專題06 熱學-5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類匯編（山東專用）（原卷版）

2020-2024年五年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題06熱學考點五年考情（2020-2024）命題趨勢備考策略考點1熱力學定律（5年9考）2024·山東卷·T62024·山東卷·T162023·山東卷·T92022·山東卷·T52022·山東卷·T152021·山東卷·T22021·山東卷·T42020·山東卷·T62020·山東卷·T15通過對近幾年高考的分析，本專題中分子動理論、熱力學定律及理想氣體狀態(tài)方程的應用仍然是高考命題的熱點，題型有選擇題、實驗題以及計算題．趨勢分析：在復習過程中應加強對分子動理論以及熱力學定律相關(guān)的選擇題或計算題的練習，加強對綜合考查氣體實驗定律及熱力學定律的計算題的訓練．對于熱學部分，重難點比較集中，氣體的性質(zhì)是本部分的?？键c。應用理想氣體實驗定律解決實際問題是今后的命題方向。常見題型有：①布朗運動與分子熱運動；②對分子力和分子勢能的理解；③對固體和液體的考查；④對氣體實驗定律及熱力學圖像的考查；⑤對熱力學定律的考查；⑥氣體實驗定律與熱力學定律的綜合?？键c2實驗：探究等溫條件下氣體壓強與體積的關(guān)系（5年1考）2023·山東卷·T13考點01熱力學定律1、（2024·山東卷·T6）一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，a→b過程是等壓過程，b→c過程中氣體與外界無熱量交換，c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是（）A.a→b過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功B.b→c過程，氣體對外做功，內(nèi)能增加C.a→b→c過程，氣體從外界吸收熱量全部用于對外做功D.a→b過程，氣體從外界吸收的熱量等于c→a過程放出的熱量2、（2023·山東卷·T9）一定質(zhì)量的理想氣體，初始溫度為，壓強為。經(jīng)等容過程，該氣體吸收的熱量后溫度上升；若經(jīng)等壓過程，需要吸收的熱量才能使氣體溫度上升。下列說法正確的是（）A.初始狀態(tài)下，氣體的體積為 B.等壓過程中，氣體對外做功C.等壓過程中，氣體體積增加了原體積 D.兩個過程中，氣體的內(nèi)能增加量都為3、（2022·山東卷·T5）如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸內(nèi)用絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，初始時氣缸開口向上放置，活塞處于靜止狀態(tài)，將氣缸緩慢轉(zhuǎn)動過程中，缸內(nèi)氣體（）A.內(nèi)能增加，外界對氣體做正功B.內(nèi)能減小，所有分子熱運動速率都減小C.溫度降低，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例減少D.溫度升高，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增加4、（2024·山東卷·T16）圖甲為戰(zhàn)國時期青銅汲酒器，根據(jù)其原理制作了由中空圓柱形長柄和儲液罐組成的汲液器，如圖乙所示。長柄頂部封閉，橫截面積S1=1.0cm2，長度H=100.0cm，側(cè)壁有一小孔A。儲液罐的橫截面積S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液時，將汲液器豎直浸入液體，液體從孔B進入，空氣由孔A排出；當內(nèi)外液面相平時，長柄浸入液面部分的長度為x；堵住孔A，緩慢地將汲液器豎直提出液面，儲液罐內(nèi)剛好儲滿液體。已知液體密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大氣壓P=1.0×105Pa。整個過程溫度保持不變，空氣可視為理想氣體，忽略器壁厚度。（1）求x；（2）松開孔A，從外界進入壓強為p0、體積為V的空氣，使?jié)M儲液罐中液體緩緩流出，堵住孔A，穩(wěn)定后罐中恰好剩余一半的液體，求V。5、（2022·山東卷·T15）某些魚類通過調(diào)節(jié)體內(nèi)魚鰾的體積實現(xiàn)浮沉。如圖所示，魚鰾結(jié)構(gòu)可簡化為通過閥門相連的A、B兩個密閉氣室，A室壁厚、可認為體積恒定，B室壁簿，體積可變；兩室內(nèi)氣體視為理想氣體，可通過閥門進行交換。質(zhì)量為M的魚靜止在水面下H處。B室內(nèi)氣體體積為V，質(zhì)量為m；設B室內(nèi)氣體壓強與魚體外壓強相等、魚體積的變化與B室氣體體積的變化相等，魚的質(zhì)量不變，魚鰾內(nèi)氣體溫度不變。水的密度為ρ，重力加速度為g。大氣壓強為p0，求：（1）魚通過增加B室體積獲得大小為a的加速度、需從A室充入B室的氣體質(zhì)量m；（2）魚靜止于水面下H1處時，B室內(nèi)氣體質(zhì)量m1。6、（2021·山東卷·T2）如圖所示，密封的礦泉水瓶中，距瓶口越近水的溫度越高。一開口向下、導熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中，小瓶中封閉一段空氣。擠壓礦泉水瓶，小瓶下沉到底部；松開后，小瓶緩慢上浮，上浮過程中，小瓶內(nèi)氣體（）A.內(nèi)能減少B.對外界做正功C.增加的內(nèi)能大于吸收的熱量D.增加的內(nèi)能等于吸收的熱量7、（2021·山東卷·T4）血壓儀由加壓氣囊、臂帶，壓強計等構(gòu)成，如圖所示。加壓氣囊可將外界空氣充入臂帶，壓強計示數(shù)為臂帶內(nèi)氣體的壓強高于大氣壓強的數(shù)值，充氣前臂帶內(nèi)氣體壓強為大氣壓強，體積為V；每次擠壓氣囊都能將的外界空氣充入臂帶中，經(jīng)5次充氣后，臂帶內(nèi)氣體體積變?yōu)?，壓強計示?shù)為。已知大氣壓強等于，氣體溫度不變。忽略細管和壓強計內(nèi)的氣體體積。則V等于（）A. B. C. D.8、（2020·山東卷·T6）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)a→b、b→c、c→a三個過程后回到初始狀態(tài)a，其p-V圖像如圖所示。已知三個狀態(tài)的坐標分別為a（V0，2p0）、b（2V0，p0）、c（3V0，2p0）以下判斷正確的是（）A.氣體在a→b過程中對外界做的功小于在b→c過程中對外界做的功B.氣體在a→b過程中從外界吸收的熱量大于在b→c過程中從外界吸收的熱量C.在c→a過程中，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量D.氣體在c→a過程中內(nèi)能的減少量大于b→c過程中內(nèi)能的增加量9、（2020·山東卷·T15）中醫(yī)拔罐的物理原理是利用玻璃罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進而治療某些疾病。常見拔罐有兩種，如圖所示，左側(cè)為火罐，下端開口；右側(cè)為抽氣拔罐，下端開口，上端留有抽氣閥門。使用火罐時，先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自然降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部大氣壓，使火罐緊緊吸附在皮膚上。抽氣拔罐是先把罐體按在皮膚上，再通過抽氣降低罐內(nèi)氣體壓強。某次使用火罐時，罐內(nèi)氣體初始壓強與外部大氣壓相同，溫度為450K，最終降到300K，因皮膚凸起，內(nèi)部氣體體積變?yōu)楣奕莘e的。若換用抽氣拔罐，抽氣后罐內(nèi)剩余氣體體積變?yōu)槌闅獍喂奕莘e的，罐內(nèi)氣壓與火罐降溫后的內(nèi)部氣壓相同。罐內(nèi)氣體均可視為理想氣體，忽略抽氣過程中氣體溫度的變化。求應抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前罐內(nèi)氣體質(zhì)量的比值?？