2025-2026学年高二下学期物理检测：热学（人教版选择性必修第三册第第1章-第3章）

**基本信息** 聚焦高二热学核心知识，原创情境题占比高，通过实验探究与真实问题解决，渗透物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|10/40|热力学第二定律、晶体性质、分子动理论、表面张力、气体速率分布|原创题结合石墨金刚石微观结构、水银滴形态等真实情境，考查物质观念与科学推理| |非选择|5/60|气体实验定律、等温实验探究、马德堡半球、气缸热力学过程|实验题含连通管体积误差分析，综合题融合V-T图像与能量计算，体现科学探究与模型建构|

Sheet1 题号 知识点 分值 难度系数 能力要求 1 热力学第二定律 4 0.65 理解 2 晶体与非晶体的微观结构 4 0.6 理解 3 油膜法估测分子大小实验 4 0.55 应用 4 晶体的双折射现象 4 0.5 了解 5 热现象基本规律 4 0.65 理解 6 布朗运动 4 0.6 理解 7 液体表面张力 4 0.55 理解 8 气体分子速率分布 4 0.5 应用 9 气体膨胀与内能变化 4 0.45 应用 10 气体泻流现象 4 0.4 综合应用 11 探究气体压强与体积关系实验 15 0.5 综合应用 12 气体实验定律应用 8 0.55 应用 13 马德堡半球实验与气体压强 8 0.55 应用 14 理想气体状态方程与内能 13 0.4 综合应用 15 气缸热力学综合问题 16 0.35 综合应用 合计 - 100 - - $ 2025~2026学年（下）高二热学单元测试 物 理 （测试范围：人教版选择性必修三第1章至第3章） 一、 单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．每题有一个选项最符合题意．注　意　事　项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1．本试卷共6页。满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2．答题前，请您务必将自己的姓名、学校、考试号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上规定的位置。 3．请认真核对答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。 4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5 毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 5．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。 1．下列说法中违背热力学第二定律的是 A．机械能可以转化成内能 B．机械能可以全部转化成内能 C．内能可以转化成机械能 D．内能可以全部转化成机械能 【原创】2．石墨和金刚石的微观结构如图所示，两种物质都是由碳原子构成，由于碳原子空间分布不同，石墨和金刚石具有不同的特性．则第2题图 石墨微观结构 金刚石微观结构 A．石墨和金刚石都是晶体 B．石墨和金刚石都是非晶体 C．石墨是晶体，金刚石是非晶体 D．石墨是非晶体，金刚石是晶体 3．关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法正确的是 A．先滴入油酸酒精溶液，后在水面撒上痱子粉 B．待油膜形状稳定后，在玻璃板上描下油膜边缘的形状 C．凡是油膜轮廓线穿过的正方形都要计入油膜的面积 D．使用放置久了的油酸酒精溶液进行实验，会导致测量值偏大 4．如图所示，透过透明体看单眼皮变成了双眼皮，则该透明体是 A．玻璃 B．方解石 C．蜂蜡 D．石英 5．关于热现象，下列说法正确的是 A．热量不可能从低温物体传到高温物体 B．两分子间距离增大，分子势能一定增大 C．高温物体的内能一定比低温物体的内能大 D．布朗运动能够体现液体分子的无规则运动 6．小明在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连起来，如图所示．下列说法正确的是 A．小颗粒的无规则运动，证明水分子运动是无规则的 B．小颗粒沿笔直的折线运动，说明水分子短时间内的运动是规则的 C．小颗粒的无规则运动，证明小颗粒的分子在无规则运动 D．给水加热发现水中小颗粒在翻滚，说明温度越高水分子运动越剧烈第6题图 【原创】7．如图所示，在玻璃的蒸发皿中，较小的水银滴接近球形，较大的水银滴呈扁平形．下列说法正确的是第7题图 A．水银与玻璃是相互浸润的 B．把水银放在细试管中，水银面呈向下弯的凹面 C．