專題18 熱學(xué)--【真題匯編】最近5年（20-24）高考物理真題分類匯編-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

一、高考真題匯編的意義。1、增強(qiáng)高考考生的復(fù)習(xí)動(dòng)力和信心；2、提高高考考生的復(fù)習(xí)效率；3、加深考生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。
二、高考真題匯編的內(nèi)容。1、高考試題收錄，涵蓋了考試的各個(gè)學(xué)科；2、答案解析，加深知識(shí)點(diǎn)理解和掌握；3、復(fù)習(xí)指導(dǎo)，提高復(fù)習(xí)效率。
三、高考真題匯編的重要性。高考真題匯編不僅可以提高考生的復(fù)習(xí)動(dòng)力和信心，增強(qiáng)考生的復(fù)習(xí)效率，為高考復(fù)習(xí)提供了有力的支持。
最近5年（20-24年）高考物理真題匯編
專題18 熱學(xué)
考點(diǎn)01 分子動(dòng)理論
1．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）夜間由于氣溫降低，汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強(qiáng)變低。與白天相比，夜間輪胎內(nèi)的氣體（）
A．分子的平均動(dòng)能更小B．單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)更少
C．所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都更小D．分子對(duì)輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用力更大
【答案】A
【解析】AC．夜間氣溫低，分子的平均動(dòng)能更小，但不是所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都更小，故A正確、C錯(cuò)誤；
BD．由于汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強(qiáng)變低，輪胎會(huì)略微被壓癟，則單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)更多，分子對(duì)輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用力更小，BD錯(cuò)誤。
故選A。
2．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說法正確的是（）

A．分子間距離大于r0時(shí)，分子間表現(xiàn)為斥力
B．分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離r0處過程中分子勢(shì)能變大
C．分子勢(shì)能在r0處最小
D．分子間距離小于r0且減小時(shí)，分子勢(shì)能在減小
【答案】C
【解析】分子間距離大于r0，分子間表現(xiàn)為引力，分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離r0處過程中，引力做正功，分子勢(shì)能減小，則在r0處分子勢(shì)能最小；繼續(xù)減小距離，分子間表現(xiàn)為斥力，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大。
故選C。
3．（2021·重慶·高考真題）圖1和圖2中曲線分別描述了某物理量隨分之間的距離變化的規(guī)律，為平衡位置。現(xiàn)有如下物理量：①分子勢(shì)能，②分子間引力，③分子間斥力，④分子間引力和斥力的合力，則曲線對(duì)應(yīng)的物理量分別是（）
A．①③②B．②④③C．④①③D．①④③
【答案】D
【解析】根據(jù)分子處于平衡位置（即分子之間距離為）時(shí)分子勢(shì)能最小可知，曲線I為分子勢(shì)能隨分子之間距離r變化的圖像；
根據(jù)分子處于平衡位置（即分子之間距離為）時(shí)分子力為零，可知曲線Ⅱ?yàn)榉肿恿﹄S分子之間距離r變化的圖像；
根據(jù)分子之間斥力隨分子之間距離的增大而減小，可知曲線Ⅲ為分子斥力隨分子之間距離r變化的圖像。
D正確，故選D。
4．（2021·北京·高考真題）比較45?C的熱水和100?C的水蒸氣，下列說法正確的是（）
A．熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸氣的大B．熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸氣的小
C．熱水分子的速率都比水蒸氣的小D．熱水分子的熱運(yùn)動(dòng)比水蒸氣的劇烈
【答案】B
【解析】A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，故熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸氣的小，故A錯(cuò)誤；
B．內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度、體積有關(guān)，相同質(zhì)量的熱水和水蒸氣，熱水變成水蒸氣，溫度升高，體積增大，吸收熱量，故熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸氣的小，故B正確；
C．溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率越大，45?C的熱水中的分子平均速率比100?C的水蒸氣中的分子平均速率小，由于分子運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，并不是每個(gè)分子的速率都小，故C錯(cuò)誤；
D．溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，故D錯(cuò)誤。
故選B。
5．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）分子力隨分子間距離的變化如圖所示。將兩分子從相距處釋放，僅考慮這兩個(gè)分子間的作用力，下列說法正確的是（）
A．從到分子間引力、斥力都在減小
B．從到分子力的大小先減小后增大
C．從到分子勢(shì)能先減小后增大
D．從到分子動(dòng)能先增大后減小
【答案】D
【解析】A．從到分子間引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A錯(cuò)誤；
B．由圖可知，在時(shí)分子力為零，故從到分子力的大小先增大后減小再增大，故B錯(cuò)誤；
C．分子勢(shì)能在時(shí)分子勢(shì)能最小，故從到分子勢(shì)能一直減小，故C錯(cuò)誤；
D．從到分子勢(shì)能先減小后增大，故分子動(dòng)能先增大后減小，故D正確。
故選D。
6．(多選)（2022·湖南·統(tǒng)考高考真題）利用“渦流效應(yīng)”可實(shí)現(xiàn)冷熱氣體的分離。如圖，一冷熱氣體分離裝置由噴嘴、渦流室、環(huán)形管、分離擋板和冷熱兩端管等構(gòu)成。高壓氮?dú)庥蓢娮烨邢蛄魅霚u流室中，然后以螺旋方式在環(huán)形管中向右旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，分子熱運(yùn)動(dòng)速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，而分子熱運(yùn)動(dòng)速率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位。氣流到達(dá)分離擋板處時(shí)，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向，從A端流出，邊緣部位氣流從B端流出。下列說法正確的是（）
A．A端為冷端，B端為熱端
B．A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率一定小于B端流出的
C．A端流出的氣體內(nèi)能一定大于B端流出的
D．該裝置氣體進(jìn)出的過程滿足能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律
E．該裝置氣體進(jìn)出的過程既滿足能量守恒定律，也滿足熱力學(xué)第二定律
【答案】ABE
【解析】A. 依題意，中心部位為熱運(yùn)動(dòng)速率較低的氣體，與擋板相作用后反彈，從A端流出，而邊緣部份熱運(yùn)動(dòng)速率較高的氣體從B端流出；同種氣體分子平均熱運(yùn)動(dòng)速率較大、其對(duì)應(yīng)的溫度也就較高，所以A端為冷端、B端為熱端，故A正確；
B．依題意，A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率較小，B端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率較大，所以從A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均速度小于從B端流出的，故B正確；
C．A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率較小，B端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率較大，則從A端流出的氣體分子平均動(dòng)能小于從B端流出的氣體分子平均動(dòng)能，內(nèi)能的多少還與分子數(shù)有關(guān)；依題意，不能得出從A端流出的氣體內(nèi)能一定大于從B端流出的氣體內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；
DE．該裝置將冷熱不均氣體的進(jìn)行分離，噴嘴處有高壓，即通過外界做功而實(shí)現(xiàn)的，并非是自發(fā)進(jìn)行的，沒有違背熱力學(xué)第二定律；溫度較低的從A端出、較高的從B端出，也符合能量守恒定律，故D錯(cuò)誤，E正確。
故選ABE。
7.（2024·上海·高考題）通過“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)可推測(cè)油酸分子的直徑約為（）
A. B. C. D.
【答案】 C
【解析】通過“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)可推測(cè)油酸分子的直徑約為或，故選C。
8．（2022·江蘇·高考真題）自主學(xué)習(xí)活動(dòng)中，同學(xué)們對(duì)密閉容器中的氫氣性質(zhì)進(jìn)行討論，下列說法中正確的是（）
A．體積增大時(shí)，氫氣分子的密集程度保持不變
B．壓強(qiáng)增大是因?yàn)闅錃夥肿又g斥力增大
C．因?yàn)闅錃夥肿雍苄。詺錃庠谌魏吻闆r下均可看成理想氣體
D．溫度變化時(shí)，氫氣分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會(huì)變化
【答案】D
【解析】A．密閉容器中的氫氣質(zhì)量不變，分子個(gè)數(shù)不變，根據(jù)
可知當(dāng)體積增大時(shí)，單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)變少，分子的密集程度變小，故A錯(cuò)誤；
B．氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對(duì)容器壁的持續(xù)的、無規(guī)則撞擊產(chǎn)生的；壓強(qiáng)增大并不是因?yàn)榉肿娱g斥力增大，故B錯(cuò)誤；
C．普通氣體在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的情況下才能看作理想氣體，故C錯(cuò)誤；
D．溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，大量氣體分子的速率呈現(xiàn)“中間多，兩邊少”的規(guī)律，溫度變化時(shí)，大量分子的平均速率會(huì)變化，即分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會(huì)變化，故D正確。
故選D。
9．（2020·全國·統(tǒng)考高考真題）分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r= r1時(shí)，F(xiàn)=0。分子間勢(shì)能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子間的勢(shì)能為零。若一分子固定于原點(diǎn)O，另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢(shì)能_____（填“減小“不變”或“增大”）；在間距由r2減小到r1的過程中，勢(shì)能_____ （填“減小”“不變”或“增大”）；在間距等于r1處，勢(shì)能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。
【答案】減小減小小于
【解析】[1]從距點(diǎn)很遠(yuǎn)處向點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，兩分子間距減小到的過程中，分子間體現(xiàn)引力，引力做正功，分子勢(shì)能減??；
[2]在的過程中，分子間仍然體現(xiàn)引力，引力做正功，分子勢(shì)能減??；
[3]在間距等于之前，分子勢(shì)能一直減小，取無窮遠(yuǎn)處分子間勢(shì)能為零，則在處分子勢(shì)能小于零。
10．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過塑料管與壓強(qiáng)傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強(qiáng)和體積（等于注射器示數(shù)與塑料管容積之和），逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。

回答以下問題：
（1）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線，說明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體___________。
A．與成正比 B．與成正比
（2）若氣體被壓縮到，由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為___________（保留3位有效數(shù)字）。
（3）某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了，則在計(jì)算乘積時(shí)，他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨的增大而___________（填“增大”或“減小”）。
【答案】 B 增大
【詳解】（1）[1]在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線，說明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體，與成正比。
故選B。
（2）[2]若氣體被壓縮到，則有
由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為
（3）[3]某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了，則在計(jì)算乘積時(shí)，根據(jù)
可知他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨的增大而增大。
考點(diǎn)02 氣體狀態(tài)方程及熱力學(xué)第一定律綜合
1.（多選）(2024·河北·高考題) 如圖，水平放置的密閉絕熱汽缸被導(dǎo)熱活塞分成左右兩部分，左側(cè)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，右側(cè)為真空，活塞與汽缸右壁中央用一根輕質(zhì)彈簧水平連接。汽缸內(nèi)壁光滑且水平長度大于彈簧自然長度，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)且體積忽略不計(jì)。活塞初始時(shí)靜止在汽缸正中間，后因活塞密封不嚴(yán)發(fā)生緩慢移動(dòng)，活塞重新靜止后（）

A. 彈簧恢復(fù)至自然長度
B. 活塞兩側(cè)氣體質(zhì)量相等
C. 與初始時(shí)相比，汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加
D. 與初始時(shí)相比，活塞左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少
【答案】ACD
【解析】A．初始狀態(tài)活塞受到左側(cè)氣體向右的壓力和彈簧向左的彈力處于平衡狀態(tài)，彈簧處于壓縮狀態(tài)。因活塞密封不產(chǎn)，可知左側(cè)氣體向右側(cè)真空漏出。左側(cè)氣體壓強(qiáng)變小，右側(cè)出現(xiàn)氣體，對(duì)活塞有向左的壓力，最終左、右兩側(cè)氣體壓強(qiáng)相等，且彈簧恢復(fù)原長，故A正確；
B．由題知活塞初始時(shí)靜止在汽缸正中間，但由于活塞向左移動(dòng)，左側(cè)氣體體積小于右側(cè)氣體體積，則左側(cè)氣體質(zhì)量小于右側(cè)氣體質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；
C．密閉的氣缸絕熱，與外界沒有能量交換，但彈簧彈性勢(shì)能減少了，可知?dú)怏w內(nèi)能增加，故C正確；
D．初始時(shí)氣體在左側(cè)，最終氣體充滿整個(gè)氣缸，則初始左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)應(yīng)該是最終左側(cè)的兩倍，故D正確。
故選ACD。
2.（多選）（2024·新課標(biāo)·高考題）如圖，一定量理想氣體的循環(huán)由下面4個(gè)過程組成：1→2為絕熱過程（過程中氣體不與外界交換熱量），2→3為等壓過程，3→4為絕熱過程，4→1為等容過程。上述四個(gè)過程是四沖程柴油機(jī)工作循環(huán)的主要過程。下列說法正確的是（）

A. 1→2過程中，氣體內(nèi)能增加B. 2→3過程中，氣體向外放熱
C. 3→4過程中，氣體內(nèi)能不變D. 4→1過程中，氣體向外放熱
【答案】AD
【解析】A．1→2為絕熱過程，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知此時(shí)氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，故內(nèi)能增加，故A正確；
B．2→3為等壓過程，根據(jù)蓋呂薩克定律可知?dú)怏w體積增大時(shí)溫度增加，內(nèi)能增大，此時(shí)氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功，故氣體吸收熱量，故B錯(cuò)誤；
C．3→4為絕熱過程，此時(shí)氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能減小，故C錯(cuò)誤；
D．4→1為等容過程，根據(jù)查理定律可知壓強(qiáng)減小時(shí)溫度減小，故內(nèi)能減小，由于體積不變，故可知?dú)怏w向外放熱，故D正確。
故選AD。
3.（2024·山東·高考題）一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，a→b過程是等壓過程，b→c過程中氣體與外界無熱量交換，c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是（）

A. a→b過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對(duì)外做功
B. b→c過程，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增加
C. a→b→c過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對(duì)外做功
D. a→b過程，氣體從外界吸收的熱量等于c→a過程放出的熱量
【答案】C
【解析】A．a(chǎn)→b過程壓強(qiáng)不變，是等壓變化且體積增大，氣體對(duì)外做功WVA，故TB>TA；而狀態(tài)B到狀態(tài)C是一個(gè)等容過程，有
因?yàn)閜B>pC，故TB>TC；對(duì)狀態(tài)A和C有
可得TA=TC；綜上分析可知C正確，ABD錯(cuò)誤；
故選C。
12．（多選）（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過程如圖上從a到b的線段所示。在此過程中（）
A．氣體一直對(duì)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(duì)外做的功
E．氣體吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量
【答案】BCE
【解析】A．因從a到b的p—T圖像過原點(diǎn)，由可知從a到b氣體的體積不變，則從a到b氣體不對(duì)外做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．因從a到b氣體溫度升高，可知?dú)怏w內(nèi)能增加，選項(xiàng)B正確；
CDE．因W=0，?U>0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律
?U=W+Q
可知，氣體一直從外界吸熱，且氣體吸收的熱量等于內(nèi)能增加量，選項(xiàng)CE正確，D錯(cuò)誤。
故選BCE。
13．（多選）（2021·海南·高考真題）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程到達(dá)狀態(tài)c，直線過原點(diǎn)。則氣體（）
A．在狀態(tài)c的壓強(qiáng)等于在狀態(tài)a的壓強(qiáng)
B．在狀態(tài)b的壓強(qiáng)小于在狀態(tài)c的壓強(qiáng)
C．在的過程中內(nèi)能保持不變
D．在的過程對(duì)外做功
【答案】AC
【解析】AB．根據(jù)
可知，因直線ac過原點(diǎn)，可知在狀態(tài)c的壓強(qiáng)等于在狀態(tài)a的壓強(qiáng)，b點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率小于c點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，可知在狀態(tài)b的壓強(qiáng)大于在狀態(tài)c的壓強(qiáng)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；
C．在的過程中溫度不變，則氣體的內(nèi)能保持不變，選項(xiàng)C正確；
D．在的過程中，氣體的體積不變，則氣體不對(duì)外做功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選AC。
14．（2022·北京·高考真題）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿圖示路徑先后到達(dá)狀態(tài)b和c。下列說法正確的是（）
A．從a到b，氣體溫度保持不變B．從a到b，氣體對(duì)外界做功
C．從b到c，氣體內(nèi)能減小D．從b到c，氣體從外界吸熱
【答案】D
【解析】AB．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿題圖路徑到達(dá)狀態(tài)b過程中氣體發(fā)生等容變化，壓強(qiáng)減小，根據(jù)查理定律，可知?dú)怏w溫度降低，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律?U = Q＋W，由于氣體不做功，內(nèi)能減小，則氣體放熱，AB錯(cuò)誤；
CD．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)b沿題圖路徑到達(dá)狀態(tài)c過程中氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，根據(jù)，可知?dú)怏w溫度升高，內(nèi)能增大，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律?U = Q＋W，可知b到c過程吸熱，且吸收的熱量大于功值，C錯(cuò)誤、D正確。
故選D。
15．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷兩個(gè)過程，先后到達(dá)狀態(tài)B和C。有關(guān)A、B和C三個(gè)狀態(tài)溫度和的關(guān)系，正確的是（）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】由圖可知狀態(tài)A到狀態(tài)B是一個(gè)等壓過程，根據(jù)
因?yàn)閂B>VA，故TB>TA；而狀態(tài)B到狀態(tài)C是一個(gè)等容過程，有
因?yàn)閜B>pC，故TB>TC；對(duì)狀態(tài)A和C有
可得TA=TC；綜上分析可知C正確，ABD錯(cuò)誤；
故選C。
16．（多選）（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b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b的過程中，氣體對(duì)外做功
C．由b變化到c的過程中，氣體的壓強(qiáng)不變
D．由a變化到b的過程中，氣體從外界吸熱
E．由a變化到b的過程中，從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能
【答案】ABD
【解析】AC．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知
即圖像的斜率為，故有
故A正確，C錯(cuò)誤；
B．理想氣體由a變化到b的過程中，因體積增大，則氣體對(duì)外做功，故B正確；
DE．理想氣體由a變化到b的過程中，溫度升高，則內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律有
而，，則有
可得
，
即氣體從外界吸熱，且從外界吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能，故D正確，E錯(cuò)誤；
故選ABD。
17．（多選）（2023·山西·統(tǒng)考高考真題）如圖，一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連接的兩絕熱活塞將汽缸分為f、g、h三部分，活塞與汽缸壁間沒有摩擦。初始時(shí)彈簧處于原長，三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等?，F(xiàn)通過電阻絲對(duì)f中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達(dá)到穩(wěn)定后（）

