上海2023年高考真題和模擬題物理分項(xiàng)匯編13

13.熱學(xué)

2023年高考題

1.（2023浙江6月卷）下列說法正確的是

A.熱量能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

B.液體的表面張力方向總是跟液面相切

C.在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式是不同的

D.當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí)，觀察者觀測到波的頻率大于波源振動的頻率

【答案】BD

【解析】A.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知熱量能不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，

故A錯(cuò)誤；

B.液體的表面張力方向總是跟液面相切，故B正確；

C.由狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)可知，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相

同的，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)多普勒效應(yīng)可知當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí)，觀察者觀測到波的頻率大于波源

振動的頻率，故D正確。

故選BDo

2.（2023海南卷）下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是（）

r?——

o-----￡Q------------o

A.分子間距離大于廠。時(shí)，分子間表現(xiàn)為斥力

B.分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離ro處過程中分子勢能變大

C.分子勢能在ro處最小

D.分子間距離小于“且減小時(shí)，分子勢能在減小

【答案】c

【解析】分子間距離大于ro,分子間表現(xiàn)為引力，分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離4處過程中,

引力做正功，分子勢能減小，則在4處分子勢能最?。焕^續(xù)減小距離，分子間表現(xiàn)為斥力，

分子力做負(fù)功，分子勢能增大。C正確。

3.（2023全國甲卷）在一汽缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體，發(fā)生下列緩慢變化過

程，氣體一定與外界有熱量交換的過程是（）

A.氣體的體積不變，溫度升高

B.氣體的體積減小，溫度降低

C.氣體的體積減小，溫度升高

D.氣體的體積增大，溫度不變

E.氣體的體積增大，溫度降低

【答案】ABD

【解析】A.氣體的體積不變溫度升高，則氣體的內(nèi)能升高，體積不變氣體做功為零，

因此氣體吸收熱量，A正確；

B.氣體的體積減小溫度降低，則氣體的內(nèi)能降低，體積減小外界對氣體做功，由熱力

學(xué)第一定律

△U=W+Q,可知?dú)怏w對外放熱，B正確；

C.氣體的體積減小溫度升高，則氣體的內(nèi)能升高，體積減小外界對氣體做功，由熱力

學(xué)第一定律

AU=W+Q

可知0可能等于零，即沒有熱量交換過程，C錯(cuò)誤；

D.氣體的體積增大溫度不變則氣體的內(nèi)能不變，體積增大氣體對外界做功，由熱力學(xué)

第一定律

AU=W+Q

可知

2>0

即氣體吸收熱量，D正確；

E.氣體的體積增大溫度降低則氣體的內(nèi)能降低，體積增大氣體對外界做功，由熱力學(xué)

第一定律

AU=W+Q

可知?？赡艿扔诹?，即沒有熱量交換過程，E錯(cuò)誤。

故選ABD

4.（2023全國乙卷）對于一定量的理想氣體，經(jīng)過下列過程，其初始狀態(tài)的內(nèi)能與末狀

態(tài)的內(nèi)能可能相等的是（）

A.等溫增壓后再等溫膨脹

B.等壓膨脹后再等溫壓縮

C.等容減壓后再等壓膨脹

D等容增壓后再等壓壓縮

E.等容增壓后再等溫膨脹

【答案］ACD

【解析】A.對于一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能由溫度決定，故等溫增壓和等溫膨脹過程溫

度均保持不變，內(nèi)能不變，故A正確；

B.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

PV

——=c

T

可知等壓膨脹后氣體溫度升高，內(nèi)能增大，等溫壓縮溫度不變，內(nèi)能不變，故末狀態(tài)與

初始狀態(tài)相比內(nèi)能增加，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知等容減壓過程溫度降低，內(nèi)能減??；等壓膨脹過程溫度

升高，末狀態(tài)的溫度有可能和初狀態(tài)的溫度相等，內(nèi)能相等，故c正確；

D.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知等容增壓過程溫度升高；等壓壓縮過程溫度降低，末狀

態(tài)的溫度有可能和初狀態(tài)的溫度相等，內(nèi)能相等，故D正確；

E.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知等容增壓過程溫度升高；等溫膨脹過程溫度不變，故末

狀態(tài)的內(nèi)能大于初狀態(tài)的內(nèi)能，故E錯(cuò)誤。

故選ACDo

5.（2023江蘇卷）如圖所示.密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)

3.該過程中（）

A

O-

A.氣體分子的數(shù)密度增大

B.氣體分子的平均動能增大

C.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對單位面積器壁的作用力減小

D.單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小

【答案】B

【解析】A.根據(jù)

C

可得，=歹丁

則從A到5為等容線，即從A到6氣體體積不變，則氣體分子的數(shù)密度不變，選項(xiàng)A

錯(cuò)誤；

B.從A到5氣體的溫度升高，則氣體分子的平均動能變大，則選項(xiàng)B正確；

C.從A到5氣體的壓強(qiáng)變大，氣體分子的平均速率變大，則單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對單

位面積的器壁的碰撞力變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.氣體的分子密度不變，從A到5氣體分子的平均速率變大，則單位時(shí)間內(nèi)與單位面

積器壁碰撞的氣體分子數(shù)變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選B。

6.（2023遼寧卷）“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲能的裝置，可在用電低谷時(shí)

儲存能量、用電高峰時(shí)釋放能量?！翱諝獬潆妼殹蹦硞€(gè)工作過程中，一定質(zhì)量理想氣體的p，

圖像如圖所示。該過程對應(yīng)的2-V圖像可能是（）

【答案】B

【解析】根據(jù)"=。

C

可得p=

從a到從氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，則體積變大；從6到c,氣體壓強(qiáng)減小，溫度降低,

因c點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率小于b點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，c態(tài)的體積大于b態(tài)體積。

故選B。

7.（2023江蘇卷）在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。利用注

射器選取一段空氣柱為研究對象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是（）

黑鄉(xiāng)-壓力表

塞

柱

氣

空

柱

膠

橡

塞

A.把柱塞快速地向下壓

B.把柱塞緩慢地向上拉

C.在橡膠套處接另一注射器，快速推動該注射器柱塞

D.在橡膠套處接另一注射器，緩慢推動該注射器柱塞

【答案】B

【解析】因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)是要探究氣體等溫變化的規(guī)律；實(shí)驗(yàn)中要緩慢推動或拉動活塞，目

的是盡可能保證封閉氣體在狀態(tài)變化過程中的溫度不變；為了方便讀取封閉氣體的體積不需

要在橡膠套處接另一注射器。

故選B。

8.（2023新課標(biāo)卷）如圖，一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連

接的兩絕熱活塞將汽缸分為/、g、力三部分，活塞與汽缸壁間沒有摩擦。初始時(shí)彈簧處于原

長，三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等?，F(xiàn)通過電阻絲對/中的氣體緩慢加熱，停止

加熱并達(dá)到穩(wěn)定后（）

A.〃中的氣體內(nèi)能增加BJ與g中的氣體溫度相等

CJ與h中的氣體溫度相等DJ與h中的氣體壓強(qiáng)相等

【答案】AD

【解析】A.當(dāng)電阻絲對/中的氣體緩慢加熱時(shí)，/中的氣體內(nèi)能增大，溫度升高，根據(jù)

理想氣體狀態(tài)方程可知/中的氣體壓強(qiáng)增大，會緩慢推動左邊活塞，則彈簧被壓縮。與此同

時(shí)彈簧對右邊活塞有彈力作用，緩慢向右推動左邊活塞。故活塞對力中的氣體做正功，且是

絕熱過程，由熱力學(xué)第一定律可知，力中的氣體內(nèi)能增加，A正確；

B.未加熱前，三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，活塞受力平

衡，可知彈簧處于壓縮狀態(tài)，對左邊活塞分析

則

Pf>Pg

分別對f、g內(nèi)的氣體分析，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

Po%_PM

T。一￡

-（M_Pg%

FF

由題意可知，因彈簧被壓縮，則匕>打，聯(lián)立可得

B錯(cuò)誤；

C.在達(dá)到穩(wěn)定過程中/中的氣體體積變小，壓強(qiáng)變大，/中的氣體體積變大。由于穩(wěn)定

時(shí)彈簧保持平衡狀態(tài)，故穩(wěn)定時(shí)/、龍中的氣體壓強(qiáng)相等，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程對人氣體分

析可知

PoK_PhK

To~Th

聯(lián)立可得

Tf>Th

C錯(cuò)誤；

D.對彈簧、活塞及g中的氣體組成的系統(tǒng)分析，根據(jù)平衡條件可知，/與入中的氣體壓

強(qiáng)相等，D正確。

故選AD0

9.（2023山東卷）一定質(zhì)量的理想氣體，初始溫度為300K,壓強(qiáng)為Ixlt^Pa。經(jīng)等容過

程，該氣體吸收400J的熱量后溫度上升100K；若經(jīng)等壓過程，需要吸收600J的熱量才能使

氣體溫度上升100K。下列說法正確的是（）

A.初始狀態(tài)下，氣體的體積為6LB.等壓過程中，氣體對外做功400J

C.等壓過程中，氣體體積增加了原體積的9D.兩個(gè)過程中，氣體的內(nèi)能增加量都

為400J

【答案】AD

【解析】C.令理想氣體的初始狀態(tài)的壓強(qiáng)，體積和溫度分別為

Pi=Po，K="=3OOK

等容過程為狀態(tài)二

p2=?，匕=匕=%,4=400K

等壓過程為狀態(tài)三

P3=A），K=?，n=400K

由理想氣體狀態(tài)方程可得

PM=PNI_P3K

工一「4

解得

44

Pi=-P0^=-y0

體積增加了原來的1，c錯(cuò)誤；

D.等容過程中氣體做功為零，由熱力學(xué)第一定律

AU=W+Q=400J

兩個(gè)過程的初末溫度相同即內(nèi)能變化相同，因此內(nèi)能增加都為400J,D正確；

AB.等壓過程內(nèi)能增加了400J,吸收熱量為600J,由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w對外做

功為200J,即做功的大小為W=P。=200J解得％=6LA正確B錯(cuò)誤；

故選ADo

10.(2023浙江1月卷)某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警裝置，其原理如圖所示.在豎直放

置的圓柱形容器內(nèi)用面積S=100cm2、質(zhì)量加=lkg的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能

無摩擦滑動.開始時(shí)氣體處于溫度7；=300K、活塞與容器底的距離為=30cm的狀態(tài)A.環(huán)

境溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升d=3cm恰好到達(dá)容器內(nèi)的卡口處，此時(shí)氣體

達(dá)到狀態(tài)艮活塞保持不動，氣體被繼續(xù)加熱至溫度7；=363K的狀態(tài)。時(shí)觸動報(bào)警器.從狀

態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了△U=158J.取大氣壓Po=0.99義IO,Pa,求氣體

(1)在狀態(tài)3的溫度；

(2)在狀態(tài)C的壓強(qiáng)；

(3)由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量0.

【答案】(1)330K；(2)1.09xl05Pa;(3)187.7J

【解析】(1)根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)4變化到狀態(tài)5的過程中，封閉氣體的壓強(qiáng)

不變?yōu)镻o，則有

(2)根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體的體積不變，則有

TB~TC

T

解得Pc=HPB=11A)?1.09xl05Pa

(3)根據(jù)題意可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體對外做功為“=A)AV=29.7J

由熱力學(xué)第一定律有

AU=W+Q

解得Q=AU+W=187.7J

11.（2023浙江6月卷）如圖所示，導(dǎo)熱良好的固定直立圓筒內(nèi)用面積S=100cm2,質(zhì)

量〃z=lkg的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。圓筒與溫度300K的熱源接

觸，平衡時(shí)圓筒內(nèi)氣體處于狀態(tài)4其體積匕=600cm3。緩慢推動活塞使氣體達(dá)到狀態(tài)3,

此時(shí)體積匕=500cm3。固定活塞，升高熱源溫度，氣體達(dá)到狀態(tài)C,此時(shí)壓強(qiáng)

&=14x105pa。已知從狀態(tài)A到狀態(tài)C,氣體從外界吸收熱量Q=14J；從狀態(tài)3到狀態(tài)C,

5

氣體內(nèi)能增加AC7=25J；大氣壓0。=1.01x10Pa0

熱源

T

（1）氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)3,其分子平均動能________（選填“增大”、“減小”或“不

變”），圓筒內(nèi)壁單位面積受到壓力________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；

（2）求氣體在狀態(tài)C的溫度K；

（3）求氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)3過程中外界對系統(tǒng)做的功W。

【答案】（D不變；增大；（2）350K；（3）11J

【解析】（1）圓筒導(dǎo)熱良好，則氣體從狀態(tài)A緩慢推動活塞到狀態(tài)B,氣體溫度不變,

則氣體分子平均動能不變；氣體體積減小，則壓強(qiáng)變大，圓筒內(nèi)壁單位面積受到的壓力增大;

（2）狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)

PA=〃0-等"Oxi。，Pa

溫度7A=300K；體積VA=600cm3；

53

C態(tài)壓強(qiáng)pc=1.4xlOPa；體積Vc=500cm；

根據(jù)

P^APCVC

TA~Tc

解得

Tc=350K

（3）從6到C氣體進(jìn)行等容變化，則WBC=0,因從5到C氣體內(nèi)能增加25J可知，氣

體從外界吸熱25J,而氣體從A到C從外界吸熱14J,可知?dú)怏w從A到5氣體放熱11J,從

A到5氣體內(nèi)能不變，可知從A到5外界對氣體做功IIJo

12.（2023全國乙卷）如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長度均為20cm的A、

B兩段細(xì)管組成，A管的內(nèi)徑是B管的2倍，B管在上方。管內(nèi)空氣被一段水銀柱隔開。水

銀柱在兩管中的長度均為10cm?，F(xiàn)將玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管內(nèi)的空氣柱長

度改變1cm。求B管在上方時(shí)，玻璃管內(nèi)兩部分氣體的壓強(qiáng)。（氣體溫度保持不變，以

cmHg為壓強(qiáng)單位）

B

10cm

10cm

A

【答案】「A=135cmHg,pB=115cmHg

【解析】設(shè)B管在上方時(shí)上部分氣壓PB,則此時(shí)下方氣壓為PA,此時(shí)有

PA=PB+20

倒置后A管氣體壓強(qiáng)變小，即空氣柱長度增加1cm,A管中水銀柱減小1cm,又因?yàn)?/p>

SA=2sB

可知B管水銀柱增加2cm,空氣柱減小2cm；設(shè)此時(shí)兩管的壓強(qiáng)分別為％、M，所以

有

%+21=P'B

倒置前后溫度不變，根據(jù)玻意耳定律對A管有

PA4=P'AS"K

對B管有

PB^B^B=PB^B^B

其中

=10cm+1cm=11cm

Lg=10cm-2cm=8cm

聯(lián)立以上各式解得

PA=135cmHg

PB=115cmHg

13.(2023全國甲卷)一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為L2個(gè)大氣壓，溫度為17℃,密度為

1.46kg/m3o

(i)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27℃時(shí)內(nèi)氣

體的密度；

(ii)保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個(gè)大氣壓，求艙內(nèi)

氣體的密度。

【答案】⑴1.41kg/m3；(ii)1.18kg/m3

【解析】(i)由攝氏度和開爾文溫度關(guān)系可得

Ti=273+17K=290K,T2=273+27K=300K

理想氣體狀態(tài)方程pV=“RT可知

RPV

nR=--

T

其中“為封閉氣體的物質(zhì)的量，即理想氣體的絲正比于氣體的質(zhì)量，則

py

A-V-T!

02

VT2

3

其中pi=P2=1.2p0,pi=1.46kg/m,代入數(shù)據(jù)解得

pi=1.41kg/m3

(ii)由題意得03=po，T3=273+27K=300K同理可得

m2PN

PI*_T]

p3叫py_

VT3

解得

P3-1.18kg/m3

14.(2023海南卷)某飲料瓶內(nèi)密封一定質(zhì)量理想氣體，/=27℃時(shí)，壓強(qiáng)

p=1.050x1()5Pa

(1)r=37℃時(shí)，氣壓是多大？

(2)保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強(qiáng)與(1)時(shí)相同時(shí)，氣體體積為原來的多少倍?

【答案】⑴1,085xl05Pa;⑵0.97

【解析】(D瓶內(nèi)氣體的始末狀態(tài)的熱力學(xué)溫度分別為

7=(27+273)K=300K,T'=(37+273)K=310K

溫度變化過程中體積不變，故由查理定律有

￡=y

T~T,

解得

=1.085x1()5pa

(2)保持溫度不變，擠壓氣體，等溫變化過程，由玻意耳定律有

pV=p'V'

解得

V-0.91V

15.(2023湖北卷)如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁光

滑，橫截面積分別為S、2S,由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將

一定質(zhì)量的理想氣體封閉，左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連。初始時(shí)，兩汽缸內(nèi)封閉

氣柱的高度均為彈簧長度恰好為原長?，F(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子，

直至右側(cè)活塞下降ga,左側(cè)活塞上升;已知大氣壓強(qiáng)為區(qū),重力加速度大小為g,汽

缸足夠長，汽缸內(nèi)氣體溫度始終不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求

（1）最終汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。

（2）彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。

【答案】（1）*。；⑵k=磊;昨鬻

【解析】（D對左右氣缸內(nèi)所封的氣體，初態(tài)壓強(qiáng)pi=po

體積匕=SH+2SH=3SH

3217

末態(tài)壓強(qiáng)P2,體積匕=S—〃+—H-2S=—SH

236

根據(jù)玻意耳定律可得=P^2

1Q

解得P2=pyPo

（2）對右邊活塞受力分析可知根g+/v2S=P2-2S

解得加=需9

17g

對左側(cè)活塞受力分析可知

P°S+k-gH=p2s

解得一

左二"

17H

16.（2023湖南卷）汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力.如圖，剎車助力裝置

可簡化為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿A6與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車

時(shí)，在連桿A3上施加水平力推動液壓泵實(shí)現(xiàn)剎車.助力氣室與抽氣氣室用細(xì)管連接，通過

抽氣降低助力氣室壓強(qiáng)，利用大氣壓與助力氣室的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)剎車助力.每次抽氣時(shí)，&打

開，（閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運(yùn)動，助力氣室中的氣體充滿抽

氣氣室，達(dá)到兩氣室壓強(qiáng)相等；然后，&閉合，（打開，抽氣活塞向下運(yùn)動，抽氣氣室中的

全部氣體從（排出，完成一次抽氣過程.已知助力氣室容積為治,初始壓強(qiáng)等于外部大氣壓

強(qiáng)外，助力活塞橫截面積為S,抽氣氣室的容積為匕.假設(shè)抽氣過程中，助力活塞保持不動,

氣體可視為理想氣體，溫度保持不變.

（1）求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng)Pi;

（2）第九次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小AF.

【答案】（1）（2）△口=口一（+）"]"用

【解析】（1）以助力氣室內(nèi)的氣體為研究對象，則初態(tài)壓強(qiáng)po,體積%,第一次抽氣

后，氣體體積

v=%+K

根據(jù)玻意耳定律

A)K)=py

解得

%+匕

（2）同理第二次抽氣

py0=2V

解得

以此類推

則當(dāng)“次抽氣后助力氣室內(nèi)的氣體壓強(qiáng)

Pn=（%；.）0。

則剎車助力系統(tǒng)為駕駛員省力大小為

△尸=（P。_0?=口_（/、7）"]為5

2023年高考模擬題

1.（2023?廣東惠州三模）（多選）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)。變化到狀態(tài)

b,其過程如p-V圖中從。到b的直線所示。在此過程中（）

4P

b

a

O

A氣體溫度先上升后下降

B.氣體內(nèi)能一直增加

C.氣體一直對外做功

D.氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功

【答案】BC

【解析】AB.由圖知?dú)怏w的pV乘積一直增大，由，=C

知?dú)怏w的溫度一直升高，內(nèi)能一直增加，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.氣體的體積增大，則氣體一直對外做功，氣體的內(nèi)能一直增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定

律

\U=W+Q

可知?dú)怏w一直從外界吸熱，吸收的熱量用于對外功和增加內(nèi)能，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選BCo

2.（2023?廣東江門一模）內(nèi)壁光滑的“U”型導(dǎo)熱汽缸用不計(jì)質(zhì)量的輕活塞封閉一定體積

的空氣（可視為理想氣體），浸在盛有大量冰水混合物的水槽中，活塞在水面下，如圖所示。

現(xiàn)在輕活塞上方緩慢倒入沙子，下列說法中正確的是（）

沙子

冰水混合物、\

X——

_____

汽缸一活塞

A.封閉空氣分子的平均動能增大

B.活塞壓縮封閉空氣做功，封閉空氣內(nèi)能增大

C.封閉空氣的壓強(qiáng)變大

D.封閉空氣從外界吸收了熱量

【答案】c

【解析】AB.當(dāng)將沙子緩慢倒在汽缸活塞上時(shí)，氣體被壓縮，外界對氣體做功，但由于

汽缸導(dǎo)熱，且浸在盛有大量冰水混合物的水槽中，因此缸內(nèi)氣體的溫度不變，則可知?dú)怏w的

內(nèi)能不變，而溫度是衡量分子平均動能的標(biāo)志，溫度不變則分子平均動能不變，故AB錯(cuò)誤;

C.外界對氣體做功，氣體的體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增多，而汽缸導(dǎo)熱，溫

度不變，氣體分子平均運(yùn)動速率不變，則可知比起之前的狀態(tài)，單位時(shí)間內(nèi)單位體積的分子

對器壁的碰撞次數(shù)增加，因此封閉氣體的加強(qiáng)增大，故c正確；

D.根據(jù)熱力學(xué)第一定律

AU=Q+W

由于汽缸導(dǎo)熱，封閉氣體的溫度不變，即內(nèi)能不變，而外界又對氣體做功，因此氣體要

向外界放熱，故D錯(cuò)誤。

故選C

3.（2023?河北保定一模）如圖甲所示，用活塞在氣缸中封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣體

由狀態(tài)。變化到狀態(tài)。，變化到狀態(tài)c,氣體溫度（T）隨體積（V）變化的圖像如圖乙所示，

A連線的反向延線過坐標(biāo)原點(diǎn)，不計(jì)活塞與氣缸壁的摩擦。下列說法中正確的是（）

A.由狀態(tài)。到狀態(tài)》的過程中，氣體的壓強(qiáng)增大

B.由狀態(tài)。到狀容6的過程中，氣體一定吸熱

C.由狀態(tài)6到狀態(tài)c的過程中，氣體的壓強(qiáng)增大

D.由狀態(tài)6到狀態(tài)c的過程中，氣體一定吸熱

【答案】D

【解析】AB.由理想氣體狀態(tài)方程等=。

結(jié)合圖乙可知，由狀態(tài)a到狀態(tài)》的過程中溫度在降低，同時(shí)體積在增大，則可知壓強(qiáng)

一定減??；再結(jié)合熱力學(xué)第一定律

AU=Q+W

可知，體積增大，氣體對外做功，W<0,同時(shí)溫度降低可知，AU<0,由此不能確定

氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)。的過程中是吸熱還是放熱，或是既不吸熱也不放熱，故AB錯(cuò)誤；

C.由理想氣體狀態(tài)方程

?C

T

變式可得

結(jié)合乙圖可知，氣體由狀態(tài)）到狀態(tài)c的過程中，氣體的壓強(qiáng)不變，故C錯(cuò)誤；

D.由狀態(tài)》到狀態(tài)c的過程中，氣體體積增大，對外做功的同時(shí)，溫度也在升高，則

根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定吸熱，故D正確。

故選D。

4.（2023?河北省適應(yīng)性考試）冬天燒碳取暖容易引發(fā)一氧化碳中毒事故，吸入的一氧化

碳與紅細(xì)胞、紅血球結(jié)合，影響用了紅血球運(yùn)送氧氣的能力，造成人體缺氧，高壓氧艙是治

療一氧化碳中毒的有效措施。某物理興趣小組通過放在水平地面上的氣缸來研究高壓氧艙內(nèi)

的環(huán)境，如圖所示，導(dǎo)熱氣缸內(nèi)的活塞離氣缸底部的高度為丸，活塞的橫截面積為S,環(huán)境溫

度保持不變。氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為12%,該小組分別通過向氣缸內(nèi)充氣和向下壓活塞的方式

使氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大到2%。已知大氣壓強(qiáng)為也,氣缸內(nèi)氣體可視為理想氣體，活塞與

氣缸密封良好，不計(jì)活塞與氣缸間的摩擦，重力加速度為g。下列說法中正確的是（）

S

h

A.活塞的質(zhì)量為

5g

B.僅將體積為0.5S//、壓強(qiáng)為1.6%氣體充入氣缸，可使氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增至2Po

3

C.僅將活塞緩慢下移1力，可以將氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增至2%

12

D.在C選項(xiàng)的操作中，氣體向外界放出的熱量為石p°S/z

【答案】B-

【解析】A.對活塞受力分析，由平衡條件加g+為S=pQ

代入數(shù)據(jù)可得，活塞的質(zhì)量為加=竽，A錯(cuò)誤；

5g

B.對體積為0.5S〃、壓強(qiáng)為L6%的氣體，由玻意耳定律1.6為、0.55"=1.2%辦丫

對封閉氣體，由玻意耳定律L2p°取+1.2為2V=p-Sh

聯(lián)立解得，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)镻=2p°B正確；

3

C.對封閉氣體由玻意耳定律1.2為?即=p'?S（/Lg①

解得，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)镻'=32C錯(cuò)誤；

D.由于環(huán)境溫度不變且氣缸是導(dǎo)熱的，所以在活塞下移的過程中氣體做等溫變化，氣

體的內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律AU=Q+W

318

如果氣體壓強(qiáng)不變，則氣體對外做功為W=1.2p0-Sx-h=—p0ShAC/=O

1Q

解得Q=-方為助

1Q

由于將活塞緩慢下移過程中壓強(qiáng)增大，所以，氣體向外界放出的熱量大于1|POS/Z,D

錯(cuò)誤。

故選B。

5.（2023?江蘇南通三模）兩只相同的籃球甲、乙內(nèi)空氣壓強(qiáng)相等，溫度相同。用氣筒給

甲球快速充氣、給乙球緩慢充氣，兩球充入空氣的質(zhì)量相同。設(shè)充氣過程籃球體積不變，則

()

A.剛充完氣，兩球中氣體分子的平均動能相等

B.剛充完氣，甲中分子的數(shù)密度較大

C.剛充完氣，兩球內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等

D.對甲充氣過程人做的功比對乙的多

【答案】D

【解析】A.氣筒給甲球快速充氣，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，溫度升高；氣筒給乙

球緩慢充氣，則乙氣體溫度不變，內(nèi)能不變；所以剛充完氣，甲球中氣體分子的平均動能比

乙球大，故A錯(cuò)誤；

B.由題知沖完氣后，兩球中氣體質(zhì)量相等，兩球體積相同，則兩球中分子的數(shù)密度相

等，故B錯(cuò)誤；

C.由以上分析可知，剛充完氣，兩球中分子的數(shù)密度相等，而甲球中氣體溫度比乙球

高，則甲球的氣體壓強(qiáng)比乙球大，故c錯(cuò)誤；

D.兩球充入空氣的質(zhì)量相同，由于充氣過程，甲球的氣體壓強(qiáng)大于乙球的氣體壓強(qiáng)，

則對甲充氣過程人需要克服氣體過的功更多，即對甲充氣過程人做的功比對乙的多，故D正

確。

故選D。

6.（2023?遼寧丹東二模）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體用質(zhì)量可忽略的活塞封閉在導(dǎo)

熱性能良好的質(zhì)量m=lkg的氣缸中，活塞的密封性良好，用勁度系數(shù)為左=200N/m輕彈簧將

活塞與天花板連接。氣缸置于水平桌面上，開始時(shí)彈簧剛好處于原長。已知活塞與氣缸底部

的間距為L=活塞的橫截面積為S=0.01m2,外界環(huán)境的壓強(qiáng)為“。=10義1°前2,溫度

為"=300K,忽略一切摩擦，重力加速度g=10m/s2。緩慢降低環(huán)境溫度，則當(dāng)氣缸剛好要

離開水平桌面時(shí)環(huán)境溫度為（）

A125.0KB.148.5KC.297.0KD.248.5K

【答案】B

【解析】當(dāng)氣缸剛好要離開水平桌面時(shí)，彈簧的彈力為7咫，則/=區(qū)

解得彈簧伸長量為工=等=臂m=0.05m

k200

則當(dāng)氣缸剛好要離開水平桌面時(shí)，活塞與氣缸底部的間距為4=工-x=0.05m

當(dāng)氣缸剛好要離開水平桌面時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)

p=0超=i.0xl（）5pa—12112pa=o.99xl（）5pa

1°S0,01

對氣缸內(nèi)氣體由理想氣體狀態(tài)方程得華=宰

解得當(dāng)氣缸剛好要離開水平桌面時(shí)環(huán)境溫度為工=148.5K

故選B。

7.（2023?廣東廣州天河一模）負(fù)壓救護(hù)車在轉(zhuǎn)運(yùn)傳染病人過程中發(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)行無害化處理后排出。某負(fù)壓救護(hù)車負(fù)壓艙沒有啟動時(shí)，設(shè)艙

內(nèi)的大氣壓強(qiáng)為po、溫度為To、體積為％,啟動負(fù)壓艙后，要求負(fù)壓艙外和艙內(nèi)的壓強(qiáng)差為

Po

1000°

①若不啟動負(fù)壓艙，艙內(nèi)氣體與外界沒有循環(huán)交換，負(fù)壓艙內(nèi)溫度升高到時(shí)，求艙

內(nèi)氣體壓強(qiáng)是多少。

②若啟動負(fù)壓艙，艙內(nèi)溫度保持To不變，達(dá)到要求的負(fù)壓值，求需要抽出壓強(qiáng)為次狀態(tài)

下多少體積的氣體。

【答案】①/②焉

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

定律可得

Po二Pi

解得Pi=：P。

②啟動負(fù)壓艙，設(shè)艙內(nèi)氣體體積變?yōu)椋?AV,壓強(qiáng)為P2，由負(fù)壓艙特點(diǎn)可得

U=n^2-

P1Po1000

由玻意耳定律可得。0匕=2（%+△V）

設(shè)抽出氣體在壓強(qiáng)Po狀態(tài)下的體積為匕，由玻意耳定律可得p^v=PoK

解得小蒜

8.（2023?廣東深圳二模）某山地車氣壓避震器主要部件為活塞桿和圓柱形氣缸（出廠時(shí)

已充入一定量氣體）。氣缸內(nèi)氣柱長度變化范圍為40mHi~100mm,氣缸導(dǎo)熱性良好，不計(jì)活

塞桿與氣缸間摩擦：

（1）將其豎直放置于足夠大的加熱箱中（加熱箱中氣壓恒定），當(dāng)溫度4=300K時(shí)空

氣柱長度為60mm,當(dāng)溫度緩慢升至4=360K時(shí)空氣柱長度為72mm,通過計(jì)算判斷該避震

器的氣密性是否良好。

（2）在室外將避震器安裝在山地車上，此時(shí)空氣柱長度為100mm,氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)為5p。,

騎行過程中由于顛簸導(dǎo)致氣柱長度在最大范圍內(nèi)變化（假定過程中氣體溫度恒定），求氣缸

內(nèi)的最大壓強(qiáng)。（結(jié)果用Po表示）

【答案】（1）避震器不漏氣，詳見解析；（2）12.5P。

【解析】（1）由于加熱箱中氣壓恒定，對氣缸受力分析有〃際+。°5=。5

isIs

故氣缸內(nèi)壓強(qiáng)恒定；若氣缸不漏氣時(shí)，根據(jù)蓋呂薩克定律行=亍

代入得6=72mm

氣柱計(jì)算長度和測量長度相等，因此該避震器不漏氣。

（2）騎行過程中，氣缸內(nèi)氣體為等溫變化。SASMP/S

代入。3=5。0，z3=100mm,。=40mm數(shù)據(jù)解得為=12.5凡

騎行過程中氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)最大值為12.5p°

9.（2023?河北唐山一模）豎直放置的導(dǎo)熱薄壁氣缸由兩個(gè)粗細(xì)不同的圓柱形筒組成，氣

缸中活塞I和活塞n之間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕桿連接，活塞I、n的質(zhì)

量均為如面積分別為S、2S。初始時(shí)活塞I上面放置質(zhì)量為2M的物塊系統(tǒng)處于平衡狀

態(tài)，活塞I到氣缸連接處的距離為從活塞n到氣缸連接處的距離為2%，如圖所示。已知活

塞外大氣壓強(qiáng)為外，活塞外溫度恒定，忽略活塞與缸壁間的摩擦，氣缸無漏氣，不計(jì)輕桿的

體積。若PoS=lO〃7g,求：

（1）氣缸內(nèi)理想氣體的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的比值；

（2）輕輕拿走塞I上面放置的物塊，待系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)活塞I到氣缸連接處的距離。

⑵?

【解析】（1）設(shè)氣缸內(nèi)理想氣體的壓強(qiáng)為P1,對系統(tǒng)整體由平衡條件可得

2mg+mg+mg+p0S+?2S=回?S+p。?2S

解得

p、S=6mg

解得

6mg

Pl=

結(jié)合

Pos=10mg

可得

旦=3

Po5

(2)輕輕拿走塞I上面放置的物塊，設(shè)穩(wěn)定時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P2,根據(jù)平衡條

件可得

mg+mg+pQS+p2-2S=p2-S+p0-2S

解得

8mg

P2=<

J

根據(jù)玻意耳定律

PM=PNI

解得

3

T

根據(jù)題意可得

X=Sh+2sx2h=5Sh

則

匕=—Sh

4

設(shè)活塞I到氣缸連接處的距離為L,根據(jù)幾何知識

2S(3h-L)+SL=^-Sh

解得

10.(2023?湖南永州三模)如圖所示，足夠長的A、B兩薄壁氣缸的質(zhì)量分別為mi=5kg,

m2=10kg,分別用質(zhì)量與厚度均不計(jì)的活塞C、D將理想氣體M、N封閉在氣缸內(nèi)，C、D兩

薄活塞用一跨過兩定滑輪且不可伸長的柔軟輕繩連接，氣缸B放置在水平地面上，系統(tǒng)在圖

示位置靜止時(shí)，氣缸A的底部距離地面的高度由，c、D兩活塞距離氣缸底部分別為力與3%,

2

〃=28cm。外界大氣壓恒為跖)=1.0xl05Pa,氣體M的熱力學(xué)溫度Ti=280K,C、D兩活塞的橫

截面積均為S=0.01m2,取重力加速度大小g=10m/s2,不14■切摩擦。對氣體M緩慢加熱，氣

體