较小的水银滴呈球状，是由于液体表面张力的作用 D．把两端开口的细玻璃管插入水银中，管内水银面比管外高 8．一定量的氧气密闭在容积不变的容器中，图中甲、乙图线表示容器中的氧气分子在两种不同温度状态下的速率分布情况． 与状态甲相比，气体在状态乙时 A．温度较低 B．分子势能较小 C．分子数密度较大第9题图 D．分子对器壁的平均作用力较大第8题图 【原创】9．如图所示，礼花筒内封闭有高压气体，打开拉扣时筒内的高压空气迅速 膨胀，将彩带喷向空中，制造出喜庆效果．在高压空气膨胀过程中 A．分子平均动能增大 B．分子势能减小 C．气体内能转化为机械能 D．气体内能增加 【原创】10．如图所示，内有理想气体的绝热刚性容器处于真空中，器壁上开有小孔，当孔径远小于气体分子间碰撞的平均距离时，高速分子更易从小孔逃逸，发生“泻流”现象.一段时间后，下列说法正确的是第10题图 A．由于容器绝热，容器内气体内能不变 B．由于气体对外不做功，容器内气体内能不变 C．容器内气体温度不变 D．此“泻流”现象可用于同位素分离 二、 非选择题：本题共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位． 【原创】11．（15分）某学习小组做“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验．使用的器材有：注射器、气压传感器、数据采集器、计算机等，器材的连接如图甲所示，其中注射器与气压传感器之间由一根塑料连通管连接． （1）实验过程中为保持注射器内气体温度不变，需 ▲ （选填“缓慢”或“快速”）移动注射器的活塞．第11题图甲 （2）实验小组收集的实验数据如表所示，在图中描点作出数据点如图乙所示．分析发现，这些数据点明显偏离期待中的直线，且气体体积越小偏离越 ▲ （选填“大”或“小”）． 次数 V/ml p/×10³Pa 1 4 204.1 2 6 157.2 3 8 120.0 4 10 105.0 5 12 88.9 6 14 78.3 7 16 70.7 第11题图乙 50 100 150 200 250 0.1 0.2 0.3 p/×103Pa V-1/(ml)-1 O （3）小明认为，塑料连通管内的气体体积没有计入是实验数据存在偏差的原因．利用以上实验数据在坐标系中描出各点如图丙所示．第11题图丙 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 5 10 15 p-1/(×10-3Pa-1) V/ml O 20 0.012 0.014 ①请作出图线．分析图线可知塑料连通管 内的气体体积约为 ▲ mL．（结果保留1位 有效数字） ②综合以上实验过程及分析，初步可知：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成 ▲ ． （4）一同学认为，注射器筒壁与活塞之间存在的摩擦也是实验数据存在偏差的原因，你是否同意他的观点？ ▲ ．请简要说明理由： ▲ ． 12．(8分) 有一教室，上午8时温度为17℃，下午2时的温度为27℃.已知T= t +273 K . (1)若教室门窗完全密封，求下午2时与上午8时教室内的压强的比值； (2)若教室门窗完全打开，并假定大气压无变化，求下午2时与上午8时教室内的空气质量的比值． 【原创】13．（8分）如图所示，抽气机的发明者格里克把两个用铜做成的空心半球紧贴在一起，抽出其中部分空气，用两队马才将两个半球拉开，马德堡半球实验证实了大气压的存在，并表明大气压力很大．设半球的半径为R，大气压为p0，抽气机抽出了球内三分之二质量的气体，不计球内空气温度变化．求： （1）抽气后球内空气的压强p；第13题图 （2）能把两个半球拉开的最小拉力的大小F． 14．(13分)题图是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像.已知气体在状态A时的压强pA=1.5×105 Pa，在状态C时的内能为J，一定质量理想气体的内能与其热力学温度成正比.求： (1)气体在状态B时的温度TB；0 T/K V/m3 • 0.4 0.6 A B C TB 200 400 • • 第14题图 (2)气体在状态C时的压强pC； (3)气体从状态A到状态C的过程中吸收的热量Q． 【原创】15．（16分）如图所示，一轻活塞将压强为 p0、高度为L0、温度为2T0的理想气体，密封在底面积为S的圆柱形导热气缸内，气缸内气体温度缓慢降为T0．已知大气压强为 p0，气缸内壁与活塞间的最大静摩擦力为f，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，气体内能U与温度T的关系为U=kT（k为正的常数）．