键c02實驗：探究等溫條件下氣體壓強與體積的關(guān)系10、（2023·山東卷·T13）利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過塑料管與壓強傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強和體積（等于注射器示數(shù)與塑料管容積之和），逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示?；卮鹨韵聠栴}：（1）在實驗誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體___________。A．與成正比B．與成正比（2）若氣體被壓縮到，由圖乙可讀出封閉氣體壓強為___________（保留3位有效數(shù)字）。（3）某組同學進行實驗時，一同學在記錄數(shù)據(jù)時漏掉了，則在計算乘積時，他的計算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學的計算結(jié)果之差的絕對值會隨的增大而___________（填“增大”或“減小”）。1．（2024·山東濟寧·三模）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷過程，其中是等溫過程，是等壓過程，是等容過程。下列說法正確的是（）A．完成一次循環(huán)，氣體向外界放熱B．a(chǎn)、b、c三個狀態(tài)中，氣體在c狀態(tài)分子平均動能最大C．過程中，氣體放出的熱量大于外界對氣體做的功D．過程中，容器壁在單位時間內(nèi)、單位面積上受到氣體分子撞擊的次數(shù)會增加2．（2024·山東煙臺·三模）如圖所示，汽缸開口向上置于水平面上，活塞與汽缸之間有一個氣球，氣球內(nèi)、外有質(zhì)量相等的同種氣體，活塞靜止，此時氣球外部氣體甲的壓強小于氣球內(nèi)部氣體乙的壓強?，F(xiàn)緩慢向下推動活塞，使其下降一段距離，氣體甲的壓強仍小于氣體乙的壓強。已知汽缸內(nèi)和氣球內(nèi)的氣體均可視為理想氣體，活塞與汽缸均絕熱，活塞與汽缸壁之間無摩擦，氣球?qū)崃己?。則此過程中（

）A．氣體甲內(nèi)能增加量大于氣體乙內(nèi)能增加量B．氣體甲的每個氣體分子做無規(guī)則熱運動的速率均加快C．活塞對氣體甲做的功等于氣體甲內(nèi)能增加量D．活塞對氣體甲做的功小于甲、乙兩部分氣體內(nèi)能增加量之和3．（2024·山東聊城·三模）如圖所示，汽缸開口向上置于水平面上，活塞與汽缸之間有一個氣球，氣球內(nèi)、外有質(zhì)量相等的同種氣體，初始時活塞靜止，由于氣球的彈性橡皮膜對內(nèi)部氣體的作用，使得氣體乙的壓強大于氣體甲的壓強?，F(xiàn)緩慢向下推動活塞，使其下降一段距離，氣體乙的壓強仍大于氣體甲的壓強。已知氣體甲和氣體乙均可視為理想氣體，活塞與汽缸均絕熱，活塞與汽缸壁之間無摩擦且密封良好，氣球?qū)崃己?。則此過程中（）A．氣體甲內(nèi)能的增加量等于氣體乙內(nèi)能的增加量B．氣體甲的每個氣體分子做無規(guī)則熱運動的速率均加快C．活塞對氣體甲做的功等于氣體甲內(nèi)能的增加量D．活塞對氣體甲做的功等于甲、乙兩部分氣體內(nèi)能的增加量之和4．（2024·山東臨沂·二模）某品牌自行車的氣壓避震裝置主要由活塞、汽缸組成，可將其簡化成如圖所示結(jié)構(gòu)，該自行車共有4個完全相同的避震器。自行車車架通過支架連接活塞，汽缸底部固定安裝在車軸上，自行車車架、支架、活塞的總質(zhì)量為M，活塞橫截面積為S，質(zhì)量為m的騎行愛好者勻速騎行在水平路面時汽缸內(nèi)氣體的長度為，重力加速度為g，外界大氣壓強為，活塞內(nèi)氣體視為理想氣體且溫度不變，不計一切摩擦，則騎行者在與水平面成夾角的斜坡上勻速向下騎行時汽缸內(nèi)氣體的長度為（）

A． B．C． D．5．（2024·山東濰坊·三模）如圖所示，開口向右的絕熱汽缸，用絕熱光滑活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，輕繩左端連接活塞，另一端跨過光滑定滑輪連接質(zhì)量為m的小桶，小桶靜止，氣體處于狀態(tài)1。現(xiàn)接通電熱絲一段時間后斷電，活塞向右移動L后靜止，氣體處于狀態(tài)2。由狀態(tài)1到狀態(tài)2氣體內(nèi)能增加量為。重力加速度大小為g，外界大氣壓強不變。下列說法正確的是（

）A．狀態(tài)2相比狀態(tài)1，每個分子的速率都增大B．狀態(tài)2相比狀態(tài)1，分子單位時間內(nèi)撞擊單位面積器壁上的次數(shù)減少C．由狀態(tài)1到狀態(tài)2，氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲釋放的熱量D．電熱絲釋放的熱量為6．（2024·山東青島·三模）如圖為某品牌卡車的氣囊減震裝置，當路面不平時，車體會突然下沉擠壓氣囊，該過程中關(guān)于氣囊內(nèi)的氣體，下列說法正確的是（）A．外界對氣體做的功小于氣體內(nèi)能的增加B．氣體溫度升高，每個分子的動能都增大C．氣體分子對氣囊單位面積的平均撞擊力增大D．氣體壓強增大的唯一原因是因為氣體分子運動變得劇烈7．（2024·山東濟南·三模）如圖所示，帶玻璃管的塞子塞住玻璃瓶口，瓶中裝有部分水，水逐漸流出的過程中，瓶內(nèi)氣體溫度保持不變，下列關(guān)于瓶內(nèi)封閉氣體的判斷正確的是（）A．壓強增大 B．壓強不變C．吸熱 D．放熱8．（2024·山東東營·二模）如圖所示的p-t圖像，描述的是一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷的四段狀態(tài)變化過程，其中da延長線與橫軸的交點為-273.15℃，ba延長線過原點，bc和cd分別平行于橫軸和縱軸。則以下說法正確的是（）

A．從a到b，壓強的增大只是由溫度的升高引起的B．從b到c，氣體對外界放出熱量C．從c到d，氣體對外界放出熱量D．從d到a，氣體減少的內(nèi)能等于氣體對外界放出的熱量9．（2024·山東菏澤·二模）下列說法中正確的是（）A．鑒別晶體與非晶體的依據(jù)是該物質(zhì)是否具有各向異性B．一定質(zhì)量的理想氣體，吸收熱量，內(nèi)能一定增大C．一定質(zhì)量的理想氣體，體積減小，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大D．荷葉上的露珠呈扁平球形主要是因為表面張力的作用10．（2024·山東煙臺·二模）如圖所示，某裝置中豎直放置一內(nèi)壁光滑、開口向上的圓柱形容器，圓柱形容器用一定質(zhì)量的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，外界大氣壓強為，當裝置靜止時，容器內(nèi)氣體壓強為，活塞下表面與容器底面的距離為，當裝置以某一恒定加速度加速上升時，活塞下表面距容器底面的距離為，若容器內(nèi)氣體溫度始終保持不變，重力加速度大小為g，則裝置的加速度大小為（）A． B． C． D．11．（2024·山東棗莊·三模）1824年法國工程師卡諾創(chuàng)造性地提出了具有重要理論意義的熱機循環(huán)過程一卡諾循環(huán)，極大地提高了熱機的工作效率。如圖為卡諾循環(huán)的p﹣V圖像，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始沿循環(huán)曲線ABCDA回到初始狀態(tài)，其中AB和CD為兩條等溫線，BC和DA為兩條絕熱線。下列說法正確的是（）A．在D→A絕熱壓縮過程中，氣體內(nèi)能減小B．一次循環(huán)過程中氣體吸收的熱量小于放出的熱量C．B→C過程氣體對外界做的功等于D→A過程外界對氣體做的功D．B狀態(tài)時氣體分子單位時間對器壁單位面積撞擊次數(shù)比A狀態(tài)多二、多選題12．（2024·山東煙臺·二模）如圖所示為卡諾逆循環(huán)過程（制冷機）的圖像，該循環(huán)由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成，全過程以理想氣體為工作物質(zhì)，工作物質(zhì)與低溫熱源和高溫熱源交換熱量的過程為等溫過程，脫離熱源后的過程為絕熱過程。圖中虛線、為兩條等溫線。下列說法中正確的是（

