2023年高考物理預(yù)測(cè)題之熱學(xué)含答案

高考物理預(yù)測(cè)題之熱學(xué)一、單選題1．如圖所示是一種演示氣體定律的儀器－哈勃瓶，它是一個(gè)底部開有圓孔，瓶頸很短的平底大燒瓶，在瓶?jī)?nèi)塞有一氣球，氣球的吹氣口反扣在瓶口上，瓶底的圓孔上配有一個(gè)橡皮塞。在一次實(shí)驗(yàn)中，瓶?jī)?nèi)由氣球和橡皮塞封閉一定質(zhì)量的氣體，用打氣筒向氣球內(nèi)緩慢打入氣體，在此過(guò)程中（）A．瓶?jī)?nèi)氣體內(nèi)能減小 B．瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)不變C．瓶?jī)?nèi)氣體向外放熱 D．瓶?jī)?nèi)氣體對(duì)外做功2．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b，再變化到狀態(tài)c，然后再由狀態(tài)c回到狀態(tài)a，p-V圖像中的bc段與橫軸平行，ca段與縱軸平行。下列說(shuō)法正確的是（）A．由氣體溫度逐漸升高B．由氣體從外界吸收熱量C．由氣體內(nèi)能增大D．由外界對(duì)氣體做正功3．一只兩用活塞氣筒的原理如圖所示（打氣時(shí)如圖甲，抽氣時(shí)如圖乙），其筒內(nèi)體積為V0，現(xiàn)將它與另一只容積為V的容器相連接，氣筒和容器內(nèi)的空氣壓強(qiáng)為p0，已知?dú)馔埠腿萜鲗?dǎo)熱性能良好，當(dāng)分別作為打氣筒和抽氣筒時(shí)，活塞工作n次后，在上述兩種情況下，容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)分別為（）A．np0， B．，C．， D．，4．如圖所示，兩端開口、內(nèi)徑均勻的玻璃彎管固定在豎直平面內(nèi)，兩段水銀柱A和C將空氣柱B封閉在左側(cè)豎直段玻璃管，平衡時(shí)A段水銀有一部分在水平管中，豎直部分高度為h2，C段水銀兩側(cè)液面高度差為h1。若保持溫度不變，向右管緩緩注入少量水銀，則再次平衡后（）A．空氣柱B的長(zhǎng)度減小 B．左側(cè)水銀面高度差h2減小C．空氣柱B的壓強(qiáng)增大 D．右側(cè)水銀面高度差h1增大二、多選題5．下列說(shuō)法正確的有（）A．液體表面張力與浸潤(rùn)現(xiàn)象都是分子力作用的表現(xiàn)B．液晶具有流動(dòng)性，其光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)C．在體積不變的容器中的氣體溫度降低，氣體分子對(duì)器壁單位面積上的平均作用力增大D．由阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和氣體的密度，可估算出理想氣體分子間平均距離6．圖1為氧氣分子在不同溫度下的速率分布，圖2分別為分子間作用力、分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系，針對(duì)這兩個(gè)圖像的說(shuō)法中正確的是（）A．圖1中兩種狀態(tài)氧氣分子的平均速率相等B．圖1中在②狀態(tài)下，氧氣分子速率大小的分布范圍相對(duì)較大C．圖1中兩條圖線與橫軸包圍的面積相同D．圖2中分子間作用力與分子間距的關(guān)系圖中，陰影部分面積表示分子勢(shì)能差值，與零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)E．圖2中分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系圖中斜率絕對(duì)值表示分子間距離在該間距時(shí)的分子間作用力大小三、綜合題7．如圖所示，有兩個(gè)不計(jì)質(zhì)量和厚度的活塞M、N，將兩部分理想氣體A、B封閉在絕熱汽缸內(nèi)，溫度均是27℃．M活塞是導(dǎo)熱的，N活塞是絕熱的，均可沿汽缸無(wú)摩擦地滑動(dòng)，已知活塞的橫截面積均為S＝2cm2，初始時(shí)M活塞相對(duì)于底部的高度為h1＝27cm，N活塞相對(duì)于底部的高度為h2＝18cm．現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝1kg的小物體放在M活塞的上表面，活塞下降．已知大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa．(g＝10m/s2)（1）求下部分氣體的壓強(qiáng)大??；（2）現(xiàn)通過(guò)加熱絲對(duì)下部分氣體進(jìn)行緩慢加熱，使下部分氣體的溫度變?yōu)?27℃，求穩(wěn)定后活塞M、N距離底部的高度．8．為了保護(hù)文物，需抽出存放文物的容器中的空氣，充入惰性氣體，形成低氧環(huán)境，某密閉容器容積為V0，內(nèi)部有一體積為V0的文物，開始時(shí)密閉容器內(nèi)空氣壓強(qiáng)為p0，現(xiàn)用抽氣筒抽氣，抽氣筒每次抽出空氣的體積為ΔV，若經(jīng)過(guò)N次抽氣后，密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)閜N，假設(shè)抽氣的過(guò)程中氣體的溫度不變。（1）求經(jīng)過(guò)N次抽氣后密閉容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)pN；（2）若ΔV=V0，求經(jīng)過(guò)兩次抽氣后，密閉容器內(nèi)剩余空氣壓強(qiáng)及剩余空氣和開始時(shí)空氣的質(zhì)量之比。9．為擺脫水源條件的限制，宋朝時(shí)人們就發(fā)明了一種能汲取地下水的裝置——壓水井。在汕頭華僑公園的兒童玩水區(qū)，安放著如甲圖所示的壓水井讓孩子們體驗(yàn)。壓水井結(jié)構(gòu)如圖乙所示，取水時(shí)先按下手柄同時(shí)帶動(dòng)皮碗向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)上單向閥門關(guān)閉。皮碗向上運(yùn)動(dòng)到某個(gè)位置時(shí)，下單向閥門被頂開，水流進(jìn)入腔體內(nèi)。設(shè)某次下壓手柄前，腔體只有空氣，空氣的體積和壓強(qiáng)分別為和。現(xiàn)研究緩慢下壓手柄，直至下單向閥門剛被頂開的過(guò)程。已知大氣壓強(qiáng)為，水的密度為，下單向閥門質(zhì)量為m，橫截面積為S，下單向閥門到水面距離為，重力加速度為g。（1）簡(jiǎn)要說(shuō)明緩慢下壓手柄過(guò)程，腔內(nèi)氣體是吸熱還是放熱；（2）求下單向閥門剛被頂開時(shí)，腔體內(nèi)氣體的體積。10．某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積、質(zhì)量的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無(wú)摩擦滑動(dòng)。開始時(shí)氣體處于溫度、活塞與容器底的距離的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達(dá)容器內(nèi)的卡口處，此時(shí)氣體達(dá)到狀態(tài)B。活塞保持不動(dòng)，氣體被繼續(xù)加熱至溫度的狀態(tài)C時(shí)觸動(dòng)報(bào)警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中氣體內(nèi)能增加了。取大氣壓，求氣體。（1）在狀態(tài)B的溫度；（2）在狀態(tài)C的壓強(qiáng)；（3）由狀態(tài)A到狀態(tài)C過(guò)程中從外界吸收熱量Q。11．某品牌酒精消毒液按壓泵頭結(jié)構(gòu)圖如圖所示，它主要由進(jìn)液閥門、彈簧、排氣閥門、活塞組成，按下活塞，由于進(jìn)液閥門小球的阻擋，兩閥門間的空氣只能從排氣閥門排出；松開活塞，活塞將在彈簧的作用下抬起，同時(shí)排氣閥門關(guān)閉，消毒液將進(jìn)液閥門頂開，消毒液進(jìn)入兩閥門間的空間。每次按壓活塞最多只能將兩閥門間的體積減為原來(lái)的一半。（已知外界大氣壓強(qiáng)為p0，進(jìn)液閥門小孔的有效橫截面積為S，重力加速度大小為g，環(huán)境溫度保持不變）。（1）請(qǐng)用文字說(shuō)明為什么松開活塞后，消毒液可以進(jìn)入兩閥門間的空間。（2）為使該按壓頭正常工作，進(jìn)液閥門處小球的質(zhì)量不能超過(guò)多少？12．如圖所示，某同學(xué)用打氣筒給籃球打氣。已知圓柱形打氣筒內(nèi)部空間的高度為，內(nèi)部橫截面積為，當(dāng)外管往上提時(shí)，空氣從氣筒外管下端的中套上的小孔進(jìn)入氣筒內(nèi)，手柄往下壓時(shí)氣筒不漏氣，當(dāng)筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于籃球內(nèi)氣體壓強(qiáng)時(shí)，單向閥門K便打開，即可將打氣筒內(nèi)氣體推入籃球中，若籃球的容積，每次打氣前打氣筒中氣體的初始?jí)簭?qiáng)為，籃球內(nèi)初始?xì)怏w的壓強(qiáng)為，打氣過(guò)程中氣體溫度不變，忽略活塞與筒壁間的摩擦力，每次活塞均提到最高處，求：（1）第一次打氣時(shí)活塞下移多大距離時(shí)，閥門K打開？（2）至少打幾次可以使籃球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增加到？13．如圖所示為某興趣小組設(shè)計(jì)的研究氣體性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將高的一端封閉的圓柱形玻璃管緩慢均勻加熱到某一溫度，然后立即開口朝下豎直插入一個(gè)足夠大的水銀槽中，穩(wěn)定后測(cè)量發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)外水銀面的高度差為，此時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度為。已知大氣壓強(qiáng)恒為，環(huán)境溫度保持為27℃不變，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度間的關(guān)系為K，求：（1）玻璃管加熱后的溫度；（2）加熱過(guò)程中排出玻璃管的空氣占玻璃管中原有空氣的比例。14．如圖所示，傾角為的斜面上固定著兩端開口的汽缸，內(nèi)部橫截面的面積為，用兩個(gè)質(zhì)量分別為1kg和2kg的活塞A和B封住一定質(zhì)量的理想氣體，A、B均可無(wú)摩擦地滑動(dòng)，且不漏氣，B與一勁度系數(shù)為的輕彈簧相連，平衡時(shí)，兩活塞間的距離為10cm，現(xiàn)用沿斜面向上的力拉活塞A，使之緩慢地沿斜面向上移動(dòng)一定距離后，再次保持平衡，此時(shí)用力大小為5N的力拉活塞A。求活塞A沿斜面向上移動(dòng)的距離。（已知大氣壓強(qiáng)為，重力加速度大小為，氣體溫度保持不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)）15．足夠長(zhǎng)的A、B兩薄壁汽缸的質(zhì)量分別為，，分別用質(zhì)量與厚度均不計(jì)的活塞C、D將理想氣體M、N封閉在汽缸內(nèi)，C、D兩薄活塞用一跨過(guò)兩定滑輪且不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩連接，汽缸B放置在水平地面上，系統(tǒng)在圖示位置靜止時(shí)，汽缸A的底部距離地面的高度h＝22cm，C，D兩活塞距離地面的高度分別為2h與3h．外界大氣壓恒為，氣體M的熱力學(xué)溫度，C，D兩活塞的橫截面積均為，取重力加速度大小，不計(jì)一切摩擦．對(duì)氣體M緩慢加熱，氣體N的熱力學(xué)溫度始終保持在300K，求：（1）汽缸A的底部剛接觸地面時(shí)氣體M的熱力學(xué)溫度；（2）氣體M的溫度上升到時(shí)活塞D距離地面的高度。

1．C2．C3．D4．B5．A,B,D6．B,C,E7．（1）以兩個(gè)活塞和小物體作為整體受力分析得：得：（2）對(duì)下部分氣體進(jìn)行分析，初狀態(tài)壓強(qiáng)為，體積為，溫度為，末狀態(tài)壓強(qiáng)為，體積設(shè)為，溫度為由理想氣體狀態(tài)方程可得：，得：；活塞N距離底部的高度為16cm對(duì)上部分氣體進(jìn)行分析，根據(jù)玻意耳定律可得：得：，故此時(shí)活塞M距離底部的高度為8．（1）解：每次抽出氣體的體積為，由玻意耳定律可知第一次抽氣，有由玻意耳定律可知第二次抽氣，有聯(lián)立解得依此類推可得經(jīng)過(guò)N次抽氣后密閉容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為（2）解：若，由玻意耳定律可知第一次抽氣，有由玻意耳定律可知第二次抽氣，有聯(lián)立解得經(jīng)過(guò)兩次抽氣后的壓強(qiáng)為設(shè)剩余氣體在壓強(qiáng)為時(shí)的體積為V，則由玻意耳定律，有剩余氣體與原來(lái)氣體的質(zhì)量比解得9．（1）解：下壓手柄帶動(dòng)皮碗向上運(yùn)動(dòng)，氣體體積變大對(duì)外做功。緩慢移動(dòng)過(guò)程中，氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，則氣體應(yīng)吸熱。（2）解：設(shè)下閥門恰好要被頂開時(shí)，腔內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，體積為，則根據(jù)玻意耳定律有聯(lián)立得10．（1）根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中，封閉氣體的壓強(qiáng)不變?yōu)椋瑒t有解得（2）根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，氣體的體積不變，則有解得（3）根據(jù)題意可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程中氣體對(duì)外做功為

從狀態(tài)B到C的過(guò)程中，氣體不做功，由狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中，

根據(jù)由熱力學(xué)第一定律有

代入數(shù)據(jù)解得ΔU=188J11．（1）解：在活塞彈開過(guò)程中，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，在大氣壓力作用下，消毒液進(jìn)入進(jìn)液閥門。（2）解：假設(shè)活塞松開前到松開后并完全抬起過(guò)程中，兩閥門處于封閉狀態(tài)，對(duì)封閉氣體有，松開活塞前p1=p0，活塞完全抬起時(shí)V2=V由玻意耳定律p1V1=p2V2解得此時(shí)內(nèi)部氣體壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，排氣閥門在大氣壓力作用下關(guān)閉，假設(shè)成立。則對(duì)進(jìn)液閥門小球，由受力平衡有p2S＋mg=p0S解得12．（1）解：根據(jù)題意，設(shè)打氣筒內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增加到時(shí)活塞下壓的距離為，根據(jù)玻意耳定律得解得（2）解：根據(jù)題意，設(shè)至少打氣次后輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，根據(jù)玻意耳定律得解得13．（1）解：設(shè)玻璃管的橫截面積為，以插入水銀槽后玻璃管中的空氣為研究對(duì)象，初始狀態(tài)參量為最終穩(wěn)定后氣體的狀態(tài)參量為根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得解得（2）解：設(shè)玻璃管中空氣的體積為，經(jīng)過(guò)加熱，等壓膨脹后體積變?yōu)?，初始溫度加熱后溫度根?jù)加熱后排除玻璃管的空氣占比為聯(lián)立解得14．解：開始，對(duì)活塞A、B和理想氣體整體分析對(duì)活塞B再次平衡后，對(duì)活塞A施加力后，對(duì)活塞A、B和理想氣體整體分析對(duì)理想氣體根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程解得15．（1）解：對(duì)氣體M緩慢加熱過(guò)程中，氣體體積變大，活塞C相對(duì)地面的位置不變，汽缸A的底部下降，最后接觸地面，整