专题集训20 热学-（配套练习）【金版新学案】2026年高考物理大二轮专题复习与测试

专题集训(二十)　热学 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－8题，每题5分，共40分) 1.(2025·黑吉辽蒙高考)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 答案：B 解析：将糖果瓶从寒冷的站台带入温暖的车厢一段时间后，瓶内气体的温度升高，则瓶内气体的内能变大，A错误；由于瓶内气体的体积不变，则气体做等容变化，瓶内气体的温度升高，则由查理定律可知，瓶内气体的压强变大，B正确；由于瓶内气体的体积不变，则瓶内气体分子的数密度不变，C错误；瓶内气体的温度升高，气体分子的平均动能变大，但并不是每个分子的动能都变大，D错误。故选B。 2.(多选)(2025·黑龙江齐齐哈尔二模)茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。下列关于泡茶中的物理现象的说法正确的是(　　) A.泡茶时，热水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高分子热运动越剧烈 B.放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是扩散现象 C.泡茶过程中洒漏在茶托上的茶水可被茶托快速吸收，说明茶水与茶托间是浸润的 D.打碎的茶杯不能拼接复原，说明分子间不存在作用力 答案：ABC 解析：泡茶时，热水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高分子热运动越剧烈，故A正确；放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是扩散现象，故B正确；泡茶过程中洒漏在茶托上的茶水可被茶托快速吸收，说明茶水与茶托间是浸润的，故C正确；打碎的茶杯不能拼接复原，是因为分子间距离太大，分子间作用力几乎为零，并不是分子间不存在作用力，故D错误。故选ABC。 3.(2025·山东高考)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r0时分子势能Ep为零，则(　　) A.只有r大于r0时，Ep为正 B.只有r小于r0时，Ep为正 C.当r不等于r0时，Ep为正 D.当r不等于r0时，Ep为负 答案：C 解析：根据题图可知，当r＝r0时，分子间作用力为零，当r＞r0时，分子间作用力表现为引力，当0＜r＜r0时，分子间作用力表现为斥力。当分子间距离从0增大到r0时，随着分子间距离的增大，分子间作用力做正功，分子势能减小；当分子间距离从r0增大时，随着分子间距离的增大，分子间作用力做负功，分子势能增大；则r＝r0时，分子势能最小，又规定此时分子势能为零，所以当r不等于r0时，分子势能Ep为正。故选C。 4.(2024·山东高考)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是(　　) A.a→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→b→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 答案：C 解析：a→b过程，气体做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，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ΔU＝Q＋W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；a→b→c→a整个过程，气体的内能不变，根据p-V图像与坐标轴所围图形的面积表示外界对气体做的功，结合题图可知整个过程外界对气体做负功，所以整个过程，气体从外界吸收热量，又b→c过程气体与外界无热量交换，故a→b过程气体从外界吸收的热量大于c→a过程放出的热量，D错误。故选C。 5.(2025·江西新余二模)空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。如图为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，已知初始气体压强为p0＝1.0×105 Pa，温度为t0＝27 ℃，加热一段时间后气体温度升高到t＝147 ℃，此过程中气体吸收的热量为6×103 J，热力学温度与摄氏温度的关系是T＝t＋273 K，则(　　) A.升温后内胆中所有气体分子的动能都增大 B.升温后内胆中气体的压强为1.4×105 Pa C.此过程内胆中气体的内能增加量小于6×103 J D.此过程内胆中气体分子单位时间内撞击内壁的次数不变 答案：B 解析：升温后气体分子平均动能变大，并非所有气体分子的动能都增大，故A错误；根据查理定律有＝，其中T0＝300 K，T＝420 K，解得升温后内胆中气体的压强为p＝1.4×105 Pa，故B正确；此过程内胆中气体体积不变，则W＝0，吸收的热量为6×103 J，由热力学第一定律，可知气体的内能增加量为ΔU＝Q＋W＝Q＝6×103 J，故C错误；气体体积不变，压强增大，则单位体积的气体分子数不变，升温后气体分子平均速率变大，则单位时间内撞击内壁的次数增多，故D错误。故选B。 6.(多选)(2025·云南玉溪质检)一定质量的理想气体从a状态开始，经历三个过程ab、bc、ca回到a状态，其p-t图像如图所示，图中ba的延长线过原点，bc平行于t轴，ca的延长线过点(－273.15 ℃，0)。