2021年高考真题和模拟题分类汇编物理专题15热学学生版

2021年高考真题和模拟题分类汇编物理专题15热学选择题1.(2021·全国乙卷)如图，一定量的理想气体从状态经热力学过程、、后又回到状态a。对于、、三个过程，下列说法正确的是()A.过程中，气体始终吸热B.过程中，气体始终放热C.过程中，气体对外界做功D.过程中，气体的温度先降低后升高E.过程中，气体的温度先升高后降低2.(2021·全国甲卷)如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积温度(Vt)图上的两条直线I和Ⅱ表示，V1和V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0是它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0=273.15℃；a、b为直线I上的一点。由图可知，气体在状态a和b的压强之比=___________；气体在状态b和c的压强之比=___________。3.(2021·湖南卷)如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞(截面积分别为和)封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从下降高度到位置时，活塞上细沙的总质量为。在此过程中，用外力作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为。下列说法正确的是()A.整个过程，外力做功大于0，小于B.整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变C.整个过程，理想气体的内能增大D.整个过程，理想气体向外界释放的热量小于E.左端活塞到达位置时，外力等于4.(2021·河北卷)两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸A、B，汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气体，如图1所示，现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若A中细沙的质量大于B中细沙的质量，重新平衡后，汽缸A内气体的内能______(填“大于”“小于”或“等于”)汽缸B内气体的内能，图2为重新平衡后A、B汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲线______(填图像中曲线标号)表示汽缸B中气体分子的速率分布规律。5.(2021·广东卷)在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强______(选填“大于”、“小于”或“等于”)机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。6.(2021·四川泸州三模)下列说法中正确的是()A.给装在钢筒中的油施加很大的压强，有油从钢筒壁上渗出，说明固体分子间有间隙B.布朗运动就是分子的无规则运动C.温度较低的物体可能比温度较高的物体内能大D.布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水，这是因为液体表面有张力E.晶体一定具有天然规则的几何形状7.(2021·北京海淀一模)下列说法中正确的是A.水中花粉颗粒的布朗运动是由水分子的无规则运动引起的B.用打气筒向篮球内充气时需要用力，说明气体分子间有斥力C.分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大D.当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大8.(2021·北京海淀一模)一定质量的理想气体，在体积保持不变的条件下，若气体温度升高，则A.气体中每个分子热运动的动能一定都变大B.气体中每个分子对器壁撞击的作用力都变大C.气体的压强可能不变D.气体一定从外界吸收热量9.(2021·云南曲靖一模)下列说法正确的是()A.由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在张力B.液体的温度越高，分子的平均动能越大C.气体体积增大时，其内能一定减少D.随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气内能减小E.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机10.(2021·江苏常州一模)下列说法正确的是()A.图中的酱油蛋是布朗运动的结果B.图中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力C.图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润D.图中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律11.(2021·北京东城一模)如图所示为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下：①把一颗豆粒从距秤盘20cm处松手让它落到秤盘上，观察指针摆动的情况；②再把100颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况；③使这些豆粒从更高的位置均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动的情况。下列说法正确的是A.步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系B.步骤②和③模拟的是气体压强与分子密集程度的关系C.步骤②和③模拟的是大量气体分子分布所服从的统计规律D.步骤①和②模拟的是大量气体分子频繁碰撞器壁产生压力的持续性12.(2021·北京东城一模)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是A.气体温度升高，每一个气体分子的动能都增大B.气体温度升高，气体内能一定增大C.若压缩气体做功，气体分子的无规则运动一定更剧烈D.若气体膨胀对外做功100J，则内能一定减少100J13.(2021·广西柳州一模)如图所示，一定质量的理想气体经历A→B的等压过程和B→C的绝热过程(气体与外界无热交换)，则下列说法正确的是()A.A→B过程中，外界对气体做功B.A→B过程中，气体分子的平均动能变大C.A→B过程中，气体从外界吸收热量D.B→C过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少E.B→C过程中，单位体积内气体分子数增多计算题14.(2021·河北卷)某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27℃时，压强为。(1)当夹层中空气的温度升至37℃，求此时夹层中空气的压强；(2)当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值，设环境温度为27℃，大气压强为。15.(2021·广东卷)为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为，护士把注射器内横截面积为、长度为0.4cm、压强为的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。

