专题04 热学（期中复习专项训练）高二物理下学期粤教版

专题04 热学 考点1 分子动理论 考点2 气体固体和液体 考点3 热力学定律 题型一 分子动理论 1．(24-25高二下·江苏徐州侯集高级中学·)关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是（　　） A．－2℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 B．沸水中的胡椒粉不断翻滚，说明温度越高布朗运动越激烈 C．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小 D．水很难被压缩，是因为压缩时分子间距离变小，相邻分子间只有斥力，没有引力 【答案】C 【详解】A．分子永不停息地做无规则热运动，即使在低温下（如－2℃结冰），分子热运动也不会停止， A错误； B．沸水中胡椒粉的翻滚是由于水的对流运动所致，并非布朗运动；该现象不能说明布朗运动随温度升高而加剧，B错误； C．根据分子间作用力理论，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，C正确； D．水很难被压缩是因为压缩时分子间距离变小，分子间斥力增大，但分子间同时存在引力和斥力，并非只有斥力，D错误。 故选C。 2．如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能Ep为0，这一分子（　　） A．在x0处所受分子力为0 B．从x1处向左移动，分子力一直增大 C．从x1处向右移动，分子力一直增大 D．在x2处由静止释放可运动到x0处 【答案】B 【详解】A．在x0处所受分子力不为0，在x1处分子势能最小，所受分子力为0，A错误； B．图像斜率绝对值表示分子力，从x1处向左移动图像斜率绝对值增大可知，分子力一直增大，B正确； C．从x1处向右移动，斜率先增大后减小可知分子力先增大后减小，C错误； D．在x2处分子势能小于零，在x0处分子势能为零，由能量守恒定律可知，在x2处由静止释放不能运动到x0处，D错误。 故选Ｂ。 3．为研究气体压强，可建立如下理想模型：内部为正方体的汽缸内，每个气体分子质量均为m，其平均动能为，忽略气体分子大小。根据统计规律作简化分析，分子与器壁各面碰撞的机会均等，即有的气体分子以动能向右撞击器壁。若碰撞前、后瞬间分子速率不变，速度方向均与器壁垂直，分子数密度（单位体积内分子数）为n。下列说法正确的是（　　） A．一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为 B．一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为 C．汽缸内气体压强大小为 D．汽缸内气体压强大小为 【答案】B 【详解】AB．碰撞前、后瞬间气体分子速度大小不变、方向相反，根据动量定理有 又 解得一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为 故A错误，B正确； CD．在时间内能达到面积为S容器壁上的粒子所占据的体积为 由于粒子有均等的概率与容器各面相碰，即可能达到目标区域的粒子数为 根据动量定理得 则得面积为S的器壁受到的粒子的压力为 气体分子对器壁的压强为 所以汽缸内气体压强大小为 故CD错误。 故选B。 4．(24-25高二下·四川凉山州·期末)下列各图为教材中图像的简化示意图，则（　　） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B．图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭粒做布朗运动的轨迹 C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力，即表现为引力 D．由图丁可知，在由变到的过程中分子力做正功 【答案】D 【详解】A．由图甲可知，状态①速率较大的氧气分子比例较大，所以状态①的温度比状态②的温度高，故A错误； B．图乙水中小炭粒在做永不停息的无规则运动，图乙每隔30s时间位置的连线并不能表示小炭粒做布朗运动的轨迹，故B错误； C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力，即表现为斥力，故C错误； D．由图丁可知，在由变到的过程中分子势能减小，则分子力做正功，故D正确。 故选D。 5．(24-25高二下·四川成都四川师范大学附属中学·期中)以下说法正确的是（　　） A．电工高空高压作业时，其工作服内编织金属丝的目的是提高衣服的导电性 B．法拉第最早提出用电场线来描述电场 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并证实了电磁波的存在 D．布朗运动是指固体分子的无规则运动 【答案】B 【详解】A．电工服内金属丝的作用是静电屏蔽，A错误； B．法拉第最早提出用电场线来描述电场，B正确； C．麦克斯韦预言电磁波，赫兹证实了电磁波的存在，C错误； D．布朗运动是指悬浮在气体或者液体中的颗粒的无规则运动，D错误。 故选B。 6．(24-25高二下·云南文山马关县第一中学校·月考)基于物理事实，下列说法中正确的是（　　） A．大块岩盐是晶体，粉碎后的岩盐小颗粒为非晶体 B．固体、液体、气体都有扩散现象和布朗运动现象 C．在太空完全失重的环境下，毛细现象不会出现 D．泡茶时，开水比冷水能快速泡出茶香、茶色，是因为温度越高分子热运动越剧烈 【答案】D 【详解】A．晶体无论是否被粉碎，其内部结构仍为晶体，故粉碎后的岩盐小颗粒仍为晶体，故A错误； B．固体、液体、气体都能够发生扩散现象，布朗运动是悬浮微粒的运动，固体自身不会发生布朗运动，故B错误； C．毛细现象由表面张力和浸润性共同决定，与重力无关，故在失重环境下仍会出现，故C错误； D．温度升高使分子热运动加剧，扩散加快，故开水能更快泡出茶香、茶色，故D正确。 故选D。 7．(24-25高二下·江苏启东中学·)若以表示水的摩尔质量，表示在一定条件下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状况下水蒸气的密度，表示阿伏加德罗常数，、分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系式中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．根据密度的定义可得 同时 所以 由于气体分子间有大量空隙，所以 则，故A错误； B．表示一个水分子运动占据的空间的体积，不是一个水分子的体积，故B错误； C．表示水蒸气的摩尔质量，除以一个水分子的质量即为阿伏加德罗常数，即表达式，故C正确； D．由于水分子间距的存在，不等于水的摩尔体积，则密度表达式不成立，故D错误。 故选C。 8．(24-25高二下·江苏宿迁泗阳县·期中)关于下图所示现象的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果 B．乙图中将棉线圈中、两部分的肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 C．丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象 D．丁图为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度比曲线②对应的温度高 【答案】B 【详解】A．因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故A错误； B．将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确； C．浸润液体情况下容器壁对液体的吸引力较强，附着层内分子密度较大，分子间距较小，故液体分子间作用力表现为斥力，附着层内液面升高，故浸润液体呈凹液面，不浸润液体呈凸液面都属于毛细现象，故C错误； D．温度越高，分子热运动越剧烈，速率较大的分子数目占总分子数的比例越大，可知曲线②对应的温度高，故D错误。 故选B。 9．(24-25高二下·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　） A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B．图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为水银分子之间存在斥力 C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D．图丁中拖拉机锄松土壤，是为破坏土壤的毛细现象 【答案】D 【详解】A．水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，A错误； B．水银的表面张力比较大，同时水银不浸润玻璃，这就导致玻璃容器中的小水银滴会尽可能地减少表面积，从而形成球状，B错误； C．当一根内径很细的管垂直插入液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，说明水不浸润塑料笔芯，C错误； D．拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象减小水分蒸发，D正确。 故选D。 10．(22-23高三上·广东·)“秋荷一滴露，清夜坠玄天。将来玉盘上，不定始知圆”描写的是我国古代诗人对露珠的观察和感悟，一个“圆”字，既写出了露珠的物理形态，也暗喻了一种圆融的品格。关于露珠形成的主要原因，下列说法正确的是（　　） A．液体表面层的分子分布比液体内部稀疏，表面层的分子之间互相吸引 B．液体表面层的分子分布比液体内部密集，表面层的分子之间互相排斥 C．液体表面层的分子分布比液体内部稀疏，表面层的分子之间互相排斥 D．液体表面层的分子分布比液体内部密集，表面层的分子之间互相吸引 【答案】A 【详解】露珠的形成主要与液体表面张力有关，表面张力是由于液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间距离较大，分子间作用力表现为引力，导致液体表面收缩，形成球形。 故选A。 11．(24-25高二下·浙江杭州滨江区六校联盟、杭二滨江、衢州中学·期中)如图是容器内某理想气体分子运动示意图，有关该气体分子运动的说法正确的是（　　） A．容器内各种速率的分子分布有“中间多，两头少”的特征 B．占总分子比例极大值的速率会随温度的升高而增大 C．容器内所有分子的动能均随温度的升高而增大 D．因分子无规则运动，分子间距不断改变，分子力的大小也不断变化 【答案】AB 【详解】A．根据气体分子速率分布曲线与温度的关系，容器内各种速率的分子分布是“中间多，两头少”，故A正确； B．温度升高，分子平均速率增大，占总分子比例极大值的速率会随温度的升高而增大，故B正确； C．分子运动是统计规律，单个分子的动能随温度变化没有规律，而分子的平均动能随温度升高而增大，故C错； D．理想气体分子间除碰撞外无相互作用力，即分子间不存在分子力，所以D错误。 故选AB。 12．(24-25高二下·四川成都四川师范大学附属中学·期中)以下说法正确的是（　　） A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B．液体表面层里的分子间距离比平衡距离大些，是表面张力存在的原因 C．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 D．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小 【答案】BC 【详解】A．悬浮在水中的花粉的布朗运动是液体分子无规则撞击的结果，反映的是水分子的热运动， A错误； B．液体表面层分子间距离比液体内部的大，分子间作用力表现为引力，从而形成表面张力，B正确； C．根据热力学第二定律，在没有外界做功的情况下，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，C正确； D．根据，等压膨胀时，气体体积增大，温度升高，分子平均动能增大，D错误。 故选BC。 题型二 气体固体和液体 1．“工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示，热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖，在水面和杯盖间就封闭了一部分空气（可视为理想气体）。下列说法正确的是（　　） A．玻璃盖碗是非晶体 B．水温越高，每个水分子运动的速率越大 C．温度降低，玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大 D．水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水不能浸润茶托 【答案】A 【详解】A．玻璃属于典型的非晶体，所以玻璃盖碗是非晶体，故A正确； B．水温越高，水分子运动的平均速率越大，但不是每个水分子运动的速率都越大，故B错误； C．温度降低，封闭空气的体积不变，根据查理定律可知，空气的压强减小，则玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变小，故C错误； D．水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水能浸润茶托，故D错误。 故选A。 2．(24-25高二下·江苏启东中学·)关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．热水的内能不一定比冷水的大 B．当温度等于0℃时，分子动能为零 C．绝热密闭容器突然减速停止，容器里的气体内能不会发生改变 D．温度相等的水和冰，它们的内能一定相等 【答案】A 【详解】A．内能由温度、质量、体积共同决定，若热水质量远小于冷水，则总内能可能更小，故A正确； B．温度是分子平均动能的标志，0℃时分子动能不为零（绝对零度时分子动能才趋近于零），故B错误； C．绝热容器减速时，气体因惯性碰撞容器壁，机械能转化为内能（做功改变内能），内能增加，故C错误； D．水和冰的分子势能不同，且内能还与质量有关，温度相同但内能不一定相等，故D错误。 故选A。 3．如图所示是一种外燃式热机的斯特林循环，一定质量的理想气体经ABCDA完成一个循环过程，和均为等温过程，和均为等容过程。下列说法正确的是（　　） A．图中温度 B．的过程中，每个气体分子的速率均增大，气体分子撞击气缸的频率增大 C．的过程中气体对外界做的功大于的过程中外界对气体做的功 D．经过一个斯特林循环，气体一定向外界放热 【答案】C 【详解】A．是等容过程，则有，又，则，故A错误； B．的过程中，气体的体积不变，气体分子的密集程度不变，温度升高，分子运动越剧烈，分子撞击气缸的频率增大，压强变大，但不是每个分子的速率均增大，故B错误； C．的过程中气体的平均压强大于的过程中气体的平均压强，两过程气体的体积变化量相同，则的过程中气体对外界做的功大于的过程中外界对气体做的功，故C正确； D．图像的面积表示气体对外界做的功，经过一个斯特林循环，气体对外界做正功，由 可得，，则，气体从外界吸热，故D错误。 故选C。 4．如图所示，两端封闭的U形玻璃管中装有水银，并在上端封有理想气体，温度相同，现将管放在沸水中使两段气体同时升高相同温度，则下面说法中正确的是（　　） A．气柱B的体积变小 B．气柱A的体积变小 C．气柱B的体积变大 D．无法判断气柱体积的变化过程 【答案】A 【详解】如图所示，设气体的初温为，同时升高相同温度时假定水银柱不动，、B两部分气体发生等容变化，以气柱为研究对象，根据查理定律有 即 可得 同理可得 依题，所以，即同时升高相同温度时，水银柱向压强增加小的一方移动，气柱B的体积变小，的体积变大。 故选A。 5．(24-25高二下·河北秦皇岛山海关第一中学·期中)如图所示，一导热良好的汽缸有三个阀门 A、B、C，一可自由移动的轻质活塞（横截面积为S）密封一段气体 Ⅲ，压强为。活塞上面有一段液体 Ⅱ，液体上方密封一段气体Ⅰ，压强为，环境温度视为不变，初始时三部分的高度均为。情况①：打开阀门A，通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入一定量的液体和气体，稳定后气体Ⅲ压强变为。情况②：关闭阀门A，通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入和①中质量相等的液体和气体。情况①稳定后活塞仍处于原位，大气压强为，则情况②稳定后气体Ⅰ的压强为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题意可知，开始时液体 Ⅱ产生的压强为p0，在情况①中，液体 Ⅱ中注入液体后液体产生的压强为2p0，液柱长度变为2L，此时Ⅰ和Ⅲ两部分气体总长度为L；设在情况②中稳定后气体Ⅲ的压强为p3，体积为xS，则p3=2p0+p1 对气体Ⅰ由玻意耳定律p0LS=p1(L-x)S 对气体Ⅲ因两次注入的气体相同，满足玻意耳定律，则3p0LS=p3xS 联立解得 故选C。 6．中国企业打破国外技术垄断，自主研发的船用涡轮增压器被应用于大型远洋船舶，其中奥托循环起到关键作用。如图所示，奥托循环由两个绝热和两个等容过程组成。关于该循环，下列说法正确的是（　　） A．整个过程中温度最高的是状态 B．在过程中，所有气体分子的热运动速率减小 C．在过程中，气体放出热量 D．整个过程气体吸收热量 【答案】D 【详解】A．根据理想气体状态方程有 变形得 根据图示可知，状态c的温度比状态b的温度高，状态d的温度比状态a的温度高，为绝热过程，则有 气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低，即状态c的温度比状态d的温度高，可知，整个过程中温度最高的是状态c，故A错误； B．过程中，体积一定，则有 压强减小，根据查理定律可知，气体温度降低，气体分子运动的平均速率减小，并不是所有气体分子的热运动速率减小，故B错误； C．过程中，体积一定，则有 压强增大，根据查理定律可知，气体温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故C错误； D．图像与横轴所围几何图形的面积表示气体做功，过程，外界对气体做功，过程，气体对外界做功，整个过程气体对外界做功，由于内能一定，根据热力学第一定律可知，整个过程气体吸收热量，故D正确。 