专题15 热学 题组1-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.c0m☐ 您身边的互联网+教辅专家 专题15 题 班级： 热学 组 姓名： 学号： 一、选择题 1.(2025山东卷)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离 r等于时分子势能E,为零，则( 0 A.只有r大于%时，E。为正 B.只有r小于o时，E。为正 C.当r不等于o时，E。为正 D.当r不等于%时，E。为负 2.(2025黑吉辽蒙卷)某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中 取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气 体() A.内能变小 B.压强变大 C.分子的数密度变大 D.每个分子动能都变大 3.(多选)2025广西卷)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中() A估测油酸分子大小时，油酸分子可以视为球形 B.油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动 C.计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形 D.与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 4.(多选)2024全国甲卷)如图所示，四个相同的绝热试管分别倒立在盛水的烧杯a、b、c d中，平衡后烧杯a、b、c中的试管内外水面的高度差相同，烧杯d中试管内水面高于试管外 水面。己知四个烧杯中水的温度分别为t。、、t。、ta且t。<。<t。=ta。水的密度随温度的变化 忽略不计。下列说法正确的是( A.a中水的饱和气压最小 B.a、b中水的饱和气压相等 C.c、d中水的饱和气压相等 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 D.a、b中试管内气体的压强相等 E.d中试管内气体的压强比c中的大 5.(2024山东卷)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，α→b过程是等压过程，b→c 过程中气体与外界无热量交换，c一→α过程是等温过程。下列说法正确的是() P A.a一→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B.b→c过程，气体对外做功，内能增加 C.a一→b一→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D.a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 6.(多选)(2023·全国甲卷)在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下列缓慢变化 过程，气体一定与外界有热量交换的过程是() A.气体的体积不变，温度升高 B.气体的体积减小，温度降低 C.气体的体积减小，温度升高 D.气体的体积增大，温度不变 E.气体的体积增大，温度降低 7.(多选)2023全国乙卷)对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末 状态的内能可能相等的是() A.等温增压后再等温膨胀 B.等压膨胀后再等温压缩 C.等容减压后再等压膨胀 D.等容增压后再等压压缩 E.等容增压后再等温膨胀 8.(2022山东卷)如图所示，内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体， 初始时汽缸开口向上放置.活塞处于静止状态，将汽缸缓慢转动90°过程中，缸内气体() A.内能增加，外界对气体做正功 B.内能减小，所有分子热运动速率都减小 C温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少 D.温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加 9.(多选)2022全国甲卷)一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如pT图上从α 到b的线段所示。在此过程中() 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 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 10.(多选)(2021·全国卷1)如图.一定量的理想气体从状态arcy个avs4 alcol(p0,V0,T0) 经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a。对于ab、bc、ca三个过程，下列说法正确的是() ↑plpo VIVo A.ab过程中，气体始终吸热 B.ca过程中，气体始终放热 C.ca过程中，气体对外界做功 D.bc过程中，气体的温度先降低后升高 E.bc过程中，气体的温度先升高后降低 11.(2020山东卷)一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c一a三个过程后回 到初始状态a,其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a(V.2po)、b(2'o,po)、c (3V,2o)。以下判断正确的是( ) 0V。2V。3V。 A.气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功 B.