A．h中的氣體內(nèi)能增加B．f與g中的氣體溫度相等
C．f與h中的氣體溫度相等D．f與h中的氣體壓強(qiáng)相等
【答案】AD
【解析】A．當(dāng)電阻絲對(duì)f中的氣體緩慢加熱時(shí)，f中的氣體內(nèi)能增大，溫度升高，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知f中的氣體壓強(qiáng)增大，會(huì)緩慢推動(dòng)左邊活塞，可知h的體積也被壓縮壓強(qiáng)變大，對(duì)活塞受力分析，根據(jù)平衡條件可知，彈簧彈力變大，則彈簧被壓縮。與此同時(shí)彈簧對(duì)右邊活塞有彈力作用，緩慢向右推動(dòng)左邊活塞。故活塞對(duì)h中的氣體做正功，且是絕熱過程，由熱力學(xué)第一定律可知，h中的氣體內(nèi)能增加，A正確；
B．未加熱前，三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，活塞受力平衡，可知彈簧處于壓縮狀態(tài)，對(duì)左邊活塞分析
則
分別對(duì)f、g內(nèi)的氣體分析，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有
由題意可知，因彈簧被壓縮，則，聯(lián)立可得
B錯(cuò)誤；
C．在達(dá)到穩(wěn)定過程中h中的氣體體積變小，壓強(qiáng)變大，f中的氣體體積變大。由于穩(wěn)定時(shí)彈簧保持平衡狀態(tài)，故穩(wěn)定時(shí)f、h中的氣體壓強(qiáng)相等，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程對(duì)h氣體分析可知
聯(lián)立可得
C錯(cuò)誤；
D．對(duì)彈簧、活塞及g中的氣體組成的系統(tǒng)分析，根據(jù)平衡條件可知，f與h中的氣體壓強(qiáng)相等，D正確。
故選AD。
18．（多選）（2022·天津·高考真題）采用渦輪增壓技術(shù)可提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)效率。將渦輪增壓簡化為以下兩個(gè)過程，一定質(zhì)量的理想氣體首先經(jīng)過絕熱過程被壓縮，然后經(jīng)過等壓過程回到初始溫度，則（）
A．絕熱過程中，氣體分子平均動(dòng)能增加B．絕熱過程中，外界對(duì)氣體做負(fù)功
C．等壓過程中，外界對(duì)氣體做正功D．等壓過程中，氣體內(nèi)能不變
【答案】AC
【解析】AB．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過絕熱過程被壓縮，可知?dú)怏w體積減小，外界對(duì)氣體做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能增加，則氣體溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增加，故A正確，B錯(cuò)誤；
CD．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等壓過程回到初始溫度，可知?dú)怏w溫度降低，氣體內(nèi)能減少；根據(jù)
可知?dú)怏w體積減小，外界對(duì)氣體做正功，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選AC。
19．（多選）（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b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b的過程中，氣體對(duì)外做功
C．由b變化到c的過程中，氣體的壓強(qiáng)不變
D．由a變化到b的過程中，氣體從外界吸熱
E．由a變化到b的過程中，從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能
【答案】ABD
【解析】AC．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知
即圖像的斜率為，故有
故A正確，C錯(cuò)誤；
B．理想氣體由a變化到b的過程中，因體積增大，則氣體對(duì)外做功，故B正確；
DE．理想氣體由a變化到b的過程中，溫度升高，則內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律有
而，，則有
可得
，
即氣體從外界吸熱，且從外界吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能，故D正確，E錯(cuò)誤；
故選ABD。
20．（多選）（2021·全國·高考真題）如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)經(jīng)熱力學(xué)過程、、后又回到狀態(tài)a。對(duì)于、、三個(gè)過程，下列說法正確的是（）
A．過程中，氣體始終吸熱
B．過程中，氣體始終放熱
C．過程中，氣體對(duì)外界做功
D．過程中，氣體的溫度先降低后升高
E．過程中，氣體的溫度先升高后降低
【答案】ABE
【解析】A．由理想氣體的圖可知，理想氣體經(jīng)歷ab過程，體積不變，則，而壓強(qiáng)增大，由可知，理想氣體的溫度升高，則內(nèi)能增大，由可知，氣體一直吸熱，故A正確；
BC．理想氣體經(jīng)歷ca過程為等壓壓縮，則外界對(duì)氣體做功，由知溫度降低，即內(nèi)能減少，由可知，，即氣體放熱，故B正確，C錯(cuò)誤；
DE．由可知，圖像的坐標(biāo)圍成的面積反映溫度，b狀態(tài)和c狀態(tài)的坐標(biāo)面積相等，而中間狀態(tài)的坐標(biāo)面積更大，故bc過程的溫度先升高后降低，故D錯(cuò)誤，E正確；
故選ABE。
21．（2022·重慶·高考真題）2022年5月15日，我國自主研發(fā)的“極目一號(hào)”Ⅲ型浮空艇創(chuàng)造了海拔9032米的大氣科學(xué)觀測(cè)世界紀(jì)錄。若在浮空艇某段上升過程中，艇內(nèi)氣體溫度降低，體積和質(zhì)量視為不變，則艇內(nèi)氣體（）（視為理想氣體）
A．吸收熱量B．壓強(qiáng)增大C．內(nèi)能減小D．對(duì)外做負(fù)功
【答案】C
【解析】由于浮空艇上升過程中體積和質(zhì)量均不變，則艇內(nèi)氣體不做功；根據(jù)
可知溫度降低，則艇內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，氣體內(nèi)能減??；又根據(jù)
可知?dú)怏w放出熱量。
故選C。
22．（2022·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)歷和兩個(gè)過程，其中為等溫過程，狀態(tài)b、c的體積相同，則（）
A．狀態(tài)a的內(nèi)能大于狀態(tài)bB．狀態(tài)a的溫度高于狀態(tài)c
C．過程中氣體吸收熱量D．過程中外界對(duì)氣體做正功
【答案】C
【解析】A．由于a→b的過程為等溫過程，即狀態(tài)a和狀態(tài)b溫度相同，分子平均動(dòng)能相同，對(duì)于理想氣體狀態(tài)a的內(nèi)能等于狀態(tài)b的內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；
B．由于狀態(tài)b和狀態(tài)c體積相同，且，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程
可知，又因?yàn)?，故，故B錯(cuò)誤；
CD．因?yàn)閍→c過程氣體體積增大，氣體對(duì)外界做正功；而氣體溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)
可知?dú)怏w吸收熱量；故C正確，D錯(cuò)誤；
故選C。
23．（2022·江蘇·高考真題）自主學(xué)習(xí)活動(dòng)中，同學(xué)們對(duì)密閉容器中的氫氣性質(zhì)進(jìn)行討論，下列說法中正確的是（）
A．體積增大時(shí)，氫氣分子的密集程度保持不變
B．壓強(qiáng)增大是因?yàn)闅錃夥肿又g斥力增大
C．因?yàn)闅錃夥肿雍苄?，所以氫氣在任何情況下均可看成理想氣體
D．溫度變化時(shí)，氫氣分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會(huì)變化
【答案】D
【解析】A．密閉容器中的氫氣質(zhì)量不變，分子個(gè)數(shù)不變，根據(jù)
可知當(dāng)體積增大時(shí)，單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)變少，分子的密集程度變小，故A錯(cuò)誤；
B．氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對(duì)容器壁的持續(xù)的、無規(guī)則撞擊產(chǎn)生的；壓強(qiáng)增大并不是因?yàn)榉肿娱g斥力增大，故B錯(cuò)誤；
C．普通氣體在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的情況下才能看作理想氣體，故C錯(cuò)誤；
D．溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，大量氣體分子的速率呈現(xiàn)“中間多，兩邊少”的規(guī)律，溫度變化時(shí)，大量分子的平均速率會(huì)變化，即分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會(huì)變化，故D正確。
故選D。
24．（2022·遼寧·高考真題）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其體積V和熱力學(xué)溫度T變化圖像如圖所示，此過程中該系統(tǒng)（）
A．對(duì)外界做正功B．壓強(qiáng)保持不變C．向外界放熱D．內(nèi)能減少
【答案】A
【解析】A．理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，體積增大，理想氣體對(duì)外界做正功，A正確；
B．由題圖可知V = V0 + kT
根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程有
聯(lián)立有
可看出T增大，p增大，B錯(cuò)誤；
D．理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，溫度升高，內(nèi)能增大，D錯(cuò)誤；
C．理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，由選項(xiàng)AD可知，理想氣體對(duì)外界做正功且內(nèi)能增大，則根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w向外界吸收熱量，C錯(cuò)誤。
故選A。
25．（2022·湖北·統(tǒng)考高考真題）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)c，其過程如p—V圖中a→c直線段所示，狀態(tài)b對(duì)應(yīng)該線段的中點(diǎn)。下列說法正確的是（）
A．a(chǎn)→b是等溫過程
B．a(chǎn)→b過程中氣體吸熱
C．a(chǎn)→c過程中狀態(tài)b的溫度最低
D．a(chǎn)→c過程中外界對(duì)氣體做正功
【答案】B
【解析】AB．根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程
可知a→b氣體溫度升高，內(nèi)能增加，且體積增大氣體對(duì)外界做功，則W < 0，由熱力學(xué)第一定律
?U = W + Q
可知a→b過程中氣體吸熱，A錯(cuò)誤、B正確；
C．根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程
可知，p—V圖像的坐標(biāo)值的乘積反映溫度，a狀態(tài)和c狀態(tài)的坐標(biāo)值的乘積相等，而中間狀態(tài)的坐標(biāo)值乘積更大，a→c過程的溫度先升高后降低，且狀態(tài)b的溫度最高，C錯(cuò)誤；
D．a(chǎn)→c過程氣體體積增大，外界對(duì)氣體做負(fù)功，D錯(cuò)誤。
故選B。
26．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力．如圖，剎車助力裝置可簡化為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時(shí)，在連桿上施加水平力推動(dòng)液壓泵實(shí)現(xiàn)剎車．助力氣室與抽氣氣室用細(xì)管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強(qiáng)，利用大氣壓與助力氣室的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)剎車助力．每次抽氣時(shí)，打開，閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運(yùn)動(dòng)，助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達(dá)到兩氣室壓強(qiáng)相等；然后，閉合，打開，抽氣活塞向下運(yùn)動(dòng)，抽氣氣室中的全部氣體從排出，完成一次抽氣過程．已知助力氣室容積為，初始?jí)簭?qiáng)等于外部大氣壓強(qiáng)，助力活塞橫截面積為，抽氣氣室的容積為。假設(shè)抽氣過程中，助力活塞保持不動(dòng)，氣體可視為理想氣體，溫度保持不變。
（1）求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng)；
（2）第次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小。

【答案】（1）；（2）
【解析】（1）以助力氣室內(nèi)的氣體為研究對(duì)象，則初態(tài)壓強(qiáng)p0，體積V0，第一次抽氣后，氣體體積
根據(jù)玻意耳定律
解得
（2）同理第二次抽氣
解得
以此類推……
則當(dāng)n次抽氣后助力氣室內(nèi)的氣體壓強(qiáng)
則剎車助力系統(tǒng)為駕駛員省力大小為
27．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁光滑，橫截面積分別為S、，由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉，左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連。初始時(shí)，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H，彈簧長度恰好為原長?，F(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子，直至右側(cè)活塞下降，左側(cè)活塞上升。已知大氣壓強(qiáng)為，重力加速度大小為g，汽缸足夠長，汽缸內(nèi)氣體溫度始終不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求：
（1）最終汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。
（2）彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。
【答案】（1）；（2）；
【解析】（1）對(duì)左右氣缸內(nèi)所封的氣體，初態(tài)壓強(qiáng)
p1=p0
體積
末態(tài)壓強(qiáng)p2，體積
根據(jù)玻意耳定律可得
解得
（2）對(duì)右邊活塞受力分析可知
解得
對(duì)左側(cè)活塞受力分析可知
解得
28．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長度均為的A、B兩段細(xì)管組成，A管的內(nèi)徑是B管的2倍，B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?，F(xiàn)將玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管內(nèi)的空氣柱長度改變。求B管在上方時(shí)，玻璃管內(nèi)兩部分氣體的壓強(qiáng)。（氣體溫度保持不變，以為壓強(qiáng)單位）

【答案】，
【解析】設(shè)B管在上方時(shí)上部分氣壓為pB，則此時(shí)下方氣壓為pA，此時(shí)有
倒置后A管氣體壓強(qiáng)變小，即空氣柱長度增加1cm，A管中水銀柱減小1cm，A管的內(nèi)徑是B管的2倍，則
可知B管水銀柱增加4cm，空氣柱減小4cm；設(shè)此時(shí)兩管的壓強(qiáng)分別為、，所以有
倒置前后溫度不變，根據(jù)玻意耳定律對(duì)A管有
對(duì)B管有
其中，
聯(lián)立以上各式解得，
29．（2022·海南·高考真題）足夠長的玻璃管水平放置，用長的水銀封閉一段長為的空氣柱，大氣壓強(qiáng)為，環(huán)境溫度為，將玻璃管緩慢順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到豎直，則：
①空氣柱是吸熱還是放熱
②空氣柱長度變?yōu)槎嗌?br>③當(dāng)氣體溫度變?yōu)闀r(shí)，空氣柱長度又是多少？
【答案】①放熱；②；③
【解析】①②以封閉氣體為研究對(duì)象，氣體做等溫變化，設(shè)玻璃管橫截面積為，玻璃管水平時(shí)
玻璃管豎起來后
根據(jù)
解得
氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，但其溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w向外放熱；
③空氣柱長度為；由等壓變化得
其中
解得
30．（2022·廣東·高考真題）玻璃瓶可作為測(cè)量水深的簡易裝置。如圖所示，潛水員在水面上將水裝入容積為的玻璃瓶中，擰緊瓶蓋后帶入水底，倒置瓶身，打開瓶蓋，讓水進(jìn)入瓶中，穩(wěn)定后測(cè)得瓶內(nèi)水的體積為。將瓶內(nèi)氣體視為理想氣體，全程氣體不泄漏且溫度不變。大氣壓強(qiáng)取，重力加速度g取，水的密度取。求水底的壓強(qiáng)p和水的深度h。
【答案】，10m
【解析】對(duì)瓶中所封的氣體，由玻意耳定律可知
即
解得
根據(jù)
解得
h=10m
31．（2022·河北·統(tǒng)考高考真題）水平放置的氣體阻尼器模型截面如圖所示，汽缸中間有一固定隔板，將汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的某種理想氣體分為兩部分，“H”型連桿活塞的剛性連桿從隔板中央圓孔穿過，連桿與隔板之間密封良好。設(shè)汽缸內(nèi)、外壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)?；钊娣e為S，隔板兩側(cè)氣體體積均為，各接觸面光滑。連桿的截面積忽略不計(jì)?，F(xiàn)將整個(gè)裝置緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向，穩(wěn)定后，上部氣體的體積為原來的，設(shè)整個(gè)過程溫度保持不變，求：
（i）此時(shí)上、下部分氣體的壓強(qiáng)；
（ii）“H”型連桿活塞的質(zhì)量（重力加速度大小為g）。
【答案】（1），；（2）
【解析】（1）旋轉(zhuǎn)前后，上部分氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意爾定律可知
解得旋轉(zhuǎn)后上部分氣體壓強(qiáng)為
旋轉(zhuǎn)前后，下部分氣體發(fā)生等溫變化，下部分氣體體積增大為，則
解得旋轉(zhuǎn)后下部分氣體壓強(qiáng)為
（2）對(duì)“H”型連桿活塞整體受力分析，活塞的重力豎直向下，上部分氣體對(duì)活塞的作用力豎直向上，下部分氣體對(duì)活塞的作用力豎直向下，大氣壓力上下部分抵消，根據(jù)平衡條件可知
解得活塞的質(zhì)量為
32．（2022·湖南·統(tǒng)考高考真題）如圖，小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)液體拉力測(cè)量儀。一個(gè)容積的導(dǎo)熱汽缸下接一圓管，用質(zhì)量、橫截面積的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與圓管壁間摩擦不計(jì)?；钊露擞幂p質(zhì)細(xì)繩懸掛一質(zhì)量的U形金屬絲，活塞剛好處于A位置。將金屬絲部分浸入待測(cè)液體中，緩慢升起汽缸，使金屬絲從液體中拉出，活塞在圓管中的最低位置為B。已知A、B間距離，外界大氣壓強(qiáng)，重力加速度取，環(huán)境溫度保持不變，求：
（1）活塞處于A位置時(shí)，汽缸中的氣體壓強(qiáng)；
（2）活塞處于B位置時(shí)，液體對(duì)金屬絲拉力F的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）將活塞與金屬絲視為一整體，因平衡則有
代入數(shù)據(jù)解得
（2）當(dāng)活塞在B位置時(shí)，汽缸內(nèi)壓強(qiáng)為p2，則有
代入數(shù)據(jù)解得
將活塞與金屬絲視為一整體，因平衡則有
聯(lián)立解得
33．（2022·山東·統(tǒng)考高考真題）某些魚類通過調(diào)節(jié)體內(nèi)魚鰾的體積實(shí)現(xiàn)浮沉。如圖所示，魚鰾結(jié)構(gòu)可簡化為通過閥門相連的A、B兩個(gè)密閉氣室，A室壁厚、可認(rèn)為體積恒定，B室壁簿，體積可變；兩室內(nèi)氣體視為理想氣體，可通過閥門進(jìn)行交換。質(zhì)量為M的魚靜止在水面下H處。B室內(nèi)氣體體積為V，質(zhì)量為m；設(shè)B室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與魚體外壓強(qiáng)相等、魚體積的變化與B室氣體體積的變化相等，魚的質(zhì)量不變，魚鰾內(nèi)氣體溫度不變。水的密度為ρ，重力加速度為g。大氣壓強(qiáng)為p0，求：
（1）魚通過增加B室體積獲得大小為a的加速度、需從A室充入B室的氣體質(zhì)量?m；
（2）魚靜止于水面下H1處時(shí)，B室內(nèi)氣體質(zhì)量m1。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由題知開始時(shí)魚靜止在H處，設(shè)此時(shí)魚的體積為，有
且此時(shí)B室內(nèi)氣體體積為V，質(zhì)量為m，則
魚通過增加B室體積獲得大小為a的加速度，則有
聯(lián)立解得需從A室充入B室的氣體質(zhì)量
（2）B室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與魚體外壓強(qiáng)相等，則魚靜止在H處和水面下H1處時(shí)，B室內(nèi)的壓強(qiáng)分別為
，
由于魚靜止時(shí)，浮力等于重力，則魚的體積不變，由于題可知，魚體積的變化與B室氣體體積的變化相等，則魚在水下靜止時(shí)，B室內(nèi)氣體體積不變，由題知開始時(shí)魚靜止在H處時(shí)，B室內(nèi)氣體體積為V，質(zhì)量為m，由于魚鰾內(nèi)氣體溫度不變，若，則在H處時(shí)，B室內(nèi)氣體需要增加，設(shè)吸入的氣體體積為ΔV，根據(jù)玻意耳定律有
則此時(shí)B室內(nèi)氣體質(zhì)量
若，則在H處時(shí)，B室內(nèi)氣體需要減少，設(shè)釋放的氣體體積為ΔV，根據(jù)玻意耳定律有
則此時(shí)B室內(nèi)氣體質(zhì)量
34．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）某飲料瓶內(nèi)密封一定質(zhì)量理想氣體，時(shí)，壓強(qiáng)。
（1）時(shí)，氣壓是多大？
（2）保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強(qiáng)與（1）時(shí)相同時(shí)，氣體體積為原來的多少倍？

