2023年高考物理一模试题分项汇编全国专题18 热力学定律（原卷版）

专题18热学

1、（2023•安徽省江南十校高三下学期联考）如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直倒放，气缸内用绝热活

塞（活塞质量不可忽略）封闭一定质量的理想气体，气体处于平衡状态。现把气缸稍微倾斜一点，达到平

衡时与原来相比（）

A.气体的密度增大

B.气体的内能减小

C.单位时间气体分子对活塞的冲量减小

D.气体分子的平均动能增大，所有气体分子热运动速率都增大

2、（2023•湖北省八市高三下学期3月联考）一定质量的理想气体从状态A变化到状态再变化到状态

C,V-7图像如图所示。已知该气体在状态8的压强为Z.OxlCPa。下列说法正确的是（）

一r（10-3为m3）

।i；ar（K）

200400

A.状态AfB的过程气体吸热B.状态A的气体压强为］.OxKpPa

C.状态过程是等压变化D.状态过程气体对外做功200J

3、（2023•山东省潍坊市高三下学期一模）神舟卜二号航天员刘伯明曾在太空中用毛笔写下"理想"二字。

在太空舱内使用的毛笔、墨汁和纸张都是特制的，毛笔笔尖内部存在毛细管能够吸墨，笔尖与纸张接触时，

墨汁就从笔尖转移到纸上。在太空舱内（）

A.使用普通中性笔也能流畅书写B.墨汁分子间不存在作用力

C.墨汁不浸润毛笔笔尖D.墨汁浸润纸张

4、（2023•山东省济宁市高三下学期一模）下列说法正确的是（）

A.昂体的所有物理性质沿各个方向是不同的

B,相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，布朗运动越剧烈

C.一定质量的理想气体保持压强不变，体积减小，气体的内能增加

D.一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少

5、（2023•山东省临沂市普通高中高三下学期一模）某学习小组设计了一种测温装置，用于测量教室内的

气温（教室内的气压为一个标准大气压，相当于76cm汞柱产生的压强），结构如图所示，导热性能良好的

大玻璃泡A内有一定量的气体，与A相连的8管插在水银槽中，3管内水银面的高度x可反映所处环境的

温度，据此在8管上标注出温度的刻度值。当教室内温度为7℃时，8管内水银面的高度为20cm。8管的

体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，则以下说法正确的是（）

A.H管上所刻的温度数值上高下低

B.8管内水银面的高度为16cm时，教室内的温度为17c

C.B管上所到的温度数值间隔是不均匀的

D.若把这个已刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际温度偏高

6、（2023•山东省临沂巾普通高中高二下学期一模）一定质量的理想气体经历了如图所示的ab、be、cd、

而四个过程，其中加的延长线通过坐标原点，气体〃、）、。、d四个状态的压强与温度的关系如图所示,

则（）

A.气体在从过程中体积的变化量等于曲过程中体积的变化量

B.气体在必过程中内能的增加量小于W过程中内能的减少量

C.气体在而过程中吸收的热量等于以过程中放出的热量

D.气体在向过程中吸收的热量小于cd过程中放出的热量

7、（2023•安徽省淮北市高三下学期一模）一定质量的理想气体从状态。开始，经历be、cd、曲回

到原状态，其〃一丁图像如图所示，下列判断正确的是（〉

p

A.气体在状态”的内能大于在状态C的内能

B.气体从〃到"的过程中，体积先变大后不变

C.气体从C到d的过程中，吸收的热量大于内能的变化量

D.气体从4到〃的过程中气体对外界做的功，小于8到C的过程中外界对气体做的功

8、（2023•安徽省淮北市高三下学期一模）如图所示，同一房间中有。、b、c三根完全相同的玻璃试管,

管内各用一段相同长度的水银柱封闭了相等质量的空气。现使。管由静止沿光滑斜面下滑；。管轻放在粗

糙斜面上，之后下滑；。管以初速度u沿粗糙斜面上滑过程中，当水银柱与玻璃管位置相对稳定时，三管

内的气柱长度乙、L?、%之间的大小关系为（）

A.l^>L,>LyB.L,>L>L}c.L”L、>LyD.L^>L）>L,

9、（2023•四省高三下学期2月适应性测试）某物理实验小组为了探究在压强不变的情况下气体的体税与

热力学温度的关系，选用了如图（a）所示的实验装置，图中压强计的指针可指示出管内气柱的压强，刻

度可指示出气柱的体积，整个装置安装在固定架上，实验中气柱质量不变。

（1）将下列实验步骤补充完整；

①在烧杯中放入冰水混合物，使其浸没气柱，压强计示数稳定后，记卜.冰水混合物的热力学温度7、气柱

的体积V和压强外：

②改变烧杯内的水温，使水浸没气柱，经过一段时间后，缓慢调节活塞位置改变气柱的体枳，使压强计的

示数,记下气柱体积和水的热力学温度:

③多次改变水温，重复步骤②;

（2）下表为某次实验记录的数据:

1234567

347

T/K273283300313325333

12.2

V/mL10.010.411.011.412.012.7

（3）根据表格中的数据在图（b）给出的坐标系中补齐数据点，并作出V-7图线:

r/mL

13

II

io-

9匕

263273283293303313323333343

图(b)

（4）根据作出的V-7图线可知，•足质量的气体在压强不变的情况下，体积V与热力学温度7成.

关系。

10、（2023•山东省济宁市高三下学期一模）如图甲所示，两端开口的导热气缸水平固定，A、B是厚度不

计的两轻活塞，可在气缸内无摩擦滑动，两轻活塞用一轻杆相连，缸内封闭有理想气体。A、B静止时，

缸内两部分气柱的长度分别为L和工；现用轻质细线将活塞B与重物C栓接，如图乙所示。已知活塞A、

2

B面积S、S2的关系为S=2S2=2S,大气压强为处，重力加速度为g,重物C质量为〃7=4苴，环境

4g

温度保持不变。当两活塞再次静止时，求:

（1）气缸内气体的压强:

（2）活塞移动的距离X。

AA

5,=L

S\~।S2

2

甲乙

11、（2023•广东省深圳市高三下学期第一次调研）工人浇筑混凝土塔壁时，内部形成了一块气密性良好

充满空气的空腔，墙壁导热性能良好。

（1）空腔内气体的温度变化范围为-33℃47℃,问空腔内气体的最小压强与最人压强之比；

（2）填充空腔前，需要测出空腔的容枳。在墙上钻一个小孔，用细管将空腔和一个带有气压传感器的气

缸连通，形成密闭空间。当气缸内气体体积为1L时，传感器的示数为l.Oatm。将活塞缓慢下压，气缸内

气体体积为0.7L时，传感器的示数为1.2atm。求该空腔的容积。

11、（2023・辽宁省沈阳市高三下学期教学质量监测一）楚天都市报2018年1月31日讯，一居民忘记关

火致高压锅持续干烧，民警冒险排除急患！为此，某团队在安全设施保障下对高压锅空锅加热的多种可能

进行了测试。高压锅结构简图如图所示，密封好锅盖，将压力阀套在巴气孔上，加热前高压锅内气体温度

为7）,内部气体压强为外。对高压锅加热，当锅内气体压强达到Pi时，锅内气体将压力阀顶起，开始向

外排气，在排气过程中继续加热至温度为4时，停止加热，压力阀很快落下，再次封闭气体。假定排气过

程锅内气体压强不变，纲内气体视为理想气体。求：

（1）锅内气体压强为Pi时温度；

（2）锅内排出的气体与原有气体的质量比。

12、（2023•山东省蒲泽市高三下学期一模）深海养殖技术在海洋渔业中被普遍推广。甲图为某深海人黄

鱼渔场引进的单柱半潜式养殖网箱，乙图为其截面示意图。在乙图中，网箱的中央柱形容器是由横截面枳

为2m2,高16m的镀锌铁皮（不计铁皮体积）制成的空心圆柱体，可进水或充气，以此调节网箱在海水中

的位置，使整个网箱按要求上浮或下沉：网箱与海水相通，是养鱼的空间，并与圆柱体固定在一起：网箱

的底部用绳索悬挂质量为20t的铸铁决（不与海底接触），铸铁块相当于“船锚”，起稳定作用。已知制作网

箱材料的总质量为10t,养殖网箱材料和铸铁块能够排开海水的体积为6mL海水的密度按LOxlO'kg/m\

2

大专压强按LOx10,Pa,g=10m/so在认为空气温度与海水温度相同的情况下，当网箱的底部下沉到海面

下15m处静止时，求：

（1）空心圆柱体内气体的压强；

（2）通过计算说明从开始入水到该状态，需要通过T阀向空心圆柱体充气还是对外放气：

（3）充入或放出的气体在空气中的体枳。

不气阀

“空心圆柱体

甲7.

13、（2023♦渝琼辽高三下学期仿真模拟联考）水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。在学校创造节

上，某同学用容积为先的可乐瓶制作了一支水火箭，现向瓶中装入05匕的水后用带气嘴的橡胶塞塞紧瓶

口，将火箭竖直放置，火箭内气体的玉强为P。，如图所示。现用打气筒向瓶内缓慢打气，已知打气筒每打

一次气能把体积为。・5匕、压强为处的空气压入瓶内，当瓶内空气压强达到时橡胶塞脱落，水流高速喷

出，火箭向上飞起。在打气过程中气体始终处于密封状态，瓶中气体温度变化忽略不计。（火箭内的气沐

视为理想气体）

（1）求打气筒打一次气后火箭内气体的压强；

（2）至少需要打多少次气才能使火箭起乱

14、（2023•湖北省华中师大新高考联盟高三下学期一模）如图所示是一种由气缸、活塞柱、弹簧和上下

支座构成的汽车氮气减震装置，该装置的质量、活塞柱与气缸摩擦均可忽略不计，气缸导热性和气密性良

好，环境温度不变，气缸内的气体可视为理想气体。该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长状态。封闭

气体和活塞柱长度均为0.20m,气体压强等于大气压强〃0=LOxl（）5pa。将四台减震装置安装在汽车上，

稳定时汽乍重量由四台减震装置支撑，且封闭气体被压缩了0.10m,已知活塞柱横截面积s=l.0xl（r2m2,

弹簧的劲度系数2=1.0x104N/m°求:

（1）压缩后，气缸内氮气的压强:

（2）汽车的质量。

1S工卜邑膏弹气簧缸

=.0.2pm活塞柱

0卜.支座

15、（2023•山东省潍坊市高三下学期一模）某医用氧气瓶容积为40L,瓶内贮有压强为9.6xl（T,Pa的氧气，

可视为理想气体。广泛用于野外急救的氧气袋容积为5L。将氧气瓶内的氧气分装到氧气袋，充气前袋内为

真空，充气后袋内压强为l.2x|（）6pa。分装过程不漏气，环境温度不变。

（1）最多可分装多少个氧气袋：

（2）若将医用氧气瓶内的氧气依次分装到原为真空、容积为51.的若二个便携式钢瓶内，每次分装后，钢

瓶内气体压强与氧气瓶内剩余气体压强相等，求分装30次后医用氧气瓶内剩余氯气的压强与分装前氧气

瓶内氧气压强之比。

16>（2023•湖南省长沙市雅礼中学高三下学期第七次月考）居家生活种植花草，可以提高家庭生活品位，

V

家用洒水能成家庭必备。如图所示，圆柱形洒水壶密封时容积为匕打气筒气室容积△旷=二，某次浇花

50

4VV

时，倒入壶中水的体积为三并密封，然后开始打气，每一次打入压况为po、体积为宝的空气，已知大

气压强为外，不计喷水细管的体积及喷水后细管内剩余液体的压强，设气体质量〃华（〃为气体压强，

V为气体体积，7为热力学温度），打气过程及喷洒过程中环境温度不变。

①至少打几次气后，洒水壶里的水可以全部喷完；

②若在喷洒过程中洒水壶中空气从外界吸收热量为12J,求壶中空气做功为多少。

打气筒

喷水细管

17、（2023•河北省新高考九师联盟高三下学期2月质检）一定质量的理想气体，从状态A开始，经历&

C、D几个状态乂回到状态A,压强〃与体积V的关系图像如图所示，ABC是双曲线，CZM是倾斜直线，B、

。的连线经过坐标原点O,已知气体在状态D的温度为"，求气体在状态A的温度。

18、（2023•辽宁省鞍山市高三下学期一模）2021年11月7日，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平先后从

天和核心舱节点舱成功出舱执行任务，出舱时他们身着我国新一代“飞天”舱外航天服。舱外航天服内密封

了一定质量的理想气体，用来提供适合人体生存的气压。航天服密闭气体的体积约为％=4L,压强

p/=1.0xl05Pa,温度。=270,航天员身着航天服，出舱前先从核心舱进入节点舱，然后封闭所有内部舱门，

对节点舱泄压，直到节点舱压强和外面压强相等时才能打开舱门。

（1）节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体枳膨胀到©=6L,温度变为，2=—3氏求此时

航天服内气体压强P2；

（2）为便于舱外活动，当密闭航天服内气体温度变为“一3[3时，宁航员把航天服内的一部分气体缓慢放

出，使气压降到p3=5.0xQ4pa.假设释放气体过程中温度不变，体积变为％=4L,求航天服需要放出的气体

与原来气体的质量之比。

19、（2023•福建省龙岩市高三下学期3月质检）古代发明的点火器原理如图