广东省佛山市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-07热学
一、多选题
1．（2021·广东佛山·统考一模）如图所示，在乘坐飞机时，密封包装的食品从地面上带到空中时包装袋会发生膨胀现象，在此过程中温度不变，把袋内气体视为理想气体，则以下说法正确的是（ ）
A．袋内空气分子的平均距离一定增大
B．袋内空气分子的平均动能一定增大
C．袋内空气压强一定增大
D．袋内空气一定从外界吸收热量
二、填空题
2．（2022·广东佛山·统考二模）骑行一族在野外可用以下简单的方法快速制取少量的冰块。如图所示，把自行车应急充气用的钢制二氧化碳气瓶放到装有少量水的杯子中，打开气阀，瓶内高压气体持续放气一段时间后，杯中的水便结成了冰。在此过程中，二氧化碳气体对外界做_______（选填“正”、“负”）功，根据热力学第一定律，气体的分子平均动能_______，故温度降低。
3．（2022·广东佛山·模拟预测）外界对系统做功W>0，系统内能增加，ΔU>0。_______（判断对错）
4．（2021·广东佛山·统考一模）国庆期间，放飞气球增添节日气氛。图为某氦气球的上升过程，破裂之前，气球内的氦气的压强将_______（选填“变大”、“变小”或“等于”），气球内氦气的内能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
5．（2021·广东佛山·统考二模）海面受到太阳的垂直辐射，导致海面上的气体受热生成热气团，热气团内气体膨胀上升，上升至高空的过程中，气体温度___________（选填“升高”或“降低”或“不变”），气体内能___________（选填“增大”或“减小”或“不变”），气体分子的平均动能___________（选填“变大”或“变小”或“不变”）。
6．（2021·广东佛山·统考二模）某些汽车的发动机采用了“阿特金森循环”技术，可简化成发动机内部一定质量的理想气体经历了如图a→b→c→d→a的循环，此过程中燃料与空气混合燃烧，气体受热膨胀，通过机械装置对外做功。其中b→c过程：气体对外界______（“做正功”或“做负功”或“不做功”），气体内能______（“增大”或“减小”或“不变”），能量相互转化的情况是_____________。
7．（2021·广东佛山·统考一模）由于温室气体排放日益增多，温室效应增强，中国近海区域海水表面平均温度相对于1958年上升了约1摄氏度，温度更高的海水，分子的平均动能_____________（填更大、更小、不变）；更高的温度也使得冰川消退、冰盖解体从而使海平面相对于上世纪末上升近10厘米之多。冰熔化过程中，温度_________（填升高、降低、不变），因为其吸收的热量转化为____________。
三、解答题
8．（2022·广东佛山·统考二模）某兴趣小组发射自制的水火箭。发射前瓶内空气的体积为，水的体积为，瓶内气压为。打开喷嘴后水火箭发射升空。忽略瓶内空气温度的变化，设外界大气压强一直保持不变，求：
（i）当瓶内的水完全喷完瞬间，瓶内空气的压强；
（ⅱ）当瓶内空气压强与外界大气压强相等时，瓶内所剩空气质量与发射前瓶内空气质量之比。
9．（2022·广东佛山·模拟预测）如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为L=12.0cm，温度为300K；B侧水银而比A侧的高h=4.0cm。已知大气压强P=76.0cmHg。为了使A、B两侧的水银面等高，可以用以下两种方法：
①开关关闭的情况下，改变A侧气体的温度，使A、B两侧的水银面等高，求此时A侧气体温度；
②在温度不变的条件下，将开关K打开，从U形管中放出部分水银，使A B两侧的水银面等高，再闭合开关K。求U形管中放出水银的长度。（结果保留一位小数）
10．（2022·广东佛山·模拟预测）如图所示，倾角为α=37°的斜面固定在水平地面上，置于其上的物块质量为m =50kg，物块与斜面间动摩擦因数为μ=0.5，另有一汽缸也固定在水平地面上，用轻质光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞和物块之间用跨过两个等高光滑定滑轮的轻绳连接（连接物块的轻绳与斜面平行，连接活塞的轻绳竖直），物块恰好不下滑。测得此时封闭气体温度为T=540K，已知活塞横截面积为S=0.01m2，汽缸外大气压强为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
