2023届高考物理一轮复习热力学定律B卷+含解析

第二十单元热力学定律

B卷真题滚动练

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合

题目要求的

1.（2020・山东・高考真题）一定质量的理想气体从状态。开始，经a-b、b-c、c—a三个过程后回到初始

状态a,其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为。（人,2欣）、b（2V0,po）、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

2.一定质量的理想气体经历状态变化，其图线如图所示，变化顺序为fcfd-a,图中

成段延长线过坐标原点，以线段与p轴垂直，加线段与1轴垂直，则（）

A.CTd,压强不变、外界对气体做功、气体放出热量

B.dra,压强减小、外界对气体做功、气体吸收热量

C.afb,压强减小、外界对气体做功、气体吸收热量

D.b-c,压强增大、气体对外界做功、同时放出热量

3.如图所示，一定质量的理想气体，由状态A缓慢地变化到状态8,状态A的压强是状态2的压强的2

倍，A-2过程中下列说法正确的是（）

A.气体一定对外做功B.外界可能对气体做功

C.气体一定放出热量D.气体一定吸收热量

4.新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。储气室内气体可视为理想气体，在喷

液过程中储气室内温度保持不变，喷液全过程储气室内气体在尸-v图像中的变化图线如图乙所示，A、B

是双曲线上的两点。下列说法正确的是（）

A.气体在状态A的内能一定大于在状态8的内能

B.图中RdOAC和R3OBD的面积一定相等

C.气体从状态A变化到状态8的过程中，气体吸收的热量大于气体做的功

D.气体从状态A变化到状态B的过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数不变

5.如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态8、C和。后再回到状态A。其中，A-8和

C-。为等温过程，B-C和。为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”、下

列说法正确的是（）

pA

A.A-2过程中，气体从外界吸热并全部用来对外做功，所以违反了热力学第二定律

B.B-C过程中，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

D.O-A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化

6.如图所示，固定在地面上的水平气缸内由活塞封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用力可以

忽略。假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变，若用外力尸将活塞缓慢地水平向右拉动，则在

拉动活塞的过程中，下列说法正确的是（）

A.气体做等温膨胀，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少

B.气体做等温膨胀，分子的平均动能不变，气体的压强不变

C.气体从外界吸收热量，内能变大

D.气体是从单一热源吸收，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律

7.一定质量的理想气体经历了如图所示的循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各

状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（）

01234T

A.的过程中，气体对外界放热，内能不变

B.B-C的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多

C.CT。的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热

D.D-A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目

要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分

8.（2021・海南・高考真题）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6,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«的压强

B.在状态b的压强小于在状态c的压强

C.在bfc的过程中内能保持不变

D.在a36的过程对外做功

9.（2021•全国・高考真题）如图，一定量的理想气体从状态。（为，匕，"）经热力学过程"、be、怎后又

回到状态心对于必、be、或三个过程，下列说法正确的是（）

A."过程中，气体始终吸热

B.以过程中，气体始终放热

C.*过程中，气体对外界做功

D.反过程中，气体的温度先降低后升高

E2c过程中，气体的温度先升高后降低

10.（2021・天津・高考真题）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，空气弹簧主要由活寒、气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，上下乘客时气缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的

体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若气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

三、非选择题：共6小题，共54分，考生根据要求作答

11.（2021•河北・高考真题）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。

各速率区间的分子数

占总分子数的百分比

图1图2

12.（2019•全国•高考真题）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理

想气体.初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界.现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气

压强与外界相同.此时，容器中空气的温度（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空

气的密度（填“大于"''小于"或“等于“）外界空气的密度.

13.（2019•江苏•高考真题）如图所示，一定质量理想气体经历A-B的等压过程，B-C的绝热过程（气

体与外界无热量交换），其中过程中内能减少900J.求/i8-C过程中气体对外界做的总功.

14.（2021・湖南永州•模拟预测）一定质量的理想气体被活塞封闭在导热汽缸内，如图所示水平放置。活

塞的质量/"=20kg,横截面积S=100cm2,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始使汽缸水平放置，活

塞与汽缸底的距离L=9cm,离汽缸口的距离L2=6cm。汽缸内气体温度为27℃,大气压强为1.0xl（）5pa。

现将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对汽缸内气体加热，使活塞缓慢上升到上表面刚好

与汽缸口相平，已知g=10m/s2,外界温度不变，活塞厚度不计。求：

（1）此时气体的温度为多少？

（2）在活塞缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收2=370J的热量,

则气体增加的内能♦U多大？

15.(2021•河北衡水中学模拟预测)某同学估测室温的装置如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想

