專題訓(xùn)練：熱力學(xué)三大定律與氣體方程結(jié)合題型歸納

【題型歸納】

題型一：熱力學(xué)定律概念問(wèn)題

題型二：熱力學(xué)的內(nèi)能問(wèn)題

題型三：熱力學(xué)中的圖像問(wèn)題

題型四：熱力學(xué)和理想氣體方程的綜合問(wèn)題

【題型通關(guān)】

題型一：熱力學(xué)定律概念問(wèn)題

1．（22-23高二下·遼寧沈陽(yáng)·期中）下列關(guān)于熱力學(xué)定律的說(shuō)法中，正確的是（）

A．熱力學(xué)第一定律與熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是一樣的

B．不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功

C．我們要節(jié)約能源的根本原因是能量在數(shù)量上減少了

D．即使沒(méi)有摩擦、不必要的散熱損失，熱機(jī)也不可能把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

2．（22-23高二下·北京海淀·期末）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是（）

A．氣體吸熱后溫度一定升高

B．熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體

C．若系統(tǒng)A和系統(tǒng)B之間達(dá)到熱平衡，則它們的溫度一定相同

D．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把熱量從冰箱內(nèi)傳到外界，違背了熱力學(xué)第二定律

3．（22-23高二下·吉林松原·期末）根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是（）

A．空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中，從室內(nèi)吸收的熱量等于向室外放出的熱量

B．科技的進(jìn)步可以使內(nèi)燃機(jī)成為單一熱源的熱機(jī)

C．對(duì)能源的過(guò)度消耗使自然界的能量不斷減少，形成“能源危機(jī)”

D．電冰箱的工作原理不違背熱力學(xué)第一定律，電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)?/p>

其消耗了電能

題型二：熱力學(xué)的內(nèi)能問(wèn)題

4．（23-24高二下·上?！て谥校┤鐖D所示，向一個(gè)空的鋁制飲料罐中插入一根粗細(xì)均勻透明吸管，接口用蠟密封，在

吸管內(nèi)引入一小段油柱（長(zhǎng)度可忽略）。如果不計(jì)大氣壓的變化，該裝置就是一支簡(jiǎn)易的氣溫計(jì)。則（）

A．溫度升高后，罐中氣體壓強(qiáng)增大

B．給吸管標(biāo)上溫度刻度值，刻度是均勻的

C．用更粗的透明吸管，其余條件不變，則測(cè)溫范圍會(huì)減小

D．溫度升高，罐內(nèi)氣體對(duì)外做的功大于氣體從外界吸收的熱量

5．（22-23高二下·云南玉溪·期末）如圖所示，帶有活塞的汽缸中密封著一定質(zhì)量的理想氣體（不考慮氣體分子勢(shì)能），

汽缸和活塞均具有良好的絕熱性能。將一個(gè)熱敏電阻（隨溫度升高，電阻變?。┲糜谄字?，熱敏電阻與汽缸外的

歐姆表連接，汽缸固定不動(dòng)，缸內(nèi)活塞可自由移動(dòng)且不漏氣，活塞下掛一沙桶，沙桶裝滿沙子時(shí)活塞恰好靜止?，F(xiàn)

將沙桶底部鉆一小洞，細(xì)沙緩緩漏出。則下列說(shuō)法不正確的是（）

A．外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能增大

B．氣體對(duì)外界做功，氣體的內(nèi)能減小

C．氣體的壓強(qiáng)增大，體積減小

D．歐姆表的指針逐漸向右偏轉(zhuǎn)

6．（21-22高二下·江蘇蘇州·期中）如圖所示，絕熱隔板K把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，K與氣缸壁的接

觸是光滑的。兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b。氣體分子之間相互作用的勢(shì)能可忽略。現(xiàn)

通過(guò)電熱絲對(duì)氣體a加熱一段時(shí)間后，a、b各自達(dá)到新的平衡。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）

A．a(chǎn)的溫度升高

B．加熱后a的分子熱運(yùn)動(dòng)比b更激烈

C．a(chǎn)的體積增大，壓強(qiáng)變小

D．a(chǎn)增加的內(nèi)能大于b增加的內(nèi)能

題型三：熱力學(xué)中的圖像問(wèn)題

7．（22-23高二下·河北衡水·階段練習(xí)）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過(guò)等溫變化到狀態(tài)D，該變化過(guò)

程的pV圖像為A→C→D，該過(guò)程中氣體對(duì)外界做的功為15J。該氣體也可以經(jīng)A→B→D過(guò)程從狀態(tài)A變化到狀

態(tài)D，該過(guò)程中氣體對(duì)外界做的功為24J。下列說(shuō)法正確的是（）

A．該氣體在A→C→D過(guò)程中從外界吸收的熱量小于15J

B．該氣體在A→B→D過(guò)程中從外界吸收的熱量為9J

C．該氣體在A→B→D過(guò)程中內(nèi)能增加了9J

D．pV圖像中A→B→D→C→A圍成的面積為9J

8．（22-23高二下·江西上饒·期末）一定質(zhì)量的理想氣體按圖示情況經(jīng)歷ABCD的狀態(tài)變化，則下列說(shuō)法

正確的是（）

A．AB的過(guò)程是一個(gè)等溫變化

B．BC的過(guò)程中氣體分子的平均動(dòng)能增大

C．若狀態(tài)C時(shí)氣體的溫度為30C，則狀態(tài)D時(shí)氣體的溫度為10C

D．BCD的過(guò)程中氣體從外界吸收的熱量為1.8106J

9．（22-23高二下·江蘇南通·期中）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)B、C變化到狀態(tài)D的狀態(tài)變化過(guò)程p-V圖像

如圖所示，AB與橫軸平行，BC與縱軸平行，ODC在同一直線上。已知A狀態(tài)溫度為400K，從A狀態(tài)至B狀態(tài)氣

體吸收了320J的熱量，下列說(shuō)法不正確的是（）

A．A狀態(tài)的內(nèi)能大于C狀態(tài)的內(nèi)能

B．D狀態(tài)的溫度為225K

C．從A狀態(tài)至D狀態(tài)整個(gè)過(guò)程中，氣體對(duì)外做功62.5J

D．從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過(guò)程中，氣體內(nèi)能增加了240J

題型四：熱力學(xué)和理想氣體方程的綜合問(wèn)題

10．（22-23高二下·安徽滁州·期末）如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直倒立在兩木塊上，汽缸底水平，汽缸質(zhì)

量為M20kg、橫截面積為S5.0103m2、高為H0.5m，質(zhì)量m10kg、厚度可忽略的活塞在汽缸中封閉了

℃

一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度t127，活塞靜止，此時(shí)活塞到汽缸開(kāi)口端的距離為h0.1m。通過(guò)一定的方法

℃5

使汽缸內(nèi)封閉氣體從外界吸收了熱量Q620J，此時(shí)氣體溫度為t2177，已知大氣壓強(qiáng)為p01.010Pa，重力

加速度大小g10m/s2，求：

（1）最終氣體的壓強(qiáng)；

（2）此過(guò)程中封閉氣體的內(nèi)能變化。

11．（2023·四川成都·一模）如圖（a），豎直圓柱形汽缸導(dǎo)熱性良好，用橫截面積為S的活塞封閉一定量的理想氣體，

活塞質(zhì)量為m0，此時(shí)活塞靜止，距缸底高度為H。在活塞上放置質(zhì)量為m1（未知）的物塊靜止后，活塞距缸底高

2

度為HH，如圖（b）所示。不計(jì)活塞與汽缸間的摩擦，已知大氣壓強(qiáng)為p0，外界溫度為27℃，重力加速度為

3

g，汽缸始終保持豎直。

（1）求物塊質(zhì)量m1；

（2）活塞上仍放質(zhì)量為m1物塊，為使得活塞回到距缸底為H的高度，求密封氣體的熱力學(xué)溫度T應(yīng)緩慢上升為多

少；

（3）若（2）過(guò)程中氣體內(nèi)能增加了U，求該過(guò)程中缸內(nèi)氣體從外界吸收的熱量Q。

12．（21-22高二下·江蘇蘇州·期中）如圖所示，上端帶有卡口的橫截面積為S、高為L(zhǎng)的導(dǎo)熱性能良好的氣缸中用

一光滑的活塞B封閉著一定質(zhì)量的理想氣體A，氣缸底部與U形水銀氣壓計(jì)（U形管內(nèi)氣體體積忽略不計(jì)）相連，

已知?dú)怏w內(nèi)能U與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為U=αT，其中α為已知常數(shù)，活塞B的質(zhì)量為m，重力加速度為g，大氣

4

壓強(qiáng)為p0，水銀的密度為ρ，環(huán)境熱力學(xué)溫度為T(mén)0時(shí)，活塞離缸底的距離為L(zhǎng)，U形氣壓計(jì)兩側(cè)水銀面的高度