气体在α→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量 C.在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 D.气体在c一α过程中内能的减少量大于b一c过程中内能的增加量 二、非选择题 12.(2021·河北卷)两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸A、B,汽缸内用轻质绝热活塞封闭 完全相同的理想气体，如图1所示，现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若A中细沙的质量大于B 中细沙的质量，重新平衡后，汽缸A内气体的内能 (选填“大于”“小于”或“等 于”)汽缸B内气体的内能，图2为重新平衡后A、B汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲 线 (填图像中曲线标号)表示汽缸B中气体分子的速率分布规律。 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 各速率区间的分子数 占总分子数的百分比 B ② 分子的 速率 图1 图2 13.(2025浙江1月卷)如图所示，导热良好带有吸管的瓶子，通过瓶塞密闭温度T1=300 K,体积=1×103cm3处于状态1的理想气体，管内水面与瓶内水面高度差h=10cm。将瓶 子放进T2=303K的恒温水中，瓶塞无摩擦地缓慢上升恰好停在瓶口，h保持不变，气体达到 状态2，此时锁定瓶塞，再缓慢地从吸管中吸走部分水后，管内和瓶内水面等高，气体达到状态 3。已知从状态2到状态3，气体对外做功1.02J;从状态1到状态3，气体吸收热量4.56J,大 气压强po=1.0×105Pa,水的密度p=1.0×103kg/m3;忽略表面张力和水蒸气对压强的影响。 (1)从状态2到状态3.气体分子平均速率 (填“增大”“不变”“减小”)，单位 时间撞击单位面积瓶壁的分子数 (填“增大”“不变”“减小”)。 (2)求气体在状态3的体积3。 (3)求从状态1到状态3气体内能的改变量△U。 14.(2025山东卷)如图所示，上端开口、下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。 玻璃管导热性能良好、管内横截面积为S,用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为 Po,活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为F0=121pS,等于最大静摩擦力。用调温装置对 封闭气体缓慢加热，T1=330K时，气柱高度为1，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至T2= 440K时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至T3 =400K时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至T4=330K时，保持温度不变，活塞不再下 降。求： 活塞 调温装置 ANNNNNNRRHNNHNNNNNNXNN8 (1)T2=440K时，气柱高度h2; (2)从T1状态到T4状态的过程中，封闭气体吸收的净热量Q(扣除放热后净吸收的热量)。 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 15.(2024山东卷)图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储 液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭.横截面积S1=1.0cm2,长度H=100.0cm. 侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2、高度h=20.0cm,罐底有一小孔B。汲液 时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸 入液面部分的长度为x;堵住孔A,缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。 己知液体密度p=1.0×103kgm3,重力加速度大小g=10m/s2,大气压po=1.0×105Pa。整个 过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。 图甲 图乙 (1)求x; (2)松开孔A,从外界进入压强为Po、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住 孔A,稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。 16.(2023全国甲卷)一高压舱内气体的压强为1.2个大气压，温度为17℃，密度为1.46 kg/m3。 (1)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27℃时舱内气 体的密度； (2)保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压，求舱内气 体的密度。 ·独家授权侵权必究 专题15　题组一 1.解析　两个分子间距离r等于r0时分子势能最小，从r0处随着距离的增大，此时分子间作用力表现为引力，分子间作用力做负功，故分子势能增大；从r0处随着距离的减小，此时分子间作用力表现为斥力，分子间作用力也做负功，分子势能也增大；故可知当r不等于r0时，Ep为正，故C正确。 答案　C 2.