热学练习卷一 - 2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 聚焦热学核心内容，通过20道单选、2个实验、5道解答题，覆盖分子动理论、气体定律及热力学定律，实验题注重操作与误差分析，解答题结合汽缸、U形管等模型，培养科学思维与探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|20题|分子动理论（1-5、7）、气体状态变化（6、8-15）、热力学定律（18-20）|以辨析题为主，强化物理观念，如分子势能变化（1B）、p-V图像分析（6）| |实验题|2题|油膜法测分子直径（21）、气体等温变化（22）|注重科学探究，含操作排序（21(1)）、误差分析（21(4)）| |解答题|5题|气体压强计算（23）、热力学第一定律（24）、理想气体状态方程（25-27）|结合实际情境（水下机器人、汽缸系统），突出模型建构与科学推理，如U形管气体压强（23）|

热学练习卷 考察范围：分子动理论，气体、固体和液体，热力学定律 一、单选题 1．下列说法正确的是（    ） A．已知一个水分子的体积和水蒸汽的摩尔体积，可以计算出阿伏加德罗常数 B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加 C．布朗运动说明花粉分子在永不停息地做无规则运动 D．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果 【答案】B 【详解】A．水蒸气分子间间隙极大，水蒸气的摩尔体积是1mol水蒸气分子整体占据的空间体积，远大于1mol水分子的实际总体积，因此仅知道单个水分子体积和水蒸气摩尔体积，无法计算阿伏加德罗常数，故A错误； B．100℃的水变为100℃的水蒸气，温度不变，因此分子平均动能不变，该过程需要吸热，内能增加，而内能为分子动能与分子势能之和，因此分子间势能增加，故B正确； C．布朗运动是悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动，它间接反映了液体分子的无规则运动，不是花粉分子本身的运动，故C错误； D．足球充足气后很难压缩，是因为足球内部气体压强大于外界大气压，压缩时需要克服气体的压力，气体分子间距远大于分子力作用范围，分子间斥力可以忽略，与分子斥力无关，故D错误。 故选B。 2．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．水难被压缩，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 D．当分子间表现为引力时，分子距离越大，分子势能越大 【答案】D 【详解】A．分子永不停息做无规则热运动，-2℃的冰中水分子仍在进行热运动，仅热运动剧烈程度降低，不会停止，故A错误； B．沸水中胡椒粉的翻滚是水的对流带动的宏观机械运动，不属于液体分子无规则撞击悬浮微粒产生的布朗运动，无法说明温度越高布朗运动越剧烈，故B错误； C．分子间同时存在引力和斥力，水难被压缩是因为压缩时分子间距减小，斥力比引力增长更快，宏观表现为斥力，并非只有斥力没有引力，故C错误； D．当分子间表现为引力时，分子间距（为分子间平衡距离），此时增大分子间距，分子引力做负功，分子势能随分子间距增大而增大，故D正确。 故选D。 3．关于下图，说法正确的是（　　） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B．由图乙可知，该实验是在模拟气体压强的产生原理 C．由图丙可知，当分子间的距离为时，分子间既没有引力也没有斥力 D．由图丁可知，微粒越大，布朗运动越明显 【答案】B 【详解】A．由分子热运动的速率的分布特点可知，分子热运动的速率分布呈现“中间多，两头少”的规律，且随温度升高，大部分分子热运动的速率增大，由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高，故A错误； B．图乙中，连续倾倒的黄豆不断撞击秤盘，使秤盘受到持续的压力，该实验模拟的是：气体分子频繁碰撞器壁产生持续压强的原理，故B正确； C．由图丙可知，当分子间的距离为时，分子间既有引力也有斥力，且引力和斥力大小相等，方向相反，分子力表现为零，故C错误； D．由图丁可知，固体微粒越小，布朗运动越明显，故D错误。 故选B。 4．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．布朗运动是液体分子的无规则运动 B．温度升高，所有分子的运动速率都增大 C．分子间同时存在引力和斥力，且都随距离增大而减小 D．的物体内能为零 【答案】C 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，并非液体分子本身的运动，故A错误； B．温度是分子平均动能的标志，温度升高时分子平均速率增大是统计规律，存在部分分子运动速率减小的情况，并非所有分子运动速率都增大，故B错误； C．分子间同时存在引力和斥力，二者均随分子间距离的增大而减小，且斥力减小的速度更快，故C正确； D．内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，分子永不停息做无规则热运动，任何温度下物体都具有内能，的物体内能不为零，故D错误。 故选C。 5．关于下列四幅插图，以下说法不正确的是（     ） A．图甲中小炭粒在水中的运动位置连线图说明了液体分子在做无规则运动 B．图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明云母片是晶体 C．图丙为食盐晶体的微观结构，具有空间上的周期性 D．丁图中左图是毛细现象，而右图不是毛细现象 【答案】D 【详解】A．图甲中小炭粒在水中的运动位置连线图说明了小炭粒在做无规则运动，间接说明水分子在做无规则运动，故A正确； B．图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明云母各向异性，是晶体，故B正确； C．图丙为食盐晶体的微观结构，说明晶体排列具有空间上的周期性，故C正确； D．丁图中左图和右图均是毛细现象。左图毛细现象为浸润液体会在细管（毛细管）中自动上升的现象，右图毛细现象为不浸润液体则自动下降的现象，故D错误。 故选D。 6．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 【答案】A 【详解】A． 过程中，气体体积增大，外界对气体做负功；同时气体内能增大，根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，故A正确； B．过程中，气体内能减少、温度降低。气体的平均分子速率减小，但不是所有分子的分子速率都减小。故B错误； C．过程中，气体体积减小、内能保持不变，为等温压缩。气体压强增大，微观表现为气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数增加，故C错误； D． 循环回到初始状态，总内能变化；整个循环中，气体体积膨胀阶段对外做功，大于体积压缩阶段外界对气体做的功，总效果是气体对外做功，。结合得，气体需要从外界吸热。故D错误。 故选A。 7．下列说法错误的是（　　） A．物体的内能是物体所有分子热运动的动能和分子间的势能之和 B．布朗运动是液体分子或者气体分子的热运动 C．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的 D．一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加 【答案】B 【详解】A．根据内能的定义，物体的内能是物体内所有分子热运动的动能和分子间势能的总和，故A正确，不符合题意； B．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体（或气体）分子无规则热运动的间接反映，并非分子本身的热运动，故B错误，符合题意； C．浅层海水和深层海水存在温度差，可作为热机的高低温热源，能将海水的一部分内能转化为机械能，不违背热力学定律，故C正确，不符合题意； D．气体压强由分子平均动能、单位时间单位面积的碰撞次数共同决定。压强不变时，温度降低会使分子平均动能减小，单次碰撞对器壁的冲量减小，因此单位时间单位面积的平均碰撞次数必须增加才能维持压强不变，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为7℃，B中气体温度为63℃，现将A的温度降低10℃，为使液柱不移动，则需将B气体温度怎样改变（　　） A．将B气体温度降低15℃ B．将B气体温度降低12℃ C．将B气体温度降低10℃ D．将B气体温度升高15℃ 【答案】B 【详解】液柱不移动，对A、B两容器中的气体都为等容变化，且初、末状态分别对应压强相等，对A容器中的气体，温度降低由 则气体压强减小，为使液柱不移动，B容器中的气体压强也要减小，温度也要降低 对A容器中的气体 对B容器中的气体 联立解得 故将B气体温度降低 故选B。 9．如图所示，汽缸内封闭的一定质量的理想气体，经历了a→b→c→a一个完整循环过程，其p-V图像如图所示。已知a→b过程图线为双曲线的一部分，下列说法正确的是（     ） A．气体在状态a时的体积为2V0 B．a→b过程中，外界对气体所做的功等于气体向外界放出的热量 C．b→c过程中，气体对外界所做的功为3p0V0 D．c→a过程中，气体向外界放出的热量小于气体内能的减少量 【答案】B 【详解】A．由题意可知，过程图线为双曲线的一部分，对于一定质量的理想气体，这意味着（常数），即该过程为等温过程，故 根据玻意耳定律有， 由图可知，， 代入解得，故A错误； B．过程中，气体温度不变，理想气体内能只与温度有关，故内能不变，即。气体体积减小，外界对气体做功。根据热力学第一定律 可得，即气体向外界放出的热量等于外界对气体所做的功，故B正确； C．由图可知过程为等容过程，故 过程为等压膨胀过程，气体对外界所做的功，故C错误； D．过程中，气体体积不变，外界对气体不做功，即。压强减小，温度降低，内能减少。根据热力学第一定律 可知，即气体向外界放出的热量等于气体内能的减少量，故D错误。 故选B。 10．如图甲是‘小型潜艇—浮沉子’的模型。现用手挤压塑料瓶或改变塑料瓶内温度等方式可以使小瓶下沉到底部；然后保持气体温度不变，松开塑料瓶后，小瓶缓慢上浮。假如塑料瓶内液面上方的气体从状态A开始，经历A→B→C→A循环回到A状态，其压强p随体积倒数变化的图像如图乙所示，其中AB的反向延长线过原点O，BC为双曲线，CA与横轴平行。所有气体视为理想气体，下列关于塑料瓶内液面上方气体的分析正确的是（　　） A．A→B过程气体内能增大 B．挤压塑料瓶时，小玻璃瓶下沉的主要原因是塑料瓶中液面上方气体压强减小 C．C→A过程塑料瓶内气体温度升高 D．A→B→C→A全过程气体从外界吸收热量 【答案】C 【详解】A．在A→B过程中，AB的反向延长线过原点O，说明与成正比，即 这是等温过程，理想气体的内能只与温度有关，温度不变，所以内能不变，故A错误； B．挤压塑料瓶时，塑料瓶中气体体积减小，气体压强增大，故B错误； C．由图像可知，过程是等压过程，V与T成正比，气体体积增大，所以气体的温度升高，故C正确； D．在过程中，气体体积减小，外界对气体做功，在过程中，气体体积增大，气体对外界做功。两个过程中气体体积变化量大小相同，且根据图像可知，过程压强大于过程压强，则外界对气体做功大于气体对外界做功，即 全过程回到初始状态A，内能变化 根据热力学第一定律 可得，所以全过程气体放出热量，故D错误。 故选C。 11．一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与玻璃管壁间的摩擦力，不考虑温度的变化。下列说法正确的是（     ） A．被封闭气体的压强 B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为 D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 【答案】C 【详解】A．对整体（玻璃管、水银），由牛顿第二定律得 对水银柱有 联立解得，故A错误； B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体压强 根据玻意耳定律有 联立解得，故B错误； C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，则封闭气体压强 根据查理定律，可知现在的温度与原来温度之比，故C正确； D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，对水银柱有 封闭气体做等温变化，则有 联立解得，故D错误。 故选C。 12．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始经、、三个过程回到原状态。已知ab反向延长线过O点，气体在状态a、b的压强分别为、，对于该气体，下列说法正确的是（     ） A．过程中，气体对外界做正功 B．气体在状态a时体积最大 C．气体从外界吸热 D．三角形abc的面积等于该过程气体对外做的功 【答案】C 【详解】A．过程中，气体做等压变化，由可知温度降低，体积减小，可知外界对气体做正功，故A错误； B．为等温变化，压强减小，根据可得体积变大，有 为等容变化，可知，可知气体在状态时体积最大，故B错误； C．为等温变化，内能不变，压强减小，体积变大，可得气体对外界做正功，即，根据热力学第一定律 可得，即气体从外界吸热，故C正确； D．气体循环在图像中与坐标轴所围成的面积等于气体做功大小，而题中给出的是图像，故D错误。 故选C。 13．如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（　　） A．a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小 B．a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 C．b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加 D．b→c过程，外界对气体做功，温度升高，内能增加 【答案】D 【详解】AB．a→b过程，温度降低，压强不变。气体分子的平均速率减小，但并不是所有气体分子的运动速率都减小，则分子撞击容器壁的平均作用力减小，又因为压强不变，因此单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加，故AB错误； CD．把该图像转化为图像如图 b→c过程，图像上的点与坐标原点连线斜率增加，根据 可知气体体积减小，外界对气体做功，温度升高，内能增加，故C错误，D正确。 故选D。 14．如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断中正确的是（　　） A．A→B过程温度升高，压强变大 B．B→C过程体积不变，压强变大 C．B→C过程体积不变，压强变小 D．C→D过程体积变小，压强变小 【答案】C 【详解】A．A→B过程温度升高，根据可得，可知压强不变，A错误； BC．B→C过程体积不变，因B点与O点连线的斜率小于C点与O点连线的斜率，可知C点的压强比B点小，可知B→C过程压强变小，B错误，C正确； D．C→D过程体积变小，因D点与O点连线的斜率小于C点与O点连线的斜率，可知C点的压强比D点小，可知C→D过程压强变大，D错误。 故选C。 15．一定质量理想气体体积随摄氏温度变化的图像如图所示，过程为，图线与图线均与纵轴平行，则下列判断正确的是（　　） A．从到过程，气体对容器壁单位面积的作用力减小 B．从到过程，气体放出热量等于外界对气体做功 C．从到过程，所有气体分子的动能增大 D．从到过程，气体分子数密度增大 【答案】B 【详解】A．从到过程为等压过程，气体压强不变，可知气体对容器壁单位面积的作用力不变，A错误； B．从到过程，气体温度不变，内能不变；体积减小，则外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量等于外界对气体做功，B正确； C．从到过程，气体温度升高，气体分子的平均动能变大，但并非所有气体分子的动能都增大，C错误； D．从到过程，气体体积变大，则分子数密度减小，D错误。 故选B。 16．下列说法正确的是（　　） A．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征 B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 C．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体 【答案】A 【详解】A．液晶属于特殊的中间态物质，既具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故A正确； B．单晶体和多晶体都属于晶体，晶体均有固定的熔点，因此多晶体也有固定熔点，故B错误； C．液体表面张力的方向始终与液面相切，并非与液面垂直指向液体内部，故C错误； D．金属属于多晶体，多晶体整体表现为各向同性，但其有固定的熔点，属于晶体，故D错误。 故选A。 17．如图甲所示为光在方解石中呈现的双折射现象，图乙为两端开口的玻璃管插入水槽中形成的现象，下列说法正确的是（　　） A．由图甲的信息可以推断方解石具有规则的几何外形 B．由图乙可知玻璃对水分子的吸引力小于水分子之间的吸引力 C．换用更粗的玻璃管，图乙中内外的液面差会变大 D．若将玻璃管插入水银中可能形成图丙所示的情形 【答案】A 【详解】A．图甲中光通过方解石发生双折射，说明方解石是各向异性的单晶体，因此可以推断方解石具有规则几何外形，A正确； B．图乙是水浸润玻璃的毛细现象，浸润的成因是：固体对液体分子的吸引力（附着力）大于液体分子之间的吸引力（内聚力），因此玻璃对水分子的吸引力大于水分子间的吸引力，B错误； C．毛细现象中，换用更粗的玻璃管，内外的液面差会变小，C错误； D．水银不浸润玻璃，将玻璃管插入水银中时，管内水银面会低于管外液面，只形成凸形弯月面 图丙中管内液面高于管外，不符合实际，D错误。 故选A。 18．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．对物体做功，可以改变物体的内能 B．物体的温度越高，其含有的热量就越多 C．物体内能增大，温度一定升高 D．热传递过程中，温度一定是从高温物体传递给低温物体 【答案】A 【详解】A．改变物体内能的两种途径是做功和热传递，对物体做功可以改变物体的内能，比如摩擦生热可使物体内能升高，A正确； B．热量是热传递过程中转移内能的量度，属于过程量，不能表述为物体“含有”热量，对同一物体而言，温度越高内能越大，而非含有的热量越多，B错误； C．物体内能增大时温度不一定升高，比如晶体熔化过程中持续吸热、内能增大，但温度保持熔点不变，C错误； D．热传递过程中传递的是热量而非温度，热量自发从高温物体转移到低温物体，D错误。 故选A。 19．关于热力学定律的说法正确的是（　　） A．第一类永动机设计思想违背了能量守恒定律 B．史上用“从单一高温热库吸热全部用来做功”思想来设计的永动机称为第一类永动机 C．热力学第二定律认为，热量永远不可能从低温物体传到高温物体 D．热平衡定律是指做功和热传递在改变物体内能时是等效的 【答案】A 【详解】A．第一类永动机指机械效率大于100%的机械，其设计思想违背了能量守恒定律，故A正确； B．史上用”从单一高温热库吸热全部用来做功“思想来设计的永动机称为第二类永动机，故B错误； C．热力学第二定律认为，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，当有外界影响时，热量仍然能够从低温物体传递给高温物体，故C错误； D．热平衡定律是指温度相等的两个热力学系统之间不发生热传递，故D错误。 故选A。 20．下列有关物理学知识说法正确的是（　　） A．当分子间表现为斥力时，分子势能总是随分子间距离的减小而增大 B．随着科技的发展，我们可以将气体的温度降到绝对零度 C．随着科技的发展，热机的燃料使用效率可以达到100% D．冰箱的制冷系统能把冰箱内的热量传到外界，说明热量可以自发地从低温物体传递到高温物体 【答案】A 【详解】A．当分子间表现为斥力时（即分子间距小于平衡距离），分子势能随距离减小而增大，因为此时分子力做负功，势能增加，故A正确； B．根据热力学第三定律，绝对零度（0 K）无法通过有限步骤达到，故B错误； C．根据热力学第二定律（卡诺定理），热机效率不可能达到100%，故C错误； D．热量从低温物体传到高温物体需外界做功，不能自发进行，故D错误。 故选A。 二、实验题 21．某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 (1)请选出需要的操作，并按正确操作的先后顺序排列起来：D___________（用字母符号表示，第一步已经给出）。 A．      B．        C． D．               E．                   F． (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________。 A．对油酸溶液起到稀释作用 B．有助于测量一滴油酸的体积 C．有助于油酸的颜色更透明便于识别 D．可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓 (3)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有1mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上，如图所示共有62个小格。油酸分子的直径_________m。（结果保留1位有效数字） (4)在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏大，则可能的原因有__________（多选）。 A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 C．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴 (5)某同学利用所学知识和查阅的数据估算油酸分子直径。他把油酸分子看成紧密排列的球体，查阅得知油酸的密度，油酸的摩尔质量，取阿伏加德罗常数为，则油酸分子的直径约为_________（用本问中字母表示）。 【答案】(1)BFEC (2)A (3) (4)AD (5) 【详解】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是：ADBFEC，由于题干要求从D开始，故填BFEC。 （2）油酸溶于酒精，故酒精溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用，降低油酸表面张力，便于扩散，且控制油酸用量便于形成单分子层。 故选A。 （3）通过数油膜在纸上的格数可知，共有62个小格，则油膜占有的面积为 一滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积为 所以油酸分子的直径为 （4）A．如果水面上爽身粉撒得较多，导致油膜没有充分展开，测得的油膜面积会偏小，则由可知，测出的分子直径结果偏大，故A正确； B．油酸酒精溶液配制时间较长，酒精挥发较多，则溶液浓度增大，计算代入的浓度小于真实值，所以得到的分子直径将偏小，故B错误； C．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理，测得油膜面积偏大，由可知，测出的分子直径结果偏小，故C错误； D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴，则测得纯油酸的体积偏大，所以由可知，测出的分子直径结果偏大，故D正确。 故选AD。 （5）把油酸分子看作一个个球体紧密排列，设一个分子的体积为，则有 又因为 联立解得油酸分子的直径约为 22．某实验小组用图甲所示实验装置进行“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)关于该实验的操作、下列说法正确的是（　　） A．在柱塞上涂抹润滑油目的是为了减小摩擦，无其它作用 B．实验时应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换 C．实验不需要测量柱塞的横截面积，也能得到被封闭气体的体积变化关系 (2)如图乙所示，实验小组同学从状态缓慢上拉柱塞，使其到达状态（体积为）。若此时突然提升柱塞，使其快速到达体积，则此时可能对应下图中的状态________（填“”“”或“”），图中、、为同一等温线上的点； (3)实验小组绘制了图像，发现当气体压强增大到一定值后，实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若该偏离是由于实验过程中，注射器中气体出现漏气现象导致的，则描绘的图线可能如图丙的________（填“①”或“②”）所示。 【答案】(1)C (2) (3)② 【详解】（1）A．在柱塞上涂抹润滑油的主要目的是封闭气体，防止漏气，同时也有减少摩擦的作用，故A错； B．本实验要求气体温度保持不变，快速推拉柱塞会导致气体来不及与外界充分热交换，使其温度发生变化，不满足等温条件，正确操作应是缓慢移动柱塞，故B错误； C．实验中被封闭气体在柱塞内的部分可视为圆柱体，体积，其中为柱塞的横截面积，为空气柱长度，柱塞的横截面积不变，，因此可以通过空气柱长度的变化来反映体积的变化，不需要测量柱塞的横截面积，故C正确； 故选C。 （2）突然快速提升柱塞至，气体体积瞬间增大，气体对外做功，而该过程极短，来不及从外界吸热，导致气体内能减小，温度降低。 由，相同体积，压强越低，温度越低，因此图中在时，，因此填。 （3）等温变化应满足（常数），因此对于图像，图像是一条过原点的直线，斜率，当漏气时封闭气体的质量减小，即物质的量减小，斜率随之逐渐减小，图线会向下弯曲并逐渐平缓，因此填②。 三、解答题 23．如图所示，粗细均匀的导热良好的U形玻璃管竖直放置，左管口封闭，右端开口，左、右管中分别有长度分别为40cm和5cm的水银柱A和B。右管上端有一活塞，A与B间、B与活塞间各封闭一段长分别为10 cm和7 cm的空气柱a、b，此时空气柱b中气体压强为75 cmHg，A水银柱下表面与B水银柱下表面平齐。右管足够长，环境温度不变。 (1)求此时空气柱a的压强； (2)若将活塞缓慢向上提，至左管顶对水银柱A的压强为0，求活塞向上移动的距离。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据题意可知，此时空气柱a的压强 解得 （2）设玻璃管横截面积为S，左管顶对水银柱A的压强为0，此时空气柱a的压强 且 a气体等温变化 b气体等温变化 联立解得活塞移动的距离 24．如图所示，P、Q是两个质量和厚度均不计的活塞，可在竖直固定的两端开口的汽缸内无摩擦地滑动，其面积分别为S1=5cm2、S2=1cm2，它们之间用一根长为、质量m=2kg细杆连接，静止时汽缸中气体的温度T1=600K，活塞P下方气柱（较粗的一段气柱）长为d=12cm，已知大气压强p0=1×105Pa，g=10m/s2，缸内气体可看作理想气体，活塞在移动过程中不漏气。 (1)求活塞静止时汽缸内气体的压强； (2)若缸内气体的温度逐渐降为T2=300K，且该过程中缸内气体的内能减小16J，求： a.活塞下移的距离h； b.气体放出的热量Q。 【答案】(1)1.5×105Pa (2)a.，b.-20.8J，放出热量20.8J 【详解】（1）对两个活塞的整体受力分析可得     解得p=1.5×105Pa （2）由以上分析可知逐渐降温的过程中活塞始终受力平衡，内部气体为等压变化，则 其中， 解得 活塞下降的过程对内部气体用热力学第一定律得 其中 解得Q=-20.8J 即放出热量为20.8J。 25．某科技学习小组组装的水下机器人，是通过控制弹性气囊的收缩和扩张，使其下沉或上浮，其工作原理如图所示。初始时，弹性气囊中气体的压强为p0，体积为V0。气囊中的气体可视为理想气体，温度保持不变。 (1)需要水下机器人下沉时，关闭阀门，缓慢收缩气囊（气囊内气体质量不变），当气囊内气体的体积变为0.5V0时，求气囊内气体压强； (2)需要水下机器人上浮时，打开阀门，使外界气体（可视为理想气体）缓慢充入气囊，最终气囊内气体压强变为1.2p0，体积变为1.5V0，求此时气囊内气体质量和初始时气囊内气体质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）当气囊内气体的体积变为时，设气囊内气体压强为， 由玻意耳定律得   解得 （2）初始时气囊内气体的压强为，体积为。设当此部分气体压强变为时，气体体积变为，由玻意耳定律得   解得   当压强都为时，气体质量和体积成正比，则此时气囊内气体质量和初始时气囊内气体质量之比为   联立解得 26．如图所示，两个固定的导热良好的汽缸放置在竖直平面，用一硬质轻杆连接两活塞，活塞a、b面积分别为、，质量分别为、，汽缸通过一带阀门的细管连通，最初阀门关闭，A内有理想气体，B内为真空。两活塞分别与各自汽缸底相距，活塞静止。（不计摩擦，细管体积可忽略不计，设环境温度为保持不变，外界大气压为）。求： (1)保持阀门关闭，A内气体的压强？ (2)将阀门打开，足够长时间后，a活塞距离汽缸底部的距离是多少？ (3)重新将阀门关闭，用温水水浴给A汽缸中气体缓慢加热，活塞回到原位处A中气体温度是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对两活塞整体，根据平衡条件有 解得 （2）打开阀门后足够长时间，A、B中气体压强相同为，对两活塞整体分析 解得 对原A内气体分析，设活塞下降距离为x，由等温变化得 联立解得 所以a活塞距离汽缸底部距离为。 （3）对B中气体分析，设活塞回到原位置B内气体压强为，由等温变化得 设活塞回到原来位置A内气体压强为，对活塞整体分析有 对A中气体分析，由理想气体状态方程得 联立解得 27．如图所示，一定质量的气体放在体积为的导热容器中，有一光滑导热活塞（体积忽略不计）将容器分成、两室， 室的体积是室的三倍，室容器上连接有一管内体积不计的足够长的形管（形管各部分横截面积相同），两侧水银柱高度差为， 室容器可通过一阀门与大气相通。已知外界大气压，容器放在恒温的环境中，容器中的温度始终和外界保持一致。 (1)此时室内气体压强是多少？ (2)将阀门打开，稳定后，室内气体的体积变为多少？ (3)若打开阀门稳定后，用外力将活塞缓慢地拉到容器最左端，则形管两侧水银的高度差是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）室内气体初态压强 解得 （2）初态室内气体体积 将阀门打开，稳定后，室内气体压强，由玻意耳定律得 解得此时室的体积为 （3）若打开阀门稳定后，用外力将活塞缓慢地拉到容器最左端，室内气体体积 由玻意耳定律得 又， 解得形管两侧水银的高度差 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 热学练习卷 考察范围：分子动理论，气体、固体和液体，热力学定律 一、单选题 1．下列说法正确的是（    ） A．已知一个水分子的体积和水蒸汽的摩尔体积，可以计算出阿伏加德罗常数 B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加 C．布朗运动说明花粉分子在永不停息地做无规则运动 D．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果 2．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．水难被压缩，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 D．当分子间表现为引力时，分子距离越大，分子势能越大 3．关于下图，说法正确的是（　　） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B．由图乙可知，该实验是在模拟气体压强的产生原理 C．由图丙可知，当分子间的距离为时，分子间既没有引力也没有斥力 D．由图丁可知，微粒越大，布朗运动越明显 4．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．布朗运动是液体分子的无规则运动 B．温度升高，所有分子的运动速率都增大 C．分子间同时存在引力和斥力，且都随距离增大而减小 D．的物体内能为零 5．关于下列四幅插图，以下说法不正确的是（     ） A．图甲中小炭粒在水中的运动位置连线图说明了液体分子在做无规则运动 B．图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明云母片是晶体 C．图丙为食盐晶体的微观结构，具有空间上的周期性 D．丁图中左图是毛细现象，而右图不是毛细现象 6．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 7．下列说法错误的是（　　） A．物体的内能是物体所有分子热运动的动能和分子间的势能之和 B．布朗运动是液体分子或者气体分子的热运动 C．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的 D．一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加 8．如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为7℃，B中气体温度为63℃，现将A的温度降低10℃，为使液柱不移动，则需将B气体温度怎样改变（　　） A．将B气体温度降低15℃ B．将B气体温度降低12℃ C．将B气体温度降低10℃ D．将B气体温度升高15℃ 9．如图所示，汽缸内封闭的一定质量的理想气体，经历了a→b→c→a一个完整循环过程，其p-V图像如图所示。已知a→b过程图线为双曲线的一部分，下列说法正确的是（     ） A．气体在状态a时的体积为2V0 B．a→b过程中，外界对气体所做的功等于气体向外界放出的热量 C．b→c过程中，气体对外界所做的功为3p0V0 D．c→a过程中，气体向外界放出的热量小于气体内能的减少量 10．如图甲是‘小型潜艇—浮沉子’的模型。现用手挤压塑料瓶或改变塑料瓶内温度等方式可以使小瓶下沉到底部；然后保持气体温度不变，松开塑料瓶后，小瓶缓慢上浮。假如塑料瓶内液面上方的气体从状态A开始，经历A→B→C→A循环回到A状态，其压强p随体积倒数变化的图像如图乙所示，其中AB的反向延长线过原点O，BC为双曲线，CA与横轴平行。所有气体视为理想气体，下列关于塑料瓶内液面上方气体的分析正确的是（　　） A．A→B过程气体内能增大 B．挤压塑料瓶时，小玻璃瓶下沉的主要原因是塑料瓶中液面上方气体压强减小 C．C→A过程塑料瓶内气体温度升高 D．A→B→C→A全过程气体从外界吸收热量 11．一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与玻璃管壁间的摩擦力，不考虑温度的变化。下列说法正确的是（     ） A．被封闭气体的压强 B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为 D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 12．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始经、、三个过程回到原状态。已知ab反向延长线过O点，气体在状态a、b的压强分别为、，对于该气体，下列说法正确的是（     ） A．过程中，气体对外界做正功 B．气体在状态a时体积最大 C．气体从外界吸热 D．三角形abc的面积等于该过程气体对外做的功 13．如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（　　） A．a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小 B．a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 C．b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加 D．b→c过程，外界对气体做功，温度升高，内能增加 14．如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断中正确的是（　　） A．A→B过程温度升高，压强变大 B．B→C过程体积不变，压强变大 C．B→C过程体积不变，压强变小 D．C→D过程体积变小，压强变小 15．一定质量理想气体体积随摄氏温度变化的图像如图所示，过程为，图线与图线均与纵轴平行，则下列判断正确的是（　　） A．从到过程，气体对容器壁单位面积的作用力减小 B．从到过程，气体放出热量等于外界对气体做功 C．从到过程，所有气体分子的动能增大 D．从到过程，气体分子数密度增大 16．下列说法正确的是（　　） A．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征 B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 C．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体 17．如图甲所示为光在方解石中呈现的双折射现象，图乙为两端开口的玻璃管插入水槽中形成的现象，下列说法正确的是（　　） A．由图甲的信息可以推断方解石具有规则的几何外形 B．由图乙可知玻璃对水分子的吸引力小于水分子之间的吸引力 C．换用更粗的玻璃管，图乙中内外的液面差会变大 D．若将玻璃管插入水银中可能形成图丙所示的情形 18．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．对物体做功，可以改变物体的内能 B．物体的温度越高，其含有的热量就越多 C．物体内能增大，温度一定升高 D．热传递过程中，温度一定是从高温物体传递给低温物体 19．关于热力学定律的说法正确的是（　　） A．第一类永动机设计思想违背了能量守恒定律 B．史上用“从单一高温热库吸热全部用来做功”思想来设计的永动机称为第一类永动机 C．热力学第二定律认为，热量永远不可能从低温物体传到高温物体 D．热平衡定律是指做功和热传递在改变物体内能时是等效的 20．下列有关物理学知识说法正确的是（　　） A．当分子间表现为斥力时，分子势能总是随分子间距离的减小而增大 B．随着科技的发展，我们可以将气体的温度降到绝对零度 C．随着科技的发展，热机的燃料使用效率可以达到100% D．冰箱的制冷系统能把冰箱内的热量传到外界，说明热量可以自发地从低温物体传递到高温物体 二、实验题 21．某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 (1)请选出需要的操作，并按正确操作的先后顺序排列起来：D___________（用字母符号表示，第一步已经给出）。 A．      B．        C． D．               E．                   F． (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________。 A．对油酸溶液起到稀释作用 B．有助于测量一滴油酸的体积 C．有助于油酸的颜色更透明便于识别 D．可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓 (3)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有1mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上，如图所示共有62个小格。油酸分子的直径_________m。（结果保留1位有效数字） (4)在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏大，则可能的原因有__________（多选）。 A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 C．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴 (5)某同学利用所学知识和查阅的数据估算油酸分子直径。他把油酸分子看成紧密排列的球体，查阅得知油酸的密度，油酸的摩尔质量，取阿伏加德罗常数为，则油酸分子的直径约为_________（用本问中字母表示）。 22．某实验小组用图甲所示实验装置进行“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)关于该实验的操作、下列说法正确的是（　　） A．在柱塞上涂抹润滑油目的是为了减小摩擦，无其它作用 B．实验时应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换 C．实验不需要测量柱塞的横截面积，也能得到被封闭气体的体积变化关系 (2)如图乙所示，实验小组同学从状态缓慢上拉柱塞，使其到达状态（体积为）。若此时突然提升柱塞，使其快速到达体积，则此时可能对应下图中的状态________（填“”“”或“”），图中、、为同一等温线上的点； (3)实验小组绘制了图像，发现当气体压强增大到一定值后，实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若该偏离是由于实验过程中，注射器中气体出现漏气现象导致的，则描绘的图线可能如图丙的________（填“①”或“②”）所示。 三、解答题 23．如图所示，粗细均匀的导热良好的U形玻璃管竖直放置，左管口封闭，右端开口，左、右管中分别有长度分别为40cm和5cm的水银柱A和B。右管上端有一活塞，A与B间、B与活塞间各封闭一段长分别为10 cm和7 cm的空气柱a、b，此时空气柱b中气体压强为75 cmHg，A水银柱下表面与B水银柱下表面平齐。右管足够长，环境温度不变。 (1)求此时空气柱a的压强； (2)若将活塞缓慢向上提，至左管顶对水银柱A的压强为0，求活塞向上移动的距离。 24．如图所示，P、Q是两个质量和厚度均不计的活塞，可在竖直固定的两端开口的汽缸内无摩擦地滑动，其面积分别为S1=5cm2、S2=1cm2，它们之间用一根长为、质量m=2kg细杆连接，静止时汽缸中气体的温度T1=600K，活塞P下方气柱（较粗的一段气柱）长为d=12cm，已知大气压强p0=1×105Pa，g=10m/s2，缸内气体可看作理想气体，活塞在移动过程中不漏气。 (1)求活塞静止时汽缸内气体的压强； (2)若缸内气体的温度逐渐降为T2=300K，且该过程中缸内气体的内能减小16J，求： a.活塞下移的距离h； b.气体放出的热量Q。 25．某科技学习小组组装的水下机器人，是通过控制弹性气囊的收缩和扩张，使其下沉或上浮，其工作原理如图所示。初始时，弹性气囊中气体的压强为p0，体积为V0。气囊中的气体可视为理想气体，温度保持不变。 (1)需要水下机器人下沉时，关闭阀门，缓慢收缩气囊（气囊内气体质量不变），当气囊内气体的体积变为0.5V0时，求气囊内气体压强； (2)需要水下机器人上浮时，打开阀门，使外界气体（可视为理想气体）缓慢充入气囊，最终气囊内气体压强变为1.2p0，体积变为1.5V0，求此时气囊内气体质量和初始时气囊内气体质量之比。 26．如图所示，两个固定的导热良好的汽缸放置在竖直平面，用一硬质轻杆连接两活塞，活塞a、b面积分别为、，质量分别为、，汽缸通过一带阀门的细管连通，最初阀门关闭，A内有理想气体，B内为真空。两活塞分别与各自汽缸底相距，活塞静止。（不计摩擦，细管体积可忽略不计，设环境温度为保持不变，外界大气压为）。求： (1)保持阀门关闭，A内气体的压强？ (2)将阀门打开，足够长时间后，a活塞距离汽缸底部的距离是多少？ (3)重新将阀门关闭，用温水水浴给A汽缸中气体缓慢加热，活塞回到原位处A中气体温度是多少？ 27．如图所示，一定质量的气体放在体积为的导热容器中，有一光滑导热活塞（体积忽略不计）将容器分成、两室， 室的体积是室的三倍，室容器上连接有一管内体积不计的足够长的形管（形管各部分横截面积相同），两侧水银柱高度差为， 室容器可通过一阀门与大气相通。已知外界大气压，容器放在恒温的环境中，容器中的温度始终和外界保持一致。 (1)此时室内气体压强是多少？ (2)将阀门打开，稳定后，室内气体的体积变为多少？ (3)若打开阀门稳定后，用外力将活塞缓慢地拉到容器最左端，则形管两侧水银的高度差是多少？ 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $