周练（十五）热学-【高考领航】2027年高考物理总复习四测通关卷

**基本信息** 聚焦热学核心知识，通过概念辨析、实验分析与定量计算，系统考查分子动理论、气体定律及热力学规律，注重科学思维与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|7题|单选为主，考查固体液体性质、分子势能等|从微观分子行为到宏观物质特性的逻辑链| |实验探究|2题|结合油膜法、气体等温实验|实验原理与误差分析的科学探究过程| |现象分析|3题|多选形式，涉及气泡变化、速率分布等|运用气体定律与能量观念解释物理现象| |综合计算|2题|气缸、气闸舱模型计算题|气体状态方程与热力学第一定律的综合应用|

周练(十五)　热学 (时间：45分钟　满分：70分) 一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．下列关于固体和液体说法正确的是(　　) A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 B．有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体 C．在同一细管中，只有浸润液体才会出现毛细现象，不浸润液体不会出现毛细现象 D．液晶既具有液体的流动性，又和某些多晶体一样具有光学各向同性 2．某实验小组在完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验中，得到如图所示的“锯齿”边沿油膜，且油膜的面积相对较小，出现该图样的原因可能是(　　) A．滴入太多的油酸酒精溶液 B．痱子粉撒得太多，且厚度不均匀 C．浅盘中装的水量太多 D．油酸酒精溶液的浓度太大 3．两个小朋友分别画了一条小鱼，如图所示，都画出了小鱼在水中吐泡泡的神韵。若气泡内气体可视为理想气体，忽略温度变化，从物理视角分析，则(　　) 甲　　　　　　　乙 A．图甲中画的气泡合理，图乙中画的气泡不合理 B．小鱼吐的气泡上升过程中，泡内气体压强增大 C．小鱼吐的气泡上升过程中，泡内气体内能增大 D．小鱼吐的气泡上升过程中，泡内气体从外界吸收热量 4．利用如图所示的实验装置探究气体等温变化的规律时，下列说法正确的是(　　) A．需要用手握住注射器使装置保持稳定 B．需要让空气柱的体积快速发生变化 C．不需要测量出空气柱的横截面积 D．采集到的p、V数据描点连线，数据点位于p-V图像中过原点的一条直线上 5．如图所示，一开口向下的固定容器内，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下方挂上一较轻物体，活塞与容器壁无摩擦且导热良好。一位同学发现活塞在某段时间内随环境温度的变化缓慢向下移动一小段距离后停止，下列说法正确的是(　　) A．此过程中气体分子的平均动能减小 B．气体的压强与气体的热力学温度成正比 C．气体的热力学温标变化量大于它的摄氏温标变化量 D．气体体积变化量与气体摄氏温度变化量成正比 6．规定两分子相距无穷远时分子势能为零，分子势能Ep随分子间距r的变化如图所示。若将一分子固定于原点O，另一分子从距O点无穷远处向O点运动。下列说法正确的是(　　) A.在r>r1时，分子力表现为引力 B．在两分子间距从无穷远减小到r2的过程中，分子之间的作用力一直做正功 C．在两分子间距从无穷远减小到r1的过程中，分子之间的作用力一直增大 D．物体体积增加时，分子势能一定减小 7．某同学自制了一个气温计，他将一根透明玻璃管插入一个薄玻璃瓶，接口处密封。将加热后的玻璃瓶倒置，再把玻璃管插入装有红墨水的水槽中，固定好整个装置，如图所示。当瓶内气体温度降至室温T时，管内外水面的高度差为h1。设红墨水的密度为ρ，重力加速度为g，管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室内气压保持p0不变，以下操作过程中，玻璃管内水面一直在水槽水面之上。下列说法正确的是(　　) A．若室温降低，玻璃瓶中的气体将发生等压变化 B．若室温升高，管内外水面的高度差将增大 C．当管内外水面的高度差为h2时，室温为T D．将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越大 8．如图所示，密封的矿泉水瓶中，一开口向下的小瓶置于其中，小瓶内封闭一段空气。缓慢挤压矿泉水瓶，小瓶下沉，假设在下沉过程中矿泉水瓶内水面上方气体和小瓶内气体的温度均保持不变，则在此过程中(　　) A．小瓶内气体对外界做正功 B．小瓶内气体向外界放出热量 C．矿泉水瓶内水面上方气体压强变大 D．矿泉水瓶内水面上方气体内能减少 9．图1为一定质量的氧气分子在两种温度下的速率分布图像，图2为分子力F与分子间距r的关系图像，则下列说法正确的是(　　) 　 图1　　　　　　　　　　图2 A．图1中曲线②对应状态气体分子平均动能比曲线①对应状态气体分子平均动能小 B．图1中曲线②与横轴围成的面积与曲线①与横轴围成的面积一样大 C．由图2可知，当r>r0时，分子力表现为斥力 D．由图2可知，当分子间距从r0开始增大时，分子势能变大 10．一定质量的理想气体由状态a开始，经历a→b、b→c、c→a三个过程回到状态a，其p-V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，a→b的过程中气体向外界放出热量大小为Q，下列说法正确的是(　　) A.a、c状态下气体的内能相等 B．a→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．b→c过程中气体从外界吸收热量，大小为Q D．a→b→c→a整个过程中气体对外界做功，大小为p0V0 答 题 栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 二、非选择题：本题共2小题，共24分。 11．(12分)航天员身着航天服出舱活动，首先要从太空舱进入到气闸舱，关闭太空舱舱门，然后将气闸舱中的气体缓慢抽出，再打开气闸舱门，从气闸舱出舱。已知气闸舱的容积为1.5 m3，舱中气体的初始压强为0.8×105 Pa，温度为300 K。为了安全起见，先将气闸舱的压强降至0.6×105 Pa，给航天员一个适应过程。此过程中，求： (1)若气闸舱的温度保持不变，抽出的气体在0.8×105 Pa压强下的体积； (2)若气闸舱温度变为280 K，气闸舱内存留气体的质量与原气闸舱内气体质量之比。(该问结果保留两位有效数字) 12.(12分)如图所示，一气缸固定在水平桌面上，气缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞横截面积为S＝3×10-3 m2。活塞与气缸壁导热良好，活塞可在气缸中无摩擦滑动，轻绳跨过定滑轮将活塞和地面上质量为m＝3 kg的重物连接。开始时绳子刚好伸直且张力为零，活塞离缸底距离为L1＝30 cm，此时缸内气体的压强p1＝1.0×105 Pa，温度T1＝300 K，外界大气压强p0＝1.0×105 Pa。取重力加速度g＝10 m/s2，缓慢降低缸内气体的温度，不计绳与滑轮间的摩擦，求： (1)重物刚好离开地面时，缸内气体的温度T2； (2)缸内气体的温度降低到T3＝216 K时，活塞对封闭气体做的功W0。 学科网（北京）股份有限公司 $ 周练(十五)　热学 1．B　2.B　3.D 4．C　探究气体等温变化规律时，为保证温度不发生明显的变化，不能用手握住注射器，另一方面，空气柱体积变化不要太快，让气体能和外界达到热平衡，故A、B错误；实验过程中，只需要测量出空气柱的长度和对应的气体压强即可，故C正确；实验得到的p-V图像类似于双曲线，故D错误。 5．D　由于活塞整个过程中受力没有发生改变，则此过程中气体的压强不变，而活塞缓慢向下移动一小段距离后气体体积增大，根据一定质量的理想气体的状态方程＝C，可知气体温度升高，气体分子的平均动能增加，故A错误；因封闭气体的体积增大，由＝C，压强不变，可知气体的压强与气体的热力学温度不成正比，故B错误；气体的热力学温标变化量等于它的摄氏温标变化量，故C错误；根据一定质量的理想气体的状态方程＝C，有ΔV＝由于气体压强不变，则气体体积变化量与气体热力学温度变化量成正比，气体体积变化量与气体摄氏温度变化量成正比，故D正确。 6．B　由题图可知，r2处分子势能最小，则r2处的分子间距为平衡位置r0，在r1<r<r2时，分子力表现为斥力，在r>r2时，分子力表现为引力，故A错误；在两分子间距从无穷远减小到r2的过程中，分子力表现为引力，分子之间的作用力一直做正功，故B正确；在两分子间距从无穷远减小到r2的过程中，分子之间的作用力先增大再减小，从r2减小到r1过程中，分子间的作用力一直增大，故C错误；物体体积增加时，分子间平均距离增大，由于体积增加前分子间距与平衡位置的关系不明，所以不能判断分子势能变化情况，故D错误。 7．C　管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室温降低，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，故A错误；玻璃管内水面一直在水槽水面之上，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，室温升高，玻璃瓶中的气体压强增大，管内外水面的高度差将减小，故B错误；室温T时，玻璃瓶中的气体压强p1＝p0－ρgh1，当管内外水面的高度差为h2时，玻璃瓶中的气体压强p2＝p0－ρgh2，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，当管内外水面的高度差为h2时，室温为T2＝T，故C正确；根据p1＝p0－ρgh1，可得h1＝，玻璃管内水面一直在水槽水面之上，将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越小，故D错误。 8．BC　根据题意可知，缓慢挤压矿泉水瓶，瓶内水面上方气体体积减小，水面上方气体温度保持不变，可知矿泉水瓶内水面上方气体压强变大，上方气体内能不变，故D错误，C正确；根据题意可知，小瓶内气体的温度保持不变，小瓶内气体内能不变，小瓶下沉过程中，小瓶内气体压强增大，由玻意耳定律可知，气体体积减小，则外界对气体做正功，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故A错误，B正确。 9．BD　题图1中，曲线①的峰偏左，温度低，所以曲线②对应状态气体分子平均动能比曲线①对应状态气体分子平均动能大，故A错误；题图1中，曲线与横轴围成的面积表示总分子数，所以曲线②与横轴围成的面积与曲线①与横轴围成的面积一样大，均为1，故B正确；题图2中，当r＝r0时，此时分子力为0，则当r>r0时，分子间的作用力表现为引力，当r<r0时，分子间的作用力才表现为斥力，故C错误；由题图2可知，当r>r0时，分子间的作用力表现为引力，分子间距从r0开始增大时，分子引力做负功，分子势能增大，故D正确。 10．ABD　一定质量的理想气体内能只与温度有关，依题意a、c状态下气体的温度相同，可知内能相等，故A正确；由几何关系可知，a状态的压强为2p0，a→b的过程中气体体积减小，压强减小，则气体温度降低，内能减小，气体体积减小，则外界对气体做功，图线与坐标轴围成的面积表示气体做功，则Wab＝p0V0，根据热力学第一定律ΔU＝Wab＋Q<0，所以|ΔU|<|Q|，即a→b的过程中气体内能变化量的绝对值小于放出热量的绝对值，故B正确；b→c的过程中气体做等容变化，压强增大，则气体温度升高，内能增大，气体体积不变，外界对气体不做功，根据热力学第一定律可知ΔU′＝Q′，气体从外界吸收热量，a、c状态下气体的内能相等，则ΔU′＝Q′＝－ΔU，所以从外界吸收热量大小为Q′＝Q－p0V0，故C错误；根据理想气体状态方程，可得，解得pc＝4p0，由题图可知a→b→c→a的整个过程中气体对外界做功，大小为W＝Wca－Wab＝，故D正确。 11．解析：(1)以气闸舱内原有气体为研究对象，体积为V1＝1.5 m3，压强为p1＝0.8×105 Pa， 降压后气体的压强为p2＝0.6×105 Pa，体积为V2， 由玻意耳定律可得p1V1＝p2V2 抽出的气体在p2＝0.6×105 Pa时的体积为V2－V1， 转换到压强为p1＝0.8×105 Pa压强下的体积为V3， 由玻意耳定律p2(V2－V1)＝p1V3，解得V3＝0.375 m3。 (2)以气闸舱内存留的气体为研究对象， 压强为p2＝0.6×105 Pa后，体积为V1＝1.5 m3，温度为T2＝280 K， 转换到压强为p1＝0.8×105 Pa，温度为T1＝300 K时的体积为V4， 由理想气体状态方程可得 气闸舱内存留气体的质量与原气闸舱内气体质量之比为k＝ 解得k≈0.80。 答案：(1)0.375 m3　(2)0.80 12．解析：(1)V1＝L1S 重物刚好离开地面时，对活塞受力分析， 得p0S＝p2S＋mg 解得p2＝9.0×104 Pa 该过程为等容变化，根据查理定律， 解得T2＝270 K。 (2)当温度小于270 K时，气体做等压变化 由盖-吕萨克定律，得 解得L2＝24 cm 活塞移动的距离d＝L1－L2＝0.3－0.24 m＝0.06 m 活塞对封闭气体做的功W0＝p2Sd＝9.0×104×3×10-3×0.06 J＝16.2 J。 答案：(1)270 K　(2)16.2 J 学科网（北京）股份有限公司 $