統(tǒng)考版2024屆高考物理二輪專項分層特訓(xùn)卷第二部分核心熱點(diǎn)專項練專項熱學(xué)

專項14選考(3—3)熱學(xué)

1.[2023?全國乙卷](1)對于一定量的理想氣體，經(jīng)過下列過程，其初始狀態(tài)的內(nèi)能與

末狀態(tài)的內(nèi)能可能相等的是()

A.等溫增壓后再等溫膨脹B.等壓膨脹后再等溫壓縮

C.等容減壓后再等壓膨脹D.等容增壓后再等壓壓縮

E.等容增壓后再等溫膨脹

(2)

B

10cm

1()cm

A

如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長度均為20cm的46兩段細(xì)管組成，4管

的內(nèi)徑是8管的2倍，夕管在上方.管內(nèi)空氣被一段水銀柱隔開，水銀柱在兩管中的長度均

為10cm.現(xiàn)將玻璃管倒置使/管在上方，平衡后，/管內(nèi)的空氣柱長度改變1cm.求8管在上

方時，玻璃管內(nèi)兩部分氣體的壓強(qiáng).(氣體溫度保持不變，以cmHg為壓強(qiáng)單位)

2.

噴嘴

開關(guān)

(1)利用噴霧器噴灑農(nóng)藥可以消滅害蟲.如圖是某種噴霧器，在儲液筒內(nèi)裝入一些藥液

后將密封蓋蓋好，多次拉壓活塞充氣，然后打開噴嘴開關(guān)，活塞位置不再改變，藥液可以持

續(xù)噴出，儲液筒內(nèi)的空氣可視為理想氣體，充氣和噴液過程筒內(nèi)空氣的溫度可視為不變.充

氣過程中，儲液筒內(nèi)的氣體內(nèi)能(填“減小”“增大”或“不變”)；噴灑藥液過程

中，氣體內(nèi)能(填'‘減小"''增大"或“不變”).

(2)如圖所示，長為3人橫截面積為S的導(dǎo)熱氣缸固定在水平地面上，柄長為，的光滑

T形絕熱活塞將氣缸內(nèi)的氣體分成體積相等的I、II兩部分，K為閥門且處于關(guān)閉狀態(tài).兩

部分氣體的壓強(qiáng)均等于大氣壓強(qiáng)R,溫度均為27℃,活塞密封性良好，厚度不計.

I

3/

(i)若通過閥門K對氣缸緩慢充氣，試計算當(dāng)活塞柄剛好與氣缸壁左側(cè)接觸時，需要充

入壓強(qiáng)為口、溫度為27℃的氣體的體積；

(ii)若對H部分氣體加熱，I部分氣體溫度不變，試計算II部分氣體的溫度為627℃時,

II部分氣體的壓強(qiáng).

3.[2023?全國甲卷](1)在一汽缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體，發(fā)生下列緩慢變

化過程，氣體一定與外界有熱量交換的過程是()

A.氣體的體積不變，溫度升高B.氣體的體積減小，溫度降低

C.氣體的體積減小，溫度升高D.氣體的體積增大，溫度不變

E.氣體的體積增大，溫度降低

(2)一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個大氣壓，溫度為17℃,密度為1.46kg/m3.

(i)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27℃時艙

內(nèi)氣體的密度；

(ii)保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個大氣壓，求艙

內(nèi)氣體的密度.

4.(1)如圖所示，用水銀血壓計測量血壓.某次測量時，先向袖帶內(nèi)充氣，充入后袖帶

內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.40，體積為2然后緩慢放氣(該過程中氣體溫度保持不變)，使袖帶內(nèi)氣

體體積變?yōu)?.7%壓強(qiáng)變回到加，則放氣過程中袖帶內(nèi)壁單位時間單位面積上受到分子撞

擊的次數(shù)(填“增加”“減少”或“不變”)，在放氣過程中袖帶內(nèi)氣體(填

“吸熱”或“放熱”).

(2)如圖所示，豎直放置的圓柱形導(dǎo)熱的密閉汽缸，缸體質(zhì)量m=10kg,活塞質(zhì)量施=

2kg,橫截面積5=2X10-^,活塞與一勁度系數(shù)Anl.OXKfN/m的彈簧相連，當(dāng)汽缸下部

被支柱支起時，彈簧剛好無伸長，此時活塞下部被封閉氣柱長度￡=20cm.已知大氣壓強(qiáng)為

p>=1.0X105Pa,設(shè)支柱足夠長，且不計一切摩擦，環(huán)境溫度不變.若將汽缸下的支柱移去，

求：

(i)汽缸重新平衡時，缸體下降的高度；

(ii)若汽缸平衡時彈簧與活塞脫離，此后汽缸在下落過程中氣體達(dá)到平衡態(tài)后的氣柱的

長度.

5.[2022?全國甲卷](1)一定量的理想氣體從狀態(tài)8變化到狀態(tài)b,其過程如。T圖上

從a到6的線段所示。在此過程中.

A.氣體一直對外做功

B.氣體的內(nèi)能一直增加

C.氣體一直從外界吸熱

D.氣體吸收的熱量等于其對外做的功

E.氣體吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量

(2)如圖，容積均為小缸壁可導(dǎo)熱的4、8兩汽缸放置在壓強(qiáng)為口、溫度為為的環(huán)境

中；兩汽缸的底部通過細(xì)管連通，/汽缸的頂部通過開口C與外界相通；汽缸內(nèi)的兩活塞將

缸內(nèi)氣體分成I、ii、in、w四部分，其中第n、iii部分的體積分別為和;%環(huán)境壓強(qiáng)

保持不變，不計活塞的質(zhì)量和體積，忽略摩擦.

(i)將環(huán)境溫度緩慢升高，求6汽缸中的活塞剛到達(dá)汽缸底部時的溫度；

(ii)將環(huán)境溫度緩慢改變至2幾然后用氣泵從開口，向汽缸內(nèi)緩慢注入氣體，求/汽

缸中的活塞到達(dá)汽缸底部后，6汽缸內(nèi)第IV部分氣體的壓強(qiáng).

6.[2022?全國乙卷](1)一定量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)6變化到狀態(tài)c,其過程如

。/圖上的兩條線段所示.則氣體在________.

A.狀態(tài)a處的壓強(qiáng)大于狀態(tài)c處的壓強(qiáng)

B.由a變化到6的過程中，氣體對外做功

C.由6變化到c的過程中,氣體的壓強(qiáng)不變

D.由a變化到6的過程中,氣體從外界吸熱

E.由a變化到6的過程中，從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能

2S

I

n------

s

(2)如圖，一豎直放置的汽缸由兩個粗細(xì)不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞I和活塞H

之間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕質(zhì)彈簧連接，汽缸連接處有小卡銷，活塞II不

能通過連接處.活塞I、II的質(zhì)量分別為2小m,面積分別為2S、S,彈簧原長為初始時

系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時彈簧的伸長量為0.11,活塞I、II到汽缸連接處的距離相等，兩

活塞間氣體的溫度為To.己知活塞外大氣壓強(qiáng)為M，忽略活塞與缸壁間的摩擦,汽缸無漏氣，

不計彈簧的體積，重力加速度為g

(i)求彈簧的勁度系數(shù)；

(ii)緩慢加熱兩活塞間的氣體，求當(dāng)活塞H剛運(yùn)動到汽缸連接處時，活塞間氣體的壓強(qiáng)

和溫度.

專項14選考(3—3)熱學(xué)

1.解析：(1)對于一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能由溫度決定，故等溫增壓和等溫膨脹過程

溫度均保持不變，內(nèi)能不變，故A正確；

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程*C

可知等壓膨脹后氣體溫度升高，內(nèi)能增大，等溫壓縮溫度不變，內(nèi)能不變，故末狀態(tài)與

初始狀態(tài)相比內(nèi)能增加，故B錯誤；

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知等容減壓過程溫度降低，內(nèi)能減小;等壓膨脹過程溫度升高，

末狀態(tài)的溫度有可能和初狀態(tài)的溫度相等，內(nèi)能相等，故C正確；

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知等容增壓過程溫度升高；等壓壓縮過程溫度降低，末狀態(tài)的

溫度有可能和初狀態(tài)的溫度相等，內(nèi)能相等，故D正確；

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知等容增壓過程溫度升高；等溫膨脹過程溫度不變，故末狀態(tài)

的內(nèi)能大于初狀態(tài)的內(nèi)能，故E錯誤.故選ACD.

(2)6管在上方，設(shè)6管中氣體的壓強(qiáng)為外，長度乙=10cm

則A管中氣體的壓強(qiáng)為m="j+20cmHg,長度Z4=10cm

倒置后，/管在上方，設(shè)/管中氣體的壓強(qiáng)為/人/管內(nèi)空氣柱長度？〃=11cm

已知A管的內(nèi)徑是6管的2倍，則水銀柱長度為人=9cm+l4cm=23cm

則6管中氣體壓強(qiáng)為p'B—P'j+23cmHg

6管內(nèi)空氣柱長度c=40cm—11cm—23cm=6cm

對/管中氣體，由玻意耳定律有

PA1A~p1A1'A

對8管中氣體，由玻意耳定律有

PB1B=P'B1'B

聯(lián)立解得必=54.36cmHg

R=m+20cmHg=74.36cmHg

答案：(1)ACD(2)54.36cmHg74.36cmHg

2.解析：(1)充氣過程中筒內(nèi)氣體分子的總個數(shù)增加，則氣體內(nèi)能增加；噴液過程筒

內(nèi)的空氣溫度不變，則分子的平均動能不變，氣體分子總數(shù)不變，氣體的內(nèi)能也不變.(2)

(i)設(shè)當(dāng)活塞柄剛接觸氣缸左側(cè)壁時，I部分氣體的壓強(qiáng)為口，由玻意耳定律可得

PoX1.31S=p」S

解得"=1.5M，設(shè)需要充入的氣體體積為人則由玻意耳定律可得nX2/S=R(L5]S

+仍，解得勺1.5/S.

(ii)設(shè)活塞柄剛好與氣缸左側(cè)壁接觸時，II部分氣體的溫度為k由理想氣體狀態(tài)方

程可得(窗上柴「K,解得t=327℃<627℃.

