2023年高考物理一模試題匯編全國通用18 熱力學(xué)定律（解析版）

專題18熱學(xué)

1、（2023?安徽省江南十校高三下學(xué)期聯(lián)考）如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直倒放，氣缸內(nèi)用絕熱活

塞（活塞質(zhì)量不可忽略）封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)把氣缸稍微傾斜一點(diǎn)，達(dá)到平

衡時與原來相比（）

A.氣體的密度增大

B.氣體的內(nèi)能減小

C.單位時間氣體分子對活塞的沖量減小

D.氣體分子的平均動能增大，所有氣體分子熱運(yùn)動速率都增大

【答案】A

【解析】AB.以活塞為研究對象，開始時活塞受力如圖（1）所示，有

45=mg+PS

當(dāng)氣缸稍微傾斜一點(diǎn)，活塞受力如圖（2）,平衡時有

《S=mgcosθ+P'S

根據(jù)力的平衡可知，封閉氣體的壓強(qiáng)增大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知封閉氣體的根V在變小，結(jié)合熱力學(xué)

第一定律

?t∕=w+ρ

因?yàn)橄到y(tǒng)絕熱。=0,所以有

MJ=W

同時理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，可得T變大，V減小，故氣體的密度增大，內(nèi)能增大，A正確，B錯

、口

灰；

C.封閉氣體的壓強(qiáng)變大，單位時間氣體分子對活塞的沖量增大，C錯誤；

D.理想氣體的內(nèi)能增大，氣體分子的平均動能增大，但并非所有氣體分子熱運(yùn)動速率都增大，D錯誤。

故選Ao

圖(1)圖(2)

2、（2023?湖北省八市高三下學(xué)期3月聯(lián)考）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)2,再變化到狀態(tài)

C,丫-7圖像如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)B的壓強(qiáng)為2.0xl（）5pa.下列說法正確的是（）

r(10^3m3)

