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1、2023届高考物理一轮复习专题训练：热力学定律一、单选题（本大题共6小题）1（2022届上海市徐汇区高三（下）线下复课自评（三模）物理试题）如图所示，一个内壁光滑的绝热汽缸，汽缸内用轻质绝热活塞封闭一定质量理想气体。现向活塞上表面缓慢倒入细沙，下图为倒入过程中气体先后出现的分子速率分布图像，则（）A曲线先出现，此时气体内能与曲线时相等B曲线先出现，此时气体内能比曲线时更小C曲线先出现，此时气体内能比曲线时相等D曲线先出现，此时气体内能比曲线时更大2（2022天津模拟预测）如图，一定质量的理想气体从状态出发，经过等容过程到达状态，再经过等温过程到达状态，直线过原点。则气体（）A在状态的压强等于在
2、状态的压强B在状态的压强小于在状态的压强C在的过程中内能减小D在的过程对外做功3（2022北京模拟预测）一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其压强p与温度t的关系图像如图所示，下列判断正确的是（）A气体在a状态时的体积小于在b状态时的体积B气体在状态a时的内能大于它在状态b时的内能C气体在过程ab中一定吸收热量D气体在过程ca中向外界放出的热量小于外界对气体做的功4（2022北京大兴精华学校三模）一定质量的理想气体，不同温度下的等温线是不同的，下图是一定质量的气体在和温度下的等温线。下列说法正确的是（）A气体在A状态的温度小于C状态的温度B气体如果从状态A到
3、状态C，一定放出热量C气体由状态A沿线变化到状态B的过程中，内能减小D气体由状态A沿线变化到状态B的过程中，分子平均距离减小5（2022北京东城三模）如图所示，质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦。将气缸放在冰水混合物中，气体达到平衡状态（图中a状态）后，在活塞上加一质量为m的砝码，经过过程气体达到新的平衡状态（图中b状态），再将气缸从容器中移出放到室温（27）中，经过过程在达到c平衡状态。已知大气压强保持不变。下列说法中正确的是（）A过程中理想气体从外界吸收热量B过程中理想气体从外界吸收热量Cc状态与a状态相比，c状态的气体分子对活塞的作用力较小D理想气体在b
4、状态的内能大于在a状态的内能6（2022湖南长沙市南雅中学高三阶段练习）如图所示是某容器内一定量理想气体的状态变化ABCA过程的p-V图像，下列说法错误的是（）A由状态A到状态B的过程中，气体吸收热量，内能不变B由状态B到状态C的过程中，气体吸收热量，内能增加C由状态C到状态A的过程中，气体放出热量，内能减小DABCA的过程中，气体放出的热量多于吸收的热量二、多选题（本大题共6小题）7（2022重庆巴蜀中学高三期中）在巴蜀中学春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为30L、压强为1.0107Pa的氦气罐给气球充气（充气过程温度不变），要求充气后气球体积为6L、压强为
5、1.0105Pa；气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到9L时就会爆裂落回地面。已知高度每升高1000m，大气温度下降6，高度每升高1m，大气压减小11Pa，庆祝现场地面空气温度为27，大气压为1.0105Pa，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，下列说法正确的是（）A用一个氦气罐可以充出500个符合要求的气球B用氦气罐给气球充气过程中，氦气从外界吸收热量C当气球发生爆裂时，气球离地面的高度为3448mD要降低气球发生爆裂时的高度，在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小8（2022山东菏泽一中高三阶段练习）网上热卖的一科普小制作斯特林发动机如图甲所示，它是通过汽缸内的气体经过冷却、压缩、吸热、
6、膨胀为一个周期的循环来输出动力的，因此又被称为热气机。如图乙所示，在斯特林循环的p一V图像中，定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，下列说法正确的是（）AAB过程中，气体从外界吸收热量BBC过程中，气体分子的热运动变得更剧烈CCD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少D状态B气体的温度大于状态D气体的温度9（2022湖南高考真题）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动
7、速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（）AA端为冷端，B端为热端BA端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的CA端流出的气体内能一定大于B端流出的D该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律E该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律10（2022广西高三阶段练习）大家耳熟能详的节气歌“春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒”反映了古人的智慧，里面涉及与节气有关
8、的物理现象，解释正确的是（）A由于夏天气温比春天高，所以夏天大气中所有分子的热运动速率均比春天大B由于夏天气温比春天高，如果忽略分子间作用力，一定质量的大气的内能在夏天比春天大C秋天夜晚温度降低，大气的饱和汽压减小，空气中的水蒸气处于过饱和状态，容易在草上形成露水D冬天低温下会结冰，如果一定质量的0C水变成0C温度的冰，体积会增大，分子势能会减小E夏天感觉比冬天闷热是因为夏天同温度下的大气的绝对湿度比冬天的大11（2022海南中学高三阶段练习）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，AB和CD为等温过程，BC和DA为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就
9、是著名的“卡诺循环”。该循环过程中，下列说法正确的是（）AAB过程中，外界对气体做功BBC过程中，气体分子的平均动能增大CCD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多DDA过程中，气体分子的平均动能增大12（2022湖北鄂南高中高三阶段练习）一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C，最后到D状态（OAB在同一直线上），下列说法中正确的是（）AB状态的温度最高，C状态的体积最大BAB体积不变CBC对外界做功DCD从外界吸热三、填空题（本大题共4小题）13（2022上海市市西中学二模）某汽车后备箱内撑起箱盖的装置，主要由气缸和活塞组成。开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起
10、，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，则缸内气体对外做_功（选填“正”或“负”），气体温度_（选填“升高”“降低”或“不变”）14（2022广东模拟预测）在压强p-T的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收热量为9J。图线AC反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同。则：从状态A到状态C的过程，该气体内能的増量_；从状态A到状态B的过程，该气体从外界吸收的热量_。15（2022江苏沛县教师发展中心高三期中）把一个烧瓶和一根弯成直角的均匀细玻璃管用橡皮塞
11、连成如图所示的装置。在玻璃管内引入一小段油柱，将一定质量的空气密封在瓶内，被封空气的压强跟大气压强相等。如果不计大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系。（1）改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出图像如图所示。已知大气压强，则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为_J。若此过程中气体吸收热量，则气体的内能增加了_J。（2）已知任何气体在压强，温度时，体积为。瓶内空气的平均摩尔质量。体积，温度为。可知瓶内空气的质量_g。16（2022广东高三学业考试）如图，导热性能良好的汽缸固定在水平地面上，用活塞将一定质量理想气体密闭在汽缸中，活塞与汽缸间摩
12、擦不计，大气压强为。若环境温度缓慢降低10，活塞缓慢向左移动一段距离，汽缸内气体体积减小，则相对温度降低前，汽缸内气体对单位面积汽缸壁在单位时间内的碰撞次数_（选填“增加”、“减少”或“不变”），汽缸内气体放出的热量_（选填“大于”、“小于”或“等于”）。四、解答题（本大题共4小题）17（2022重庆巴蜀中学高三期中）如图所示，绝热容器A中有一根阻值为R=10的电阻丝与电源相连，电源电动势为5V，电源内阻不计。A容器的体积为V0=2L。设电阻丝自身升温所需热量以及所占的体积忽略不计。A容器通过一绝热细管与一竖直的横截面积为S=100cm2的绝热容器C相连，容器C上有质量为m=10kg的绝热活塞
13、封闭，活塞与C容器间无摩擦。现有一定质量理想气体封闭在两容器中，开始时容器内气体温度为T0=300K，活塞离容器底高度为h0=10cm，大气压强为P0=1.01105Pa，接通电源对电阻丝加热放出热量，使C中活塞缓慢移动，当稳定时容器气体温度为2T0，用时6分钟。不考虑容器吸收热量。试求：（1）达到平衡时容器C中活塞移动的位移；（2）容器中气体增加的内能；18（2022山东菏泽一中高三阶段练习）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p-T图像如图所示，已知该气体在状态A时的体积为210-3m3，温度为T0，气体内能U与温度的关系为U=aT（a为正常数）求：（1
14、）从状态A变化到状态B的过程中，气体内能的变化量U；（2）该气体在状态C时的体积；（3）该气体从状态A到状态B再到状态C的过程中，气体与外界传递的热量。19（2022山东德州市第一中学高三阶段练习）如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积。活塞与粗糙水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B，两物块间距为d10cm。开始时活塞距缸底，缸内气体压强等于外界大气压强，温度。现对汽缸内的气体缓慢加热，汽缸内的温度升为177时，物块A开始移动，并继续加热，保持A缓慢移动。求：（1）物块A刚开始移动时，气体的压强；（2）A与
15、B刚接触时汽缸内的温度；（3）若A刚开始运动到与B刚接触的过程中，吸热375J，则此过程中气体内能变化了多少？20（2022河北邢台高三阶段练习）如图所示为一定质量的理想气体状态变化过程中的图线，已知气体在状态A时的温度TA=300K。（1）求气体在状态B时的温度；（2）求气体在状态C时的温度；（3）若气体在AB过程中吸热1000J，求在AB过程中气体内能的变化量。参考答案：1B2A3C4B5B6A7BC8BC9ABE10BCD11CD12BD13 正 降低14 9J 3J15 50 10 2.7316 增加 大于17（1）30cm；（2）567J18（1）；（2）；（3）吸热400J19（1）；（2）900K；（3）内能增加了300J20（1）750K；（2）375K；（2）增加了400J答案第2页，共1页