故选D。 7．(24-25高二下·江苏启东中学·)一定质量的理想气体由状态a开始，经历、、三个过程回到状态a，其图像如图所示，其中bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，的过程中气体向外界放出热量大小为Q，下列说法错误的是（　　） A．过程中气体从外界吸收热量，大小为Q B．过程中气体内能变化量的绝对值小于放出热量的绝对值 C．a、c状态下气体的内能相等 D．整个过程中气体对外界做功，大小为 【答案】A 【详解】A．过程是等容变化， 则 A错误； B．过程中，外界对气体做功，气体放热，内能变化 因温度降低， 内能变化量的绝对值小于放出热量的绝对值，B正确； C．理想气体内能只与温度有关，a、c温度相同，故内能相等，C正确； D．图像中，图像与轴围成的面积表示气体做功，体积增大时气体对外做功（面积为正），体积减小时外界对气体做功（面积为负）。 根据理想气体状态方程，可知 化简可得 则 整个过程中气体对外界做功为 D正确。 本题选错误的，故选A。 8．(24-25高二下·江苏宿迁泗阳县·期中)一定质量的理想气体从状态A开始，经历A→B→C→A后回到原状态，其V−T图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．B→C过程气体对外界做功 B．B→C过程每个气体分子的速率都增大 C．A、B状态对应的气体压强之比为9∶1 D．A→B→C→A过程中，气体内能增加 【答案】C 【详解】A．B→C过程，气体体积不变，气体没有对外界做功，故A错误； B．B→C过程，气体温度升高，气体分子平均动能增大，但不是每个气体分子的速率都增大，故B错误； C．根据理想气体状态方程可得 可得A、B状态对应的气体压强之比为pA∶pB=9∶1，故C正确； D．A→B→C→A过程中，由于初、末状态都是A状态，气体在初、末状态的温度相同，所以气体内能不变，故D错误。 故选C。 9．(24-25高二下·山东青岛即墨区·期中)一定质量的理想气体从状态a开始，经历一系列过程回到原状态，其图像如图所示。其中ab为等容变化，bc两状态下气体温度相同。状态a和b的坐标分别为和，下列说法正确的是（　　） A．状态c的温度是状态a温度的两倍 B．c到a过程中，体积减小，分子势能减小 C．b到c过程中，气体对外做的功等于释放的热量 D．气体在a状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于在b状态下的冲量 【答案】D 【详解】A．对状态ab，则由 可得 因bc两状态下气体温度相同，则。状态c的温度是状态a温度的三倍，选项A错误； B．理想气体分子势能为零，即c到a过程中，体积减小，分子势能不变，选项B错误； C．b到c过程中，气体并bc两态温度相等，bc两态气体的内能相等，则气体对外做功的同时要吸收热量，选项C错误； D．因气球在a状态的压强小于b状态的压强，则a状态下气体分子对器壁单位面积的碰撞力比b状态小，即气体在a状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于在b状态下的冲量，选项D正确。 故选D。 10．(24-25高二下·四川遂宁射洪中学校·期中)一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程，其中是双曲线的一支，与纵轴平行，与横轴平行，则下列说法正确的是（　　） A．过程中气体内能增大 B．过程中气体内能减小 C．过程中分子平均速率变大 D．过程中气体分子数密度减小 【答案】C 【详解】A．ab是双曲线的一支，根据P-V图中等温线的特点，可知Ta=Tb，理想气体的内能只与温度相关，则过程中气体内能不变，故A错误； B．根据已知条件，无法判断c点和d点的温度高低，故无法判断气体内能变化，或者虽然cd过程体积减小，外界对气体做功，但没有已知与外界热量交换过程，也无法利用热力学第一定律判断，故B错误； C．bc过程中温度上升，故分子平均速率变大，故C正确； D．da过程中体积减小，质量不变，故气体分子数密度增加，故D错误。 故选C 。 11．(24-25高二下·四川广安广安友谊中学·期中)一定质量的理想气体，从状态a经过状态b、c又回到状态a，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．从状态a到状态b，分子的平均动能减小 B．从状态b到状态c，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 C．从状态c回到状态a，气体向外放出热量 D．气体在a→b→c→a整个循环过程中放出的热量等于0 【答案】B 【详解】A．由图可知，从状态a到状态b，气体体积不变，压强变大，根据 可知，气体的温度升高，所以分子的平均动能增大，故A错误； B．从状态b到状态c，气体压强不变，体积减小，温度降低，则气体数密度增加，气体分子平均速率减小，单个分子撞击容器壁的力变小，可知单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故B正确； C．画出图像，如图所示 从状态c回到状态a过程中，气体体积增大，气体对外界做功；过程，图线斜率一定，根据 可知，气体温度相同，即 根据热力学第一定律 可知，气体吸收热量，故C错误； D．过程中，外界对气体做功，对应图像中所围成的面积，，则气体放出热量大于0，故D错误。 故选B。 12．(24-25高二下·云南文山马关县第一中学校·月考)随着智能汽车的迅猛发展，消费者在追求自动驾驶和智能交互体验的同时，对座舱舒适性的需求也日益凸显。为满足这一趋势，部分车型创新性地配备了“一键成床”功能——通过智能电动调节系统将座椅自动放平后，用户只需铺展专用充气床垫，即可轻松激活车内“平躺模式”（如图）。这种将移动空间转化为舒适休憩舱的设计革新，正在重新定义人们对车载场景的想象边界。已知充满气的床垫内部气体体积为150L，此时温度为27℃，气体压强为1.5atm（1atm为标准大气压）。气体可视为理想气体，则下列说法中正确的是（　　） A．当环境温度升高时，气垫内气体分子平均动能增加 B．当乘客从气垫上起身后，气垫内气体分子对单位面积上气垫内壁的平均作用力变大 C．当车内开启空调，温度变为7℃时（气垫内气体体积不变），气垫内气体压强变为1.4atm D．往气垫内充入27℃、1atm的同种气体50L后（气垫内气体体积及温度不变），气垫内气体压强变为2atm 【答案】AC 【详解】A．气体分子的平均动能与温度有关，当环境温度升高时，气垫内气体分子平均动能增加，故A正确； B．当乘客从气垫上起身后，气垫内气体体积变大，单位面积上与气垫内壁碰撞的平均气体分子数变少，气垫内气体分子对单位面积上气垫内壁的平均作用力变小，故B错误； C．气垫内气体体积不变，温度变为7℃时，设此时压强为，则有 解得 故C正确； D．若温度不变，设体积为、压强为的同种气体可变为体积为、压强为同种气体，则有 解得 将这些气体充入气垫，由于气垫内气体体积及温度不变，则有 解得 故D错误。 故选AC。 13．(25-26高三上·江西部分高中·)如图为汽车空气悬挂系统的结构简化图，车身连接汽缸，活塞连着车轮，导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，汽缸通过阀门与气泵相连，此时阀门关闭，活塞正好处于汽缸正中间。汽缸密封良好且与活塞间无摩擦，活塞始终在汽缸内来回运动，不考虑轮胎的形变及环境温度的变化，下列说法正确的（　　） A．通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体压强增大 B．通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体吸收热量 C．通过崎岖路面，汽缸相对活塞上升时，活塞对汽缸内气体做正功 D．通过水平路面时，若要抬高车身，则需打开阀门，用气泵给汽缸充入一定量的空气 【答案】AD 【详解】AB．汽缸导热良好，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体发生等温变化，体积减小，压强增大，活塞对汽缸内气体做正功，温度不变，所以汽缸内气体放出热量，故A正确，B错误； C．车身上升时，汽缸内气体对活塞做正功，故C错误； D．通过水平路面，若要抬高车身，则需打开阀门，用气泵给汽缸充入一定量的空气，故D正确。 故选AD。 14．(24-25高二下·江苏南通海安·期中)如图所示，地面上有甲、乙两相同的导热气缸，封闭质量相同的同种理想气体，轻质活塞与两相同弹簧连接。此时，两弹簧长度相同，不计活塞与气缸间的摩擦。（　　） A．甲、乙气体升高相同的温度后，甲中气体体积比乙小 B．甲、乙气体升高相同的温度后，甲中气体压强比乙大 C．甲、乙气体增加相同的体积，甲中气体吸收热量比乙少 D．甲、乙气体增加相同的体积，甲中气体对外做功比乙少 【答案】CD 【详解】AB．对甲气缸中的活塞，由平衡条件可得p甲S=p0S+kx 解得气体的压强为 对乙气缸中的活塞，由平衡条件可得p乙S=p0S+kx 解得 可知初始状态时压强相同，升高温度后，甲做等压变化，体积变大；乙随体积增大，弹簧弹力增大，压强也增大，可知甲、乙气体升高相同的温度后，甲中气体压强比乙小，体积比乙大，故AB错误； CD．