C

A

—-?T（K）

200400

A.狀態(tài)A玲B的過程氣體吸熱B.狀態(tài)A的氣體壓強(qiáng)為LOXIo‘pa

C.狀態(tài)8玲C過程是等壓變化D.狀態(tài)8玲C過程氣體對外做功200J

【答案】C

【解析】A.從A到8,體積不變，溫度降低，則對外放熱，A錯誤；

B.由

TATH

得

5

PA=4.0×IOPa

B錯誤：

CD.從B到C過程，為等壓變化，氣體對外做功為

W=HMZ=2.0x10'χ（4-2）χ1（Γ'J=403

C正確，D錯誤；

故選Co

3、（2023?山東省濰坊市高三下學(xué)期一模）神舟十二號航天員劉伯明曾在太空中用毛筆寫下"理想"二字。

在太空艙內(nèi)使用的毛筆、墨汁和紙張都是特制的，毛筆筆尖內(nèi)部存在毛細(xì)管能夠吸墨，筆尖與紙張接觸時，

墨汁就從筆尖轉(zhuǎn)移到紙上。在太空艙內(nèi)（）

A.使用普通中性筆也能流暢書寫B(tài).墨汁分子間不存在作用力

C.墨汁不浸潤毛筆筆尖D.墨汁浸潤紙張

【答案】D

【解析】A.由于太空中處于完全失重狀態(tài)，使用普通中性筆不能流暢書寫，故A錯誤；

B.由于分子間相互作用不受重力影響，則墨汁分子間存在相互作用力，故B錯誤：

CD.空間站仍能用毛筆的原理就是毛細(xì)現(xiàn)象，則墨汁浸潤毛筆筆尖、浸潤紙張，故C錯誤，D正確。

故選D。

4,（2023?山東省濟(jì)寧市高三下學(xué)期一模）下列說法正確的是（）

A.晶體的所有物理性質(zhì)沿各個方向是不同的

B.相同溫度下液體中懸浮的花粉小顆粒越小，布朗運(yùn)動越劇烈

C.一定質(zhì)量的理想氣體保持壓強(qiáng)不變，體積減小，氣體的內(nèi)能增加

D.一定質(zhì)量的理想氣體保持壓強(qiáng)不變，溫度升高，單位時間內(nèi)撞擊器壁單位面積上的分子數(shù)減少

【答案】BD

【解析】

A.單晶體具有各向異性，即單晶體沿著各個方向的物理性質(zhì)和化學(xué)光學(xué)性質(zhì)不同，多晶體具有各向同性，

A錯誤；

B.相同溫度下液體中懸浮的花粉小顆粒越小，液體分子撞擊的不平衡性越明顯，布朗運(yùn)動越劇烈，B正

確；

C.一定質(zhì)量的理想氣體保持壓強(qiáng)不變，體積減小，由理想氣體狀態(tài)方程比=C可知，氣體溫度降低，

T

氣體的內(nèi)能減少，C錯誤；

D.一定質(zhì)量的理想氣體保持壓強(qiáng)不變，溫度升高，由理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體體積增大，單位時間

內(nèi)撞擊器壁單位面積上的分子數(shù)減少，D正確。

故選BDo

5、（2023?山東省臨沂市普通高中高三下學(xué)期一模）某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一種測溫裝置，用于測量教室內(nèi)的

氣溫（教室內(nèi)的氣壓為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，相當(dāng)于76Cm汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)），結(jié)構(gòu)如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的

大玻璃泡A內(nèi)有一定量的氣體，與A相連的B管插在水銀槽中，B管內(nèi)水銀面的高度X可反映所處環(huán)境的

溫度，據(jù)此在B管上標(biāo)注出溫度的刻度值。當(dāng)教室內(nèi)溫度為7℃時，B管內(nèi)水銀面的高度為20cm。8管的

體積與大玻璃泡4的體積相比可忽略不計(jì)，則以下說法正確的是（）

A

A.B管上所刻的溫度數(shù)值上高下低

B.B管內(nèi)水銀面的高度為16Cm時，教室內(nèi)的溫度為17℃

C.B管上所到的溫度數(shù)值間隔是不均勻的

D.若把這個已刻好溫度值的裝置移到高山上，測出的溫度比實(shí)際溫度偏高

【答案】D

【解析】

A.當(dāng)溫度升高時，管內(nèi)氣體體積變大，B管液面降低，則B管上所刻的溫度數(shù)值上低下高，故A錯誤;

B.B管的體積與大玻璃泡A的體積相比可忽略不計(jì)，可認(rèn)為氣體做等容變化，則

當(dāng)溫度為7℃時候，設(shè)溫度為

7J=273K+7K=280K

玻璃泡A內(nèi)氣體壓強(qiáng)為

Pl=76cmHg-20cmHg=56cmHg

溫度改變乙時，氣體壓強(qiáng)為

p,=76cmHg-16cmHg=60cmHg

根據(jù)

PL-P^

ZT2

可得

T2=3OOK=27℃

選項(xiàng)B錯誤；

C.溫度改變?yōu)門時，氣體壓強(qiáng)為

p=16-x

根據(jù)

PL=IL

TxT

可得

T=380-5%

則B管上所到的溫度數(shù)值間隔是均勻的，選項(xiàng)C錯誤；

D.若把這個已經(jīng)刻好溫度值的裝置移到高山上，大氣壓強(qiáng)比地面偏小，導(dǎo)致A內(nèi)體積偏大，管內(nèi)液面下

降，則測出的溫度比實(shí)際偏高，故D正確。

故選D。

6、（2023?山東省臨沂市普通高中高三下學(xué)期一模）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ab、be、cd、

Z四個過程，其中加的延長線通過坐標(biāo)原點(diǎn)，氣體〃、b、c、d四個狀態(tài)的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系如圖所示,

則（）

A.氣體在慶過程中體積的變化量等于血過程中體積的變化量

B.氣體在"過程中內(nèi)能的增加量小于Cd過程中內(nèi)能的減少量

C.氣體在αb過程中吸收的熱量等于Cd過程中放出的熱量

D.氣體在H過程中吸收的熱量小于Cd過程中放出的熱量

【答案】D

【解析】

A.氣體在稅過程是等溫壓縮，壓強(qiáng)增大到人態(tài)的1.5倍，則體積變?yōu)閎態(tài)的;：曲過程是等溫膨脹，壓

強(qiáng)變?yōu)椤皯B(tài)壓強(qiáng)的則體積變?yōu)?態(tài)體積的2倍；因浦兩態(tài)體積相等，設(shè)為匕則C態(tài)體積］匕d態(tài)

體積/匕氣體在A過程中體積的變化量小于而過程中體積的變化量，選項(xiàng)A錯誤；

B.氣體在H>過程中溫度變化量等于Cd過程中溫度變化量，則氣體在"過程中內(nèi)能的增加量等于Cd過程

中內(nèi)能的減少量，選項(xiàng)B錯誤；

CD.由以上分析可知，氣體在"過程中體積不變，則

WR,=O

氣體在Cd過程中體積減小，則

Wcd>O

則氣體在岫過程中吸收的熱量

Qab=△心

Cd過程中放出的熱量

Qm=bUca+Na

其中

△U,Em

氣體在油過程中吸收的熱量小于Cd過程中放出的熱量，選項(xiàng)C錯誤，D正確。

故選D。

7、（2023?安徽省淮北市高三下學(xué)期一模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)α開始，經(jīng)歷ab、be、cd、Z回

到原狀態(tài)，其P-T圖像如圖所示，下列判斷正確的是（）

n

A.氣體在狀態(tài)》的內(nèi)能大于在狀態(tài)C的內(nèi)能

B.氣體從。到d的過程中，體積先變大后不變

C.氣體從C到d的過程中，吸收的熱量大于內(nèi)能的變化量

D.氣體從d到。的過程中氣體對外界做的功，小于b到C的過程中外界對氣體做的功

【答案】AD

【解析】

A.理想氣體，忽略分子勢能，所以理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，氣體在狀態(tài)〃的溫度大于在狀態(tài)C的溫

度，所以在狀態(tài)。的內(nèi)能大于在狀態(tài)的內(nèi)能，故A正確；

B.由氣體理想狀態(tài)方程

”二C

T

可知，b到C的過程中，P不變，T減小，V減小，從C到”的過程中，M不變，故B錯誤；

C.由熱力學(xué)第一定律

△U=Q+W

可知，從。到”的過程中，V不變，W不變，7增大，AU增大，Q增大，則氣體吸收的熱量等于內(nèi)能的變

化量，故C錯誤；

D.從d到”的過程中，氣體做功

W1=《型

由蓋一呂薩克定律可知

匕=匕

T11Ta

聯(lián)立可得

叱=6%與3

同理可得，從b到C?過程

叱=樞與^

從C到d的過程中，由查理定律可知

&=殳

TtlTc

聯(lián)立可知

w2>wl

故D正確。

故選AD,

8,（2023?安徽省淮北市高三下學(xué)期一模）如圖所示，同一房間中有b、C三根完全相同的玻璃試管,

管內(nèi)各用一段相同長度的水銀柱封閉了相等質(zhì)量的空氣?，F(xiàn)使。管由靜止沿光滑斜面下滑；匕管輕放在粗

糙斜面上，之后下滑；C管以初速度V沿粗糙斜面上滑過程中，當(dāng)水銀柱與玻璃管位置相對穩(wěn)定時，三管

內(nèi)的氣柱長度匕、4、A之間的大小關(guān)系為（）

A.B.C.L

L?>L1>L3L2>L3>L1L2>Li>3D.A3>Λl>L2

【答案】D

【解析】

設(shè)大氣壓為Po,玻璃試管的橫截面積為S。對。管：α管由靜止沿光滑斜面下滑，以水銀為研究對象根據(jù)