求： （1）活塞开始运动时气体的温度T1； （2）活塞停止运动时气体柱的高度L；第15题图 L0 （3）全过程中气体放出的热量Q． 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025~2026学年（下）高二热学单元测试 物 理 （测试范围：人教版选择性必修三第1章至第3章） 一、 单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．每题有一个选项最符合题意． 1．下列说法中违背热力学第二定律的是 A．机械能可以转化成内能 B．机械能可以全部转化成内能 C．内能可以转化成机械能 D．内能可以全部转化成机械能 【答案】D 【解析】本题考查热力学第二定律的理解。热力学第二定律的核心表述为：不可能从单一热源吸收热量，使之全部转化为机械能而不引起其他变化。 选项A：机械能转化为内能是常见过程（如摩擦生热），符合热力学规律，不违背第二定律。 选项B：机械能可以全部转化为内能（如滑动摩擦力做功将机械能全部转化为内能），该过程没有违背热力学第二定律。 选项C：内能可以转化为机械能（如热机工作过程），只要伴随其他变化（如向低温热源放热）就符合规律，不违背第二定律。 选项D：内能可以不引起其他变化地全部转化为机械能，直接违背了热力学第二定律的开尔文表述，符合题意。 2．石墨和金刚石的微观结构如图所示，两种物质都是由碳原子构成，由于碳原子空间分布不同，石墨和金刚石具有不同的特性．则第2题图 石墨微观结构 金刚石微观结构 A．石墨和金刚石都是晶体 B．石墨和金刚石都是非晶体 C．石墨是晶体，金刚石是非晶体 D．石墨是非晶体，金刚石是晶体 【答案】A 【解析】本题考查晶体与非晶体的微观结构区别。晶体的本质特征是内部原子或分子周期性有序排列，具有固定熔点。 石墨是层状结构，层内碳原子有序排列；金刚石是空间网状结构，碳原子也呈有序排列，二者都是碳原子构成的同素异形体，都属于晶体。 因此选项A正确，B、C、D错误。 3．关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法正确的是 A．先滴入油酸酒精溶液，后在水面撒上痱子粉 B．待油膜形状稳定后，在玻璃板上描下油膜边缘的形状 C．凡是油膜轮廓线穿过的正方形都要计入油膜的面积 D．使用放置久了的油酸酒精溶液进行实验，会导致测量值偏大 【答案】B 【解析】本题考查“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验操作与误差分析。 选项A：实验应先在水面撒痱子粉，再滴入油酸酒精溶液，若先滴溶液后撒粉，会冲散油膜，操作错误。 选项B：待油膜形状稳定后，再在玻璃板上描下油膜边缘，操作正确。 选项C：计算油膜面积时，只有油膜轮廓线穿过且面积超过半格的正方形才计入，不足半格舍去，并非全部计入，说法错误。 选项D：放置久了的油酸酒精溶液，酒精挥发更快，实际油酸浓度大于标注浓度，计算时使用原标注浓度得到的纯油酸体积偏小，根据，测量值偏小，说法错误。 4．如图所示，透过透明体看单眼皮变成了双眼皮，则该透明体是 A．玻璃 B．方解石 C．蜂蜡 D．石英 【答案】B 【解析】本题考查双折射现象。透过透明体看到单眼皮变成双眼皮，本质是透明体产生了双折射现象，双折射是各向异性晶体的特有性质，其中方解石的双折射效应非常显著，会产生两个错位的像，因此观察会出现“单眼皮变双眼皮”的效果。玻璃、蜂蜡都是各向同性，石英的双折射效应远弱于方解石，因此只有方解石符合。 5．关于热现象，下列说法正确的是 A．热量不可能从低温物体传到高温物体 B．两分子间距离增大，分子势能一定增大 C．高温物体的内能一定比低温物体的内能大 D．布朗运动能够体现液体分子的无规则运动 【答案】D 【解析】本题考查热现象基本概念辨析。 选项A：热量可以从低温物体传到高温物体，只要引起其他变化（如电冰箱制冷过程），说法错误。 选项B：当分子间初始距离小于平衡距离，距离增大到的过程中，分子势能减小，因此分子距离增大分子势能不一定增大，说法错误。 选项C：物体内能由物质的量、温度、体积共同决定，高温物体若物质的量很小，内能可能小于低温大物体，说法错误。 选项D：布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，间接体现了液体分子的无规则运动，说法正确。 6．小明在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连起来，如图所示．下列说法正确的是 A．小颗粒的无规则运动，证明水分子运动是无规则的 B．小颗粒沿笔直的折线运动，说明水分子短时间内的运动是规则的 C．小颗粒的无规则运动，证明小颗粒的分子在无规则运动 D．