2023年新高考真题物理专题汇编20热学

专题20 热学1〔2023高考课程I卷山东卷〕如下图，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体〔 〕A．内能削减 B．对外界做正功C．增加的内能大于吸取的热量 D．增加的内能等于吸取的热量【参考答案】B【名师解析】上浮过程中，小瓶内气体压强减小，体积增大，对外界做正功，温度上升，内能增大，选A错误B正确；依据热力学第肯定律，吸取的热量等于增加的内能与对外做功之和，选项CD错误。2〔2023高考课程II卷海南卷〕如图，肯定质量的抱负气体从状态a动身，经过等容过程到达状态再经过等温过程到达状态c，直线ac过原点．则气体〔 〕A．在状态c的压强等于在状态a的压强 B．在状态b的压强小于在状态c的压强C．在bc的过程中内能保持不变 D．在ab的过程对外做功【参考答案】AC【名师解析】依据抱负气体的V——T图像中等压线为过原点的倾斜直线，可知，气体在caAbc的压强，选项B错误；在bc的过程中气体温度不变，依据抱负气体的内能只与温度有关，可知气体内能保持不变，选项C正确；在ab的过程，气体气体不变，不对外做功，选项D错误。3〔2023高考北京卷〕比较4C的热水和100C的水蒸汽，以下说法正确的选项是A．热水分子的平均动能比水蒸汽的大B．热水的内能比一样质量的水蒸汽的小C．热水分子的速率都比水蒸汽的小D．热水分子的热运动比水蒸汽的猛烈【参考答案】B45C100C的水蒸汽平均动能小，选项A错误；依据内能的定义，可知热水的内能比一样质量的水蒸汽的小，选项B正确；热水分子的平均动能比水蒸汽的平均动能小，但是热水分子的速率不肯定都比水蒸汽的小，选项C错误；热水蒸汽分子的热运动比水分子的猛烈，选项D错误，4〔2023高考天津卷〕列车运行的平稳性与车厢的振动亲热相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效振，空气弹簧主要由活塞、气缸及内封的肯定质量的气体构成．上下乘客及猛烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时气缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；猛烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换．假设气缸内气体视为抱负气体，在气体压缩的过程中〔 〕A．上下乘客时，气体的内能不变 B．上下乘客时，气体从外界吸热C．猛烈颠簸时，外界对气体做功 D．猛烈颠簸时，气体的温度不变【参考答案】AC【解题思路】上下乘客时，气缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换，在气体压缩的过程中，外界对气体做功，气体的内能不变，向外界散热，选项A正确B错误；猛烈颠簸时，在气体压缩的过程中，外界对气体做功，气体的温度上升，选项C正确D错误。5.〔4分〕(2023高考福建)如图，肯定质量的抱负气体由状态 A变化到状态B，该过程气体对外 做正或做负不做气体的温 上升降低先上升后降或终不变”〕.【参考答案】做正功先上升后降低A变化到状态B，该过程气体体积增大，对外做正功。由于p——VA、B两个状态，由抱负气体状态方程可得，A、B两个状态的温度一样，内能一样，所以气体的温度先上升后降低。6〔2023高考课程I卷山东卷〕血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如下图。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为5V，压强计示数为150mmHg。大气压强等于750mmHg，气体温度不变。无视细管和压强计内的气体体积。则V等于〔 〕30cm3

40cm3

50cm3

60cm3【参考答案】D【名师解析】充气前臂带内气体压强为p1=750mmHg，每次挤压气囊都能将V0=60cm3的外界空气充入55Vp2=750mmHg+150mmHg=900mmHg，由玻意耳定律，p1V+5p1V0=5p2V，解得V=60cm，选项D正确。7.〔9分2023高考课程湖北卷〕质量为m的薄壁导热柱形气缸，内壁光滑，用横截面积为s的活塞封闭肯定量的抱负气体。在下述全部过程中，气缸不漏气且与活塞不脱离。当气缸如图〕缸内气体体积为V1，.温度为T1。重力加速度大小为g，大气压强为p0。将气缸如图〔b〕竖直悬挂，缸内气体温度仍为T1，求此时缸内气体体积V2；如图〔c〕所示，将气缸水平放置，稳定后对气缸缓慢加热，当缸内气体体积为V3时，求此时缸内气体的温度。pSmg

SVT14【参考答案】〔1〕0

V〔2〕(

0 31pSmg 0

0 12 0〔〕对图将气缸如图〔b〕竖直悬挂，由平衡条件，p2S+mg=p0S，由玻意耳定律，p1V1=pV2 0联立解得：V2=

pSmgVpSmg 10〔2〕如图〔c〕所示，将气缸水平放置，其压强等于大气压p0，设体积为V，mg由玻意耳定律，p1V1=p0V，解得：V=〔1+pS〕V1。03稳定后对气缸缓慢加热，当缸内气体体积为V3时，设此时缸内气体的温度为T。由盖吕萨克定律，3V VT= 3TT1 3pSVT解得：T3=(

0 31 。0 18.〔1〔5分2023高考湖南卷〕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S1S2〕封闭肯定质量的抱负气体，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下降hB位置时，活塞上细沙的总质量为m。在此过程中，用外力F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p0保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g。以下说法正确的选项是 〔填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每130分〕整个过程，外力F0，小于mgh整个过程，抱负气体的分子平均动能保持不变整个过程，抱负气体的内能增大整个过程，抱负气体向外界释放的热量小于p0