設(shè)n部分氣體溫度為627℃時，II部分氣體的壓強(qiáng)為R,由查理定律可得67aK=

/JIL)1\.

(273+627)K,解得R=2.25小

答案：(1)增大不變(2)(i)1.52S(ii)2.25g

3.解析：(1)氣體的體積不變，溫度升高，則氣體的內(nèi)能升高，體積不變氣體做功為

零，因此氣體吸收熱量，A正確；

氣體的體積減小溫度降低，則氣體的內(nèi)能降低，體積減小.外界對氣體做功，由熱力學(xué)

第一定律

△〃=什0

可知?dú)怏w對外界放熱，B正確；

氣體的體積減小，溫度升高，則氣體的內(nèi)能升高，體積減小外界對氣體做功，由熱力學(xué)

第一定律

AU=W+Q

可知0可能等于零，即沒有熱量交換過程，C錯誤；

氣體的體積增大，溫度不變則氣體的內(nèi)能不變，體積增大氣體對外界做功，由熱力學(xué)第

一定律

AU=W+Q

可知

Q>Q

即氣體吸收熱量，D正確；

氣體的體積增大，溫度降低則氣體的內(nèi)能降低，體積增大氣體對外界做功，由熱力學(xué)第

一定律

AU=W+Q

可知0可能等于零，即沒有熱量交換過程，E錯誤.

故選ABD.

(2)(i)由攝氏度和開爾文溫度的關(guān)系可得

71=273+17K=290K,2=273+27K=300K

理想氣體狀態(tài)方程可知

nR=#

其中〃為封閉氣體的物質(zhì)的量，即理想氣體的”正比于氣體的質(zhì)量，則

竺PiV

烏=?=互

夕2絲P2V

其中0I=R=1.2R,QI=1.46kg/m3,代入數(shù)據(jù)解得

02=1.41kg/m3

(ii)由題意得口=口，A=273+27K=300K同理可得

您PiV

03絲PiV

~v~

解得

/>3=1.18kg/m3

答案：(1)ABD(2)(i)1.41kg/m3(ii)1.18kg/m3

4.解析：(1)分析題意可知，放出部分氣體后，剩余氣體的壓強(qiáng)減小、體積減小、溫

度不變，根據(jù)壓強(qiáng)的微觀含義可知，放氣過程中袖帶內(nèi)壁單位時間單位面積上受到分子撞擊

的次數(shù)減少；放氣過程中，氣體的溫度不變，則內(nèi)能不變，氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一

定律可知，氣體吸熱.

(2)(i)支柱移去前，對活塞有

Pi=Po+曙='.1X105Pa

支柱移去后重新平衡時，對汽缸有

?=R—W^=O.5X105Pa

對整體有Ax=(勿i+血)g,解得x=12cm

因為汽缸是導(dǎo)熱的，溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有

PiLS—piL'S

解得=44cm

根據(jù)幾何關(guān)系有RL=x+U—￡=36cm

(ii)若將汽缸下的支柱移去，待汽缸平衡時彈簧與活塞脫離，此后汽缸在下落過程中

氣體達(dá)到平衡態(tài)后壓強(qiáng)為

ps—po—l.OX105Pa

設(shè)此時氣柱的長度是L

因為汽缸是導(dǎo)熱的，溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有

PiLS—piLxS

解得Li—22cm

答案：(1)減少吸熱(2)(i)36cm(ii)22cm

5.解析：(1)y7圖線過坐標(biāo)原點(diǎn)，因此氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)6發(fā)生等容變化，氣體

沒有對外做功，A、D錯誤；從狀態(tài)a到狀態(tài)6氣體溫度升高，一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只

與溫度有關(guān)，溫度升高，內(nèi)能增加，B正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w從外界吸熱，且

吸收的熱量等于其內(nèi)能增加量，C、E正確.(2)(i)選第IV部分氣體為研究對象，在6汽

1

y4

缸中的活塞到達(dá)汽缸底部的過程中發(fā)生等壓變化：「一=三，解得Tt=-T.(ii)以第II、

Joho0

Po

__o4

III部分氣體整體為研究對象，溫度由6升至2%過程，由理想氣體狀態(tài)方程：-------——

1。

，%一3%

口匕

:

而對第IV部分氣體，溫度由為升至26過程，由理想氣體狀態(tài)方程：~

20

T”,解得

4Q

答案：(1)BCE(2)(i)-T0(ii)產(chǎn)

6.解析：⑴由理想氣體狀態(tài)方程拳nV=4可得T尸方D作原點(diǎn)和。的連線，由a、c兩

點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，可知於母，故">A，A正確；由狀態(tài)a到A可知，變大，則氣體

vaVc

對外做功，B正確；由圖可知，b、c不在等壓線上，故C錯誤；由狀態(tài)a到6,7升高，則

內(nèi)能變大，，變大，則氣體對外做功，可知AQ0，欣0,由熱力學(xué)第一定律NU=-Q,

可知0>0,故氣體從外界吸熱，且吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能，故D正確，E錯誤.

(2)(i