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2022年全国高考物理真题汇编：热学
一、单选题
1．（2022·辽宁）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（　　）
A．对外界做正功 B．压强保持不变
C．向外界放热 D．内能减少
2．（2022·湖北）一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p-V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（　　）
A．a→b是等温过程 B．a→b过程中气体吸热
C．a→c过程中状态b的温度最低 D．a→c过程中外界对气体做正功
3．（2022·山东）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动 过程中，缸内气体（　　）
A．内能增加，外界对气体做正功
B．内能减小，所有分子热运动速率都减小
C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少
D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加
二、综合题
4．（2022·河北）
（1）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将　 　（填“增大”“减小”或“不变”）；温度将　 　（填“升高”“降低”或“不变”）。
（2）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强 。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为 ，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的 ，设整个过程温度保持不变，求：
①此时上、下部分气体的压强；
②“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。
5．（2022·山东）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可*化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为 ，求：
（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量 ；
（2）鱼静止于水面下 处时，B室内气体质量 ；
6．（2022·湖南）
（1）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______
A．A端为冷端，B端为热端
B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的
C．A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
（2）如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积 的导热汽缸下接一圆管，用质量 、横截面积 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量 的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离 ，外界大气压强 ，重力加速度取 ，环境温度保持不变。求
（i）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强 ﹔
（ⅱ）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。
7．（2022·广东）
（1）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程　 　（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。
（2）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将 水装入容积为 的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后代入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为 。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强 取 ，重力加速度g取 ，水的密度ρ取 。求水底的压强p和水的深度h。
8．（2022·全国甲卷）
（1）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如 图上从a到b的线段所示。在此过程中________。（填正确答案标号。）
A．气体一直对外做功
B．气体的内能一直增加
C．气体一直从外界吸热
D．气体吸收的热量等于其对外做的功
E．气体吸收的热量等于其内能的增加量
（2）如图，容积均为 、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为 、温度为 的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通：汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为 和 、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。
（i）将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
（ⅱ）将环境温度缓慢改变至 ，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
9．（2022·全国乙卷）
（1）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如 图上的两条线段所示，则气体在________。
A．状态a处的压强大于状态c处的压强
B．由a变化到b的过程中，气体对外做功
C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变
D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热
E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
（2）如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为 、m，面积分别为 、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为 ，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为 。已知活塞外大气压强为 ，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。
（ⅰ）求弹簧的劲度系数；
（ⅱ）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，气体对外界做正功，A正确；
由图得，又，
所以 ，
所以T增大，P增大。B错误；
理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大。D错误；
理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，C错误。
故答案为：A。
【分析】由理想气体状态方程列出等量关系，再联立图像函数表达式，得出压强变化。温度升高，内能增大。同时根据热力学第一定律做出判断。
2．【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】AB．由，当a→b气体温度升高，且体积增大气体对外界做功，则W < 0，由热力学第一定律，可知a→b过程中气体吸热，A错误、B正确；
C．根据理想气体的状态方程可知，p—V图像的坐标值的乘积对应温度大小，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，中间状态的坐标值乘积较大，所以a→c过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误；
D．a→c过程气体体积增大，对外膨胀，外界对气体做负功，D错误。
故选B。
【分析】根据理想气体的状态方程，结合热力学第一定律求解。气体体积增大，外界对气体做负功。
3．【答案】C
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】根据题意可知，该过程中气体压强减小，气体体积增大，气体对外做功导致气体内能减小，又气缸跟外界绝热，所以这个过程中，气体的温度降低，平均分子动能减小，速率大的分子数占总分子数比例减少，故ABD错误.
