廣東省廣州市2021-2023年高考物理模擬題匯編-10熱學(xué)

廣東省廣州市2021-2023年高考物理模擬題分類匯編TO熱

學(xué)

一、填空題

1.（2022?廣東廣州?統(tǒng)考二模）一定質(zhì)量的理想氣體，從外界吸收熱量500J,同時(shí)對(duì)外

做功IoOJ,則氣體內(nèi)能變化_____J,分子平均動(dòng)能（選填“增大”“減小”或"不變”）。

2.（2022.廣東廣州.統(tǒng)考一模）拔火罐是傳統(tǒng)中醫(yī)理療方式，醫(yī)生先用點(diǎn)燃的酒精棉球

加熱小罐內(nèi)的空氣，隨后迅速把小罐倒扣在需要治療的部位，冷卻后小罐緊貼皮膚，以

達(dá)到通經(jīng)活絡(luò)、祛風(fēng)散寒等目的。小罐內(nèi)的空氣在冷卻過(guò)程后體積減小，分子平均動(dòng)能

；單位體積內(nèi)的分子數(shù)。（以上兩空均選填“增大""減小''或"不變”）

3.（2022.廣東廣州.統(tǒng)考二模）一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)P與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖

像如圖所示，其中圖線的AB段平行于縱軸，BC段平行于橫軸。則從A狀態(tài)到B狀態(tài),

氣體（選填“吸收”、或"放出”）熱量，從8狀態(tài)到C狀態(tài)，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)

對(duì)容器壁單位面積的碰撞次數(shù)（選填“增多”、"不變”或"減少"），A、B、C三個(gè)

狀態(tài)相比，氣體密度最大的是（選填"A”、"6,或“CD。

4.（2021?廣東廣州?統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖是分子間作用力與分子間距離關(guān)系的示意圖，

由圖可知當(dāng)分子間距離為〃時(shí)，分子間的斥力大小引力大?。环肿娱g距離為〃時(shí)

5.（2021.廣東廣州.統(tǒng)考一模）嚴(yán)寒的冬天，“潑水成冰”。灑向空中的熱水迅速降溫并

結(jié)冰。熱水在降溫過(guò)程中，水分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能；一定質(zhì)量的水變成

（TC冰的過(guò)程中，內(nèi)能,分子平均間距。（均選填“增大”、"減小”或

“不變，，）

6.（2021?廣東廣州.統(tǒng)考二模）如圖，慢慢向玻璃杯里注水，由于液面的表面張力作用,

即使水面稍高出杯口，水仍不會(huì)溢出。液體的表面張力使液面具有（選填“收縮”

或“擴(kuò)張”）的趨勢(shì)，這是因?yàn)橐后w跟空氣接觸的表面層里，分子間的距離要比液體內(nèi)部

的大，分子間的相互作用表現(xiàn)為（選填“引力”或“斥力”）。

7.（2021?廣東廣州?統(tǒng)考一模）容積一定的密閉容器內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，在匕、乙

兩種溫度下氣體分子的速率分布如圖所示，其中溫度為（選填“Z”或“4”）

時(shí)對(duì)應(yīng)氣體的內(nèi)能較大；該氣體溫度由（變化到弓的過(guò)程必須（選填“吸熱”或

8.（2021?廣東廣州?統(tǒng)考三模）如圖所示，汽車引擎蓋被氣彈簧支撐著。氣彈簧由活塞

桿、活塞、填充物、壓力缸等部分組成，其中壓力缸為密閉的腔體，內(nèi)部充有一定質(zhì)量

的氮?dú)猓俅蜷_(kāi)引擎蓋時(shí)密閉于腔體內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將引擎蓋頂起，若腔體內(nèi)氣體

與外界無(wú)熱交換，內(nèi)部的氮?dú)饪梢砸暈槔硐霘怏w，則腔體內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能

（選填“減小”或者"增大”），腔體內(nèi)壁單位時(shí)間、單位面積被氮?dú)夥肿优鲎驳?/p>

次數(shù)（選填“增多”、“減少”或“不變”）

二、解答題

試卷第2頁(yè)，共6頁(yè)

9.（2023?廣東廣州?統(tǒng)考一模）一只乒乓球在環(huán)境溫度為27。C時(shí)，球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為

LOxlO5Pa＞體積為％某次乒乓球被踩癟，但沒(méi)有破，球內(nèi)氣體的體積變?yōu)椤，F(xiàn)

