模块十五 热学（综合训练）（北京专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

模块十五 热学 注意事项： 1．本试卷共100分，考试时长90分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 第一部分 本部分共14题，每题3分，功42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1．(2026·北京东城·二模)关于热现象，下列说法正确的是（　　） A．液体分子的无规则运动称为布朗运动 B．气体对容器壁的压强源于大量分子对器壁持续、频繁的碰撞 C．给自行车胎打气，越打越费力是因为分子间存在斥力 D．气体在100℃时每个分子的动能均大于其在50℃时每个分子的动能 2．(2025·北京房山·一模)一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中，其体积V随温度T变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．气体一定放出热量 B．气体对外界做功 C．气体分子的平均动能增大 D．单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 3．(2026·北京西城·二模) “拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。若认为冷却过程中罐中气体的体积不变，则冷却过程中气体（　　） A．压强减小 B．内能增大 C．对外界做功 D．分子平均动能不变 4．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是由于对流、重力等外界作用引起的 B．分子势能的大小由分子间的相对位置决定 C．液体温度越低、悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显 D．做加速运动的物体，其分子热运动的平均动能会增大 5．如图所示，烧瓶通过橡胶塞连接玻璃管，向玻璃管的水平部分注入一段水柱。用手捂住烧瓶，观察到水柱缓慢向外移动，这一过程中，瓶内的气体（　　） A．压强变小 B．内能增大 C．对外界不做功 D．分子平均动能不变 6．分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r＝r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（　　） A．从r＝r2到r＝r0，分子力先减小后增大 B．从r＝r2到r＝r1，分子力先增大后减小 C．从r＝r2到r＝r0，分子势能先减小后增大 D．从r＝r2到r＝r1，分子动能先增大后减小 7．如图所示，一定质量的理想气体由状态a经过等压变化到达状态b，再从状态b经过等容变化到达状态c。状态a与状态c温度相等。下列说法正确的是（ ） A．气体在状态a的温度大于在状态b的温度 B．从状态a到状态b的过程中，外界对气体做正功 C．气体在状态a的内能等于在状态c的内能 D．从状态b到状态c的过程中，气体的内能增加 8．人类对物质的认识不断发展，下列判断正确的是（　　） A．农民锄地截断土壤中的毛细管结构可减少土壤中的水分蒸发 B．荷叶上小水珠呈扁球状是由于失重而使液体表面收缩 C．晶体具有确定的熔点，其物理性质一定呈现各向异性 D．液晶是液体和晶体的混合物，具有光学各向异性 9．某气象气球内封闭了一定质量的理想气体，气球携带探测仪器从地面缓慢升至高空。若升空过程中球内气体温度逐渐降低，体积逐渐增大，则下列说法正确的是（　　） A．外界对气球内气体做正功 B．气球内气体压强一定增大 C．气球内气体分子平均动能增大 D．气球内气体可能向外界放热 10．一定质量的理想气体经历了a→b→c→a循环，其V-T图像如图所示，气体在各状态时的温度、压强和体积部分已标出。已知该气体在状态a时的温度为T0、体积为V0、压强为p0。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态b的压强是2p0 B．气体由状态c到状态a的过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 C．气体由状态b到状态c的过程，气体内能增大，气体从外界吸热 D．气体由状态a到状态b的过程，外界对气体做功，气体从外界吸热 11．如图甲所示，氧气分子在0℃和100℃温度下，单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率v的变化分别用图中两条曲线表示。如图乙所示，在研究某一黑体热辐射时，得到了四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系。热辐射是指所有物体在一定温度下都要向外辐射电磁波的现象。辐射强度是指在垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接受到的辐射能量。图中横轴表示电磁波的波长，纵轴M．表示某种波长电磁波的辐射强度。关于上述两组图像，有以下四个判断： ①图甲中两条曲线下面积相等； ②图甲中实线对应于氧气分子在时的情形； ③由图乙可知，同一黑体在不同温度下向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同； ④由图乙可知，同一黑体在不同温度下辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动。 其中正确的有（　　） A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 12．