专题13 热学-三年（2019-2021）高考物理真题分项汇编

专题13 热学 1．（2021·山东卷）如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体（　　） A．内能减少 B．对外界做正功 C．增加的内能大于吸收的热量 D．增加的内能等于吸收的热量 【答案】B 【解析】 A．由于越接近矿泉水瓶口，水的温度越高，因此小瓶上浮的过程中，小瓶内温度升高，内能增加，A错误； B．在小瓶上升的过程中，小瓶内气体的温度逐渐升高，压强逐渐减小，根据理想气体状态方程 气体体积膨胀，对外界做正功，B正确； CD．由AB分析，小瓶上升时，小瓶内气体内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律 由于气体对外做功，因此吸收的热量大于增加的内能，CD错误。 故选B。 2．（2021·山东卷）血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将 的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为 ，压强计示数为 。已知大气压强等于 ，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】 根据玻意耳定律可知 已知 ， ， 代入数据整理得 故选D。 3．（2021·湖南卷）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为 和 ）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从 下降 高度到 位置时，活塞上细沙的总质量为 。在此过程中，用外力 作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强 保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为 。下列说法正确的是（　　） A．整个过程，外力 做功大于0，小于 B．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变 C．整个过程，理想气体的内能增大 D．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于 E.左端活塞到达 位置时，外力 等于 【答案】BDE 【解析】 A. 根据做功的两个必要因素有力和在力的方向上有位移，由于活塞 没有移动，可知整个过程，外力F做功等于0，A错误； BC. 根据气缸导热且环境温度没有变，可知气缸内的温度也保持不变，则整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变，内能不变，B正确，C错误； D. 由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功： D正确； E. 左端活塞到达 B 位置时，根据压强平衡可得： 即： E正确。 故选BDE。 4．（2021·全国卷）如图，一定量的理想气体从状态 经热力学过程 、 、 后又回到状态a。对于 、 、 三个过程，下列说法正确的是（　　） A． 过程中，气体始终吸热 B． 过程中，气体始终放热 C． 过程中，气体对外界做功 D． 过程中，气体的温度先降低后升高 E. 过程中，气体的温度先升高后降低 【答案】ABE 【解析】 A．由理想气体的 图可知，理想气体经历ab过程，体积不变，则 ，而压强增大，由 可知，理想气体的温度升高，则内能增大，由 可知，气体一直吸热，故A正确； BC．理想气体经历ca过程为等压压缩，则外界对气体做功 ，由 知温度降低，即内能减少 ，由 可知， ，即气体放热，故B正确，C错误； DE．由 可知， 图像的坐标围成的面积反映温度，b状态和c状态的坐标面积相等，而中间状态的坐标面积更大，故bc过程的温度先升高后降低，故D错误，E正确； 故选ABE。 5．（2021·广东卷）为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为 ，护士把注射器内横截面积为 、长度为0.4cm、压强为 的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。 【答案】 【解析】 以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体积为V1,有 注射器内气体体积为V2，有 根据理想气体状态方程有 代入数据解得 6．（2021·湖南卷）小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量 、截面积 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点 上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量 的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为 时，测得环境温度 。设外界大气压强 ，重力加速度 。 （1）当电子天平示数为 时，环境温度 为多少？ （2）该装置可测量的最高环境温度 为多少