专题23 热力学定律-最新高考高三一模物理试题汇编

2021年高考高三一模物理试题汇编

专题23 热力学定律

1、（2021·上海市徐汇区高三一模）如图为一定质量的理想气体的图像，该气体经历了从的状态变化，图中ab连线平行于p轴，bc连线通过原点O，则（　　）

A.  B.

C.  D.

2、（2021·上海市奉贤区高三一模）如图，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为L1和L2的两段气体。若把玻璃管缓慢向上提起，但管口不离开液面，则管内气体的长度（　　）

A. L1和 L2都变小 B. L1和 L2都变大

C. L1变大，L2变小 D. L1变小，L2变大

3、（2021·上海市奉贤区高三一模）如图所示是一定质量的理想气体的P-T图像，按图示箭头从状态a变化到状态b，再变化到状态c。则在此过程中气体体积（　　）

A. 先减小后增大 B. 先减小后不变

C. 先增大后减小 D. 先增大后不变

4、（2021·江苏省新高考高三适应性考试）某汽车四冲程内燃机利用奥托循环进行工作该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　）

A. 在状态a和c时的内能可能相等

B. 在a→b过程中，外界对其做的功全部用于增加内能

C. b→c过程中增加的内能小于d→a过程中减少的内能

D. 在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量

5、（2021·上海市浦东新区高三一模）在装有食品的包装袋（导热良好）中充入氮气，可以起到保质作用。某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试。测试时，对包装袋缓慢地施加压力。将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_______（选填“增大”，“减小”或“不变”），包装袋内氮气的内能_______（选填增大"、“减小"或“不变"），包装袋内氮气_______ （选填“吸热“、，放热"或“不吸热也不放热'）。

6、（2021·上海市浦东新区高三一模）如图所示，两端封闭的均匀玻璃管竖直放置，管中间有一段水银柱将管中气体分成体积相等的两部分，管内气体的温度始终与环境温度相同．一段时间后，发现下面气体的体积比原来大了，则可以判断环境温度________了（填“升高”或“降低”），下面气体压强的变化量________上面气体压强的变化量（填“大于”、“等于”或“小于”）．

7、（2021·上海市浦东新区高三一模）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体．初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界．现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同．此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度．

8、（2021·江苏省南通市海门一中高三一调）如图，在一个空的铝制易拉罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。如果不计大气压的变化，这就是一个简易“温度计”，已知大气压强是1.0pa，易拉罐的容积是300cm3，均匀吸管内部的横截面积为0.2cm2，吸管露出的长度为20cm，当温度为27°C时，油柱刚好在吸管和易拉罐的接口处。缓慢升高环境温度，易拉罐中气体从外界吸热10J，油柱恰好到达吸管管口，求：

(1)此时环境温度T；

(2)易拉罐中气体内能的变化△U。

9、（2021·上海市松江区高三一模）如图，固定密闭容器内储有一定量的水，若拔掉容器底部的软木塞，可能观察到的现象有___________。

10、（2021·上海市嘉定区高三一模）固定三通管的AB管竖直、CD管水平，水银在管子的A端封闭了一定量的气体。初始时封闭空气柱长度为l，AB管内水银柱长2h，如图所示。打开阀门后，A端气体将经历___________过程；稳定后，空气柱的长度为___________。（已知大气压强为p0，水银的密度为ρ，重力加速度为g）

11、（2021·上海市奉贤区高三一模）如图所示，两端封闭的均匀半圆（圆心为O）管道内封闭一定质量理想气体，管内有不计质量、可自由移动的、绝热活塞P，将管内气体分成两部分。开始时OP与管道的水平直径的夹角为θ=45°，此时两部分气体压强均为P0=1.0×105Pa，温度相同。

(1)若缓慢升高左侧气体的温度，而保持右侧气体温度不变，当活塞缓慢移动到管道最低点（不计摩擦）时，右侧气体的压强为___________ Pa。

(2)若缓慢升高左侧气体的温度时，为保持活塞位置不变，则右侧气体的温度同时缓慢升高，应为左侧气体温度 ___________倍。

12、（2021·上海市长宁区高三一模）气缸侧立于水平面上，质量为的活塞位于气缸口处，并将一定质量的气体封闭于气缸中，如图甲所示，不计活塞与缸壁间摩擦。将气缸顺时针缓慢旋转至直立位置时，测得气体温度为，如图乙所示，已知气缸在旋转过程中，活塞在气缸中的位置始终不变。则此时气体压强为_________。之后保持温度不变，在活塞上方加________的重物，活塞可以将气体的体积压缩一半。（大气压强为）

13、（2021·广东省潮州市高三第一次质检）封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A经B、C到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上，在A到D过程中，气体压强pA______pD（选填“>”，“=”或“<”），气体______（选填“吸收”或“放出”）热量

14、（2021·湖南省永州市高三一模）如图甲所示，一左端封闭、右端开口的细长玻璃管水平放置，玻璃管的左端封有长为L1=20.0cm的空气柱，中间有一段长为L2=25.0cm的水银柱。现将玻璃管沿逆时针方向缓慢转为竖直放置且开口向上，如图乙所示。已知大气压强p0=75cmHg，环境的温度T0=300K。求：

(1)封闭空气柱的长度L3；

(2)现对封闭空气柱缓缓加热，使其恢复原长，此时空气柱的温度。

15、（2021·广东省潮州市高三第一次质检）如图所示，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成A、B两部分，用控制阀K固定活塞，开始时A、B两部分气体的温度都是27℃，压强都是1.0×105Pa，保持A体积不变，给电热丝通电，使气体A的温度升高到123℃，求：

(1)气体A的压强是多少；

(2)保持气体A的温度不变，拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B，平衡后气体B的体积被压缩了，气体B的温度是多少。

16、（2021·安徽省芜湖市高三第一次质检）如图所示，导热性能良好的两个气缸，左侧气缸的横截面积为右侧气缸的2倍。两气缸竖直浸没在温度为T的恒温槽内，它们的底部由一细管连通（细管容积可忽略）。两气缸内各有一个厚度可忽略不计的活塞A、B，其中B的质量为A的2倍，活塞与气缸之间无摩擦，两活塞的下方均为理想气体，上方为真空。当缸内气体处于稳定状态时，活塞A位于气缸的正中间位置，而活塞B位于气缸底部。现缓慢升高恒温槽的温度，对气体加热，直至活塞B恰好升到气缸的正中间位置。求：

(1)最后气缸内气体的温度；

(2)当气体体积等于左侧气缸的容积时，气缸内气体温度的范围。

17、（2021·安徽省马鞍山市高三一模）如图所示，竖直放置的足够长玻璃管，粗细均匀，下端封闭。用一小段水银柱封闭一定量的理想气体，环境的温度为T0时，气柱的长度为h；现向管内缓慢地注入等量水银，稳定时，气柱长度为；再缓慢升高环境温度，使气柱的长度恢复为h。已知大气压强为p，求：

①此时环境的温度；

②此时封闭气体的压强。

18、（2021·安徽省安庆市高三一模）由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的。在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为______（选填“引力”、或“斥力”）。分子势能和分子间距离r的关系图象如图所示，图象中A、B、C三点的分子势能、、的大小关系为______，能总体上反映小水滴表面层中水分子的是图中______（选填“A”、“B”、或“C”）的位置。

19、（2021·安徽省黄山市高三第一次质检）如图所示，可自由移动的活塞将密闭的气缸分为体积相等的上下两部分A和B．初始状态时，A、B中气体的温度都是800K，B中气体的压强为，活塞质量，气缸内横截面积，气缸和活塞都是由绝热的材料制成。现保持B中气体温度不变，设法缓慢降低A中气体的温度，使A中气体体积变为原来的，若不计活塞与气缸壁之间的摩擦，g取10，求降温后A中气体的温度。

20、（2021·安徽省安庆市高三一模）如图所示，内壁光滑的薄壁圆柱形导热气缸开口朝下，气缸高度为，横截面积为。气缸开口处有一厚度可忽略不计的活塞．缸内封闭了压强为的理想气体。已知此时外部环境的热力学温度为，大气压强为，活塞的质量为，为重力加速度。

（1）若把气缸放置到热力学温度比外部环境低的冷库中，稳定时活塞位置不变，求稳定时封闭气体的压强；

（2）若把气缸缓缓倒置，使开口朝上，环境温度不变，求稳定时活塞到气缸底部的距离。

21、（2021·上海市嘉定区高三一模）如图所示，竖直圆筒固定不动，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有一定量的理想气体，气柱长l=10cm。活塞A上方为水银，粗细两筒中水银柱的高度分别为H=3cm和h=2cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计。用外力向上托住B，使之处于平衡状态。若外界大气压始终为p0=76cmHg，环境温度为27℃。

(1)求图示状态封闭气体的压强p1；

(2)保持温度不变，向上缓慢推动活塞B，试计算粗筒中的水银柱刚好完全进入细筒时，封闭气体的压强p2和活塞B上升的距离x；

(3)在第2问的基础上，固定活塞B的位置不变，将装置放入57℃的恒温箱中。一段时间后，在细筒上方注入水银，为保证活塞A不向下移动，则注入水银的最大高度h’为多少？

(4)请在p－V图上定性画出气体状态变化的整个过程。