一定质量的理想气体由a状态开始，经历a→b→c→a过程，其图像如图，ab的延长线过坐标原点O，bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，a→b过程中气体向外界放出的热量为Q。下列说法正确的是（　　） A．气体在a状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于在c状态下的冲量 B．a→b过程中气体内能变化量的绝对值大于Q C．b→c过程中气体从外界吸收的热量为p0V0 D．a→b→c→a整个过程中气体对外界做功为零 13．如图所示，一定质量的理想气体经历状态变化，其中a状态的温度为，为等温过程。下列说法正确的是（ ） A．c状态的温度为 B．d状态的压强为 C．的过程中，所有气体分子的运动速率都增加 D．的过程中，气体对外界做正功 14．(2026·湖南·高考)如图，一心形玩具气球内密封一定质量的理想气体和一个充有同种气体的弹性小气球，心形气球体积始终不变。在心形气球内，小气球内部气体压强大于外部气体压强，整个系统导热良好。初始时，小气球的体积为心形气球体积的一半。当温度缓慢升高时，忽略温度变化对气球材料性质的影响，下列说法正确的是（ ） A．小气球外部气体压强不变 B．小气球内部气体分子数与外部相等 C．小气球内部气体体积不变 D．小气球内部气体体积变大 第二部分 本部分共6题，共58分。 15．（10分）(2026·海南·高考)某同学用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：油酸、酒精、注射器、烧杯、量筒、浅盘、痱子粉、带有坐标方格的玻璃板、记号笔等。实验步骤如下： Ⅰ.配制油酸酒精溶液； Ⅱ.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，测量油酸酒精溶液的总滴数； Ⅲ.在浅盘里盛上水，将痱子粉均匀地撒在水面上； Ⅳ.用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将玻璃板盖在浅盘上，在玻璃板上描下油膜轮廓。 回答下列问题： (1)本实验将油酸分子简化为球形，并认为形成油膜的油酸分子是_______（选填“单”或“多”）层紧密排布的。 (2)实验中痱子粉的作用是_______（单选，填正确选项的标号） A．促进油酸溶解 B．使油膜轮廓清晰可见 C．增大油膜的面积 (3)实验中，每油酸酒精溶液中有纯油酸，每这样的溶液有200滴，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，油膜形状稳定后轮廓如图所示，图中一个小方格的面积为。该同学数得图中轮廓内完整的小方格有106个，超过半格但不足整格的有24个，则该同学测得的油膜面积为_______。根据实验数据，该同学测得油酸分子的直径为_______（保留1位有效数字）。 (4)若油酸未完全散开就描绘油膜轮廓，导致测得的油膜面积比实际小，则测得的油酸分子直径_______（选填“偏大”或“偏小”）。 16．（8分）某实验小组使用如图所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂一重物，整个装置置于控温箱内，控温箱内气体始终与外界相通，通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值，并作体积﹣热力学温度图像。 (1)实验过程中，下列说法正确的是 ___________ 。 A．改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积 B．柱塞处涂抹润滑油的最主要目的是为了减小摩擦 C．实验过程要保证空气柱密闭性良好 (2)若实验操作规范无错误，作出图像，如图乙所示，图像不过原点的原因是 ___________ 。 (3)某组员在消除系统误差后，测出几组体积V与对应温度T的值，作出图像如图丙所示。已知封闭气体压强，则由状态a到状态b的过程中，外界对气体做的功为___________ J。若此过程中气体吸收热量60J，则气体的内能增加了 ___________ J。 17．（8分）气压升降椅是一种新型椅子，其内部有一个气压棒可调节高度。气压棒由密闭汽缸、活塞及惰性气体组成，如图所示为其简化结构，支架A固定在水平地面上，支架上端为一截面积的圆形活塞，活塞与质量的导热圆柱形汽缸B间封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。已知环境温度，封闭气体的长度，外界大气压强。已知重力加速度大小。 (1)当环境温度时，求此时汽缸内封闭气体的长度。 (2)当环境温度时，若气压棒的汽缸上支撑了一个质量的椅子，求此时汽缸内封闭气体的长度。 18．（10分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。在正方体密闭容器中有大量某种气体的分子，每个分子质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；分子速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；分子与器壁碰撞前后瞬间，速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 (1)求一个气体分子与器壁碰撞一次给器壁的冲量Ⅰ的大小； (2)每个分子与器壁各面碰撞的机会均等，则正方体的每个面有六分之一的几率。请计算在时间内，与面积为S的器壁发生碰撞的分子个数N； (3)大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强。