热学 专题测试-2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第三册

**基本信息** 高中物理热学专项训练，以“概念-图像-实验-计算”四维架构整合知识，通过典例解析提炼解题方法，强化科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|3题|分子力与势能关系分析、晶体特性判断|从分子动理论到固体性质，构建微观-宏观联系| |图像分析|5题|p-V图状态判定、等温线温度比较|结合理想气体状态方程，实现图像与规律互译| |实验探究|2题|气体等温变化误差控制、油膜法数据处理|遵循“操作-数据-误差”探究流程，培养科学探究素养| |综合计算|3题|汽缸活塞平衡分析、循环过程能量计算|整合气体定律与热力学第一定律，提升综合应用能力|

热学 专题测试 -2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第三册 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．封闭在气缸中的一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其p-V图像如图所示。该过程中，下列说法正确的是（　　） A．气体与外界不存在热传递 B．气体分子的平均动能增大 C．单位体积内气体分子的数密度不变 D．气体吸收的热量小于封闭气体对外做的功 2．如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法中不正确的是（　　） A．一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比 B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的 C． D． 3．一定质量的理想气体从状态a开始，先后经历状态b、c回到状态a，其图像如图所示，则下列说法正确的是（     ） A．从a到b，气体体积减小 B．从b到c，气体放出热量 C．从a到b，气体内能增加 D．从c到a，气体放出热量 4．如图所示，导热良好、粗细均匀的玻璃管长，玻璃管下端封闭、上端开口竖直放置，玻璃管内用长的水银柱封闭着长的理想气体，环境大气压强，开始时环境温度为。现把环境温度缓慢升高，下列说法错误的是（     ） A．开始时环境的热力学温度为 B．开始时封闭气体的压强为 C．环境温度升高，气体的压强和体积都增大 D．当环境的温度为时管中水银开始逸出 5．甲分子固定在轴上的原点上，乙分子在轴上受到甲分子的作用力变化如图所示，、、、为轴上四点，由点静止释放乙分子，乙分子沿轴负方向最远可运动至点。下列说法正确的是（     ） A．乙分子在时受引力，时受斥力 B．乙分子在处加速度最大，速度最大 C．乙分子在处加速度为零，速度最大 D．乙分子在处的势能最小，处的势能等于在处的势能 6．如图甲所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙所示。则下列说法正确的是（     ） A．过程中，单位体积中的气体分子数目增大 B．过程中，外界对气体做负功 C．状态D对应的是图乙中的图线② D．状态C中每个气体分子的动能都比状态A中的大 7．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 二、多选题 8．如图所示，用容积为的活塞式抽气机对容积为的容器中的气体抽气，设容器中原来气体压强为，抽气过程中气体温度不变。则（     ） A．连续抽3次就可以将容器中气体抽完 B．抽第一次后容器内压强为 C．抽第二次后容器内压强为 D．抽第三次后容器内压强为 9．如图是一定质量的理想气体的图，气体从a→b→c→a完成一次循环，关于气体的变化过程。下列说法正确的是（     ） A．气体在a态的体积小于在c态的体积 B．b→c过程外界对气体做的功等于气体放出的热量 C．c→a过程气体压强增大，从微观讲是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的 D．若a→b过程气体吸热300J，c→a过程放热400J，则c→a过程外界对气体做功100J 10．如图所示为某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为一定质量的理想气体所经历的两个绝热过程和两个等容过程，图中a到b和c到d为绝热过程，b到c和d到a为等容过程。关于该气体，下列说法正确的是（     ） A．由图知a→b的过程是等温变化过程 B．在b→c的过程中，每秒撞击单位面积该汽缸壁的气体分子数增多 C．在d→a的过程中，气体分子对容器壁单位面积上的平均碰撞力变大 D．从状态a出发完成一次循环又回到状态a的过程中气体全程吸收的热量大于放出的热量 三、实验题 11．实验小组用图甲所示实验装置来进行“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．实验需测量柱塞的横截面积 B．实验过程中不要用手握住注射器下端 C．实验时应快速推拉柱塞并迅速读数 D．柱塞上涂抹润滑油是为了减小柱塞受到的摩擦力 (2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，实验小组得到的图像如图乙所示，由图可知，两次实验气体的温度值大小关系为________。 (3)某时刻封闭气体的压强与外界大气压相等（对应图丙中的A状态），现缓慢拉动柱塞，使封闭气体的体积逐渐增大，在正确操作后作出图像，图线并不是直线，经分析认为这是由实验装置气密性不够所导致的，则描绘得到的图线可能如图丙中的________所示。 (4)实验小组用如图丁所示的实验装置测定一颗形状不规则的冰糖的体积，实验得到如图戊所示的图像，图线与坐标轴交点的坐标分别为a和b，已知传感器和注射器连接处的软管容积为，则这颗冰糖的体积为________（用所给相关字母表示）。 12．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL 溶液中有纯油酸0.5mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得： (1)油酸薄膜的面积是______ cm2； (2)油酸分子的直径是_______m。（结果保留两位有效数字） (3)某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于（     ） A．使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液 B．计算油膜面积时，错将全部不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开 (4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为___________。（分子看成球体） 四、解答题 13．图甲为液体拉力测量仪，一容积的导热汽缸下接一圆管，质量、横截面积的活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，活塞下端用轻绳悬挂一质量的形金属细丝，活塞刚好处于位置，与汽缸平齐，不计活塞与圆管间的摩擦，外界大气压强恒为，此时环境热力学温度，取重力加速度大小。 (1)求活塞处于位置时汽缸中的气体压强； (2)如图乙所示，环境热力学温度，将金属丝部分浸入液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝在液体中上升但未脱离，活塞稳定于位置，已知、距离，求液体对金属丝拉力的大小。 14．如图所示的U形玻璃管竖直固定，左端封闭，右端开口。现用两段水银柱将两段气柱A、B封闭在玻璃管中，稳定时，气柱A的长度为L=10cm，下方水银柱的左侧比右侧高，气柱上方的水银柱长度为。已知U形管的导热性能良好，外界环境温度恒定，外界环境大气压强恒为。现取走气柱B上方的部分水银，稳定后下方水银柱左右两侧恰好相平，求： (1)初始时气柱A的压强； (2)取走的水银柱长度。 15．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？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《热学 专题测试 -2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第三册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C A C C C D BCD ACD BD 1．B 【详解】B．图像可知从A到B过程，气体压强不变，体积增大，根据盖-吕萨克定律，可知该过程温度升高，温度是分子平均动能的标志，温度升高则气体分子的平均动能增大，故B正确； C．从A到B过程，气体压强不变，温度升高，体积增大，分子数密度减小，故C错误； AD．从A到B过程，气体温度升高，内能增大，体积增大，气体对外做功W<0，根据热力学第一定律，可知Q>0，则气体吸收的热量大于封闭气体对外做的功，故AD错误。 故选B。 2．C 【详解】A．由于等温线是一条双曲线，它表明在温度保持不变的情况下，气体的压强与体积成反比，故A正确； B．一定质量的气体，在不同温度下，相同压强的情况下，体积不同，因此等温线不同，故B正确； CD．对一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越大，即相同压强下，温度越高，体积越大，因此T1<T2，故C错误，D正确。 选不正确的，故选C。 3．A 【详解】AC．从a到b，气体压强不变，温度降低，则内能减小。根据理想气体状态方程，可得气体体积减小，故A正确，C错误； B．从b到c，温度升高，。由于不变，说明体积不变，外界不对气体做功，即。根据热力学第一定律，可知，气体吸热，故B错误； D．从c到a，气体压强减小，温度不变，体积增大。因为温度不变，理想气体的内能不变，。体积增大，气体对外做功，即。根据热力学第一定律，可得，这意味着气体需要吸收热量，故D错误。 故选A。 4．C 【详解】A．热力学温度 与摄氏温度 的关系为 则开始时环境的热力学温度 ，故A不符合题意； B．以水银柱为研究对象，根据平衡条件可知，开始时封闭气体的压强 ，故B不符合题意； C．在水银柱未溢出玻璃管之前，封闭气体的压强 保持不变，环境温度升高，根据盖-吕萨克定律 可知，气体的体积增大，即压强不变，体积增大，C说法错误，故C符合题意； D．当水银柱上表面刚好到达管口时，水银开始逸出，此时气柱长度 气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有 解得 ，故D不符合题意。 故选C 。 5．C 【详解】A．由图像可知，当时分子间的作用力表现为斥力，当时分子间的作用力表现为引力，故A错误； B．由图像可知，乙分子在处受到的引力最大，根据牛顿第二定律可知此时加速度最大，由于乙分子从点向点运动的过程中，分子引力一直做正功，分子的动能不断增大，速度不断增大，故乙分子在处的速度不是最大，故B错误； C．乙分子在处受到的分子力为零，根据牛顿第二定律可知此时加速度为零，由于乙分子越过点后分子力表现为斥力，分子力开始做负功，分子的速度开始减小，故乙分子在处的速度最大，故C正确； D．乙分子从点向点运动的过程中，分子力表现为引力，引力做正功，分子势能减小，从点向点运动的过程中，分子力表现为斥力，克服斥力做功，分子势能增大，故乙分子在处的分子势能最小，由于乙分子由点静止释放，最远运动至点，两点动能均为零，根据能量守恒定律可知，乙分子在处的势能等于在处的势能，故D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．从状态B到状态C，气体的体积不变，所以单位体积中的气体分子数目不变，故A错误； B．从状态A到状态B，气体的体积变小，外界对气体做正功，故B错误； C．因当温度升高、分子热运动加剧时，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽、变平坦，由题图知状态D的温度高，所以对应的是图线②，故C正确； D．根据理想气体状态方程 可知C状态的温度高于A状态的温度，温度是分子平均动能的标志，不代表每个分子的动能，所以状态C中不是每个气体分子的动能都比状态A中的大，故D错误。 故选C。 7．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。 8．BCD 【详解】容器内气体压强为，则气体初始状态参量为和，由第一次抽气过程对全部的理想气体由玻意耳定律得 解得 同理第二次抽气过程，由玻意耳定律得 第三次抽气过程 解得， 综上所述可知，容器内的气体不会抽完，压强会变小。 故选BCD。 9．ACD 【详解】A． 过程的 图线延长线过原点，气体发生等容变化，有 ， 过程气体发生等温变化，压强减小，由玻意耳定律得 可知 ，联立可得 ，故A正确； B． 过程气体发生等温变化，内能不变，由于体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知气体吸收热量，故B错误； C． 过程气体体积减小，压强变大，温度降低，可知气体分子的平均动能减小，且因体积减小可知气体分子的数密度增大，从微观讲是压强变大是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的，故C正确； D． 过程气体发生等容变化，外界对气体做功 ，由热力学第一定律得 联立解得 ， 过程气体发生等温变化，内能不变，由于气体完成一次循环内能变化量为零，对于 过程有 联立解得 ，对于 过程由热力学第一定律得 其中 联立解得 ，即 过程外界对气体做功 ，故D正确； 故选ACD。 10．BD 【详解】A．由图知a→b为绝热过程，没有热传递，由于体积减小，外界对气体做功，据热力学第一定律可知，内能增大，温度升高，故A错误； B．在b→c的过程中，体积不变，压强增大，由可知，温度升高，分子平均动能增大，单位体积分子数不变的情况下，单位时间内撞击该汽缸壁的分子数增多，故B正确； C．在d→a的过程中，体积不变，压强减小，由可知，温度降低，分子平均动能减小，气体分子对容器壁单位面积上的平均碰撞力变小，故C错误； D．图线与横轴所围的面积表示功，可知，从a到b外界对气体做的功小于从c到d气体对外界所做的功，而从状态a出发完成一次循环又回到状态a的过程，温度相同内能不变，据热力学第一定律可知，从状态a出发完成一次循环又回到状态a的过程中气体全程吸收的热量大于放出的热量，故D正确。 故选BD。 11．(1)B (2)> (3)④ (4) 【详解】（1）A．实验不必测量柱塞的横截面积，以气柱的长度值代替气体的体积值即可，故A错误； B．推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，避免改变气体的温度，故B正确； C．实验时应缓慢推拉柱塞等稳定后再读数，避免气体温度发生变化，故C错误； D．在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性，不是为了减小柱塞受到的摩擦力，故D错误。 故选B。 （2）因对应的图像的值较大，可知温度较高，故两次实验气体的温度大小关系为。 （3）根据 可知 封闭气体的体积逐渐增大，则逐渐减小；若实验装置气密性不够，则封闭气体的质量增加，即C减小，相同（即相同体积）时，C更小，因此比不漏气时更小。体积增大对应减小，从初始点向左移动，图线在理想直线下方，则图像为④。 （4）以注射器内气体与传感器和注射器连接处的软管内气体为研究对象，气体总体积 根据玻意耳定律有 则有 联立可得 当时，则有 则冰糖的体积 12．(1)71（70~73均正确） (2)8.8×10-10（8.6×10-10~8.9×10-10均正确） (3)CD (4) 【详解】（1）油膜面积计算规则：超过半格计为1格，不足半格舍去，每个正方形格面积为，数格子可得总面积约为，70~73之间均符合误差要求 （2）一滴溶液中纯油酸的体积 油膜面积 单分子油膜的分子直径 代入得 （均可） （3）A．搁置过久的溶液，酒精挥发，实际浓度高于标注浓度，计算用的小于实际，结果偏小，故A错误； B．将所有不完整方格计为完整方格，计算值偏大，结果偏小，故B错误； C．去所有不足一格的方格，计算值偏小，结果偏大，故C正确； D．油膜未充分展开，测量值偏小，结果偏大，故D正确。 故选CD。 （4）单分子油膜的分子直径 分子为球体，半径 单个分子体积 油的摩尔体积 阿伏加德罗常数 联立得： 13．(1) (2) 【详解】（1） 由活塞受力平衡得 解得 （2）设当活塞在B位置时，汽缸内气体的压强为p2，由气态方程有 解得 由平衡条件有 解得 14．(1) (2) 【详解】（1）开始气柱A的压强为 解得 （2）假设取走的水银柱长度为，此时气柱A的压强为 初始时A的体积为 末状态A的体积为 由于该过程的温度不变，则由玻意耳定律得 解得 15．(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 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $