專題05熱學(xué)（原卷版）

專題05熱學(xué)氣體圖像1.【2024.1·安徽】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始。第一次經(jīng)絕熱過程到狀態(tài)b；第二次先經(jīng)等壓過程到狀態(tài)c，再經(jīng)等容過程到狀態(tài)b。圖像如圖所示。則（）A.過程。氣體從外界吸熱B.過程比過程氣體對外界所做的功多C.氣體在狀態(tài)a時比在狀態(tài)b時的分子平均動能小D.氣體在狀態(tài)a時比在狀態(tài)c時單位時間內(nèi)撞擊在單位面積上分子數(shù)少2.【2024.1·廣西】等量同種理想氣體分別經(jīng)絕熱過程①和一般過程②，溫度均從升至，圖像如圖，過程①外界對理想氣體做功為，過程②外界對理想氣體做功為，則（）A.過程②內(nèi)能的增量等于B.過程①和過程②相比，C.過程②理想氣體向外界放出熱量D.過程①理想氣體從外界吸收的熱量等于氣體計算3.【2024.1·甘肅】如圖，一個盛有氣體的容器內(nèi)壁光滑，被隔板分成A、B兩部分，隔板絕熱。開始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，A和B體積均為、壓強(qiáng)均為大氣壓、溫度均為環(huán)境溫度?，F(xiàn)將A接一個打氣筒，打氣筒每次打氣都把壓強(qiáng)為、溫度為、體積為的氣體打入A中。緩慢打氣若干次后，B的體積變?yōu)椤＃ㄋ袣怏w均視為理想氣體）（1）假設(shè)打氣過程中整個系統(tǒng)溫度保持不變，求打氣的次數(shù)；（2）保持A中氣體溫度不變，加熱B中氣體使B的體積恢復(fù)為，求B中氣體的溫度。4.【2024.1·貴州】下圖是一個簡易溫度計示意圖，左邊由固定的玻璃球形容器和內(nèi)徑均勻且標(biāo)有刻度的豎直玻璃管組成，右邊是上端開口的柱形玻璃容器，左右兩邊通過軟管連接，用水銀將一定質(zhì)量的空氣封閉在左邊容器中。已知球形容器的容積為，左邊玻璃管內(nèi)部的橫截面積為。當(dāng)環(huán)境溫度為且左右液面平齊時，左管液面正好位于刻度處。設(shè)大氣壓強(qiáng)保持不變。（1）當(dāng)環(huán)境溫度升高時，為使左右液面再次平齊，右邊柱形容器應(yīng)向上還向下移動？（2）當(dāng)液面位于刻度處且左右液面又一次平齊時，對應(yīng)的環(huán)境溫度是多少攝氏度？5.【2024.1·河南】房間內(nèi)溫度升高空氣外溢的過程可以抽象為如圖所示的汽缸模型。汽缸內(nèi)活塞可以無摩擦自由滑動，室內(nèi)溫度升高空氣外溢，可視為空氣膨脹推動活塞向外滑動。室內(nèi)體積為V0，初始溫度為T0。室內(nèi)溫度升高到T的過程中，活塞向外緩慢移至虛線位置。室內(nèi)外氣壓始終恒定且相等，空氣可視為理想氣體。求（1）汽缸內(nèi)空氣升溫膨脹后的總體積V；（2）升溫前后室內(nèi)空氣質(zhì)量之比。6.【2024.1·吉林、黑龍江】某同學(xué)取一裝有少量水的塑料礦泉水瓶，旋緊瓶蓋，雙手快速擰搓擠壓水瓶。然后迅速擰松瓶蓋，瓶蓋被頂飛的同時瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧，則（）A.擠壓水瓶過程中，瓶內(nèi)氣體分子的平均動能減小B.擠壓水瓶過程中，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能不變C.瓶蓋被頂飛過程中，瓶內(nèi)氣體對外做功D.瓶蓋被頂飛過程中，瓶內(nèi)氣體溫度升高氣體實(shí)驗(yàn)7.【2024.1·江西】某小組探究氣體在等溫變化時壓強(qiáng)隨體積變化的規(guī)律．實(shí)驗(yàn)方案如下：在帶刻度的注射器內(nèi)密封一段摻入酒精蒸氣的空氣，然后將注射器與氣體壓強(qiáng)傳感器連接管相連接。氣體壓強(qiáng)p由傳感器測量，氣體體積V等于注射器讀數(shù)與連接管的容積之和。（1）實(shí)驗(yàn)時手不要握注射器筒，且應(yīng)緩慢推動注射器活塞，其目的是______________。（2）下表是小組采集一組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，請在圖中補(bǔ)充描出第6至9個數(shù)據(jù)點(diǎn)，并畫出圖線____。序號12345678999.0110.0120.9135.4154.7181.2223.3291.1330.021.019.017.015.013.011.09.07.05.00.0480.0530.0590.06700770.0910.1110.1430.200（3）由圖可知，前8個數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布情況說明：在等溫變化時，氣體的壓強(qiáng)與體積關(guān)系為__________________________；第9個數(shù)據(jù)點(diǎn)顯著偏離上述規(guī)律，小組猜想是因?yàn)闅怏w的質(zhì)量減小了，下列哪個選項(xiàng)支持該猜想______________。A．部分酒精蒸氣進(jìn)入氣體壓強(qiáng)傳感器連接管B．在測量第9個數(shù)據(jù)點(diǎn)時發(fā)現(xiàn)注射器筒壁出現(xiàn)模糊，部分酒精蒸氣液化

專題05熱學(xué)氣體圖像1.【2024.1·安徽】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始。第一次經(jīng)絕熱過程到狀態(tài)b；第二次先經(jīng)等壓過程到狀態(tài)c，再經(jīng)等容過程到狀態(tài)b。圖像如圖所示。則（）A.過程。氣體從外界吸熱B.過程比過程氣體對外界所做的功多C.氣體在狀態(tài)a時比在狀態(tài)b時的分子平均動能小D.氣體在狀態(tài)a時比在狀態(tài)c時單位時間內(nèi)撞擊在單位面積上分子數(shù)少【答案】B【解析】【詳解】A．過程，氣體體積不變，即等容變化過程，氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低，故內(nèi)能減小。該過程氣體對外不做功，故氣體向外界放熱，A錯誤；B．由微元法可得圖像與橫坐標(biāo)圍成的面積表示為氣體做功的多少，由圖像可知，過程比過程氣體對外界所做的功多，B正確；C．過程為絕熱過程，氣體體積變大對外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能減小，溫度降低。溫度是分子平均動能的標(biāo)志，故氣體在狀態(tài)a時比在狀態(tài)b時的分子平均動能大，C錯誤；D．過程，氣體的壓強(qiáng)相等，體積變大溫度變大，分子的平均動能變大，分子撞擊容器壁的動量變化量變大。由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋可知，在狀態(tài)a時比在狀態(tài)c時單位時間內(nèi)撞擊在單位面積上的分子數(shù)多，D錯誤。故選B2.【2024.1·廣西】等量同種理想氣體分別經(jīng)絕熱過程①和一般過程②，溫度均從升至，圖像如圖，過程①外界對理想氣體做功為，過程②外界對理想氣體做功為，則（）A.過程②內(nèi)能的增量等于B.過程①和過程②相比，C.過程②理想氣體向外界放出熱量D.過程①理想氣體從外界吸收的熱量等于【答案】AC【解析】【詳解】D．由題意可知，①為絕熱過程，所以該過程氣體既不從外界吸收熱量，也不向外界釋放熱量，故D項(xiàng)錯誤；A．①為絕熱過程，氣體內(nèi)能的變化量等于外界對氣體做的功，即由于理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，而兩過程的初末狀態(tài)的溫度相同，所以其初末狀態(tài)的內(nèi)能相同，即內(nèi)能變化相同，即故A項(xiàng)正確；B．由氣體的圖像可知，其圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積為氣體做的功，由圖像可知，②過程做的功大于①過程。過程①和過程②相比，，故B項(xiàng)錯誤；C．由熱力學(xué)第一定律有又因?yàn)椋?，結(jié)合上述分析可知所以該過程氣體向外界放出熱量，故C項(xiàng)正確。故選AC。氣體計算3.【2024.1·甘肅】如圖，一個盛有氣體的容器內(nèi)壁光滑，被隔板分成A、B兩部分，隔板絕熱。開始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，A和B體積均為、壓強(qiáng)均為大氣壓、溫度均為環(huán)境溫度?，F(xiàn)將A接一個打氣筒，打氣筒每次打氣都把壓強(qiáng)為、溫度為、體積為的氣體打入A中。緩慢打氣若干次后，B的體積變?yōu)?。（所有氣體均視為理想氣體）（1）假設(shè)打氣過程中整個系統(tǒng)溫度保持不變，求打氣的次數(shù)；（2）保持A中氣體溫度不變，加熱B中氣體使B的體積恢復(fù)為，求B中氣體的溫度。【答案】（1）24次；（2）【解析】【詳解】（1）對B氣體，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程解得則根據(jù)等溫方程解得次（2）A中氣體溫度不變對B中氣體解得4.【2024.1·貴州】下圖是一個簡易溫度計示意圖，左邊由固定的玻璃球形容器和內(nèi)徑均勻且標(biāo)有刻度的豎直玻璃管組成，右邊是上端開口的柱形玻璃容器，左右兩邊通過軟管連接，用水銀將一定質(zhì)量的空氣封閉在左邊容器中。已知球形容器的容積為，左邊玻璃管內(nèi)部的橫截面積為。