专题05 热学-（天津专用）【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编

专题05 热学 分子动理论及内能的考查 1.（2025·天津市和平区·一模）物理学中，常用图像或示意图描述现象及其规律， 甲图是对一定质量的气体进行的等温实验中压强随体积的变化图像，乙图是氧气分子的速率分布规律图像，丙图是分子间作用力随分子间距的变化图像，丁图是每隔一定时间悬浮在水中的粉笔末位置示意图，关于下列四幅图像的所描述的热现象，说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，图线①对应的温度较低 B. 由乙图可知，图线②对应的温度较低 C. 由图丙可知，分子间距离从r₀增大的过程中，分子力先减小后增大 D. 图丁说明分子在短时间内沿直线运动 【答案】A 【详解】图甲中，一定质量的理想气体在不同温度下的等温线，根据理想气体状态方程，结合图像可知，A正确；图乙中，曲线②速率大分子占据的比例较大，则说明曲线②对应的平均动能较大，曲线②对应的温度较高，B错误；图丙中，分子间的距离从增大的过程中，分子力先增大后减小，C错误；图丁是每隔一定时间悬浮在水中的粉笔末位置示意图，这些位置的连线并不是分子的运动轨迹，也不能说明分子在短时间内做直线运动，D错误。故选A。 2.（2025·天津市河北区·一模）分子间存在着相互作用的引力和斥力，分子间实际表现出的作用力是引力与斥力的合力。图甲是分子引力、分子斥力随分子间距离r的变化图像，图乙是实际分子力F随分子间距离r的变化图像（斥力以正值表示，引力以负值表示）。将两分子从相距r=r2处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 从r=r2到r=r0分子力表现为斥力 B. 从r=r2到r=r1分子间的作用力的大小先减小后增大 C. 从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大 D. 从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小 【答案】D 【详解】由题图可知，从r=r2到r=r0分子力表现为引力，且大小先增大后减小；从r=r0到r=r1分子力表现为斥力，且大小逐渐增大，故AB错误；从r=r2到r=r0分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能逐渐减小，故C错误；从r=r2到r=r1分子力先表现为引力，后表现为斥力，分子力先做正功，后做负功，分子动能先增大后减小，故D正确。故选D。 热力学第一定律与气体实验定律的综合应用 3.（2025·天津市十二区重点校·一模）游客去高海拔景区旅游时，多数会出现高原反应，而通过吸氧可以缓解高原反应。如图是一种便携式氧气罐，某游客按压该氧气罐喷出气体的过程中（假定罐内气体可视为理想气体且温度保持不变），下列说法正确的是（　　） A. 罐内每个气体分子的动能都不变 B. 外界对罐内气体做功 C. 罐内气体的压强不变 D. 罐内气体吸收的热量在数值上等于气体对外界做的功 【答案】D 【详解】根据题意可知，温度不变，平均动能不变，但不是罐内每个气体分子的动能都不变，故A错误； 喷出气体瞬间，气体膨胀，气体对外做功，故B错误；喷出气体过程中，相当于罐内和喷出的气体总体积膨胀，温度不变，根据理想气体状态方程可知，气体压强减小，故C错误；由于气体温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律可知，罐内气体吸收的热量在数值上等于气体对外界做的功，故D正确。 故选D。 4.（2025·天津市武清区杨村一中·一模）如图所示，在空气压缩引火仪底部放置少量硝化棉，迅速压下筒中的活塞，可以观察到硝化棉燃烧的火苗。在筒内封闭的气体被活塞迅速压缩的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 气体的温度升高，压强不变 B. 气体的体积减小，压强不变 C. 气体对外界做功，气体内能增加 D. 外界对气体做功，气体内能增加 【答案】D 【详解】压缩玻璃筒内的空气，气体的压强变大，机械能转化为筒内空气的内能，空气的内能增加，温度升高，当达到棉花的燃点后，棉花会燃烧，即外界对气体做正功，气体内能增加。故选D。 5.（2025·天津市南开区·一模）茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。如图所示，向茶杯中倒入热水，盖上杯盖茶水漫过杯盖，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质最和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低。关于泡茶中的物理现象下列说法正确的是（　　） A. 泡茶时，热水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大 B. 水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是布朗运动现象 C. 温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯盖与杯子间的分子引力作用 D. 