故选C。
【分析】首先判断这个过程中气体的状态变化情况，根据热力学第一定律判断气体内能的变化情况，从而判断气体温度变化情况，最后分析气体分子热运动的情况。
4．【答案】（1）增大；升高
（2）①气体发生等温变化，对上部分根据玻意尔定律可得 ，
上部分气体压强
对下部分根据玻意尔定律
下部分气体压强
②根据平衡条件可知 ，得
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】（1）根据玻意尔定律PV=C可知气球内的气体释放到外部时体积增大，相当于容器的体积增大；而容器的体积无法改变，可以假设扩大体积的容器绝热压缩到原来容器的体积，气体绝热压缩，与外界无热交换，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体内能增加，温度升高。气体温度升高，根据理想气体状态方程可知气体压强增大。
【分析】（1）有理想气体状态方程结合热力学第一定律求解。
（2）气体发生等温变化，根据玻意尔定律列方程求解。以及根据受力平衡列方程求解。
5．【答案】（1）设鱼静止在H处，此时鱼的体积为，有，
此时B室内，气体体积为V，有，
鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，有，
联立解得 ；
（2）开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为m，
故此时B室内的压强为， 鱼静止于水面下H1处时，有，
由于鱼鳔内气体温度不变，根据玻意耳定律有p1V=p2V2，解得，则此时气体的质量为 。
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】(1)当鱼静止在H处有重力等于浮力，然后求出B中气体的气体密度，最后根据受力分析，列出牛顿第二定律的计算式，联立后解得A进入B中的气体质量；
(2)分别算出雨静止在H和 处的压强大小，然后根据玻意尔定律，计算出B中气体的体积，最后算出气体的质量。
6．【答案】（1）A；B；E
（2）将活塞和金属丝作为一个整体，由平衡条件可得p0S= P1S + (m1+m2)g，
代入解得p1 =105Pa。
活塞在B位置时，气缸内压强为p2，由波义耳定律可得p1V0= p2(V0 + Sh)，
p2 =9.9×104Pa
将活塞与金属丝视为一整体，根据平衡条件可得p0S= P2S + (m1+m2)g+F，联立解得F=1N。
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；理想气体与理想气体的状态方程；热力学第二定律；理想气体的实验规律
【解析】
【解答】（1）A 中心部位为热运动速率低的气体，与挡板作用后，从A端流出，而边缘部分热运动速率大的气体从B端流出；所以A为冷端，B为热端，故A正确。
B A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出的气体分子热运动平均速度小于从B端流出的，故B正确；
C A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，则从A端流出的气体分子平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关；依题意，不能得出从A端流出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能，故C错误；
DE．该装置将冷热不均气体的进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非是自发进行的，没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端出、较高的从B端出，也符合能量守恒定律，故D错误，E正确。
故选ABE。
【分析】（1）根据气体实验定律和热力学定律进行分析求解。
（2）将活塞和金属丝作为一个整体，进行受力分析，由平衡条件和波义耳定律列方程代入数据进行求解。
7．【答案】（1）不是；大于
（2）对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知
代入数据得
根据
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；热力学第二定律；理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1） 利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，是以消耗电能为代价的，因此这个过程不是自发过程；因为空调消耗电能会产生一定的热量，根据能量守恒定律可知，所以空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量。
【分析】(1) 本题主要考查热力学定律的相关应用，根据热力学第二定律分析出热运动的过程是不是自发过程；根据能量守恒定律分析出空调从室内吸收的热量与排放到室外环境热量的大小关系。
(2) 本题主要考查玻意耳定律的应用，分析出气体变化前后的体积，因为温度不变，根据玻意耳定律求出瓶内气体末态的压强，结合大气压强、待求深度的水形成的压强、瓶内气体末态的压强三者之间的关系求得水的深度。
8．【答案】（1）B；C；E
（2）（i） 由于环境温度缓慢升高时，所以Ⅳ中气体压强不变，
气体初状态的温度为，体积为，气体末状态的温度为，体积为，
根据解得 ；
（ⅱ）对Ⅳ中气体根据理想气体方程可得，
对ⅡⅢ中气体根据理想气体方程可得，
联立两式解得
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；理想气体的实验规律
【解析】【解答】(1)根据题图可知，气体从状态a变化到状态b 的过程中，体积大小不变，所以气体不做功，p增大，T也增大，故气体内能增大，所以该过程中气体一直从外界吸热，且气体吸收热量等于气体内能的增加量，故AD错误，BCE正确，故选BCE ；
【分析】(1)首先根据题图分析，从a到b过程中气体的参量变化情况，根据状态变化分析内能变化情况，最后判断气体吸放热情况；
(2)（i）根据题意可判断Ⅳ中气体压强不变，根据等压变化，列出方程即可求出气体的温度；
（ⅱ）首先对Ⅳ中气体分析，然后对Ⅱ和Ⅲ中气体分析，联立两式即可求出此时压强的大小。
9．【答案】（1）A；B；D
（2）（ⅰ）分别对两个活塞整体进行受力分析，根据受力平衡有，
对活塞Ⅰ受力分析，根据受力平衡有，联立两式解得；
（ⅱ） 缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞整体可知，气体的压强依然不变，所以压强为，
气体初始体积为，
气体末状态体积为，根据可得.
