(2015·福州质检)如图所示，U形气缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知气缸不漏气，活塞移动过程无摩擦。初始时，外界大气

10、压强为p0，活塞紧压小挡板。现缓慢升高缸内气体的温度，则能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是()3(2015·兰州市诊断)一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强pAp0，温度TA T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点。求：(1)气体在状态B时的压强pB；(2)气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10 J，该过程中气体吸收的热量为多少；(3)气体在状态C时的压强pC和温度TC。4(2015·邯郸质检)如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口A之间气体柱长为lA40

11、cm，右管内气体柱长为lB39 cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4 cm，已知大气压强p076 cmHg，求：(1)A端上方气柱长度；(2)稳定后右管内的气体压强。5(2015·陕西五校一模)如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活寒封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定在A点，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知ABh，大气压强为p0，重力加速度为g。(1)求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；(2)设周围环境温度保持不

12、变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q(一定量理想气体的内能仅由温度决定)。参考答案考点30气体热力学定律两年高考真题演练1C由热力学第一定律UWQ可知，改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。若物体放热Q0，但做功W未知，所以内能不一定减小，A选项错误；物体对外做功W0，但Q未知，所以内能不一定减小，B选项错误；物体吸收热量Q0，同时对外做功W0，(WQ)可正、可负，所以内能可能增加，故C选项正确；物体放出热量Q0，同时对外做功W0，所以U0，即内能一定减小，D选项错误。2Cab过程为等压变化，由盖吕萨克定律得：，得Tb2Ta，ac过程为等容变化，由查理定律得：，得Tc2Ta所以TbTc由热力

13、学第一定律：ab：WabQabUabac：WacQacUac又Wab0，Wac0，UabUac则有QabQac故C项正确。3AB因气缸导热良好，故环境温度升高时封闭气体温度亦升高，而一定质量的理想气体内能只与温度有关，故封闭气体内能增大，A正确；因气缸内壁光滑，由活塞受力平衡有p0SmgpS，即缸内气体的压强pp0不变，C错误；由盖吕萨克定律恒量可知气体体积膨胀，对外做功，B正确；理想气体分子间除碰撞瞬间外无相互作用力，故D错误。4AC袋内气体与外界无热交换即Q0，袋四周被挤压时，体积V减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律UWQ，气体内能增大，则温度升高，由常数知压强增大，选项A、C正确

14、，B、D错误。5ADE对封闭气体，由题图可知ab过程，气体体积V不变，没有做功，而温度T升高，则为吸热过程，A项正确；bc过程为等温变化，压强减小，体积增大，对外做功，则为吸热过程，B项错；ca过程为等压变化，温度T降低，内能减少，体积V减小，外界对气体做功，依据WQU，外界对气体所做的功小于气体所放的热，C项错；温度是分子平均动能的标志，TaTbTc，故D项正确；同种气体的压强由气体的分子数密度和温度T决定，由题图可知TbTc，pbpc，显然E项正确。6解析(1)车胎体积增大，故胎内气体对外界做功，胎内气体温度升高，故胎内气体内能增大，D项正确。(2)对泡内气体由查理定律得内外气体的压强差为

15、pp2p0联立式解得pp1p0答案(1)D(2)p1p07解析()大小活塞在缓慢下移过程中，受力情况不变，汽缸内气体压强不变，由盖吕萨克定律得初状态V1(S1S2)，T1495 K末状态V2lS2代入可得T2T1330 K()对大、小活塞受力分析则有m1gm2gpS1p1S2p1S1pS2可得p11.1×105 Pa缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体积不变，由查理定律得T3T303 K解得p21.01×105 Pa答案()330 K()1.01×105 Pa8解析()以cmHg为压强单位。设A侧空气柱长度l10.0 cm时的压强为p；当两侧水银面的高

16、度差为h110.0 cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1。由玻意耳定律得plp1l1由力学平衡条件得pp0h打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止。由力学平衡条件有p1p0h1联立式，并代入题给数据得l112.0 cm()当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2。由玻意耳定律得plp2l2由力学平衡条件有p2p0联立式，并代入题给数据得l210.4 cm设注入的水银在管内的长度h，依题意得h2(l1l2)h1联立式，并代入

17、题给数据得h13.2 cm答案()12.0 cm()13.2 cm9解析()以开始封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T0300 K，压强为p0；末状态温度T1303 K，压强设为p1，由查理定律得代入数据得p1p01.01p0()设杯盖的质量为m，刚好被顶起时，由平衡条件得p1Sp0Smg放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T2303 K，压强p2p0，末状态温度T3300 K，压强设为p3，由查理定律得设提起杯盖所需的最小力为F，由平衡条件得Fp3Sp0Smg联立式，代入数据得Fp0S0.02p0S答案()1.01p0()0.02p0S10解析A与B

18、之间、B与容器底面之间的气体压强分别为p1、p2，在漏气前，对A分析有p1p0，对B有p2p1B最终与容器底面接触后，AB间的压强为p，气体体积为V，则有pp0因为温度始终不变，对于混合气体有(p1p2)·VpV设活塞B厚度为d，漏气前A距离底面的高度为hd漏气后A距离底面的高度为hd联立可得hhh以上各式联立化简得h·答案·11解析设气缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为p，由玻意耳定律得phS(pp)(hh)S解得pp外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h。根据盖吕萨克定律，得解得hh据题意可得p气体最后的体积为VSh联立式得V答案12解析()活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程。设气缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1；末态体积为V2，温度为T2。按题意，气缸B的容积为V0/4，由题给数据和盖吕萨克定律有V1V0×V0V2V0V0V0由式和题给数据得T2320 K()活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a上方的氧气经历等温过