解析　将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，温度升高，而理想气体内能只与温度相关，则内能变大，故A错误；将糖果瓶带入温暖的车厢过程，气体做等容变化，根据＝C，因为温度升高，则压强变大，故B正确；气体分子数量不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，故C错误；温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故D错误。故选B。 答案　B 3.解析　正确项分析：在估测油酸分子大小时，可以把油酸分子简化为球形处理，并认为它们紧密排布，A正确；分子在不停地做热运动，所以油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动，B正确。 错误项分析：计算油膜面积时，根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，C错误；为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中，故油酸酒精溶液更容易在水面形成单分子油膜，D错误。 答案　AB 4.解析　饱和气压随温度的增加而增加，所以a中水的饱和气压最小，小于b中水的饱和气压，c、d中水的饱和气压相等，A、C正确，B错误；根据p气＋ρ水gh内＝p0＋ρ水gh外可得p气＝p0＋ρ水g(h外－h内)，又a、b中试管内外水面高度差相同，所以a、b中试管内气体的压强相等，D正确；结合D项分析可知，d中试管内气体的压强比c中的小，E错误。 答案　ACD 5.解析　a→b过程是等压变化且体积增大，则Wab＜0，由盖­吕萨克定律可知Tb＞Ta，即ΔUab＞0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知a→b过程，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误；b→c过程中气体与外界无热量交换，即Qbc＝0，又由气体体积增大可知Wbc＜0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知气体内能减少，B错误；c→a过程为等温过程，可知Tc＝Ta，ΔUac＝0，根据热力学第一定律可知a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确；由A项分析可知Qab＝ΔUab－Wab，由B项分析可知Wbc＝ΔUbc，由C项分析可知0＝Wca＋Qca，又ΔUab＋ΔUbc＝0，联立解得Qab－(－Qca)＝－Wca－Wbc－Wab，根据pV图像与坐标轴所围图形的面积表示外界对气体做的功，结合题图可知Qab－(－Qca)≠0，所以a→b过程，气体从外界吸收的热量Qab不等于c→a过程，放出的热量－Qca，D错误。 答案　C 6.解析　气体的体积不变，温度升高，则气体的内能升高，体积不变，气体做功为零，因此气体吸收热量，A正确； 气体的体积减小，温度降低，则气体的内能降低，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律 ΔU＝W＋Q 可知气体对外放热，B正确； 气体的体积减小温度升高，则气体的内能升高，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律 ΔU＝W＋Q 可知Q可能等于零，即没有热量交换过程，C错误； 气体的体积增大温度不变，则气体的内能不变，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律 ΔU＝W＋Q 可知Q>0 即气体吸收热量，D正确； E.气体的体积增大温度降低，则气体的内能降低，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q 可知Q可能等于零，即没有热量交换过程，E错误。 故选ABD。 答案　ABD 7.解析　对于一定质量的理想气体内能由温度决定，故等温增压和等温膨胀过程温度均保持不变，内能不变，故A正确； 根据理想气体状态方程＝C 可知等压膨胀后气体温度升高，内能增大，等温压缩温度不变，内能不变，故末状态与初始状态相比内能增加，故B错误； 根据理想气体状态方程可知等容减压过程温度降低，内能减小；等压膨胀过程温度升高，末状态的温度有可能和初状态的温度相等，内能相等，故C正确； 根据理想气体状态方程可知等容增压过程温度升高；等压压缩过程温度降低，末状态的温度有可能和初状态的温度相等，内能相等，故D正确； 根据理想气体状态方程可知等容增压过程温度升高；等温膨胀过程温度不变，故末状态的内能大于初状态的内能，故E错误。故选ACD。 答案　ACD 8.解析　初始时汽缸开口向上，活塞处于平衡状态，汽缸内外气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡，则有(p1－p0)s＝mg，汽缸在缓慢转动的过程中，汽缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿汽缸壁的分力，故汽缸内气体缓慢的将活塞往外推，最后汽缸水平，缸内气压等于大气压。汽缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，汽缸内气体压强作用将活塞往外推，气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W得：气体内能减小，故缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，AB错误；气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，故速率大的分子数占总分子数的比例减小，C正确，D错误。 答案　C 9.解析　因从a到b的p-T图像过原点，由＝C可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不对外做功，选项A错误； 因从a到b气体温度升高，可知气体内能增加，选项B正确； 因W＝0，ΔU>0，根据热力学第一定律 ΔU＝W＋Q 可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，选项CE正确，D错误。 故选BCE。 答案　BCE 10.解析　由理想气体的p-V图可知，理想气体经历ab过程，体积不变，则W＝0，而压强增大，由pV＝nRT可知，理想气体的温度升高，则内能增大，由ΔU＝Q＋W可知，气体一直吸热，故A正确； 理想气体经历ca过程为等压压缩，则外界对气体做功W>0，由pV＝nRT知温度降低，即内能减少ΔU<0，由ΔU＝Q＋W可知，Q<0，即气体放热，故B正确，C错误； 由pV＝nRT可知，p-V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。 答案　ABE 11.解析　气体在a→b过程中体积增大，气体对外做功，在b→c过程中体积增大，气体对外做功，根据p-V图像与横轴所围的面积表示做的功可知，在这两个过程中气体对外做的功相等，选项A错误。气体在a→b过程中体积增大，气体对外做功，由理想气体状态方程可知，a、b两个状态温度相等，内能不变，由热力学第一定律可知吸收的热量等于气体对外做的功；气体在b→c过程中体积增大，气体对外做功，由理想气体状态方程可知，c状态的温度高于b状态的温度，内能增加，由热力学第一定律可知吸收的热量等于气体对外做的功与内能增加量之和，即气体在a→b过程中吸收的热量小于气体在b→c过程中吸收的热量，选项B错误。气体在c→a的过程中，体积减小，温度降低，外界对气体做功，内能减小，根据热力学第一定律，外界对气体做的功小于气体放出的热量，选项C正确。由理想气体状态方程可知，a、b两个状态温度相等，内能相等，所以气体在c→a的过程中内能的减少量等于气体在b→c过程中内能的增加量，选项D错误。 答案　C 12.解析　对活塞分析有 p＝ 因为A中细沙的质量大于B中细沙的质量，故稳定后有pA>pB；所以在达到平衡过程中外界对气体做功有 WA>WB 则根据ΔU＝W＋Q 因为汽缸和活塞都是绝热的，故有 ΔUA>ΔUB 即重新平衡后A汽缸内的气体内能大于B汽缸内的气体内能； 由图中曲线可知曲线②中分子速率大的分子数占总分子数百分比较大，即曲线②的温度较高，所以由前面分析可知B汽缸温度较低，故曲线①表示汽缸B中气体分子的速率分布。 答案　大于　① 13.解析　(1)从状态2到状态3，气体温度保持不变，瓶内气体分子的内能保持不变，又瓶内气体为理想气体，瓶内气体未向瓶外逸出，则气体分子平均速率不变；气体处于状态2时，管内水面高于瓶内水面h，则瓶内气体的压强p2＝p0＋ρgh，气体处于状态3时，管内和瓶内水面等高，则瓶内气体的压强为p3 ＝p0，因此从状态2到状态3瓶内气体压强减小，又气体分子的平均速率不变，则单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数减小。 (2)瓶内气体从状态1到状态2的过程，h保持不变，则瓶内气体压强不变，为p2＝p1＝p0 ＋ρgh＝1.01×105 Pa，该过程由盖­吕萨克定律有＝，其中V1＝1×103 cm3，T1＝ 300 K，T2＝ 303 K，解得V2＝1.01×103 cm3，瓶内气体从状态2到状态3的过程，由玻意耳定律有 p2V2＝p3V3 代入数据解得瓶内气体在状态3的体积为 V3＝1.020 1×103 cm3。 (3)瓶内气体从状态1到状态2的过程，气体对外做的功为 W1＝p1(V2－V1)＝1.01 J 从状态1到状态3过程，由热力学第一定律可知 ΔU＝Q－(W1＋W2) 其中Q＝4.56 J，W2 ＝1.02 J 代入数据解得，从状态1到状态3气体内能的改变量为 ΔU＝2.53 J。 答案　(1)不变减小　(2)1.020 1×103 cm3　(3)2.53 J 14.解析　(1)T1→T2升温过程中，等压膨胀，由盖­吕萨克定律可得 ＝ 解得h2＝h1。 (2)活塞开始缓慢上升，由受力平衡可得 p0S＋Ff0＝p1S 可得封闭的理想气体压强p1＝p0 T1→T2升温过程中，等压膨胀，外界对气体做功 W1＝－p1(h2－h1)S＝－ T2→T3降温过程中，等容变化，外界对气体做功W2＝0 活塞受力平衡有p0S＝Ff0＋p3S 解得封闭的理想气体压强p3＝p0 T3→T4降温过程中，等压压缩，由盖­吕萨克定律可得 ＝ 解得h4＝h1 外界对气体做功W3＝p3(h2－h4)S＝ 全程中外界对气体做功W＝W1＋W2＋W3＝ 因为T1＝T4，故封闭的理想气体总内能变化ΔU＝0 利用热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q 解得Q＝ 故封闭气体吸收的净热量Q＝。 答案　(1)h1　(2) 15.解析　(1)在缓慢将汲液器竖直提出液面的过程，封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 p1(H－x)S1＝p2HS1 根据题意可知p1＝p0，p2＋ρgh＝p0 联立解得x＝2 cm。 (2)对新进入的气体和原有的气体整体分析，由玻意耳定律有p0V＋p2HS1＝p3 又p3＋ρg·＝p0 联立解得V＝8.92×10－4 m3。 答案　(1)2 cm　(2)8.92×10－4 m3 16.解析　(1)由摄氏度和开尔文温度的关系可得 T1＝273＋17 K＝290 K，T2＝273＋27 K＝300 K 理想气体状态方程pV ＝ nRT可知nR＝ 其中n为封闭气体的物质的量，即理想气体的正比于气体的质量，则 ＝＝ 其中p1＝ p2＝1.2p0，ρ1＝1.46 kg/m3，代入数据解得ρ2＝1.41 kg/m3。 (2)由题意得p3＝ p0，T3＝273＋27 K＝300 K，同理可得 ＝＝ 解得ρ3＝1.18 kg/m3。 答案　(1)1.41 kg/m3　(2)1.18 kg/m3 学科网（北京）股份有限公司 $