2021年各地高考物理真题分类汇编：热学

1、2021年高考物理真题专题热学选择题1.（2021全国乙卷）如图，一定量的理想气体从状态a（o，%”）经热力学过程he.8后又回到状态对于he.C。三个过程，下列说法正确的是（）A.过程中，气体始终吸热B.C”过程中，气体始终放热C.E过程中，气体对外界做功D.过程中，气体的温度先降低后升高E.从过程中，气体的温度先升高后降低解析：由理想点体的P-V图可知，理想气体经历而过程，体枳不变，则W=0,而压强增大，由=可知，理想气体的温度升高，则内能增大，由U=2+W可知，气体一直吸热，故A正确；理想气体经历e过程为等压压缩，则外界对气体做功W0，由pV=RT知温度降低，即内能减少（）,由AUnO+

2、W可知，。0,即气体放热，故B正确，C错误：由，V=RT可知，-丫图像的坐标围成的面枳反映温度，人状态和c状态的坐标面积相等，而中间状态的坐标面积更大，故从过程的温度先升高后降低，故D错误，E正确：故选ABEo2. （2021全国甲卷）如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积-温度（V力图上的两条直线I和H表示，匕和也分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；，。为它们的延长线与横轴交点的横坐标，卜是它们的延长线与横轴交点的横坐标，o-273.15C：、8为直线I上的一点。由图可知，气体在状态a和的压强之比生-:气体在状态b和cPb解析：v1根据范口萨克定律有一7=%f+273整理得V=k+

3、273由于体积-温度（匕，）图像可知，直线I为等压线，则心8两点压强相等，则有2=1Pb设，=0C时，当气体体枳为匕其压强为P1，当气体体积为匕其压强为2,根据等温变化，则有pM=pM由于直线I和II各为两条等压线，则有化=0，pz=pc联立解得"=旦=今PcPl匕3. （2021湖南卷）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面枳分别为S和a）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A卜降/?高度到8位置时，活塞上细沙的总质量为底在此过程中，用外力尸作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强P。保持不变，系

4、统始终处于平衡状态，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.整个过程，外力尸做功大于0,小于小劝B.整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变C.整个过程，理想气体的内能增大D.整个过程，理想气体向外界释放的热量小于（oS/+707）E.左端活塞到达8位置时，外力尸等于华1答案：BDE解析：根据气缸导热且环境温度没有变，可知气缸内的温度也保持不变，则整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变，内能不变，B正确：由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功：Q=W<PqSJi+mghD正确;左端活塞到达B位置时，根据压强平衡可得：。+等=。+9E正确。故选BDE。4.（202

5、1河北卷）两个内型光滑、完全相同的绝热汽缸A、B,汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气体，如图1所示，现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若A中细沙的质量大于B中细沙的质量，重新平衡后，汽缸A内气体的内能（填“大于”卜于"或“等于"）汽缸B内气体的内能，图2为重新平衡后A、B汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲线（填图像中曲线标号）表示汽缸B中气体分子的速率分布规律。各速率M间的分/数占总分子数的百分比图2图1答案：（1）.大于解析:1对活塞分析有5因为A中细沙的质量大于B中细沙的质量，故稳定后有A8；所以在达到平衡过程中外界对气体做功有叼%则根据U=W+。因为气缸和活塞都是绝热

6、的，故有34八。8即重新平衡后A，(缸内的气体内能大于B气缸内的气体内能；2由图中曲线可知曲线中分子速率大的分子数占总分子数百分比较大，即曲线的温度较高.所以由前面分析可知B气缸温度较低，故曲线表示气缸B中气体分子的速率分布。5.(2021广东卷)在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强(选填“大于”、“小于”或"等于”)机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内包体的分子平均动能(选填“变大”、“变小”或“不变”)。答案：(1).小于(2).不变解析：1机场地面温度与

7、高空客舱温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据理想气体状态方程支匕二。T故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强：2由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，故从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。计算题6. (2021河北卷)某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27c时，压强为30xlO'Pa。(1)当夹层中空气的温度升至37,求此时夹层中空气的压强；(2)当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原行空气质量的比值,设环境温度为27C,大气压强为l.Oxl()5pa097答

8、案：(l)p2=3.1xlOJPa；(2)解析:(1)由遮意可知夹层中的气体发生等容变化，根据理想气体状态方程可知代入数据解得p?=3xl()3pa(2)当保温杯外层出现裂缝后，静置足够长时间，则夹层压强和大气压强相等，设夹层体积为匕以静置后的所有气体为研究对象有p°v=pM解得乂=122vz397则增加空气的体积为=V-V=yV所以增加的空气质量与原有空气质量之比为丝=半=tmV37. (2021广东卷)为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL,内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为1.0xl()5pa,护

9、士把注射器内横截面积为0.3cm，长度为0.4cm、压强为1.0xl()5pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体现为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。,一VI=IJ答案：L3xl()5pa解析：以注入后的所有气体为研窕对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体枳为V),行匕=0.9inL0.5niL=0.4iiiL=0.4cm3注射器内与体体积为5,有匕=0.3x0.4cn?=02cm3根据理想气体状态方程有0(匕+匕)=代入数据解得p1=1.3xl()5pa8. (2021湖南卷)小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开11向上并固定在桌

10、面上，用质量叫=600g、截面枳s=20cnf的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量，%=1200g的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为600.0g时，测得环境温度7；=300K。设外界大气压强Po=1.0xl05Pa,重力加速度g=lOnVs?。(1)当电子天平示数为400.0g时，环境温度为多少？(2)该装置可测量的最高环境温度人为多少?答案：(1J297K；(2)309K解析：(1)由电子天平示数为600.0g时，则细绳对铁块拉力为="%-6示)g=”又：

11、铁块和活塞对细绳的拉力相等，则气缸内气体压强等于大气压强p1=p。当电子天平示数为400.0g时，设此时气缸内气体压强为心，对%受力分析有(m2-400g-)g=(PQ-p2)S由题意可知，气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比：楙=牛(2)环境温度越高，气缸内气体压强越大，活塞时细绳的拉力越小，则电子秤示数越大，由于细绝对铁块的拉力最大为0,即电子天平的示数恰好为1200g时，此时对应的环境温度为装置可以测量最高环境温度。设此时气缸内气体压强为P3,对"乙受力分析有联立式解得7；=297K又由气缸内气体体枳不变，则压强与温度成正比华=会A'max联立式解得心=309K9.

12、(202卜全国甲卷)如图，一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为A、B两部分：初始时，A、B的体积均为匕压强均等于大'(压po,隔板上装有压力传感器和控制装置，当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温V度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为工。2求A的体积和B的压强：(ii)再使活塞向左缓慢回到初始位置，求此时A的体枳和B的压强。雪界板AB答案：=0W,Pb=2p。；(ii)匕=(6-1)乙4解析：对B气体分析，等温变化，根据波意耳定律有p°V=P8；V解得Pb=2Po对A气体分析，根据波意耳定律有P#=Pa%Pa

13、=Pb+05p。联立解得%=0.4V(ii)再使活塞向左缓慢问到初始位置，假设隔板不动，则A的体积为：丫，由波意耳定律可得P/=p弓匕2则A此情况卜的压强为p'=-pQ<PB-O.5po则隔板一定会向左运动，设稳定后代体A的体积为匕'、压强为P；,气体B的体积为匕'、乐强为p；,根据等温变化有pQV=p；V；,pQV=p；V；匕'+匕'=2丫，/=/人-05，。联立解得Ps=三叵（舍去），Ps=竽P。匕二（6T）V10. （2021全国乙卷）如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细均匀，A、B两管上端封闭，C管上端开II,三管的卜端在同一水平面内且相互连通。A、B两管的长度分别为/】=13.5cm,4=32cm。将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差人=5cm。已知外界大气压为Po=75cinHg0求A、B两管内水银柱的高度差。答案：Sli=1cm解析：对B管中的气体，水银还未上升产生高度差时，初态为乐强口&=/%,体积为末态压强为2,设水银柱离卜.端同一水平面的高度为八，体积为