广东省广州市2021-2023年高考物理模拟题汇编-10热学

广东省广州市2021-2023年高考物理模拟题分类汇编TO热

学

一、填空题

1.（2022・广东广州•统考二模）一定质量的理想气体，从外界吸收热量500J,同时对外

做功IoOJ,则气体内能变化_____J,分子平均动能（选填“增大”“减小”或"不变”）。

2.（2022.广东广州.统考一模）拔火罐是传统中医理疗方式，医生先用点燃的酒精棉球

加热小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐紧贴皮肤，以

达到通经活络、祛风散寒等目的。小罐内的空气在冷却过程后体积减小，分子平均动能

；单位体积内的分子数。（以上两空均选填“增大""减小''或"不变”）

3.（2022.广东广州.统考二模）一定质量的理想气体的压强P与热力学温度T的关系图

像如图所示，其中图线的AB段平行于纵轴，BC段平行于横轴。则从A状态到B状态,

气体（选填“吸收”、或"放出”）热量，从8状态到C状态，气体分子单位时间内

对容器壁单位面积的碰撞次数（选填“增多”、"不变”或"减少"），A、B、C三个

状态相比，气体密度最大的是（选填"A”、"6,或“CD。

4.（2021•广东广州•统考模拟预测）如图是分子间作用力与分子间距离关系的示意图，

由图可知当分子间距离为〃时，分子间的斥力大小引力大小；分子间距离为〃时

5.（2021.广东广州.统考一模）严寒的冬天，“泼水成冰”。洒向空中的热水迅速降温并

结冰。热水在降温过程中，水分子热运动的平均动能；一定质量的水变成

（TC冰的过程中，内能,分子平均间距。（均选填“增大”、"减小”或

“不变，，）

6.（2021•广东广州.统考二模）如图，慢慢向玻璃杯里注水，由于液面的表面张力作用,

即使水面稍高出杯口，水仍不会溢出。液体的表面张力使液面具有（选填“收缩”