當(dāng)環(huán)境溫度為且左右液面平齊時，左管液面正好位于刻度處。設(shè)大氣壓強(qiáng)保持不變。（1）當(dāng)環(huán)境溫度升高時，為使左右液面再次平齊，右邊柱形容器應(yīng)向上還向下移動？（2）當(dāng)液面位于刻度處且左右液面又一次平齊時，對應(yīng)的環(huán)境溫度是多少攝氏度？【答案】（1）向下；（2）22℃【解析】【詳解】（1）當(dāng)環(huán)境溫度升高時，假設(shè)右邊容器不動，則由于左側(cè)氣體體積變大，則右側(cè)管中液面將高于左側(cè)管中液面，則為使左右液面再次平齊，右邊柱形容器應(yīng)向下移動；（2）開始時左側(cè)氣體體積溫度當(dāng)液面位于刻度處使氣體的體積氣體進(jìn)行等壓變化，則根據(jù)蓋呂薩克定律可得解得T2=295K則t2=22℃5.【2024.1·河南】房間內(nèi)溫度升高空氣外溢的過程可以抽象為如圖所示的汽缸模型。汽缸內(nèi)活塞可以無摩擦自由滑動，室內(nèi)溫度升高空氣外溢，可視為空氣膨脹推動活塞向外滑動。室內(nèi)體積為V0，初始溫度為T0。室內(nèi)溫度升高到T的過程中，活塞向外緩慢移至虛線位置。室內(nèi)外氣壓始終恒定且相等，空氣可視為理想氣體。求（1）汽缸內(nèi)空氣升溫膨脹后的總體積V；（2）升溫前后室內(nèi)空氣質(zhì)量之比?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）由題知室內(nèi)外氣壓始終恒定且相等，則由蓋—呂薩克定律有解得（2）根據(jù)氣體變化前后質(zhì)量相等有ρ0V0=ρV解得則升溫前后室內(nèi)空氣質(zhì)量之比為6.【2024.1·吉林、黑龍江】某同學(xué)取一裝有少量水的塑料礦泉水瓶，旋緊瓶蓋，雙手快速擰搓擠壓水瓶。然后迅速擰松瓶蓋，瓶蓋被頂飛的同時瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧，則（）A.擠壓水瓶過程中，瓶內(nèi)氣體分子的平均動能減小B.擠壓水瓶過程中，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能不變C.瓶蓋被頂飛過程中，瓶內(nèi)氣體對外做功D.瓶蓋被頂飛過程中，瓶內(nèi)氣體溫度升高【答案】C【解析】【詳解】AB．旋緊瓶蓋，雙手快速擰搓擠壓水瓶，外界對氣體做正功，瓶內(nèi)氣體來不及發(fā)生熱傳導(dǎo)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能變大，瓶內(nèi)氣體溫度升高，則瓶內(nèi)氣體分子的平均動能增大，故AB錯誤；CD．然后迅速擰松瓶蓋，瓶蓋被頂飛過程中，瓶內(nèi)氣體對外做功，，瓶內(nèi)氣體來不及發(fā)生熱傳導(dǎo)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能變小，瓶內(nèi)氣體溫度降低，故C正確，D錯誤。氣體實(shí)驗(yàn)7.【2024.1·江西】某小組探究氣體在等溫變化時壓強(qiáng)隨體積變化的規(guī)律．實(shí)驗(yàn)方案如下：在帶刻度的注射器內(nèi)密封一段摻入酒精蒸氣的空氣，然后將注射器與氣體壓強(qiáng)傳感器連接管相連接。氣體壓強(qiáng)p由傳感器測量，氣體體積V等于注射器讀數(shù)與連接管的容積之和。（1）實(shí)驗(yàn)時手不要握注射器筒，且應(yīng)緩慢推動注射器活塞，其目的是______________。（2）下表是小組采集一組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，請在圖中補(bǔ)充描出第6至9個數(shù)據(jù)點(diǎn)，并畫出圖線____。序號12345678999.0110.0120.9135.4154.7181.2223.3291.1330.021.019.017.015.013.011.09.07.05.00.0480.0530.0590.06700770.0910.1110.1430.200（3）由圖可知，前8個數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布情況說明：在等溫變化時，氣體的壓強(qiáng)與體積關(guān)系為__________________________；第9個數(shù)據(jù)點(diǎn)顯著偏離上述規(guī)律，小組猜想是因?yàn)闅怏w的質(zhì)量減小了，下列哪個選項(xiàng)支持該猜想______________。A．部分酒精蒸氣進(jìn)入氣體壓強(qiáng)傳感器連接管B．在測量第9個數(shù)據(jù)點(diǎn)時發(fā)現(xiàn)注射器筒壁出現(xiàn)模糊，部