2023届上海市高考物理模拟（二模）试题知识点分类训练【高考二轮复习】：热学

2023届上海市高考物理模拟（二模）试题知识点分类训练【高考二轮复习】：热学

一、单选题

1．（2023·上海奉贤·统考二模）如图，粗细均匀的U型管管口向上竖直放置，左管封闭一段空气柱，两侧水银面的高度差为h，U型管的宽度为d ，且d<h。现将U型管顺时针缓慢转过90°至两个平行管水平且处于同一竖直面内，设温度不变，管的直径可忽略不计，则在此过程中（　　）

A．封闭空气柱长度不断变小 B．封闭空气柱长度先变小后变大

C．封闭空气柱长度不断变大 D．封闭空气柱长度先变大后变小

2．（2023·上海杨浦·统考二模）用活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体从状态a开始经图示变化先后到达状态b、c。则（　　）

A．从a到b，气体分子速率都增大

B．从b到c，气体分子动能都减小

C．从a到b，单位时间内撞击汽缸单位面积的分子数减小

D．从b到c，气体分子对汽缸单位面积的平均作用力增大

3．（2023·上海虹口·统考二模）一定质量的水（　　）

A．凝结为冰时，分子平均动能增加 B．凝结为冰时，分子势能增加

C．蒸发为水蒸气时，分子势能增加 D．升温时，每个水分子运动的速率均增大

4．（2023·上海静安·统考二模）如图，一端开口的U形管内装有水银，开口向下竖直放置时左侧水银面更低，右侧封有一段气柱压强为，保持温度不变，在左管K处开一小孔后（　　）

A．仅K点下方的水银全部流出，增大

B．仅K点下方的水银全部流出，减小

C．左侧虚线下方的水银全部流出，减小

D．左侧虚线下方的水银全部流出，增大

5．（2023·上海松江·统考二模）如图为一定质量的理想气体的图像，该气体从状态A变化至状态B, 在上述过程中关于气体温度的变化，下列判断正确的是（　　）

A．一直升高 B．一直降低

C．先升高后降低 D．先降低后升高

6．（2023·上海宝山·统考二模）将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气（　　）

A．分子热运动的平均动能变小，压强变小

B．分子热运动的平均动能变小，压强变大

C．分子热运动的平均动能增大，压强变小

D．分子热运动的平均动能增大，压强变大

7．（2023·上海长宁·统考二模）一定质量的气体保持体积不变，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为∆p1；当温度由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为∆p2。则∆p1与∆p2之比是（　　）

A．1︰1 B．1︰10 C．10︰110 D．273︰283

8．（2023·上海静安·统考二模）夏天开空调，冷气从空调中吹进室内，室内气体（　　）

A．分子势能减小 B．分子势能增大

C．速率小的分子所占比例增大 D．速率小的分子所占比例减小

9．（2023·上海浦东新·统考二模）如图，汽缸放置在水平地面上，用质量为、截面积为S的活塞封闭一定质量的气体。活塞上放置一个质量为的重物，不计摩擦，重力加速度为g，大气压强为，平衡时缸内气体的压强为（　　）

A． B． C． D．

10．（2023·上海金山·统考二模）如图，玻璃管内开口向下置于水银槽内，管内封闭了一段气体，在槽内缓慢加入水银过程中，管内封闭气体状态变化可能是下图中的（　　）

A． B．

C． D．

11．（2023·上海崇明·统考二模）如图所示，一定质量的气体从状态a沿图线变化到状态b，则气体可能（　　）

A．温度升高 B．内能增大

C．温度降低 D．内能不变

12．（2023·上海宝山·统考二模）如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h1，水银柱cd的长度为h2，且，a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银，系统重新达到平衡，则（　　）

A．A气体的压强大于外界大气压强

B．B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量

C．水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度

D．水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度

13．（2023·上海青浦·统考二模）如图所示为一定质量气体状态变化的V-T图像。已知在状态A时的压强为p0，则（　　）

A．状态B时的压强为

B．状态C时的压强为2p0

C．B→C过程中气体内能减小

D．A→B过程中气体对外做功

14．（2023·上海崇明·统考二模）一汽车启动前四个轮胎的胎压如图甲所示。发现行驶一段时间后胎压如图乙所示，设轮胎容积不变，则乙图所示时刻相比于图甲所示时刻，轮胎内气体的温度变化最小是（　　）

A．左前轮胎内的气体 B．右前轮胎内的气体

C．左后轮胎内的气体 D．右后轮胎内的气体

15．（2023·上海浦东新·统考二模）下列实验中用到了模拟实验方法的是（　　）

A．①②③④全都是 B．只有②③④ C．只有③④ D．只有④

16．（2023·上海浦东新·统考二模）一定质量的理想气体，其状态经历a→b→c的变化，V－t图线如图，则（　　）

A．过程中气体分子平均动能减小

B．过程中气体压强增大

C．过程中单位体积内的分子数增多

D．过程中气体内能减小

17．（2023·上海普陀·统考二模）一定质量的气体保持温度不变，在将其压缩的过程中，气体（　　）

A．压强增大，分子平均动能不变 B．压强增大，分子平均动能增大

C．压强减小，分子平均动能不变 D．压强减小，分子平均动能减小

18．（2023·上海徐汇·统考二模）密闭钢瓶中封有一定质量理想气体，一段时间后瓶中气体分子热运动的速率分布由图线①变为图线②。相比于变化前，气体的（　　）

A．内能减小，压强增大 B．内能增大，压强增大

C．内能减小，压强减小 D．内能增大，压强减小

19．（2023·上海杨浦·统考二模）如图，两端开口的玻璃管竖直插入瓶中，玻璃管和瓶口间密封，瓶中的水面上方封闭一定质量的空气，玻璃管中的水面低于瓶中水面。在接近瓶子底部的右侧开孔，水从孔中流出，则流出的水速（　　）

A．一直减小 B．先增大再减小

C．先增大再不变再减小 D．先减小再不变再减小

20．（2023·上海杨浦·统考二模）分子势能的大小（　　）

A．与物体的温度有关

B．随分子力增大而增大

C．与分子间距离有关

D．随分子力增大而减小

二、填空题

21．（2023·上海松江·统考二模）水壶中倒入一些开水后，拧紧壶盖，经过一段时间后，发现壶盖难以拧开，是因为壶内气体的压强________；壶内气体分子平均动能________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）

22．（2023·上海崇明·统考二模）一根长玻璃管竖直插入面积足够大的水银槽中并固定，玻璃管内外水银面相平，管中一个质量不计的光滑活塞封闭一段长cm的气体，起初气体的温度K。现缓慢提拉活塞上升15cm为止，则此时封闭气体的压强_______外界大气压（选填“大于”、“等于”或“小于”）。而后固定活塞，改变气体温度，当气体长度仍为50cm时，封闭气体的温度为_______K．已知外界大气压cm Hg。

23．（2023·上海宝山·统考二模）如图，气缸中的气体膨胀时，推动活塞向外运动，若气体对活塞做的功是4×104J，气体的内能减少了6×104J，则在此过程中气体___________（选填“吸收”或“放出”）的热量是___________J。

24．（2023·上海金山·统考二模）悬浮在水中的花粉颗粒所做的布朗运动表明_________在做热运动（选填“花粉颗粒”或“液体分子”）；大量事实表明分子的无规则运动与_________有关。

25．（2023·上海青浦·统考二模）如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口端竖直插入足够深的水银槽中（水银槽截面积远大于玻璃管截面积），开始时管内封闭空气的长度为10cm，玻璃管的管内水银面比管外水银面高出70cm，此时大气压强为76cmHg，现将玻璃管沿竖直方向缓慢下移，使管内水银面比管外水银面高出64cm，此时管内空气柱的长度为_______cm，此过程玻璃管竖直向下移动的距离为_______cm．

26．（2023·上海奉贤·统考二模）一只热水瓶先盛满了热水然后将水全部倒出，盖紧瓶塞（不漏气），这时瓶内空气温度为90℃，已知大气压强。一段时间后温度降低为50℃（不考虑瓶内残留水分及水蒸气的影响），此时瓶内压强为______Pa。设热水瓶口的横截面积为10cm2，若瓶塞与热水瓶间的最大静摩擦力大小为7N，至少要用______N的力才能将瓶塞拔出。

三、实验题

27．（2023·上海徐汇·统考二模）在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图（a）所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图（b）所示两组p-V图线。

（1）实验中使用的是________传感器；

（2）实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了________；

（3）为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可将图线转化为________图线；

（4）两组图线经检验均符合反比例关系，由图可知①、②两组注射器内气体的pV乘积________（选填“相等”或“不相等”）；导致两组数据差异的原因可能是________（多选）。

A．两组实验环境温度不同        B．两组封闭气体的质量不同

C．某组器材的气密性不佳        D．某组实验中活塞移动太快

四、解答题

28．（2023·上海长宁·统考二模）如图所示，U型玻璃细管竖直放置，底部与足够长的水平细管相连通，各部分细管内径相同。水平细管内用小活塞封有长为10cm的气体A，U型管左管上端封有长为10cm的气体B。右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为15cm。已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度变化。

（1）A气体的压强是多少？

（2）将活塞缓慢向左拉，使气体B的长度变为11cm，重新平衡后气体B和A的压强各是多少？

（3）活塞向左拉动的距离是多少？

参考答案：

1．D

【详解】左侧封闭的气体压强为

因为d<h，现将U型管顺时针缓慢转过90°至两个平行管水平且处于同一竖直面内的过程中设转过的角度为，则在假设液柱不动的情形下的高度差为

左右高度差先变大后变小，所以压强先变小后增大，设温度不变，根据玻意耳定律

可知长度先变大后变小。

故选D。

2．C

【详解】AC．从a到b，压强不变，体积增大，根据

可知气体温度升高，气体分子的平均速率变大，不能说明气体分子速率都变大，压强不变，则单位时间内撞击汽缸单位面积的分子数减小，A错误，C正确；

B．从b到c，体积不变，压强减小，气体分子对汽缸单位面积的平均作用力减小。根据

可知气体温度降低，气体分子的平均速度变小，平均动能减小，不能说明气体分子动能都减小，BD错误。

故选C。

3．C

【详解】AB．一定质量的水凝结为冰时，要放出能量，内能减少，温度保持不变，分子平均动能不变，分子势能减少，故AB错误；

C．一定质量的水蒸发为水蒸气时，要吸收能量，分子势能增加，故C正确；

D．升温时，分子平均动能增大，但不是每个水分子运动的速率均增大，故D错误。

故选C。

4．A

【详解】因为在左管K处开一孔后，K处与大气相通，故K处压强为标准大气压，而左管下端也与大气相通，所以左管下端压强也为标准大气压，设K孔下方水银柱质量为m，则对K孔下方的水银柱受力分析得

所以K孔下方的水银柱将向下流出；设K孔与右侧水银面高度差为，则此时右管中封闭气体压强为

而原来右管中封闭气体压强为

因为

所以

即右管中封闭气体压强变大，因为温度保持不变，所以对右管中封闭气体由玻意耳定律得

所以

所以右管中封闭气体体积减小，故K孔上方的水银柱将上升。

故选A。

5．B

【详解】根据

可知，与原点连线的斜率代表温度大小，斜率大，温度高，所以从状态A变化至状态B，温度一直降低。

故选B。

6．D

【详解】将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气温度升高，气体分子热运动的平均动能增大；氧气瓶的容积不变，所以氧气的体积不变，根据查理定律，有

可知，温度升高，所以气体的压强变大。

故选D。

7．A

【详解】一定质量的气体保持体积不变，根据查理定律的推论式有

两种情况温度变化量相同，故可得

故选A。

8．C

【详解】AB．气体分子间距很大，分子势能几乎为零，所以分子势能不变，A、B错误；

CD．冷气从空调中吹进室内，室内温度减小，分子热运动剧烈程度减小，分子平均动能减小，即速率小的分子数所占的比例增大，故C正确，D错误。

故选C。

9．D

【详解】设平衡时缸内气体的压强为p，对活塞受力分析，有

解得

故选D。

10．B

【详解】玻璃管内封闭气体变化过程中，若温度不变，根据

可知，在槽内缓慢加入水银过程中压强增大，气体的体积减小，由数学知识可知，p-V图像为双曲线，p-T图像为平行于y轴的一条直线。

故选B。

11．C

【详解】根据理想气体状态方程

可知

所以图像上各点与原点连线的斜率与温度成正比，则一定质量的气体从状态a沿图线变化到状态b过程中图像上各点与原点连线的斜率逐渐减小，故气体温度逐渐降低，内能减小。

故选C。

12．B

【详解】A．取出水银前，A气体压强

B气体压强

当在右管开口端取出少量水银时，即减小，A、B气体压强均变小，即A气体的压强小于外界大气压强，A错误；

C．由玻意耳定律

A、B气体体积均变大。

假设B气体体积不变，则水银面a下降的高度等于水银面c上升的高度，等于b上升的高度；由于B气体体积同时要变大，故水银面c上升的高度大于水银面a下降的高度。C错误；

B．假设取出高度的水银，则B气体的压强变化量一定为

假设A、B气体的体积均不变，则A气体的压强变化量也为

压强减小后，根据玻意耳定律，体积要变大，故A气压变化量小于，即B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量，B正确；

D．假设右管中剩余的水银高度非常小，即取出水银柱长度接近，则水银面a、b间新的高度差大于右管上段新水银柱的长度，D错误。

故选B。

13．C

【详解】A．由图可知，从A到B为等温变化，由玻意耳定律有

解得

故A错误；

B．从B到C做等容变化，由查理定律有

解得

故B错误；

C．B→C过程中温度降低，气体内能减小，故C正确；

D．A→B过程中气体体积减小，所以外界对气体做正功，故D错误。

故选C。

14．C

【详解】轮胎容积不变，由查理定律可知

解得

左前轮胎内的气体温度变化

右前轮胎内的气体温度变化

左后轮胎内的气体温度变化

右后轮胎内的气体压强变化

则

所以轮胎内气体的温度变化最小是左后轮胎内的气体。

故选C。

15．B

【详解】①．油膜法估测分子大小采用的是理想模型法，故①错误；

②．演示气体压强实验采用的是模拟实验方法，故②正确；

③．伽尔顿板演示统计规律采用的是模拟实验方法，故③正确；

④．描绘电场等势线采用的是模拟实验方法，故④正确。

故选B。

16．B

【详解】AB．根据题意，由图可知，的过程中，气体的温度不变，气体分子平均动能不变，由玻意耳定律有

由于

则有

即过程中气体压强增大，故A错误，B正确；

CD．根据题意，由图可知，过程中气体体积不变，温度升高，则单位体积内的分子数不变，气体内能增大，故CD错误。

故选B。

17．A

【详解】根据玻意耳定律可知，温度不变情况下，体积减小时压强增大。分子的平均动能只与温度有关，温度不变，分子平均动能不变。

故选A。

18．B

【详解】根据气体分子热运动的速率分布图可知，由图线①变为图线②，气体分子平均速率变大，温度升高，即相比于变化前，气体的内能增加，体积不变，则压强变大。

故选B。

19．D

【详解】

在管中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为

随着减小，随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小；

接着当瓶中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为

在瓶中液面下降到管下端前不变，水从孔中流出的速度不变；

当瓶中液面低于管下端后，孔处内外压强差为

逐渐减小，随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小。

故选D。

20．C

【详解】宏观上分子势能的大小与物体体积有关，微观上分子势能的大小与分子间距离有关。

故选C。

21．     减小     减小

【详解】[1][2]水壶中倒入一些开水后，拧紧壶盖，经过一段时间后，发现壶盖难以拧开，是因为发生了等容降温过程，压强减小，因为温度降低，所以气体分子平均动能减小。

22．     小于     240

【详解】[1] 缓慢提拉活塞上升，被封气体温度不变，体积增大，则压强减小，由于活塞质量不计，原来气体压强等于大气压强，所以活塞上升后被封气体压强小于大气压强；

[2] 当气体长度最终仍为50cm时，从水银槽进入玻璃管的水银增加了15cm，由理想气体状态方程

其中

，T1=300K，

代入可得

T3=240K

23．     放出     2×104

【详解】[1][2]根据热力学第一定律，有

结合题意，气体对活塞做的功是4×104J，气体的内能减少了6×104J，代入数据，得

负号表示气体对外放出热量，放出热量的大小为2×104J。

24．     液体分子     温度

【详解】[1]布朗运动是对悬浮在液体（或气体）中的小颗粒受到液体（或气体）分子的碰撞而发生的无规则运动，故悬浮在水中的花粉颗粒所做的布朗运动表明液体分子在做热运动；

[2] 大量事实表明分子的无规则运动与温度有关，温度是分子热运动剧烈程度的标志。

25．     5     11

【详解】[1]初始气体压强

末状态气体压强

气体做等温变化，由玻意耳定律有

解得

[2]此过程玻璃管竖直向下移动的距离为

26．     /     17/18

【详解】[1]瓶内空气经历了等容过程，根据查理定律

即

解得，此时瓶内压强为

[2] 瓶塞重力忽略，对瓶塞分析，瓶塞处于平衡状态，则

解得，至少要用

的力才能将瓶塞拔出。

27．     压强     控制气体的温度不发生变化     或     不相等     AB/BA

【详解】（1）[1]实验中使用的是压强传感器。

（2）[2]实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的温度不发生变化。

（3）[3]根据理想气体状态方程可得

或

为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，能较直观的判定该关系，可将图线转化为或图像。

（4）[4]根据曲线可知对于同一V值所对应的p值不同，故两组注射器内气体的pV乘积不相等；

[5]

AB．根据理想气体状态方程，可知当气体质量一定时，若两组实验环境温度T不同，可知pV乘积不等；同理，当两组封闭气体的质量不同时，pV乘积不等，AB正确；

CD．若某组器材的气密性不佳，在实验中会漏气，气体质量会持续变化，此时不可能得到反比例关系图线；同理，若某组实验中活塞移动太快，会使注射器内封闭气体的温度不断变化，此时图线也不可能符合反比例关系，CD错误。

故选AB。

28．（1）90cmHg；（2）68cmHg，82cmHg；（3）10cm

【详解】（1）设大气压强为，A气体的压强为

（2）设活塞横截面积为S，活塞缓慢向左拉的过程中，气体B做等温变化，由玻意耳定律

即

解得

（3）活塞缓慢向左推的过程中，气体A做等温变化，有

即

解得

末状态时气体B和C的液面高度差为

活塞拉动的距离