Shmgh1BF等于【参考答案】BCE

mgS2S1此题考察由于是在左侧活塞上缓慢加细沙，右侧活塞位置不变，所以整个过程中，外力对气体做功等于0，选项A错误；由于气缸导热，气体温度不变，所以整个过程中抱负气体的分子平均动能保持不变，选项B正确；由于抱负气体的内能只与温度有关，所以抱负气体内能增大，选项C正确；依据热力学第肯定律，整个过程中。抱负气体向外界释放的热量等于外力做功，选项D错误；对左侧活塞，由平衡条件，pS1=mg，对右侧活塞，由平衡条件，pS2=F，联立解得：F=mgS2/S1，选项E正确。9〔15分〔2023高考全国乙卷〕如图，肯定质量的抱负气体从状态〔、、〕经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a。对于ab、bc、ca三个过程，以下说法正确的选项是 〔填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每错选1个扣3分，最低得分为0分〕ab过程中，气体始终吸热ca过程中，气体始终放热ca过程中，气体对外界做功bc过程中，气体的温度先降低后上升bc过程中，气体的温度先上升后降低【参考答案】ABE【名师解析】abA正确；ca过程中，压强不变，体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，依据热力学第肯定律，气体始终放热，选项B正确C错误；由于等温线是双曲线，所以bc过程中，气体的温度先上升后降低，选项E正确D错误。108分2023高考江苏物理卷〕如下图，肯定质量抱负气体被活塞封闭在气缸中，活塞的面积为，与气缸底部相距L，气缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气一样，分别为p和t．现接0 0通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离L后停顿，活塞与气缸间的滑动摩擦为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体吸取的热量为Q，求该过程中内能的增加量U；T．【命题意图】此题考察热力学第肯定律、抱负气体状态方程及其相关学问点。〔1〕对活塞，由平衡条件，pS=p0S+f，解得p=p0+f/S，W=pSL，由热力学第肯定律，△U=Q-W=Q-pSL。

pSL p2SL〔2〕T

=273+t0，由抱负气体状态方程，0 = ，0T T00f解得T=2〔1+

pS〕T0。0〕活塞移动时受力平衡pSp1 0

Sf气体对外界做功WpSL1依据热力学第肯定律UQW解得UQpSfL0pp〔2〕活塞发生移动前，等容过程0 1ppT T0 1VV活塞向右移动了L，等压过程1 2VVT T1且V2V2 12p

Sf解得T

0 TpS 0084分11. (1)(5分)〔2023高考全国甲卷〕-温度(V-t)图上的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示，V1和V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0是它们的延长线与横轴交点的横坐标

=﹣273.15Ca为直线Ia和b

pa= ；的压强之比p的压强之比p气体在状态b和c

pb= 。的压强之比p的压强之比pV【参考答案】1 2V1【名师解析】直线I为等压线，所以气体在状态ab

pa=1；由于直线I和直线II都是等压线，的压强之比p的压强之比pp V=pcV

，可得气体在状态b和c的压强之比b= 2.2 pc V112.(2)(10分)〔2023高考全国甲卷〕如图，一汽缸中由活塞封闭有肯定量的抱负气体，中间的隔板将气体分为A、B两局部；初始时，A、B的体积均为Vp0。隔板上装有压力传感器和掌握装置，当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动，否则隔板停顿运动。 气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B求A的体积和B的压强；

V的体积减小为2。(ⅱ)再使活塞向左缓慢回到初始位置，求此时A的体积和B的压强。〔i〕B，由玻意耳定律，p0V=pBV/2，0解得：pB=2p。00 0 AA对气体A，末状态压强为pA=1.5p，pV=pV0 0 AA解得：VA=2V/3。〔ii〕再使活塞向左缓慢回到初始位置，隔板将向左移动，最终pB’–pA’=0.5p0A B 对气体A，由玻意耳定律，p0V=p’V’，对气体p0=pVVA’+VB’=2A B pV联立解得：VA’=( 5-1)V，pB’=3051〔10分2023高考全国乙卷〕BCAB两管的上端封闭，C管上端开口，三管的下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，=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=5cm。外界大气压为=75cmHg。求A、B两管内水银柱的高度差。【名师解析】设AB两管内截面积分别为S1S2，注入水银后AB空气柱分别减小了h1h2，压强分别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两管内水银柱的高度差△h=h2-h1联立解得△h=1cm14〔8分2023高考湖南卷〕小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的试验装置，如下图。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量m1

600gS20cm2的活塞封闭肯定质量的抱负气体，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，左端用不行伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用一样细绳竖直悬挂一个质量m2

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T1

300Kp0

1.0105Pag10m/s2。当电子天平示数为400.0g时，环境温度T2

为多少？该装置可测量的最高环境温度Tmax

为多少？【解题思路】此题考察抱负气体试验定律及其相关学问点，主要考察综合分析力量。〔i〕当电子天平示数为600.0g时，分析铁块受力可知轻绳拉力为F1=m1g-FN=1.2×10N-0.6×10N=6N依据杠杆原理，可知两侧轻绳拉力一样大，对活塞，F1+p1S=m1g+p0S解得：p1=p0当电子天平示数为400.0g时，分析铁块受力可知轻绳拉力为F2=m2g-FN对活塞，F1+p2S=m1g+p0S解得：p2=0.99×105Pa依据查理定律，有p1/T1=p2/T2解得：T2=297K当温度上升时，气体压强增大，轻绳拉力减小，天平示数增大，直到轻绳拉力为零时。天平示数不再连续增大，此时对应测量的最大温度。对活塞，p3S=m1g+p0S解得：p3=1.03×105Pa依据查理定律，有p1/T1=p3/T3解得：T3=309K小包裹通过传送带所需