温度降低，杯内气体分子撞击单位面积器壁的平均作用力变小，气体对外界放热 【答案】D 【详解】温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，但不是每个分子的动能都越大，分子动能遵循统计规律，存在动能大小的分布，故A错误；水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是因为茶叶中的色素分子在水中扩散，扩散现象是分子的无规则运动，而布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，所以这不是布朗运动现象，故B错误；温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯内气体做等容变化，根据查理定律（p是压强，T是温度，C是常量 ）可知温度降低，气体压强减小，外界大气压大于杯内气体压强，产生向下的压力差，而不是因为杯盖与杯子间的分子引力作用，故C错误；温度降低，根据理想气体状态方程和气体压强的微观解释，气体分子的平均动能减小，撞击单位面积器壁的平均作用力变小；同时，理想气体温度降低，内能减小，即，体积不变，（气体不对外做功，外界也不对气体做功 ），根据热力学第一定律 可得，即气体对外界放热，故D正确。故选D。 6.（2025·天津市河东区·一模）健身球是一种内部充气的健身辅助器材，如图所示，球内的气体可视为理想气体，当球内气体被快速挤压时来不及与外界热交换，而缓慢变化时可认为能发生充分的热交换。则下列说法正确的是（ ） A. 人体快速挤压健身球过程中，球内气体压强减小 B. 人体快速挤压健身球过程中，球内气体分子热运动的平均动能增大 C. 人体缓慢离开健身球过程中，球内表面单位时间单位面积上撞击的分子数不变 D. 人体缓慢离开健身球过程中，球内气体对外放热 【答案】B 【详解】人体快速挤压健身球过程中，来不及与外界热交换，球内气体体积减小，外部对气体做功，气体温度升高，则压强变大，球内气体分子热运动的平均动能增大，故A错误，B正确；人体缓慢离开健身球过程中，球内气体能与外界发生充分的热交换，则球内气体的温度不变，体积变大，压强变小，气体分子数密度减小，而分子的平均速率不变，则球内表面单位时间单位面积上撞击的分子数减小，气体对外做功，内能不变，则球内气体从外界吸热，故CD错误。故选B。 7.（2025·天津市和平区·二模）空气弹簧是一种广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座的减震装置，其基本结构和原理如图所示，在导热良好的汽缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的理想气体，若外界温度保持不变，缓慢增大重物的质量，下列说法正确的是（　　） A. 汽缸内气体的压强始终等于外界大气压 B. 汽缸内气体的内能一定变大 C. 汽缸内气体一定从外界吸热 D. 汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多 【答案】D 【详解】设活塞的质量为，根据平衡条件可得，可知汽缸内气体的压强大于外界大气压，故A错误；由于汽缸导热良好，外界温度保持不变，则汽缸内气体的温度保持不变，汽缸内气体的内能不变；缓慢增大重物的质量，汽缸内气体的压强增大，根据，可知气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，汽缸内气体从外界放热，故BC错误；由于汽缸内气体的温度保持不变，气体分子平均动能不变，而汽缸内气体的压强增大，根据压强微观意义可知，汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多，故D正确。故选D。 热力学第一定律与图像的综合应用 8.（2025·天津市蓟州区·一模）如图所示，一定质量理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是（ ） A. 从a到b，气体温度保持不变 B. 从a到b，气体对外界做功 C. 从b到c，气体内能减小 D. 从b到c，气体从外界吸热 【答案】D 【详解】一定质量的理想气体从状态a开始，沿题图路径到达状态b过程中气体发生等容变化，压强减小，根据查理定律，可知气体温度降低，再根据热力学第一定律U = Q＋W，由于气体不做功，内能减小，则气体放热，AB错误；一定质量的理想气体从状态b沿题图路径到达状态c过程中气体发生等压变化，体积增大，根据，可知气体温度升高，内能增大，再根据热力学第一定律U = Q＋W，可知b到c过程吸热，且吸收的热量大于功值，C错误、D正确。故选D。 9.（2025·天津市重点校联考·一模）一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b；第二次先经等压过程到状态c，再经等容过程到状态b。图像如图所示。则（　　） A. 过程气体从外界吸热 B. 过程比过程气体对外界所做的功多 C. 气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小 D. 气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少 【答案】B 详解】过程，气体体积不变，即等容变化过程，气体压强变小，温度降低，故内能减小，该过程气体对外不做功，故气体向外界放热，A错误；由微元法可得图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少，由图像可知，过程比过程气体对外界所做的功多，B正确；过程为绝热过程，气体体积变大对外做功，由热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低。温度是分子平均动能的标志，故气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能大，C错误；过程，气体的压强相等，体积变大温度变大，分子的平均动能变大，分子撞击容器壁的动量变化量变大。