专辑34热力学定律全国大市名校高三期末一模物理考试试题全解全析汇编第12期解析.docx
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专辑34热力学定律全国大市名校高三期末一模物理考试试题全解全析汇编第12期解析
2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编
1、（2020·重庆市康德高三上学期期中联考）如图所示为一定质量的理想气体状态变化的p-V图像，理想
气体从状态a开始，经历a→b、b→c，c→a三个过程回到原状态a，下列说法正确的是。
A.a→b是等温过程
B.a→b过程中，气体的温度先升高后降低
C.b→c是气体放热过程
D.c→a过程中气体分子平均动能减小
E.a→b→c→a整个过程气体一定吸热
【答案】BCE
【解析】
AB．在p-V图像中，等温过程对应图线应是双曲线；同一气体，双曲线离原点越远温度越高，所以a→b不
是等温过程，气体的温度先増大后减小，故A项错误，B项正确；
C．b→c过程，气体体积减小，外界对气体做功；气体温度降低减小，内能减小；由热力学第一定律可知，气体对外界放热；选项C正确；
D．c→a过程，气体发生等容升压，温度增大，气体分子平均动能增大，选项D错误；
E．a→b→c→a整个过程，气体对外做功，内能不变，由热力学第一定律可知，气体一定吸热，选顷E正确。
A.气体吸热后温度一定升高
B.对气体做功可以改变其内能
C.理想气体等压压缩过程一定放热
D.理想气体绝热膨胀过程内能一定减少
E.在自发过程中，分子一定从高温区域扩散到低温区域
【答案】BCD
【解析】
A．根据热力学第一定律，气体吸热后如果对外做功，则温度不一定升高，故A错误；
B．做功和热传递都可以改变物体的内能，故B正确；
C．根据理想气体状态方程pVC，气体等压压缩过，压强不变，体积减小，温度一定降低，内能也减小，即△U<0；再根据热力学第一定律：
W+Q=△U，体积减小，外界气体做功，W>0，则Q<0，所以理想气体等压压缩过程一定放热，故C正确；
D．理想气体绝热膨胀过程，Q=0，W<0，根据热力学第一定律：
W+Q=△U可知，△U<0，所以理想气体绝热膨胀过程内能一定减少，故D正确；
E．扩散现象是分子的无规则热运动，分子可以从高温区域扩散到低温区域，也可以从低温区域扩散到高温区域，故E错误。
故选BCD。
3、（2020·广东省惠来县葵潭中学高三上学期第二次月考）一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的竖
直气缸内，活塞可沿气缸无摩擦地上下滑动．开始时活塞静止，取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上，在倒沙子的过程中，缸内气体内能（填“增大”、“减小”或“不变”），气体对活塞（填“做正功”、
“做负功”或“不做功”），气体（填“吸热”或“放热”）．
【答案】
（1）.不变
（2）.做负功（3）.放热
解析】
定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的竖直气缸内，缓慢倒入沙子过程中，活塞下移，气体对活塞做负功，由于气缸导热，所以气体对外放出热量，内能不变．
故答案为不变；做负功；放热．
4、（2020·广东省惠来县葵潭中学高三上学期第二次月考）如图所示，水平放置的导热气缸A和B底面积
相同，长度分别为2L和L，两气缸通过长度为L的绝热管道连接；厚度不计的绝热活塞a、b可以无摩擦地
移动，a的横截面积为b的两倍．开始时A、B内都封闭有压强为p0、温度为T0的空气，活塞a在气缸A最左端，活塞b在管道最左端．现向右缓慢推动活塞a，当活塞b恰好到管道最右端时，停止推动活塞a并将
其固定，接着缓慢加热气缸B中的空气直到活塞b回到初始位置，求
（i）活塞
a向右移动的距离；
（ii）活塞b回到初始位置时气缸B中空气的温度．
712
【答案】（i）xL（ii）TT0
650
【解析】
（i）设绝热活塞b到达管道口右边且右端面与管口齐平时，A气缸中的活塞a向右移动x，此时A、B中气体
压强为p，
则：
对A气体：
1
p02LSp2LxSLS
2
对B气体：
1
p0LSLSpLS
02
联立解得：
37p2p0，x6L
（ii）设气缸B的温度为T、压度为p时，绝热活塞b回到初始位置，
pLSLS
对气体B:
pLS2
T0T
1
对气体A:
p2LxSLSp2LxS
2
12
联立解得：
TT0
5
5、（2020·广东省深圳市高三上学期一模）如图所示，圆筒形容器A、B用细而短的管连接，活塞F与容器A的内表面紧密接触，且不计摩擦。
初始K关闭，A中有温度为T0的理想气体，B内为真空，整个系统对外绝热。
现向右缓慢推动活塞F，直到A中气体的体积与B的容积相等时，气体的温度变为T1，则此过程
中气体内能将（填“变大”、“不变”、“变小”）。
然后固定活塞不动，将K打开，使A中的气
体缓慢向B扩散，平衡后气体的温度变为T2，那么T2T1（填“>”、“=”、“<”）。
【答案】变大=
【解析】
[1]．因A中气体的体积减小，外界对气体做功，W>0；而气体与外界绝热，则Q=0，根据UWQ可
知?
U>0，即气体内能变大；
[2]．然后固定活塞不动，将K打开，使A中的气体缓慢向B扩散，因为B为真空，可知气体不对外做功，气体与外界绝热，可知平衡后气体的内能不变，温度不变，即T1=T2。
6、（2020·四川省绵阳市高三上学期第二次诊断）如图，长L200cm，粗细均匀的玻璃管一端封闭。
水
平放置时，L0100cm的空气被水银柱封住，水银柱长h50cm。
将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直
位置，然后竖直插入水银槽，插入后有h025cm的水银柱进入玻璃管。
设整个过程中温度始终保持不变，大气压强p075cmHg。
求插入水银槽后管内气体的压强。
答案】52.0cmHg
解析】设玻璃管截面积为s，水平放置时，气体压强为P1，体积为V1，假设当转到竖直放置时，水银恰好未流出，
气体压强为P2，体积为V2，则
P1=P0=75cmHg，
V1=L0s，
P2=？
，
V2=（L-h）s，
由玻意耳定律：
P1V1=P2V2
代入数据解得：
P2=50cmHg，
由于P2gh100cmHg>P0，所以水银必有流出。
设剩余水银柱长度为x，气体的压强P3，体积V3，则
P3=（P0-x）cmHg，
V3=（L-x）s，
由玻意耳定律：
P1V1=P3V3代入数据解得：
x≈30.7cm，
插入水银柱后，设气体压强为P4，体积V4=（L-x-h0）s
由玻意耳定律：
P1V1=P4V4
代入数据解得：
P4≈52.0cmHg；
7、（2020·河北省衡水中学高三上学期一模）如图，内壁光滑的圆桶形导热容器A内装有足够深的水银，
水银与活塞间封闭有定质量的理想气体，将一长为h45cm、上端封闭的导热细玻璃管B通过长为h45cm的细杆固定在活塞下方，A的横截面积远大于B的横截面积。
开始时细玻璃管B的开口端刚好未触及水银，封闭气体的压强相当于高度H080cm水银柱产生的压强。
现给活塞施加向下的外力，使活塞
缓慢向下移动45cm。
求最终细玻璃管B内气柱的长度（环境温度保持不变）。
答案】20cm
解析】设A的横截面积为S1，B的横截面积为S2，最终A内气体的压强相当于高度H水银柱产生的压强，B内气柱的长度为x，A内气体初状态时的体积
VA12hS1
末状态时的体积
VA2hS1
对A内气体，根据玻意耳定律
B内气体初状态时的体积
VB1hS2
末状态时的体积
xS2
末状态时的压强
pB2pHp1
对B内气体，根据玻意耳定律
pH0VB1
pB2VB2
联立以上各式并代入数据，解得
x20cm
8（、2020·广东省深圳市高三上学期一模）如图甲所示，A端封闭、B端开口、内径均匀的玻璃管长其中有一段长h15cm的水银柱把一部分空气封闭在玻璃管中。
当玻璃管水平放置时，封闭气柱LA40cm。
现把玻璃管缓慢旋转至竖直，如图乙所示，再把开口端向下插入水银槽中，直至
L130cm为止，这时系统处于静止平衡。
已知大气压强
P075cmHg，整个过程温度不变，
L100cm，
A长
A端气柱长
试求：
（1）玻璃管旋转至竖直位置时，A端空气柱的长度；
（2）如图丙所示，最后槽内水银进入玻璃管内的水银柱的长度
d（结果保留两位有效数字）
答案】
（1）50cm；
（2）32cm
解析】
（1）玻管旋转至竖直：
A中气体的压强变为
pAlp0ph60cmHg①
对A部分气体，由玻意耳定律
得到A端气柱长
p0LAS
pA1LA1S②
LA150cm③
（2）旋转至竖直B端气柱长
LBLLA1h100501535cm④
过程二：
玻管出入水银槽
A部分气体由玻意耳定律
pA2
pA1LA1S
pA2L1S⑤
50
30
60
100cmHg⑥
B部分气体，pBp0
pB1
pA2ph115cmHg⑦
由玻意耳定律
pBLBSpB1LB1
解得
1715535
23cm⑨
最后
dLhL1LB132cm⑩
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