2023年五省（云南、安徽、黑龙江、山西、吉林）高三物理模拟卷汇编：热学选择题（解析版）

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1．（2023·云南·校联考一模）理想气体的图像如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始经过状态B、C、D又回到状态A，其中AB、CD的延长线经过坐标原点O，BC与横轴平行，，下列说法正确的是（ ）
A．气体从状态A到状态B分子平均动能减小
B．气体从状态C到状态D从外界吸热
C．气体在状态A的温度和状态D的温度相同
D．从状态D到状态A，外界对气体做功为
【答案】D
【详解】A．根据理想气体整体方程
气体从状态A到状态B过程，气体压强增大，气体体积增大，可知气体温度升高，则分子平均动能增大，故A错误；
B．气体从状态C到状态D过程，气体压强减小，气体体积减小，可知气体温度降低，则气体内能减小，由于气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故B错误；
C．由图像可得
可得
则有
，
可得
则有
故C错误；
D．根据图像与横轴围成的面积表示做功大小，从状态D到状态A，气体体积减小，外界对气体做正功，大小为
故D正确。
故选D。
2．（2023·云南·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．射线、射线和射线是三种波长不同的电磁波
B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒
C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先增大后减小
D．只要对物体进行不断的冷却，就可以把物体的温度降为绝对零度
【答案】B
【详解】A．射线、射线分别是高速氦原子核和高速电子流，射线是电磁波，A错误；
B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中有光子辐射（吸收），故电子的电势能和动能之和不守恒，B正确；
C．分子势能随着分子间距离的关系如图所示
故分子势能随着分子间距离的增大，不可能先增大后减小，C错误；
D．对物体进行不断的冷却，物体的温度可以接近绝对零度，但无法达到，D错误。
故选B。
3．（2023·云南·统考二模）桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱形水桶直径为24cm，高为35cm；柱形压水气囊直径为6cm，高为8cm；水桶颈部的长度为10cm。当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细出水管流出。已知水桶所在处大气压强相当于10m高水柱产生的压强，当桶内的水还剩5cm高时，桶内气体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的体积。至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从细出水管流出？（不考虑温度的变化）（ ）
A．1次B．2次C．3次D．4次
【答案】C
【详解】设大气压强为p0，水桶内气体体积为V0，气囊体积为V1，至少需要把气囊完全压下n次，桶内气体压强增加为p1，才能有水从细出水管流出，水桶内气体体积不变，温度不变，根据玻意耳定律可得
其中
联立解得
n=2.4
即至少需要把气囊完全压3次，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．（2023·安徽·统考二模）如图甲所示，斜面上气缸和活塞内封闭了一定质量的理想气体，一根平行于斜面的轻绳一端连接活塞，另一端固定，系统处于平衡状态。开始气体摄氏温度为t，通过气缸内电热丝缓慢升高气体温度，升温过程封闭气体的图像如图乙所示，已知斜面倾角为30°，重力加速度为g，大气压强为，气缸和活塞均绝热且不漏气，气缸（含电热丝）质量为M、活塞面积为S、质量为m，所有接触面均光滑。则（ ）
A．封闭气体压强恒为
B．在此过程中，封闭气体增加的内能等于吸收热量
C．封闭气体的体积为2V时，其摄氏温度为2t
D．剪断轻绳瞬间，气缸的加速度大小为
【答案】A
【详解】A．对气缸受力分析
得
A正确；
B．根据热力学第一定律可知
体积增大过程，因此封闭气体增加的内能不等于吸收热量，B错误；
C．根据盖吕萨克定理可知
温度为热力学温标时成正比，此题为摄氏温标，不成正比，C错误；
D．剪断轻绳瞬间，活塞和气缸位置不变，因此压强不变，故气缸的受力不变，加速度大小为0。D错误。
故选A。
5．（2023·安徽·统考一模）一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程回到原状态a。其图像如图所示。皆为直线，平行于p轴，平行于V轴。下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三个状态中，状态c温度最高
B．过程中，气体分子的平均动能先变小后变大
C．过程中，气体一定从外界吸热
D．从a状态经历三个过程再次回到a状态的过程中，气体共吸热
【答案】D
【详解】A．该理想气体在不同状态下都有
可得
由图像可得
所以
故a、b、c三个状态中，状态a温度最高，A错误；
B．过程中，气体温度先升高后降低，故气体分子的平均动能先变大后变小，B错误；
C．过程中，气体体积减小，外界对气体做正功，而气体温度降低，气体内能减小，由热力学第一定律
故，气体放热，故C错误；
D．从a状态经历三个过程再次回到a状态的过程中，气体内能不变，ab过程中，气体对外做功为ab图线与横轴的面积，即
bc过程中，外界对气体做功为bc图线与横轴的面积，即
由热力学第一定律
解得
故气体在整个过程中共吸热，D正确。
故选D。
6．（2023·安徽淮北·统考一模）如图所示，同一房间中有a、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、、之间的大小关系为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】设大气压为，玻璃试管的横截面积为。对a管：a管由静止沿光滑斜面下滑，以水银为研究对象根据牛顿第二定律可得
对管子和水银整体有
联立可得
对b管：以水银为研究对象，根据牛顿第二定律得
对管子和水银整体有
可得
对c管：以水银为研究对象，根据牛顿第二定律得
对管子和水银整体，有
可解得
所以可得
根据玻意耳定律和得
故选D。
7．（2023·安徽·模拟预测）如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出．在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．关于这一过程，下列说法正确的是
A．气体分子的平均动能逐渐增大
B．单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多
C．单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变
D．气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量
【答案】D
【详解】A．外界的温度保持不变，导热材料制成的汽缸内气体温度不变，气体分子的平均动能不变．故A错误．
BC。活塞上方液体逐渐流出，对活塞受力分析可得，汽缸内气体压强减小，又汽缸内气体温度不变，则单位时间气体分子对活塞撞击的次数减少，单位时间气体分子对活塞的冲量减少．故BC错误．
D．汽缸内气体温度不变，汽缸内气体内能不变；汽缸内气体压强减小，体积变大，气体对外界做功；据热力学第一定律，气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量．故D正确．
故选D。
8．（2023·黑龙江·统考一模）一定质量的气体因外力对其做功体积减小，同时放出热量，则此过程的末态与初态相比（ ）
A．气体内能可能增加B．气体内能一定减小
C．气体内能一定不变D．气体内能增加还是减小取决于气体种类
【答案】A
【详解】根据热力学第一定律
若外力做对其的功W大于其放出的热量Q，则气体内能就增加。
故选A。
9．（2023·黑龙江大庆·统考一模）某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示。若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体视为理想气体温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是（ ）
A．气垫内的气体内能增加
B．外界对气垫内的气体做负功
C．气垫内的气体从外界吸收热量
D．气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加
【答案】D
【详解】ABC．由于该过程中气垫内的气体温度不变，因此气垫内的气体内能不变，该过程中气垫内的气体压强增大，根据玻意耳定律可知，气垫内的气体体积减小，外界对气垫内的气体做正功，结合热力学第一定律可知，该过程中气垫内的气体放热，选项ABC均错误；
D．由于温度不变，气垫内的气体分子平均动能不变，而气体压强增大，因此该过程中气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加，选项D正确。
故选D。
