2024屆高考物理熱學(xué)知識(shí)強(qiáng)化營(yíng)-理想氣體二

理想氣體（2）——2024屆高考物理熱學(xué)知識(shí)強(qiáng)化營(yíng)

學(xué)校：___________姓名：班級(jí)：考號(hào)：

一,單選題

1.由下列物理量可以算出氧氣的摩爾質(zhì)量的是（）

A.氧氣分子的質(zhì)量和阿伏伽德羅常量B.氧氣分子的體積和氧氣分子的質(zhì)量

C.氧氣的密度和阿伏伽德羅常量D.氧氣分子的體積和氧氣的密度

2.如圖所示，在一端封閉的玻璃管中，用兩段水銀將管內(nèi)氣體43與外界隔絕，管

口向下放置，若保持溫度不變，將管傾斜，待穩(wěn)定后，以下關(guān)于氣體43的說(shuō)法正確

的是（）

A.氣體A的壓強(qiáng)不變B.氣體3的壓強(qiáng)減小

C.氣體43的體積均增大D.氣體A3的體積均減小

3.如圖，一開(kāi)口向上的絕熱汽缸內(nèi)，用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸

壁間無(wú)摩擦?，F(xiàn)用外力作用在活塞上，使其緩慢上升，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)。在活

塞上升過(guò)程中（）

fl,■■■”■?■■■”■aI

A.氣體對(duì)外界做功，氣體放出熱量B.氣體壓強(qiáng)逐漸減小，氣體內(nèi)能減少

C.氣體體積逐漸增大，氣體內(nèi)能增加D.氣體壓強(qiáng)逐漸增大，氣體溫度降低

4.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)。開(kāi)始，經(jīng)歷ab、be、ca三個(gè)過(guò)程回到原狀態(tài)，其

p-T圖像如圖所示，氣體在三個(gè)狀態(tài)的體積分別為匕、匕、匕，壓強(qiáng)分別為

Pa、Pb、Pc。已知4=R），Pc=4p（），則下列說(shuō)法正確的是（）

匕

A.Pa=3PoBM=3

C.從狀態(tài)a到狀態(tài)0,氣體對(duì)外做功D.從狀態(tài)c到狀態(tài)a,氣體從外界吸熱

二、多選題

5.如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a（°o，%人）經(jīng)熱力學(xué)過(guò)程"、be、ca后又回到狀

態(tài)a、對(duì)于a/?、be、ca三個(gè)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）

A.M過(guò)程中，氣體始終吸熱B.ca過(guò)程中，氣體始終放熱

Cea過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功D.A過(guò)程中，氣體的溫度先降低后升高

6.如圖所示，OfAf5fC表示一定質(zhì)量的某種理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程,

下列說(shuō)法正確的是（）

A.OfA是一個(gè)等溫過(guò)程

B.A.8是一個(gè)等溫過(guò)程

C.TA>TB

D.BfC過(guò)程中，氣體體積增大、壓強(qiáng)減小、溫度不變

7.如圖所示，在一只燒瓶上連一根玻璃管，把它跟一個(gè)水銀壓強(qiáng)計(jì)連在一起，燒瓶里

封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，開(kāi)始時(shí)水銀壓強(qiáng)計(jì)U形管兩端水銀面一樣高.為使U形管

兩端水銀面保持相同高度，下列說(shuō)法正確的是（）

A.如果把燒瓶浸在熱水中，應(yīng)把A向下移

B.如果把燒瓶浸在熱水中，應(yīng)把A向上移

C.如果把燒瓶浸在冷水中，應(yīng)把A向下移

D.如果把燒瓶浸在冷水中，應(yīng)把A向上移

三、計(jì)算題

8.如圖，在粗細(xì)均勻、兩端封閉的。型玻璃管中有一段水銀柱，該水銀柱將兩段理

想氣體密閉在玻璃管的A、3兩端。若玻璃管兩端豎直向上時(shí)，兩端氣柱長(zhǎng)分別為

20cm和4=12cm?，F(xiàn)將。型玻璃管緩慢旋轉(zhuǎn)到兩端豎直向下，止匕時(shí)A、3兩端

的水銀面高度差/z=12cm,整個(gè)過(guò)程中氣體溫度不變，也沒(méi)有氣體從管的一端通過(guò)水

銀進(jìn)入另一端，求原來(lái)A端氣體的壓強(qiáng)（單位為cmHg）。

9.如圖所示，上端封閉、下端開(kāi)口、足夠長(zhǎng)且粗細(xì)均勻的玻璃管，豎直插在一足夠深

的水銀槽中，玻璃管中的水銀面比水銀槽中的水銀面高九=30cm。玻璃管內(nèi)水銀面上

方空氣柱的高度為為=20cm,環(huán)境的熱力學(xué)溫度”=300K,保持環(huán)境溫度不變，緩

慢豎直向上提玻璃管使玻璃管中水銀面上方空氣柱高度4=30cmo已知外界大氣壓強(qiáng)

兄=75cmHg。忽略水銀槽內(nèi)液面高度的變化。

（1）求玻璃管向上提起的圖度A/z；

（2）緩慢升高環(huán)境溫度。求玻璃管內(nèi)外水銀面的高度差回到由時(shí)環(huán)境的熱力學(xué)溫度

To

10.如圖所示，在水平桌面上倒立一個(gè)質(zhì)量為M=10kg、深度為力=15cm的無(wú)蓋圓

柱形氣缸，現(xiàn)用一質(zhì)量為m=5.0kg、橫截面積為S=0.01n?的活塞（厚度不計(jì)）封閉

一定質(zhì)量的理想氣體，活塞通過(guò)一氣孔與外界相通，活塞下端拴接一勁度系數(shù)為

左=5.0x103N/m的輕質(zhì)彈簧，彈簧的原長(zhǎng)為7.5cm,開(kāi)始時(shí)活塞到氣缸底部的距離為

5cm.活塞可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦地上下滑動(dòng)且氣缸不會(huì)漏氣，活塞和氣缸均由絕熱材料制

成，氣缸內(nèi)有一電熱絲（不計(jì)體積和質(zhì)量）可對(duì)氣體加熱已知大氣壓強(qiáng)

PorOxi。，pa,重方加速度g=10m/s2,氣缸內(nèi)氣體初始溫度為九=27℃.求：

M

絲

電

ri

-i

（1）彈簧恰好與桌面接觸時(shí)，氣缸中氣體的溫度；

（2）氣缸剛要離開(kāi)桌面時(shí)氣體的溫度.

11.如圖所示為農(nóng)村打水裝置的原理結(jié)構(gòu)圖，打水時(shí)先將活塞推到閥門處且閥門關(guān)

閉，在活塞上方加水，活塞上移時(shí)閥門自動(dòng)開(kāi)啟，閥門與地下水之間的空氣將擴(kuò)散到

閥門與活塞之間，活塞再下移時(shí)閥門關(guān)閉，空氣就從活塞與大金屬管壁之間逸出，反

復(fù)操作，地下水就能被抽上來(lái)。若剛開(kāi)始活塞位于閥門處時(shí)小金屬管中的氣體壓強(qiáng)為

5

外界大氣壓強(qiáng)，7?o=l.OxlOPa,再將水倒入活塞上方，當(dāng)活塞第一次提起高度

〃=0.2m時(shí)小金屬管中上升的水柱長(zhǎng)度z=2m。已知活塞的橫截面積Si=0.0045m2,

小金屬管的內(nèi)橫截面積S2=0.0002m2,地下水位線處的壓強(qiáng)恒為p。，水的密度

n=lxl03kg/m3,取g=10m/s2,抽水過(guò)程小金屬管中空氣的溫度視為不變。求：

大金屬管

出水口一二

活塞'一;

閥門一

7小金屬管

H

v上水位線

三三三!圭金地下水

（1）地下水位線與閥門間的高度差

（2）活塞第二次從閥門處提起高度為='m時(shí)小金屬管中剩余的空氣柱長(zhǎng)度。

參考答案

1.答案：A

解析：1mol氧氣分子的質(zhì)量是摩爾質(zhì)量，1mol氧氣含有6.02x1（）23（阿伏伽德羅常

量）個(gè)分子，已知氧氣分子的質(zhì)量和阿伏伽德羅常量，可以求出氧氣的摩爾質(zhì)量，故

A正確；其余三項(xiàng)所給物理量均不能求出氧氣的摩爾質(zhì)量，故B、C、D錯(cuò)誤.

2.答案：D

解析：設(shè)上、下兩段水銀柱的豎直高度分別為小、hB,則氣體3的壓強(qiáng)為

0B=Po-。水銀g%氣體A的壓強(qiáng)為PA=PB-夕水銀g4=A）-。水銀g（4+4），當(dāng)管由豎

直變?yōu)閮A斜，水銀柱豎直高度都將減小，則氣體43的壓強(qiáng)外和外均增大，又由于

氣體是等溫變化，由玻意耳定律PM=2%得，氣體43的體積均減小，D正確.

3.答案：B

解析：活塞向下緩慢上升過(guò)程，氣體體積增大，則氣體對(duì)外界做功

W<0

由于是絕熱汽缸

Q=0

由熱力學(xué)第一定律

可知

AU<0

所以要內(nèi)能減小，則溫度降低；又氣體體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程

pv

----=Cr

T

可知，壓強(qiáng)逐漸減小。故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選B。

4.答案：D

解析：由題圖可知，從狀態(tài)。到狀態(tài)6屬于等容過(guò)程，氣體體積不變，由查理定律可

得牛=牛，又Pb=P。，得P〃=2po,所以A錯(cuò)誤。由題圖可知，從狀態(tài)人到狀態(tài)c

屬于等溫過(guò)程，氣體溫度不變，由玻意耳定律可得已匕=2匕，解得匕=4匕，所以B

錯(cuò)誤。從狀態(tài)。到狀態(tài)。，氣體體積不變，所以氣體不對(duì)外做功，所以C錯(cuò)誤。從狀

態(tài)C到狀態(tài)a,可以等效為先從狀態(tài)C到狀態(tài)江再?gòu)臓顟B(tài)人到狀態(tài)。，從狀態(tài)c到狀

態(tài)b,溫度不變，即氣體內(nèi)能AU不變；體積增大，所以氣體對(duì)外做功，即W<0,由

熱力學(xué)第一定律AU=Q+W,可知?dú)怏w要從外界吸收熱量。從狀態(tài)6到狀態(tài)a,體積

不變，即W=0,溫度升高，即AU〉O,由熱力學(xué)第一定律AU=Q+W,可知?dú)怏w要

從外界吸收熱量。所以從狀態(tài)c到狀態(tài)a,氣體從外界吸熱，所以D正確。

5.答案：AB

解析：由圖示圖象可知，溺過(guò)程氣體體積V不變而壓強(qiáng)p增大，由一定質(zhì)量的理想氣

體狀態(tài)方程叱=C

T

可知，氣體溫度升高，氣體內(nèi)能增大A。〉。

氣體體積不變，外界對(duì)氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律AU=W+Q

可知。=AU-W=AU>0

氣體始終從外界吸收熱量，故A正確；

由圖示圖象可知，ca過(guò)程氣體壓強(qiáng)"不變而體積V減小，由一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)

方程且i=C可知，

T

氣體溫度T降低，氣體內(nèi)能減小AU<0

氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功W>0

由熱力學(xué)第一定律AU=W+Q

可知。=AU—W<0

氣體始終向外界放出熱量，故C錯(cuò)誤，B正確；

由圖示圖象可知，A過(guò)程氣體壓強(qiáng)p與體積V的乘積先增大后減小，由一定質(zhì)量的理

想氣體狀態(tài)方程或=C

T

可知，氣體溫度T先升高后降低，故D錯(cuò)誤。

故選ABo

6.答案：AD

解析：若p-工圖像是過(guò)原點(diǎn)的一條直線，則說(shuō)明氣體發(fā)生等溫變化，故。fA是一

V

個(gè)等溫過(guò)程，A正確/到3過(guò)程體積不變，則分子數(shù)密度不變；A到3過(guò)程壓強(qiáng)增

大，可知壓強(qiáng)增大是由于分子平均速率增大引起的，則氣體溫度一定升高，則

TA<TB,B、C錯(cuò)誤.3fC是一個(gè)等溫過(guò)程，V增大，2減小，D正確.

7.答案：AD

解析：將燒瓶浸在熱水中時(shí)，氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大，左管水銀面下降，應(yīng)適當(dāng)向

下移動(dòng)A管使兩管水銀面等高，即保證了氣體壓強(qiáng)不變，故A正確，B錯(cuò)誤.將燒瓶浸

在冷水中時(shí)，氣體溫度降低，壓強(qiáng)減小，左管水銀面上升，應(yīng)適當(dāng)向上移動(dòng)A管使兩

管水銀面等高，故C錯(cuò)誤，D正確.

8.答案：B=74.25cmHg

解析：由于

Lj>L]

可知。型玻璃管旋轉(zhuǎn)前A端氣體壓強(qiáng)0大于3端氣體壓強(qiáng)外，旋轉(zhuǎn)后A端氣體壓強(qiáng)

小于8端氣體壓強(qiáng)外’，則對(duì)于A端氣體，初狀態(tài)壓強(qiáng)B，氣柱長(zhǎng)度

L,=20cm

末狀態(tài)壓強(qiáng)p；,氣柱長(zhǎng)度

=22cm

對(duì)于3端氣體，初狀態(tài)壓強(qiáng)

P2=B-8cmHg

氣柱長(zhǎng)度

L2=12cm

末狀態(tài)壓強(qiáng)

p；=p；+12cmHg

氣柱長(zhǎng)度

L；=10cm

由等溫變化規(guī)律可得

P1A=P；L；

P2G=p2L2

聯(lián)立解得

Pi=74.25cmHg

9.答案：(1)25cm(2)675K

解析：（1）設(shè)玻璃管的橫截面積為S,由玻意耳定律可知

（Po_Pi）Sh2-pShj

其中Pi=30cmHg

解得：

p=30cmHg

分析可知

%+為+A/z—勿=75cm-30cm

解得：

A/z=25cm

（2）由理想氣體狀態(tài)方程可知

pS%_（%一九）5丸4

T=T

分析可知

h4=「+A/z=45cm

解得：

T=675K

10.答案：（1）450K

（2）729K

解析：（1）