① 若对封闭气体降温，物块始终保持静止不动，则封闭气体的最低温度为多少？
② 若物块恰好不下滑，活塞因气密性不佳而出现了缓慢漏气，气体温度始终保持T1不变，要让物块仍能保持静止不动，漏出的气体与漏气前气体质量比最大为多少？
11．（2021·广东佛山·统考一模）医院里给病人打“吊针”的装置如图所示。倒置的输液瓶上方有一气室E，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中A管与大气相通，B管为输液软管，中间又有一滴壶C，而其D端则通过针头接入人体静脉。设输液瓶的体积为，开始输液时，药液占输液瓶体积的，气室E内气压为（为大气压强）细管A、B体积忽略，求：
（1）输液过程中，气室E内的气压如何变化；
（2）液面下降到输液瓶的中间位置时，气室E内气压为。求此过程中，从进气口A进入气室E的空气体积V（大气压状态下）。
12．（2021·广东佛山·统考一模）一个空的导热良好的储物罐，在压强为1.0×105Pa、温度为23°C的环境中将其密封好，此时罐内气体的体积为1L。将其放进温度为-3°C的冰箱冷藏室，冷藏室内压强与外界相同，经过充分的热交换后，则
（1）如果罐中气体密封良好无气体渗漏，求此时罐中气体压强；
（2）如果密封盖发生气体渗漏使得罐内气压与外界相同，求此时罐中气体质量与原来质量的比值。
13．（2021·广东佛山·统考二模）中国登山队从大本营出发，成功登顶珠穆朗玛峰，并在峰顶精准测量珠峰的高度。已知珠峰大本营海拔高度为5200m，大气压为0.6atm，气温为-3℃，探测员在此给密封的气象探测球缓慢充满氦气，氦气的压强与大气压相等，温度与气温相同，体积为90m3，当探测球缓慢升至海拔8848.86m的峰顶时，氦气的压强为0.3atm，体积为160m3，不计探测球内外的压强差，探测球的导热性良好，氦气视为理想气体。求：
①珠峰峰顶的温度是多少摄氏度？
②在峰顶，探测球内部启动加热装置，使氦气温度快速升高到-3℃，求此时氦气的体积？
14．（2021·广东佛山·统考二模）小明在一个带刻度的玻璃瓶口上，装上带细管的瓶塞，用它来测量泳池池水的深度。入水前，盖紧瓶塞，封闭细管；瓶子到达池底时，瓶口向下，打开细管，让水流入瓶中（瓶中气体不外溢），稳定后再次封闭细管，此时瓶中液面如图（b）所示，将瓶旋转，瓶口朝上，此时瓶中液面如图（c）所示，已知当地大气压强p0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2，玻璃瓶刻度单位为mL，忽略环境温度变化，则：
（1）由图（b）、（c）可知图（c）中气体体积是多少？并请推算瓶子的总体积V；
（2）该泳池的池水深度是多少？
15．（2021·广东佛山·统考一模）某科技小组用三个可乐汽水瓶制作了一个小喷泉，结构如图，A瓶开口向上，B、C瓶封闭，通过3根细管（体积不计）将瓶内气体或液体连通，瓶与细管间接触紧密、密闭良好，在A瓶中加入一定量的水时，1号管就会有水喷出。已知瓶外大气P0=1.0×105Pa，水的密度=1.0×103kg·m3，g=10m/s2，初始时，1号管内水面与B瓶内水面同高，B与C瓶内空气的总体积V0=2.1L。
（1）若水即将从1号管喷出时，1号管上端出口与B瓶内液面高度差为50cm，则此时B瓶内气体压强多大
（2）在A瓶中缓慢加水时，1号管内水面由初始位置（即与B瓶内水面同高）开始增高，直至水即将从1号管喷出，此过程中C瓶经3号管加入了多少体积的水
参考答案：
1．AD
【详解】A．气体膨胀，体积增大，所以袋内空气分子的平均距离一定增大，A正确；
B．温度不变，所以袋内空气分子的平均动能一定不变，B错误；
C．根据公式
温度不变，气体体积增大，所以压强减小，C错误；
D．对于理想气体，温度不变，内能不变，气体膨胀对外做功，所以袋内空气一定从外界吸收热量，D正确。
故选AD。
2． 正 减少