给水加热发现水中小颗粒在翻滚，说明温度越高水分子运动越剧烈第6题图 【答案】A 【解析】本题考查布朗运动的本质。坐标纸上的折线是每隔固定时间记录颗粒位置的连线，不是颗粒的实际运动轨迹。 选项A：布朗运动是水分子无规则碰撞悬浮颗粒的结果，颗粒的无规则运动直接证明水分子运动是无规则的，说法正确。 选项B：折线只是位置的连接，不是颗粒的运动轨迹，无法说明水分子短时间运动规则，说法错误。 选项C：布朗运动是宏观悬浮颗粒的运动，不是颗粒内部分子的运动，说法错误。 选项D：加热后水的对流会带动颗粒翻滚，该运动不是布朗运动，不能由此说明温度越高水分子运动越剧烈，说法错误。 7．如图所示，在玻璃的蒸发皿中，较小的水银滴接近球形，较大的水银滴呈扁平形．下列说法正确的是第7题图 A．水银与玻璃是相互浸润的 B．把水银放在细试管中，水银面呈向下弯的凹面 C．较小的水银滴呈球状，是由于液体表面张力的作用 D．把两端开口的细玻璃管插入水银中，管内水银面比管外高 【答案】C 【解析】本题考查浸润不浸润与液体表面张力。 选项A：水银与玻璃是不浸润的，说法错误。 选项B：水银不浸润玻璃，因此在试管中水银面是向上凸的弯面，不是凹面，说法错误。 选项C：液体表面张力会使液体表面积收缩，较小的水银滴接近球形就是表面张力作用的结果，说法正确。 选项D：水银不浸润玻璃，因此毛细现象中管内水银面比管外低，说法错误。 8．一定量的氧气密闭在容积不变的容器中，图中甲、乙图线表示容器中的氧气分子在两种不同温度状态下的速率分布情况． 与状态甲相比，气体在状态乙时 A．温度较低 B．分子势能较小 C．分子数密度较大 D．分子对器壁的平均作用力较大第8题图 【答案】D第9题图 【解析】本题考查分子速率分布规律与气体状态参量。容器容积不变，气体质量一定，分子速率分布中温度越高，最概然速率向速率更大的方向移动，因此乙的最概然速率更大，说明乙温度更高。 选项A：乙温度更高，说法错误。 选项B：密闭容器中的氧气可视为理想气体，理想气体分子势能恒为0，不随温度变化，说法错误。 选项C：容积不变，分子数不变，分子数密度不变，说法错误。 选项D：乙温度更高，分子平均动能更大，因此分子对器壁的平均作用力更大，说法正确。 9．如图所示，礼花筒内封闭有高压气体，打开拉扣时筒内的高压空气迅速 膨胀，将彩带喷向空中，制造出喜庆效果．在高压空气膨胀过程中 A．分子平均动能增大 B．分子势能减小 C．气体内能转化为机械能 D．气体内能增加 【答案】C 【解析】本题考查绝热膨胀过程的内能变化。高压空气迅速膨胀，可视为绝热过程，气体膨胀对外做功W<0，根据热力学第一定律，内能减小。 选项A：内能减小，温度降低，分子平均动能减小，说法错误。 选项B：高压空气可视为理想气体，分子势能不变，说法错误。 选项C：气体对外做功，内能减少，内能转化为彩带的机械能，说法正确。 选项D：由热力学第一定律可知气体内能减小，说法错误。 10．如图所示，内有理想气体的绝热刚性容器处于真空中，器壁上开有小孔，当孔径远小于气体分子间碰撞的平均距离时，高速分子更易从小孔逃逸，发生“泻流”现象.一段时间后，下列说法正确的是第10题图 A．由于容器绝热，容器内气体内能不变 B．由于气体对外不做功，容器内气体内能不变 C．容器内气体温度不变 D．此“泻流”现象可用于同位素分离 【答案】D 【解析】本题考查“泻流”现象的分析。高速分子更易从小孔逃逸，剩余容器内的气体中低速分子占比更高，分子平均动能减小，温度降低，内能减小。 选项A：分子逃逸后剩余气体内能减小，说法错误。 选项B：分子逃逸出容器，相当于剩余气体对外做功，内能变化，说法错误。 选项C：剩余气体分子平均动能减小，温度降低，说法错误。 选项D：同位素分子质量不同，相同温度下平均动能相同，质量小的分子平均速率更大，更易逃逸，因此泻流可以用于分离同位素，说法正确。 二、 非选择题：本题共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位． 11．（15分）某学习小组做“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验．使用的器材有：注射器、气压传感器、数据采集器、计算机等，器材的连接如图甲所示，其中注射器与气压传感器之间由一根塑料连通管连接． （1）实验过程中为保持注射器内气体温度不变，需 ▲ （选填“缓慢”或“快速”）移动注射器的活塞．第12题图甲 （2）实验小组收集的实验数据如表所示，在图中描点作出数据点如图乙所示．分析发现，这些数据点明显偏离期待中的直线，且气体体积越小偏离越 ▲ （选填“大”或“小”）．第11题图乙 50 100 150 200 250 0.1 0.2 0.3 p/×103Pa V-1/(ml)-1 O 次数 V/ml p/×10³Pa 1 4 204.1 2 6 157.2 3 8 120.0 4 10 105.0 5 12 88.9 6 14 78.3 7 16 70.7 （3）小明认为，塑料连通管内的气体体积没有计入是实验数据存在偏差的原因．