或“扩张”）的趋势，这是因为液体跟空气接触的表面层里，分子间的距离要比液体内部

的大，分子间的相互作用表现为（选填“引力”或“斥力”）。

7.（2021・广东广州•统考一模）容积一定的密闭容器内有一定质量的理想气体，在匕、乙

两种温度下气体分子的速率分布如图所示，其中温度为（选填“Z”或“4”）

时对应气体的内能较大；该气体温度由（变化到弓的过程必须（选填“吸热”或

8.（2021・广东广州•统考三模）如图所示，汽车引擎盖被气弹簧支撑着。气弹簧由活塞

杆、活塞、填充物、压力缸等部分组成，其中压力缸为密闭的腔体，内部充有一定质量

的氮气，再打开引擎盖时密闭于腔体内的压缩气体膨胀，将引擎盖顶起，若腔体内气体

与外界无热交换，内部的氮气可以视为理想气体，则腔体内气体分子的平均动能

（选填“减小”或者"增大”），腔体内壁单位时间、单位面积被氮气分子碰撞的

次数（选填“增多”、“减少”或“不变”）

二、解答题

试卷第2页，共6页

9.（2023•广东广州•统考一模）一只乒乓球在环境温度为27。C时，球内气体的压强为

LOxlO5Pa＞体积为％某次乒乓球被踩瘪，但没有破，球内气体的体积变为。现

将瘪了的乒乓球放入热水中，乒乓球恢复原形时，球内气体的温度为87。（2。

（1）乒乓球在热水中恢复原形前，球内气体分子平均动能如何变化？

（2）求球被踩瘪后和在热水中恢复原形时，对应球内气体的压强Pl和P2。

10.（2023∙广东广州•统考一模）负压救护车在转运传染病人过程中发挥了巨大作用，所

谓负压，就是利用技术手段，使负压舱内气压低于外界大气压，所以空气只能由舱外流

向舱内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。某负压救护车负压舱没有

启动时，设舱内的大气压强为po、温度为G、体积为力,启动负压舱后，要求负压舱

外和舱内的压强差为念。

①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高到gT。时，求舱

内气体压强是多少。

②若启动负压舱，舱内温度保持Tb不变，达到要求的负压值，求需要抽出压强为P。状

态下多少体积的气体。

IL（2022∙广东广州•统考模拟预测）如图所示，导热气缸开口向右水平放置，缸内活塞

密闭效果良好且能无摩擦滑动。开始时活塞在虚线位置静止（状态I）,封闭气体体积为

V=IL,通过给缸体缓慢加热，气体膨胀至体积加倍（状态∏）,此时气缸内壁的卡销自

动开启，同时停止加热，待气缸慢慢冷却至环境温度（状态皿）。若封闭气体可视为理

想气体，环境温度为27℃,外界大气压强为P（FI.0xl05Pa.求：

（1）请在坐标图上画出封闭气体的压强P随热力学温度T的变化图像，并通过计算说

明作图所需的关键状态参量；

（2）若给缸体缓慢加热的过程，气体吸收的热量为Q=220J,则在气缸冷却的过程气体

放出的热量是多少？

12.（2022・广东广州•统考二模）如图，刚经过高温消毒的茶杯和杯盖，从消毒碗柜里取

出后，茶杯放置在水平桌面上并立刻盖上杯盖，茶杯内密封温度为87℃、压强等于外

界大气压强P。的气体。已知杯盖的质量为，“，杯口面积为S,重力加速度为g。求茶杯

内气体降温至27℃时，茶杯对杯盖的支持力大小。

13.（2022.广东广州.统考一模）如图是容积为2X1（Γ3nι3的气压式浇花喷水壶，现向喷

水壶内装入一定质量的水，通过打气使壶内气压达到2/%,浇花时打开喷嘴开关就有水

雾喷出，当壶内气压降为102%,壶内的水刚好全部喷出，已知水的密度为

1.0×10,kg∕m∖细管和喷嘴的容积可忽略，求装入壶内水的质量。

14.（2022•广东广州.统考二模）水银气压计的工作原理如图所示，若某水银气压计中混

入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空，当实际大气压相当于

768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有750mm,此时管中的水

银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为74Omm水银柱时，实际的大气压

相当于多高水银柱产生的压强？设温度保持不变。

15.（2021•广东广州•统考模拟预测）如图，质量为M的气缸倒扣在横截面积为5、厚度

不计、可与气缸壁无摩擦滑动且不漏气的活塞上。开始时，气缸内理想气体温度为7°,

