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2017-2022年近6年全国卷高考物理真题分类汇编：热力学定律
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题（本大题共12小题）
1．（2022·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如 图上从a到b的线
段所示。在此过程中（ ）
A．气体一直对外做功
B．气体的内能一直增加
C．气体一直从外界吸热
D．气体吸收的热量等于其对外做的功
E．气体吸收的热量等于其内能的增加量
2．（2022·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a经状态b变化状态c，其过程如 图上的两条
线段所示，则气体在（ ）
A．状态a处的压强大于状态c处的压强
B．由a变化到b的过程中，气体对外做功
C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变
D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热
E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
3．（2021·全国·高考真题）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
4．（2018·全国·高考真题）如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状
态e。对此气体，下列说法正确的是（ ）
A．过程①中气体的压强逐渐减小
B．过程②中气体对外界做正功
C．过程④中气体从外界吸收了热量
D．状态c、d的内能相等
E．状态d的压强比状态b的压强小
5．（2020·全国·高考真题）如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞
与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状
态。在活塞下降过程中（ ）A．气体体积逐渐减小，内能增知
B．气体压强逐渐增大，内能不变
C．气体压强逐渐增大，放出热量
D．外界对气体做功，气体内能不变
E．外界对气体做功，气体吸收热量
6．（2017·全国·高考真题）氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比
随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是________．
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
7．（2017·全国·高考真题）对一定量的气体，下列说法正确的是
A．在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功
B．在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功
C．在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加
D．在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变
8．（2017·全国·高考真题）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再
经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a．下列说法正确的是（ ）
A．在过程ab中气体的内能增加
B．在过程ca中外界对气体做功C．在过程ab中气体对外界做功
D．在过程bc中气体从外界吸收热量
E．在过程ca中气体从外界吸收热量
9．（2018·全国·高考真题）如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b
的直线所示．在此过程中______．
A．气体温度一直降低
B．气体内能一直增加
C．气体一直对外做功
D．气体一直从外界吸热
E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功
10．（2017·全国·高考真题）如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧
与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活
塞，将气体压回到原 的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是________
A．气体自发扩散前后内能相同
B．气体在被压缩的过程中内能增大
C．在自发扩散过程中，气体对外界做功
D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变
11．（2018·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到
原状态，其p–T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O．下列判断正确的是（ ）A．气体在a、c两状态的体积相等
B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
12．（2018·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其
图象如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．过程ab中气体一定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．A、b和c三个状态中，状态 a分子的平均动能最小
E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
二、填空题（本大题共4小题）
13．（2020·全国·高考真题）下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有_______，不违背
热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有_______。（填正确答案标号）
A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热
B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低
C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响
D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
14．（2019·全国·高考真题）如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状
态，对应的温度分别是T、T、T．用N 、N 、N 分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器
1 2 3 1 2 3壁上单位面积的次数，则N ______N ，T______T，T，N ______N ．（填“大于”“小于”或“等
1 2 1 3 3 2 3
于”）
15．（2019·全国·高考真题）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理
想气体．初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界．现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气
压强与外界相同．此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，
容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度．
16．（2018·全国·高考真题）（1）对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )．
A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B．若气体的内能不变，其状态也一定不变
C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大
D．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大
（2）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l=66cm的水银柱，中间封有长l=6.6cm的
1 2
空气柱，上部有长l=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐_________，已知大气压强为
3
p=76cmHg，如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中
0
空气柱的长度_______，封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。
三、解答题（本大题共9小题）
17．（2022·全国·高考真题）如图，容积均为 、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为 、温度为
的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通：汽缸内的两活塞将缸内
气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为 和 、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。
（1）将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
（2）将环境温度缓慢改变至 ，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达
汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
18．（2022·全国·高考真题）如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和
活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通
过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为 、m，面积分别为 、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状
态，此时弹簧的伸长量为 ，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为 。已知
活塞外大气压强为 ，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
19．（2018·全国·高考真题）如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为
h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为
m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、
下方气体压强均为p，温度均为T。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此
0 0
时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。（重力加速度大小为g）20．（2017·全国·高考真题）一种测量稀薄气体压强的仪器如图a所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通
两竖直玻璃细管K 和K K 长为l，顶端封闭，K 上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的
1 2. 1 2
容器R连通。开始测量时，M与K 相通；逐渐提升R，直到K 中水银面与K 顶端等高，此时水银已进入
2 2 1
K，且K 中水银面比顶端低h，如图b所示。设测量过程中温度、与K 相通的待测气体的压强均保持不
1 1 2
变。已知K 和K 的内径均为d，M的容积为V，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：
1 2 0
（1）待测气体的压强；
（2）该仪器能够测量的最大压强。
21．（2021·全国·高考真题）如图，一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为
A、B两部分；初始时，A、B的体积均为V，压强均等于大气压p，隔板上装有压力传感器和控制装置，
0
当隔板两边压强差超过0.5p 时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推
0
动活塞，使B的体积减小为 。
（i）求A的体积和B的压强；（ⅱ）再使活塞向左缓慢回到初始位置，求此时A的体积和B的压强。
22．（2018·全国·高考真题）如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相
等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K。开始时，K关闭，
汽缸内上下两部分气体的压强均为p 现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为
0。
时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了 。不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，
重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。
23．（2020·全国·高考真题）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与
钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将
潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深
度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p，H h，忽略温度的
0
变化和水密度随深度的变化。
（1）求进入圆筒内水的高度l；
（2）保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p 时的体积。
024．（2018·全国·高考真题）一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞.
初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止，
求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动
的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p＝75.0 cmHg，环境温度不变。(保留三位有效数字)
0
25．（2019·全国·高考真题）如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长
l=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l=40.0cm．已知大气压强
1 2 3
为p=75.0cmHg．现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为
0
l’=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。
1参考答案：
1．BCE
2．ABD
3．ABE
4．BDE
5．BCD
6．ABC
7．A
8．ABD
9．BCD
10．ABD
11．ABE
12．ADE
13． B C
14． 大于 等于 大于
15． 低于 大于
16． ADE 12cm 9.2cm
17．（1） ；（2）
18．（1） ；（2） ，
19． ，（pS＋mg）h
0
20．（1） ；（2）
21．（i） ， ；（ⅱ） ，
22．
23．（1） ；（2）
24．144 cmHg，9.42 cm。
25．15.0 cm