16.(2021·湖南卷)小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量、截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为时，测得环境温度。设外界大气压强，重力加速度。(1)当电子天平示数为时，环境温度为多少？(2)该装置可测量的最高环境温度为多少？17.(2021·全国甲卷)如图，一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为A、B两部分；初始时，A、B的体积均为V，压强均等于大气压p0，隔板上装有压力传感器和控制装置，当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为。(i)求A的体积和B的压强；(ⅱ)再使活塞向左缓慢回到初始位置，求此时A的体积和B的压强。

18.(2021·全国乙卷)如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细均匀，A、B两管上端封闭，C管上端开口，三管的下端在同一水平面内且相互连通。A、B两管的长度分别为，。将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差。已知外界大气压为。求A、B两管内水银柱的高度差。

19.(2021·广西柳州一模)如图所示，体积为V，内壁光滑的圆柱形导热气缸，气缸顶部有一厚度不计的轻质活塞，气缸内壁密封有密度为，温度为3T0，压强为1.5p0的理想气体(p0和T0分别为大气压强和室温)，设容器内气体的变化过程都是缓慢的，气体的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA。(1)求气缸内气体与外界大气达到平衡时体积V1；(2)气缸内气体的分子的总个数N。20.(2021·江苏常州一模)新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。壶的容积为1.5L，内含1.0L的消毒液。闭合阀门K，缓慢向下压压杆A，每次可向瓶内储气室充入0.05L的1.0atm的空气，多次下压后，壶内气体压强变为2.0atm时，按下按柄B，阀门K打开，消毒液从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，1.0atm＝1.0×105Pa。(1)求充气过程向下压压杆A的次数和打开阀门K后最多可喷出液体的体积；(2)喷液全过程，气体状态变化的等温线近似看成一段倾斜直线，如图乙所示，估算全过程壶内气体从外界吸收的热量。21.(2021·云南曲靖一模)如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0。现将整个装置放在大气压强恒为P0的空气中，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次达到平衡，求：(1)外界空气的温度；(2)在此过程中密闭气体的内能增加量。22.(2021·河北唐山一模)2020年抗击新冠病毒已成为常态。如图为某学校所用手持3L消毒喷雾壶结构图，某同学装入1.5L水后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动手柄打气20次，每次打入气体体积相同，压强均为105Pa。从较高层教室窗口释放一软细塑料管并连接置于地面的喷壶嘴，接着打开喷水阀门，壶内水沿塑料软管上升停止上升时管内水面与壶内水面的高度差为10m。测出塑料软管每米容纳水Vo=20ml，不考虑环境温度的变化和壶内喷水管的体积，g=10m/s2。求加压20次后壶内的气体压强为多少。23.(2021·四川泸州三模)如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积S=20cm2、质量m=8kg且厚度不计的活塞与汽缸之间密闭了一定量的理想气体，此时外界温度为300K，活塞与汽缸底部之间的距离l1=24cm，在活塞右侧l2=6cm处有一对与汽缸固定连接的卡环。已知大气压强p0=1.0×105Pa始终保持不变，重力加速度g=10m/s2，求∶(1)当外界温度缓慢升高为多少时，活塞恰能移动到卡环处；(2)若外界温度稳定在300K，将汽缸顺时针缓慢旋转90°至开口向下竖直放置的状态，试判断活塞稳定时是否与卡环接触？并求出活塞稳定时，密闭气体的压强。24.(2021·上海普陀一模)在“研究一定质量理想气体在温度不变时，压强和体积的关系”实验中.某同学按如下步骤进行实验：①将注射器活塞移动到体积适中的V1位置，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积V1与压强P1.②用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气