气体，气缸导热性能良好。室温时气体的体积匕=66mL,将气缸竖直放置于冰水混合物中，稳定后封闭

气体的体积％=60mL。不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压A=L0xl05pa,阿伏加德罗

常数NA=6.0xl()23mo『。(取T=f+273K)

(1)求室温是多少；

(2)若已知该气体在1.0xl()5pa、0。0灯时的摩尔体积为22.4L/mol,求气缸内气体分子数目N；(计算结

果保留两位有效数字)

(3)若已知该气体内能U与温度T满足U=0Q3T(J),则在上述过程中该气体向外释放的热量。。

16.(2021・四川凉山•二模)如图所示，用活塞将热力学温度为To气体封闭在竖直汽缸里，活塞的质量为

相、横截面积为S,活塞到汽缸底部的距离为瓦现对缸内气体缓慢加热一段时间，使活塞上升。后立即

停止加热。已知气体吸收的热量。与其温度差△T的关系为。力△T(中左为正的常量)，大气压强为po,

重力加速度大小为g，活塞汽缸均用绝热材料制成，缸内气体视为理想气体，不计一切摩擦。求：

(1)停止加热时，缸内气体的压强p和热力学温度T;

(2)加热过程中气体内能改变量△U.

第二十单元热力学定律

B卷真题滚动练

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合

题目要求的

1.(2020•山东・高考真题)一定质量的理想气体从状态a开始，经b-c、c-a三个过程后回到初始

状态a,其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a(Vo,2/?o)、b(2Vo,po)、c(3Vo,2po)

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

【答案】C

【解析】A.根据气体做功的表达式卯=&=，Sx=夕AV可知。-V图线和体积横轴围成的面积即为做功

大小，所以气体在af6过程中对外界做的功等于人过程中对外界做的功，A错误；

B.气体从af6,满足玻意尔定律〃V=C,所以

Ta=Th

所以△〃"=(),根据热力学第一定律AUnQ+W可知

。=薪+%

气体从bfc,温度升高，所以AUbc〉。，根据热力学第一定律可知

^Ubc=Qbc+Wbc

结合A选项可知

Wab=Wbc<0

所以

Qbc>Qab

人fc过程气体吸收的热量大于af6过程吸收的热量，B错误；

C.气体从C-。，温度降低，所以AU«,<。，气体体积减小，外界对气体做功，所以叱.>0,根据热力

学第一定律可知Q“<o,放出热量，c正确；

D.理想气体的内能只与温度有关，根据看=4可知从

KI=K-I

所以气体从。。过程中内能的减少量等于6fc过程中内能的增加量，D错误。

故选C。

2.一定质量的理想气体经历状态变化，其P-5图线如图所示，变化顺序为afbfcfdfa,图中

历段延长线过坐标原点，线段与p轴垂直，da线段与:轴垂直，则()