若已知一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为p=nkT，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。分析说明：温度是分子平均动能（即）的标志，即： 并求出k’的值。 19．（10分）人类对现象的认识是从宏观到微观不断深入的，可以通过建构模型等方式寻求宏观现象的微观本质。如图1所示，一汽缸固定在水平地面上，其内用活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气。外界大气压强为 且保持不变。 (1)宏观现象研究。 若汽缸内气体从状态A 开始，分别经历如图2所示过程到达状态B 和状态C。已知状态A的压强为 求状态B和状态C的压强 和 (2)微观机制建模。 为研究气体压强，可建立如下模型： 汽缸内 (内部为正方体)每个气体分子质量均为m，其速率均为v，分子的数密度(单位体积内分子数量)为n。为简化问题，我们假定：气体分子与器壁(包括活塞)各面碰撞的机会均等；碰撞前、后瞬间，其速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学知识，推导出气体压强p与m、n和v的关系。 (3)宏观与微观联系。 实际上该汽缸内大量理想气体分子运动的速率不尽相同，不同速率的气体分子对压强的贡献不同。如果速率处于100~200m/s区间的分子约占总数的8%，速率处于800~900m/s区间的分子约占总数的2%，请分析说明这两个区间分子对容器壁产生的压强贡献的大小关系。 20．（12分）对于物理问题，常常可以从微观角度进行研究，能更加深刻地理解其物理本质。从微观角度研究，也可以帮助我们理解宏观上表现的物理特性。 (1)单个微小粒子撞击巨大物体的力是局部而短促的脉冲，但大量粒子撞击物体的平均效果是均匀而持续的力，宏观上表现为压力。我们假定单位体积内粒子数量为n，每个粒子的质量为m，粒子运动速率均为v，如果所有粒子都垂直物体表面运动并与其碰撞，碰撞后粒子垂直物体表面返回的速度大小也是v，利用所学力学知识，导出物体表面单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。 (2)对于一定质量的密闭理想气体，若用N表示单位时间内分子与容器壁单位面积碰撞的次数，分子的质量为m，速率为v，假设分子与容器壁的碰撞都是垂直容器壁方向，且碰撞前后速率不变。 ①请通过计算写出气体对容器壁的压强表达式。 ②若改变密闭气体的温度和体积，但保持的比值不变，请问N如何变化？ (3)在压缩气体做功的过程中，关于机械能是如何转化为内能的，可以参考下图，建立如下模型：活塞某时刻以某速度运动压缩气体，气体分子迎面撞到运动着的活塞，与活塞发生相互作用，分子在弹离活塞时速率会变反。只考虑分子与活塞之间的相互作用力，假定分子与活塞的相互作用是弹性正撞。 ①研究一个分子与活塞的相互作用，通过计算说明为何分子在弹离活塞时比碰上去之前速率更大。（计算中所需物理量自行设定） ②简述压缩气体做功导致气体内能变大的原因。 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 模块十五 热学 注意事项： 1．本试卷共100分，考试时长90分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 第一部分 本部分共14题，每题3分，功42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1．(2026·北京东城·二模)关于热现象，下列说法正确的是（　　） A．液体分子的无规则运动称为布朗运动 B．气体对容器壁的压强源于大量分子对器壁持续、频繁的碰撞 C．给自行车胎打气，越打越费力是因为分子间存在斥力 D．气体在100℃时每个分子的动能均大于其在50℃时每个分子的动能 【答案】B 【解析】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，并非液体分子本身的运动，故A错误； B．气体对容器壁的压强微观本质是大量气体分子对器壁持续、频繁碰撞产生的，故B正确； C．给自行车胎打气越费力，是因为胎内气体物质的量增多，压强增大，外界需要克服更大的气体压力做功，气体分子间距远大于分子间力作用范围，分子斥力可忽略，故C错误； D．温度是分子平均动能的统计规律，仅描述大量分子的平均动能情况，不代表每个分子的动能，温度升高分子平均动能增大，100℃的气体分子平均动能更大，但存在部分分子动能小于50℃气体的部分分子动能，故D错误。故选B。 2．(2025·北京房山·一模)一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中，其体积V随温度T变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．气体一定放出热量 B．气体对外界做功 C．气体分子的平均动能增大 D．单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 【答案】A 【解析】AB．从状态A变化到状态B的过程中，体积V减小，温度T降低。温度降低，内能减少；体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律，可知，气体一定放出热量，A正确，B错误； C．气体从状态A到状态B的变化过程中，温度降低，则气体分子的平均动能减小，C错误； D．图像经过原点，所以是等压变化。气体从状态A到状态B的变化过程中，温度降低，气体分子的平均动能减小；体积减小，气体分子密度增大，压强不变，则气体分子单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数增多，D错误。