10．（2023·山西·统考一模）“拔火罐”时，用点燃的酒精棉球加热小玻璃罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。假设加热前小罐内的空气质量为、空气温度为室温，气压为标准大气压；加热后小罐内的空气温度为T。则当紧贴在皮肤上的罐最后冷却为室温时，其罐内空气的质量和压强大小分别约为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】以小玻璃罐的气体为研究对象，依题意，设小玻璃罐的体积为，加热后，小罐内的空气的体积变为，则有
得
可得加热后罐内空气的质量为
加热后冷却至室温，有体积不变，故气体做等容变化，有
可得罐内空气的压强大小
故选B。
11．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考三模）登山运动员从海拔500m的山脚下出发，来到海拔3200m的山顶，发现所携带的一密封着一定质量空气的塑料袋的体积明显增大了。山顶气温比山脚下低10°C左右。在登山过程中，下列关于塑料袋中气体的说法正确的是（ ）
A．塑料袋中气体的内能变大了
B．塑料袋中气体的压强变大了
C．塑料袋中气体对外界做的功小于其内能的变化量
D．塑料袋中气体放出的热量大于其对外界做的功
【答案】C
【详解】A．由于山顶温度低，在登山过程中，气体的内能减小，故A错误；
B．将封有一定质量空气的密闭塑料袋从山底移动到山顶时，温度降低，体积增大，根据(常数)可知压强减小，故B错误；
C．在登山过程中，温度降低，内能减小，体积增大，气体对外做功，由可知塑料袋中气体对外界做的功小于其内能的变化量，无法比较塑料袋中气体放出的热量和其对外界做的功的大小关系，故C正确，D错误；
故选C。
12．（2023·吉林·统考二模）2022年11月1日，“梦天”实验舱与空间站组合体在轨完成交会对接。空间站中供航天员进入太空或从太空返回时用的气密性装置——气闸舱的示意图如图所示，座舱M和气闸舱N的容积相同，M中充满压强为p的空气（视为理想气体），N内为真空。当航天员打开阀门K后，空气从M向N扩散，最终达到平衡。若不考虑空气与外界的热交换，则下列说法正确的是（ ）
A．空气从M向N扩散的过程中对外做正功B．空气从M向N扩散的过程中内能减小
C．空气从M向N扩散的过程中温度降低D．重新平衡后，空气的压强为
【答案】D
【详解】ABC．M中的气体自由扩散膨胀，没有对外做功，又因为整个系统与外界没有热交换，根据热力学第一定律
可知，气体内能不变，温度不变，故ABC错误；
D．根据玻意耳定律
所以
故D正确。
故选D。
13．（2023·吉林·统考三模）一定量的理想气体的压强p与热力学温度T的变化图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．A→B的过程中，气体对外界做功，气体内能增加
B．A→B的过程中，气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量
C．B→C的过程中，气体体积增大，对外做功
D．B→C的过程中，气体对外界放热，内能减小
【答案】B
【详解】AB．从A到B的过程，是等容升温过程，气体不对外做功，气体从外界吸收热量，使得气体内能增加，故A错误，B正确；
CD．从B到C的过程是等温压缩过程，压强增大，体积减小，外界对气体做功，气体放出热量，内能不变，故CD错误。
故选B。
二、多选题
14．（2023·云南·校联考一模）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．温度降低
B．内能增加
C．气体对外界做正功
D．所有分子热运动速率都减小
E．速率大的分子数占总分子数比例减少
【答案】ACE
【详解】C．将气缸缓慢转动90°过程中，缸内气体体积增大，压强减小，气体对外做功，C正确；
B．由热力学第一定律可知，绝热气缸，气体体积增大，故，内能减少，B错误；
A．因为，故温度降低，A正确；
D．温度降低气体分子平均速率减小，但是单个气体分子运动是无规则的，D错误；
E．因为温度降低，所以速率大的分子数占总分子数比例减少，E正确。
故选ACE。
15．（2023·云南·统考二模）一定质量的理想气体密闭在容器中，其压强随体积的变化过程如图所示。已知是绝热变化过程。下列说法正确的是（ ）
A．过程中气体的温度不变
B．过程中每个分子的动能都增大
C．过程中，单位时间内容器壁单位面积上分子碰撞次数增多
D．，完成一次完整循环的过程气体对外做负功
【答案】CD
【详解】A．过程中，体积增大，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度减小，A错误；
B．过程中分子的平均动能增大，不一定每个分子的动能都增大，B错误；
C．过程中，压强不变，根据盖—吕萨克定律，体积减小，温度减小，单位时间内容器壁单位面积上分子碰撞次数增多，C正确；
D．由图像可知，完成一次完整循环的过程气体对外做功小于外界对气体做功，即气体对外做负功，D正确。
故选CD。
16．（2023·云南·统考一模）—定质量的理想气体从a状态开始，经历三个过程ab、bc、ca回到a状态，其图像如图所示，图中ba的延长线过原点O，bc平行于t轴，ca的延长线过点．下列判断正确的是（ ）
A．过程ab中气体体积不变B．过程ca中气体体积不变
C．过程ca中气体吸收热量D．过程bc中气体吸收热量
【答案】BD
【详解】AB．根据
Vc＞Vb
ca的延长线过点（﹣273.15，0），则
Va＝Vc
所以
Va＝Vc＞Vb
故A错误，B正确；
C．过程ca中气体体积不变，，温度降低，内能减小，即，则由可推知，气体放热，故C错误；
D．过程bc中气体体积增大，气体对外界做功，；温度升高，内能增大，即，根据知，即气体从外界吸热，故D正确。
故选BD。
17．（2023·安徽·统考二模）导热性能良好、内壁光滑的气缸内用活塞封住一定量的理想气体，活塞厚度不计，现用弹簧连接活塞，将整个气缸悬挂起来，如图所示，静止时，弹簧长度为L，活塞距离地面高度为h，气缸底部距离地面高度为H，活塞内气体压强为p，体积为V，下列说法正确的是（ ）
A．当外界温度不变，大气压强增大时，L变小，H变大，p增大，V变小
B．当外界温度不变，大气压强变小时，L不变，H变小，p减小，V变大
C．当大气压强变小，外界温度升高时，h变小，H增大，p减小，V增大
D．当大气压强不变，外界温度升高时，h不变，H减小，p不变，V增大
【答案】BD
【详解】AB．设气缸和活塞的质量分别为M和m，则缸内气体的压强
当外界温度不变，大气压强增大时，在p变大，根据pV=C可知，V变小，弹簧弹力等于活塞和气缸的重力之和，因活塞与气缸的重力不变，则弹簧弹力不变，则L不变，气缸上移，则H变大；同理当外界温度不变，大气压强变小时，p减小， V变大，L不变，H变小，选项A错误，B正确；
C．当大气压强变小，则p减小，外界温度升高时，根据，V增大，弹簧弹力不变，则L不变，活塞位置不变，则h不变，H减小，选项C错误；
D．当大气压强不变，则p不变，根据外界温度升高时，V增大，弹簧弹力不变，则L不变，活塞位置不变，则h不变， H减小，选项D正确。
故选BD。
18．（2023·安徽淮北·统考一模）一定质量的理想气体从状态开始，经历回到原状态，其图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．气体在状态的内能大于在状态的内能
B．气体从到的过程中，体积先变大后不变
C．气体从到的过程中，吸收的热量大于内能的变化量
D．气体从到的过程中气体对外界做的功，小于到的过程中外界对气体做的功
【答案】AD
【详解】A．理想气体，忽略分子势能，所以理想气体的内能由温度决定，气体在状态b的温度大于在状态c的温度，所以在状态b的内能大于在状态的内能，故A正确；
B．由气体理想状态方程
可知，b到c的过程中，P不变，T减小，V减小，从c到d的过程中，V不变，故B错误；
C．由热力学第一定律
可知，从c到d的过程中，V不变，W不变，T增大，增大，Q增大，则气体吸收的热量等于内能的变化量，故C错误；
D．从d到a的过程中，气体做功
由盖—吕萨克定律可知
联立可得
同理可得，从b到c过程
从c到d的过程中，由查理定律可知
联立可知
故D正确。
故选AD。
19．（2023·安徽芜湖·芜湖市第十二中学校考模拟预测）相同质量的同种理想气体分别充满甲、乙两汽缸，两汽缸中气体的温度分别为、，两汽缸中气体的压强分别为、，已知、。则下列说法正确的是（ ）
A．甲汽缸中气体的分子平均动能大于乙汽缸中气体的分子平均动能
B．甲汽缸中每个气体分子的动能均大于乙汽缸中每个气体分子的动能
C．甲汽缸中动能大的分子一定比乙汽缸中动能大的分子多
D．乙汽缸中气体分子的热运动一定比甲汽缸中气体分子的热运动剧烈
【答案】AC
【详解】AB．分子的平均动能取决于温度，温度越高，分子的平均动能越大，但对于某一个气体分子来说动能不一定越大，选项A正确、B错误；
C．分子的动能也应遵从统计规律，即“中间多、两头少”，温度较高时，动能大的分子数一定多于温度较低时动能大的分子数，选项C正确；
D．温度越高，分子的无规则热运动越剧烈，平均速率越大，则甲汽缸中气体分子的热运动一定比乙汽缸中气体分子的热运动剧烈，选项D错误。
故选AC。
20．（2023·山西·一模）高压锅是一种常见的锅具，是通过增大气压来提升液体沸点，达到快速烹煮食物。如图为某燃气压力锅及其结构简图，厨师将食材放进锅内后盖上密封锅盖，并将压力阀套在出气孔上开始加热烹煮。当加热至锅内压强为1.27atm时，压力阀刚要被顶起而发出嘶响声；继续加热，当锅内温度为117°C时达到沸点，停止加热。已知加热前锅内温度为27°C，压强为1atm， 压力阀套在出气孔上的横截面积为，g取10。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。则（ ）
A．压力阀的质量约为0.1kg
B．压力阀刚要被顶起时锅内温度为108°C
C．停止加热时放出气体的质量为加热前锅内气体质量的
D．停止加热时锅内气体的质量为加热前锅内气体质量的
【答案】BD
【详解】B．设加热前锅内温度为
压强为
当加热至锅内压强为
时，压力阀刚要被顶起而发出嘶响声，在这个过程中，气体体积不变，由查理定律得
得
B正确；
A．压力阀刚要被顶起时，设压力阀的质量为m，由受力平衡得
代入数据得
A错误；
CD．设锅内温度达到沸点时温度为
从压力阀刚要被顶起到达到沸点的过程，锅内压强不变，由盖-吕萨克定律
得
停止加热时放出气体的质量与加热前锅内气体质量的比为
停止加热时锅内气体的质量为加热前锅内气体质量的比为
D正确，C错误。
故选BD。
21．（2023·山西·统考二模）如图所示为一定质量的理想气体压强p随热力学温度T的变化图像，下列说法正确的是（ ）
A．从状态c到状态d，气体分子的平均速率增大
B．从状态b到状态c，气体分子对单位面积容器壁的撞击力增大
C．从状态a到状态b，气体的密度减小
D．从状态d到状态a，气体对外做正功
【答案】BC
【详解】A．从状态c到状态d，气体的温度降低，因此气体分子的平均动能减小、平均速率减小，故A错误；
B．从状态b到状态，气体的压强增大，因此气体分子对单位面积容器壁的撞击力增大，故B正确；
C．由可得
则图像上的点与坐标原点连线的斜率k与成正比，气体在状态a的斜率大于在状态b的斜率，则有
可得
则从状态a到状态b，气体的密度减小，故C正确；
D．同理，从状态d到状态a，则有
可得
则从状态d到状态a，气体的体积减小，外界对气体做功，故D错误。
故选BC。
22．（2023·吉林·统考三模）气压式升降椅通过气缸上下运动来调节椅子升降，其简易结构如图甲所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气缸杆与底座固定连接。可上下移动的气缸与气缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设气缸气密性、导热性良好，忽略摩擦力。气体的压强和体积倒数的关系如图乙所示，升降椅无人坐时，气体的状态为A。某人缓慢坐在座椅上直到双脚离开地面，气体达到稳定状态B。然后打开空调调节室内温度，经过一段时间室内温度缓慢变化到设定温度，稳定后气体状态为C。最后人缓慢离开椅面，气体最终达到另一个稳定状态D。已知气缸的横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．人的质量可表示为
B．气体在状态A的温度高于状态D的温度
C．气体从状态A到状态D，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功
D．气体在状态C比在状态A时单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数少
【答案】BC
【详解】A．升降椅无人坐时，气体的状态为A。某人缓慢坐在座椅上直到双脚离开地面，气体达到稳定状态B，根据
得
故A错误；
B．根据
图像与原点连线的斜率代表温度的大小，所以气体在状态A的温度高于状态D的温度，故B正确；
C．气体从状态A到状态D，体积减小，温度降低，外界对气体做功，气体内能减小，根据热力学第一定律，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功，故C正确；
D．状态C体积小，温度低，分子平均动能小，但是压强高，根据压强微观解释可知，在状态C比在状态A时单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数多，故D错误。
故选BC。
23．（2023·吉林·统考三模）一定质量的理想气体从状态A缓慢经过B、C、D再回到状态A，其热力学温度T和体积V的关系图像如图所示，BA和CD的延长线均过原点O，气体在状态A时的压强为，下列说法正确的是（ ）
A．过程中气体从外界吸热
B．过程中气体从外界吸收的热量小于
C．过程中气体分子在单位时间内对单位容器壁的碰撞次数不断减少
D．过程中气体的温度升高了
【答案】AB
【详解】A．过程中气体的温度升高，体积增大，气体从外界吸热，选项A正确；
B．过程中气体做等温变化，气体内能保持不变，作出此过程的图像如图所示，图像与横轴所围面积表示气体对外界做的功，对应梯形面积为，选项B正确；
C．过程中气体的温度降低，分子撞击器壁的平均力度减小，气体体积减小而压强不变，所以气体分子在单位时间内对单位容器壁的碰撞次数不断增加，选项C错误；
D．由题图中几何关系知，过程中气体的温度升高了
选项D错误。
故选AB。