热学 专题练习 -2026届高考物理一轮复习

热学专题练习 2025.05 一、单选题 1．如图所示为一定质量理想气体经历的循环，该循环由两个等温过程、一个等压过程和一个等容过程组成。则下列说法正确的是（　　） A．在过程中，气体分子的数密度变小 B．在过程中，气体吸收热量 C．在过程中，气体分子的平均速率增大 D．在过程中，气体的内能增加 2．已知玻璃管插入水中后，管中水升高的高度与管的直径成反比。将两块压紧的玻璃板，右侧稍稍分开一些插入水中，稳定后在玻璃板正前方可以观察到板间液面的形状是（　　） A． B． C． D． 3．把墨汁用水稀释后取出一滴放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．炭粒越大，运动越明显 B．温度越低，运动越明显 C．显微镜下能同时看到炭粒和水分子 D．炭粒在水中的运动不属于分子热运动 4．半导体掺杂过程中，一个硅基分子固定于原点O，一个掺杂分子从很远处向O点靠近，分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示。则掺杂分子（　　） A．由远处到的过程中，分子间斥力先减小后增大 B．由远处到的过程中，分子间势能先减小后增大 C．由远处到时，分子间的势能最小 D．由减为过程中，分子力与分子势能都在减小 5．“覆水难收”意指泼出去的水不能自发回到原来的状态，其蕴含的物理规律是（　　） A．热平衡定律 B．热力学第一定律 C．热力学第二定律 D．机械能守恒定律 6．密闭容器内封闭一定质量的理想气体，能在1、2、3、4四个状态间转化，图像如图所示。已知过程和过程图像均为双曲线的一部分，过程和过程绝热，在过程中，气体对外所做的功为，其中的吸热过程中气体吸收的热量为，在过程中，气体对外所做的功为，其中的吸热过程中气体吸收的热量为，且。则气体在过程中吸收的热量为（　　） A． B． C． D． 7．一定量的理想气体经历如图所示的循环，则一次循环中气体对外做功最多的阶段是（    ） A．A→B B．B→C C．C→D D．D→A 8．一定质量的理想气体经历了如图所示ABCDA的循环过程，其中A→B、C→D是两个等压过程，B→C、D→A是两个绝热过程。关于气体状态变化及其能量变化，下列说法中正确的有（　　） A．A→B过程，气体对外做功，放出热量 B．B→C过程，气体分子平均动能增大 C．ABCDA循环过程中，气体吸热，对外做功 D．ABCDA循环过程中，A点对应气体状态温度最低 9．一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，过程是等压过程，过程是等温过程，过程中气体与外界无热量交换。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．过程，气体对外做功，内能不变 C．过程，气体分子平均速率先不变后变小 D．过程，气体从外界吸收的热量小于放出的热量 10．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作。该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　） A．在a→b过程中，内能不变 B．在状态a时的内能小于在状态c时的内能 C．在一次循环过程中对外界做功小于外界对气体做功 D．b→c过程中吸收的热量小于d→a过程中放出的热量 11．一定质量的理想气体经过a→b→c→d→a过程的如图所示，其中ab和cd图线均为双曲线的一部分，下列说法正确的是（    ） A．a→b过程中，气体可能向外界放出热量 B．b→c过程中，气体一定向外界放出热量 C．整个过程中气体从外界吸收热量 D．c→d过程中，在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数减少 12．如图所示，一定质量的理想气体沿着直线路径从A状态变化到B状态，已知气体在A状态时的内能为，查阅资料知：理想气体的内能与热力学温度成正比。下列说法正确的是（　　） A．气体在A、B状态时的温度不同 B．A到B过程中，外界对气体做正功 C．A到B过程中，气体从外界吸收的热量为 D．A到B过程中，气体的最大内能为 13．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　） A．在状态a和c时的内能可能相等 B．c→d过程减小的内能小于a→b过程增加的内能 C．b→c过程中增加的内能小于d→a过程中减少的内能 D．在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量 14．如图所示，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体。若试管自由下落，试管导热良好，则管内气体（　　） A．处于完全失重状态，压强为0 B．吸收热量，内能不变 C．压强增大，体积减小 D．压强减小，体积增大 二、解答题 15．水是生命之源，已知水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的密度为，阿伏加德罗常数为。 (1)求质量为m的水中的水分子的数目N； (2)求标准状况下水蒸气中相邻两个水分子之间的平均距离d。 16．压缩空气储能简化过程如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、为等温过程、为绝热过程（气体与外界无热量交换），过程中气体内能减少量为。求： (1)该气体在状态的体积； (2)过程，外界对气体所做的功。 17．一同学在水上乐园戏水时，用反扣的塑料盆提水。简化模型如下，质量未知的塑料盆近似看成底面积为S的圆柱形容器。刚开始时盆倒扣在水中，松手后盆底恰好与水面齐平，如图甲所示，盆内有高度为h的空气。现用拉力F缓慢向上提起盆，盆口一直没有脱离水面。忽略盆的厚度及形变，大气压强为，重力加速度为g，水的密度为，盆内空气可视为理想气体，不考虑温度的变化。 (1)求盆的质量以及刚开始时盆内空气的压强； (2)当在水面上方盆内有高度为H的水时，如图乙所示，求此时盆底离水面的高度； (3)向上提升盆的过程中，盆内空气是吸热还是放热，请说明理由。 18．如图所示，有一高为0.30m的内壁光滑的汽缸开口向上放置，其上端设有挡板，使厚度不计的绝热活塞不能离开汽缸，活塞的质量为4.0kg，横截面积为8.0cm2。汽缸内封闭着一定质量的理想气体，开始时活塞距汽缸底部的高度为0.20m。现对汽缸加热，活塞缓慢上升，一段时间后停止加热，当封闭气体的温度达到600K时，压强变为2.0×105Pa。已知大气压强为1.0×105Pa，求： (1)气体原来的温度； (2)若气体在整个过程中吸收的热量为48J，求气体内能的增加量。 19．封在容器内，被封空气的压强跟大气压强相等。如果不计大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系。 (1)改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出V-T图像如图所示。已知大气压强p0=1×105Pa，则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为多少？若此过程中气体吸收热量60J，则气体的内能增加多少？ (2)已知1mol任何气体在压强p0=1×105Pa，温度t0=0˚C时，体积约为V0=22.4L。瓶内空气的平均摩尔质量M=29g/mol，体积V1=2.24L，温度为T1=25˚C．可估算出瓶内空气的质量？ 20．如图所示，一开口长颈薄壁玻璃瓶，瓶身长度为4L，横截面积为4S，瓶颈长度为2L，横截面积为S。现将一长度为L的轻质软木塞从瓶口处缓慢塞入瓶颈，直至软木塞下表面恰好到达瓶身和瓶颈的交界处，撤去外力，此后软木塞保持静止状态。在此过程中瓶内气体温度始终不变，且没有漏气。已知大气压强为p0，求撤去外力后： (1)瓶内气体压强的大小p1； (2)软木塞和瓶颈之间摩擦力的大小f1。 试卷第4页，共4页 试卷第1页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年5月27日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D D C D C C D B 题号 11 12 13 14 答案 C C D C 1．B 【详解】A．在过程中，气体的体积减小，则气体分子的数密度大，故A错误； B．在过程中，气体等压膨胀，根据可知，气体温度升高，气体内能增大；由于气体体积增大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故B正确； C．在过程中，气体温度不变，气体分子的平均速率不变，故C错误； D．在过程中，气体体积不变，压强减小，根据可知，气体温度降低，气体内能减小，故D错误。 故选B。 2．A 【详解】根据题意有（k为大于零的常数） 两玻璃板之间的缝隙宽度d与到缝隙最左端的距离x的关系为（为大于零的常数） 所以液面的高度与到缝隙最左端的距离x的关系为 故选A。 3．D 【详解】A．炭粒越大，运动越不明显，选项A错误； B．温度越高，运动越明显，选项B错误； C．显微镜下只能看到炭粒，不能看到水分子，选项C错误； D．