专题21 热力学定律-2021年等级考上海市高三上学期期中期末(一模)物理试题汇编(详解版)

1、222021年高考上海市高三上学期期中期末物理试题汇编专题21热力学定律（7个选择题，11个填空题，共18个题目）1、（2021上海市延安中学高三上学期11月期中）如图，开口向下的玻璃管插入水银槽中，管内封闭了一段气体，气体长度为1，管内外水银面高度差为h，若保持玻璃管不动，向水银槽内舀出少许水银，则（）l增大，h增大B.l减小，h增大C.l增大，h减小D.l减小，h减2、（2021上海市嘉定区一中高三上学期11月期中）如图所示，一定质量的气体被封闭在高H的容器下部,活塞质量m、横截面积S容器上方与大气接通，大气压强p0。初始时，活塞静止在容器正中间。不计活塞摩擦，保持温度不变，缓慢将活塞上部

2、抽成真空，最终容器内被封闭的气体压强是（）A.B.-定是卩0s2C.mgmgp+-或ossD.mgmgp+-介于和0ss之间某个值3、（2021上海市奉贤区高三上学期1月一模期末）如图，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为L1和L2的两段气体。若把玻璃管缓慢向上提起，但管口不离开液面，则管内气体的长度（）C.L1变大，L2变小D.L1变小，L2变大4、（2021上海市奉贤区高三上学期1月一模期末）如图所示是一定质量的理想气体的P-T图像，按图示箭头从状态a变化到状态b再变化到状态c。则在此过程中气体体积（）A.先.减小后增大B.先减小后不变C.先增大后减小D.先增大后

3、不变5、（2021上海市崇明县高三上学期1月一模期末热身）如图所示，一只贮有空气密闭烧瓶用玻璃管与水银气压计相连，气压计的A、B管内汞面在同一水平面上.现缓慢降低烧瓶内空气的温度，同时缓慢移动的气压计A管，使气压计B管的水银面保持在原来的水平面上，则的A.烧瓶内气体作等容变化，A管应向上移动B烧瓶内气体作等容变化，A管应向下移动烧瓶内气体作等温变化，A管应向上移动烧瓶内气体作等温变化，A管应向下移动6、（2021上海交大附中高三上学期11月期中）如图所示，质量为M导热性能良好的气缸由一根平行于斜面的细线系在光滑斜面上.气缸内有一个质量为m的活塞，活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气.气缸内密封有一定

4、质量的理想气体如果大气压强增大（温度不变），则（）A.气体的体积增大细线的张力增大气体的压强增大斜面对气缸的支持力增大7、（2021上海交大附中高三上学期11月期中）如图所示，一根粗细均匀，两端封闭的玻璃管中有一段水银柱，水银柱的上、下两段空气柱温度相等，水银柱静止不动。现在让这两段空气柱温度分别升高（上段空气）和At2（下段空气），而水银柱没有移动，比较A及At2的大小，可知（）A.人At2B.At2C.=At?D.无法确定8、（2021上海交大附中高三上学期11月期中）如图所示的是“研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系”的实验装置，其中对应的传感器（A）是传感器，传感器（B）

5、是传感器。9、（2021上海市九校高三上学期1月一模期末）夏天的阳光烤暖了大地，使地面附近的空气变热，形成暖气团升往高空而逐渐膨胀.由于暖气团体积非常大，可不计和外界大气的热交换，则暖气团在上升过程中内能（选填“减小”“增大”或“不变”），暖气团内部的温度（选填“升高”“降低”或“不变”）.10、（2021上海市浦东新区高三上学期1月一模期末）如图所示，两端封闭的均匀玻璃管竖直放置，管中间有一段水银柱将管中气体分成体积相等的两部分，管内气体的温度始终与环境温度相同一段时间后，发现下面气体的体积比原来大了，则可以判断环境温度了（填“升高”或“降低”），下面气体压强的变化量上面气体压强的变化量（填

6、“大于”、“等于”或“小于”）11、（2021上海市延安中学高三上学期11月期中）一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为卩0，开始时内部封闭气体的压强为P0。经过太阳暴晒，气体温度由T0二300K升至T=350K。求此时气体的压强为;保持T=350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回11到P0，求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为。12、（2021上海市奉贤区高三上学期1月一模期末）如图所示，两端封闭的均匀半圆（圆心为O）管道内封闭一定质量理想气体，管内有不计质量、可自由移动的、绝热活塞P，将管内气体分成两部分。开始时右侧气体的压强为Pa。（2）