【详解】[1][2]由题意可知，二氧化碳气体体积增大，则二氧化碳气体对外界做正功，气体还来不及吸热，气体的内能减小，则气体分子的平均动能减少，故温度降低。
3．错误
【详解】根据热力学第一定律，一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的代数和，公式
外界对系统做功大于零，但由于不知道系统与外界热交换的情况，无法得出内能增加的结论，故该说法错误。
4． 变小 减小
【详解】[1]上升过程中，外界压强减小，由平衡条件知，气球内部压强变小；
[2]由题意可知，气球的体积在变大，可知气体对外界做功，由于高度越高，温度越低，故气球不可能从外界吸热，由热力学第一定律可知，气球内氦气的内能减小。
5． 降低 减小 变小
【详解】[1] [2]地面的气团上升到高空的过程中压强减小，气团膨胀，对外做功，W＜0，由于气团很大，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略，即Q=0，根据热力学第一定律△U=W+Q得知，△U＜0，内能减小，温度降低；
[3]气体分子的平均动能为
则温度降低，气体分子的平均动能变小。
6． 不做功 增大 燃料燃烧的部分化学能转化为其他内能
【详解】[1]其中b→c过程气体体积不变，气体对外界不做功。
[2][3]由可知，气体体积不变，压强增大，故温度升高，气体内能增大，由热力学第一定律可知，该过程燃料的部分化学能转化为内能。
7． 更大 不变 分子的势能
【详解】[1]分子的平均动能只和温度有关，温度更高的海水，分子的平均动能更大；
[2][3]冰熔化过程中，温度不变，因为其吸收的热量转化为分子的势能
8．（1）；（2）。
【详解】（1）水喷完前，瓶内空气发生等温变化，由玻意耳定律可得
其中
，
解得
（2）当瓶内空气压强降到与外界大气压强相等时，有
解得
则此时瓶内空气质量与发射前空气质量之比为
解得
9．①；②
【详解】①气体压强为
，
依题意气柱长度，根据理想气体状态方程，有
代入数据解得
②T不变，则
即
得
所以流出水银长度为
10．①K；②
【详解】①物块恰好不沿斜面下滑，设绳上拉力为，由物块平衡可得
①
=100N
设气体的压强为，由活塞的平衡有
②
Pa
对气体降温时，气体压强变小，绳上拉力变大，会出现物块恰好不上滑的临界状态，设此时绳上拉力为，由物块的平衡得
③
=500N
设气体的压强为，由活塞的平衡有
④
Pa
气体在降温过程中做等容变化，有
⑤
得
K ⑥
②漏气前气体压强为，漏气后物块恰好不上滑时气体压强为，设漏气前气体体积为，漏出部分气体的体积在压强为时体积为，气体做等温变化，有
⑦
得
⑧
故因压强变小，外界气体会进入，可得漏出气体与漏气前气体质量比最大为 。
11．（1）气压增大；（2）
【详解】（1）因为A管与大气相通，为外界压强，瓶E中上方气体的压强为A管气压与液体产生的压强之差，输液过程中，液面下降，气室E内的气压增大。
（2）刚开始输液
某时刻
依题意可知
解得
12．（1）；（2）
【详解】（1）罐中气体初状态：
压强
温度
体积
放入冰箱经过充分的热交换后：
温度
罐中气体做等容变化，根据查理定律得
解得
（2）设罐内原有气体的体积为V2，气体做等压变化，有
则
则此时罐中气体质量与原来质量的比值为135：148。
13．①；②
【详解】①在大本营时氦气
，，
在峰顶时氦气
，
由理想气体状态方程
得
T2=240K
②解法一：加热后，氦气的压强P3=0.3atm，体积设为V3
由玻意耳定律得
解法二：加热后，氦气的温度T3=270K，体积设为V3
由查理定律得
14．（1），V=300mL；（2）5m
【详解】（1）由图（b）、（c）可知图（b）中气体体积、水的体积为100mL，则瓶子的总体积
V=300mL；
（2）在水面气体的压强
p=p0=1.0×105Pa
在水中时气体的压强
由玻意耳定律可知
联立解得
h=5m
15．(1) ；(2)0.1L
【详解】(1) 若水即将从1号管喷出时，有
(2)A瓶中未加水时，B、C瓶中气体压强等于一个大气压，水即将从1号管喷出时，B、C中的气体压强是PB，则由
可得
则在C瓶经3号管加水的体积为
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