A.c-d,压强不变、外界对气体做功、气体放出热量

B.dfa,压强减小、外界对气体做功、气体吸收热量

C.afb,压强减小、外界对气体做功、气体吸收热量

D.bfc,压强增大、气体对外界做功、同时放出热量

【答案】A

【解析】由理想气体状态方程史=。可知

T

牛=CT

V

由题图可知，连接06的直线的斜率小，所以6对应的温度低，。对应的温度高。

A.cfd过程，气体压强p不变而体积V变小，由理想气体状态方程牛=€：可知气体温度降低，理想气

体内能只与温度有关，故内能减少，做功与否只与体积变化有关，体积减小外界对气体做功，由热力学

第一定律AUMQ+W,气体放热，故A正确；

B.4f以过程，气体体积V不变，压强p变小，不做功，由理想气体状态方程=C可知，气体温度降

低，气体放热，故B错误；

C.af6过程，气体压强减小而体积增大，对外做功，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成

反比，气体发生的是等温变化，气体吸热，故C错误；

D.bfc过程温度升高，由图像可知，同时压强增大，且体积也增大，对外做功，吸热，故D错误。

故选Ao

3.如图所示，一定质量的理想气体，由状态A缓慢地变化到状态B,状态A的压强是状态B的压强的2

倍，A-2过程中下列说法正确的是（）

A.气体一定对外做功B.外界可能对气体做功

C.气体一定放出热量D.气体一定吸收热量

【答案】A

【解析】AB.气体由ATB过程中，体积变大，所以一定对外做功，A正确，B错误；

CD.由于不知道A、B状态下的体积关系，所以无法确定4、8状态的温度高低，也就无法判断内能增加

还是减小，所以无法判断吸热还是放热。

故选A„

4.新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。储气室内气体可视为理想气体，在喷

液过程中储气室内温度保持不变，喷液全过程储气室内气体在PV图像中的变化图线如图乙所示，A、B

是双曲线上的两点。下列说法正确的是（）

A.气体在状态A的内能一定大于在状态8的内能

B.图中RfAOAC和RtAOBD的面积一定相等

C.气体从状态A变化到状态8的过程中，气体吸收的热量大于气体做的功

D.气体从状态A变化到状态B的过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数不变

【答案】B

【解析】A.由于该双曲线为等温线，则气体在状态4、B时的分子平均动能相等，又由于气体为理想气体,

则气体的分子势能可忽略不计，所以气体在状态A的内能一定等于在状态2的内能，选项A错误；

B.由题意可知，图线为等温曲线，由理想气体状态方程牛=C可得

pV=CT

由于C是常量，温度T保持不变，贝5V为定值，则图中MAOAC和我公的面积相等，选项B正确；

C.从状态A变化到状态8的过程中，气体的体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律得气体从外

界吸收热量，又由于AU=Q+W=O,则气体吸收的热量等于气体对外界所做的功，选项C错误；

D.从状态A变化到状态2的过程中气体的压强减小，则气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次

数减少，选项D错误。

故选B。

5.如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态8、C和。后再回到状态A。其中，A-B和

C-D为等温过程，2-C和。-A为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”、下

列说法正确的是（）

A.A-2过程中，气体从外界吸热并全部用来对外做功，所以违反了热力学第二定律

B.B-C过程中，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

D.D-A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化

【答案】B

【解析】A.过程中，温度不变内能不变，故气体从外界吸热并全部用来对外做功，该过程必然有外

界的作用，因此产生了其他影响，不违背热力学第二定律，A错误；

B.2-C为绝热过程，体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，内能减小温度降低，故气体分子的

平均动能减小，B正确；

c.C-O过程，温度不变，体积减小压强增大，从微观上来看，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数

增多，C错误；

D.D-A为绝热过程，体积减小，外界对气体做功，故内能增大，温度升高，分子平均动能增大，气体

分子的速率分布曲线会发生变化，D错误。

故选B。

6.如图所示，固定在地面上的水平气缸内由活塞封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用力可以

忽略。假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变，若用外力厂将活塞缓慢地水平向右拉动，则在

拉动活塞的过程中，下列说法正确的是（）

A.气体做等温膨胀，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少

B.气体做等温膨胀，分子的平均动能不变，气体的压强不变

C.气体从外界吸收热量，内能变大

D.气体是从单一热源吸收，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律

【答案】A

【解析1AB.因气缸导热，气体的温度不变，气体体积变大，则压强减小；气体的体积增大，则单位体积

内的分子数减小，则气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，选项A正确，B错误；

C.由于气体压迫活塞，故气体对外做功，则由热力学第一定律可知，因温度不变，内能不变，则气体应

吸热，且吸收的热量等于对外做功，选项C错误；

D.气体是从单一热源吸收，全部用来对外做功，但要引起气体的变化，此过程不违反热力学第二定律，

选项D错误。

故选Ao

7.一定质量的理想气体经历了如图所示的ATB-C-循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各

状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（）

A.4-8的过程中，气体对外界放热，内能不变

B.B-C的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多

C.C—D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热

D.O-A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变

【答案】D

【解析】A.的过程中温度不变，内能不变，体积膨胀对外界做功，由热力学第一定律得气体从外界

吸热才可能保持内能不变，故A错误；

B.B-C的过程中体积不变，单位体积内的分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，压强增大，

故B错误；

c.C-D过程的直线过原点，压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体放热

才可能内能减小，故c错误；

D.0TA的过程中气体的体积不变，单位体积内的分子数不变，温度减小，压强也减小，温度是分子平

均动能的标志，故分子的平均动能减小，故D正确。

故选D。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目

要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分

8.（2021・海南・高考真题）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6,再经过

等温过程到达状态C,直线aC过原点。则气体（）

C/

八

——1/7

O*

A.在状态c的压强等于在状态a的压强

B.在状态6的压强小于在状态c的压强

C.在c的过程中内能保持不变

D.在a76的过程对外做功

【答案】AC

【解析】AB.根据

c

V=—T

P

可知，因直线改过原点，可知在状态C的压强等于在状态。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，可知在状态6的压强大于在状态c的压强，选项A正确，B错误；

