2021年高考高三下学期3月一模物理试题汇编33 热力学定律二（解析版）.docx

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1、2021年高考高三下学期3月一模物理试题汇编专题33热力学定律（二）1、（2021·河南省郑州市高三高考模拟猜想）某密闭绝热“U”形气缸开口向上竖直放置，通过置于底部的电热丝缓慢加热缸内的理想气体，使绝热活塞由A位置缓慢到达B位置，如图甲所示。在此过程中，缸内气体的温度-体积图像（图像）如图乙所示。已知活塞质量、横截面积，大气压强，忽略活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度：(1)求缸内气体的压强；(2)求活塞到达位置B时缸内气体的温度；(3)若一定质量的理想气体的内能与热力学温度成正比，活塞在A位置时缸内气体的内能为J。求活塞由A位置运动到B位置的过程中缸内气体从电热丝吸收的总热量。【答

2、案】(1)Pa；(2)K；(3)68J【解析】(1)活塞从到，以活塞为研究对象，由平衡条件得解得Pa(2)由图乙可知，，K气体做等压变化，则有解得K(3)由气体的内能与热力学温度成正比解得状态时气体的内能为J内能的变化J外界对气体做功J由热力学第一定律得气体变化过程中从电热丝吸收的总热量为2、（2021·湖北省七市教研研协作体高三下学期3月联考）如图所示，圆柱形气缸倒置在水平粗糙地面上，气缸内部封有一定质量的空气，气缸质量为10kg，缸壁厚度可不计，活塞质量为25kg，其横截面积为，活塞与缸壁间的摩擦不计。当缸内气体温度为27℃时，活塞刚好与地面相接触，但对地面无压力。现对气缸传热，使

3、缸内气体温度升高。当气缸对地面无压力时，求缸内气体温度是多少摄氏度？（已知大气压强）【答案】167℃【解析】设活塞质量为m，活塞横截面积为S，当活塞对地面无压力时气缸内气体压强为，则对活塞有解得设气缸质量为M，当缸内气体温度为T2时，气缸对地面无压力，设气缸内气体压强为P2，则对气缸有解得两种状态气缸内气体的体积相同，则解得即3、（2021·湘豫名校高三下学期3月联考）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水

4、钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为po，H》h，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。（1）求进入圆筒内水的高度l；（2）保持H不变，压入空气使筒内水全部排出，求压人的空气与瓶子中原有的空气的质量比。【答案】（1）；（2）【解析】(1)设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V0和V1，放入水下后筒内气体的压强为p1，由玻意耳定律和题给条件有①②③④联立以上各式并考虑到H>>h，，解得(2)设水全部排出后筒内气体的压强为p2；此时筒内气体的体积为V0，这些气体在其压强为p0时的体积为V3，由玻意耳定律有⑤其中⑥

5、设需压入筒内的气体积为V，依题意⑦联立②⑤⑥⑦式得故4、（2021·重庆市强基联合体高三下学期3月联考）如图所示，高为2h、截面积分别为、的两个上部开口的柱形容器A、B，底部通过体积可以忽略不计的细管连通，A、B两个气缸内分别有两个不计厚度的活塞，质量分别为、。A气缸内壁粗糙，活塞与气缸间的最大静摩擦力为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）；B气缸内壁光滑，且离底部2h（h=10cm）高处有一活塞销。当气缸内充有某种理想气体时，A、B中的活塞距底部均为h，此时气体温度为，外界大气压为现缓慢升高气体温度，取求：(1)当气缸B中的活塞刚好被活塞销卡住时，气体的温度；(2)从300K缓慢升高温度直

6、到A中活塞缓慢升高到A气缸顶端时气体温度。【答案】(1)；(2)【解析】(1)B刚好被活塞销卡住时，对活塞解得经分析知，B上升的过程中A一直未动，此过程为等压过程，由盖吕萨克定律可得由以上各式解得(2)当活塞刚要滑动时，对活塞解得从最初到活塞升至顶部时，由理想气体状态方程可得解得5、（2021·河南省普通高中高三下学期3月适应性考试）如图，甲、乙两个容积均为V=5L的导热气缸用细管（容积可忽略）相连接，阀门K2位于细管中部。甲、乙两气缸底部各有一个阀门K1、K3，乙气缸中有一可自由滑动的轻质薄活塞。初始时，三阀门均打开，活塞在乙的最上端。已知大气压强为p0，室温为27℃。(i)关闭阀门

7、K2，用打气简通过阀门K1给甲气缸充气，每次可将体积V=1L、压强为p0的空气全部打人甲气缸中，则打气多少次，才能使其内部压强达到5p0?(2)当甲气缸内气体压强达到5p0时，停止打气，阀门K1关闭，打开阀门K2，等活塞稳定后再缓慢加热气缸内气体，使其温度升高到87℃，求此时活塞上方气体的压强。【答案】(i)20次；(2)【解析】(i)设打气次数为n，由玻意耳定律得其中V=5L，V0=1L，代入数据解得n=20(ii)打开K2后，活塞向下移动。