5

差為Δh。求：

（1）活塞B的質(zhì)量為m；

（2）環(huán)境溫度由T0緩慢升高至2T0時(shí)，U形氣壓計(jì)兩側(cè)水銀面的高度差Δh1；

（3）環(huán)境溫度由T0緩慢升高至2T0時(shí)過(guò)程中，氣體吸收的熱量。

【專題強(qiáng)化】

一、單選題

13．（23-24高二下·江蘇南通·期中）如圖所示，固定在鐵架臺(tái)上的燒瓶，通過(guò)橡膠塞連接一根水平玻璃管，向玻璃

管中注入一段液柱。用手捂住燒瓶，會(huì)觀察到液柱緩慢向外移動(dòng)。關(guān)于燒瓶?jī)?nèi)的氣體，下列說(shuō)法正確的是（）

A．氣體的壓強(qiáng)變小B．氣體的內(nèi)能增加

C．氣體溫度保持不變D．氣體向外釋放熱量

14．（23-24高二下·江蘇淮安·期中）下列說(shuō)法中正確的是（）

A．0K即0℃

B．熱量不可能自發(fā)地從內(nèi)能少的物體傳到內(nèi)能多的物體

C．溫度高的物體其內(nèi)能一定大

D．溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的宏觀反映

15．（2024·天津河西·二模）氣壓式電腦升降桌通過(guò)汽缸上下運(yùn)動(dòng)來(lái)支配桌子升降，其簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如圖所示。圓柱形汽

缸與桌面固定連接，柱狀活塞與底座固定連接?？勺杂梢苿?dòng)的汽缸與活塞之間封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸導(dǎo)

熱性能良好，活塞可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦活動(dòng)。設(shè)氣體的初始狀態(tài)為A，將電腦放在桌面上保持不動(dòng)，桌子緩慢下降一

段距離后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)B。打開(kāi)空調(diào)一段時(shí)間后，室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度，穩(wěn)定后氣桌面體狀態(tài)為C。則氣體從

狀態(tài)ABC的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A．從A到B的過(guò)程中，氣體等溫壓縮，壓強(qiáng)增大

B．從A到B的過(guò)程中，氣體從外界吸熱

C．從B到C的過(guò)程中，氣體等壓降溫，體積增大

D．從B到C的過(guò)程中，氣體從外界吸熱

16．（21-22高二下·江蘇蘇州·期中）卡諾循環(huán)（Carnotcycle）是只有兩個(gè)熱源的簡(jiǎn)單循環(huán)。如圖所示是卡諾循環(huán)的

P-V圖像，卡諾循環(huán)包括四個(gè)過(guò)程：a→b等溫過(guò)程；b→c絕熱膨脹過(guò)程；c→d等溫過(guò)程；d→a絕熱壓縮過(guò)程。

整個(gè)過(guò)程中封閉氣體可視為理想氣體，下列說(shuō)法正確的是（）

A．a(chǎn)→b過(guò)程，氣體放出熱量

B．c→d過(guò)程，氣體對(duì)外界做功

C．a(chǎn)→b過(guò)程溫度為T(mén)1，c→d過(guò)程溫度為T(mén)2，則T1＜T2

D．b→c過(guò)程氣體對(duì)外做功為W1，d→a過(guò)程外界對(duì)氣體做功為W2，則W1=W2

17．（2024·河北石家莊·二模）如圖所示，在空的鋁制飲料罐中插入一根粗細(xì)均勻的透明吸管，接口處用蠟密封，吸

管中注入一段長(zhǎng)度可忽略的油柱，在吸管上標(biāo)上溫度值，就制作成了一個(gè)簡(jiǎn)易氣溫計(jì)。若外界大氣壓不變，下列說(shuō)

法正確的是（）

A．吸管上的溫度刻度分布不均勻

B．吸管上標(biāo)的溫度值由下往上減小

C．溫度升高時(shí)，罐內(nèi)氣體增加的內(nèi)能大于吸收的熱量

D．溫度升高時(shí)，飲料罐內(nèi)壁單位面積、單位時(shí)間受到氣體分子撞擊次數(shù)減少

18．（2024高三·全國(guó)·專題練習(xí)）如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體，沿pV圖像中箭頭所示方向，從狀態(tài)A開(kāi)

5

始先后變化到狀態(tài)B、C，再回到狀態(tài)A。已知?dú)怏w處于狀態(tài)A時(shí)的溫度為T(mén)0，大氣壓1atm1.010Pa，則下列判