C.在bfc的过程中温度不变，则气体的内能保持不变，选项C正确；

D.在aJ6的过程中，气体的体积不变，则气体不对外做功，选项D错误。

故选AC„

9.（2021•全国•高考真题）如图，一定量的理想气体从状态。（4，匕，"）经热力学过程加、be、c“后又

回到状态对于必、be、或三个过程，下列说法正确的是（）

A.过程中,气体始终吸热

B.改过程中,气体始终放热

C.ca过程中,气体对外界做功

D.6c过程中,气体的温度先降低后升高

E2c过程中，气体的温度先升高后降低

【答案】ABE

【解析】A.由理想气体的。-丫图可知，理想气体经历"过程，体积不变，则W=0,而压强增大，由

=可知，理想气体的温度升高，则内能增大，由AU=Q+W可知，气体一直吸热，故A正确；

BC.理想气体经历的过程为等压压缩，则外界对气体做功W>0,由=知温度降低，即内能减少

At/<0,由AU=Q+W可知，。<。，即气体放热，故B正确，C错误；

DE.由=可知，。-丫图像的坐标围成的面积反映温度，6状态和。状态的坐标面积相等，而中间

状态的坐标面积更大，故历过程的温度先升高后降低，故D错误，E正确；

故选ABEo

10.（2021・天津・高考真题）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，空气弹簧主要由活寒、气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，上下乘客时气缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的

体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若气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

【答案】AC

【解析1AB.上下乘客时气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.剧烈颠簸时气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。

三、非选择题：共6小题，共54分，考生根据要求作答

11.（2021•河北.高考真题）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。

各速率区间的分子数

占总分子数的百分比

图1图2

【答案】大于①

【解析】⑴对活塞分析有

S

因为A中细沙的质量大于B中细沙的质量，故稳定后有力>PB；所以在达到平衡过程中外界对气体做功

有

叼〉％

则根据

\U=W+Q

因为气缸和活塞都是绝热的，故有

即重新平衡后A气缸内的气体内能大于B气缸内的气体内能；

⑵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气缸温度较低，故曲线①表示气缸B中气体分子的速率分布。

12.（2019•全国•高考真题）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理

想气体.初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界.现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气

压强与外界相同.此时，容器中空气的温度（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空

气的密度（填“大于”“小于”或“等于"）外界空气的密度.

【答案】低于大于

【解析】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故公。=0,但活塞移

动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大，气体对外界做功，即W<0,根

据热力学第一定律可知：A（/=A2+W<0,故容器内气体内能减小，温度降低，低于外界温度.

最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：PV=nRT

rri

又夕="，烧为容器内气体质量

联立得：P=粤

nRT

取容器外界质量也为根的一部分气体，由于容器内温度T低于外界温度，故容器内气体密度大于外界.

故本题答案为：低于；大于.

13.（2019•江苏•高考真题）如图所示，一定质量理想气体经历A-2的等压过程，B-C的绝热过程（气

体与外界无热量交换），其中过程中内能减少900J.求/t8一。过程中气体对外界做的总功.

【答案】W=1500J

【解析】由题意可知，3过程为等压膨胀，所以气体对外做功为：叱=-2（匕-匕）

BfC过程：由热力学第一定律得：W2=AU

则气体对外界做的总功为：W=-（Wi+W2）

代入数据解得：W=1500J.

14.（2021•湖南永州•模拟预测）一定质量的理想气体被活塞封闭在导热汽缸内，如图所示水平放置。活

塞的质量"?=20kg,横截面积S=100cm2,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始使汽缸水平放置，活

塞与汽缸底的距离L=9cm,离汽缸口的距离L2=6cm。汽缸内气体温度为27℃,大气压强为LOxUpa。

现将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对汽缸内气体加热，使活塞缓慢上升到上表面刚好

与汽缸口相平，已知g=10m/s2,外界温度不变，活塞厚度不计。求:

（1）此时气体的温度为多少?

（2）在活塞缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收2=370J的热量,

则气体增加的内能♦U多大?

【答案】（1）Ti=600K；(2)♦U=280J

【解析】（1）当汽缸水平放置时，有

5

po=l.OxlOPa,Vo=LiSf7o=(273+27)K=300K

当汽缸口朝上，活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析如图所示，有

pxS=p0S+mg

解得

Pi=1.2xlO5Pa

此时

h=W+4)s

由理想气体状态方程得

Po-S_P1(—+%)S

〒一-1

解得

Ti=600K

(2)从开始到汽缸口向上，未加热稳定时，由玻意耳定律得

Pt>L1s=p、LS

解得

L=。山=7.5cm

A

加热过程，气体做等压变化，外界对气体做功为

W=-pxS{Lx+£2-L)=-90J

根据热力学第一定律

♦U=W+Q

解得

♦U=280J

15.(2021•河北衡水中学模拟预测)某同学估测室温的装置如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想

气体，气缸导热性能良好。室温时气体的体积匕=66mL,将气缸竖直放置于冰水混合物中，稳定后封闭

气体的体积匕=60mL。不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压P°=1.0x105Pa,阿伏加德罗

常数NA=60x10-3m0「。(取T=r+273K)