將癟了的乒乓球放入熱水中，乒乓球恢復(fù)原形時(shí)，球內(nèi)氣體的溫度為87。（2。

（1）乒乓球在熱水中恢復(fù)原形前，球內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能如何變化？

（2）求球被踩癟后和在熱水中恢復(fù)原形時(shí)，對(duì)應(yīng)球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)Pl和P2。

10.（2023?廣東廣州?統(tǒng)考一模）負(fù)壓救護(hù)車在轉(zhuǎn)運(yùn)傳染病人過(guò)程中發(fā)揮了巨大作用，所

謂負(fù)壓，就是利用技術(shù)手段，使負(fù)壓艙內(nèi)氣壓低于外界大氣壓，所以空氣只能由艙外流

向艙內(nèi)，而且負(fù)壓還能將艙內(nèi)的空氣進(jìn)行無(wú)害化處理后排出。某負(fù)壓救護(hù)車負(fù)壓艙沒(méi)有

啟動(dòng)時(shí)，設(shè)艙內(nèi)的大氣壓強(qiáng)為po、溫度為G、體積為力,啟動(dòng)負(fù)壓艙后，要求負(fù)壓艙

外和艙內(nèi)的壓強(qiáng)差為念。

①若不啟動(dòng)負(fù)壓艙，艙內(nèi)氣體與外界沒(méi)有循環(huán)交換，負(fù)壓艙內(nèi)溫度升高到gT。時(shí)，求艙

內(nèi)氣體壓強(qiáng)是多少。

②若啟動(dòng)負(fù)壓艙，艙內(nèi)溫度保持Tb不變，達(dá)到要求的負(fù)壓值，求需要抽出壓強(qiáng)為P。狀

態(tài)下多少體積的氣體。

IL（2022?廣東廣州?統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，導(dǎo)熱氣缸開(kāi)口向右水平放置，缸內(nèi)活塞

密閉效果良好且能無(wú)摩擦滑動(dòng)。開(kāi)始時(shí)活塞在虛線位置靜止（狀態(tài)I）,封閉氣體體積為

V=IL,通過(guò)給缸體緩慢加熱，氣體膨脹至體積加倍（狀態(tài)∏）,此時(shí)氣缸內(nèi)壁的卡銷自

動(dòng)開(kāi)啟，同時(shí)停止加熱，待氣缸慢慢冷卻至環(huán)境溫度（狀態(tài)皿）。若封閉氣體可視為理

想氣體，環(huán)境溫度為27℃,外界大氣壓強(qiáng)為P（FI.0xl05Pa.求：

（1）請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖上畫出封閉氣體的壓強(qiáng)P隨熱力學(xué)溫度T的變化圖像，并通過(guò)計(jì)算說(shuō)

明作圖所需的關(guān)鍵狀態(tài)參量；

（2）若給缸體緩慢加熱的過(guò)程，氣體吸收的熱量為Q=220J,則在氣缸冷卻的過(guò)程氣體

放出的熱量是多少？

12.（2022?廣東廣州?統(tǒng)考二模）如圖，剛經(jīng)過(guò)高溫消毒的茶杯和杯蓋，從消毒碗柜里取

出后，茶杯放置在水平桌面上并立刻蓋上杯蓋，茶杯內(nèi)密封溫度為87℃、壓強(qiáng)等于外

界大氣壓強(qiáng)P。的氣體。已知杯蓋的質(zhì)量為，“，杯口面積為S,重力加速度為g。求茶杯

內(nèi)氣體降溫至27℃時(shí)，茶杯對(duì)杯蓋的支持力大小。

13.（2022.廣東廣州.統(tǒng)考一模）如圖是容積為2X1（Γ3nι3的氣壓式澆花噴水壺，現(xiàn)向噴

水壺內(nèi)裝入一定質(zhì)量的水，通過(guò)打氣使壺內(nèi)氣壓達(dá)到2/%,澆花時(shí)打開(kāi)噴嘴開(kāi)關(guān)就有水

霧噴出，當(dāng)壺內(nèi)氣壓降為102%,壺內(nèi)的水剛好全部噴出，已知水的密度為

1.0×10,kg∕m?細(xì)管和噴嘴的容積可忽略，求裝入壺內(nèi)水的質(zhì)量。

14.（2022?廣東廣州.統(tǒng)考二模）水銀氣壓計(jì)的工作原理如圖所示，若某水銀氣壓計(jì)中混

入了一個(gè)氣泡，上升到水銀柱的上方，使水銀柱上方不再是真空，當(dāng)實(shí)際大氣壓相當(dāng)于

768mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)只有750mm,此時(shí)管中的水

銀面到管頂?shù)木嚯x為80mm。當(dāng)這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為74Omm水銀柱時(shí)，實(shí)際的大氣壓

相當(dāng)于多高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)？設(shè)溫度保持不變。

15.（2021?廣東廣州?統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖，質(zhì)量為M的氣缸倒扣在橫截面積為5、厚度

不計(jì)、可與氣缸壁無(wú)摩擦滑動(dòng)且不漏氣的活塞上。開(kāi)始時(shí)，氣缸內(nèi)理想氣體溫度為7°,

氣缸靜止時(shí)活塞位于氣缸正中間位置。已知大氣壓強(qiáng)為外，重力加速度為g?，F(xiàn)緩慢加

熱缸內(nèi)氣體，當(dāng)活塞恰好位于氣缸口時(shí)，求氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和溫度。

試卷第4頁(yè)，共6頁(yè)

16.（2021?廣東廣州.統(tǒng)考二模）如圖，鍋爐外壁緊貼著一個(gè)導(dǎo)熱性能良好右壁開(kāi)孔與大

氣相通的氣缸，用于監(jiān)控鍋爐外壁的溫度。輕質(zhì)活塞通過(guò)輕桿與氣缸右壁的壓力傳感器

相連；鍋爐未工作時(shí)，活塞左側(cè)封閉溫度300K、壓強(qiáng)為105Pa的空氣，此時(shí)傳感器的

5

示數(shù)為0。已知大氣壓強(qiáng)為IOPa,活塞橫截面積為10?12,不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩

擦，鍋爐工作時(shí)，求壓力傳感器示數(shù)尸與鍋爐外壁溫度T的關(guān)系式。

d

壓力傳感器

）\鍋爐外壁

17.（2021?廣東廣州.統(tǒng)考一模）根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)的《乘用車輪胎氣壓監(jiān)

測(cè)系統(tǒng)的性能要求和試驗(yàn)方法》相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)在所有在產(chǎn)乘用車強(qiáng)制安裝TPMS（胎壓

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）。駕駛員在開(kāi)車前發(fā)現(xiàn)其中一條輪胎內(nèi)的壓強(qiáng)為150kpa,此時(shí)環(huán)境溫度為

27℃,為保證行車安全，駕駛員對(duì)其充氣。己知輪胎容積為22L,該型號(hào)汽車正常行駛

時(shí)胎壓需達(dá)到250kpa,輪胎內(nèi)溫度為57tlC,氣體被充入前的壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)

5

P0=LOxlOPa,溫度與環(huán)境溫度相同，不考慮輪胎容積的變化，求被充入的氣體在充

入前的體積。

18.（2021?廣東廣州?統(tǒng)考一模）如圖是由氣缸、活塞柱、彈簧和上下支座構(gòu)成的汽車減

震裝置，該裝置的質(zhì)量、活塞柱與氣缸摩擦均可忽略不計(jì)，氣缸導(dǎo)熱性和氣密性良好。

該裝置未安裝到汽車上時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，氣缸內(nèi)的氣體可視為理想氣體，壓強(qiáng)為

LOxlO5Pa,封閉氣體和活塞柱長(zhǎng)度均為0.20m。活塞柱橫截面積為L(zhǎng)OXl（T'm］；該裝

置豎直安裝到汽車上后，其承載的力為3.0x103N時(shí)，彈簧的壓縮量為（）.i（）m0大氣壓

強(qiáng)恒為L(zhǎng)OXlO'pa,環(huán)境溫度不變。求該裝置中彈簧的勁度系數(shù)。

Y上支座

o?氣缸

彈簧

0.20m活塞柱

-L_一下支座

19.(2021?廣東廣州?統(tǒng)考三模)如圖，在一個(gè)空的鋁制易拉罐中插入一根透明吸管，接

口用蠟密封，在吸管內(nèi)引入一小段油柱(長(zhǎng)度可以忽略)。如果不計(jì)大氣壓的變化，這

就是一個(gè)簡(jiǎn)易“溫度計(jì)”，已知大氣壓強(qiáng)是LOxiOSpa,易拉罐的容積是300cm3,均勻吸

管內(nèi)部的橫截面積為0.2cm2,吸管露出的長(zhǎng)度為20cm,當(dāng)溫度為27。C時(shí)，油柱剛好在

吸管和易拉罐的接口處。緩慢升高環(huán)境溫度，易拉罐中氣體從外界吸熱10J,油柱恰好

到達(dá)吸管管口，求：

(1)此時(shí)環(huán)境溫度T；

(2)易拉罐中氣體內(nèi)能的變化△以

試卷第6頁(yè)，共6頁(yè)

參考答案：

?.400J增大

【詳解】川［2］根據(jù)熱力學(xué)第一定律得

Δt∕=β+W=500J-100J=400J,?f∕>0

理想氣體內(nèi)能增加，氣體溫度一定升高；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以分子的平均動(dòng)

能一定增大。

2.減小增大

【詳解】［1］小罐內(nèi)的空氣在冷卻過(guò)程后，溫度降低，分子平均動(dòng)能減??；

⑵小罐內(nèi)的空氣在冷卻過(guò)程后，體積減小，而氣體的質(zhì)量不變，分子的個(gè)數(shù)不變，單位體

積內(nèi)的分子數(shù)增大。

3.吸收減少A

【詳解】［1］從A狀態(tài)到B狀態(tài)，溫度不變

Δt∕=O

根據(jù)

叱=C

T

壓強(qiáng)減小，體積增大，即

%>匕

氣體對(duì)外做功

WcO

根據(jù)

AU=W+Q

則

Q>0

吸收熱量

⑵從8狀態(tài)到C狀態(tài)，根據(jù)

叱=C

T

壓強(qiáng)不變，溫度升高，體積變大，即

Mc

保持壓強(qiáng)不變，氣體的體積增大，氣體的密度減小，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)容器壁單位面積

答案第1頁(yè)，共8頁(yè)

的碰撞次數(shù)減小

［3］根據(jù)

m

P=-

V

則氣體密度最大的是A

4.等于小于

【詳解】［1］當(dāng)分子間距離為。時(shí)，分子力等于零，即分子間的斥力大小等于引力大小。

⑵分子間距離由。變?yōu)?2的過(guò)程中，分子引力對(duì)分子做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，所以分子間

距離為〃時(shí)的分子勢(shì)能小于分子間距離為r2時(shí)的分子勢(shì)能。

5.減小減小增大

【詳解】U］溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，熱水在降溫過(guò)程中，水分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減

小；

［2］(TC水變成0℃冰的過(guò)程是凝固過(guò)程，凝固放熱，所以水放出熱量，溫度不變，內(nèi)能減小;

［3］0℃水變成0℃冰的過(guò)程中，體積要變大，則分子平均間距增大。

6.收縮引力

【分析】考查液體的表面張力。

【詳解】［1］作為分子力的宏觀表現(xiàn)，表面張力的作用是使液面具有收縮的趨勢(shì)；

⑵液體表面層分子比較稀疏，分子作用力表現(xiàn)為引力。

7.T2吸熱

【詳解】川不同溫度下的分子速率分布曲線可知，分子數(shù)百分率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”統(tǒng)計(jì)

規(guī)律，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度高則分子速率大的占多數(shù)，所以有

τl<τ2

氣體的內(nèi)能僅僅與氣體的溫度有關(guān)，所以T2所對(duì)應(yīng)的氣體內(nèi)能較大；

⑵該氣體溫度由7；變化到心的過(guò)程，溫度升高，內(nèi)能增大，則應(yīng)吸熱。

8.減小減小

【詳解】⑴⑵根據(jù)AU=W+Q，因?yàn)榕c外界無(wú)熱交換所以Q=O,因?yàn)闅怏w膨脹對(duì)外做功所以

W<0,故AU<O,所以分子的內(nèi)能減小，平均動(dòng)能減小。此過(guò)程中因?yàn)榉肿铀俾蕼p小，空間

里分子的密度減小，故氮?dú)夥肿优鲎泊螖?shù)減小。

答案第2頁(yè)，共8頁(yè)

9.(1)增大;(2)/J≈l.IxlO5Pa,Λ=1.18×105Pa

【詳解】(1)乒乓球放入熱水中，球內(nèi)氣體溫度升高，而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，故球

內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能增大。

(2)初狀態(tài)8=1.0xl()5pa,根據(jù)波意耳定律

9

解得

EHLIXlO'Pa

球被踩癟后工=30OK,恢復(fù)原形時(shí)(=360K,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

勺P1-0V=8VZ

工T2

解得

=1.18×10,Pa

10.①*Po：②乂

4°1000

【詳解】①由于艙內(nèi)氣體與外界沒(méi)有循環(huán)交換，負(fù)壓艙內(nèi)溫度升高后壓強(qiáng)為P-由查理定

律可得

PSL=.EI.

工,為

解得

5

Pl=ZP。

②啟動(dòng)負(fù)壓艙，設(shè)艙內(nèi)氣體體積變?yōu)樨?AV,壓強(qiáng)為心，由負(fù)壓艙特點(diǎn)可得

=

P2Po----^―

201000

由玻意耳定律可得

PM=P2化+村)

設(shè)抽出氣體在壓強(qiáng)外狀態(tài)下的體積為匕，由玻意耳定律可得

PqV=p0vl

答案第3頁(yè)，共8頁(yè)

解得

'IOOO

??.(I)見(jiàn)解析；(2)12OJ

【詳解】(D狀態(tài)I狀態(tài)參量：體積：V=IL,溫度：7j=273K+27=300K,壓強(qiáng):

5

Pl=pa=1.0×IOPa

狀態(tài)Il狀態(tài)參量：體積：V2=2L;由于等壓膨脹

5

p2=pl=1.0×10Pa

由等壓變化規(guī)律

匕一匕

T?T2

解得

T2=27；=600K

狀態(tài)m狀態(tài)參量：(=300K,體積：?=?=2L

由等容變化可知

*瓜

T2Ti

可得

5

p3=0?5×IOPa

封閉氣體的壓強(qiáng)P隨熱力學(xué)溫度7的變化圖像為

PO

；PQ

O300~600~

(2)加熱過(guò)程由熱力學(xué)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頁(yè)，共8頁(yè)

?t∕l=120J

氣缸冷卻過(guò)程是等容變化，則

W2=O

內(nèi)能變化

Δt72=-Δt∕1=-120J

由AU2=W2+Q2,可得

Q2=-120J

則在氣缸冷卻的過(guò)程氣體放出的熱量120Jo

12.pS+mg

60

【詳解】茶杯內(nèi)初始溫度為

η=(87+273)K=360K

降溫后末狀態(tài)溫度為

η≈(27+273)K=300K

杯內(nèi)封閉氣體發(fā)生等容變化，有

Po_=P^_

Z~T2

代入數(shù)據(jù)解得：最后杯內(nèi)氣體的壓強(qiáng)

,5

P=TPo

O

對(duì)杯蓋，有

p'S+N=pOS+mg

解得

N=wP<>S+ιng

O

13.0.98kg

【詳解】設(shè)水壺體積為匕裝入壺內(nèi)水的質(zhì)量為〃?，則噴水前打入的空氣體積

V^V--

P

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

答案第5頁(yè)，共8頁(yè)

2p0Vl=1.02p0V

解得

m=O.98kg

14.756mmHg

【詳解】對(duì)上面封閉的氣體，初態(tài)：p∕≈768mmHg-750mmHg=18mmHg?=80S

末態(tài)：P2=(p-740)mmHgV,2=90S

根據(jù)被意耳定律

p∣VI-p2V2

解得

p=756mmHg

【詳解】假設(shè)初始狀態(tài)下缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p/,以氣缸為研究對(duì)象(不包括活塞)，根據(jù)平衡

條件得

PlS=Mg+poS

設(shè)氣缸口再次靜止時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P2,溫度為T2,依題意，缸內(nèi)氣體做等壓變化,

即

Pi=P?

由蓋-呂薩克定律可得

5×0.5∕S×l

聯(lián)立解得

T

P2=Pθ+攀，2=2Tn

16.F=yT-1000(T≥300K)

【詳解】對(duì)所封的氣體，初態(tài)p∕=105pa7>300K當(dāng)溫度為7時(shí)氣體壓強(qiáng)

552

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

根據(jù)查理定律可知

PL=P

T1T

解得

答案第6頁(yè)，共8頁(yè)

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

3一

17