2025高考物理冲刺 热点拔高练(十四) 气体实验定律和热力学定律

热点拔高练（十四）气体实验定律和热力学定律

一、单项选择题

1.如图甲所示，将两个完全相同、质量均为根的分子43同时从x轴上的坐标原

点和门处由静止释放，图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分

子间距分别为门、-2和，•。时，两分子之间的势能为田、。和■氏。取分子间距无穷

远处势能为零.整个运动只考虑分子间的作用力，下列说法正确的是（A）

A.分子43的最大动能均为中

B.当分子间距为小时，两分子之间的分子力最大

C.当两分子间距无穷远时，分子B的速度大小为怪

Ym

D.两分子从静止释放到相距无穷远的过程中,它们之间的分子势能先减小后增大

再减小

2.如图所示，一定质量的理想气体的上7图像在1一2一3的过程中,下列说法正确

的是（D）

A.状态1的压强大于状态2的压强

B.1-2过程中气体内能的减少量大于2-3过程内能的增加量

C.1-2过程外界对气体做的功大于气体放出的热量

D.2-3过程中气体分子单位时间内在器壁单位面积上撞击的次数减小

3.一定质量的理想气体,从状态M开始,经状态N、Q回到原状态M其P-V图像如

图所示，其中QM平行于横轴,NQ平行于纵轴,M、N在同一等温线上。下列说法

正确的是(D)

A.气体从状态M到状态N的过程中温度先降低后升高

B.气体从状态N到状态。的过程中温度先升高后降低

C.气体从状态N到状态Q的过程中放出热量

D.气体从状态Q到状态M的过程中外界对气体所做的功大于气体从状态M到状

态N的过程中气体对外界所做的功

4.自行车轮胎正常气压约为大气压强p。的4倍，一同学骑自行车上学时，发现自行

车轮胎气压大约只有L5po,于是用家里容积为10cm?的圆柱形打气筒给自行车

轮胎充气。已知自行车轮胎的容积为8()cn?,打气过程中气体温度不变为使轮胎

内气体的压强达到正常值,该同学至少要打气的次数为(B)

A.16B.20C.24D.36

5.如图所示,4、B两个大容器中装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中

有一水银滴。作为活塞,当左边容器的温度为」0右边容器的温度为10℃时,

水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡。两个容器的温度都升高10℃时,下列判

断正确的是(B)

A,水银滴将不移动

B.水银滴将向右移动

C.水银滴将向左移动

D.水银滴将向哪个方向移动无法判断

二、多项选择题

6.杲密闭容器内的理想气体自状态A变化至状态仇再变化至状态C其变化过程

的p-V图像如图中的实线所示。已知BC过程图线的延长线过坐标原点,气体在

状态A时的温度为几内能为仇，一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成

正比，下列说法正确的是（A、D）

A.气体自A-8过程中温度的最高值为g/o

B.气体自A-3的过程中内能增加量为gUo

C.整个过程中外界对气体做的总功为2poVo

D.气体自3一。的过程中向外界放热伍+力oMo

7.有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体.

与A相连的B管插在水银槽中，管内外水银面的高度差x即可反映泡内气体的温

度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。设B管的体积与4泡的体积相比

可略去不计。在1标准大气压下对B管进行温度标刻（1标准大气压相当于

76cmHg的压强）。已知当温度A二27℃时，管内外水银面的高度差为为二16cm,

此高度即为27C的刻线。则（A、C）

A./=0℃的刻度线在21.4cm

B/=0U的刻度线在21.8cm

C.实际温度为22℃时，该测温装置的读数仍为27°C,可知大气压已变为相当于

75cmHg的压强

D.实际温度为22°C时、该测温装置的读数仍为27°C,可知大气压已变为相当于

78cmHg的压强

三、计算题

8.如图甲，气动避震是通过控制气压来改变车身高低，备受高档轿车的青睐。其工

作原理可以简化为图乙所示模型，在导热良好的汽缸内用可自由滑动的面积为

10cm?的活塞和祛码组合体封闭一定质量的空气活塞和祛码总质量为m=5kge

充气装置可通过开关阀门K对汽缸进行充气或放气来改变车身高低。初始时，开

关阀门K关闭，此时汽缸内气体高度为/zi=4()cm。已知外界大气压强po=l.()x

105Pa。

⑴求初始状态汽缸内压强0；

答案:(l)L5xl()5Pa

【解析】(1)根据活塞平衡可知，初始状态汽缸内压强为〃尸「。+乌

解得:pi=L5x1（）5Pa

⑵仅将活塞和磋码的总质量增大至10kg时，求汽缸内气体高度fe；

答案：⑵30cm

【解析】⑵末态汽缸内气体压强为P2寸o+W

根据玻意耳定律得》s/»p2sA2,解得油2=30cm

⑶在⑵的基础上，打开阀门K,充气装置向汽缸内充气，当汽缸内气体高度最终恢

复至/7I时，求充入的外界大气的体积匕

答案：（3）200cm3

3

【解析】⑶根据玻意耳定律得POV+P2S〃2=P2SM解得:V=200cm

9.如图所示，两个横截面积为S、质量均为片等的完全相同的绝热活塞人B把

5g

竖直放置的绝热汽缸分成体积相等的三部分，在汽缸顶部和;处有固定卡环，分别

限制活塞A向上、B向下运动。初始状态下，甲、乙两部分气体的压强相等，温度

均为27℃,活塞与汽缸壁间的摩擦不计，现用电热丝对甲部分气体缓慢加热。

求：（重力加速度g取1（）m/s5大气压强为po）

⑴初始状态甲中气体压强是多少;

答案”)L2po

【解析】（1）对活塞A受力分析可知

p（）S+mg=p甲S,且机二等，所以p甲=〃乙=l.2po

5g

⑵当甲气体的温度达到多少摄氏度时活塞3恰好要上升；

答案:⑵77℃

【解析】(2)当活塞B恰好要上升时，对活塞B受力分析可知

P乙S+勘ig=p'甲S,所以p'甲=L4po

对甲气体研究，状态一：p甲=L2po,V甲甲=300K

状态二，甲=l.4po,V甲=5,

pP’

由查理定律可知，二广，解得「甲=350K

甲甲

即U(350・273)℃=77℃

(3)当活塞A恰好上升到最高点时，甲、乙两部分温度差是多少。

答案：(3)400K

【解析】(3)对乙气体研究，当活塞A恰好到达顶点时,系统乙内气体状态未发生变

化，即T乙=300K

此时，对甲气体研究,状态三，