专题13 热学-2024物理高考真题及模考题分类汇编

25/25专题13热学1.(2024.河北卷考题)9.如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后（）A.弹簧恢复至自然长度B.活塞两侧气体质量相等C.与初始时相比，汽缸内气体的内能增加D.与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少【答案】ACD【解析】初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力处于平衡状态，弹簧处于压缩状态。因活塞密封不产，可知左侧气体向右侧真空漏出。左侧气体压强变小，右侧出现气体，对活塞有向左的压力，最终左、右两侧气体压强相等，且弹簧恢复原长，故A正确；由题知活塞初始时静止在汽缸正中间，但由于活塞向左移动，左侧气体体积小于右侧气体体积，则左侧气体质量小于右侧气体质量，故B错误；密闭的气缸绝热，与外界没有能量交换，但弹簧弹性势能减少了，可知气体内能增加，故C正确；初始时气体在左侧，最终气体充满整个气缸，则初始左侧单位体积内气体分子数应该是最终左侧的两倍，故D正确。2.（2024年新课标考题）8.如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程（过程中气体不与外界交换热量），2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是（）A.1→2过程中，气体内能增加 B.2→3过程中，气体向外放热C.3→4过程中，气体内能不变 D.4→1过程中，气体向外放热【答案】AD【解析】1→2为绝热过程，根据热力学第一定律可知此时气体体积减小，外界对气体做功，故内能增加，故A正确；2→3为等压过程，根据盖吕萨克定律可知气体体积增大时温度增加，内能增大，此时气体体积增大，气体对外界做功，故气体吸收热量，故B错误；3→4为绝热过程，此时气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体内能减小，故C错误；4→1为等容过程，根据查理定律可知压强减小时温度减小，故内能减小，由于体积不变，故可知气体向外放热，故D正确。3.（2024年山东卷考题）6.一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（）A.a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功B.b→c过程，气体对外做功，内能增加C.a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功D.a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量【答案】C【解析】a→b过程压强不变，是等压变化且体积增大，气体对外做功W<0，由盖-吕萨克定律可知，即内能增大，，根据热力学第一定律可知过程，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误；方法一：过程中气体与外界无热量交换，即，又由气体体积增大可知，由热力学第一定律可知气体内能减少。方法二：过程为等温过程，所以，结合分析可知所以b到c过程气体的内能减少。故B错误；过程为等温过程，可知，根据热力学第一定律可知过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确；根据热力学第一定律结合上述解析可知：一整个热力学循环过程，整个过程气体对外做功，因此热力学第一定律可得，故过程气体从外界吸收的热量不等于过程放出的热量，D错误。4.（2024年江西卷考题）13.可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经完成循环过程，和均为等温过程，和均为等容过程。已知，气体在状态A的压强，体积，气体在状态C的压强。求：（1）气体在状态D的压强；（2）气体在状态B的体积。【答案】（1）；（2）【解析】（1）从D到A状态，根据查理定律解得（2）从C到D状态，根据玻意耳定律解得5.（2024年安徽卷考题）13.某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变）。已知该轮胎内气体的体积，从北京出发时，该轮胎气体的温度，压强。哈尔滨的环境温度，大气压强取。求：（1）在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小。（2）充进该轮胎的空气体积。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由查理定律可得其中，，代入数据解得，在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小为（2）由玻意耳定律代入数据解得，充进该轮胎空气体积为6.（2024年广东卷考题）13.差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的气缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与气缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时：（1）求B内气体压强；（2）求A内气体体积；（3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1、2）假设温度降低到时，差压阀没有打开，A、B两个气缸导热良好，B内气体做等容变化，初态，末态根据代入数据可得A内气体做等压变化，压强保持不变，初态，末态根据代入数据可得由于假设成立，即（3）恰好稳定时，A内气体压强为B内气体压强 此时差压阀恰好关闭，所以有代入数据联立解得7.（2024年山东卷考题）16.图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压p0=1.0×105Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。（1）求x；（2）松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程只能够，气体发生等温变化，所以有又因为代入数据联立解得（2）当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有又因为代入数据联立解得8.（2024全国甲卷考题）14.如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离，活塞的面积为。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为和。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处（过程中气体温度视为不变），外力增加到并保持不变。（1）求外力增加到时，卡销b对活塞支持力大小；（2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。【答案】（1）100N；（2）327K【解析】（1）活塞从位置到过程中，气体做等温变化，初态、末态、根据解得此时对活塞根据平衡条件解得卡销b对活塞支持力的大小（2）将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，当活塞刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态，末态，对活塞根据平衡条件解得设此时温度为，根据解得9.(2024年江苏卷考题)12.某科研实验站有一个密闭容器，容器内有温度为300K，压强为105pa的气体，容器内有一个面积0.06平方米的观测台，现将这个容器移动到月球，容器内的温度变成240K，整个过程可认为气体的体积不变，月球表面为真空状态。求：（1）气体现在的压强；（2）观测台对气体的压力。【答案】（1）8×104Pa；（2）4.8×103N【解析】（1）由题知，整个过程可认为气体的体积不变，则有解得p2=8×104Pa（2）根据压强的定义，观测台对气体的压力F=p2S=4.8×103N10.(2024浙江1月卷考题)19.如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为的左右两部分。面积为的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为真空，右侧中一定质量的理想气体处于温度、压强的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2。然后解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度的状态3，气体内能增加。已知大气压强，隔板厚度不计。（1）气体从状态1到状态2是___（选填“可逆”或“不可逆”）过程，分子平均动能____（选填“增大”、“减小”或“不变”）；（2）求水平恒力F的大小；（3）求电阻丝C放出的热量Q。【答案】（1）气体从状态1到状态2是不可逆过程，分子平均动能不变；（2）；（3）【解析】【解析】（1）根据热力学第二定律可知，气体从状态1到状态2是不可逆过程，由于隔板A的左侧为真空，可知气体从状态1到状态2，气体不做功，又没有发生热传递，所以气体的内能不变，气体的温度不变，分子平均动能不变。（2）气体从状态1到状态2发生等温变化，则有解得状态2气体的压强为解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，以活塞B为对象，根据受力平衡可得解得（3）当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度的状态3，可知气体做等压变化，则有可得状态3气体的体积为该过程气体对外做功为根据热力学第一定律可得解得气体吸收的热量为可知电阻丝C放出的热量为11.(2024年湖北卷考题)13.如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为，C为已知常数，大气压强恒为，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求（1）再次平衡时容器内气体的温度。（2）此过程中容器内气体吸收的热量。【答案】（1）；（2）【解析】（1）气体进行等压变化，则由盖吕萨克定律得，即解得（2）此过程中气体内能增加气体对外做功此过程中容器内气体吸收的热量12.(2024年辽宁卷考题)13.如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。（1）求变压器的输出功率P；（2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q=CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为设变压器副线圈的输出电压为U2，根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有联立解得理想变压器输出功率等于R的热功率，即（2）设加热前容器内气体压强为p0，则加热后气体的压强为2p0，温度为T2，容器内的气体做等容变化，则有由知气体吸收的热量根据热力学第一定律，气体的体积不变，所以W=0，容器是绝热容器，则电热丝产生的热量全部被气体吸收联立整理得解得13.（2024年湖南卷考题）13．一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。气球内空气可视为理想气体。（1）若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0，求此时气体的体积V0（用p0、p和V表示）；（2）小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m=8.66×10−3kg（此时须考虑空气浮力对该示数的影响）。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足：(p−p0)(V−VB0)=C，其中p0=1.0×105Pa为大气压强，VB0=0.5×10−3m3为气球无张力时的最大容积，C=18J为常数。已知该气球自身质量为m0=8.40×10−3kg，外界空气密度为ρ0=1.3kg/m3，求气球内气体体积V的大小。【答案】（1）；（2）【解析】（1）理想气体做等温变化，根据玻意耳定律有解得（2）设气球内气体质量为，则对气球进行受力分析如图所示根据气球的受力分析有结合题中p和V满足的关系为解得一、单选题1．（2024·山东济宁·三模）如图所示，一定质量的理想气体，经历过程，其中是等温过程，是等压过程，是等容过程。下列说法正确的是（）A．完成一次循环，气体向外界放热B．a、b、c三个状态中，气体在c状态分子平均动能最大C．过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功D．过程中，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会增加【答案】C【析解】完成一次循环，气体的内能不变，过程，气体体积增大，气体对外界做功，过程，气体体积减小，外界对气体做功，由于过程气体的压强大于过程气体压强，则气体对外做功大于外界对气体做功，过程，气体体积不变，气体不做功，由热力学第一定律可知，完成一次循环，气体吸热，故A错误；过程中，气体的压强不变，体积减小，则气体的温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体放出的热量大于外界对气体做的功，c状态气体温度最低，气体在c状态分子平均动能最小，故B错误，C正确；过程中，气体温度不变，分子的平均动能不变，压强减小，由气体压强的微观解释可知，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会减少，故D错误。2．（2024·山东青岛·三模）如图为某品牌卡车的气囊减震装置，当路面不平时，车体会突然下沉挤压气囊，该过程中关于气囊内的气体，下列说法正确的是（）A．外界对气体做的功小于气体内能的增加 B．气体温度升高，每个分子的动能都增大C．气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大 D．气体压强增大的唯一原因是因为气体分子运动变得剧烈【答案】C【解析】车体会突然下沉挤压气囊，外界对气体做的功等于气体内能的增加，故A错误；气体温度升高，气体的平均动能增大，但是不一定每一个气体分子的动能都增大，故B错误；由于温度升高，分子平均速率增大，体积减小，分子密度增大，气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大，故C正确；气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定，故D错误。3．（2024·山东潍坊·三模）如图所示，开口向右的绝热汽缸，用绝热光滑活塞封闭一定质量的理想气体，轻绳左端连接活塞，另一端跨过光滑定滑轮连接质量为m的小桶，小桶静止，气体处于状态1。现接通电热丝一段时间后断电，活塞向右移动L后静止，气体处于状态2。由状态1到状态2气体内能增加量为。重力加速度大小为g，外界大气压强不变。下列说法正确的是（

）A．状态2相比状态1，每个分子的速率都增大B．状态2相比状态1，分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少C．由状态1到状态2，气体内能的增加量等于电热丝释放的热量D．电热丝释放的热量为【答案】B【解析】由状态1到状态2气体内能增加，温度升高，分子平均动能增大，分子热运动平均速率增大，不是每个分子的运动速率都增大，故A错误；状态2相比状态1压强不变，温度升高，分子平均动能增大，体积增大，分子数密度减小，由压强的微观解释可知，分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少，故B正确；由状态1到状态2，由热力学第一定律可知，气体内能的增加量等于电热丝释放的热量减去气体对外做的功，故C错误；设大气压强为，活塞的横截面积为，气体压强为，由平衡方程得，活塞向右移动L过程中，对外做功由热力学第一定律得，得气体吸收的热量即电热丝释放的热量，故D错误。4．（2024·山东烟台·三模）如图所示，汽缸开口向上置于水平面上，活塞与汽缸之间有一个气球，气球内、外有质量相等的同种气体，活塞静止，此时气球外部气体甲的压强小于气球内部气体乙的压强。现缓慢向下推动活塞，使其下降一段距离，气体甲的压强仍小于气体乙的压强。已知汽缸内和气球内的气体均可视为理想气体，活塞与汽缸均绝热，活塞与汽缸壁之间无摩擦，气球导热良好。则此过程中（

）A．气体甲内能增加量大于气体乙内能增加量B．气体甲的每个气体分子做无规则热运动的速率均加快C．活塞对气体甲做的功等于气体甲内能增加量D．活塞对气体甲做的功小于甲、乙两部分气体内能增加量之和【答案】D【解析】气球导热良好，则气球内外气体温度总相等，一定质量的理想气体内能只与温度有关，故气体甲内能增加量等于气体乙内能增加量，A错误；活塞对气体甲做正功，气体甲内能增大，温度升高，气体分子平均速率增大，不是每个气体分子做无规则热运动的速率均加快，B错误；活塞与汽缸均绝热，气体与外界无热量交换。活塞对气体甲做功的同时，橡皮膜收缩，气体甲也对气体乙做功，故活塞对气体甲做的功大于气体甲内能增加量，C错误；活塞对气体甲做功的同时，橡皮膜收缩，由能量守恒活塞对气体甲做的功与橡皮膜释放的弹性势能之和等于甲、乙两部分气体内能增加量之和，故活塞对气体甲做的功小于甲、乙两部分气体内能增加量之和，D正确。5．（2024·江西鹰潭·二模）如图所示为静置坚硬玻璃瓶，用橡胶塞密封住压强为1atm的一定体积空气，从早晨到中午，因太阳暴晒致使橡胶塞突然蹦出。假设瓶中空气可视为理想气体，玻璃与外界能缓慢热交换，外部大气压强为1atm，下列说法正确的是（）A．橡胶塞蹦出前，瓶中空气压强不变B．橡胶塞蹦出前，瓶中空气内能增量大于从外界所吸热量C．橡胶塞蹦出的短暂过程，瓶内空气温度会迅速下降D．橡胶塞蹦出的短暂过程，瓶内空气内能减少量等于橡胶塞动能增加量【答案】C【解析】橡胶塞蹦出前，瓶中气体温度升高，气体分子平均动能增大，空气压强增大，故A错误；橡胶塞蹦出前，外界对气体不做功，由热力学第一定律，可知瓶中空气内能增量等于从外界所吸热量，故B错误；橡胶塞蹦出的短暂过程，外界对气体做负功，瓶内气体内能减小，瓶内空气温度会迅速下降，故C正确；橡胶塞蹦出的短暂过程，瓶内空气内能减少、瓶内气体对外放热，瓶内空气内能减少量大于对橡胶塞所做的功，因此瓶内空气内能减少量大于橡胶塞动能增加量，故D错误。6．（2024·河北保定·三模）两端封闭、粗细均匀的玻璃管内，一段水银柱将内部的理想气体分隔成A、B两段，当玻璃管竖直静止时，A、B两段的长度相等，如图甲所示；仅将玻璃管旋转，再次平衡时，A、B两段的长度之比为1：2，如图乙所示。下列说法正确的是（

）A．图甲中A、B两段气体的压强的比值为B．图甲中A、B两段气体的压强的比值为C．图乙中A、B两段气体的压强的比值为D．图乙中A、B两段气体的压强的比值为【答案】B【解析】设水银柱的长度为，将玻璃管旋转，再次平衡时，设A的长度为，则B的长度为，玻璃管竖直静止时，A、B两段的长度为玻璃管竖直静止时，有将玻璃管旋转，再次平衡时，有气体做等温变化，则联立解得，，，则，故选B。7．（2024·河北邯郸·模拟预测）拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、祛风散寒等作用的疗法。封闭气体质量变化不计，可以看作理想气体。火罐“吸”到皮肤上的短时间内，下列说法正确的是（）A．火罐“吸”在皮肤上的主要原因是火罐内的气体稍有体积减小，温度降低，压强减小B．火罐“吸”在皮肤上的主要原因是火罐内的气体稍有体积减小，温度升高，压强增大C．火罐内的气体吸收热量，内能增大D．火罐内气体分子单位时间内撞击火罐底部的次数增加【答案】A【解析】在刚开始的短时间内，火罐内部气体体积稍有减小，由于火罐导热性良好，所以火罐内气体温度迅速降低，根据理想气体状态方程可知气体压强减小，在外界大气压的作用下火罐“吸”在皮肤上，故A正确，B错误；气体的体积稍有减小，可忽略，则而温度迅速降低，则气体内能减小根据热力学第一定律，可得即气体向外放热，故C错误；因气体的体积稍有减小，可忽略不计，则单位体积内的分子数不变，而气体的温度降低，则分子的平均动能减小，分子的平均速率变小，则火罐内气体分子单位时间内撞击火罐底部的次数变少，故D错误。8．（2024·山东济南·三模）如图所示，带玻璃管的塞子塞住玻璃瓶口，瓶中装有部分水，水逐渐流出的过程中，瓶内气体温度保持不变，下列关于瓶内封闭气体的判断正确的是（）A．压强增大B．压强不变C．吸热 D．放热【答案】C【解析】根据玻意耳定律可知，瓶内封闭气体的体积增大，压强减小，故AB错误；封闭气体的体积增大，气体对外做功，温度不变，则气体的内能不变，根据热力学第一定律，可知气体吸热，故C正确，D错误；9．（2024·重庆九龙坡·三模）空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。图为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，已知初始气体压强为p0＝1.0×105Pa，温度为T0＝300K，加热一段时间后气体温度升高到T＝360K，此过程中气体吸收的热量为4.2×103J，则（）A．升温后所有气体分子的动能都增大 B．升温后胆中气体的压强为1.5×105PaC．此过程胆中气体的内能增加量为4.2×103J D．升温后压强增大是由于单位体积的分子数增多了【答案】C【解析】升温后分子平均动能变大，并非所有气体分子的动能都增大，选项A错误；根据，解得升温后胆中气体的压强为：p=1.2×105Pa，选项B错误；此过程胆中气体体积不变，则W=0，吸收的热量为Q=4.2×103J，则气体内能增加量为∆U=Q=4.2×103J选项C正确；气体体积不变，则单位气体体积的分子数不变，升温后气体分子平均速率变大，可知压强增大不是由于单位体积的分子数增多了，而是气体分子对器壁的平均碰撞力增大了，选项D错误。10．（2024·河北张家口·三模）某同学用硬质圆柱形矿泉水瓶制作了一个水深测量仪，如图所示。使用前先在矿泉水瓶内注入一定量的水，拧紧瓶盖并将矿泉水瓶倒置，水面到达矿泉水瓶圆柱部分，记录该位置为基准位置，测量基准位置到瓶底的距离为H。使用时潜水员把该装置带入水下，保持瓶口向下竖直放置，拧开瓶盖，稳定后测量瓶内水面到基准位置的高度为h。已知大气压强为，水的密度为，重力加速度为g，忽略水温变化，则矿泉水瓶内水面所在处水的深度为（）A．B． C． D．【答案】B【解析】设矿泉水瓶内水面所在处水的深度为，则矿泉水瓶内水面所在处水的压强为初始时矿泉水瓶内气体压强为，设矿泉水瓶横截面积为，则初始时气体体积入水后气体体积气体为等温变化，由玻意耳定律可得解得故选B。11．（2024·浙江金华·三模）2022年11月21日中国空间站第三次太空授课中演示了紫色水球从“活跃”到“懒惰”的过程。如图所示，用注射器向水球喷气，水球发生振动。向水球射入一枚质量10g的钢球，钢球留在水球中，再用注射器以相同方式向水球喷气，水球振动幅度减小。则（）A．首次喷气水球振幅较大一定是因为注射器喷气的频率与水球的固有频率相等B．水球振动中不破裂，是因为中心的水对外面的水有万有引力的作用C．钢球射入水球而未穿出，是水的表面张力起了作用D．钢球在水中受到浮力为0.1N【答案】C【解析】根据动量定理，力的冲量相同的情况下，质量小的物体获得的速度大，振幅也大，故A错误；BC．水球振动中不破裂，钢球射入水球而未穿出，是水的表面张力起了作用，故B错误，C正确。太空中处于失重状态，浮力为0，故D错误；12．（2024·江苏·二模）如图所示，两端开口的细玻璃管竖直插入水中，由于毛细现象管中水会沿管上升一段高度。如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后的现象是（）A．B．C．D．【答案】D【解析】因开始时液柱在管中上升一定高度且液面呈现凹状，可知液体关于玻璃管是浸润的；如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后液面仍呈现凹状，且液体不可能向外喷出。故选D。二、多选题13．（2024·全国·模拟预测）如图所示为神州17号与空间站对接后的结构简图，核心舱和气闸舱内气体的压强均为，宇航员需要出舱检修设备，先由核心舱进入气闸舱后，关闭内闸门A，通过抽气机抽取气闸舱内的气体，每次抽气都将抽出的气体排放在核心舱中。当气闸舱内的压强降到一定值后，打开外闸门B，宇航员出仓，同时将剩余气体排到外太空的真空环境中。若气闸舱的容积为V，核心舱的容积为8V，真空抽气机每次抽气的体积为，不考虑抽气过程中温度的变化，忽略宇航员自身的体积，下列说法正确的是（

）A．n次抽气后，气闸舱内的气体压强为B．n次抽气并排放到核心舱后，核心舱内气体的压强为C．打开外闸门B，气体膨胀对外界做功D．第一次抽气排放到核心舱后，核心舱内气体压强的增加量为【答案】AD【解析】对气闸舱内的气体，第一次抽气有解得第二次抽气有解得可得n次抽气后，气闸舱内气体的压强为，A项正确；若每次排放前，抽气机抽取的气体的压强均为，可得n次抽气后可得核心舱内气体的压强为但实际上每次排放前，抽气机抽取的气体的压强都小于，可知n次排放后，核心舱内气体的压强小于，B项错误；气体向真空膨胀不对外界做功，C项错误；第一次抽气排放后解得核心舱内气体压强的增加量为D项正确。14．（2024·河北承德·二模）如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处以某一速度向分子a运动（运动过程中仅考虑分子间作用力），假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则（）A．图甲中分子间距从到，分子间的作用力表现为斥力B．分子b运动至和位置时动能可能相等C．图乙中一定大于图甲中D．若图甲中阴影面积，则两分子间最小距离小于【答案】BD【解析】图甲中分子间距从到，分子间的力表现为引力，故A错误；分子b从到和从到两过程，若图像与横轴所围面积相等，则分子力做功为0，动能变化量为0，分子b在和两位置时动能可能相等，故B正确；图甲中处分子力合力为0，分子b在此处分子势能最小，应对应图乙中处，即图乙中一定小于图甲中，故C错误；若图甲中阴影面积，则分子b从到过程分子力做功为0，分子b在处速度不为0，则分子b在r1处速度不为0，将继续运动，靠近分子a，故D正确。15．（2024·山东烟台·二模）如图所示为卡诺逆循环过程（制冷机）的图像，该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，全过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源和高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。图中虚线、为两条等温线。下列说法中正确的是（

）A．一个循环过程中，外界对气体做的功大于气体对外界做的功B．a→b过程气体压强减小只是由于单位体积内分子数减少导致的C．a→b过程气体对外界做的功等于c→d过程外界对气体做的功D．d→a过程气体向外界释放的热量等于b→c过程从低温热源吸收的热量【答案】AC【解析】理想气体状态方程和图形面积表示做功可知，外界对气体做的功大于气体对外界做的功，故一个循环过程中，外界对气体做的功大于气体对外界做的功，故A正确；由图可知由理想气体状态方程可得由图像可以看出，所以即过程气体压强减小是由于单位体积内分子数减少和温度降低导致的，故B错误；因为两个过程是绝热过程，过程气体对外做的功，气体温度由减小到，等于过程外界对气体做的功，气体温度由增加到，由热力学第一定律可知，过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功，故C正确；等温过程内能变化为零，则由可知由图像可知，过程外界对气体做的功大于过程气体对外做的功，所以过程向外界释放的热量大于过程从低温热源吸收的热量，故D错误。三、实验题16．（2024·浙江·三模）使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。(1)为了探究压强p与体积V的关系，在测得需要的实验数据后，为达到“探究”的实验目的，用图像法进行数据分析，从下列选项中选出需要的步骤并按顺序排列______。A．作图像，根据画出的图线猜测p与V的关系B．作图像，根据画出的图线猜测p与V的关系C．作图像，对p与V关系的猜测进行检验D．作图像，对p与V关系的猜测进行检验E．检验正确，得出p与V关系的结论(2)第1小组为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，进行了两次实验，得到的图像如图2所示。第2小组根据某次实验数据作出的图如图3所示。下列说法正确的是______A．实验前应将注射器里的空气完全排出B．为了减少实验误差，可以在柱塞上涂上润滑油，以减少摩擦C．由图2可知，第1小组的两次实验气体温度大小关系为D．如图3所示，若第2小组实验操作正确，则为联通空气柱与压力表细管的体积(3)如图4所示，小明从状态A缓慢拉升柱塞，使其到达状态B（体积为）。若此时突然提升柱塞，使其快速到达体积，则此时对应下图中的状态（填“C”、“D”、“E”、“F”）（图中A、B、E为同一等温线上的点）【答案】(1)ADE(2)CD(3)F【解析】（1）根据实验原理可作p−V图像，根据画出的图线猜测p与V的关系，再作图像，对p与V关系的猜测进行检验，检验正确，得出p与V关系的结论。故选ADE。（2）A．实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前注射器内的空气不能完全排出，故A错误；B．为了减少实验误差，可以在柱塞上涂上润滑油，以保证气密性良好，故B错误；C．根据理想气体状态方程pV=CT可知，离坐标原点越远的等温线温度越高，则有，故C正确；D．设联通空气柱与压力表细管的体积为，则有整理可知根据图像可知为联通空气柱与压力表细管的体积，故D正确；故选CD。（3）快速到达体积，气体对外界做功，热量几乎不变，根据热力学第一定律可知，内能减小，温度降低，则对应图中的状态F。四、解答题17．（2024·广东·三模）一内壁光滑的汽缸竖直放置，通过轻杆连接的两活塞a、b之间封闭有一定质量的理想气体