牛頓第二定律可得

mgsin45+POS-paS=maa

對管子和水銀整體有

Mgsin45=Maa

聯(lián)立可得

Po=Pa

對〃管：以水銀為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得

mgsin45+p0S-phS=mab

對管子和水銀整體有

Mgsin45-?=Mah

可得

Pb>Pb

對。管：以水銀研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得

mgsin45+POS-pcS=mac

對管子和水銀整體，有

Mgsin45+/=Mac

可解得

Pc<PO

所以可得

Pb>Pa>Pc

根據(jù)玻意耳定律=C和V=LS得

L2<Li<Li

故選D。

9、（2023?四省高三下學(xué)期2月適應(yīng)性測試）某物理實(shí)驗(yàn)小組為了探究在壓強(qiáng)不變的情況下氣體的體積與

熱力學(xué)溫度的關(guān)系，選用了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，圖中壓強(qiáng)計(jì)的指針可指示出管內(nèi)氣柱的壓強(qiáng)，刻

度可指示出氣柱的體積，整個裝置安裝在固定架上，實(shí)驗(yàn)中氣柱質(zhì)量不變。

（1）將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整；

①在燒杯中放入冰水混合物，使其浸沒氣柱，壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后，記下冰水混合物的熱力學(xué)溫度人氣柱

的體積V和壓強(qiáng)P0;

②改變燒杯內(nèi)的水溫，使水浸沒氣柱，經(jīng)過一段時間后，緩慢調(diào)節(jié)活塞位置改變氣柱的體積，使壓強(qiáng)計(jì)的

示數(shù),記下氣柱體積和水的熱力學(xué)溫度；

③多次改變水溫，重復(fù)步驟②;

（2）下表為某次實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù):

1234567

347

T/K273283300313325333

12.2

V/mL10.010.411.011.412.012.7

（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖（b）給出的坐標(biāo)系中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出V-T圖線；

?K/mL

Q..........................................-------——........

26327328329330331332333334335377K

圖（b）

（4）根據(jù)作出的V-T圖線可知，一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不變的情況下，體積U與熱力學(xué)溫度T成

關(guān)系。

【解析】（1）（2）［1］本實(shí)驗(yàn)是探究在壓強(qiáng)不變的情況下氣體的體積和熱力學(xué)溫度的關(guān)系，故需要控制壓強(qiáng)

保持不變，使壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為P。；

（3）［2］根據(jù)表格的數(shù)據(jù)，補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)并描點(diǎn)連線，作出如下圖線：

（4）［3］根據(jù)作出的MT圖線可知，一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成一次

線性關(guān)系。

10、（2023?山東省濟(jì)寧市高三下學(xué)期一模）如圖甲所示，兩端開口的導(dǎo)熱氣缸水平固定，A、B是厚度不

計(jì)的兩輕活塞，可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動，兩輕活塞用一輕桿相連，缸內(nèi)封閉有理想氣體。A、B靜止時,

缸內(nèi)兩部分氣柱的長度分別為心和人;現(xiàn)用輕質(zhì)細(xì)線將活塞B與重物C栓接，如圖乙所示。已知活塞A、

2

B面積與、S2的關(guān)系為S∣=2Sz=2S,大氣壓強(qiáng)為po,重力加速度為g,重物C質(zhì)量為W=需，環(huán)境

溫度保持不變。當(dāng)兩活塞再次靜止時，求：

(1)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

(2)活塞移動的距離X。

耳

S-----------S1?

I*~z^^Nl

^2

甲乙

【答案】(1)—Po；(2)—

4°2

【解析】

(1)兩活塞再次靜止時，對整體有

POE+P2S2+mg=p2Sl+p0S2

解得

5

P?=/

(2)兩活塞開始靜止時，對整體有

s

POSl+Pt2=PSl+P0S2

開始靜止時封閉氣體的體積為

VI=LS,+∣S2=∣LS

再次靜止時封閉氣體的體積為

V2=(L-X)Si+(《+XjS2=8-X)S

由玻意耳定律得

PM=P2v2

解得

L

X=—

2

11、(2023?廣東省深圳市高三下學(xué)期第一次調(diào)研)工人澆筑混凝土墻壁時，內(nèi)部形成了一塊氣密性良好

充滿空氣的空腔，墻壁導(dǎo)熱性能良好。

(1)空腔內(nèi)氣體的溫度變化范圍為-33C47C,問空腔內(nèi)氣體的最小壓強(qiáng)與最大壓強(qiáng)之比；

(2)填充空腔前，需要測出空腔的容積。在墻上鉆一個小孔，用細(xì)管將空腔和一個帶有氣壓傳感器的氣

缸連通，形成密閉空間。當(dāng)氣缸內(nèi)氣體體積為IL時，傳感器的示數(shù)為IQatm。將活塞緩慢下壓，氣缸內(nèi)

