2021年高考真題和模擬題分類匯編物理專題15熱學(xué)學(xué)生版

2021年高考真題和模擬題分類匯編物理專題15熱學(xué)選擇題1.(2021·全國乙卷)如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)經(jīng)熱力學(xué)過程、、后又回到狀態(tài)a。對于、、三個過程，下列說法正確的是()A.過程中，氣體始終吸熱B.過程中，氣體始終放熱C.過程中，氣體對外界做功D.過程中，氣體的溫度先降低后升高E.過程中，氣體的溫度先升高后降低2.(2021·全國甲卷)如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個不同過程，分別由體積溫度(Vt)圖上的兩條直線I和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)；t0為它們的延長線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，t0是它們的延長線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，t0=273.15℃；a、b為直線I上的一點(diǎn)。由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強(qiáng)之比=___________；氣體在狀態(tài)b和c的壓強(qiáng)之比=___________。3.(2021·湖南卷)如圖，兩端開口、下端連通的導(dǎo)熱汽缸，用兩個輕質(zhì)絕熱活塞(截面積分別為和)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細(xì)沙，活塞從下降高度到位置時，活塞上細(xì)沙的總質(zhì)量為。在此過程中，用外力作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過程環(huán)境溫度和大氣壓強(qiáng)保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為。下列說法正確的是()A.整個過程，外力做功大于0，小于B.整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變C.整個過程，理想氣體的內(nèi)能增大D.整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于E.左端活塞到達(dá)位置時，外力等于4.(2021·河北卷)兩個內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B，汽缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉完全相同的理想氣體，如圖1所示，現(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細(xì)沙，若A中細(xì)沙的質(zhì)量大于B中細(xì)沙的質(zhì)量，重新平衡后，汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能______(填“大于”“小于”或“等于”)汽缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能，圖2為重新平衡后A、B汽缸中氣體分子速率分布圖像，其中曲線______(填圖像中曲線標(biāo)號)表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。5.(2021·廣東卷)在高空飛行的客機(jī)上某乘客喝完一瓶礦泉水后，把瓶蓋擰緊。下飛機(jī)后發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶變癟了，機(jī)場地面溫度與高空客艙內(nèi)溫度相同。由此可判斷，高空客艙內(nèi)的氣體壓強(qiáng)______(選填“大于”、“小于”或“等于”)機(jī)場地面大氣壓強(qiáng)：從高空客艙到機(jī)場地面，礦泉水瓶內(nèi)氣體的分子平均動能______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。6.(2021·四川瀘州三模)下列說法中正確的是()A.給裝在鋼筒中的油施加很大的壓強(qiáng)，有油從鋼筒壁上滲出，說明固體分子間有間隙B.布朗運(yùn)動就是分子的無規(guī)則運(yùn)動C.溫度較低的物體可能比溫度較高的物體內(nèi)能大D.布傘傘面的布料有縫隙但不漏雨水，這是因為液體表面有張力E.晶體一定具有天然規(guī)則的幾何形狀7.(2021·北京海淀一模)下列說法中正確的是A.水中花粉顆粒的布朗運(yùn)動是由水分子的無規(guī)則運(yùn)動引起的B.用打氣筒向籃球內(nèi)充氣時需要用力，說明氣體分子間有斥力C.分子間的斥力和引力總是同時存在的，且隨著分子之間的距離增大而增大D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大8.(2021·北京海淀一模)一定質(zhì)量的理想氣體，在體積保持不變的條件下，若氣體溫度升高，則A.氣體中每個分子熱運(yùn)動的動能一定都變大B.氣體中每個分子對器壁撞擊的作用力都變大C.氣體的壓強(qiáng)可能不變D.氣體一定從外界吸收熱量9.(2021·云南曲靖一模)下列說法正確的是()A.由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，所以液體表面存在張力B.液體的溫度越高，分子的平均動能越大C.氣體體積增大時，其內(nèi)能一定減少D.隨著高度的增加，大氣壓和溫度都在減小，一個正在上升的氫氣球內(nèi)的氫氣內(nèi)能減小E.科技的進(jìn)步可以使內(nèi)燃機(jī)成為單一熱源的熱機(jī)10.(2021·江蘇常州一模)下列說法正確的是()A.圖中的醬油蛋是布朗運(yùn)動的結(jié)果B.圖中的水黽可以停在水面，是因為水的表面張力C.圖中兩種材料上的醬油滴，從形狀可以看出醬油與左邊材料不浸潤，與右邊材料浸潤D.圖中電冰箱能把熱量從低溫的箱內(nèi)傳到高溫的箱外，違背了熱力學(xué)第二定律11.(2021·北京東城一模)如圖所示為模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生機(jī)理的演示實(shí)驗。操作步驟如下：①把一顆豆粒從距秤盤20cm處松手讓它落到秤盤上，觀察指針擺動的情況；②再把100顆左右的豆粒從相同高度均勻連續(xù)地倒在秤盤上，觀察指針擺動的情況；③使這些豆粒從更高的位置均勻連續(xù)倒在秤盤上，觀察指針擺動的情況。下列說法正確的是A.步驟①和②模擬的是氣體壓強(qiáng)與氣體分子平均動能的關(guān)系B.步驟②和③模擬的是氣體壓強(qiáng)與分子密集程度的關(guān)系C.步驟②和③模擬的是大量氣體分子分布所服從的統(tǒng)計規(guī)律D.步驟①和②模擬的是大量氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生壓力的持續(xù)性12.(2021·北京東城一模)對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是A.氣體溫度升高，每一個氣體分子的動能都增大B.氣體溫度升高，氣體內(nèi)能一定增大C.若壓縮氣體做功，氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動一定更劇烈D.若氣體膨脹對外做功100J，則內(nèi)能一定減少100J13.(2021·廣西柳州一模)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過程和B→C的絕熱過程(氣體與外界無熱交換)，則下列說法正確的是()A.A→B過程中，外界對氣體做功B.A→B過程中，氣體分子的平均動能變大C.A→B過程中，氣體從外界吸收熱量D.B→C過程中，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少E.B→C過程中，單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)增多計算題14.(2021·河北卷)某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時，壓強(qiáng)為。(1)當(dāng)夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時夾層中空氣的壓強(qiáng)；(2)當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值，設(shè)環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)為。15.(2021·廣東卷)為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護(hù)士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示，某種藥瓶的容積為0.9mL，內(nèi)裝有0.5mL的藥液，瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，護(hù)士把注射器內(nèi)橫截面積為、長度為0.4cm、壓強(qiáng)為的氣體注入藥瓶，若瓶內(nèi)外溫度相同且保持不變，氣體視為理想氣體，求此時藥瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。

16.(2021·湖南卷)小贊同學(xué)設(shè)計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實(shí)驗裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量、截面積的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點(diǎn)上，左端用不可伸長的細(xì)繩豎直懸掛活塞，右端用相同細(xì)繩豎直懸掛一個質(zhì)量的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為時，測得環(huán)境溫度。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)，重力加速度。(1)當(dāng)電子天平示數(shù)為時，環(huán)境溫度為多少？(2)該裝置可測量的最高環(huán)境溫度為多少？17.(2021·全國甲卷)如圖，一汽缸中由活塞封閉有一定量的理想氣體，中間的隔板將氣體分為A、B兩部分；初始時，A、B的體積均為V，壓強(qiáng)均等于大氣壓p0，隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置，當(dāng)隔板兩邊壓強(qiáng)差超過0.5p0時隔板就會滑動，否則隔板停止運(yùn)動。氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動活塞，使B的體積減小為。(i)求A的體積和B的壓強(qiáng)；(ⅱ)再使活塞向左緩慢回到初始位置，求此時A的體積和B的壓強(qiáng)。

18.(2021·全國乙卷)如圖，一玻璃裝置放在水平桌面上，豎直玻璃管A、B、C粗細(xì)均勻，A、B兩管上端封閉，C管上端開口，三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通。A、B兩管的長度分別為，。將水銀從C管緩慢注入，直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差。已知外界大氣壓為。求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差。

19.(2021·廣西柳州一模)如圖所示，體積為V，內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱氣缸，氣缸頂部有一厚度不計的輕質(zhì)活塞，氣缸內(nèi)壁密封有密度為，溫度為3T0，壓強(qiáng)為1.5p0的理想氣體(p0和T0分別為大氣壓強(qiáng)和室溫)，設(shè)容器內(nèi)氣體的變化過程都是緩慢的，氣體的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA。(1)求氣缸內(nèi)氣體與外界大氣達(dá)到平衡時體積V1；(2)氣缸內(nèi)氣體的分子的總個數(shù)N。20.(2021·江蘇常州一模)新冠肺炎疫情期間，某班級用于消毒的噴壺示意圖如圖甲所示。壺的容積為1.5L，內(nèi)含1.0L的消毒液。閉合閥門K，緩慢向下壓壓桿A，每次可向瓶內(nèi)儲氣室充入0.05L的1.0atm的空氣，多次下壓后，壺內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?.0atm時，按下按柄B，閥門K打開，消毒液從噴嘴處噴出。儲氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體，充氣和噴液過程中溫度保持不變，1.0atm＝1.0×105Pa。(1)求充氣過程向下壓壓桿A的次數(shù)和打開閥門K后最多可噴出液體的體積；(2)噴液全過程，氣體狀態(tài)變化的等溫線近似看成一段傾斜直線，如圖乙所示，估算全過程壺內(nèi)氣體從外界吸收的熱量。21.(2021·云南曲靖一模)如圖所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動，容器的橫截面積為S，開始時氣體的溫度為T0，活塞與容器底的距離為h0。現(xiàn)將整個裝置放在大氣壓強(qiáng)恒為P0的空氣中，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次達(dá)到平衡，求：(1)外界空氣的溫度；(2)在此過程中密閉氣體的內(nèi)能增加量。22.(2021·河北唐山一模)2020年抗擊新冠病毒已成為常態(tài)。如圖為某學(xué)校所用手持3L消毒噴霧壺結(jié)構(gòu)圖，某同學(xué)裝入1.5L水后旋緊壺蓋，關(guān)閉噴水閥門，拉動手柄打氣20次，每次打入氣體體積相同，壓強(qiáng)均為105Pa。從較高層教室窗口釋放一軟細(xì)塑料管并連接置于地面的噴壺嘴，接著打開噴水閥門，壺內(nèi)水沿塑料軟管上升停止上升時管內(nèi)水面與壺內(nèi)水面的高度差為10m。測出塑料軟管每米容納水Vo=20ml，不考慮環(huán)境溫度的變化和壺內(nèi)噴水管的體積，g=10m/s2。求加壓20次后壺內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為多少。23.(2021·四川瀘州三模)如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸水平放置，橫截面積S=20cm2、質(zhì)量m=8kg且厚度不計的活塞與汽缸之間密閉了一定量的理想氣體，此時外界溫度為300K，活塞與汽缸底部之間的距離l1=24cm，在活塞右側(cè)l2=6cm處有一對與汽缸固定連接的卡環(huán)。已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa始終保持不變，重力加速度g=10m/s2，求∶(1)當(dāng)外界溫度緩慢升高為多少時，活塞恰能移動到卡環(huán)處；(2)若外界溫度穩(wěn)定在300K，將汽缸順時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°至開口向下豎直放置的狀態(tài)，試判斷活塞穩(wěn)定時是否與卡環(huán)接觸？并求出活塞穩(wěn)定時，密閉氣體的壓強(qiáng)。24.(2021·上海普陀一模)在“研究一定質(zhì)量理想氣體在溫度不變時，壓強(qiáng)和體積的關(guān)系”實(shí)驗中.某同學(xué)按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗：①將注射器活塞移動到體積適中的V1位置，接上軟管和壓強(qiáng)傳感器，通過DIS系統(tǒng)記錄下此時的體積V1與壓強(qiáng)P1.②用手握住注射器前端，開始緩慢推拉活塞改變氣