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

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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︰2838．（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2p0C．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④16．（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=240K23．     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