2022年全国高考物理真题汇编：热学

试卷更新日期：2022-07-07 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（）

A、对外界做正功 B、压强保持不变 C、向外界放热 D、内能减少

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2. 一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p-V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（）

A、a→b是等温过程 B、a→b过程中气体吸热 C、a→c过程中状态b的温度最低 D、a→c过程中外界对气体做正功

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3. 如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动 $90 °$ 过程中，缸内气体（）

A、内能增加，外界对气体做正功 B、内能减小，所有分子热运动速率都减小 C、温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少 D、温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加

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二、综合题

4.

(1)、如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将（填“增大”“减小”或“不变”）；温度将（填“升高”“降低”或“不变”）。

(2)、水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强 $p_{0}$ 。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为 $S L_{0}$ ，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的 $\frac{1}{2}$ ，设整个过程温度保持不变，求：

①此时上、下部分气体的压强；

②“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。

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5. 某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可*化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为 $p_{0}$ ，求：

(1)、鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量 $Δ m$ ；

(2)、鱼静止于水面下 $H_{1}$ 处时，B室内气体质量 $m_{2}$ ；

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6.

(1)、利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是______

A、A端为冷端，B端为热端 B、A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的 C、A端流出的气体内能一定大于B端流出的 D、该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 E、该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律

(2)、如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积 $V_{0} = 9.9 L$ 的导热汽缸下接一圆管，用质量 $m_{1} = 90 g$ 、横截面积 $S = 10 {cm}^{2}$ 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量 $m_{2} = 10 g$ 的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离 $h = 10 cm$ ，外界大气压强 $p_{0} = 1.01 \times 10^{5} Pa$ ，重力加速度取 ${10m/s}^{2}$ ，环境温度保持不变。求

（i）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强 $p_{1}$ ﹔

（ⅱ）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。

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7.

(1)、利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。

(2)、玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将 $80 mL$ 水装入容积为 $380 mL$ 的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后代入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为 $230 mL$ 。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强 $p_{0}$ 取 $1.0 \times 10^{5} Pa$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，水的密度ρ取 $1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ 。求水底的压强p和水的深度h。

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8.

(1)、一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如 $p - T$ 图上从a到b的线段所示。在此过程中________。（填正确答案标号。）

A、气体一直对外做功 B、气体的内能一直增加 C、气体一直从外界吸热 D、气体吸收的热量等于其对外做的功 E、气体吸收的热量等于其内能的增加量

(2)、如图，容积均为 $V_{0}$ 、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为 $p_{0}$ 、温度为 $T_{0}$ 的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通：汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为 $\frac{1}{8} V_{0}$ 和 $\frac{1}{4} V_{0}$ 、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。

（i）将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；

（ⅱ）将环境温度缓慢改变至 $2 T_{0}$ ，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。

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9.

(1)、一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如 $T - V$ 图上的两条线段所示，则气体在________。

A、状态a处的压强大于状态c处的压强 B、由a变化到b的过程中，气体对外做功 C、由b变化到c的过程中，气体的压强不变 D、由a变化到b的过程中，气体从外界吸热 E、由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能

(2)、如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为 $2 m$ 、m，面积分别为 $2 S$ 、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为 $0.1 l$ ，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为 $T_{0}$ 。已知活塞外大气压强为 $p_{0}$ ，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。

（ⅰ）求弹簧的劲度系数；

（ⅱ）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。

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