甲、乙气体增加相同的体积，甲的压强不变，温度升高，乙的体积增大，压强也增大，温度升高更多，可知甲中气体对外做功比乙少，根据热力学第一定律ΔU=W+Q 可知ΔU甲＜ΔU乙 则甲中气体吸收热量比乙少，故CD正确。 故选CD。 15．(24-25高二下·内蒙古赤峰赤峰第四中学·期中)一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如T-V图上的两条线段所示，则气体（　　） A．在状态a处的压强大于在状态b处的压强 B．在状态a处的压强大于在状态c处的压强 C．由a变化到b的过程中，气体可能放热 D．由b变化到c的过程中，气体可能放热 【答案】BD 【详解】A．根据理想气体状态方程 可得 由于气体从状态a到状态b是一条通过原点的直线，故理想气体在状态a处的压强等于在状态b处的压强，故A错误； B．连接原点和c点，根据上述分析可知，图像的斜率可以表示压强的大小，因此气体在状态a处的压强大于在状态c处的压强，故B正确； C．由a变化到b的过程中，气体的温度升高，内能增大，即 气体的体积增大，气体对外做功，则 根据热力学第一定律可知 因此气体应从外界吸收热量，故C错误； D．由b变化到c的过程中，气体温度降低，内能减少，即 气体的体积增大，气体对外做功，则 根据热力学第一定律可知 可能大于零，也可能小于零，即气体可能放热，也可能吸热，故D正确。 故选BD。 16．(24-25高二下·辽宁葫芦岛六校协作体·期中)如图所示，一定质量的理想气体从状态a 开始经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是（　　） A．过程①中气体的压强逐渐增大 B．过程②中外界对气体做正功 C．气体在状态c、d时的内能不相等 D．气体在状态 d 时的压强比在状态b时的压强小 【答案】AD 【详解】A．过程①是等容变化，温度升高，由查理定理可知压强增大，故A正确； B．过程②中，体积增大，气体对外做功，故B错误； C．过程③是等温变化，温度不变，故状态c、d的内能相等，故C错误。 D．根据理想气体状态方程 可知 图像各点与原点连线的斜率代表，则气体在状态 d 时的压强比在状态b时的压强小，故D正确； 故选AD。 17．(24-25高二下·福建厦门湖滨中学·期中)超市中有一种“强力吸盘挂钩”，其工作原理如下：如甲图所示，使用时按住锁扣把吸盘紧压在墙上，吸盘内封闭的理想气体的体积为，压强为。然后再把锁扣扳下，吸盘向外拉出，使吸盘内封闭气体的体积变为，如乙图所示，安装过程中封闭气体的质量和温度保持不变。已知吸盘与墙面的有效面积为，强力挂钩的总质量为，与墙面间的最大静摩擦力是压力的倍，外界大气压强为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．安装过程中，吸盘内气体向外界放出热量 B．安装完毕后，吸盘内气体的压强变为 C．安装完毕后，挂钩对墙面的压力为 D．安装完毕后，挂质量为的物体，挂钩会脱落 【答案】CD 【详解】A．吸盘内的气体温度不变，内能不变，但体积增大对外做功，根据热力学第一定律可知，气体要从外界吸收热量，故A错误； B．吸盘内封闭的气体发生等温变化，由玻意耳定律可知 解得，故B错误； C．安装完毕后，挂钩对墙面的压力为，故C正确； D．由物体的平衡条件可知 解得最大质量 所以挂质量超过的物体，挂钩会脱落，故D正确。 故选CD。 18．(20-21高二下·山东青岛即墨区·期中)如图甲，在研究功与内能的关系时，将一小块硝化棉放在厚玻璃筒底部，用力向下压活塞，可以将硝化棉点燃。如图乙，实线为迅速压下筒中活塞过程中筒内气体状态变化的图像，虚线为等温线，实线和虚线都过点，、为开始压缩时筒内气体的压强和体积，为压缩结束时筒内气体的体积，下列说法中正确的是（　　） A．玻璃筒内的气体，在被压缩的同时从外界迅速吸收热量，导致气体温度升高 B．由图像可知，迅速压下活塞过程中外界对气体做的功大于等温过程做的功 C．实验中硝化棉被点燃，可能是活塞与筒壁摩擦产生的摩擦热导致的 D．压下活塞过程越快，外界对气体做的功就越多，气体与外界热交换就越少，硝化棉更易被点燃 【答案】BD 【详解】A．筒内气体在被压缩时外界对气体做功，导致气体温度升高，由于是迅速被压缩，从外界吸收热量很少，故A错误； B．图像与坐标轴围成的面积表示外界对气体做的功，由图像可知，迅速压下活塞过程中外界对气体做的功大于等温过程做的功，故B正确； C．迅速下压活塞，活塞压缩空气做功，机械能转化为内能，使硝化棉被点燃，故C错误； D．压下活塞过程越快，外界对气体做的功就越多，气体与外界热交换就越少，硝化棉更易被点燃，故D正确。 故选BD。 19．(24-25高二下·江苏南通海安·期中)如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，实验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长度可由注射器上的刻度尺读取，气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。 (1)关于实验中操作下列说法正确的是______________________； A．柱塞上涂油仅仅为了减小摩擦力 B．为方便推动柱塞，应手握注射器 C．注射器不水平放置对实验没有影响 (2)实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小。该过程气体的内能_________（选填“变大”“变小”或“不变”），气体对外_________（选填“放出”“吸收”）热量。 (3)实验小组采集了多组压强和体积的数据，发现乘积的数值明显是越来越小，造成这一现象的原因可能是_______。 (4)该小组改进了实验操作，避免了上述问题。实验小组在不同室温下进行实验，缓慢推活塞进行实验得到了图乙的图像，图中的两次实验的温度______（选填“>”、“<”或“=”）； (5)某实验小组根据采集的实验数据作出图像，图丙中①、②、③三条直线中，最符合实际的直线是______________________，理由是______________________。 【答案】(1)C (2) 不变 放出 (3)实验过程漏气 (4)＞ (5) ③ 一定量的气体在温度不变时，注射器内气体的体积V与是线性关系，纵轴截距是负的 【详解】（1）A．柱塞上涂油是为了防止漏气，并不是为了减小摩擦，故A错误； B．推拉柱塞时不可用手握住注射器，会使气体温度变高，故B错误； C．实验需要测量气体体积与压强，注射器不水平放置对气体体积与压强的测量没有影响，注射器不水平放置对实验没有影响，故C正确。 故选C。 （2）[1]实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小，该过程气体温度不变，气体内能不变，即=0； [2]气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律 可知Q=-W=-W＜0 则气体放出热量。 （3）实验过程要保证气体质量不变，气体温度不变，一定量的气体发生等温变化时pV保持不变； 实验发现pV乘积的数值明显是越来越小，可能是由于密闭不严，实验过程漏气造成的。 （4）由理想气体状态方程可知，pV=CT，在V一定时p越大，气体温度越高，由图乙所示图像可知＞。 （5）[1][2]设注射器前端细管内气体体积为，气体的实际体积 由理想气体状态方程 整理得 一定量的气体在温度不变时，注射器内气体的体积V与是线性关系，纵轴截距是负的，由图示图像可知，符合实际的是③。 20．2026年1月19日，神舟二十号飞船从中国空间站带回了一套“战功赫赫”的“飞天战袍”一一退役的舱外航天服。为检验此航天服的“气密性”，给真空状态的航天服充入体积为、压强为的氧气，使航天服内部压强，然后把航天服放入检测室，将检测室抽成真空密封。经过10小时通过压强传感器测出检测室内的压强。已知航天服的容积，检测室放入航天服后检测室剩余空腔的体积，整个过程温度不变。求： (1)给真空状态的航天服充入氧气的体积； (2)经10小时后，航天服内气体的压强； (3)经10小时后，若漏出气体的质量小于原有质量的1%，航天服的“气密性”合格，通过计算判断该航天服“气密性”是否合格。 【答案】(1) (2) (3)合格，计算见解析 【详解】（1）已知氧气的压强，航天服内部压强，航天服的容积，充气过程温度不变，对充入的氧气由玻意耳定律，得 解得 （2）已知检测室内的压强，检测室剩余空腔的体积，漏气后，气体分为航天服内、检测室内两部分，总气体温度不变，由玻意耳定律，得 解得 （3）同温下，理想气体的质量比等于物质的量比，结合理想气体状态方程 得漏出气体占比 解得 因此该航天服气密性合格。 21．某物理探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态时触动报警器。从状态到状态的过程中，气体内能增加了，大气压强，重力加速度取，求： (1)气体在状态时的压强； (2)气体由状态到状态的过程中，从外界吸收的热量； (3)达到状态后，由于意外导致容器开始缓慢漏气，漏气过程中容器内温度视为不变，求活塞与卡口刚要分离时，漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比。 