利用以上实验数据在坐标系中描出各点如图丙所示．第11题图丙 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 5 10 15 p-1/(×10-3Pa-1) V/ml O 20 0.012 0.014 ①请作出图线．分析图线可知塑料连通管 内的气体体积约为 ▲ mL．（结果保留1位 有效数字） ②综合以上实验过程及分析，初步可知：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成 ▲ ． （4）一同学认为，注射器筒壁与活塞之间存在的摩擦也是实验数据存在偏差的原因，你是否同意他的观点？ ▲ ．请简要说明理由： ▲ ． 【解析】（15分）第11题答图 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 5 10 15 p-1/(×10-3Pa-1) V/ml O 20 0.012 0.014 （1）缓慢（3分） （2）大（3分） （3）①如答图所示（2分） 2（2分，答1~3均得分） ②反比（2分） （4）不同意（1分） 因气体的压强由气压传感器测出， 与摩擦力的存在无关（2分） 12．(8分) 有一教室，上午8时温度为17℃，下午2时的温度为27℃.已知T= t +273 K . (1)若教室门窗完全密封，求下午2时与上午8时教室内的压强的比值； (2)若教室门窗完全打开，并假定大气压无变化，求下午2时与上午8时教室内的空气质量的比值． 【解析】(8分)(1)根据查理定律 （2分） 解得 （2分） (2)法一：根据盖-吕萨克定律 （2分） 气体质量之比为 （1分） 解得 （1分） 法二：根据气体状态方程 （1分） 推导 （1分） 又 （1分） 解得 （1分） 13．（8分）如图所示，抽气机的发明者格里克把两个用铜做成的空心半球紧贴在一起，抽出其中部分空气，用两队马才将两个半球拉开，马德堡半球实验证实了大气压的存在，并表明大气压力很大．设半球的半径为R，大气压为p0，抽气机抽出了球内三分之二质量的气体，不计球内空气温度变化．求：第13题图 （1）抽气后球内空气的压强p； （2）能把两个半球拉开的最小拉力的大小F． 【解析】（8分） （1）抽气机抽三分之二的空气，相当于吸盘内空气体积由V等温变化成为3V，由玻意耳定律得 （2分） 解得 （2分） （2）气体压力作用在每个半球上的等效面积为S （1分） 能拉开半球的拉力 （1分） 解得 （2分） 14．(13分)题图是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像.已知气体在状态A时的压强pA=1.5×105 Pa，在状态C时的内能为J，一定质量理想气体的内能与其热力学温度成正比.求：0 T/K V/m3 • 0.4 0.6 A B C TB 200 400 • • 第14题图 (1)气体在状态B时的温度TB； (2)气体在状态C时的压强pC； (3)气体从状态A到状态C的过程中吸收的热量Q． 【解析】(13分)(1)从状态A到B的过程，由图像知为等压变化，由盖—吕萨克定律 （2分） 解得 （2分） (2)从状态B到C的过程，由图像知为等容变化，由查理定律 （2分） 解得 （2分） (3)根据一定质量理想气体的内能与其热力学温度成正比 解得 （1分） 从状态A到C的过程中内能的变化 （1分） 从状态A到B的过程，气体膨胀对外做功 （1分） 得 （1分） 从状态B到C的过程，等容变化，不做功 从状态A到C的过程，由热力学第一定律 （1分） 得 （2分） 15．（16分）如图所示，一轻活塞将压强为 p0、高度为L0、温度为2T0的理想气体，密封在底面积为S的圆柱形导热气缸内，气缸内气体温度缓慢降为T0．已知大气压强为 p0，气缸内壁与活塞间的最大静摩擦力为f，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，气体内能U与温度T的关系为U=kT（k为正的常数）．求： （1）活塞开始运动时气体的温度T1； （2）活塞停止运动时气体柱的高度L；第15题图 L0 （3）全过程中气体放出的热量Q． 【解析】（16分） （1）活塞开始运动时气体的压强为p1 最终活塞平衡时 （1分） 由查理定律得 （2分） 解得 （1分） （2）活塞停止运动时气体的压强为p2， ，可得p2=p1 （1分） 由盖-吕萨克定律得 （2分） 解得 （2分） （3）由题意可知 （1分） 全过程中外界对气体做功 （2分） 热力学第一定律 （2分） 解得 （2分） 学科网（北京）股份有限公司 $