由气体压强的微观解释可知，在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多，D错误。故选B。 10.（2025·天津市部分区·一模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过等容、等温、等压三个过程，先后达到状态b、c ，再回到状态a。下列说法正确的是（　　） A. 在过程ab中外界对气体做功 B. 在过程ab中气体的内能不变 C. 在过程ca中气体的温度降低 D. 在过程ca中气体从外界吸热 【答案】C 【详解】由图可知，ab过程中，体积不变，外界对气体不做功（气体对外界也不做功），压强增大，根据查理定律，可知，气体的温度升高，内能增大，AB错误；在ca过程中，气体的压强不变，体积减小，根据盖-吕萨克定律，可知，气体的温度降低，气体放出热量，C正确，D错误。故选C。 11.（2025·天津市红桥区·一模）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 气体分子热运动的平均动能一直减小 B. 气体对外界做功小于气体从外界吸收的热量 C. 单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数增多 D. 若A状态气体的温度为，则B状态为 【答案】B 【详解】由图像可知，从状态A变化到状态B，压强p与体积V的乘积逐渐增大，根据理想气体状态方程可知气体温度一直在升高，所以分子平均动能一直在增大，故A错误；该过程温度升高，所以内能增大，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，因内能增大，所以气体从外界吸收热量，且大于对外做的功，故B正确；压强减小，分子的平均动能增大，由压强的微观解释可知，单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数减小，故C错误；根据理想气体状态方程得，又，，求得，故D错误。 故选B。 12.（2025·天津市河西区·一模）卡诺循环是由法国工程师卡诺于1824年提出的。卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。如图为卡诺循环的p-V图像，一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态，其中AB和CD为两条等温线，BC和DA为两条绝热线。下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中，气体分子的数密度增大 B. C→D过程中，气体从外界吸热，内能不变 C. B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功 D. 在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量 【答案】C 【详解】由图可知，A→B过程中，气体的体积增大，则气体的分子数密度减小，故A错误；因为DA为一条绝热线，则C→D过程中，，由图可知，气体的体积减小，所以，根据热力学第一定律，可知，即气体内能增加，故B错误；由图知，故B→C过程和D→A过程，温度变化量的大小相等，内能变化量的大小相等，且，可知W大小也必然相等，即B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功，故C正确；一次循环过程中气体的温度不变，内能不变。p﹣V图像中图线与坐标轴围成的面积表示功。由图知，在一次循环过程中，气体对外界做功，为确保气体的内能不变，则气体一定从外界吸收热量，故一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量，故D错误。故选C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 热学 分子动理论及内能的考查 1.（2025·天津市和平区·一模）物理学中，常用图像或示意图描述现象及其规律， 甲图是对一定质量的气体进行的等温实验中压强随体积的变化图像，乙图是氧气分子的速率分布规律图像，丙图是分子间作用力随分子间距的变化图像，丁图是每隔一定时间悬浮在水中的粉笔末位置示意图，关于下列四幅图像的所描述的热现象，说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，图线①对应的温度较低 B. 由乙图可知，图线②对应的温度较低 C. 由图丙可知，分子间距离从r₀增大的过程中，分子力先减小后增大 D. 图丁说明分子在短时间内沿直线运动 2.（2025·天津市河北区·一模）分子间存在着相互作用的引力和斥力，分子间实际表现出的作用力是引力与斥力的合力。图甲是分子引力、分子斥力随分子间距离r的变化图像，图乙是实际分子力F随分子间距离r的变化图像（斥力以正值表示，引力以负值表示）。将两分子从相距r=r2处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 从r=r2到r=r0分子力表现为斥力 B. 从r=r2到r=r1分子间的作用力的大小先减小后增大 C. 从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大 D. 从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小 热力学第一定律与气体实验定律的综合应用 3.（2025·天津市十二区重点校·一模）游客去高海拔景区旅游时，多数会出现高原反应，而通过吸氧可以缓解高原反应。如图是一种便携式氧气罐，某游客按压该氧气罐喷出气体的过程中（假定罐内气体可视为理想气体且温度保持不变），下列说法正确的是（　　） A. 