第十五单元 热学 单元检测 -2026届高考物理一轮复习

( 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) 第十五单元　热学 单元检测 满分100分,限时75分钟 一、选择题(本题共10小题,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1—7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8—10题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 1.关于水杯里40 ℃的热水和高压锅内110 ℃的水蒸气,下列说法正确的是 (　　) A.热水中的分子平均动能比水蒸气中的分子平均动能大 B.相同质量的热水的内能比水蒸气的内能大 C.热水中的每个分子的速率一定比水蒸气中的分子速率小 D.水蒸气中的分子热运动比热水中的分子热运动剧烈 2.如图所示,一细线竖直悬挂汽缸的活塞,使汽缸悬空静止。缸内封闭着一定质量的理想气体,活塞与汽缸间无摩擦,且不漏气,气体温度保持不变。当大气压强减小时,下列说法正确的是 (　　) A.细绳所受的拉力将增大 B.细绳所受的拉力将减小 C.缸内气体的体积将增大 D.缸内气体的体积将减小 3.如图所示,两端封闭、粗细均匀的U形管,两边封有理想气体,U形管处于竖直平面内,且左管置于容器A中,右管置于容器B中,设A中初温为TA,B中初温为TB,此时右管水银面比左管水银面高h,若同时将A、B的温度升高ΔT,则 (　　) A.h一定增加 B.左管气体体积一定减小 C.左管气体压强一定增大 D.右管气体压强一定比左管气体压强增加的多 4.如图所示,一导热汽缸由粗细不同的两段圆柱形汽缸连接而成,通过刚性杆连接的活塞A、B封闭了一定质量的理想气体,活塞可无摩擦滑动,活塞及连接杆的重力不可忽略。则汽缸由如图所示的状态在竖直面内缓慢转动90°至活塞A在下方,汽缸始终处于密封状态且环境温度和大气压强均保持不变,此过程中关于缸内气体,下列说法正确的是 (　　) A.压强变小　　　　　　B.体积变小 C.向外放热　　　　　　D.外界对气体做正功 5.迪塞尔循环是一种热力学循环,常用在柴油引擎中。该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成。如图所示a→b→c→d→a为一定质量的理想气体经历的迪塞尔循环,则 (　　) A.在a→b过程中,气体的温度降低 B.在b→c过程中,气体对外界做的功小于气体吸收的热量 C.在c→d过程中,气体分子的平均速率增加 D.在d→a过程中,气体的内能增大 6.某科研小组设计一款超重报警装置,其结构原理图如图所示,主体是导热性能良好的薄壁密闭容器,厚度和质量不计的活塞通过轻杆连接轻质平台。平台上未放重物时,内部封闭理想气体气柱长度L=0.2 m;当活塞进入预警区域时,系统会发出超重预警。横截面积S=0.01 m2,底部的预警区域深度h=0.1 m,平台上轻放质量为m的重物稳定时,活塞刚好触动报警装置。已知环境温度不变,大气压强p0=1.0×105 Pa,重力加速度g=10 m/s2,不计摩擦阻力,下列说法正确的是 (　　) A.重物的质量m=200 kg B.重物的质量m=1 000 kg C.放上重物至活塞最终稳定的过程中,密闭气体对外界放出的热量为100 J D.放上重物至活塞最终稳定的过程中,密闭气体对外界放出的热量为200 J 7.如图所示,绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分,K与汽缸壁的接触面是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用的势能可忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后,a、b各自达到新的平衡。下列说法中错误的是 (　　) A.a的温度升高 B.加热后a的分子热运动比b的更剧烈 C.a的体积增大,压强变小 D.a增加的内能大于b增加的内能 8.下列关于四幅图的说法正确的是 (　　) 　　　 　　　 A.图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图,连线表示小炭粒的运动轨迹 B.图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景,证明水不浸润该材料 C.图丙是理想气体分子速率的分布规律,气体在①状态下的分子平均动能大于②状态下的分子平均动能 D.图丁中一只水黾能停在水面上,是浮力作用的结果 9.