【答案】(1) (2)170J (3) 【详解】（1）气体在状态时，有 解得 气体由状态到状态过程中，气体的压强不变 由盖吕萨克定律有 解得 气体由状态到状态过程中，气体的体积不变，由查理定律有 解得 （2）气体从状态到状态的过程中，气体对外做的功为 由热力学第一定律有   解得 （3）活塞与卡口刚要分离时气体压强为 由（1）知 根据 解得 漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比 22．(24-25高二下·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)如图所示是用导热性能良好的材料制成的空气压缩引火仪，活塞的横截面积；开始时封闭的空气柱长度为、温度为、压强为大气压强；现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为，不计活塞的质量、活塞与器壁的摩擦以及漏气。 (1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强； (2)若以较快的速度压缩气体，最终压强达到时，求空气柱的温度； (3)第（2）压缩气体过程中最终人对活塞做功为，气体向外散失的热量为，求气体的内能增加量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，，，，，缓慢压缩气体温度不变，根据玻意耳定律有 解得，压缩后气体的压强 （2）根据理想气体状态方程有 解得，空气柱的温度 （3）根据热力学第一定律有 大气压力对活塞做功 又知， 联立解得，气体的内能增加量 23．某兴趣小组做空气喷泉实验。在一体积为V的厚玻璃瓶里装满开水，随后把开水倒掉，用带有细管的橡胶塞把瓶口封住，此时温度传感器显示瓶内气体的温度为。立即把玻璃瓶倒置且将细管浸入到水槽中，固定玻璃瓶，稍后可以看到瓶内喷泉现象。已知初始时水槽液面上方细管长度为h，水的密度，大气压强为，重力加速度为g，忽略细管容积、橡胶塞和传感器体积。 (1)当细管上端恰好有水溢出时，求瓶内气体的温度大小； (2)当细管中的水恰好不再喷出时，水槽液面下降了0.2h。瓶内气体温度为，瓶内水面低于细管上端口。求进入瓶内水的体积大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）当细管中刚好有水溢出来时，瓶内气体的压强为： 等体积变化，根据查理定律得：，解得： （2）当细管中的水恰好不再喷出时，瓶内气体的压强为： 根据理想气体状态方程得：， 故进入瓶内水的体积为： 题型三 热力学定律 1．如图所示是一种外燃式热机的斯特林循环，一定质量的理想气体经ABCDA完成一个循环过程，和均为等温过程，和均为等容过程。下列说法正确的是（　　） A．图中温度 B．的过程中，每个气体分子的速率均增大，气体分子撞击气缸的频率增大 C．的过程中气体对外界做的功大于的过程中外界对气体做的功 D．经过一个斯特林循环，气体一定向外界放热 【答案】C 【详解】A．是等容过程，则有，又，则，故A错误； B．的过程中，气体的体积不变，气体分子的密集程度不变，温度升高，分子运动越剧烈，分子撞击气缸的频率增大，压强变大，但不是每个分子的速率均增大，故B错误； C．的过程中气体的平均压强大于的过程中气体的平均压强，两过程气体的体积变化量相同，则的过程中气体对外界做的功大于的过程中外界对气体做的功，故C正确； D．图像的面积表示气体对外界做的功，经过一个斯特林循环，气体对外界做正功，由 可得，，则，气体从外界吸热，故D错误。 故选C。 2．(24-25高二下·江苏连云港灌云县第一中学·期中)2022年4月16号上午，神舟13号飞船在内蒙古东风着陆场顺利降落，气闸舱是实验舱中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置。气闸舱的工作原理简化图如图所示，座舱A充满一定质量的理想气体，座舱B内为真空。打开阀门k，气体会自发扩散至B中，气体最终达到平衡，整个系统不漏气且与外界没有热交换，下列说法正确的是（　　） A．平衡后，气体系统的熵值在增加 B．座舱A中气体自发扩散过程中，气体对外做功，内能减小 C．平衡后，座舱B中气体可能自发的全部回到座舱A中 D．平衡后，气体分子单位时间内，与器壁单位面积的碰撞次数增加 【答案】A 【详解】A.由于气体分子无规则运动的空间变大，所以无序性增加，即熵增加，故A正确； B.气体自由扩散，没有对外做功，又因为整个系统不漏气且与外界没有热交换，气体内能不变，故B错误； C.根据熵增加原理可知，一切宏观热现象均具有方向性，B中气体不可能自发地全部回到座舱A中，故C错误； D.气体温度不变，体积增大，单位体积内的分子数减少，单位时间内对单位面积的碰撞次数减少，故D错误。 故选A。 3．(24-25高二下·内蒙古赤峰赤峰第四中学·期中)下列说法正确的是（　　） A．第一类永动机不可能制成是因为其违反了能量守恒定律 B．热量不可以从低温物体向高温物体传递 C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机 【答案】A 【详解】A．第一类永动机试图不消耗能量而持续做功，直接违反能量守恒定律，因此无法实现。故A正确； B．热力学第二定律指出热量不能自发从低温传向高温，而不引起其他变化，故B错误； C．开尔文表述明确否定了单一热源热机的可能性，与科技水平无关，故C错误； D．能量总量守恒，但能源危机源于可用能量的减少（如能量耗散导致熵增），故D错误。 故选A。 4．(24-25高二下·辽宁葫芦岛六校协作体·期中)下列有关热力学定律的说法正确的是（　　） A．自然界中的能量是不守恒的 B．永动机可以被制成 C．热量不能自发地从低温物体传到高温物体 D．地球上某个地方的温度可能达到零下300 ℃ 【答案】C 【详解】A．自然界中的能量是守恒的，故A错误； B．永动机不可以被制成，第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，故B错误； C．根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故C正确； D．最低温度为绝对零度，为零下273 ℃，所以地球上任何地方的温度都不可能达到零下300 ℃，故D错误。 故选C。 5．(24-25高二下·山东青岛即墨区·期中)下列现象违背热力学规律的是（　　） A．热水会自然变凉 B．摩擦物体会使其温度升高 C．内燃机可以将内能全部转化成机械能 D．热量可以从低温物体转移到高温物体上 【答案】C 【详解】A．热水自然变凉是热量自发从高温传递到低温，符合热力学第二定律，故A不符合题意要求； B．摩擦生热是机械能转化为内能，符合热力学第一定律（能量守恒），故B不符合题意要求； C．内燃机无法将内能全部转化为机械能，必须存在热量的散失，违背热力学第二定律，故C符合题意要求； D．热量从低温物体转移到高温物体需外界做功，不违背热力学第二定律，故D不符合题意要求。 故选C。 6．(24-25高二下·黑龙江哈尔滨师范大学附属中学·期中)斯特林循环包括等温膨胀、等容降温、等温压缩和等容加热四个过程，一个完整斯特林循环过程中的关系如图所示。工作气体在热交换器之间来回流动，从而实现内能和机械能的转化。若将工作气体看成理想气体，关于斯特林循环，下列说法正确的是（　　） A．过程中，工作气体吸收的热量等于对外做的功 B．过程中，所有气体分子的动能都减小 C．过程中，工作气体分子平均动能不变 D．过程中，工作气体吸收的热量大于内能的增加量 【答案】AC 【详解】A．A→B过程是等温膨胀，内能不变，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知气体吸热且气体吸收的热量等于对外做的功，故A正确； B．B→C过程是等容降温，气体分子平均动能减小，但并非所有气体分子的动能都减小，故B错误； C．C→D过程是等温压缩，气体温度不变，则气体平均动能不变，故C正确； D．D→A过程是等容加热，气体体积不变，气体不做功，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于内能的增加量，故D错误。 故选AC。 7．(23-24高二下·山东青岛即墨区·期中)下列现象中能够发生且又不违背热力学第二定律的是（　　） A．一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热 B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能 C．电冰箱通电后把冰箱内低温物体的热量传到箱外高温物体 D．桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离 【答案】CD 【详解】A．热茶温度比周围环境温度高，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，不能发生，故A错误； B．蒸汽的内能转化为机械能必定需要做功，即热蒸汽推动活塞做功，这一过程中，一方面由于活塞摩擦汽缸而产生内能，另一方面蒸汽与周围环境有温度差，蒸汽机会向周围环境散热。所以，蒸汽机把蒸汽的内能全部转化为机械能是不可能的，故B错误； C．电冰箱通电后，电冰箱内的压缩机工作，消耗电能，将热量由箱内低温物体传递到箱外高温物体。没有违背热力学第二定律，因为它是通过消耗了电能从而引起其他变化的，故C正确； D．