14.1热学 专项训练-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 以气体实验定律和分子动理论为核心，通过阶梯式题型设计构建"概念辨析-图像分析-综合计算"的热学认知体系，强化科学推理与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |分子动理论|3题（1/5/8）|结合现象辨析分子力、势能及晶体性质|从微观分子行为到宏观物质属性的推理链| |气体状态方程|7题（2/3/4/6/7/9/10）|p-V/T图像分析与多过程状态变化计算|以理想气体模型为基础，串联实验定律与热力学第一定律| |实验探究|2题（11/12）|油膜法与气体压强体积关系的误差分析|通过实验操作深化对分子大小和气体性质的定量认知| |综合应用|3题（13/14/15）|汽缸活塞模型与多气体系统分析|融合受力分析与状态方程，培养复杂问题解决能力|

14.1热学专项训练 2027届高考物理一轮复习 一、单选题 1．下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A．甲图用“油膜法估测分子的大小”，若计算出的分子直径偏小，可能原因是痱子粉撒太多，从而导致油膜未能充分展开 B．乙图食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 C．丙图分子间作用力与分子间距离的关系，分子间距为时，分子势能最小 D．丁图水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银浸润玻璃 2．如图所示，一定质量的理想气体的图像，为内能，为体积，气体从完成一次循环，下列判断正确的是（     ） A．过程，气体从外界吸热 B．过程，所有气体分子速率都在减小 C．过程，气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数不变 D．气体完成一次循环，既不对外界做功，也不与外界发生热交换 3．如图所示，一定质量的理想气体从状态a 经等压过程到达状态b，然后经绝热过程到达状态c，最后经等温过程回到状态a。下列说法正确的是（     ） A．a→b 过程，气体单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子次数减少 B．b→c 过程，气体分子的平均动能增大 C．c→a 过程，气体从外界吸收热量 D．从状态a出发经过图示的一个循环，气体向外界放热 4．密闭容器内一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的变化规律如图中直线AB所示，那么由状态A变化到状态B的过程中（     ） A．气体分子的压强变小 B．气体体积不变 C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力不变 D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数变大 5．如图所示，分子甲固定在A点，分子乙从较远处B点由静止释放，仅在分子力的作用下运动，经过点时速度最大，到达点时速度为零。则分子乙（     ） A．从B点运动到点的过程中，加速度一直减小 B．从B点运动到点的过程中，分子势能先增大后减小 C．从点运动到点的过程中，加速度和分子势能一直增大 D．经过点时，分子力和分子势能均为零 6．如图甲所示，内壁光滑且导热性能良好的汽缸，用活塞封闭一段气体，缓慢放倒后如图乙所示，则此过程中气体（     ） A．压强变大 B．体积变小 C．内能增大 D．从外界吸热 7．用热力学方法可测量当地的重力加速度。如图，粗细均匀且导热性良好的玻璃细管开口向上竖直放置，管内用高度为h的水银柱封闭了长度为的空气柱（视为理想气体）。若在细管中沿管壁再注入一定体积的水银，使水银柱的高度变为2h，则空气柱的长度为。已知水银的密度为，大气压强为，环境温度不变，则当地的重力加速度大小为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．图甲中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量 B．图乙中，用烧热的针刺破棉线某一侧的肥皂膜后，棉线会向着另一侧的肥皂膜收缩，是因为液体表面具有收缩的趋势 C．图丙中，石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是多晶体 D．图丁中，该实验是在模拟气体压强的产生原理 9．某恒压高温报警器的工作原理如图甲所示。导热性能良好的圆柱形汽缸开口向上，用质量为m、横截面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体，封闭气体在初始状态时的体积为V0、温度为300K，随着环境温度缓慢升高，当活塞上表面接触报警器的下端时开始报警，报警前气体由初始状态A变化到某一状态B的V﹣T图像如图乙所示。已知缸外大气压强为p0，开始报警时封闭气体的体积为3V0，气体由初始状态到开始报警的过程中内能的增加量为，重力加速度大小为g，忽略活塞与缸壁间的摩擦。则（     ） A．报警温度为900K B．封闭气体的压强为 C．从状态A变化到状态B，气体对外做的功为 D．从初始状态到开始报警，气体吸收的热量为 10．如图所示，有一竖直放置、上端开口的薄壁玻璃管，其管身上细下粗，上管与下管的横截面积之比为1:2，且上管足够长，下管长度。在下管内用一段长度为的水银柱封闭了一定质量的理想气体。已知初始时封闭气体长度，气体的初始温度，大气压强。现对气体缓慢加热，使其温度升高，直至水银恰好全部进入细管部分。下列说法正确的是（　　） A．缓慢加热的整个过程中，封闭气体的压强始终保持不变 B．初始时，管内气体压强为 C．水银恰好全部进入细管时，管内气体压强 D．水银恰好全部进入细管时，管内气体温度 三、实验题 11．2017年全国物理科学晚会上，一位老师用“吹气千斤顶”把四位高中生顶起来．他用一根带阀门的塑料管连在封闭的正方形塑料薄膜袋上，塑料薄膜袋平摊在教室地面上，如图所示.在塑料薄膜袋的上方平放一块与薄膜袋上表面面积相等的轻质塑料板，让四位学生同时站到与轻质塑料板中心对称的位置上，该老师通过塑料连接管向袋内吹气，直到把四位同学抬到一定高度，薄膜袋一直没有破裂．假设袋内气体可视为理想气体，温度保持不变． (1)下列说法正确的是___________ A．薄膜袋内气体分子平均动能不变 B．薄膜袋内气体的压强是由于气体重力而产生的 C．薄膜袋内气体的体积是所有气体分子的体积之和 D．由于四位学生压迫薄膜袋，袋内气体分子间表现为斥力 (2)表演过程中，该老师对球内气体共做了200J的功，此过程中薄膜袋___________(填“吸收”或“放出”)热量，若某时刻薄膜袋突然爆破，则薄膜袋内的气体内能___________(填“增加”或“减少”)． (3)已知薄膜袋气体的体积为V，密度为p，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，试求薄膜袋内气体的分子个数_____及分子间的平均距离_____． 12．某实验小组使用DIS装置探究“温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”。实验装置如图甲所示，将导热的注射器前端通过软管和压强传感器相连，通过数据采集器在计算机上记录注射器内被封闭气体的压强p，通过注射器自带的刻度读取气体的体积V。 该小组的同学用同一份气体在两种温度下做了探究，并作出图像，如图乙所示，图线a对应的封闭气体温度________（填“大于”“等于”或“小于”）图线b对应的封闭气体温度。此外，两图线均不过原点的原因可能是________。 A．未计入软管中气体的体积 B．实验过程中有漏气现象 C．实验过程中，推拉活塞过快导致气体温度升高 四、解答题 13．水是生命之源，保护水源需要人类共同努力，平时使用完毕后应及时关闭水龙头开关。某水龙头打开1秒钟就有60mL水流出，已知水的摩尔质量为，水的密度，阿伏伽德罗常数。（完成下列计算，结果均保留两位有效数字） (1)估算一个水分子的质量； (2)估算1秒钟内流出的水分子个数。 14．如图所示，一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口，其顶端有一卡环，导热活塞M、绝热活塞N将两部分理想气体A、B封闭在汽缸内。初始时，A、B两部分气体的温度均为，活塞距卡环的距离为0.5L，两活塞的间距为，活塞距汽缸底的距离为3L；现用加热装置（体积忽略不计）缓慢加热气体B，使其温度升高。已知外界大气压为，环境温度为且保持不变，汽缸的横截面积为，两活塞的厚度、质量及活塞与汽缸之间的摩擦均忽略不计。求： (1)活塞M刚好到达卡环处时，气体B的温度； (2)当气体B温度达到时，卡环对活塞的作用力大小。 15．某实验小组利用带有活塞的气缸研究理想气体的状态变化规律，活塞与缸壁间摩擦不计，外界大气压强恒为。初始时，缸内封闭有一定质量的氮气（视为理想气体），体积，温度。实验小组先对气缸缓慢加热，使氮气膨胀至状态B，此过程中活塞可自由移动，测得此时温度，然后固定活塞位置，使氮气冷却至状态C，此时温度恢复为。 (1)求状态B时氮气的体积； (2)求状态C时氮气的压强。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A A D C D A BD AC BD 11． （1）A （2）放出 减小 （3） 12． 大于 A 13．(1) (2) 【详解】（1）每个水分子的质量为 代入数据解得 （2）1秒钟内流出的水分子个数为 代入数据解得 14．(1) (2) 【详解】（1）在活塞到达卡环前，活塞质量忽略不计，受力平衡，所以气体的压强始终为 活塞导热，环境温度保持为，因此气体始终满足等温变化，即 对气体由理想气体状态方程知，因其压强和温度都不变，所以体积不变。故两活塞间距始终为，即活塞、一起上升。初态时气体的高度为，当活塞恰好到达卡环时，活塞上升了，因此活塞也上升了，于是气体的高度变为 又由于活塞质量忽略不计，始终受力平衡，所以在这一阶段 即气体做等压膨胀。由盖吕萨克定律， 代入，得。 （2）从活塞刚好顶到卡环开始继续加热，活塞位置固定不动。设此时两活塞间距离为，则气体的体积为 由于气体始终与环境通过导热活塞保持热平衡，所以它做等温变化。以活塞刚碰到卡环时为初态，有 故 而活塞受力平衡，所以 此时气体的高度为 所以体积为 对气体，取活塞刚碰到卡环时为初态，彼时，， 末态时 由理想气体状态方程，有 代入，得 解得 因此末态气体的压强为 再对活塞受力分析：下方气体对它向上的压力为，上方大气对它向下的压力为，卡环对它向下的作用力为。由平衡条件 所以 因此。 15．(1) (2) 【详解】（1）过程中活塞可自由移动，气体压强始终等于外界大气压，为等压变化 根据盖-吕萨克定律   解得 （2）求状态气体压强 过程中活塞位置固定，气体体积不变，为等容变化 根据查理定律   由题意可知， 代入可解得 学科网（北京）股份有限公司 $