2023年新高考真題物理專題匯編20熱學

專題20 熱學1〔2023高考課程I卷山東卷〕如下圖，密封的礦泉水瓶中，距瓶口越近水的溫度越高。一開口向下導熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中，小瓶中封閉一段空氣。擠壓礦泉水瓶，小瓶下沉到底部；松開后，小瓶緩慢上浮，上浮過程中，小瓶內(nèi)氣體〔 〕A．內(nèi)能削減 B．對外界做正功C．增加的內(nèi)能大于吸取的熱量 D．增加的內(nèi)能等于吸取的熱量【參考答案】B【名師解析】上浮過程中，小瓶內(nèi)氣體壓強減小，體積增大，對外界做正功，溫度上升，內(nèi)能增大，選A錯誤B正確；依據(jù)熱力學第肯定律，吸取的熱量等于增加的內(nèi)能與對外做功之和，選項CD錯誤。2〔2023高考課程II卷海南卷〕如圖，肯定質(zhì)量的抱負氣體從狀態(tài)a動身，經(jīng)過等容過程到達狀態(tài)再經(jīng)過等溫過程到達狀態(tài)c，直線ac過原點．則氣體〔 〕A．在狀態(tài)c的壓強等于在狀態(tài)a的壓強 B．在狀態(tài)b的壓強小于在狀態(tài)c的壓強C．在bc的過程中內(nèi)能保持不變 D．在ab的過程對外做功【參考答案】AC【名師解析】依據(jù)抱負氣體的V——T圖像中等壓線為過原點的傾斜直線，可知，氣體在caAbc的壓強，選項B錯誤；在bc的過程中氣體溫度不變，依據(jù)抱負氣體的內(nèi)能只與溫度有關，可知氣體內(nèi)能保持不變，選項C正確；在ab的過程，氣體氣體不變，不對外做功，選項D錯誤。3〔2023高考北京卷〕比較4C的熱水和100C的水蒸汽，以下說法正確的選項是A．熱水分子的平均動能比水蒸汽的大B．熱水的內(nèi)能比一樣質(zhì)量的水蒸汽的小C．熱水分子的速率都比水蒸汽的小D．熱水分子的熱運動比水蒸汽的猛烈【參考答案】B45C100C的水蒸汽平均動能小，選項A錯誤；依據(jù)內(nèi)能的定義，可知熱水的內(nèi)能比一樣質(zhì)量的水蒸汽的小，選項B正確；熱水分子的平均動能比水蒸汽的平均動能小，但是熱水分子的速率不肯定都比水蒸汽的小，選項C錯誤；熱水蒸汽分子的熱運動比水分子的猛烈，選項D錯誤，4〔2023高考天津卷〕列車運行的平穩(wěn)性與車廂的振動親熱相關，車廂底部安裝的空氣彈簧可以有效振，空氣彈簧主要由活塞、氣缸及內(nèi)封的肯定質(zhì)量的氣體構成．上下乘客及猛烈顛簸均能引起車廂振動，上下乘客時氣缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換；猛烈顛簸時氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換．假設氣缸內(nèi)氣體視為抱負氣體，在氣體壓縮的過程中〔 〕A．上下乘客時，氣體的內(nèi)能不變 B．上下乘客時，氣體從外界吸熱C．猛烈顛簸時，外界對氣體做功 D．猛烈顛簸時，氣體的溫度不變【參考答案】AC【解題思路】上下乘客時，氣缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換，在氣體壓縮的過程中，外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能不變，向外界散熱，選項A正確B錯誤；猛烈顛簸時，在氣體壓縮的過程中，外界對氣體做功，氣體的溫度上升，選項C正確D錯誤。5.〔4分〕(2023高考福建)如圖，肯定質(zhì)量的抱負氣體由狀態(tài) A變化到狀態(tài)B，該過程氣體對外 做正或做負不做氣體的溫 上升降低先上升后降或終不變”〕.【參考答案】做正功先上升后降低A變化到狀態(tài)B，該過程氣體體積增大，對外做正功。由于p——VA、B兩個狀態(tài)，由抱負氣體狀態(tài)方程可得，A、B兩個狀態(tài)的溫度一樣，內(nèi)能一樣，所以氣體的溫度先上升后降低。6〔2023高考課程I卷山東卷〕血壓儀由加壓氣囊、臂帶、壓強計等構成，如下圖。加壓氣囊可將外界空氣充入臂帶，壓強計示數(shù)為臂帶內(nèi)氣體的壓強高于大氣壓強的數(shù)值，充氣前臂帶內(nèi)氣體壓強為大氣壓強，體積為V；每次擠壓氣囊都能將60cm3的外界空氣充入臂帶中，經(jīng)5次充氣后，臂帶內(nèi)氣體體積變?yōu)?V，壓強計示數(shù)為150mmHg。大氣壓強等于750mmHg，氣體溫度不變。無視細管和壓強計內(nèi)的氣體體積。則V等于〔 〕30cm3

40cm3

50cm3

60cm3【參考答案】D【名師解析】充氣前臂帶內(nèi)氣體壓強為p1=750mmHg，每次擠壓氣囊都能將V0=60cm3的外界空氣充入55Vp2=750mmHg+150mmHg=900mmHg，由玻意耳定律，p1V+5p1V0=5p2V，解得V=60cm，選項D正確。7.〔9分2023高考課程湖北卷〕質(zhì)量為m的薄壁導熱柱形氣缸，內(nèi)壁光滑，用橫截面積為s的活塞封閉肯定量的抱負氣體。在下述全部過程中，氣缸不漏氣且與活塞不脫離。當氣缸如圖〕缸內(nèi)氣體體積為V1，.溫度為T1。重力加速度大小為g，大氣壓強為p0。將氣缸如圖〔b〕豎直懸掛，缸內(nèi)氣體溫度仍為T1，求此時缸內(nèi)氣體體積V2；如圖〔c〕所示，將氣缸水平放置，穩(wěn)定后對氣缸緩慢加熱，當缸內(nèi)氣體體積為V3時，求此時缸內(nèi)氣體的溫度。pSmg

SVT14【參考答案】〔1〕0

V〔2〕(

0 31pSmg 0

0 12 0〔〕對圖將氣缸如圖〔b〕豎直懸掛，由平衡條件，p2S+mg=p0S，由玻意耳定律，p1V1=pV2 0聯(lián)立解得：V2=

pSmgVpSmg 10〔2〕如圖〔c〕所示，將氣缸水平放置，其壓強等于大氣壓p0，設體積為V，mg由玻意耳定律，p1V1=p0V，解得：V=〔1+pS〕V1。03穩(wěn)定后對氣缸緩慢加熱，當缸內(nèi)氣體體積為V3時，設此時缸內(nèi)氣體的溫度為T。由蓋呂薩克定律，3V VT= 3TT1 3pSVT解得：T3=(

0 31 。0 18.〔1〔5分2023高考湖南卷〕如圖，兩端開口、下端連通的導熱汽缸，用兩個輕質(zhì)絕熱活塞〔截面S1S2〕封閉肯定質(zhì)量的抱負氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細沙，活塞從A下降hB位置時，活塞上細沙的總質(zhì)量為m。在此過程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過程環(huán)境溫度和大氣壓強p0保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g。以下說法正確的選項是 〔填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每130分〕整個過程，外力F0，小于mgh整個過程，抱負氣體的分子平均動能保持不變整個過程，抱負氣體的內(nèi)能增大整個過程，抱負氣體向外界釋放的熱量小于p0

Shmgh1BF等于【參考答案】BCE

mgS2S1此題考察由于是在左側(cè)活塞上緩慢加細沙，右側(cè)活塞位置不變，所以整個過程中，外力對氣體做功等于0，選項A錯誤；由于氣缸導熱，氣體溫度不變，所以整個過程中抱負氣體的分子平均動能保持不變，選項B正確；由于抱負氣體的內(nèi)能只與溫度有關，所以抱負氣體內(nèi)能增大，選項C正確；依據(jù)熱力學第肯定律，整個過程中。抱負氣體向外界釋放的熱量等于外力做功，選項D錯誤；對左側(cè)活塞，由平衡條件，pS1=mg，對右側(cè)活塞，由平衡條件，pS2=F，聯(lián)立解得：F=mgS2/S1，選項E正確。9〔15分〔2023高考全國乙卷〕如圖，肯定質(zhì)量的抱負氣體從狀態(tài)〔、、〕經(jīng)熱力學過程ab、bc、ca后又回到狀態(tài)a。對于ab、bc、ca三個過程，以下說法正確的選項是 〔填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每錯選1個扣3分，最低得分為0分〕ab過程中，氣體始終吸熱ca過程中，氣體始終放熱ca過程中，氣體對外界做功bc過程中，氣體的溫度先降低后上升bc過程中，氣體的溫度先上升后降低【參考答案】ABE【名師解析】abA正確；ca過程中，壓強不變，體積減小，外界對氣體做功，溫度降低，內(nèi)能減小，依據(jù)熱力學第肯定律，氣體始終放熱，選項B正確C錯誤；由于等溫線是雙曲線，所以bc過程中，氣體的溫度先上升后降低，選項E正確D錯誤。108分2023高考江蘇物理卷〕如下圖，肯定質(zhì)量抱負氣體被活塞封閉在氣缸中，活塞的面積為，與氣缸底部相距L，氣缸和活塞絕熱性能良好，氣體的壓強、溫度與外界大氣一樣，分別為p和t．現(xiàn)接0 0通電熱絲加熱氣體，一段時間后斷開，活塞緩慢向右移動距離L后停頓，活塞與氣缸間的滑動摩擦為f，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個過程中氣體吸取的熱量為Q，求該過程中內(nèi)能的增加量U；T．【命題意圖】此題考察熱力學第肯定律、抱負氣體狀態(tài)方程及其相關學問點?！?〕對活塞，由平衡條件，pS=p0S+f，解得p=p0+f/S，W=pSL，由熱力學第肯定律，△U=Q-W=Q-pSL。

pSL p2SL〔2〕T

=273+t0，由抱負氣體狀態(tài)方程，0 = ，0T T00f解得T=2〔1+

pS〕T0。0〕活塞移動時受力平衡pSp1 0

Sf氣體對外界做功WpSL1依據(jù)熱力學第肯定律UQW解得UQpSfL0pp〔2〕活塞發(fā)生移動前，等容過程0 1ppT T0 1VV活塞向右移動了L，等壓過程1 2VVT T1且V2V2 12p

Sf解得T

0 TpS 0084分11. (1)(5分)〔2023高考全國甲卷〕-溫度(V-t)圖上的兩條直線Ⅰ和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標；t0為它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0是它們的延長線與橫軸交點的橫坐標

=﹣273.15Ca為直線Ia和b

pa= ；的壓強之比p的壓強之比p氣體在狀態(tài)b和c

pb= 。的壓強之比p的壓強之比pV【參考答案】1 2V1【名師解析】直線I為等壓線，所以氣體在狀態(tài)ab

pa=1；由于直線I和直線II都是等壓線，的壓強之比p的壓強之比pp V=pcV

，可得氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比b= 2.2 pc V112.(2)(10分)〔2023高考全國甲卷〕如圖，一汽缸中由活塞封閉有肯定量的抱負氣體，中間的隔板將氣體分為A、B兩局部；初始時，A、B的體積均為Vp0。隔板上裝有壓力傳感器和掌握裝置，當隔板兩邊壓強差超過0.5p0時隔板就會滑動，否則隔板停頓運動。 氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動活塞，使B求A的體積和B的壓強；

V的體積減小為2。(ⅱ)再使活塞向左緩慢回到初始位置，求此時A的體積和B的壓強?！瞚〕B，由玻意耳定律，p0V=pBV/2，0解得：pB=2p。00 0 AA對氣體A，末狀態(tài)壓強為pA=1.5p，pV=pV0 0 AA解得：VA=2V/3?！瞚i〕再使活塞向左緩慢回到初始位置，隔板將向左移動，最終pB’–pA’=0.5p0A B 對氣體A，由玻意耳定律，p0V=p’V’，對氣體p0=pVVA’+VB’=2A B pV聯(lián)立解得：VA’=( 5-1)V，pB’=3051〔10分2023高考全國乙卷〕BCAB兩管的上端封閉，C管上端開口，三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通。A、B兩管的長度分別為=13.5cm，=32cm。將水銀從C管緩慢注入，直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差=5cm。外界大氣壓為=75cmHg。求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差。【名師解析】設AB兩管內(nèi)截面積分別為S1S2，注入水銀后AB空氣柱分別減小了h1h2，壓強分別p1p2，由玻意耳定律1 1 1 2 2 2 p0l1S1=p〔l-h〕Sp0l2S2=p〔l-h〕Sp2=p1 1 1 2 2 2 1p1=p0+ρg〔h+h2-h〕1A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差△h=h2-h1聯(lián)立解得△h=1cm14〔8分2023高考湖南卷〕小贊同學設計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的試驗裝置，如下圖。導熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量m1

600gS20cm2的活塞封閉肯定質(zhì)量的抱負氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點A上，左端用不行伸長的細繩豎直懸掛活塞，右端用一樣細繩豎直懸掛一個質(zhì)量m2

1200g的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當電子天平示數(shù)為600.0g時，測得環(huán)境溫度T1

300Kp0

1.0105Pag10m/s2。當電子天平示數(shù)為400.0g時，環(huán)境溫度T2

為多少？該裝置可測量的最高環(huán)境溫度Tmax

為多少？【解題思路】此題考察抱負氣體試驗定律及其相關學問點，主要考察綜合分析力量?！瞚〕當電子天平示數(shù)為600.0g時，分析鐵塊受力可知輕繩拉力為F1=m1g-FN=1.2×10N-0.6×10N=6N依據(jù)杠桿原理，可知兩側(cè)輕繩拉力一樣大，對活塞，F(xiàn)1+p1S=m1g+p0S解得：p1=p0當電子天平示數(shù)為400.0g時，分析鐵塊受力可知輕繩拉力為F2=m2g-FN對活塞，F(xiàn)1+p2S=m1g+p0S解得：p2=0.99×105Pa依據(jù)查理定律，有p1/T1=p2/T2解得：T2=297K當溫度上升時，氣體壓強增大，輕繩拉力減小，天平示數(shù)增大，直到輕繩拉力為零時。天平示數(shù)不再連續(xù)增大，此時對應測量的最大溫度。對活塞，p3S=m1g+p0S解得：p3=1.03×105Pa依據(jù)查理定律，有p1/T1=p3/T3解得：T3=309K小包裹通過傳送帶所需