【答案】（1）；（2）0.97
【解析】（1）瓶內(nèi)氣體的始末狀態(tài)的熱力學(xué)溫度分別為
，
溫度變化過程中體積不變，故由查理定律有
解得
（2）保持溫度不變，擠壓氣體，等溫變化過程，由玻意耳定律有
解得
35．（2023·浙江·高考真題）某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積、質(zhì)量的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動(dòng)。開始時(shí)氣體處于溫度、活塞與容器底的距離的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達(dá)容器內(nèi)的卡口處，此時(shí)氣體達(dá)到狀態(tài)B。活塞保持不動(dòng)，氣體被繼續(xù)加熱至溫度的狀態(tài)C時(shí)觸動(dòng)報(bào)警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了。取大氣壓，求氣體。
（1）在狀態(tài)B的溫度；
（2）在狀態(tài)C的壓強(qiáng)；
（3）由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q。
【答案】（1）330K；（2）；（3）
【解析】（1）根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，封閉氣體的壓強(qiáng)不變，則有
解得
（2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，活塞緩慢上升，則
解得
根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體的體積不變，則有
解得
（3）根據(jù)題意可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體對(duì)外做功為
由熱力學(xué)第一定律有
解得
36．（2021·重慶·高考真題）定高氣球是種氣象氣球，充氣完成后，其容積變化可以忽略?，F(xiàn)有容積為的某氣罐裝有溫度為、壓強(qiáng)為的氦氣，將該氣罐與未充氣的某定高氣球連通充氣。當(dāng)充氣完成后達(dá)到平衡狀態(tài)后，氣罐和球內(nèi)的溫度均為，壓強(qiáng)均為，為常數(shù)。然后將氣球密封并釋放升空至某預(yù)定高度，氣球內(nèi)氣體視為理想氣體，假設(shè)全過程無漏氣。
（1）求密封時(shí)定高氣球內(nèi)氣體的體積；
（2）若在該預(yù)定高度球內(nèi)氣體重新達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的溫度為，求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）設(shè)密封時(shí)定高氣球內(nèi)氣體體積為V，由玻意耳定律
解得
（2）由查理定律
解得
37．（2021·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體被活塞封閉在汽缸中，活塞的面積為S，與汽缸底部相距L，汽缸和活塞絕熱性能良好，氣體的壓強(qiáng)、溫度與外界大氣相同，分別為和?，F(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一段時(shí)間后斷開，活塞緩慢向右移動(dòng)距離L后停止，活塞與汽缸間的滑動(dòng)摩擦為f，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，整個(gè)過程中氣體吸收的熱量為Q，求該過程中
（1）內(nèi)能的增加量；
（2）最終溫度T。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）活塞移動(dòng)時(shí)受力平衡
氣體對(duì)外界做功
根據(jù)熱力學(xué)第一定律
解得
（2）活塞發(fā)生移動(dòng)前，等容過程
活塞向右移動(dòng)了L，等壓過程
且
解得
38．（2021·河北·高考真題）某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時(shí)，壓強(qiáng)為。
（1）當(dāng)夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時(shí)夾層中空氣的壓強(qiáng)；
（2）當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時(shí)間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值，設(shè)環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)為。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由題意可知夾層中的氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知
代入數(shù)據(jù)解得
（2）當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂縫后，靜置足夠長時(shí)間，則夾層壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)相等，設(shè)夾層體積為V，以靜置后的所有氣體為研究對(duì)象有
解得
則增加空氣的體積為
所以增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量之比為
39．（2021·湖南·高考真題）小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電子天平測(cè)量環(huán)境溫度的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量、截面積的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點(diǎn)上，左端用不可伸長的細(xì)繩豎直懸掛活塞，右端用相同細(xì)繩豎直懸掛一個(gè)質(zhì)量的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為時(shí)，測(cè)得環(huán)境溫度。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)，重力加速度。
（1）當(dāng)電子天平示數(shù)為時(shí)，環(huán)境溫度為多少？
（2）該裝置可測(cè)量的最高環(huán)境溫度為多少？
【答案】（1）297K；（2）309K
【解析】（1）由電子天平示數(shù)為600.0g時(shí)，則細(xì)繩對(duì)鐵塊拉力為
又：鐵塊和活塞對(duì)細(xì)繩的拉力相等，則汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)①
當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時(shí)，設(shè)此時(shí)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，對(duì)受力分析有
②
由題意可知，汽缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強(qiáng)與溫度成正比：③
聯(lián)立①②③式解得
（2）環(huán)境溫度越高，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)越大，活塞對(duì)細(xì)繩的拉力越小，則電子秤示數(shù)越大，由于細(xì)繩對(duì)鐵塊的拉力最大為0，即電子天平的示數(shù)恰好為1200g時(shí)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度為裝置可以測(cè)量最高環(huán)境溫度。設(shè)此時(shí)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p3，對(duì)受力分析有④
又由汽缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強(qiáng)與溫度成正比⑤
聯(lián)立①④⑤式解得
40．（2020·海南·統(tǒng)考高考真題）如圖，圓柱形導(dǎo)熱汽缸長，缸內(nèi)用活塞（質(zhì)量和厚度均不計(jì)）密閉了一定質(zhì)量的理想氣體，缸底裝有一個(gè)觸發(fā)器D，當(dāng)缸內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到時(shí)，D被觸發(fā)，不計(jì)活塞與缸壁的摩擦。初始時(shí)，活塞位于缸口處，環(huán)境溫度，壓強(qiáng)。
(1)若環(huán)境溫度不變，緩慢向下推活塞，求D剛好被觸發(fā)時(shí)，到缸底的距離；
(2)若活塞固定在缸口位置，緩慢升高環(huán)境溫度，求D剛好被觸發(fā)時(shí)的環(huán)境溫度。
【答案】(1)；(2)
【解析】(1) 設(shè)汽缸橫截面積為；D剛好被觸發(fā)時(shí)，到缸底的距離為，根據(jù)玻意耳定律得
帶入數(shù)據(jù)解得
(2)此過程為等容變化，根據(jù)查理定律得
帶入數(shù)據(jù)解得
41．（2022·海南·高考真題）足夠長的玻璃管水平放置，用長的水銀封閉一段長為的空氣柱，大氣壓強(qiáng)為，環(huán)境溫度為，將玻璃管緩慢順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到豎直，則：
①空氣柱是吸熱還是放熱
②空氣柱長度變?yōu)槎嗌?br>③當(dāng)氣體溫度變?yōu)闀r(shí)，空氣柱長度又是多少？
【答案】①放熱；②；③
【解析】①②以封閉氣體為研究對(duì)象，氣體做等溫變化，設(shè)玻璃管橫截面積為，玻璃管水平時(shí)
玻璃管豎起來后
根據(jù)
解得
氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，但其溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w向外放熱；
③空氣柱長度為；由等壓變化得
其中
解得
42．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）如圖，一豎直放置的汽缸由兩個(gè)粗細(xì)不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ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?；钊?、Ⅱ的質(zhì)量分別為、m，面積分別為、S，彈簧原長為l。初始時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時(shí)彈簧的伸長量為，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。已知活塞外大氣壓強(qiáng)為，忽略活塞與缸壁間的摩擦，汽缸無漏氣，不計(jì)彈簧的體積。（重力加速度常量g）
（1）求彈簧的勁度系數(shù)；
（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體，求當(dāng)活塞Ⅱ剛運(yùn)動(dòng)到汽缸連接處時(shí)，活塞間氣體的壓強(qiáng)和溫度。
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為，對(duì)兩活塞和彈簧的整體受力分析，由平衡條件有
解得
對(duì)活塞Ⅰ由平衡條件有
解得彈簧的勁度系數(shù)為
（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體使得活塞Ⅱ剛運(yùn)動(dòng)到汽缸連接處時(shí)，對(duì)兩活塞和彈簧的整體由平衡條件可知，氣體的壓強(qiáng)不變依然為
即封閉氣體發(fā)生等壓過程，初末狀態(tài)的體積分別為
，
由氣體的壓強(qiáng)不變，則彈簧的彈力也不變，故有
有等壓方程可知
解得
43．（2020·全國·統(tǒng)考高考真題）如圖，兩側(cè)粗細(xì)均勻、橫截面積相等、高度均為H=18cm的U型管，左管上端封閉，右管上端開口。右管中有高h(yuǎn)0= 4cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的距離l= 12cm。管底水平段的體積可忽略。環(huán)境溫度為T1=283K。大氣壓強(qiáng)p0 =76cmHg。
（i）現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀（與原水銀柱之間無氣隙），恰好使水銀柱下端到達(dá)右管底部。此時(shí)水銀柱的高度為多少？
（ii）再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時(shí)密封氣體的溫度為多少？
【答案】（i）12.9cm；（ii）363K
【解析】（i）設(shè)密封氣體初始體積為V1，壓強(qiáng)為p1，左、右管的截面積均為S，密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過程體積變?yōu)閂2，壓強(qiáng)變?yōu)閜2。由玻意耳定律有
設(shè)注入水銀后水銀柱高度為h，水銀的密度為ρ，按題設(shè)條件有
，
，
聯(lián)立以上式子并代入題中數(shù)據(jù)得h=12.9cm
（ii）密封氣體再經(jīng)等壓膨脹過程體積變?yōu)閂3，溫度變?yōu)門2，由蓋一呂薩克定律有
按題設(shè)條件有
代入題中數(shù)據(jù)得
T2=363K
44．（2022·福建·高考真題）帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣體開始處于a狀態(tài)，然后經(jīng)過狀態(tài)變化過程到達(dá)c狀態(tài)。在圖中變化過程如圖所示。
（1）氣體從a狀態(tài)經(jīng)過到達(dá)b狀態(tài)的過程中壓強(qiáng)____________。（填“增大”、“減小”或“不變”）
（2）氣體從b狀態(tài)經(jīng)過到達(dá)c狀態(tài)的過程要____________。（填“吸收”或“放出”）熱量。
【答案】增大放出
【解析】（1）[1]由圖像可知，氣體從a狀態(tài)經(jīng)過到達(dá)b狀態(tài)的過程中，氣體的體積保持不變，溫度升高，根據(jù)
可知?dú)怏w的壓強(qiáng)增大。
（2）[2]由圖像可知，氣體從b狀態(tài)經(jīng)過到達(dá)c狀態(tài)的過程，氣體的溫度保持不變，則氣體的內(nèi)能保持不變；氣體的體積減小，則外界對(duì)氣體做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體對(duì)外放出熱量。
45．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)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(shí)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(gè)大氣壓，求艙內(nèi)氣體的密度。
【答案】（i）1.41kg/m3；（ii）1.18kg/m3
【解析】（i）由攝氏度和開爾文溫度的關(guān)系可得
T1 = 273＋17K = 290K，T2 = 273＋27K = 300K
理想氣體狀態(tài)方程pV = nRT可知
其中n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
其中p1 = p2 = 1.2p0，ρ1 = 1.46kg/m3，代入數(shù)據(jù)解得ρ2 = 1.41kg/m3
（ii）由題意得p3 = p0，T3 = 273＋27K = 300K同理可得
解得ρ3 = 1.18kg/m3
46．（2022·重慶·高考真題）某同學(xué)探究一封閉汽缸內(nèi)理想氣體的狀態(tài)變化特性，得到壓強(qiáng)p隨溫度t的變化如圖所示。已知圖線Ⅰ描述的是體積為的等容過程，當(dāng)溫度為時(shí)氣體的壓強(qiáng)為；圖線Ⅱ描述的是壓強(qiáng)為的等壓過程。取為，求
①等容過程中，溫度為時(shí)氣體的壓強(qiáng)；
②等壓過程中，溫度為時(shí)氣體的體積。
【答案】①；②
【解析】①在等容過程中，設(shè)0℃時(shí)氣體壓強(qiáng)為p0；根據(jù)查理定律有
解得
②當(dāng)壓強(qiáng)為p2，溫度為0℃時(shí)，設(shè)此時(shí)體積為V2，則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有
解得
47．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）如圖，容積均為、缸壁可導(dǎo)熱的A、B兩汽缸放置在壓強(qiáng)為、溫度為的環(huán)境中；兩汽缸的底部通過細(xì)管連通，A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、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的體積分別為和、環(huán)境壓強(qiáng)保持不變，不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，忽略摩擦。
（1）將環(huán)境溫度緩慢升高，求B汽缸中的活塞剛到達(dá)汽缸底部時(shí)的溫度；
（2）將環(huán)境溫度緩慢改變至，然后用氣泵從開口C向汽缸內(nèi)緩慢注入氣體，求A汽缸中的活塞到達(dá)汽缸底部后，B汽缸內(nèi)第Ⅳ部分氣體的壓強(qiáng)。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）因兩活塞的質(zhì)量不計(jì)，則當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，Ⅳ內(nèi)的氣體壓強(qiáng)總等于大氣壓強(qiáng)，則該氣體進(jìn)行等壓變化，則當(dāng)B中的活塞剛到達(dá)汽缸底部時(shí)，由蓋呂薩克定律可得
解得
（2）設(shè)當(dāng)A中的活塞到達(dá)汽缸底部時(shí)Ⅲ中氣體的壓強(qiáng)為p，則此時(shí)Ⅳ內(nèi)的氣體壓強(qiáng)也等于p，設(shè)此時(shí)Ⅳ內(nèi)的氣體的體積為V，則Ⅱ、Ⅲ兩部分氣體被壓縮的體積為V0-V，則對(duì)氣體Ⅳ
對(duì)Ⅱ、Ⅲ兩部分氣體
聯(lián)立解得，
48．（2021·湖北·統(tǒng)考高考真題）質(zhì)量為m的薄壁導(dǎo)熱柱形汽缸，內(nèi)壁光滑，用橫截面積為的活塞封閉一定量的理想氣體。在下述所有過程中，汽缸不漏氣且與活塞不脫離。當(dāng)汽缸如圖(a)豎直倒立靜置時(shí)。缸內(nèi)氣體體積為V1，。溫度為T1。已知重力加速度大小為g，大氣壓強(qiáng)為p0。
(1)將汽缸如圖(b)豎直懸掛，缸內(nèi)氣體溫度仍為T1，求此時(shí)缸內(nèi)氣體體積V2；
(2)如圖(c)所示，將汽缸水平放置，穩(wěn)定后對(duì)汽缸緩慢加熱，當(dāng)缸內(nèi)氣體體積為V3時(shí)，求此時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度。
【答案】(1)；(2)
【解析】(1)圖(a)狀態(tài)下，對(duì)汽缸受力分析，如圖1所示，則封閉氣體的壓強(qiáng)為
當(dāng)汽缸按圖(b)方式懸掛時(shí)，對(duì)汽缸受力分析，如圖2所示，則封閉氣體的壓強(qiáng)為
對(duì)封閉氣體由玻意耳定律得
解得
(2) 當(dāng)汽缸按圖(c)的方式水平放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為
由理想氣體狀態(tài)方程得
解得
49．（2021·遼寧·統(tǒng)考高考真題）如圖（a）所示，“系留氣球”是一種用纜繩固定于地面、高度可控的氦氣球，作為一種長期留空平臺(tái)，具有廣泛用途。圖（b）為某一“系留氣球”的簡化模型圖；主、副氣囊通過無漏氣、無摩擦的活塞分隔，主氣囊內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的氦氣（可視為理想氣體），副氣囊與大氣連通。輕彈簧右端固定、左端與活塞連接。當(dāng)氣球在地面達(dá)到平衡時(shí)，活塞與左擋板剛好接觸，彈簧處于原長狀態(tài)。在氣球升空過程中，大氣壓強(qiáng)逐漸減小，彈簧被緩慢壓縮。當(dāng)氣球上升至目標(biāo)高度時(shí)，活塞與右擋板剛好接觸，氦氣體積變?yōu)榈孛鏁r(shí)的1.5倍，此時(shí)活塞兩側(cè)氣體壓強(qiáng)差為地面大氣壓強(qiáng)的。已知地面大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa、溫度T0=300K，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，活塞厚度忽略不計(jì)。
（1）設(shè)氣球升空過程中氦氣溫度不變，求目標(biāo)高度處的大氣壓強(qiáng)p；
（2）氣球在目標(biāo)高度處駐留期間，設(shè)該處大氣壓強(qiáng)不變。氣球內(nèi)外溫度達(dá)到平衡時(shí)，彈簧壓縮量為左、右擋板間距離的。求氣球駐留處的大氣溫度T。
【答案】(1) 5.0×104Pa；(2) 266K
【解析】（1）汽囊中的溫度不變，則發(fā)生的是等溫變化，設(shè)氣囊內(nèi)的氣體在目標(biāo)位置的壓強(qiáng)為，由玻意耳定律
解得
由目標(biāo)處的內(nèi)外壓強(qiáng)差可得
解得
（2）有胡克定律可知彈簧的壓縮量變?yōu)樵瓉淼?，則活塞受到彈簧的壓力也變?yōu)樵瓉淼?，?br>設(shè)此時(shí)氣囊內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，對(duì)活塞壓強(qiáng)平衡可得
由理想氣體狀態(tài)方程可得
其中
解得
50．（2021·河北·高考真題）某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時(shí)，壓強(qiáng)為。
（1）當(dāng)夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時(shí)夾層中空氣的壓強(qiáng)；
（2）當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時(shí)間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值，設(shè)環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)為。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由題意可知夾層中的氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知
代入數(shù)據(jù)解得
（2）當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂縫后，靜置足夠長時(shí)間，則夾層壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)相等，設(shè)夾層體積為V，以靜置后的所有氣體為研究對(duì)象有
解得
則增加空氣的體積為
所以增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量之比為
51．（2020·山東·統(tǒng)考高考真題）中醫(yī)拔罐的物理原理是利用玻璃罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進(jìn)而治療某些疾病。常見拔罐有兩種，如圖所示，左側(cè)為火罐，下端開口；右側(cè)為抽氣拔罐，下端開口，上端留有抽氣閥門。使用火罐時(shí)，先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自然降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部大氣壓，使火罐緊緊吸附在皮膚上。抽氣拔罐是先把罐體按在皮膚上，再通過抽氣降低罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)。某次使用火罐時(shí)，罐內(nèi)氣體初始?jí)簭?qiáng)與外部大氣壓相同，溫度為450 K，最終降到300 K，因皮膚凸起，內(nèi)部氣體體積變?yōu)楣奕莘e的。若換用抽氣拔罐，抽氣后罐內(nèi)剩余氣體體積變?yōu)槌闅獍喂奕莘e的，罐內(nèi)氣壓與火罐降溫后的內(nèi)部氣壓相同。罐內(nèi)氣體均可視為理想氣體，忽略抽氣過程中氣體溫度的變化。求應(yīng)抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前罐內(nèi)氣體質(zhì)量的比值。
【答案】
【解析】設(shè)火罐內(nèi)氣體初始狀態(tài)參量分別為p1、T1、V1，溫度降低后狀態(tài)參量分別為p2、T2、V2，罐的容積為V0，由題意知
p1=p0、T1=450 K、V1=V2、T2=300 K、①
由理想氣體狀態(tài)方程得
②
代入數(shù)據(jù)得
p2=0.7p0 ③
對(duì)于抽氣罐，設(shè)初態(tài)氣體狀態(tài)參量分別為p3、V3，末態(tài)氣體狀態(tài)參量分別為p4、V4，罐的容積為，由題意知
p3=p0、V3=、p4=p2 ④
由玻意耳定律得
⑤
聯(lián)立②⑤式，代入數(shù)據(jù)得
⑥
設(shè)抽出的氣體的體積為ΔV，由題意知
⑦
故應(yīng)抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前罐內(nèi)氣體質(zhì)量的比值為
⑧
聯(lián)立②⑤⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得
⑨
52.（2024·江西·高考題）可逆斯特林熱機(jī)的工作循環(huán)如圖所示。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)完成循環(huán)過程，和均為等溫過程，和均為等容過程。已知，氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)，體積，氣體在狀態(tài)C的壓強(qiáng)。求：
（1）氣體在狀態(tài)D的壓強(qiáng)；
（2）氣體在狀態(tài)B的體積。

【答案】（1）；（2）
【解析】（1）從D到A狀態(tài)，根據(jù)查理定律
解得
（2）從C到D狀態(tài)，根據(jù)玻意耳定律
解得
53.（2024·安徽·高考題）某人駕駛汽車，從北京到哈爾濱，在哈爾濱發(fā)現(xiàn)汽車的某個(gè)輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)有所下降（假設(shè)輪胎內(nèi)氣體的體積不變，且沒有漏氣，可視為理想氣體）。于是在哈爾濱給該輪胎充入壓強(qiáng)與大氣壓相同的空氣，使其內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)恢復(fù)到出發(fā)時(shí)的壓強(qiáng)（假設(shè)充氣過程中，輪胎內(nèi)氣體的溫度與環(huán)境相同，且保持不變）。已知該輪胎內(nèi)氣體的體積，從北京出發(fā)時(shí)，該輪胎氣體的溫度，壓強(qiáng)。哈爾濱的環(huán)境溫度，大氣壓強(qiáng)取。求：
（1）在哈爾濱時(shí)，充氣前該輪胎氣體壓強(qiáng)的大小。
（2）充進(jìn)該輪胎的空氣體積。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由查理定律可得
其中，，
代入數(shù)據(jù)解得，在哈爾濱時(shí)，充氣前該輪胎氣體壓強(qiáng)的大小為
（2）由玻意耳定律
代入數(shù)據(jù)解得，充進(jìn)該輪胎空氣體積為
54.（2024·廣東·高考題）差壓閥可控制氣體進(jìn)行單向流動(dòng)，廣泛應(yīng)用于減震系統(tǒng)。如圖所示，A、B兩個(gè)導(dǎo)熱良好的氣缸通過差壓閥連接，A內(nèi)輕質(zhì)活塞的上方與大氣連通，B內(nèi)氣體體積不變。當(dāng)A內(nèi)氣體壓強(qiáng)減去B內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于時(shí)差壓閥打開，A內(nèi)氣體緩慢進(jìn)入B中；當(dāng)該差值小于或等于時(shí)差壓閥關(guān)閉。當(dāng)環(huán)境溫度時(shí)，A內(nèi)氣體體積，B內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，已知活塞的橫截面積，，，重力加速度大小取，A、B內(nèi)的氣體可視為理想氣體，忽略活塞與氣缸間的摩擦、差壓閥與連接管內(nèi)的氣體體積不計(jì)。當(dāng)環(huán)境溫度降到時(shí)：
（1）求B內(nèi)氣體壓強(qiáng)；
（2）求A內(nèi)氣體體積；
（3）在活塞上緩慢倒入鐵砂，若B內(nèi)氣體壓強(qiáng)回到并保持不變，求已倒入鐵砂的質(zhì)量。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1、2）假設(shè)溫度降低到時(shí)，差壓閥沒有打開，A、B兩個(gè)氣缸導(dǎo)熱良好，B內(nèi)氣體做等容變化，初態(tài) ，末態(tài)
根據(jù)
代入數(shù)據(jù)可得
A內(nèi)氣體做等壓變化，壓強(qiáng)保持不變，初態(tài) ，
末態(tài)
根據(jù)
代入數(shù)據(jù)可得
由于
假設(shè)成立，即
（3）恰好穩(wěn)定時(shí)，A內(nèi)氣體壓強(qiáng)為
B內(nèi)氣體壓強(qiáng)
此時(shí)差壓閥恰好關(guān)閉，所以有
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得
55.（2024·山東·高考題）圖甲為戰(zhàn)國時(shí)期青銅汲酒器，根據(jù)其原理制作了由中空?qǐng)A柱形長柄和儲(chǔ)液罐組成的汲液器，如圖乙所示。長柄頂部封閉，橫截面積S1=1.0cm2，長度H=100.0cm，側(cè)壁有一小孔A。儲(chǔ)液罐的橫截面積S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液時(shí)，將汲液器豎直浸入液體，液體從孔B進(jìn)入，空氣由孔A排出；當(dāng)內(nèi)外液面相平時(shí)，長柄浸入液面部分的長度為x；堵住孔A，緩慢地將汲液器豎直提出液面，儲(chǔ)液罐內(nèi)剛好儲(chǔ)滿液體。已知液體密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大氣壓p0=1.0×105Pa。整個(gè)過程溫度保持不變，空氣可視為理想氣體，忽略器壁厚度。
（1）求x；
（2）松開孔A，從外界進(jìn)入壓強(qiáng)為p0、體積為V的空氣，使?jié)M儲(chǔ)液罐中液體緩緩流出，堵住孔A，穩(wěn)定后罐中恰好剩余一半的液體，求V。

【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由題意可知緩慢地將汲液器豎直提出液面過程只能夠，氣體發(fā)生等溫變化，所以有
又因?yàn)?
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得
（2）當(dāng)外界氣體進(jìn)入后，以所有氣體為研究對(duì)象有
又因?yàn)?
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得
56.（2024·全國·高考題）如圖，一豎直放置的汽缸內(nèi)密封有一定量的氣體，一不計(jì)厚度的輕質(zhì)活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)，移動(dòng)范圍被限制在卡銷a、b之間，b與汽缸底部的距離，活塞的面積為。初始時(shí)，活塞在卡銷a處，汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)、溫度與活塞外大氣的壓強(qiáng)、溫度相同，分別為和。在活塞上施加豎直向下的外力，逐漸增大外力使活塞緩慢到達(dá)卡銷b處（過程中氣體溫度視為不變），外力增加到并保持不變。
（1）求外力增加到時(shí)，卡銷b對(duì)活塞支持力大??；
（2）再將汽缸內(nèi)氣體加熱使氣體溫度緩慢升高，求當(dāng)活塞剛好能離開卡銷b時(shí)氣體的溫度。

【答案】（1）100N；（2）327K
【解析】（1）活塞從位置到過程中，氣體做等溫變化，初態(tài) 、
末態(tài) 、
根據(jù)
解得
此時(shí)對(duì)活塞根據(jù)平衡條件
解得卡銷b對(duì)活塞支持力的大小
（2）將汽缸內(nèi)氣體加熱使氣體溫度緩慢升高，當(dāng)活塞剛好能離開卡銷b時(shí)，氣體做等容變化，初態(tài)
，
末態(tài)，對(duì)活塞根據(jù)平衡條件
解得
設(shè)此時(shí)溫度為，根據(jù)
解得
57.（2024·江蘇·高考題）某科研實(shí)驗(yàn)站有一個(gè)密閉容器，容器內(nèi)有溫度為300K，壓強(qiáng)為105pa的氣體，容器內(nèi)有一個(gè)面積0.06平方米的觀測(cè)臺(tái)，現(xiàn)將這個(gè)容器移動(dòng)到月球，容器內(nèi)的溫度變成240K，整個(gè)過程可認(rèn)為氣體的體積不變，月球表面為真空狀態(tài)。求：
（1）氣體現(xiàn)在的壓強(qiáng)；
（2）觀測(cè)臺(tái)對(duì)氣體的壓力。
【答案】（1）8 × 104Pa；（2）4.8 × 103N
【解析】（1）由題知，整個(gè)過程可認(rèn)為氣體的體積不變，則有
解得 p2 = 8 × 104Pa
（2）根據(jù)壓強(qiáng)的定義，觀測(cè)臺(tái)對(duì)氣體的壓力 F = p2S = 4.8 × 103N
58.(2024浙江1月卷考題) 如圖所示，一個(gè)固定在水平面上的絕熱容器被隔板A分成體積均為的左右兩部分。面積為的絕熱活塞B被鎖定，隔板A的左側(cè)為真空，右側(cè)中一定質(zhì)量的理想氣體處于溫度、壓強(qiáng)的狀態(tài)1。抽取隔板A，右側(cè)中的氣體就會(huì)擴(kuò)散到左側(cè)中，最終達(dá)到狀態(tài)2。然后解鎖活塞B，同時(shí)施加水平恒力F，仍使其保持靜止，當(dāng)電阻絲C加熱時(shí)，活塞B能緩慢滑動(dòng)（無摩擦），使氣體達(dá)到溫度的狀態(tài)3，氣體內(nèi)能增加。已知大氣壓強(qiáng)，隔板厚度不計(jì)。
（1）氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2是___（選填“可逆”或“不可逆”）過程，分子平均動(dòng)能____（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）求水平恒力F的大??；
（3）求電阻絲C放出的熱量Q。

【答案】（1）氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2是不可逆過程，分子平均動(dòng)能不變；（2）；（3）
【解析】（1）根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2是不可逆過程，由于隔板A的左側(cè)為真空，可知?dú)怏w從狀態(tài)1到狀態(tài)2，氣體不做功，又沒有發(fā)生熱傳遞，所以氣體的內(nèi)能不變，氣體的溫度不變，分子平均動(dòng)能不變。
（2）氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2發(fā)生等溫變化，則有
解得狀態(tài)2氣體的壓強(qiáng)為
解鎖活塞B，同時(shí)施加水平恒力F，仍使其保持靜止，以活塞B為對(duì)象，根據(jù)受力平衡可得
解得
（3）當(dāng)電阻絲C加熱時(shí)，活塞B能緩慢滑動(dòng)（無摩擦），使氣體達(dá)到溫度的狀態(tài)3，可知?dú)怏w做等壓變化，則有
可得狀態(tài)3氣體的體積為
該過程氣體對(duì)外做功為
根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得
解得氣體吸收的熱量為
可知電阻絲C放出的熱量為
59.（2024·湖北·高考題）如圖所示，在豎直放置、開口向上的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分理想氣體，活塞橫截面積為S，能無摩擦地滑動(dòng)。初始時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度為，氣柱的高度為h。當(dāng)容器內(nèi)氣體從外界吸收一定熱量后，活塞緩慢上升再次平衡。已知容器內(nèi)氣體內(nèi)能變化量ΔU與溫度變化量ΔT的關(guān)系式為，C為已知常數(shù)，大氣壓強(qiáng)恒為，重力加速度大小為g，所有溫度為熱力學(xué)溫度。求
（1）再次平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度。
（2）此過程中容器內(nèi)氣體吸收的熱量。

【答案】（1）；（2）
【解析】（1）氣體進(jìn)行等壓變化，則由蓋呂薩克定律得，即
解得
（2）此過程中氣體內(nèi)能增加
氣體對(duì)外做功
此過程中容器內(nèi)氣體吸收的熱量
60.（2024·遼寧·高考題）如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2 = 5：1，原線圈接在電壓峰值為Um的正弦交變電源上，副線圈的回路中接有阻值為R的電熱絲，電熱絲密封在絕熱容器內(nèi)，容器內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。接通電路開始加熱，加熱前氣體溫度為T0。
（1）求變壓器的輸出功率P；
（2）已知該容器內(nèi)的氣體吸收的熱量Q與其溫度變化量ΔT成正比，即Q = CΔT，其中C已知。若電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收，要使容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)達(dá)到加熱前的2倍，求電熱絲的通電時(shí)間t。

【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由原線圈正弦交流電的峰值可知變壓器輸入電壓有效值為
設(shè)變壓器副線圈的輸出電壓為U2，根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系有
聯(lián)立解得
理想變壓器輸出功率等于R的熱功率，即
（2）設(shè)加熱前容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p0，則加熱后氣體的壓強(qiáng)為2p0，溫度為T2，容器內(nèi)的氣體做等容變化，則有
由知?dú)怏w吸收的熱量
根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體的體積不變，所以W = 0，容器是絕熱容器，則
電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收
聯(lián)立整理得
解得
61.（2024·湖南·高考題）一個(gè)充有空氣的薄壁氣球，氣球內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p、體積為V。氣球內(nèi)空氣可視為理想氣體。
（1）若將氣球內(nèi)氣體等溫膨脹至大氣壓強(qiáng)p0，求此時(shí)氣體的體積V0（用p0、p和V表示）；
（2）小贊同學(xué)想測(cè)量該氣球內(nèi)氣體體積V的大小，但身邊僅有一個(gè)電子天平。將氣球置于電子天平上，示數(shù)為m = 8.66 × 10?3kg（此時(shí)須考慮空氣浮力對(duì)該示數(shù)的影響）。小贊同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，此時(shí)氣球內(nèi)氣體壓強(qiáng)p和體積V還滿足：(p?p0)(V?VB0) = C，其中p0 = 1.0 × 105Pa為大氣壓強(qiáng)，VB0 = 0.5 × 10?3m3為氣球無張力時(shí)的最大容積，C = 18J為常數(shù)。已知該氣球自身質(zhì)量為m0 = 8.40 × 10?3kg，外界空氣密度為ρ0 = 1.3kg/m3，求氣球內(nèi)氣體體積V的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）理想氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有
解得
（2）設(shè)氣球內(nèi)氣體質(zhì)量為，則
對(duì)氣球進(jìn)行受力分析如圖所示

根據(jù)氣球的受力分析有
結(jié)合題中p和V滿足的關(guān)系為
解得
62．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，導(dǎo)熱良好的固定直立圓筒內(nèi)用面積，質(zhì)量的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動(dòng)。圓筒與溫度300K的熱源接觸，平衡時(shí)圓筒內(nèi)氣體處于狀態(tài)A，其體積。緩慢推動(dòng)活塞使氣體達(dá)到狀態(tài)B，此時(shí)體積。固定活塞，升高熱源溫度，氣體達(dá)到狀態(tài)C，此時(shí)壓強(qiáng)。已知從狀態(tài)A到狀態(tài)C，氣體從外界吸收熱量；從狀態(tài)B到狀態(tài)C，氣體內(nèi)能增加；大氣壓。
（1）氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，其分子平均動(dòng)能________（選填“增大”、“減小”或“不變”），圓筒內(nèi)壁單位面積受到的壓力________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）求氣體在狀態(tài)C的溫度Tc；
（3）求氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中外界對(duì)系統(tǒng)做的功W。
【答案】（1）不變；增大；（2）350K；（3）10J
【解析】（1）圓筒導(dǎo)熱良好，則氣體從狀態(tài)A緩慢推動(dòng)活塞到狀態(tài)B，氣體溫度不變，則氣體分子平均動(dòng)能不變；氣體體積減小，則壓強(qiáng)變大，圓筒內(nèi)壁單位面積受到的壓力增大；
（2）狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)
溫度TA=300K；體積VA=600cm3；
C態(tài)壓強(qiáng)；體積VC=500cm3；
根據(jù)
解得
TC=350K
（3）從B到C氣體進(jìn)行等容變化，則WBC=0，因從B到C氣體內(nèi)能增加25J可知，氣體從外界吸熱25J，而氣體從A到C從外界吸熱15J，可知?dú)怏w從A到B氣體放熱10J，從A到B氣體內(nèi)能不變，可知從A到B外界對(duì)氣體做功10J。
63．（2022·河北·統(tǒng)考高考真題）如圖，絕熱密閉容器中裝有一定質(zhì)量的某種理想氣體和一個(gè)充有同種氣體的氣球。容器內(nèi)溫度處處相同。氣球內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部壓強(qiáng)。氣球慢慢漏氣后，容器中氣球外部氣體的壓強(qiáng)將______（填“增大”“減小”或“不變”）；溫度將______（填“升高”“降低”或“不變”）。
【答案】增大升高
【解析】[2]假設(shè)氣球內(nèi)部氣體和氣球外部氣體的溫度不變，當(dāng)氣球內(nèi)部的氣體緩慢釋放到氣球外部，氣球內(nèi)部氣體壓強(qiáng)大于外部氣體壓強(qiáng)，根據(jù)玻意爾定律可知?dú)馇騼?nèi)的氣體釋放到外部時(shí)體積增大，相當(dāng)于容器的體積增大；而容器的體積無法改變，所以將假設(shè)擴(kuò)大體積的容器絕熱壓縮到原來容器的體積即可，氣體絕熱壓縮，與外界無熱交換，即，外界對(duì)氣體做功，即，根據(jù)絕熱情況下的熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能增加，溫度升高；
[1]氣體溫度升高，根據(jù)理想氣體實(shí)驗(yàn)定律可知?dú)怏w壓強(qiáng)增大。
64．（2021·福建·統(tǒng)考高考真題）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，該過程氣體對(duì)外___________（填“做正功”“做負(fù)功”或“不做功”），氣體的溫度___________（填“升高”“降低”“先升高后降低”“先降低后升高”或“始終不變”）。
【答案】做正功先升高后降低
【解析】[1]該過程氣體體積增大，對(duì)外做正功。
[2]由題圖可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)B，p與V的乘積先增大后減小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程
可知?dú)怏w的溫度先升高后降低。
考點(diǎn)
五年考情（2020-2024）
命題趨勢(shì)
考點(diǎn)1 分子動(dòng)理論（含實(shí)驗(yàn)）
2020年北京卷、全國卷；
2021年北京卷、重慶卷；
2022年江蘇卷、湖南卷；
2023年海南卷、北京卷；
2024年上海卷等
氣體實(shí)驗(yàn)定律是高考物理中的一個(gè)重要考點(diǎn)，近年來的高考命題趨勢(shì)顯示以下幾個(gè)特點(diǎn)：
考點(diǎn)要求提高：氣體實(shí)驗(yàn)定律在高考中的要求有所提高，從原來的Ⅰ類要求（識(shí)記與了解）提升到了Ⅱ類要求（理解與掌握，并能熟練運(yùn)用）。這意味著考生需要對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)有更深入的理解和應(yīng)用能力。
重視基礎(chǔ)性：高考物理命題重視基礎(chǔ)，傾向于采用學(xué)生熟悉的素材、背景和語言，使學(xué)生能夠運(yùn)用熟悉的思維方式進(jìn)行思考，展示他們?cè)趯W(xué)習(xí)和社會(huì)生活中的認(rèn)知積累水平。例如，物理學(xué)史一直是考查的熱點(diǎn)。
考查主干知識(shí)：高考物理命題重點(diǎn)考查主干知識(shí)，高頻考點(diǎn)保持穩(wěn)定。氣體實(shí)驗(yàn)定律作為熱學(xué)中的一個(gè)重要部分，自然也是考查的重點(diǎn)之一。
理論聯(lián)系實(shí)際：高考物理注重考查理論與實(shí)際相結(jié)合的試題，題目內(nèi)容和表現(xiàn)形式可能是新的，但核心是突出學(xué)科基本思想和基本方法，貼近學(xué)科本質(zhì)，考查運(yùn)用理論解決實(shí)際問題的能力。
圖像問題：高考物理中，氣體圖像問題是一個(gè)常見的考查形式，要求考生能夠根據(jù)氣體的狀態(tài)參量（如壓強(qiáng)、體積、溫度）的變化，分析氣體的狀態(tài)變化，并應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問題。
多過程變化問題：高考物理中，多過程變化問題要求考生綜合分析多個(gè)氣體狀態(tài)變化過程，考查學(xué)生的邏輯思維能力和解決復(fù)雜問題的能力。
綜上所述，氣體實(shí)驗(yàn)定律在高考中的命題趨勢(shì)是強(qiáng)調(diào)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的深入理解和應(yīng)用，注重理論聯(lián)系實(shí)際，以及對(duì)學(xué)生綜合分析能力的考查?？忌趥淇歼^程中需要加強(qiáng)對(duì)這些方面的訓(xùn)練，以更好地應(yīng)對(duì)高考的挑戰(zhàn)。
考點(diǎn)2 氣體狀態(tài)方程及熱力學(xué)第一定律綜合
每年每省必考

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