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；理想气体的实验规律
【解析】【解答】(1) 根据题图可知，a到b的过程中，气体的体积增大，所以气体对外做功，导致气体内能减少，但是气体温度升高，说明该过程中气体从外界吸热，且从外界吸热大于气体对外做的功，故BD正确，E错误；
b到c的过程中，气体的体积增大，温度降低，根据理想气体方程可知气体的压强减小，所以状态a处的压强大于状态c处的压强，故A正确，C错误；
故选ABD。
【分析】(1)选择过程，分析这个过程中气体的体积压强温度是如何变化的，根据热力学第一定律判断该过程中气体从外界吸热放热情况；
(2)首先对整体受力分析就可以算出气体初始的压强，再对Ⅰ进行受力分析即可求出弹簧的劲度系数；
对整体分析即可判断加热过程中气体的压强不变，然后根据等压变化就可以算出气体的温度。
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2022年全国高考物理真题汇编：热学
一、单选题
1．（2022·辽宁）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（　　）
A．对外界做正功 B．压强保持不变
C．向外界放热 D．内能减少
【答案】A
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，气体对外界做正功，A正确；
由图得，又，
所以 ，
所以T增大，P增大。B错误；
理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大。D错误；
理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，C错误。
故答案为：A。
【分析】由理想气体状态方程列出等量关系，再联立图像函数表达式，得出压强变化。温度升高，内能增大。同时根据热力学第一定律做出判断。
2．（2022·湖北）一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p-V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（　　）
A．a→b是等温过程 B．a→b过程中气体吸热
C．a→c过程中状态b的温度最低 D．a→c过程中外界对气体做正功
【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】AB．由，当a→b气体温度升高，且体积增大气体对外界做功，则W < 0，由热力学第一定律，可知a→b过程中气体吸热，A错误、B正确；
C．根据理想气体的状态方程可知，p—V图像的坐标值的乘积对应温度大小，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，中间状态的坐标值乘积较大，所以a→c过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误；
D．a→c过程气体体积增大，对外膨胀，外界对气体做负功，D错误。
故选B。
【分析】根据理想气体的状态方程，结合热力学第一定律求解。气体体积增大，外界对气体做负功。
3．（2022·山东）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动 过程中，缸内气体（　　）
A．内能增加，外界对气体做正功
B．内能减小，所有分子热运动速率都减小
C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少
D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加
【答案】C
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】根据题意可知，该过程中气体压强减小，气体体积增大，气体对外做功导致气体内能减小，又气缸跟外界绝热，所以这个过程中，气体的温度降低，平均分子动能减小，速率大的分子数占总分子数比例减少，故ABD错误.
故选C。
【分析】首先判断这个过程中气体的状态变化情况，根据热力学第一定律判断气体内能的变化情况，从而判断气体温度变化情况，最后分析气体分子热运动的情况。
二、综合题
4．（2022·河北）
（1）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将　 　（填“增大”“减小”或“不变”）；温度将　 　（填“升高”“降低”或“不变”）。
（2）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强 。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为 ，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的 ，设整个过程温度保持不变，求：
①此时上、下部分气体的压强；
②“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。
【答案】（1）增大；升高
（2）①气体发生等温变化，对上部分根据玻意尔定律可得 ，
上部分气体压强
对下部分根据玻意尔定律
下部分气体压强
②根据平衡条件可知 ，得
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】（1）根据玻意尔定律PV=C可知气球内的气体释放到外部时体积增大，相当于容器的体积增大；而容器的体积无法改变，可以假设扩大体积的容器绝热压缩到原来容器的体积，气体绝热压缩，与外界无热交换，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体内能增加，温度升高。气体温度升高，根据理想气体状态方程可知气体压强增大。
【分析】（1）有理想气体状态方程结合热力学第一定律求解。
（2）气体发生等温变化，根据玻意尔定律列方程求解。以及根据受力平衡列方程求解。
5．（2022·山东）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可*化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为 ，求：
（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量 ；
（2）鱼静止于水面下 处时，B室内气体质量 ；
【答案】（1）设鱼静止在H处，此时鱼的体积为，有，
此时B室内，气体体积为V，有，
鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，有，
联立解得 ；
（2）开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为m，
故此时B室内的压强为， 鱼静止于水面下H1处时，有，
由于鱼鳔内气体温度不变，根据玻意耳定律有p1V=p2V2，解得，则此时气体的质量为 。
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】(1)当鱼静止在H处有重力等于浮力，然后求出B中气体的气体密度，最后根据受力分析，列出牛顿第二定律的计算式，联立后解得A进入B中的气体质量；
(2)分别算出雨静止在H和 处的压强大小，然后根据玻意尔定律，计算出B中气体的体积，最后算出气体的质量。
6．（2022·湖南）
（1）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______
A．A端为冷端，B端为热端
B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的
C．A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
（2）如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积 的导热汽缸下接一圆管，用质量 、横截面积 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量 的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离 ，外界大气压强 ，重力加速度取 ，环境温度保持不变。求
（i）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强 ﹔
（ⅱ）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。
【答案】（1）A；B；E
（2）将活塞和金属丝作为一个整体，由平衡条件可得p0S= P1S + (m1+m2)g，
代入解得p1 =105Pa。
活塞在B位置时，气缸内压强为p2，由波义耳定律可得p1V0= p2(V0 + Sh)，
p2 =9.9×104Pa
将活塞与金属丝视为一整体，根据平衡条件可得p0S= P2S + (m1+m2)g+F，联立解得F=1N。
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；理想气体与理想气体的状态方程；热力学第二定律；理想气体的实验规律
【解析】
【解答】（1）A 中心部位为热运动速率低的气体，与挡板作用后，从A端流出，而边缘部分热运动速率大的气体从B端流出；所以A为冷端，B为热端，故A正确。
B A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出的气体分子热运动平均速度小于从B端流出的，故B正确；
C A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，则从A端流出的气体分子平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关；依题意，不能得出从A端流出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能，故C错误；
DE．该装置将冷热不均气体的进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非是自发进行的，没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端出、较高的从B端出，也符合能量守恒定律，故D错误，E正确。
故选ABE。
【分析】（1）根据气体实验定律和热力学定律进行分析求解。
（2）将活塞和金属丝作为一个整体，进行受力分析，由平衡条件和波义耳定律列方程代入数据进行求解。
7．（2022·广东）
（1）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程　 　（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。
（2）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将 水装入容积为 的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后代入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为 。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强 取 ，重力加速度g取 ，水的密度ρ取 。求水底的压强p和水的深度h。
【答案】（1）不是；大于
（2）对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知
代入数据得
根据
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；热力学第二定律；理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1） 利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，是以消耗电能为代价的，因此这个过程不是自发过程；因为空调消耗电能会产生一定的热量，根据能量守恒定律可知，所以空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量。
【分析】(1) 本题主要考查热力学定律的相关应用，根据热力学第二定律分析出热运动的过程是不是自发过程；根据能量守恒定律分析出空调从室内吸收的热量与排放到室外环境热量的大小关系。
(2) 本题主要考查玻意耳定律的应用，分析出气体变化前后的体积，因为温度不变，根据玻意耳定律求出瓶内气体末态的压强，结合大气压强、待求深度的水形成的压强、瓶内气体末态的压强三者之间的关系求得水的深度。
8．（2022·全国甲卷）
（1）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如 图上从a到b的线段所示。在此过程中________。（填正确答案标号。）
A．气体一直对外做功
B．气体的内能一直增加
C．气体一直从外界吸热
D．气体吸收的热量等于其对外做的功
E．气体吸收的热量等于其内能的增加量
（2）如图，容积均为 、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为 、温度为 的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通：汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为 和 、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。
（i）将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
（ⅱ）将环境温度缓慢改变至 ，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
【答案】（1）B；C；E
（2）（i） 由于环境温度缓慢升高时，所以Ⅳ中气体压强不变，
气体初状态的温度为，体积为，气体末状态的温度为，体积为，
根据解得 ；
（ⅱ）对Ⅳ中气体根据理想气体方程可得，
对ⅡⅢ中气体根据理想气体方程可得，
联立两式解得
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；理想气体的实验规律
【解析】【解答】(1)根据题图可知，气体从状态a变化到状态b 的过程中，体积大小不变，所以气体不做功，p增大，T也增大，故气体内能增大，所以该过程中气体一直从外界吸热，且气体吸收热量等于气体内能的增加量，故AD错误，BCE正确，故选BCE ；
【分析】(1)首先根据题图分析，从a到b过程中气体的参量变化情况，根据状态变化分析内能变化情况，最后判断气体吸放热情况；
(2)（i）根据题意可判断Ⅳ中气体压强不变，根据等压变化，列出方程即可求出气体的温度；
（ⅱ）首先对Ⅳ中气体分析，然后对Ⅱ和Ⅲ中气体分析，联立两式即可求出此时压强的大小。
9．（2022·全国乙卷）
（1）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如 图上的两条线段所示，则气体在________。
A．状态a处的压强大于状态c处的压强
B．由a变化到b的过程中，气体对外做功
C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变
D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热
E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
（2）如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为 、m，面积分别为 、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为 ，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为 。已知活塞外大气压强为 ，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。
（ⅰ）求弹簧的劲度系数；
（ⅱ）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
【答案】（1）A；B；D
（2）（ⅰ）分别对两个活塞整体进行受力分析，根据受力平衡有，
对活塞Ⅰ受力分析，根据受力平衡有，联立两式解得；
（ⅱ） 缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞整体可知，气体的压强依然不变，所以压强为，
气体初始体积为，
气体末状态体积为，根据可得.
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；理想气体的实验规律
【解析】【解答】(1) 根据题图可知，a到b的过程中，气体的体积增大，所以气体对外做功，导致气体内能减少，但是气体温度升高，说明该过程中气体从外界吸热，且从外界吸热大于气体对外做的功，故BD正确，E错误；
b到c的过程中，气体的体积增大，温度降低，根据理想气体方程可知气体的压强减小，所以状态a处的压强大于状态c处的压强，故A正确，C错误；
故选ABD。
【分析】(1)选择过程，分析这个过程中气体的体积压强温度是如何变化的，根据热力学第一定律判断该过程中气体从外界吸热放热情况；
(2)首先对整体受力分析就可以算出气体初始的压强，再对Ⅰ进行受力分析即可求出弹簧的劲度系数；
对整体分析即可判断加热过程中气体的压强不变，然后根据等压变化就可以算出气体的温度。
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