罐内每个气体分子的动能都不变 B. 外界对罐内气体做功 C. 罐内气体的压强不变 D. 罐内气体吸收的热量在数值上等于气体对外界做的功 4.（2025·天津市武清区杨村一中·一模）如图所示，在空气压缩引火仪底部放置少量硝化棉，迅速压下筒中的活塞，可以观察到硝化棉燃烧的火苗。在筒内封闭的气体被活塞迅速压缩的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 气体的温度升高，压强不变 B. 气体的体积减小，压强不变 C. 气体对外界做功，气体内能增加 D. 外界对气体做功，气体内能增加 5.（2025·天津市南开区·一模）茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。如图所示，向茶杯中倒入热水，盖上杯盖茶水漫过杯盖，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质最和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低。关于泡茶中的物理现象下列说法正确的是（　　） A. 泡茶时，热水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大 B. 水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是布朗运动现象 C. 温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯盖与杯子间的分子引力作用 D. 温度降低，杯内气体分子撞击单位面积器壁的平均作用力变小，气体对外界放热 6.（2025·天津市河东区·一模）健身球是一种内部充气的健身辅助器材，如图所示，球内的气体可视为理想气体，当球内气体被快速挤压时来不及与外界热交换，而缓慢变化时可认为能发生充分的热交换。则下列说法正确的是（ ） A. 人体快速挤压健身球过程中，球内气体压强减小 B. 人体快速挤压健身球过程中，球内气体分子热运动的平均动能增大 C. 人体缓慢离开健身球过程中，球内表面单位时间单位面积上撞击的分子数不变 D. 人体缓慢离开健身球过程中，球内气体对外放热 7.（2025·天津市和平区·二模）空气弹簧是一种广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座的减震装置，其基本结构和原理如图所示，在导热良好的汽缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的理想气体，若外界温度保持不变，缓慢增大重物的质量，下列说法正确的是（　　） A. 汽缸内气体的压强始终等于外界大气压 B. 汽缸内气体的内能一定变大 C. 汽缸内气体一定从外界吸热 D. 汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多 热力学第一定律与图像的综合应用 8.（2025·天津市蓟州区·一模）如图所示，一定质量理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是（ ） A. 从a到b，气体温度保持不变 B. 从a到b，气体对外界做功 C. 从b到c，气体内能减小 D. 从b到c，气体从外界吸热 9.（2025·天津市重点校联考·一模）一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b；第二次先经等压过程到状态c，再经等容过程到状态b。图像如图所示。则（　　） A. 过程气体从外界吸热 B. 过程比过程气体对外界所做的功多 C. 气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小 D. 气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少 10.（2025·天津市部分区·一模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过等容、等温、等压三个过程，先后达到状态b、c ，再回到状态a。下列说法正确的是（　　） A. 在过程ab中外界对气体做功 B. 在过程ab中气体的内能不变 C. 在过程ca中气体的温度降低 D. 在过程ca中气体从外界吸热 11.（2025·天津市红桥区·一模）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 气体分子热运动的平均动能一直减小 B. 气体对外界做功小于气体从外界吸收的热量 C. 单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数增多 D. 若A状态气体的温度为，则B状态为 12.（2025·天津市河西区·一模）卡诺循环是由法国工程师卡诺于1824年提出的。卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。如图为卡诺循环的p-V图像，一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态，其中AB和CD为两条等温线，BC和DA为两条绝热线。下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中，气体分子的数密度增大 B. C→D过程中，气体从外界吸热，内能不变 C. B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功 D. 在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$