混浊的泥水静置一段时间后，由于泥沙比水的密度大，泥沙会自动下沉，从而使得上面的浑水变清了。此过程不违背热力学第二定律，能后发生，故D正确。 故选CD。 3 / 23 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 热学 考点1 分子动理论 考点2 气体固体和液体 考点3 热力学定律 题型一 分子动理论 1．C 2．B 3．B 4．D 5．B 6．D 7．C 8．B 9．D 10．A 11．AB 12．BC 题型二 气体固体和液体 1．A 2．A 3．C 4．A 5．C 6．D 7．A 8．C 9．D 10．C 11．B 12．AC 13．AD 14．CD 15．BD 16．AD 17．CD 18．BD 19．【答案】(1)C (2) 不变 放出 (3)实验过程漏气 (4)＞ (5) ③ 一定量的气体在温度不变时，注射器内气体的体积V与是线性关系，纵轴截距是负的 【详解】（1）A．柱塞上涂油是为了防止漏气，并不是为了减小摩擦，故A错误； B．推拉柱塞时不可用手握住注射器，会使气体温度变高，故B错误； C．实验需要测量气体体积与压强，注射器不水平放置对气体体积与压强的测量没有影响，注射器不水平放置对实验没有影响，故C正确。 故选C。 （2）[1]实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小，该过程气体温度不变，气体内能不变，即=0； [2]气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律 可知Q=-W=-W＜0 则气体放出热量。 （3）实验过程要保证气体质量不变，气体温度不变，一定量的气体发生等温变化时pV保持不变； 实验发现pV乘积的数值明显是越来越小，可能是由于密闭不严，实验过程漏气造成的。 （4）由理想气体状态方程可知，pV=CT，在V一定时p越大，气体温度越高，由图乙所示图像可知＞。 （5）[1][2]设注射器前端细管内气体体积为，气体的实际体积 由理想气体状态方程 整理得 一定量的气体在温度不变时，注射器内气体的体积V与是线性关系，纵轴截距是负的，由图示图像可知，符合实际的是③。 20．【答案】(1) (2) (3)合格，计算见解析 【详解】（1）已知氧气的压强，航天服内部压强，航天服的容积，充气过程温度不变，对充入的氧气由玻意耳定律，得 解得 （2）已知检测室内的压强，检测室剩余空腔的体积，漏气后，气体分为航天服内、检测室内两部分，总气体温度不变，由玻意耳定律，得 解得 （3）同温下，理想气体的质量比等于物质的量比，结合理想气体状态方程 得漏出气体占比 解得 因此该航天服气密性合格。 21．【答案】(1) (2)170J (3) 【详解】（1）气体在状态时，有 解得 气体由状态到状态过程中，气体的压强不变 由盖吕萨克定律有 解得 气体由状态到状态过程中，气体的体积不变，由查理定律有 解得 （2）气体从状态到状态的过程中，气体对外做的功为 由热力学第一定律有   解得 （3）活塞与卡口刚要分离时气体压强为 由（1）知 根据 解得 漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比 22．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，，，，，缓慢压缩气体温度不变，根据玻意耳定律有 解得，压缩后气体的压强 （2）根据理想气体状态方程有 解得，空气柱的温度 （3）根据热力学第一定律有 大气压力对活塞做功 又知， 联立解得，气体的内能增加量 23．【答案】(1) (2) 【详解】（1）当细管中刚好有水溢出来时，瓶内气体的压强为： 等体积变化，根据查理定律得：，解得： （2）当细管中的水恰好不再喷出时，瓶内气体的压强为： 根据理想气体状态方程得：， 故进入瓶内水的体积为： 题型三 热力学定律 1．C 2．A 3．A 4．C 5．C 6．AC 7．CD 3 / 23 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 热学 考点1 分子动理论 考点2 气体固体和液体 考点3 热力学定律 题型一 分子动理论 1．(24-25高二下·江苏徐州侯集高级中学·)关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是（　　） A．－2℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 B．沸水中的胡椒粉不断翻滚，说明温度越高布朗运动越激烈 C．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小 D．水很难被压缩，是因为压缩时分子间距离变小，相邻分子间只有斥力，没有引力 2．如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能Ep为0，这一分子（　　） A．在x0处所受分子力为0 B．从x1处向左移动，分子力一直增大 C．从x1处向右移动，分子力一直增大 D．在x2处由静止释放可运动到x0处 3．为研究气体压强，可建立如下理想模型：内部为正方体的汽缸内，每个气体分子质量均为m，其平均动能为，忽略气体分子大小。根据统计规律作简化分析，分子与器壁各面碰撞的机会均等，即有的气体分子以动能向右撞击器壁。若碰撞前、后瞬间分子速率不变，速度方向均与器壁垂直，分子数密度（单位体积内分子数）为n。下列说法正确的是（　　） A．一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为 B．一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为 C．汽缸内气体压强大小为 D．汽缸内气体压强大小为 4．(24-25高二下·四川凉山州·期末)下列各图为教材中图像的简化示意图，则（　　） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B．图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭粒做布朗运动的轨迹 C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力，即表现为引力 D．由图丁可知，在由变到的过程中分子力做正功 5．(24-25高二下·四川成都四川师范大学附属中学·期中)以下说法正确的是（　　） A．电工高空高压作业时，其工作服内编织金属丝的目的是提高衣服的导电性 B．法拉第最早提出用电场线来描述电场 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并证实了电磁波的存在 D．布朗运动是指固体分子的无规则运动 6．(24-25高二下·云南文山马关县第一中学校·月考)基于物理事实，下列说法中正确的是（　　） A．大块岩盐是晶体，粉碎后的岩盐小颗粒为非晶体 B．固体、液体、气体都有扩散现象和布朗运动现象 C．在太空完全失重的环境下，毛细现象不会出现 D．泡茶时，开水比冷水能快速泡出茶香、茶色，是因为温度越高分子热运动越剧烈 7．(24-25高二下·江苏启东中学·)若以表示水的摩尔质量，表示在一定条件下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状况下水蒸气的密度，表示阿伏加德罗常数，、分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系式中正确的是（　　） A． B． C． D． 8．(24-25高二下·江苏宿迁泗阳县·期中)关于下图所示现象的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果 B．乙图中将棉线圈中、两部分的肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 C．丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象 D．丁图为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度比曲线②对应的温度高 9．(24-25高二下·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　） A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B．图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为水银分子之间存在斥力 C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D．图丁中拖拉机锄松土壤，是为破坏土壤的毛细现象 10．(22-23高三上·广东·)“秋荷一滴露，清夜坠玄天。将来玉盘上，不定始知圆”描写的是我国古代诗人对露珠的观察和感悟，一个“圆”字，既写出了露珠的物理形态，也暗喻了一种圆融的品格。关于露珠形成的主要原因，下列说法正确的是（　　） A．液体表面层的分子分布比液体内部稀疏，表面层的分子之间互相吸引 B．液体表面层的分子分布比液体内部密集，表面层的分子之间互相排斥 C．液体表面层的分子分布比液体内部稀疏，表面层的分子之间互相排斥 D．液体表面层的分子分布比液体内部密集，表面层的分子之间互相吸引 11．(24-25高二下·浙江杭州滨江区六校联盟、杭二滨江、衢州中学·期中)如图是容器内某理想气体分子运动示意图，有关该气体分子运动的说法正确的是（　　） A．容器内各种速率的分子分布有“中间多，两头少”的特征 B．占总分子比例极大值的速率会随温度的升高而增大 C．容器内所有分子的动能均随温度的升高而增大 D．因分子无规则运动，分子间距不断改变，分子力的大小也不断变化 12．(24-25高二下·四川成都四川师范大学附属中学·期中)以下说法正确的是（　　） A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B．液体表面层里的分子间距离比平衡距离大些，是表面张力存在的原因 C．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 D．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小 题型二 气体固体和液体 1．“工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示，热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖，在水面和杯盖间就封闭了一部分空气（可视为理想气体）。下列说法正确的是（　　） A．玻璃盖碗是非晶体 B．水温越高，每个水分子运动的速率越大 C．温度降低，玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大 D．水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水不能浸润茶托 2．(24-25高二下·江苏启东中学·)关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．热水的内能不一定比冷水的大 B．当温度等于0℃时，分子动能为零 C．绝热密闭容器突然减速停止，容器里的气体内能不会发生改变 D．温度相等的水和冰，它们的内能一定相等 3．如图所示是一种外燃式热机的斯特林循环，一定质量的理想气体经ABCDA完成一个循环过程，和均为等温过程，和均为等容过程。下列说法正确的是（　　） A．图中温度 B．的过程中，每个气体分子的速率均增大，气体分子撞击气缸的频率增大 C．的过程中气体对外界做的功大于的过程中外界对气体做的功 D．经过一个斯特林循环，气体一定向外界放热 4．如图所示，两端封闭的U形玻璃管中装有水银，并在上端封有理想气体，温度相同，现将管放在沸水中使两段气体同时升高相同温度，则下面说法中正确的是（　　） A．气柱B的体积变小 B．气柱A的体积变小 C．气柱B的体积变大 D．无法判断气柱体积的变化过程 5．(24-25高二下·河北秦皇岛山海关第一中学·期中)如图所示，一导热良好的汽缸有三个阀门 A、B、C，一可自由移动的轻质活塞（横截面积为S）密封一段气体 Ⅲ，压强为。活塞上面有一段液体 Ⅱ，液体上方密封一段气体Ⅰ，压强为，环境温度视为不变，初始时三部分的高度均为。情况①：打开阀门A，通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入一定量的液体和气体，稳定后气体Ⅲ压强变为。情况②：关闭阀门A，通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入和①中质量相等的液体和气体。情况①稳定后活塞仍处于原位，大气压强为，则情况②稳定后气体Ⅰ的压强为（　　） A． B． C． D． 6．中国企业打破国外技术垄断，自主研发的船用涡轮增压器被应用于大型远洋船舶，其中奥托循环起到关键作用。如图所示，奥托循环由两个绝热和两个等容过程组成。关于该循环，下列说法正确的是（　　） A．整个过程中温度最高的是状态 B．在过程中，所有气体分子的热运动速率减小 C．在过程中，气体放出热量 D．整个过程气体吸收热量 7．(24-25高二下·江苏启东中学·)一定质量的理想气体由状态a开始，经历、、三个过程回到状态a，其图像如图所示，其中bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，的过程中气体向外界放出热量大小为Q，下列说法错误的是（　　） A．过程中气体从外界吸收热量，大小为Q B．过程中气体内能变化量的绝对值小于放出热量的绝对值 C．a、c状态下气体的内能相等 D．整个过程中气体对外界做功，大小为 8．(24-25高二下·江苏宿迁泗阳县·期中)一定质量的理想气体从状态A开始，经历A→B→C→A后回到原状态，其V−T图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．B→C过程气体对外界做功 B．B→C过程每个气体分子的速率都增大 C．A、B状态对应的气体压强之比为9∶1 D．A→B→C→A过程中，气体内能增加 9．(24-25高二下·山东青岛即墨区·期中)一定质量的理想气体从状态a开始，经历一系列过程回到原状态，其图像如图所示。其中ab为等容变化，bc两状态下气体温度相同。状态a和b的坐标分别为和，下列说法正确的是（　　） A．状态c的温度是状态a温度的两倍 B．c到a过程中，体积减小，分子势能减小 C．b到c过程中，气体对外做的功等于释放的热量 D．气体在a状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于在b状态下的冲量 10．(24-25高二下·四川遂宁射洪中学校·期中)一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程，其中是双曲线的一支，与纵轴平行，与横轴平行，则下列说法正确的是（　　） A．过程中气体内能增大 B．过程中气体内能减小 C．过程中分子平均速率变大 D．过程中气体分子数密度减小 11．(24-25高二下·四川广安广安友谊中学·期中)一定质量的理想气体，从状态a经过状态b、c又回到状态a，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．从状态a到状态b，分子的平均动能减小 B．从状态b到状态c，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 C．从状态c回到状态a，气体向外放出热量 D．气体在a→b→c→a整个循环过程中放出的热量等于0 12．(24-25高二下·云南文山马关县第一中学校·月考)随着智能汽车的迅猛发展，消费者在追求自动驾驶和智能交互体验的同时，对座舱舒适性的需求也日益凸显。为满足这一趋势，部分车型创新性地配备了“一键成床”功能——通过智能电动调节系统将座椅自动放平后，用户只需铺展专用充气床垫，即可轻松激活车内“平躺模式”（如图）。这种将移动空间转化为舒适休憩舱的设计革新，正在重新定义人们对车载场景的想象边界。已知充满气的床垫内部气体体积为150L，此时温度为27℃，气体压强为1.5atm（1atm为标准大气压）。气体可视为理想气体，则下列说法中正确的是（　　） A．当环境温度升高时，气垫内气体分子平均动能增加 B．当乘客从气垫上起身后，气垫内气体分子对单位面积上气垫内壁的平均作用力变大 C．当车内开启空调，温度变为7℃时（气垫内气体体积不变），气垫内气体压强变为1.4atm D．往气垫内充入27℃、1atm的同种气体50L后（气垫内气体体积及温度不变），气垫内气体压强变为2atm 13．(25-26高三上·江西部分高中·)如图为汽车空气悬挂系统的结构简化图，车身连接汽缸，活塞连着车轮，导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，汽缸通过阀门与气泵相连，此时阀门关闭，活塞正好处于汽缸正中间。汽缸密封良好且与活塞间无摩擦，活塞始终在汽缸内来回运动，不考虑轮胎的形变及环境温度的变化，下列说法正确的（　　） A．通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体压强增大 B．通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体吸收热量 C．通过崎岖路面，汽缸相对活塞上升时，活塞对汽缸内气体做正功 D．通过水平路面时，若要抬高车身，则需打开阀门，用气泵给汽缸充入一定量的空气 14．(24-25高二下·江苏南通海安·期中)如图所示，地面上有甲、乙两相同的导热气缸，封闭质量相同的同种理想气体，轻质活塞与两相同弹簧连接。此时，两弹簧长度相同，不计活塞与气缸间的摩擦。（　　） A．甲、乙气体升高相同的温度后，甲中气体体积比乙小 B．甲、乙气体升高相同的温度后，甲中气体压强比乙大 C．甲、乙气体增加相同的体积，甲中气体吸收热量比乙少 D．甲、乙气体增加相同的体积，甲中气体对外做功比乙少 15．(24-25高二下·内蒙古赤峰赤峰第四中学·期中)一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如T-V图上的两条线段所示，则气体（　　） A．在状态a处的压强大于在状态b处的压强 B．在状态a处的压强大于在状态c处的压强 C．由a变化到b的过程中，气体可能放热 D．由b变化到c的过程中，气体可能放热 16．(24-25高二下·辽宁葫芦岛六校协作体·期中)如图所示，一定质量的理想气体从状态a 开始经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是（　　） A．过程①中气体的压强逐渐增大 B．过程②中外界对气体做正功 C．气体在状态c、d时的内能不相等 D．气体在状态 d 时的压强比在状态b时的压强小 17．(24-25高二下·福建厦门湖滨中学·期中)超市中有一种“强力吸盘挂钩”，其工作原理如下：如甲图所示，使用时按住锁扣把吸盘紧压在墙上，吸盘内封闭的理想气体的体积为，压强为。然后再把锁扣扳下，吸盘向外拉出，使吸盘内封闭气体的体积变为，如乙图所示，安装过程中封闭气体的质量和温度保持不变。已知吸盘与墙面的有效面积为，强力挂钩的总质量为，与墙面间的最大静摩擦力是压力的倍，外界大气压强为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．安装过程中，吸盘内气体向外界放出热量 B．安装完毕后，吸盘内气体的压强变为 C．安装完毕后，挂钩对墙面的压力为 D．安装完毕后，挂质量为的物体，挂钩会脱落 18．(20-21高二下·山东青岛即墨区·期中)如图甲，在研究功与内能的关系时，将一小块硝化棉放在厚玻璃筒底部，用力向下压活塞，可以将硝化棉点燃。如图乙，实线为迅速压下筒中活塞过程中筒内气体状态变化的图像，虚线为等温线，实线和虚线都过点，、为开始压缩时筒内气体的压强和体积，为压缩结束时筒内气体的体积，下列说法中正确的是（　　） A．玻璃筒内的气体，在被压缩的同时从外界迅速吸收热量，导致气体温度升高 B．由图像可知，迅速压下活塞过程中外界对气体做的功大于等温过程做的功 C．实验中硝化棉被点燃，可能是活塞与筒壁摩擦产生的摩擦热导致的 D．压下活塞过程越快，外界对气体做的功就越多，气体与外界热交换就越少，硝化棉更易被点燃 19．(24-25高二下·江苏南通海安·期中)如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，实验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长度可由注射器上的刻度尺读取，气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。 (1)关于实验中操作下列说法正确的是______________________； A．柱塞上涂油仅仅为了减小摩擦力 B．为方便推动柱塞，应手握注射器 C．注射器不水平放置对实验没有影响 (2)实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小。该过程气体的内能_________（选填“变大”“变小”或“不变”），气体对外_________（选填“放出”“吸收”）热量。 (3)实验小组采集了多组压强和体积的数据，发现乘积的数值明显是越来越小，造成这一现象的原因可能是_______。 (4)该小组改进了实验操作，避免了上述问题。实验小组在不同室温下进行实验，缓慢推活塞进行实验得到了图乙的图像，图中的两次实验的温度______（选填“>”、“<”或“=”）； (5)某实验小组根据采集的实验数据作出图像，图丙中①、②、③三条直线中，最符合实际的直线是______________________，理由是______________________。 20．2026年1月19日，神舟二十号飞船从中国空间站带回了一套“战功赫赫”的“飞天战袍”一一退役的舱外航天服。为检验此航天服的“气密性”，给真空状态的航天服充入体积为、压强为的氧气，使航天服内部压强，然后把航天服放入检测室，将检测室抽成真空密封。经过10小时通过压强传感器测出检测室内的压强。已知航天服的容积，检测室放入航天服后检测室剩余空腔的体积，整个过程温度不变。求： (1)给真空状态的航天服充入氧气的体积； (2)经10小时后，航天服内气体的压强； (3)经10小时后，若漏出气体的质量小于原有质量的1%，航天服的“气密性”合格，通过计算判断该航天服“气密性”是否合格。 21．某物理探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态时触动报警器。从状态到状态的过程中，气体内能增加了，大气压强，重力加速度取，求： (1)气体在状态时的压强； (2)气体由状态到状态的过程中，从外界吸收的热量； (3)达到状态后，由于意外导致容器开始缓慢漏气，漏气过程中容器内温度视为不变，求活塞与卡口刚要分离时，漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比。 22．(24-25高二下·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)如图所示是用导热性能良好的材料制成的空气压缩引火仪，活塞的横截面积；开始时封闭的空气柱长度为、温度为、压强为大气压强；现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为，不计活塞的质量、活塞与器壁的摩擦以及漏气。 (1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强； (2)若以较快的速度压缩气体，最终压强达到时，求空气柱的温度； (3)第（2）压缩气体过程中最终人对活塞做功为，气体向外散失的热量为，求气体的内能增加量。 23．某兴趣小组做空气喷泉实验。在一体积为V的厚玻璃瓶里装满开水，随后把开水倒掉，用带有细管的橡胶塞把瓶口封住，此时温度传感器显示瓶内气体的温度为。立即把玻璃瓶倒置且将细管浸入到水槽中，固定玻璃瓶，稍后可以看到瓶内喷泉现象。已知初始时水槽液面上方细管长度为h，水的密度，大气压强为，重力加速度为g，忽略细管容积、橡胶塞和传感器体积。 (1)当细管上端恰好有水溢出时，求瓶内气体的温度大小； (2)当细管中的水恰好不再喷出时，水槽液面下降了0.2h。瓶内气体温度为，瓶内水面低于细管上端口。求进入瓶内水的体积大小。 题型三 热力学定律 1．如图所示是一种外燃式热机的斯特林循环，一定质量的理想气体经ABCDA完成一个循环过程，和均为等温过程，和均为等容过程。下列说法正确的是（　　） A．图中温度 B．的过程中，每个气体分子的速率均增大，气体分子撞击气缸的频率增大 C．的过程中气体对外界做的功大于的过程中外界对气体做的功 D．经过一个斯特林循环，气体一定向外界放热 2．(24-25高二下·江苏连云港灌云县第一中学·期中)2022年4月16号上午，神舟13号飞船在内蒙古东风着陆场顺利降落，气闸舱是实验舱中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置。气闸舱的工作原理简化图如图所示，座舱A充满一定质量的理想气体，座舱B内为真空。打开阀门k，气体会自发扩散至B中，气体最终达到平衡，整个系统不漏气且与外界没有热交换，下列说法正确的是（　　） A．平衡后，气体系统的熵值在增加 B．座舱A中气体自发扩散过程中，气体对外做功，内能减小 C．平衡后，座舱B中气体可能自发的全部回到座舱A中 D．平衡后，气体分子单位时间内，与器壁单位面积的碰撞次数增加 3．(24-25高二下·内蒙古赤峰赤峰第四中学·期中)下列说法正确的是（　　） A．第一类永动机不可能制成是因为其违反了能量守恒定律 B．热量不可以从低温物体向高温物体传递 C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机 4．(24-25高二下·辽宁葫芦岛六校协作体·期中)下列有关热力学定律的说法正确的是（　　） A．自然界中的能量是不守恒的 B．永动机可以被制成 C．热量不能自发地从低温物体传到高温物体 D．地球上某个地方的温度可能达到零下300 ℃ 5．(24-25高二下·山东青岛即墨区·期中)下列现象违背热力学规律的是（　　） A．热水会自然变凉 B．摩擦物体会使其温度升高 C．内燃机可以将内能全部转化成机械能 D．热量可以从低温物体转移到高温物体上 6．(24-25高二下·黑龙江哈尔滨师范大学附属中学·期中)斯特林循环包括等温膨胀、等容降温、等温压缩和等容加热四个过程，一个完整斯特林循环过程中的关系如图所示。工作气体在热交换器之间来回流动，从而实现内能和机械能的转化。若将工作气体看成理想气体，关于斯特林循环，下列说法正确的是（　　） A．过程中，工作气体吸收的热量等于对外做的功 B．过程中，所有气体分子的动能都减小 C．过程中，工作气体分子平均动能不变 D．过程中，工作气体吸收的热量大于内能的增加量 7．(23-24高二下·山东青岛即墨区·期中)下列现象中能够发生且又不违背热力学第二定律的是（　　） A．一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热 B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能 C．电冰箱通电后把冰箱内低温物体的热量传到箱外高温物体 D．桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离 3 / 23 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $