2023年高考物理真題模擬試題專項(xiàng)匯編：（11）熱學(xué)（含答案）

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1.【2023年全國甲卷】[物理——選修3-3]

（1）在一汽缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體，發(fā)生下列緩慢變化過程，氣體一定與外界有熱量交換的過程是_______。

A.氣體的體積不變，溫度升高

B.氣體的體積減小，溫度降低

C.氣體的體積減小，溫度升高

D.氣體的體積增大，溫度不變

E.氣體的體積增大，溫度降低

（2）一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)大氣壓，溫度為17℃，密度為。

（i）升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27℃時(shí)內(nèi)氣體的密度；

（ii）保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個(gè)大氣壓，求此時(shí)艙內(nèi)氣體的密度。

2.【2023年全國乙卷】[物理——選修3-3]

（1）對(duì)于一定量的理想氣體，經(jīng)過下列過程，其初始狀態(tài)的內(nèi)能與末狀態(tài)的內(nèi)能可能相等的是________。

A.等溫增壓后再等溫膨脹

B.等壓膨脹后再等溫壓縮

C.等容減壓后再等壓膨脹

D.等容增壓后再等壓壓縮

E.等容增壓后再等溫膨脹

（2）如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長度均為20cm的兩段細(xì)管組成，A管的內(nèi)徑是B管的2倍，B管在上方。管內(nèi)空氣被一段水銀柱隔開。水銀柱在兩管中的長度均為10cm?，F(xiàn)將玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管內(nèi)的空氣柱長度改變1cm。求B管在上方時(shí)，玻璃管內(nèi)兩部分氣體的壓強(qiáng)。（氣體溫度保持不變，以cmHg為壓強(qiáng)單位）

3.【2023年新課標(biāo)卷】如圖，一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連接的兩絕熱活塞將汽缸分為f、g、h三部分，活塞與汽缸壁間沒有摩擦。初始時(shí)彈簧處于原長，三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等?，F(xiàn)通過電阻絲對(duì)f中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達(dá)到穩(wěn)定后()

A.h中的氣體內(nèi)能增加B.f與g中的氣體溫度相等

C.f與h中的氣體溫度相等D.f與h中的氣體壓強(qiáng)相等

4.【2023年遼寧卷】“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的裝置，可在用電低谷時(shí)儲(chǔ)存能量、用電高峰時(shí)釋放能量。“空氣充電寶”某個(gè)工作過程中，一定質(zhì)量理想氣體的圖像如圖所示。該過程對(duì)應(yīng)的圖像可能是()

A.B.C.D.

5.【2023年江蘇卷】如圖所示，密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過程中()

A.氣體分子的數(shù)密度增大

B.氣體分子的平均動(dòng)能增大

C.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積器壁的作用力減小

D.單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小

6.【2023年江蘇卷】在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。利用注射器選取一段空氣柱為研究對(duì)象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是()

A.把柱塞快速地向下壓

B.把柱塞緩慢地向上拉

C.在橡膠套處接另一注射器，快速推動(dòng)該注射器柱塞

D.在橡膠套處接另一注射器，緩慢推動(dòng)該注射器柱塞

7.【2023年山東卷】一定質(zhì)量的理想氣體，初始溫度為，壓強(qiáng)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(duì)外做功

C.等壓過程中，氣體體積增加了原體積的

D.兩個(gè)過程中，氣體的內(nèi)能增加量都為

8.【2023年山東卷】利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)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(qiáng)傳感器相連。活塞上端固定一托盤，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強(qiáng)P和體積V（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。

回答以下問題：

（1）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線，說明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體___________.

A.p與V成正比B.p與成正比

（2）若氣體被壓縮到，由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為___________（保留3位有效數(shù)字）。

（3）某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了，則在計(jì)算乘積時(shí)，他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨p的增大而___________（填“增大”或“減小”）。

答案以及解析

1.答案：(1)ABD

(2)見解析

解析：(1)理想氣體的分子勢能忽略不計(jì)，氣體質(zhì)量一定，分子數(shù)一定，故氣體內(nèi)能與氣體分子平均動(dòng)能(溫度)呈正相關(guān)。氣體的體積不變，氣體對(duì)外界不做功，即，溫度升高，即氣體內(nèi)能U增大，，則由熱力學(xué)第一定律可知，，即氣體從外界吸熱，A正確；氣體的體積減小，外界對(duì)氣體做功，即，溫度降低，即氣體內(nèi)能U減小，，則，即氣體對(duì)外界放熱，B正確；氣體的體積減小，，溫度升高，即氣體內(nèi)能U增大，，則Q可能為零，即氣體可能與外界無熱量交換，C錯(cuò)誤；氣體的體積增大，氣體對(duì)外界做功，即，溫度不變，即氣體內(nèi)能U不變，，則，即氣體從外界吸熱，D正確；氣體的體積增大，，溫度降低，即氣體內(nèi)能U減小，，則Q可能等于零，即氣體可能與外界無熱量交換，E錯(cuò)誤。

(2)解法一假設(shè)被釋放的氣體始終保持與艙內(nèi)氣體同溫同壓，對(duì)升溫前艙內(nèi)氣體，由理想氣體狀態(tài)方程有

氣體的體積

解得

(i)氣體壓強(qiáng)不變，已知

上式簡化為

將已知數(shù)據(jù)代入解得

(ii)氣體溫度，壓強(qiáng)，密度

代入

解得

解法二(i)已知初態(tài)氣體壓強(qiáng)，溫度高壓艙內(nèi)氣體體積為，保持氣體壓強(qiáng)不變，假設(shè)升溫后氣體體積增大為，由蓋-呂薩克定律可知

又氣體質(zhì)量保持不變，即

解得

(ii)保持氣體溫度不變，降壓前氣體體積為，壓強(qiáng)為，降壓后壓強(qiáng)減小為，氣體體積增大為，由玻意耳定律有

同時(shí)

聯(lián)立解得

解法三(i)設(shè)升溫并釋放部分氣體之前，艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，溫度為，質(zhì)量為，體積為；升溫并釋放部分氣體之后，艙內(nèi)剩余氣體的壓強(qiáng)為，溫度為，質(zhì)量為，體積為，則由題意可知

由理想氣體狀態(tài)方程有

又

則

代入數(shù)據(jù)解得

(ii)設(shè)壓強(qiáng)降至1.0個(gè)大氣壓時(shí)，艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，溫度為，質(zhì)量為，體積為

由理想氣體狀態(tài)方程有

又

則

又由(i)得

聯(lián)立可得

代入數(shù)據(jù)解得

2.答案：(1)ACD

(2)見解析

解析：(1)根據(jù)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)可知，若初末狀態(tài)的內(nèi)能相等，則初末狀態(tài)的溫度相等。等溫增壓后再等溫膨脹，溫度不變，初末狀態(tài)的內(nèi)能相等，A正確；等壓膨脹過程，由蓋-呂薩克定律可知，溫度升高，再等溫壓縮，末狀態(tài)的溫度一定高于初狀態(tài)，B錯(cuò)誤；等容減壓過程，根據(jù)查理定律可知，溫度降低，再等壓膨脹，由蓋-呂薩克定律可知，溫度升高，故有可能初末溫度相等，C正確；等容增壓過程，根據(jù)查理定律可知，溫度升高，再等壓壓縮，由蓋-呂薩克定律可知，溫度降低，故有可能初末溫度相等，D正確；等容增壓過程，根據(jù)查理定律可知，溫度升高，再等溫膨脹，末狀態(tài)的溫度一定高于初狀態(tài)，E錯(cuò)誤。

(2)B管在上方時(shí)，設(shè)B管中氣體的壓強(qiáng)為，長度

則A管中氣體的壓強(qiáng)為，長度

倒后，A管在上方，設(shè)A管中氣體的壓強(qiáng)為管內(nèi)空氣柱長度

已知A管的內(nèi)徑是B管的2倍，則水銀柱長度為

則B管中氣體壓強(qiáng)為

B管內(nèi)空氣柱長度

對(duì)A管中氣體，由玻意耳定律有

對(duì)B管中氣體，由玻意耳定律有

聯(lián)立解得

3.答案：AD

解析：對(duì)活塞和彈簧整體受力分析壓強(qiáng)，D對(duì)

f中的氣體升溫，活塞右移

對(duì)h中的氣體，A對(duì)

升溫前，彈簧處于原長狀態(tài)，f和g中氣體的壓強(qiáng)相等，升溫后判斷彈簧的形變情況如下

假設(shè)升溫后，彈簧處于原長，則

相矛盾，假設(shè)不成立

假設(shè)升溫后，彈簧伸長，則

相矛盾，假設(shè)不成立

因此彈簧只能