斷正確的是（）

A．氣體從狀態(tài)C到狀態(tài)A的過(guò)程中，溫度先減小再增加

B．從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，氣體一定從外界吸收熱量

C．從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C過(guò)程氣體一定放出600J的熱量

D．從狀態(tài)A→B→C→A的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功200J

19．（2024高三·全國(guó)·專題練習(xí)）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從圖中A狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)歷了B、C狀態(tài)，最后到

D狀態(tài)。AB的反向延長(zhǎng)線過(guò)O點(diǎn)，BC和DA連線與橫軸平行，CD與縱軸平行。下列判斷正確的是（）

A．A→B過(guò)程，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增加

B．B→C過(guò)程，氣體體積增大

C．C→D過(guò)程，氣體壓強(qiáng)減小的原因是氣體分子數(shù)密度減小

D．整個(gè)過(guò)程，氣體對(duì)外做的功大于外界對(duì)氣體做的功

20．（2024·山東濟(jì)南·二模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)a→b→c→a回到初始狀態(tài)a，其T-V圖像如圖

所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A．a(chǎn)、b狀態(tài)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)之比為3∶2

B．b→c過(guò)程，容器壁單位面積上的分子平均作用力變小

C．c→a過(guò)程為絕熱過(guò)程

D．a(chǎn)→b→c→a整個(gè)過(guò)程向外放出的熱量等于外界對(duì)氣體做的功

21．（2024·江蘇南通·二模）如圖所示，一絕熱容器被隔板K隔開(kāi)成A、B兩部分。已知A內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，

B內(nèi)為真空.抽開(kāi)隔板K后，A內(nèi)氣體進(jìn)入B，最終達(dá)到平衡狀態(tài).則該氣體（）

A．內(nèi)能減小，溫度降低B．內(nèi)能減小，溫度不變

C．內(nèi)能不變，溫度不變D．內(nèi)能不變，溫度降低

22．（2024·湖北·三模）如圖所示，粗細(xì)均勻的玻璃管（上端開(kāi)口，下端封閉）豎直放置，管內(nèi)用長(zhǎng)為h=15cm的水

銀柱封閉一段長(zhǎng)l=30cm的理想氣體，現(xiàn)將玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)至水平放置（水銀未溢出）。已知大氣壓強(qiáng)

p0=75cmHg，玻璃管導(dǎo)熱性能良好且環(huán)境溫度保持不變。下列說(shuō)法正確的是（）

A．玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過(guò)程中，氣體放出熱量

B．玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功

C．玻璃管豎直放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為60cmHg

D．玻璃管水平放置時(shí)，封閉氣體的長(zhǎng)度為36cm

23．（2024·山東·三模）一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能與其熱力學(xué)溫度成正比。某密閉容器內(nèi)的理想氣體自狀態(tài)A變化

至狀態(tài)B，再變化至狀態(tài)C，其變化過(guò)程的p-V圖像如圖中的實(shí)線所示，已知這些氣體在狀態(tài)A時(shí)的內(nèi)能為U0，下

列說(shuō)法正確的是（）

A．自狀態(tài)A至狀態(tài)B，氣體的溫度不變

B．氣體在狀態(tài)B時(shí)的內(nèi)能為3U0

C．自狀態(tài)A至狀態(tài)B，氣體吸收的熱量為8U0+4p0V0

D．自狀態(tài)A至狀態(tài)B，再至狀態(tài)C，氣體吸收的熱量比放出的熱量多2U0

二、多選題

24．（2024·陜西銅川·三模）“空氣充電寶”是一種通過(guò)壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的裝置，可在用電低谷時(shí)儲(chǔ)存能量、用電高

峰時(shí)釋放能量。假設(shè)“空氣充電寶”在工作過(guò)程中，其中的氣體可看成質(zhì)量不變的理想氣體，其pT圖像如圖所示。

以下說(shuō)法中正確的是（）

A．氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過(guò)程中體積增大

B．氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過(guò)程中分子平均動(dòng)能減小

C．氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過(guò)程中一定要從外界吸熱

D．氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c的過(guò)程中密度增大

E．氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c的過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)減小

25．（2024·陜西寶雞·三模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷ab、bc、cd過(guò)程到達(dá)狀態(tài)d其熱力學(xué)溫度隨

體積變化的T-V圖像如圖所示，其中ab垂直于橫軸，cd垂直于縱軸，ad連線的延長(zhǎng)線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，且與bc平