气缸静止时活塞位于气缸正中间位置。已知大气压强为外，重力加速度为g。现缓慢加

热缸内气体，当活塞恰好位于气缸口时，求气缸内气体的压强和温度。

试卷第4页，共6页

16.（2021•广东广州.统考二模）如图，锅炉外壁紧贴着一个导热性能良好右壁开孔与大

气相通的气缸，用于监控锅炉外壁的温度。轻质活塞通过轻杆与气缸右壁的压力传感器

相连；锅炉未工作时，活塞左侧封闭温度300K、压强为105Pa的空气，此时传感器的

5

示数为0。已知大气压强为IOPa,活塞横截面积为10¾12,不计活塞与气缸壁间的摩

擦，锅炉工作时，求压力传感器示数尸与锅炉外壁温度T的关系式。

d

压力传感器

）\锅炉外壁

17.（2021∙广东广州.统考一模）根据国家标准化管理委员会批准的《乘用车轮胎气压监

测系统的性能要求和试验方法》相关规定，现在所有在产乘用车强制安装TPMS（胎压

监测系统）。驾驶员在开车前发现其中一条轮胎内的压强为150kpa,此时环境温度为

27℃,为保证行车安全，驾驶员对其充气。己知轮胎容积为22L,该型号汽车正常行驶

时胎压需达到250kpa,轮胎内温度为57tlC,气体被充入前的压强为大气压强

5

P0=LOxlOPa,温度与环境温度相同，不考虑轮胎容积的变化，求被充入的气体在充

入前的体积。

18.（2021・广东广州•统考一模）如图是由气缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车减

震装置，该装置的质量、活塞柱与气缸摩擦均可忽略不计，气缸导热性和气密性良好。

该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长状态，气缸内的气体可视为理想气体，压强为

LOxlO5Pa,封闭气体和活塞柱长度均为0.20m。活塞柱横截面积为LOXl（T'm］；该装

置竖直安装到汽车上后，其承载的力为3.0x103N时，弹簧的压缩量为（）.i（）m0大气压

强恒为LOXlO'pa,环境温度不变。求该装置中弹簧的劲度系数。

Y上支座

oɪ气缸

弹簧

0.20m活塞柱

-L_一下支座

19.(2021•广东广州•统考三模)如图，在一个空的铝制易拉罐中插入一根透明吸管，接

口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略)。如果不计大气压的变化，这

就是一个简易“温度计”，已知大气压强是LOxiOSpa,易拉罐的容积是300cm3,均匀吸

管内部的横截面积为0.2cm2,吸管露出的长度为20cm,当温度为27。C时，油柱刚好在

吸管和易拉罐的接口处。缓慢升高环境温度，易拉罐中气体从外界吸热10J,油柱恰好

到达吸管管口，求：

(1)此时环境温度T；

(2)易拉罐中气体内能的变化△以

试卷第6页，共6页

参考答案：

ɪ.400J增大

【详解】川［2］根据热力学第一定律得

Δt∕=β+W=500J-100J=400J,∆f∕>0

理想气体内能增加，气体温度一定升高；温度是分子的平均动能的标志，所以分子的平均动

能一定增大。

2.减小增大

【详解】［1］小罐内的空气在冷却过程后，温度降低，分子平均动能减小；

⑵小罐内的空气在冷却过程后，体积减小，而气体的质量不变，分子的个数不变，单位体

积内的分子数增大。

3.吸收减少A

【详解】［1］从A状态到B状态，温度不变

Δt∕=O

根据

叱=C

T

压强减小，体积增大，即

%>匕

气体对外做功

WcO

根据

AU=W+Q

则

Q>0

吸收热量

⑵从8状态到C状态，根据

叱=C

T

压强不变，温度升高，体积变大，即

Mc

保持压强不变，气体的体积增大，气体的密度减小，气体分子单位时间内对容器壁单位面积

答案第1页，共8页

的碰撞次数减小

［3］根据

m

P=-

V

则气体密度最大的是A

4.等于小于

【详解】［1］当分子间距离为。时，分子力等于零，即分子间的斥力大小等于引力大小。

⑵分子间距离由。变为'2的过程中，分子引力对分子做负功，分子势能增大，所以分子间

距离为〃时的分子势能小于分子间距离为r2时的分子势能。

5.减小减小增大

【详解】U］温度是分子平均动能的标志，热水在降温过程中，水分子热运动的平均动能减

小；

［2］(TC水变成0℃冰的过程是凝固过程，凝固放热，所以水放出热量，温度不变，内能减小;