下列判断正确的是(　　) A.过程ab中气体体积不变 B.过程ca中气体体积不变 C.过程ca中气体吸收热量 D.过程bc中气体吸收热量 答案：BD 解析：根据＝C，ca的延长线过点(－273.15 ℃，0)，可知过程ab中气体体积减小，过程ca中气体体积不变，故A错误，B正确；过程ca中气体体积不变，W＝0，温度降低，内能减小，即ΔU＜0，则由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q＜0，气体放热，故C错误；过程bc中气体体积增大，气体对外界做功，W＜0，温度升高，内能增大，即ΔU＞0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q＞0，气体吸热，故D正确。故选BD。 7.(多选)(2025·河南高考)如图，一圆柱形汽缸水平固置，其内部被活塞M、P、N密封成两部分，活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时，P左、右两侧理想气体的温度分别为T1和T2，体积分别为V1和V2，T1＜T2，V1＜V2。则(　　) A.固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将右移 B.固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将左移 C.保持T1、T2不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将右移 D.保持T1、T2不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将左移 答案：AC 解析：固定M、N，若P不移动，两侧气体升高相同温度ΔT时，由＝得Δp＝ΔT，由于开始时P左右两侧气体压强相等，即p1＝p2，T1＜T2，则Δp1＞Δp2，由于活塞P与汽缸间无摩擦，即P将向右移，A正确，B错误；保持T1、T2不变，若M、N同时向中间移动相同距离，假设P不移动，两侧气体体积均减小ΔV，根据理想气体等温变化可知pV＝(p＋Δp)(V－ΔV)，可得Δp＝p，由于V1＜V2，则Δp1＞Δp2，P将向右移，C正确，D错误。 8.(多选)(2025·云南高考)图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙所示。硬质玻璃泡a内封有一定质量的气体(视为理想气体)，与a相连的b管插在水槽中固定，b管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b管的体积与a泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压p0下，b管上的刻度可以直接读出环境温度。则在p0下(　　) A.环境温度升高时，b管中液面升高 B.环境温度降低时，b管中液面升高 C.水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小 D.水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大 答案：BD 解析：在标准大气压p0下，设进入玻璃管b的液柱高度为h，则封闭气体的压强为p1＝p0－ρgh，由于b管中气体的体积可忽略不计，则温度发生变化时，封闭气体的变化可视为等容变化，由查理定律＝C(C为常量)可知，温度升高时，封闭气体的压强增大，则b管中液面降低，反之，温度降低时，封闭气体的压强减小，b管中液面升高，A错误，B正确；水槽中的水少量蒸发后，水槽中的液面高度降低，则b管内液面的高度也降低，由A、B选项的分析可知，温度的测量值偏大，C错误，D正确。故选BD。 9.(20分)(2024·广西高考)如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积S＝500 mm2的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度l0＝200 mm。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5 mm的a处，再使封闭气体缓慢膨胀，直至活塞回到b处。设活塞从a处向左移动的距离为x，封闭气体对活塞的压力大小为F，膨胀过程F-曲线如图乙。大气压p0＝1×105 Pa。 (1)求活塞位于b处时，封闭气体对活塞的压力大小； (2)推导活塞从a处到b处封闭气体经历了等温变化； (3)在图丙中画出封闭气体等温变化的p-V图像，并通过计算标出a、b处坐标值。 答案：(1)50 N　(2)见解析　(3)见解析图 解析：(1)活塞位于b处时，根据平衡条件可知此时气体压强等于大气压p0，故此时封闭气体对活塞的压力大小为F＝p0S＝1×105×500×10－6 N＝50 N。 (2)根据题意可知F-图线为一条过原点的直线，设斜率为k，可得F＝k· 根据F＝pS可得气体压强为p＝ 活塞从a处到b处，对封闭气体有 pV＝S＝k 可知该过程中封闭气体的pV值恒定不变，所以活塞从a处到b处封闭气体经历了等温变化。 (3)分析可知全过程中气体做等温变化 在b处时气体体积为Vb＝Sl0＝10×10－5 m3 在a处时气体体积为Va＝Sla＝0.25×10－5 m3 根据玻意耳定律有paVa＝pbVb 解得pa＝40×105 Pa 故封闭气体等温变化的p-V图像如图所示。 学生用书⬇第97页 学科网（北京）股份有限公司 $