行。下列判斷正確的是（）

A．氣體在狀態(tài)a的內(nèi)能小于在狀態(tài)b的內(nèi)能

B．從狀態(tài)b到狀態(tài)c過(guò)程中，氣體向外界放熱

C．從狀態(tài)c到狀態(tài)d過(guò)程中，氣體吸收熱量等于對(duì)外做的功

D．從狀態(tài)b到狀態(tài)c過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能減小

E．氣體在狀態(tài)a的壓強(qiáng)小于在狀態(tài)c的壓強(qiáng)

26．（23-24高二下·河北石家莊）如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B再到狀態(tài)C的pT圖，下列說(shuō)

法正確的是（）

A．狀態(tài)A到狀態(tài)B過(guò)程，氣體密度變大

B．狀態(tài)B到狀態(tài)C過(guò)程，氣體先放熱再吸熱

C．A、C兩狀態(tài)氣體分子單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積的次數(shù)不相等

D．A、C兩狀態(tài)氣體分子對(duì)容器壁上單位面積的平均撞擊力相等

27．（2024·天津·二模）容器內(nèi)密閉一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過(guò)

程的p—V圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）

A．氣體處于狀態(tài)B時(shí)的熱力學(xué)溫度是A狀態(tài)時(shí)的3倍

B．從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，氣體的內(nèi)能不變

C．從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，單位時(shí)間容器壁單位面積上碰撞的分子數(shù)減少

D．從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程氣體放熱

28．（2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示為氣壓式升降椅和簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)切面圖，在氣缸和氣缸桿之間封閉一定質(zhì)量的理想

氣體，氣缸密封性和導(dǎo)熱性良好，忽略一切摩擦。設(shè)無(wú)人坐椅時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的初始狀態(tài)為A；有人慢慢地坐到座

椅上后，雙腳離地，椅面下降，氣缸內(nèi)氣體穩(wěn)定后的狀態(tài)為B；空調(diào)開(kāi)啟，室內(nèi)溫度下降至某值并保持恒溫，氣缸

內(nèi)氣體穩(wěn)定后的狀態(tài)為C；最后此人離開(kāi)座椅，氣缸內(nèi)氣體穩(wěn)定后的狀態(tài)為D。關(guān)于氣缸內(nèi)氣體的描述，下列說(shuō)法

錯(cuò)誤的是（）

A．狀態(tài)A到B，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能一直增大

B．狀態(tài)B到C，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能保持不變

C．狀態(tài)C到D，氣體對(duì)外界做功，氣體從外吸收熱量

D．狀態(tài)A與狀態(tài)D的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相等

29．（2024·重慶·二模）如圖1是一底面積為S且導(dǎo)熱性能良好的圓柱形薄壁氣缸，氣缸內(nèi)距其水平底部高L0處有可

視為質(zhì)點(diǎn)的卡點(diǎn)，氣缸上端有一密封良好且可無(wú)摩擦滑動(dòng)的輕活塞，氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。緩慢改變

氣缸內(nèi)的溫度，使缸內(nèi)封閉氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，該過(guò)程中，活塞到氣缸底部的高度L與氣缸內(nèi)熱

力學(xué)溫度T的關(guān)系如圖2所示，整個(gè)過(guò)程中缸內(nèi)封閉氣體吸收的熱量為Q。已知外界環(huán)境氣壓始終為p0氣缸內(nèi)初始

熱力學(xué)溫度為T(mén)0，則（）

A．在狀態(tài)A時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)為0.5p0B．在狀態(tài)C時(shí)，LC1.5L0

C．整個(gè)過(guò)程中，缸內(nèi)封閉氣體的內(nèi)能增加量為QD．直線BC一定不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)

三、解答題

30．（2024·四川德陽(yáng)·二模）一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖象如圖所示，氣體從狀態(tài)C變化到

狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)A，CB線段與T軸平行，BA的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)，已知該氣體在狀態(tài)C時(shí)的體積為30m3．求：

（1）該氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積；

（2）該氣體從狀態(tài)C到狀態(tài)A的過(guò)程中，氣體是吸熱還是放熱，氣體與外界交換的熱量Q為多少？

31．（2024·浙江臺(tái)州·二模）海洋溫差發(fā)電安全無(wú)污染，儲(chǔ)量巨大。在某次發(fā)電測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，探測(cè)到490m深處的海

水溫度為290K，如圖所示，在此處將氨水蒸氣封閉在橫截面積S2m2的氣缸內(nèi)，氣缸從深海490m深處上浮到海

面，隨著海水溫度升高，封閉氣體的體積增大，活塞緩慢上升且始終未脫離氣缸。氨水蒸氣可看作理想氣體，氣缸

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導(dǎo)熱性能良好，活塞質(zhì)量不計(jì)。已知海面處溫度T0300K、此處氣體體積V03m，大氣壓強(qiáng)恒為p0110Pa，

海水密度1.0103kg/m3。

（1）氣缸從深海上浮到海面，氣缸內(nèi)氣體的分子平均動(dòng)能______（選填“變大”、“變小”或者“不變”）及內(nèi)能______

（選填“變大”、“變小”或者“不變”）；

（2）求氣缸在深海中上浮490m到海平面的過(guò)程中，活塞相對(duì)缸底上升的距離（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；

（3）在上述過(guò)程中，氣缸內(nèi)含蒸氣1.7kg，上升過(guò)程吸收的總熱量為105kJ，已知1摩爾蒸氣的內(nèi)能UkT，其中

常量k25J/K，1摩爾蒸氣質(zhì)量為17g，求蒸氣對(duì)外做的功。

32．（2024·河北邯鄲·一模）如圖所示，豎直導(dǎo)熱汽缸內(nèi)有一質(zhì)量不計(jì)的活塞，活塞下密封一定質(zhì)量的氧氣，活塞上

面放有一些沙子，環(huán)境溫度為T(mén)0，大氣壓強(qiáng)為p0。初狀態(tài)氧氣的體積為V、溫度為2.8T0、壓強(qiáng)為1.4p0。由于汽缸

緩慢散熱，為了維持活塞不下降，需要逐漸取走沙子，沙子全部取走后，隨著汽缸繼續(xù)散熱，活塞開(kāi)始下移，直到

氧氣與環(huán)境溫度完全一致。忽略汽缸與活塞之間的摩擦力。求：

（1）沙子全部取走時(shí)氧氣的溫度下降了多少；

（2）氧氣與環(huán)境溫度完全一致時(shí)的體積是多少；

（3）降溫過(guò)程中氧氣內(nèi)能減少了E，這一過(guò)程氧氣放出的熱量是多少。

33．（2024·浙江杭州·二模）如圖所示，在一個(gè)絕熱的氣缸中，用一個(gè)橫截面S80cm2的絕熱活塞A和固定的導(dǎo)熱

3

隔板B密封了兩份氮?dú)猗窈廷?，氮?dú)猗瘛ⅱ蛭镔|(zhì)的量相等。當(dāng)?shù)獨(dú)猗窈偷獨(dú)猗蜻_(dá)到熱平衡時(shí)，體積均為V0480cm，

5

氮?dú)猗駢簭?qiáng)為p11.0310Pa，溫度為T(mén)1300K?，F(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱，當(dāng)?shù)獨(dú)猗虻臏囟仍黾拥絋2450K時(shí)停

5

止加熱，該過(guò)程氮?dú)猗騼?nèi)能增加了U60J，已知大氣壓p01.0110Pa，活塞A與氣缸之間的摩擦不計(jì)。

（1）緩慢加熱過(guò)程中，氮?dú)猗?、氮?dú)猗蚓哂邢嗤模ㄟx填“壓強(qiáng)”、“體積”或“溫度”）。

（2）求活塞A的質(zhì)量；

（3）求氮?dú)猗褡罱K的體積；

（4）求氮?dú)猗驈碾姛峤z上吸收的總熱量。

5nRT

34．（2024·浙江·二模）某種理想氣體A內(nèi)能公式可表示為E，n表示物質(zhì)的量，R為氣體常數(shù)

2

（R8.3Jmol1K1），T為熱力學(xué)溫度。如圖所示，帶有閥門(mén)的連通器在頂部連接兩個(gè)絕熱氣缸，其橫截面積均為

2

S200cm，高度分別為h114cm，h24cm用一個(gè)質(zhì)量M15kg的絕熱活塞在左側(cè)氣缸距底部10cm處封閉

n0.1mol，T0250K的氣體A，氣缸底部有電阻絲可對(duì)其進(jìn)行加熱，活塞運(yùn)動(dòng)到氣缸頂部時(shí)（圖中虛線位置）被

鎖住，右側(cè)氣缸初始為真空?，F(xiàn)對(duì)電阻絲通電一段時(shí)間，活塞剛好緩慢移動(dòng)至氣缸頂部時(shí)斷開(kāi)電源并打開(kāi)閥門(mén)。已

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知外界大