）A．一個循環(huán)過程中，外界對氣體做的功大于氣體對外界做的功B．a(chǎn)→b過程氣體壓強減小只是由于單位體積內(nèi)分子數(shù)減少導致的C．a(chǎn)→b過程氣體對外界做的功等于c→d過程外界對氣體做的功D．d→a過程氣體向外界釋放的熱量等于b→c過程從低溫熱源吸收的熱量13．（2024·山東濰坊·二模）瓷器是“泥琢火燒”的藝術(shù)，是古人智慧的結(jié)晶。如圖所示，氣窯是對陶瓷泥坯進行升溫燒結(jié)的一種設備。某次燒制前，封閉在窯內(nèi)的氣體壓強為，溫度為27℃，當窯內(nèi)氣壓達到時，氣窯上方的單向排氣閥開始排氣，使氣窯內(nèi)氣體壓強保持不變，窯內(nèi)氣體溫度逐漸升高至1227℃后保持不變，連續(xù)燒制8~10小時。下列說法正確的是（）A．單向排氣閥開始排氣時，窯內(nèi)氣體溫度為91℃B．單向排氣閥開始排氣時，窯內(nèi)氣體溫度為627℃C．本次燒制排出氣體的質(zhì)量與原來氣體質(zhì)量之比2∶3D．本次燒制排出氣體的質(zhì)量與原來氣體質(zhì)量之比2∶5三、解答題14．（2024·山東濰坊·三模）如圖為某興趣小組制作的供水裝置，圓柱形氣缸內(nèi)部長度40cm，輕活塞將其分為左右兩部分，左部為儲水室，儲水室上部一根細管連接進水口和出水口；右部為氣室，氣室尾部有一氣閥。初始時出水口打開，儲水室內(nèi)無水，氣閥關(guān)閉，輕活塞位于氣缸中央?，F(xiàn)通過氣閥給氣室充氣至壓強為0.17MPa，然后關(guān)閉氣閥和出水口。打開進水口開關(guān)，開始注水，活塞緩慢向右移動，當氣室壓強為0.34MPa時停止注水。已知活塞橫截面積為，外界大氣壓強為。氣體看作理想氣體，整個過程溫度不變，由于水的重力產(chǎn)生的壓強可忽略，活塞厚度、摩擦不計，求：（1）從氣閥充入的氣體和原有氣體質(zhì)量之比；（2）注水結(jié)束后，打開出水口，當氣室壓強下降到0.25MPa時，排出水的體積。15．（2024·山東煙臺·三模）我國自主研發(fā)的094型戰(zhàn)略核潛艇，被稱為“鎮(zhèn)國神器”。如圖所示為一個體積為V的簡易潛艇模型，當儲水艙里的氣體體積為V0、壓強為p0時，潛艇有浸沒在海水中。當?shù)卮髿鈮簭姙閜0，海水密度為ρ，假設各深度處海水溫度相同，潛艇在吸入或排出海水過程中，海水深度對潛艇的壓強變化忽略不計，重力加速度大小為g。（1）當潛艇用空氣壓縮泵緩慢排出儲水艙上方的部分氣體時，可以吸入一定量的海水，使?jié)撏『萌拷]在海水里并處于靜止狀態(tài)。此時，儲水艙上方氣體的壓強為p1，求儲水艙剩余氣體的質(zhì)量與原有氣體的質(zhì)量之比；（2）當潛艇靜止?jié)撛谏疃萮處時（潛艇全部浸入海水后，儲水艙內(nèi)氣體的變化忽略不計），用空氣壓縮泵向儲水艙注入一定量的壓強為p0的氣體后，打開閥門排出部分海水使?jié)撏蛏细?。要使艙?nèi)的海水排出的體積為，求打開閥門前，儲水艙內(nèi)氣體的壓強。16．（2024·山東濟寧·三模）根據(jù)氣象報道，進入五月份，濟寧市晝夜溫差達到以上。某日白天最高氣溫，夜晚最低氣溫，可認為晝夜大氣壓強保持不變。一容器內(nèi)的空氣視為理想氣體，且溫度與外界環(huán)境溫度始終相同。已知熱力學溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系為。求：（1）若容器密閉，容器內(nèi)氣體壓強在最高氣溫與最低氣溫時的比值；（2）若容器與大氣連通，容器內(nèi)氣體密度在最高氣溫與最低氣溫時的比值。17．（2024·山東青島·三模）如圖是一款杯蓋上帶吸管的透明塑料水杯，在溫度恒為27℃的室內(nèi)，向杯內(nèi)注入開水并迅速蓋上杯蓋，吸管上端封閉，杯蓋與杯身間有縫隙，發(fā)現(xiàn)吸管下端有氣泡溢出。當水與吸管內(nèi)氣體溫度降為97℃時，吸管下端不再有氣泡溢出，水面距離吸管上端為2cm，吸管總長為22cm。已知外界大氣壓強，水的密度，吸管內(nèi)氣體可視為理想氣體，重力加速度。