氣體體積為0.7L時，傳感器的示數(shù)為1.2atm.求該空腔的容積。

3

【答案】(D-；(2)O.8L

4

【解析】

(I)以空腔內(nèi)的氣體為研究對象，最低溫度時，壓強(qiáng)Pi,7j=240K;最高溫度時，壓強(qiáng)P2,《=320K；

根據(jù)查理定律可知

PL=IL

PI??

解得

Pi__3

P24

(2)設(shè)空腔的體積為％，氣缸的容積為V，以整個系統(tǒng)內(nèi)的氣體為研究對象，則未下壓時氣體的壓強(qiáng)

P3=1.Oatm,體積

Vl=?+V,V=IL

卜壓后氣體的壓強(qiáng)p4=l?2atm,體積

%=%+V',V,=0.7L

根據(jù)波意耳定律

P.M=Pyi

解得

%=0.8L

11、（2023?遼寧省沈陽市高三下學(xué)期教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測一）楚天都市報2018年1月31日訊，一居民忘記關(guān)

火致高壓鍋持續(xù)干燒，民警冒險排除隱患！為此，某團(tuán)隊(duì)在安全設(shè)施保障下對高壓鍋空鍋加熱的多種可能

進(jìn)行了測試。高壓鍋結(jié)構(gòu)筒圖如圖所示，密封好鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，加熱前高壓鍋內(nèi)氣體溫度

為"，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)為。對高壓鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到Pl時，鍋內(nèi)氣體將壓力閥頂起，開始向

外排氣，在排氣過程中繼續(xù)加熱至溫度為4時，停止加熱，壓力閥很快落下，再次封閉氣體。假定排氣過

程鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，鍋內(nèi)氣體視為理想氣體。求：

（I）鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)為Pl時溫度；

（2）鍋內(nèi)排出的氣體與原有氣體的質(zhì)量比。

【答案】（1）-T0-.（2）

P。ToPl

【解析】

（1）由等容變化可知卓=華，解得鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0時的溫度

?ot?

E=R~

Po

VK

（2）排氣過程等壓變化，由■1=黃，解得

∕[I2

1】

排出氣體體積

△V=—=（＞卜

鍋內(nèi)排出的氣體與原有氣體的質(zhì)量比

Affl_AV_A-」_T2pa?

町XTlTOPl

12、（2023?山東省荷澤市高三下學(xué)期一模）深海養(yǎng)殖技術(shù)在海洋漁業(yè)中被普遍推廣。甲圖為某深海大黃

魚漁場引進(jìn)的單柱半潛式養(yǎng)殖網(wǎng)箱，乙圖為其截面示意圖。在乙圖中，網(wǎng)箱的中央柱形容器是由橫截面積

為2π√,高16m的鍍鋅鐵皮（不計(jì)鐵皮體積）制成的空心圓柱體，可進(jìn)水或充氣，以此調(diào)節(jié)網(wǎng)箱在海水中

的位置，使整個網(wǎng)箱按要求上浮或下沉；網(wǎng)箱與海水相通，是養(yǎng)魚的空間，并與圓柱體固定在一起；網(wǎng)箱

的底部用繩索懸掛質(zhì)量為20t的鑄鐵塊（不與海底接觸），鑄鐵塊相當(dāng)于"船錨"，起穩(wěn)定作用。已知制作網(wǎng)