7、若缓慢升高左侧气体的温度时，为保持活塞位置不变，则右侧气体的温度同时缓慢升高，应为左侧气体温度倍。13、（2021上海市嘉定区高三上学期1月一模期末）如图所示，竖直圆筒固定不动，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有一定量的理想气体，气柱长l=10cm。活塞A上方为水银，粗细两筒中水银柱的高度分别为H=3cm和h=2cm,两活塞与筒壁间的摩擦不计。用外力向上托住B，使之处于平衡状态。若外界大气压始终为p0=76cmHg，环境温度为27C。（1）求图示状态封闭气体的压强p1；（2）保持温度不变，向上缓慢推动活塞B,试计算粗筒中的水银柱刚好完全进入细筒时，封闭气体的压强

8、p2和活塞B上升的距离x；（3）在第2问的基础上，固定活塞B的位置不变，将装置放入57C的恒温箱中。一段时间后，在细筒上方注入水银，为保证活塞A不向下移动，则注入水银的最大高度h为多少？（4）请在pV图上定性画出气体状态变化的整个过程。14、（2021上海市嘉定区一中高三上学期11月期中）一定质量的气体经历a、b、c、d四段变化过程，压强与热力学温度的关系如图所示，气体体积在增大的过程是。忽略气体分子势能，气体的内能在增大的过程是。15、（2021上海市金山区高三上学期1月一模期末）固定三通管的AB管竖直、CD管水平，水银在管子的A端封闭了一定量的气体。初始时封闭空气柱长度为l,AB管内水银柱

9、长2h如图所示。打开阀门后，A端气体将经历过程；稳定后，空气柱的长度为。（已知大气压强为p0，水银的密度为P重力加速度为g）16、（2021上海市浦东新区高三上学期1月一模期末）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同此时，容器中空气的温度（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度17、（2021上海市松江区高三上学期1月一模期末）如图，固定密闭容器内储有一定量的水，若拔掉容器底部的软木塞，可能观察到的现象有

10、18、（2021上海市长宁区高三上学期1月一模期末）气缸侧立于水平面上，质量为1kg的活塞位于气缸口处，并将一定质量27C的气体封闭于气缸中，如图甲所示，不计活塞与缸壁间摩擦。将气缸顺时针缓慢旋转至直立位置时，测得气体温度为177弋，如图乙所示，已知气缸在旋转过程中，活塞在气缸中的位置始终不变。则此时气体压强为Pa。之后保持温度不变，在活塞上方加kg的重物，活塞可以将气体的体积压缩一半。（大气压强为1.0 x105Pa）2021年高考上海市高三上学期期中期末物理试题汇编专题21热力学定律（7个选择题，11个填空题，共18个题目）1、（2021上海市延安中学高三上学期11月期中）如图，开口向下的

11、玻璃管插入水银槽中，管内封闭了一段气体，气体长度为1，管内外水银面高度差为h，若保持玻璃管不动，向水银槽内舀出少许水银，则（）A.l增大，h增大B.l减小，h增大C.l增大，h减小D.l减小，h减小【答案】A解析】先假设向水银槽内舀出少许水银时水银柱不动，求解出气体的压强，看能否平衡；再假设向水银槽内加入少许水银时液面与水银柱上升相同的高度，分析压强的变化情况，看能否平衡。由题意可知变化过程等温变化；先假设向水银槽内舀出少许水银时水银柱不动P+pgh-P0h增大，则封闭气体压强P减小，在大气压的作用下水银柱下降，而封闭气体由于压强减小，体积增大，故l增大；根据P+pgh-P0平衡，可知h增大。

12、故A正确，BCD错误。故选A。【点评】本题考查理想气体状态方程的动态变化问题，学会先假设某些量不变，然后再根据相关公式分析各个状态参量的变化情况。2、（2021上海市嘉定区一中高三上学期11月期中）如图所示，一定质量的气体被封闭在高H的容器下部，活塞质量m、横截面积S容器上方与大气接通，大气压强Po。初始时，活塞静止在容器正中间。不计活塞摩擦，保持温度不变，缓慢将活塞上部抽成真空，最终容器内被封闭的气体压强是（）H/2mgA.一定是+mgB.-定是0s2mgp+D.介于和0s之间某个值s【答案】C【解析】【分析】对整个气缸进行受力分析得到外力大小，再对活塞应用受力平衡得到压强大小，从而由等温变

13、化得到体积变化，进而得到上升距离。汽缸内气体原来的压强为P、后来的压强为P，活塞上升至高度为h对活塞受力分析，根据平衡条件得pS=pS+mg变化后属于等温变化，由玻意耳定律得V=SH联立得pSH+mgH若mgp0S，则hAt2B.p1，设气体的温度为T水银柱不动，说明气体体积不变，两部分气体压强变化量相等，气体发生等容变化，由查理定律得:p_ApT_At解得:TAt=App因为Ap、T相同，初始压强大的At小，则AtAt12故选A。8、（2021上海交大附中高三上学期11月期中）如图所示的是“研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系”的实验装置，其中对应的传感器（A）是传感器，传感器

14、（B）是传感器。【答案】（1）.压强（2）.温度【解析】“研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系”的实验装置含有压强传感器和温度传感器。压强传感器只需要联通就可以和待测气体保持压强相同，因此上方是压强传感器温度传感器需要和待测气体充分接触，才能达到温度平衡，因此应该在储气罐保持密切接触，因此B为温度传感器。9、（2021上海市九校高三上学期1月一模期末）夏天的阳光烤暖了大地，使地面附近的空气变热，形成暖气团升往高空而逐渐膨胀.由于暖气团体积非常大，可不计和外界大气的热交换，则暖气团在上升过程中内能（选填“减小”“增大”或“不变”），暖气团内部的温度（选填“升高”“降低”或“不变”）

15、.【答案】（1）.减小（2）.降低【解析】暖气团在上升过程中膨胀，对外做正功，由热力学第一定律知内能减小；气体由于分子间距离较大，不考虑分子势能，所以气体只有分子动能，内能减小，分子的平均动能减小温度降低。10、（2021上海市浦东新区高三上学期1月一模期末）如图所示，两端封闭的均匀玻璃管竖直放置，管中间有一段水银柱将管中气体分成体积相等的两部分，管内气体的温度始终与环境温度相同一段时间后，发现下面气体的体积比原来大了，则可以判断环境温度了（填“升高”或“降低”），下面气体压强的变化量上面气体压强的变化量(填“大于”、“等于”或“小于”)01答案】(1).升高(2).等于解析】面部分体积变大，

16、则说明水银柱发生了向上运动，则其受力出现了不平衡；若气体温度变化则压强变化，假设两部分气体体积不变，则压强变化量为#=-p1/,若升温则增加，若降温则减小，两部分气体的温1度变化量相同，则压强的变化量大小决定于T1，因下端气体的压强大于上端气体的压强，温度相同，则得1下端部分的压强变化量大于上端的压强的变化量则若温度降低压强都减小，下面降的多，则水银柱会向下移动，若升温则下面气体压强增加的多，水银柱向上移动据此可知本题中温度升高；最终稳定时，根据p=p-pgh，可知p=Ap上下上下点睛：水银柱的移动是由于受力不平衡而引起的，而它的受力改变又是两段空气柱压强变化量的不同造成的，所以必须从压强变化

17、入手进行求解，此题要先假设气体体积不变，从而讨论压强的变化量11、(2021上海市延安中学高三上学期11月期中)一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为卩0，开始时内部封闭气体的压强为P0。经过太阳暴晒，气体温度由T0=3K升至T=350K。求此时气体的压强为;保持T=350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回11到P0，求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为。【答案】7(1).6po.6:7【解析】1设升温后气体的压强为p,由于气体做等谷变化，根据查理定律得匸300K,T1=350K解得pVm根据克拉伯龙方程=7R，得集热器内气体的体积不变则得剩余

18、气体的质量与原来总质量的比值m6m7012、(2021上海市奉贤区高三上学期1月一模期末)如图所示，两端封闭的均匀半圆(圆心为O)管道内封闭一定质量理想气体，管内有不计质量、可自由移动的、绝热活塞P,将管内气体分成两部分。开始时右侧气体的压强为Pa。(2)若缓慢升高左侧气体的温度时，为保持活塞位置不变，则右侧气体的温度同时缓慢升高，应为左侧气体温度倍。【答案】(1).1.5x105(2).1【解析】1对于管道右侧气体，由于气体做等温变化，则有：PV1=P2V2V二-V231解得p2=1.5X105Pa2左右两边气体的体积均不变，则对左侧气体耳二P左TT0左对右侧气体耳二厶TT0右T左=右即右侧

19、气体的温度应为左侧气体温度1倍。13、(2021上海市嘉定区高三上学期1月一模期末)如图所示，竖直圆筒固定不动，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有一定量的理想气体，气柱长l=10cm。活塞A上方为水银，粗细两筒中水银柱的高度分别为H=3cm和h=2cm,两活塞与筒壁间的摩擦不计。用外力向上托住B，使之处于平衡状态。若外界大气压始终为p0=76cmHg，环境温度为27C。求图示状态封闭气体的压强p；保持温度不变，向上缓慢推动活塞B,试计算粗筒中的水银柱刚好完全进入细筒时，封闭气体的压强p2和活塞B上升的距离x；在第2问的基础上，固定活塞B的位置不变，将装置放入57

20、C的恒温箱中。一段时间后，在细筒上方注入水银，为保证活塞A不向下移动，则注入水银的最大高度h为多少？请在p-V图上定性画出气体状态变化的整个过程。T+_L丁丿丄【解析】(1)由题意可得p=p+pg(h+H)=76cmHg+(2+3)cmHg=81cmHg10(2)因为粗筒的面积是细筒面积的4倍，则水银柱完全推入细筒时有H，=4H+h=(4x3+2)cm=14cm所以p=p+pgH=76cmHg+14cmHg=90cmHg20设封闭气体后来的高度为l，粗筒截面积为S,因为温度不变，根据玻意耳定律有plS=plS12得l=9cm则x=l+H-1=(10+3-9)cm=4cm（3）因为体积不变，根据

21、查理定律得T2=T3即90cmHg23(273+27)K=(273+57)Kp=99cmHg3p=p+pg(H+h)30h=9cm（4）如图所示14、（2021上海市嘉定区一中高三上学期11月期中）一定质量的气体经历a、b、c、d四段变化过程，压强与热力学温度的关系如图所示，气体体积在增大的过程是。忽略气体分子势能，气体的内能在增大的过程是。【答案】（1）.c过程（2）.b过程【解析】12由图可知，a过程，温度不变，压强增大，由玻意耳定律可得，气体的体积减小，由于a过程温度不变,因此内能不变；b过程温度升高，压强增大，由于图像的斜率不变，因此气体的体积不变，由于b过程温度升高，因此气体的内能增

22、大；c过程压强减小，温度不变，由玻意耳定律可得，气体体积增大，由于c过程温度不变，因此气体的内能不变；d过程温度降低，压强减小，由于图线的斜率不变，因此的体的体积不变，由于d过程气体的温度降低，因此气体的内能减小；综上所述，气体体积在增大的过程是c过程，气体的内能在增大的过程是b过程；15、（2021上海市金山区高三上学期1月一模期末）固定三通管的AB管竖直、CD管水平，水银在管子的A端封闭了一定量的气体。初始时封闭空气柱长度为l,AB管内水银柱长2h,如图所示。打开阀门后，A端气体将经历过程；稳定后，空气柱的长度为。（已知大气压强为p0，水银的密度为P重力加速度为g）P2pgh【答案】（1）

23、.等温压缩（2）.-phlp-Pgh【解析】12三通管不是绝热管，打开阀门后，A端气体进行等温变化，设管的横截面积是S,阀门打开前，封闭气体的压强是P1，打开后，压强为P2,根据玻意耳定律PV=PV1122而P=P+pg2h01P=P+pgh02并且V=lS，V=lS12联立可得p-2pghl=elp-pghe由上式可看出，气柱的长度减小了，则封闭气体经历了等温压缩。16、（2021上海市浦东新区高三上学期1月一模期末）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同此时，容器中空气的温度（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气