［3］0℃水变成0℃冰的过程中，体积要变大，则分子平均间距增大。

6.收缩引力

【分析】考查液体的表面张力。

【详解】［1］作为分子力的宏观表现，表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势；

⑵液体表面层分子比较稀疏，分子作用力表现为引力。

7.T2吸热

【详解】川不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计

规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以有

τl<τ2

气体的内能仅仅与气体的温度有关，所以T2所对应的气体内能较大；

⑵该气体温度由7；变化到心的过程，温度升高，内能增大，则应吸热。

8.减小减小

【详解】⑴⑵根据AU=W+Q，因为与外界无热交换所以Q=O,因为气体膨胀对外做功所以

W<0,故AU<O,所以分子的内能减小，平均动能减小。此过程中因为分子速率减小，空间

里分子的密度减小，故氮气分子碰撞次数减小。

答案第2页，共8页

9.(1)增大;(2)/J≈l.IxlO5Pa,Λ=1.18×105Pa

【详解】(1)乒乓球放入热水中，球内气体温度升高，而温度是分子平均动能的标志，故球

内气体分子平均动能增大。

(2)初状态8=1.0xl()5pa,根据波意耳定律

9

解得

EHLIXlO'Pa

球被踩瘪后工=30OK,恢复原形时(=360K,根据理想气体状态方程

勺P1-0V=8VZ

工T2

解得

=1.18×10,Pa

10.①*Po：②乂

4°1000

【详解】①由于舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高后压强为P-由查理定

律可得

PSL=.EI.

工,为

解得

5

Pl=ZP。

②启动负压舱，设舱内气体体积变为匕+AV,压强为心，由负压舱特点可得

=

P2Po----^―

201000

由玻意耳定律可得

PM=P2化+村)

设抽出气体在压强外状态下的体积为匕，由玻意耳定律可得

PqV=p0vl

答案第3页，共8页

解得

'IOOO

ɪɪ.(I)见解析；(2)12OJ

【详解】(D状态I状态参量：体积：V=IL,温度：7j=273K+27=300K,压强:

5

Pl=pa=1.0×IOPa

状态Il状态参量：体积：V2=2L;由于等压膨胀

5

p2=pl=1.0×10Pa

由等压变化规律

匕一匕

T∖T2

解得

T2=27；=600K

状态m状态参量：(=300K,体积：⅛=⅛=2L

由等容变化可知

*瓜

T2Ti

可得

5

p3=0∙5×IOPa

封闭气体的压强P随热力学温度7的变化图像为

PO

；PQ

O300~600~

(2)加热过程由热力学第一定律

Aq=WI+0

外界做功

53

Wf=-p∣ΔK=-I.0×10×l×10J=-100J

又Q=220J,可得

答案第4页，共8页

∆t∕l=120J

气缸冷却过程是等容变化，则

W2=O

内能变化

Δt72=-Δt∕1=-120J

由AU2=W2+Q2,可得

Q2=-120J

则在气缸冷却的过程气体放出的热量120Jo

12.pS+mg

60

【详解】茶杯内初始温度为

η=(87+273)K=360K

降温后末状态温度为

η≈(27+273)K=300K

杯内封闭气体发生等容变化，有

Po_=P^_

Z~T2

代入数据解得：最后杯内气体的压强

,5

P=TPo

O

对杯盖，有

p'S+N=pOS+mg

解得

N=wP<>S+ιng

O

13.0.98kg

【详解】设水壶体积为匕装入壶内水的质量为〃?，则喷水前打入的空气体积

V^V--

P

根据理想气体状态方程

答案第5页，共8页

2p0Vl=1.02p0V

解得

m=O.98kg

14.756mmHg

【详解】对上面封闭的气体，初态：p∕≈768mmHg-750mmHg=18mmHg½=80S

末态：P2=(p-740)mmHgV,2=90S

根据被意耳定律

p∣VI-p2V2

解得

p=756mmHg

【详解】假设初始状态下缸内气体压强为p/,以气缸为研究对象(不包括活塞)，根据平衡

条件得

PlS=Mg+poS

设气缸口再次静止时，气缸内气体的压强为P2,温度为T2,依题意，缸内气体做等压变化,

即

Pi=P∖

由盖-吕萨克定律可得

5×0.5∕S×l

联立解得

T

P2=Pθ+攀，2=2Tn

16.F=yT-1000(T≥300K)

【详解】对所封的气体，初态p∕=105pa7>300K当温度为7时气体压强

552

=p0+y=10+-^r=10+10F

根据查理定律可知

PL=P

T1T

解得

答案第6页，共8页

F=-T-IOOO(7>300K)

3一

17