2025版高考物理热点题型与考点专练热点拔高练（十四） 气体实验定律和热力学定律试题（Word版附答案）

这是一份2025版高考物理热点题型与考点专练热点拔高练（十四） 气体实验定律和热力学定律试题（Word版附答案），共6页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图甲所示,将两个完全相同、质量均为m的分子A、B同时从x轴上的坐标原点和r1处由静止释放,图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像,当分子间距分别为r1、r2和r0时,两分子之间的势能为E1、0和-E0。取分子间距无穷远处势能为零,整个运动只考虑分子间的作用力,下列说法正确的是(A)
A.分子A、B的最大动能均为E1+E02
B.当分子间距为r0时,两分子之间的分子力最大
C.当两分子间距无穷远时,分子B的速度大小为2E1m
D.两分子从静止释放到相距无穷远的过程中,它们之间的分子势能先减小后增大再减小
2.如图所示,一定质量的理想气体的V-T图像在1→2→3的过程中,下列说法正确的是(D)
A.状态1的压强大于状态2的压强
B.1→2过程中气体内能的减少量大于2→3过程内能的增加量
C.1→2过程外界对气体做的功大于气体放出的热量
D.2→3过程中气体分子单位时间内在器壁单位面积上撞击的次数减小
3.一定质量的理想气体,从状态M开始,经状态N、Q回到原状态M,其p-V图像如图所示,其中QM平行于横轴,NQ平行于纵轴,M、N在同一等温线上。下列说法正确的是(D)
A.气体从状态M到状态N的过程中温度先降低后升高
B.气体从状态N到状态Q的过程中温度先升高后降低
C.气体从状态N到状态Q的过程中放出热量
D.气体从状态Q到状态M的过程中外界对气体所做的功大于气体从状态M到状态N的过程中气体对外界所做的功
4.自行车轮胎正常气压约为大气压强p0的4倍,一同学骑自行车上学时,发现自行车轮胎气压大约只有1.5p0,于是用家里容积为10 cm3的圆柱形打气筒给自行车轮胎充气。已知自行车轮胎的容积为80 cm3,打气过程中气体温度不变,为使轮胎内气体的压强达到正常值,该同学至少要打气的次数为(B)
A.16 B.20 C.24 D.36
5.如图所示,A、B两个大容器中装有同种气体,容器间用一根细玻璃管连接,管中有一水银滴D作为活塞,当左边容器的温度为-10 ℃,右边容器的温度为10 ℃时,水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡。两个容器的温度都升高10 ℃时,下列判断正确的是(B)
A.水银滴将不移动
B.水银滴将向右移动
C.水银滴将向左移动
D.水银滴将向哪个方向移动无法判断
二、多项选择题
6.某密闭容器内的理想气体自状态A变化至状态B,再变化至状态C,其变化过程的p-V图像如图中的实线所示。已知BC过程图线的延长线过坐标原点,气体在状态A时的温度为T0,内能为U0,一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比,下列说法正确的是( A、D )
A.气体自A→B过程中温度的最高值为43T0
B.气体自A→B的过程中内能增加量为43U0
C.整个过程中外界对气体做的总功为2p0V0
D.气体自B→C的过程中向外界放热U0+32p0V0
7.有人设计了一种测温装置,其结构如图所示,玻璃泡A内封有一定质量的气体,与A相连的B管插在水银槽中,管内外水银面的高度差x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出。设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。在1标准大气压下对B管进行温度标刻(1标准大气压相当于
76 cmHg的压强)。已知当温度t1=27 ℃时,管内外水银面的高度差为x1=16 cm,此高度即为27 ℃的刻线。则( A、C )
A.t=0 ℃的刻度线在21.4 cm
B.t=0 ℃的刻度线在21.8 cm
C.实际温度为22 ℃时,该测温装置的读数仍为27 ℃,可知大气压已变为相当于75 cmHg的压强
D.实际温度为22 ℃时,该测温装置的读数仍为27 ℃,可知大气压已变为相当于78 cmHg的压强
三、计算题
8.如图甲,气动避震是通过控制气压来改变车身高低,备受高档轿车的青睐。其工作原理可以简化为图乙所示模型,在导热良好的汽缸内用可自由滑动的面积为S=10 cm2的活塞和砝码组合体封闭一定质量的空气,活塞和砝码总质量为m=5 kg。充气装置可通过开关阀门K对汽缸进行充气或放气来改变车身高低。初始时,开关阀门K关闭,此时汽缸内气体高度为h1=40 cm。已知外界大气压强p0=1.0×
105 Pa。
(1)求初始状态汽缸内压强p1;
答案:(1)1.5×105 Pa
【解析】(1)根据活塞平衡可知,初始状态汽缸内压强为p1=p0+mgS
解得:p1=1.5×105 Pa
(2)仅将活塞和砝码的总质量增大至10 kg时,求汽缸内气体高度h2;
答案: (2)30 cm
【解析】(2)末态汽缸内气体压强为p2=p0+m'gS
根据玻意耳定律得p1Sh1=p2Sh2,解得:h2=30 cm
(3)在(2)的基础上,打开阀门K,充气装置向汽缸内充气,当汽缸内气体高度最终恢 复至h1时,求充入的外界大气的体积V。
答案: (3)200 cm3
【解析】(3)根据玻意耳定律得p0V+p2Sh2=p2Sh1,解得:V=200 cm3
9.如图所示,两个横截面积为S、质量均为m=p0S5g的完全相同的绝热活塞A、B把竖直放置的绝热汽缸分成体积相等的三部分,在汽缸顶部和13处有固定卡环,分别限制活塞A向上、B向下运动。初始状态下,甲、乙两部分气体的压强相等,温度均为27 ℃,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,现用电热丝对甲部分气体缓慢加热。求:(重力加速度g取10 m/s2,大气压强为p0)
(1)初始状态甲中气体压强是多少;
答案:(1)1.2p0
【解析】(1)对活塞A受力分析可知
p0S+mg=p甲S,且m=p0S5g,所以p甲=p乙=1.2p0

(2)当甲气体的温度达到多少摄氏度时,活塞B恰好要上升;
答案: (2)77 ℃
【解析】(2)当活塞B恰好要上升时,对活塞B受力分析可知
p乙S+mg=p'甲S,所以p'甲=1.4p0
对甲气体研究,状态一:p甲=1.2p0,V甲=V3,T甲=300 K
状态二:p'甲=1.4p0,V甲=V3,
由查理定律可知p甲T甲=p'甲T'甲,解得T'甲=350 K
即t=(350-273) ℃=77 ℃
(3)当活塞A恰好上升到最高点时,甲、乙两部分温度差是多少。
答案: (3)400 K
【解析】(3)对乙气体研究,当活塞A恰好到达顶点时,系统乙内气体状态未发生变化,即T乙=300 K
此时,对甲气体研究,状态三:p'甲=1.4p0,V″甲=2V3
由状态二到状态三,由盖-吕萨克定律可知V'甲T'甲=V″甲T″甲
解得T″甲=700 K
甲、乙两部分温度差ΔT=T″甲-T乙=400 K