一定质量的理想气体从状态a经过状态b、c变化到状态d,其p-T图像如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.a→b的过程中,外界对气体做功 B.c→d的过程中,外界对气体做功 C.a→b→c的过程中,气体先吸热后放热 D.b→c→d的过程中,气体体积先增大后减小 10.如图,水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分,左侧封闭一定质量的理想气体,右侧为真空,活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度,弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间,后因活塞密封不严发生缓慢移动,活塞重新静止后 (　　) A.弹簧恢复至自然长度 B.活塞两侧气体质量相等 C.与初始时相比,汽缸内气体的内能增加 D.与初始时相比,活塞左侧单位体积内气体分子数减少 二、非选择题(本题共5小题,共60分) 11.(1)图甲为“用油膜法估测分子的大小”实验中的3个步骤,先后顺序是　　　　(用字母表示)。  (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,将油酸溶于酒精,其浓度为每1 000 mL溶液中有0.6 mL油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有50滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,画出油膜的形状。如图乙所示,油膜占据了136个方格,坐标纸中正方形方格的边长为1 cm,按以上实验数据估测出油酸分子的直径是　　　　m。(结果保留1位有效数字)  (3)甲、乙、丙、丁四位同学分别在四个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验,但都发生了操作错误。这四位同学的错误操作导致实验测得的油酸分子直径偏小的是　　　　。  A.甲使用了配置好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液 B.乙在向水面滴入油酸酒精溶液时,未发现不慎滴入了两滴油酸酒精溶液 C.丙在计算油膜面积时,把轮廓范围内不满一个的正方形都算成了一个 D.丁同学在水面上撒入了过多的石膏粉 12.某实验小组用图1所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)在本实验操作的过程中,需要保持不变的量是气体的温度和　　　　。  (2)关于该实验的操作,下列说法正确的是　　　。  A.在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性 B.实验时应快速推拉柱塞并迅速读数,以避免气体与外界发生热交换 C.推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下半部分,以避免改变气体的温度 D.实验时必须测量柱塞的横截面积,以获知被封闭气体的体积 (3)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,实验小组保持封闭气体质量不变的情况下,在不同的环境温度下进行了实验,得到的p-V图像如图2所示,由图可知,这两次实验气体的温度关系为T1　　　(选填“<”“=”或“>”)T2。  　　　 (4)实验小组同学作出p-图像,发现当气体压强增大到一定值后,实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离,则描绘的图线可能如图3的　　　　(选填“①”或“②”)所示。  13.以前农村家家户户灶房里都有用砖砌成的锅灶,旁边放着一个风箱。风箱是用来产生风力的设备,其结构如图虚线框内所示,A、B、C、D、E处为单向阀门,操作人员用手推拉拉杆。从而带动活塞在汽缸里左右运动,使空气通过进气口进入汽缸内,再由送风管道和出气口送入炉灶,使炉火旺盛。风箱也常用于炼铁。图中所示,风箱内汽缸容积为V0,送风管道的容积和活塞的体积不计,大气压强为p0。将风箱的出气口与一容器的开口紧密相连,该容器的容积为V,容器里原有封闭空气的压强为p0,环境温度为T0,风箱和容器都具有良好的导热性。 (1)先不推拉拉杆,阀门E关闭,若环境温度升高到T,求容器内的气体压强p1; (2)若环境温度保持T0不变,活塞从汽缸最右侧推至最左侧,再由最左侧拉回最右侧,此过程算推拉一次,则推拉10次活塞后,求容器内的气体压强p2。 14.如图(a)所示,水平放置的绝热容器被隔板A分成体积均为V的左右两部分。面积为S的绝热活塞B被锁定,隔板A的右侧为真空,左侧有一定质量的理想气体处于温度为T、压强为p的状态1,抽取隔板A,左侧中的气体就会扩散到右侧中,最终达到状态2,然后将绝热容器竖直放置如图(b)所示,解锁活塞B,B恰能保持静止,当电阻丝C加热气体,使活塞B缓慢滑动,稳定后,气体达到温度为2T的状态3,该过程电阻丝C放出的热量为Q。已知大气压强p0,且有p<2p0,不计隔板厚度及一切摩擦阻力,重力加速度大小为g。 (1)求绝热活塞B的质量; (2)求气体内能的增加量。 　 15.差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统。如图所示,A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接,A内轻质活塞的上方与大气连通,B内气体体积不变。当A内气体压强与B内气体压强之差大于Δp时差压阀打开,A内气体缓慢进入B中;当该差值小于或等于Δp时差压阀关闭。当环境温度T1=300 K时,A内气体体积VA1=4.0×10-2 m3,B内气体压强pB1等于大气压强p0,已知活塞的横截面积S=0.10 m2,Δp=0.1p0,p0=1.0×105 Pa,A、B内的气体可视为理想气体,忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。 (1)当环境温度升高且A内气体压强与B内气体压强之差不大于0.1p0时,A汽缸器壁单位面积所受气体分子的平均作用力　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),B汽缸中气体分子的数密度　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”);  (2)当温度降至T2时,差压阀恰好打开,求T2; (3)当温度升高至T3=330 K时,汽缸A和B中气体的内能共增加750 J,求汽缸A、B中气体吸收的总热量Q。 答案 1.D　 2.C　 3.C　 4.A　 5.B　 6.D　 7.C　 8.BC　 9.BD　 10.ACD　 11.(1)bca(2分)　(2)9×10-10(3分)　(3)ABC(3分) 12.(1)质量(2分)　(2)AC(2分)　(3)<(3分)　(4)②(3分) 13.(1)p0　(2) 解　(1)E阀门关闭,容器封闭,容器中的气体进行等容变化,初状态压强为p0,温度为T0,末状态温度为T,则有= (3分) 解得p1=p0 (3分) (2)每推拉一次拉杆,风箱就向容器输送体积为2V0、压强为p0的空气,推拉10次,输送体积为20V0、压强为p0的空气,且温度不变, 由玻意耳定律,有p0V+p0×20V0=p2V (3分) 解得p2= (3分) 14.(1)　(2)Q-pV 解　(1)绝热容器水平放置,气体从状态1到状态2发生等温变化, 由玻意尔定律得pV=p1·2V (2分) 绝热容器竖直放置,解锁活塞B,B恰好保持静止,根据平衡条件得p1S+mg=p0S (2分) 两式联立解得m= (2分) (2)绝热容器竖直放置,当电阻丝C加热时,活塞B能,使气体达到温度为2T的状态3,可知 由盖-吕萨克定律得= (2分) 该过程外界对气体做负功,W=-p1(V1-2V)=-pV (2分) 根据热力学第一定律可得ΔU=W+Q (2分) 解得ΔU=Q-pV (2分) 15.(1)不变(2分)　不变(2分)　(2)270 K　(3)1.15×103 J 解　(1)汽缸器壁单位面积所受气体分子的平均作用力数值上等于汽缸内气体压强,当环境温度升高时,由于活塞为轻质活塞,则A汽缸内气体的压强不变,故A汽缸器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变。B汽缸中气体分子数不变,体积不变,则气体分子的数密度不变。 (2)差压阀恰好打开时,有p0-pB2=Δp (1分) B汽缸内气体等容变化,有= (2分) 解得T2=270 K(1分) (3)当温度升高至T3=330 K时,A汽缸内气体压强不变,有= (2分) 解得VA3=4.4×10-2 m3 (1分) 外界对A汽缸内气体做功 WA=-p0ΔV=-p0(VA3-VA1)=-400 J(1分) B汽缸内气体体积不变,外界对B汽缸内气体做功 WB=0 J(1分) 汽缸A、B中气体的内能共增加750 J,ΔU=750 J 根据热力学第一定律有 ΔU=Q+WB+WA (2分) 解得汽缸A、B中气体吸收的总热量 Q=1.15×103 J(1分) $