箱材料的總質(zhì)量為IOt,養(yǎng)殖網(wǎng)箱材料和鑄鐵塊能夠排開海水的體積為6n√,海水的密度按IoXlO3kg∕n√,

大氣壓強(qiáng)按LOX10'Pa,g=10m∕sQ在認(rèn)為空氣溫度與海水溫度相同的情況下，當(dāng)網(wǎng)箱的底部下沉到海面

下15m處靜止時，求：

（1）空心圓柱體內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

（2）通過計(jì)算說明從開始入水到該狀態(tài)，需要通過氣閥向空心圓柱體充氣還是對外放氣；

（3）充入或放出的氣體在空氣中的體積。

【答案】(1)2.2XIO5Pa；(2)充氣;(3)25.2m3

【解析】(1)網(wǎng)箱材料和鑄鐵快的總質(zhì)量

m=IOt+20t=30t=3×IO4kg

網(wǎng)箱靜止在海水中，整個裝置受到的浮力等于它的總重力，即

45

^?=G=ZMg=3xl0xl0N=3xl0N

根據(jù)阿基米德原理

V_F濟(jì)_3×1053_o∩3

Vj*__~m_3Um

排∕?水g1×10,×10

空心圓柱體排開水的體積

%=%-%=30m3-6m3=24π√

空心圓柱體內(nèi)海水的體積

%水=15X2m3-24m3=6m3

空心圓柱體內(nèi)海水的高度

∕j=?=3m

S

空心圓柱體內(nèi)氣體的壓強(qiáng)

p=1.0×105Pa+(15-3)×10×10,Pa=2.2×105Pa

(2)假設(shè)既沒有放氣也沒有充氣，根據(jù)波意耳定律可得

p0v=py

其中

V=16×2m2=32m2

V'=13×2m2=26π√

解得

5

p1≈1.23×10Pa

比較可知

Pi<P

可知需要通過氣閥向空心圓柱體充氣；

（3）設(shè)充入的體積為U,根據(jù)波意耳定律

p0（V+V'）=pV'

解得

V'=25.2m3

13、（2023?渝瓊遼高三下學(xué)期仿真模擬聯(lián)考）水火箭又稱氣壓式噴水火箭、水推進(jìn)火箭。在學(xué)校創(chuàng)造節(jié)

上，某同學(xué)用容積為先的可樂瓶制作了一支水火箭，現(xiàn)向瓶中裝入0?5匕的水后用帶氣嘴的橡膠塞塞緊瓶

口，將火箭豎直放置，火箭內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P。，如圖所示?，F(xiàn)用打氣筒向瓶內(nèi)緩慢打氣，已知打氣筒每打

一次氣能把體積為0?5%、壓強(qiáng)為P。的空氣壓入瓶內(nèi)，當(dāng)瓶內(nèi)空氣壓強(qiáng)達(dá)到5p。時橡膠塞脫落，水流高速噴

出，火箭向上飛起。在打氣過程中氣體始終處于密封狀態(tài)，瓶中氣體溫度變化忽略不計(jì)。（火箭內(nèi)的氣體

視為理想氣體）

（1）求打氣筒打一次氣后火箭內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

（2）至少需要打多少次氣才能使火箭起飛。

【答案】（1）2p。；（2）4

【解析】（1）打一次氣，根據(jù)玻意耳定律可知

PO（0.5%+0.5%）=四？%

解得

P1=2Po

（2）設(shè)需打氣〃次，根據(jù)玻意耳定律有

,

PO(0.5?+().5n?1)=5pnD.5Vn

解得

n=4

故至少要打氣4次即可起飛。

14、（2023?湖北省華中師大新高考聯(lián)盟高三下學(xué)期一模）如圖所示是一種由氣缸、活塞柱、彈簧和上下

支座構(gòu)成的汽車氮?dú)鉁p震裝置，該裝置的質(zhì)量、活塞柱與氣缸摩擦均可忽略不計(jì)，氣缸導(dǎo)熱性和氣密性良

好，環(huán)境溫度不變，氣缸內(nèi)的氣體可視為理想氣體。該裝置未安裝到汽車上時，彈簧處于原長狀態(tài)。封閉

氣體和活塞柱長度均為0.20m,氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p°=LOXlO'Pa。將四臺減震裝置安裝在汽車上，

穩(wěn)定時汽車重量由四臺減震裝置支撐，且封閉氣體被壓縮了0.10m。已知活塞柱橫截面積S=LOXI（y2rn2,

彈簧的勁度系數(shù)k=1.0χl0"N∕m.求:

（1）壓縮后，氣缸內(nèi)氮?dú)獾膲簭?qiáng)；

（2）汽車的質(zhì)量。

5

【答案】（1）pl=2×10Pa;（2）/M=800kg

【解析】（1）當(dāng)汽車裝上減震裝置后，設(shè)氣缸壓縮后的體積為乂，壓強(qiáng)為P∣,由玻意耳定律可知

Povo=P∣v∣

解得

5

pi=2×10Pa

（2）設(shè)汽車對一個減震裝置的壓力為尸，以減震裝置氣缸上表面為研究對象，受力分析可知

,

PQS+F=p15+??x

聯(lián)立解得

F=2000N

即減震裝置對汽車的支持力

F=F=SOOO?

以汽車為研究對象

ιng=4F

解得汽車的質(zhì)量

m=8∞kg

15、（2023?山東省濰坊市高三下學(xué)期一模）某醫(yī)用氧氣瓶容積為40L,瓶內(nèi)貯有壓強(qiáng)為9?6xl（）6pa的氧氣，

可視為理想氣體。廣泛用于野外急救的氧氣袋容積為5L。將氧氣瓶內(nèi)的氧氣分裝到氧氣袋，充氣前袋內(nèi)為

真空，充氣后袋內(nèi)壓強(qiáng)為1.2xl（）6pa0分裝過程不漏氣，環(huán)境溫度不變。

（1）最多可分裝多少個氧氣袋；

（2）若將醫(yī)用氧氣瓶內(nèi)的氧氣依次分裝到原為真空、容積為5L的若干個便攜式鋼瓶內(nèi)，每次分裝后，鋼

瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)與氧氣瓶內(nèi)剩余氣體壓強(qiáng)相等，求分裝30次后醫(yī)用氧氣瓶內(nèi)剩余氧氣的壓強(qiáng)與分裝前氧氣

瓶內(nèi)氧氣壓強(qiáng)之比。

【答案】（1）56：⑵值）

【解析】（1）選取鋼瓶內(nèi)氧氣整體作為研究對象，初狀態(tài)氧氣壓強(qiáng)p=9.6xIOfTa,設(shè)充滿〃個氧氣袋后，

氧氣瓶內(nèi)的氧氣壓強(qiáng)也為p'=l?2χl（）6pa時，無法再給氧氣袋充氣，分裝過程是等溫變化，根據(jù)玻意耳定

律得

P?I=P（%+叫）

代入?M0L,V∣=5L,解得

及=56

（2）根據(jù)玻意耳定律，分裝一次有

pVo=pl（Vo+ΛV）

分裝二次

PM=P2（%+”）

分裝三次

P2?=A(?+ΔV)

依次類推，第〃次分裝后

P,ι%=P,,（%+2）

可得

（VY0

代入數(shù)據(jù)解得

16、（2023?湖南省長沙市雅禮中學(xué)高三下學(xué)期第七次月考）居家生活種植花草，可以提高家庭生活品位，

V

家用灑水壺成家庭必備。如圖所示，圓柱形灑水壺密封時容積為匕打氣筒氣室容積av=H,某次澆花

4VV

時，倒入壺中水的體積為不-并密封，然后開始打氣，每一次打入壓強(qiáng)為加、體積為左的空氣，已知大

氣壓強(qiáng)為而，不計(jì)噴水細(xì)管的體積及噴水后細(xì)管內(nèi)剩余液體的壓強(qiáng)，設(shè)氣體質(zhì)量小°=半（P為氣體壓強(qiáng)，

V為氣體體積，T為熱力學(xué)溫度），打氣過程及噴灑過程中環(huán)境溫度不變。

①至少打兒次氣后，灑水壺里的水可以全部噴完；

②若在噴灑過程中灑水壺中空氣從外界吸收熱量為12J,求壺中空氣做功為多少。

打氣筒

噴口/

噴水細(xì)管

【答案】①40；②12J

【解析】

VV

①設(shè)狀態(tài)1：p∣=po,V；=y;至少打〃次氣后灑水壺中為狀態(tài)2:P2,匕二二；

當(dāng)水剛好全部噴灑完畢時為狀態(tài)3：P3=po,V3=V;

氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2,根據(jù)質(zhì)量關(guān)系，有

pIV∣+/zpo?V=p2V2

氣體由狀態(tài)2到狀態(tài)3做等溫變化，由玻意耳定律，有

p2V2=p3V3

聯(lián)立解得

"=40次

②噴灑過程中由于環(huán)境溫度不變，氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有

AU=Q+W

解得

W=-Q=-12J

則壺中空氣對外做功為12J。

17、（2023?河北省新高考九師聯(lián)盟高三下學(xué)期2月質(zhì)檢）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)4開始，經(jīng)歷B、

C、O幾個狀態(tài)又回到狀態(tài)A,壓強(qiáng)P與體積V的關(guān)系圖像如圖所示，A8C是雙曲線，CDA是傾斜直線，B、

。的連線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O,已知?dú)怏w在狀態(tài)。的溫度為"，求氣體在狀態(tài)4的溫度。

【答案】TA=-T0

04

【解析】8、。的連線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O,由函數(shù)關(guān)系可得

外=0.5Po

%一%

CD4是直線，由函數(shù)關(guān)系可得

11

PD~PoPo~^Po

=『3%

ABC是雙曲線，則從AfB?÷C的變化過程是等溫變化，即有

0?5%%=P（M>=PAX3%

聯(lián)立以上各式，解得

匕=2%

1

PΛ=~P0

4

PD=-PO

‰=yV0

從D^A的過程，由理想氣體狀態(tài)方程可得

PMG2。，3匕

T0TA

綜合解得

18、（2023?遼寧省鞍山市高三下學(xué)期一模）2021年11月7日，神舟十三號航天員翟志剛、王亞平先后從

天和核心艙節(jié)點(diǎn)艙成功出艙執(zhí)行任務(wù)，出艙時他們身著我國新一代“飛天"艙外航天服。艙外航天服內(nèi)密封

了一定質(zhì)量的理想氣體，用來提供適合人體生存的氣壓。航天服密閉氣體的體積約為?=4L,壓強(qiáng)

p∕=1.0×105Pa,溫度"=27回，航天員身著航天服，出艙前先從核心艙進(jìn)入節(jié)點(diǎn)艙，然后封閉所有內(nèi)部艙門，

對節(jié)點(diǎn)艙泄壓，直到節(jié)點(diǎn)艙壓強(qiáng)和外面壓強(qiáng)相等時才能打開艙門。

（1）節(jié)點(diǎn)艙氣壓降低到能打開艙門時，密閉航天服內(nèi)氣體體積膨脹到L=6L,溫度變?yōu)榧右?回，求此時

航天服內(nèi)氣體壓強(qiáng)P2；

（2）為便于艙外活動，當(dāng)密閉航天服內(nèi)氣體溫度變?yōu)樨ヒ?團(tuán)時，宇航員把航天服內(nèi)的一部分氣體緩慢放

出，使氣壓降到∕υ=5.0χ∣04Pa.假設(shè)釋放氣體過程中溫度不變，體積變?yōu)閂3=4L,求航天服需要放出的氣體

與原來氣體的質(zhì)量之比。

4

【答案】(1)6×104Pa;(2)—

9

【解析】（I）對航天服內(nèi)的密閉氣體，初態(tài)溫度為

7]=rl+273K=300K

末態(tài)溫度為

7；=r2+273K=270K

由理想氣體方程

PM。2匕

IT2

此時航天服內(nèi)氣體壓強(qiáng)為

4

p2=6×IOPa

（2）設(shè)航天服需要放出的氣體在壓強(qiáng)為PJ狀態(tài)下的體積為△V,