炭粒在水中的运动属于布朗运动，不属于分子热运动，选项D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．由远处到的过程中，分子间斥力一直增大，选项A错误； BC．由远处到的过程中，分子力表现为引力，则分子力一直做正功，则分子间势能一直减小；分子距离小于时，分子力表现为斥力，则当分子距离从减小时，分子力做负功，分子势能增加，可知由远处到时，分子间的势能最小，选项BC错误； D．由以上分析可知，由减为过程中，分子力与分子势能都在减小，选项D正确。 故选D。 5．C 【详解】‌“覆水难收”蕴含的物理规律是熵增加原理‌，即热力学第二定律。 故选C。 6．D 【详解】由于过程和过程图像均为双曲线，根据玻意耳定律可知，这两段过程均为等温变化过程，内能不变，由于过程气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量。过程气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体向外界释放热量。过程气体体积增大，气体对外界做功，又气体压强增大，根据理想气体状态方程可知，气体温度升高，气体内能增大，由热力学第一定律可知，过程气体吸收热量，则过程气体向外界释放热量。由于过程和过程绝热，则气体在过程中吸收热量过程为，气体在过程吸收热量过程为。根据题意，气体过程和过程中气体对外所做的功与吸热过程气体吸收热量的比值相同，则有 又由于过程气体内能不变，则有 其中 解得 故选D。 7．C 【详解】根据 设状态下的体积大小为，可将题中图像转换为图像，如图所示 理想气体状态方程和气体做功的计算公式 所以图线与横轴所围面积表示做功。由图可知，气体从A→B和D→A阶段外界对气体做功，B→C和C→D阶段气体对外做功，且B→C对外做功为 由图可得C→D阶段做功 所以一次循环中气体对外做功最多的阶段是C→D。 故选C。 8．C 【详解】A．A→B过程，气体发生等压变化，体积增大，气体对外界做功，根据盖—吕萨克定律 可知，体积与热力学温度成正比，体积增大，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律 其中 ， 可得 则A→B过程，气体对外做功，吸收热量，故A错误； B．B→C是绝热过程，体积增大，气体对外界做功，W＜0，绝热Q=0，根据热力学第一定律 可得内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错误； C．ABCDA循环过程中，从A→B→C气体对外做功，C→D→A外界对气体做功，气体对外做功大于外界对气体做功，所以一个循环中表现为气体对外做功，W＜0；经过一个循环，气体回到初状态A，内能不变，根据热力学第一定律 知 Q＞0 气体吸热，故C正确； D．ABCDA循环过程中，从D→A，体积减小，外界对气体做功W＞0，绝热过程Q=0，根据热力学第一定律 知 内能增加，温度升高，D状态温度比A状态温度低，即A状态温度不是最低，故D错误． 故选C。 9．D 【详解】A．过程是等压过程，由图可知，气体体积变大，气体对外界做功，根据盖吕萨克定律可知，气体的温度升高，则气体内能增大，可知，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，故A错误； B．过程是等温过程，气体内能不变，气体体积减小，外界对气体做功，故B错误； C．结合AB分析可知，过程，气体温度先升高后不变，则气体分子平均速率先变大后不变，故C错误； D．过程，气体的内能不变，由图可知，气体状态变化为逆时针，外界对气体做功，由热力学第一定律可得，整个过程气体放热，即气体从外界吸收的热量小于放出的热量，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】A．在a→b过程中，气体体积减小，外界对气体做功，a→b过程为绝热过程，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，故A错误； B．根据理想气体状态方程 整理得 由图可知在状态a时气体压强与体积的乘积小于在状态c时气体压强与体积的乘积，故在状态a时，气体温度较低，在状态a时的内能小于在状态c时的内能，故B正确； C．该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成，因此只有两个绝热过程外界对气体做功，图像与坐标轴围成的面积表示做功，则c→d过程气体对外界做功大于a→b过程外界对气体做功，故在一次循环过程中对外界做功大于外界对气体做功，故C错误； D．因为该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成，因此只有两个等容过程与外界有热交换，一次循环过程中气体对外界做功大于外界对气体做功，气体内能不变，两个等容过程中由于与外界无做功，根据热力学第一定律可知b→c过程中吸收的热量大于d→a过程中释放的热量，故D错误。 故选B。 11．C 【详解】A．由题意可知， a→b过程中，气体体积增大，气体对外做功，气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，A错误； B． b→c过程中，由图像可知，气体温度降低，内能减小，即，体积增大，气体对外做功，即，由热力学第一定律可知，气体向外界吸收热量还是放出热量不能确定，B错误； C． 由图像的面积意义可知，整个过程中，外界对气体做负功，即，而气体的内能不变，由热力学第一定律可知，，气体从外界吸收热量，C正确； D． c→d过程中，是等温压缩，气体的密度增大，温度不变，单位体积内的分子数增多，压强增大，在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数增多，D错误。 故选C。 12．C 【详解】A．由理想气体状态方程得 代入数据得 所以气体在状态时的温度相同，故A错误； B．到过程中，气体体积增大，气体对外界做正功，外界对气体做负功，故B错误； C．气体对外界做功的绝对值 由热力学第一定律得 解得 所以气体从外界吸收热量，故C正确。 D．根据数学知识，图像的方程为 又因为 联立两式得 由一元二次函数知识知，当，又因为理想气体的内能与热力学温度成正比，有 代入数据得 故D错误。 故选C。 13．D 【详解】A．从c到d为绝热过程，体积变大，对外做功，则内能减小，温度降低；从d到a，体积不变，压强减小，温度降低，即c态温度高于a态，即在状态a和c时的内能不可能相等，故A错误； B． c→d过程减小的内能等于气体对外做的功，大小等于cd图像与坐标轴围成的面积；同理从a到b增加的内能等于图像ab与坐标轴围成的面积，则c→d过程减小的内能大于a→b过程增加的内能，故B错误； CD．从b→c过程系统从外界吸收热量，从c→d系统对外做功，从d→a系统放出热量，从a→b外界对系统做功，根据p-V图像“面积“即为气体做功大小可知道过程气体对外界做功，图像中b→c→d→a围成的图形的面积为气体对外界做的功，整个过程气体内能变化为零，则Q吸＞Q放，即在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量，则b→c过程中增加的内能大于d→a过程中减少的内能，故C错误，D正确。 故选D。 14．C 【详解】开始时管内气体压强为p0-ρgh，让试管自由下落，则处于完全失重状态，此时管内气体压强变为p0，即气体压强变大，体积减小；因试管导热良好，可知管内气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，则气体放热。 故选C。 15．(1) (2) 【详解】（1）质量为m的水物质的量为n，则 水分子数 解得 （2）水蒸气体分子所占有空间视为立方体 解得 16．(1) (2) 【详解】（1）为等温变化，根据玻意耳定律 代入数据 解得 （2）根据热力学第一定律得 代入数据 解得 17．(1)， (2) (3)吸热，理由见解析 【详解】（1）受力分析有 解得 联立解得，盆内空气的压强 （2）当盆内的水高度为H时，盆内空气的压强满足 缓慢拉升，充足时间热交换，发生等温变化，根据玻意耳定律有 联立解得 （3）等温过程，内能不变，，由第（2）问可知，提升过程中，盆内空气的压强减小，体积增大，气体对外做功，，根据热力学第一定律有 可知Q>0，故吸热。 18．(1)300k (2) 【详解】（1）活塞未到达上端挡板时，气体压强为p1，根据平衡条件有 代入数据解得 此时气体压强，因此活塞已经压到挡板上 对气体，根据理想状态方程有 又h=0.2m，H=0.3m，T2=600k 代入解得T1=300k （2）活塞缓慢上升过程，气体对外做功为 故气体内能的增加量为 19．(1)50J，10J (2)2.66g 【详解】（1）由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为 若此过程中气体吸收热量60J，则气体的内能增加 （2）根据题意可知 瓶内空气体积 温度为 转化为标准状态，有 解得 物质的量为 所以 20．(1) (2) 【详解】（1）初始时瓶内气体压强大小为p0，初始时瓶内气体体积 塞入软木塞至相应位置，瓶内气体体积 塞入软木塞的过程为等温变化，由 可知 （2）对软木塞进行受力分析 可得 答案第6页，共7页 答案第1页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 $