故选A。 3．(2026·北京西城·二模) “拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。若认为冷却过程中罐中气体的体积不变，则冷却过程中气体（　　） A．压强减小 B．内能增大 C．对外界做功 D．分子平均动能不变 【答案】A 【解析】研究对象为罐内封闭气体，冷却过程体积不变，属于等容变化，气体温度降低： A．根据查理定律，等容变化满足（为定值），温度降低则压强减小，故A正确； B．理想气体内能仅由温度决定，温度降低，气体内能减小，故B错误； C．气体体积不变，做功 ，不存在对外做功的过程，故C错误； D．温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子平均动能减小，故D错误。故选A。 4．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是由于对流、重力等外界作用引起的 B．分子势能的大小由分子间的相对位置决定 C．液体温度越低、悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显 D．做加速运动的物体，其分子热运动的平均动能会增大 【答案】B 【解析】A．扩散现象的本质是分子的无规则热运动，即使没有对流、重力等外界作用也能发生，故A错误； B．分子势能由分子间相互作用产生，其大小仅由分子间的相对位置决定，故B正确； C．布朗运动的剧烈程度满足：温度越高、悬浮颗粒越小，布朗运动越明显，温度越低、颗粒越大时布朗运动越弱，故C错误； D．分子热运动的平均动能仅与温度有关，和物体宏观的机械运动速度无关，故D错误。故选B。 5．如图所示，烧瓶通过橡胶塞连接玻璃管，向玻璃管的水平部分注入一段水柱。用手捂住烧瓶，观察到水柱缓慢向外移动，这一过程中，瓶内的气体（　　） A．压强变小 B．内能增大 C．对外界不做功 D．分子平均动能不变 【答案】B 【解析】A．水柱缓慢移动的过程中，水柱的两个液面在同一水平线上，水柱产生的压强为0，瓶内气体的压强不变，始终等于大气压强，故A错误； B．用手捂住烧瓶，瓶内的气体吸收热量，故瓶内的气体内能增大，故B正确； C．用手捂住烧瓶，烧瓶内的气体温度升高、体积膨胀，推动水柱向左移动，气体对水柱的推力方向与水柱移动的方向一致，故气体对外界做正功，C错误； D．用手捂住烧瓶，烧瓶内气体的温度升高，温度是分子平均动能的标志，故分子的平均动能增大，D错误。故选B。 6．分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r＝r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（　　） A．从r＝r2到r＝r0，分子力先减小后增大 B．从r＝r2到r＝r1，分子力先增大后减小 C．从r＝r2到r＝r0，分子势能先减小后增大 D．从r＝r2到r＝r1，分子动能先增大后减小 【答案】D 【解析】A．根据图像可知，从r＝r2到r＝r0，分子力先增大后减小，故A错误； B．根据图像可知，从r＝r2到r＝r1，分子力的大小先增大后减小，最后又增大，故B错误； C．从r＝r2到r＝r0，分子间作用力为引力，两分子靠近过程该力做正功，分子势能一直减小，故C错误； D．从r＝r2到r＝r0，分子间作用力为引力，两分子靠近过程该力做正功；从r＝r0到r＝r1，分子间作用力为斥力，两分子靠近过程该力做负功。因此，从r＝r2到r＝r1，分子动能先增大后减小，故D正确。故选D。 7．如图所示，一定质量的理想气体由状态a经过等压变化到达状态b，再从状态b经过等容变化到达状态c。状态a与状态c温度相等。下列说法正确的是（ ） A．气体在状态a的温度大于在状态b的温度 B．从状态a到状态b的过程中，外界对气体做正功 C．气体在状态a的内能等于在状态c的内能 D．从状态b到状态c的过程中，气体的内能增加 【答案】C 【解析】A．气体从状态a到状态b发生等压变化，根据盖—吕萨克定律知，体积增大，温度升高，所以气体在状态b的温度大于在状态a的温度，故A错误； B．从状态a到状态b的过程中，气体体积增大，气体对外界做正功，即外界对气体做负功，故B错误； C．状态a与状态c温度相等，则气体在状态a的内能等于在状态c的内能，故C正确； D．气体从b到c发生等容变化，压强减小，温度降低，内能减小，故D错误。故选C。 8．人类对物质的认识不断发展，下列判断正确的是（　　） A．农民锄地截断土壤中的毛细管结构可减少土壤中的水分蒸发 B．荷叶上小水珠呈扁球状是由于失重而使液体表面收缩 C．晶体具有确定的熔点，其物理性质一定呈现各向异性 D．液晶是液体和晶体的混合物，具有光学各向异性 【答案】A 【解析】A．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉，A正确； B．荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势，B错误； C．晶体具有确定的熔点，单晶体的物理性质呈现各向异性，多晶体呈现各向同性，C错误； D．液晶像液体一样具有流动性，并不是液体和晶体的混合物，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，D错误。故选A。 9．某气象气球内封闭了一定质量的理想气体，气球携带探测仪器从地面缓慢升至高空。若升空过程中球内气体温度逐渐降低，体积逐渐增大，则下列说法正确的是（　　） A．外界对气球内气体做正功 B．气球内气体压强一定增大 C．气球内气体分子平均动能增大 D．气球内气体可能向外界放热 【答案】D 【解析】A．由于气体体积增大，气体对外界做功，因此外界对气体做负功（即做功值 ），故A错误。 B．根据理想气体状态方程 可知，压强取决于与 的比值。温度降低、体积增大，但的比值变小，因此压强一定减小，故B错误； C．理想气体分子平均动能取决于温度，温度降低，则平均动能减小，故C错误。 D．根据热力学第一定律 理想气体的内能只跟温度有关，因此内能变化仅由温度决定，结合题意可知，，因此可能小于零，即气体可能向外界放热，故D正确。故选D。 10．一定质量的理想气体经历了a→b→c→a循环，其V-T图像如图所示，气体在各状态时的温度、压强和体积部分已标出。已知该气体在状态a时的温度为T0、体积为V0、压强为p0。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态b的压强是2p0 B．气体由状态c到状态a的过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 C．气体由状态b到状态c的过程，气体内能增大，气体从外界吸热 D．气体由状态a到状态b的过程，外界对气体做功，气体从外界吸热 【答案】C 【解析】A．由图可知，气体由状态到状态发生等温变化，根据玻意耳定律有，解得，故A错误； B．由图可知，气体由状态到状态的过程中，图像为过原点的倾斜直线，说明气体发生等压变化，压强不变；温度降低，分子的平均动能减小，单个分子对器壁的平均撞击力减小，为了维持压强不变，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数必须增多，故B错误； C．气体由状态到状态的过程，体积不变，外界对气体不做功，；温度升高，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C正确； D．气体由状态到状态的过程，温度不变，内能不变，；体积增大，外界对气体做负功，； 根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故D错误。故选C。 11．如图甲所示，氧气分子在0℃和100℃温度下，单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率v的变化分别用图中两条曲线表示。如图乙所示，在研究某一黑体热辐射时，得到了四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系。热辐射是指所有物体在一定温度下都要向外辐射电磁波的现象。辐射强度是指在垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接受到的辐射能量。图中横轴表示电磁波的波长，纵轴M．表示某种波长电磁波的辐射强度。关于上述两组图像，有以下四个判断： ①图甲中两条曲线下面积相等； ②图甲中实线对应于氧气分子在时的情形； ③由图乙可知，同一黑体在不同温度下向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同； ④由图乙可知，同一黑体在不同温度下辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动。 其中正确的有（　　） A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 【答案】B 【解析】图甲，结合单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比η随气体分子速率v的变化，可知图中两条曲线下面积相等为1，温度越高，百分比最大值向速率增大的方向发生偏移，则图甲中实线对应于氧气分子在100℃时的情形，故①②正确；从图乙中可以看出，辐射强度的极大值随温度升高而向波长较短的方向移动，故④正确。故选B。 12．一定质量的理想气体由a状态开始，经历a→b→c→a过程，其图像如图，ab的延长线过坐标原点O，bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，a→b过程中气体向外界放出的热量为Q。下列说法正确的是（　　） A．气体在a状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于在c状态下的冲量 B．a→b过程中气体内能变化量的绝对值大于Q C．b→c过程中气体从外界吸收的热量为p0V0 D．a→b→c→a整个过程中气体对外界做功为零 【答案】A 【解析】A．气体在单位时间内对单位面积器壁的冲量是 即为气体压强，由题图可知，气体在a状态下的压强小于在c状态下的压强，故气体在a状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于在c状态下的冲量，故A正确； B．a→b过程中，气体压强减小，体积减小，根据理想气体状态方程＝C可知，气体的温度减小，则气体的内能减小，即 气体体积减小，则外界对气体做功，则 由题可知，气体向外界放出热量Q，根据热力学第一定律，ΔU为负值，W为正值，则，故B错误； C．b→c过程中，气体体积不变，外界对气体不做功，气体压强增大，根据查理定律可知，气体温度升高，则气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，且气体吸收的热量等于气体内能的增加量，由于a状态与c状态气体温度相同，则内能相等，则b→c过程中气体从外界吸收的热量 由图可知，a状态的气体压强为4p0，a→b过程外界对气体做功为 联立得，故C错误； D．a→b→c→a整个过程中气体对外界做功等于三角形abc的面积，故D错误。故选A。 13．如图所示，一定质量的理想气体经历状态变化，其中a状态的温度为，为等温过程。下列说法正确的是（ ） A．c状态的温度为 B．d状态的压强为 C．的过程中，所有气体分子的运动速率都增加 D．的过程中，气体对外界做正功 【答案】B 【解析】A．过程中，根据理想气体状态方程，有 可得c状态的温度为，故A错误； B．过程，根据玻意耳定律有 可得d状态的压强为，故B正确； C．的过程中体积不变，压强升高，则温度升高，气体分子的平均运动速率增加，但不是所有气体分子的速率都增加，故C错误； D．的过程中，气体体积减小，外界对气体做正功，故D错误。故选B。 14．(2026·湖南·高考)如图，一心形玩具气球内密封一定质量的理想气体和一个充有同种气体的弹性小气球，心形气球体积始终不变。在心形气球内，小气球内部气体压强大于外部气体压强，整个系统导热良好。初始时，小气球的体积为心形气球体积的一半。当温度缓慢升高时，忽略温度变化对气球材料性质的影响，下列说法正确的是（ ） A．小气球外部气体压强不变 B．小气球内部气体分子数与外部相等 C．小气球内部气体体积不变 D．小气球内部气体体积变大 【答案】D 【解析】设心形气球总体积为V（恒定），小气球体积为V1，外部气体体积V2 = V－V1，小气球内气体物质的量为n1，压强为p1；外部气体物质的量为n2，压强为p2。 B．初始时，且已知p1 > p2，由理想气体状态方程pV = nRT，得， 因为p1 > p2，所以n1 > n2，内外分子数不相等，故B错误； CD．当温度缓慢升高时，系统导热良好，内外气体温度始终相等。先假设升温过程中小气球体积不变，即V1与V2均保持初始值，两部分气体均发生等容变化，由p∝T知， 由于初始p1 > p2，因此Δp1 > Δp2 即内部气体压强的增加量大于外部气体压强的增加量。于是，若体积不变，升温后内外压强差p1－p2会变大。 但题目说明“忽略温度变化对气球材料性质的影响”，这意味着在相同体积（相同形变）下，弹性气球膜能提供的附加压强不随温度改变。初始平衡时，气体压强差等于膜提供的附加压强。升温后若体积不变，气体压强差将大于膜在同体积下能提供的附加压强，平衡被打破，小气球必然向外膨胀，即V1增大。因此，小气球内部气体体积变大，故C错误、D正确； A．升温后小气球体积V1增大，则外部气体体积V2 = V－V1减小。对外部气体，由理想气体状态方程 温度T升高，同时V2减小，故p2一定增大，故A错误。故选D。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15．（10分）(2026·海南·高考)某同学用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：油酸、酒精、注射器、烧杯、量筒、浅盘、痱子粉、带有坐标方格的玻璃板、记号笔等。实验步骤如下： Ⅰ.配制油酸酒精溶液； Ⅱ.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，测量油酸酒精溶液的总滴数； Ⅲ.在浅盘里盛上水，将痱子粉均匀地撒在水面上； Ⅳ.用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将玻璃板盖在浅盘上，在玻璃板上描下油膜轮廓。 回答下列问题： (1)本实验将油酸分子简化为球形，并认为形成油膜的油酸分子是_______（选填“单”或“多”）层紧密排布的。 (2)实验中痱子粉的作用是_______（单选，填正确选项的标号） A．促进油酸溶解 B．使油膜轮廓清晰可见 C．增大油膜的面积 (3)实验中，每油酸酒精溶液中有纯油酸，每这样的溶液有200滴，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，油膜形状稳定后轮廓如图所示，图中一个小方格的面积为。该同学数得图中轮廓内完整的小方格有106个，超过半格但不足整格的有24个，则该同学测得的油膜面积为_______。根据实验数据，该同学测得油酸分子的直径为_______（保留1位有效数字）。 (4)若油酸未完全散开就描绘油膜轮廓，导致测得的油膜面积比实际小，则测得的油酸分子直径_______（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】(1)单 (2)B (3)130 (4)偏大 【解析】（1）油膜法估测分子大小的核心模型是假设油酸在水面上充分展开后，形成单层的油酸分子油膜，通过油膜厚度等效为油酸分子的直径。 （2）痱子粉本身不与油酸反应，会漂浮在水面上，油酸扩散时会将痱子粉向四周推开，从而清晰显现出油膜的边界轮廓。油酸本身不溶于水，痱子粉无法促进溶解、也不能改变油膜的实际面积。故选B。 （3）油膜面积的计数规则是：完整方格全算，超过半格的按1格计、不足半格的舍去，因此总方格数为 对应面积 1滴溶液中纯油酸的体积： 分子直径 （4）分子直径计算公式为，若油膜未完全散开，测得的面积偏小，计算得到的直径会偏大。 16．（8分）某实验小组使用如图所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂一重物，整个装置置于控温箱内，控温箱内气体始终与外界相通，通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值，并作体积﹣热力学温度图像。 (1)实验过程中，下列说法正确的是 ___________ 。 A．改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积 B．柱塞处涂抹润滑油的最主要目的是为了减小摩擦 C．实验过程要保证空气柱密闭性良好 (2)若实验操作规范无错误，作出图像，如图乙所示，图像不过原点的原因是 ___________ 。 (3)某组员在消除系统误差后，测出几组体积V与对应温度T的值，作出图像如图丙所示。已知封闭气体压强，则由状态a到状态b的过程中，外界对气体做的功为___________ J。若此过程中气体吸收热量60J，则气体的内能增加了 ___________ J。 【答案】(1)AC (2)未考虑橡胶套内气体的体积 (3) -50.5 9.5 【解析】（1）A．改变控温箱温度后，应该等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积，故A项正确； B．柱塞处涂抹润滑油的目的是为了密封气体保证空气柱密闭性良好，故B项错误； C．该实验过程要保证空气柱密闭性良好，故C项正确。 故选AC。 （2）设橡胶塞内气体体积为，有 整理有 所以图像不过原点原因是未考虑橡胶套内气体体积。 （3）[1]由上述分析可知，图像的斜率为，可知从状态a到状态b的过程中，气体压强不变，气体体积增大，外界对气体做的功为 [2]根据热力学第一定律 可得 即气体的内能增加了9.5J 17．（8分）气压升降椅是一种新型椅子，其内部有一个气压棒可调节高度。气压棒由密闭汽缸、活塞及惰性气体组成，如图所示为其简化结构，支架A固定在水平地面上，支架上端为一截面积的圆形活塞，活塞与质量的导热圆柱形汽缸B间封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。已知环境温度，封闭气体的长度，外界大气压强。已知重力加速度大小。 (1)当环境温度时，求此时汽缸内封闭气体的长度。 (2)当环境温度时，若气压棒的汽缸上支撑了一个质量的椅子，求此时汽缸内封闭气体的长度。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）封闭气体做等压变化，由盖-吕萨克定律得 解得 （2）当无椅子施压时，分析汽缸的受力得 解得 当汽缸支撑椅子时，分析汽缸的受力得 解得 封闭气体做等温变化，由玻意耳定律得 解得 18．（10分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。在正方体密闭容器中有大量某种气体的分子，每个分子质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；分子速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；分子与器壁碰撞前后瞬间，速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 (1)求一个气体分子与器壁碰撞一次给器壁的冲量Ⅰ的大小； (2)每个分子与器壁各面碰撞的机会均等，则正方体的每个面有六分之一的几率。请计算在时间内，与面积为S的器壁发生碰撞的分子个数N； (3)大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强。若已知一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为p=nkT，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。分析说明：温度是分子平均动能（即）的标志，即： 并求出k’的值。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）分子与器壁碰撞时，速度方向垂直且速率不变。碰撞前动量为（方向垂直器壁），碰撞后动量为（方向相反）。 动量变化为 根据动量定理，冲量大小等于动量变化，故 （2）在时间内，能到达面积为器壁的分子需处于距离的范围内，对应体积为；单位体积分子数为，总分子数为。 因分子运动方向均等，每个面碰撞概率为，故碰撞分子数为 （3）时间内分子对器壁的总冲量为 压强 联立得 即 故 19．（10分）人类对现象的认识是从宏观到微观不断深入的，可以通过建构模型等方式寻求宏观现象的微观本质。如图1所示，一汽缸固定在水平地面上，其内用活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气。外界大气压强为 且保持不变。 (1)宏观现象研究。 若汽缸内气体从状态A 开始，分别经历如图2所示过程到达状态B 和状态C。已知状态A的压强为 求状态B和状态C的压强 和 (2)微观机制建模。 为研究气体压强，可建立如下模型： 汽缸内 (内部为正方体)每个气体分子质量均为m，其速率均为v，分子的数密度(单位体积内分子数量)为n。为简化问题，我们假定：气体分子与器壁(包括活塞)各面碰撞的机会均等；碰撞前、后瞬间，其速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学知识，推导出气体压强p与m、n和v的关系。 (3)宏观与微观联系。 实际上该汽缸内大量理想气体分子运动的速率不尽相同，不同速率的气体分子对压强的贡献不同。如果速率处于100~200m/s区间的分子约占总数的8%，速率处于800~900m/s区间的分子约占总数的2%，请分析说明这两个区间分子对容器壁产生的压强贡献的大小关系。 【答案】(1)； (2) (3)区间的分子对压强的贡献更大些 【解析】（1）根据理想气体状态方程有 代入图2中数据及状态A的压强为，解得 （2）在容器壁上取面积为的部分，则在时间内能够撞击在器壁上的分子总数为 对时间内撞击在面积为的器壁上的气体分子，根据动量定理 解得 根据牛顿第三定律，气体分子对面积为的器壁的撞击力大小也为，则有 解得气体分子对器壁的压强大小为 （3）根据已知条件，区间的分子数约占总数的；区间的分子数约占总数的。 结合上述有 解得 可知 所以区间的分子对压强的贡献更大些。 20．（12分）对于物理问题，常常可以从微观角度进行研究，能更加深刻地理解其物理本质。从微观角度研究，也可以帮助我们理解宏观上表现的物理特性。 (1)单个微小粒子撞击巨大物体的力是局部而短促的脉冲，但大量粒子撞击物体的平均效果是均匀而持续的力，宏观上表现为压力。我们假定单位体积内粒子数量为n，每个粒子的质量为m，粒子运动速率均为v，如果所有粒子都垂直物体表面运动并与其碰撞，碰撞后粒子垂直物体表面返回的速度大小也是v，利用所学力学知识，导出物体表面单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。 (2)对于一定质量的密闭理想气体，若用N表示单位时间内分子与容器壁单位面积碰撞的次数，分子的质量为m，速率为v，假设分子与容器壁的碰撞都是垂直容器壁方向，且碰撞前后速率不变。 ①请通过计算写出气体对容器壁的压强表达式。 ②若改变密闭气体的温度和体积，但保持的比值不变，请问N如何变化？ (3)在压缩气体做功的过程中，关于机械能是如何转化为内能的，可以参考下图，建立如下模型：活塞某时刻以某速度运动压缩气体，气体分子迎面撞到运动着的活塞，与活塞发生相互作用，分子在弹离活塞时速率会变反。只考虑分子与活塞之间的相互作用力，假定分子与活塞的相互作用是弹性正撞。 ①研究一个分子与活塞的相互作用，通过计算说明为何分子在弹离活塞时比碰上去之前速率更大。（计算中所需物理量自行设定） ②简述压缩气体做功导致气体内能变大的原因。 【答案】(1) (2)①；②当温度T升高时，N减小；温度T降低，则N增大 (3)①分子弹离活塞时的速率大小为，大于碰撞前的速率；②活塞的机械能通过碰撞转化为了气体分子的动能，从而使气体的内能增加 【解析】（1）取物体表面面积为S，在时间Δt内，撞击到该面积上的粒子来自于一个底面积为S、高为的柱体内。该柱体的体积为 其中粒子的总数为 每个粒子垂直撞击表面后以原速率反弹，其动量变化为 在Δt时间内，所有粒子的总动量变化为 根据动量定理，可得物体表面受到的平均作用力 单位面积所受的压力（即压强）为 （2）①单个分子的动量变化分子垂直碰撞容器壁后速率不变，动量变化为 单位时间内，单位面积上碰撞的分子数为N，因此总动量变化（即容器壁受到的总冲量）为 根据动量定理，压强等于单位时间内单位面积上受到的冲量，因此 ②理想气体状态方程为，变形可得 题目中保持不变，因此压强p也保持不变。分子的平均速率与热力学温度T的平方根成正比，当温度T升高时，分子的平均速率增大。由①中得到的压强表达式，在压强p不变的情况下，N与v成反比，所以可知当温度T升高时，N减小；温度T降低，则N增大。 （3）①设分子质量m；碰撞前分子相对地面的速率：v（方向向左）；活塞质量：M；碰撞前活塞相对地面的速率：u（方向向右，压缩气体） 碰撞为弹性正碰，满足动量守恒和动能守恒。以向右为正方向，根据动量守恒有 动能守恒 联立两式，解得碰撞后分子的速率 由于活塞质量，可近似，，代入得： 分子弹离活塞时的速率大小为，这明显大于碰撞前的速率。 ②压缩气体时，活塞对气体做功，从微观上看：运动的活塞会与迎面碰撞的气体分子发生弹性碰撞。根据①的计算，碰撞后分子的速率会增大，即分子的平均动能增加。理想气体的内能只与分子的平均动能有关，因此分子平均动能的增加，导致了气体内能的增大。简单来说，就是活塞的机械能通过碰撞转化为了气体分子的动能，从而使气体的内能增加。 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 模块十五 热学 本试卷共100分，考试时长90分钟 第一部分 本部分共14题，每题3分，功42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 B A A B B D C A D C B A B D 第二部分 本部分共6题，共58分。 15．（10分） (1)单 (2)B (3)130 (4)偏大 16．（8分）(1)AC (2)未考虑橡胶套内气体的体积 (3) -50.5 9.5 17．（8分）【答案】(1) (2) 【解析】（1）封闭气体做等压变化，由盖-吕萨克定律得 解得 （2）当无椅子施压时，分析汽缸的受力得 解得 当汽缸支撑椅子时，分析汽缸的受力得 解得 封闭气体做等温变化，由玻意耳定律得 解得 18．（10分）【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）分子与器壁碰撞时，速度方向垂直且速率不变。碰撞前动量为（方向垂直器壁），碰撞后动量为（方向相反）。 动量变化为 根据动量定理，冲量大小等于动量变化，故 （2）在时间内，能到达面积为器壁的分子需处于距离的范围内，对应体积为；单位体积分子数为，总分子数为。 因分子运动方向均等，每个面碰撞概率为，故碰撞分子数为 （3）时间内分子对器壁的总冲量为 压强 联立得 即 故 19．（10分）【答案】(1)； (2) (3)区间的分子对压强的贡献更大些 【解析】（1）根据理想气体状态方程有 代入图2中数据及状态A的压强为，解得 （2）在容器壁上取面积为的部分，则在时间内能够撞击在器壁上的分子总数为 对时间内撞击在面积为的器壁上的气体分子，根据动量定理 解得 根据牛顿第三定律，气体分子对面积为的器壁的撞击力大小也为，则有 解得气体分子对器壁的压强大小为 （3）根据已知条件，区间的分子数约占总数的；区间的分子数约占总数的。 结合上述有 解得 可知 所以区间的分子对压强的贡献更大些。 20．（12分）【答案】(1) (2)①；②当温度T升高时，N减小；温度T降低，则N增大 (3)①分子弹离活塞时的速率大小为，大于碰撞前的速率；②活塞的机械能通过碰撞转化为了气体分子的动能，从而使气体的内能增加 【解析】（1）取物体表面面积为S，在时间Δt内，撞击到该面积上的粒子来自于一个底面积为S、高为的柱体内。该柱体的体积为 其中粒子的总数为 每个粒子垂直撞击表面后以原速率反弹，其动量变化为 在Δt时间内，所有粒子的总动量变化为 根据动量定理，可得物体表面受到的平均作用力 单位面积所受的压力（即压强）为 （2）①单个分子的动量变化分子垂直碰撞容器壁后速率不变，动量变化为 单位时间内，单位面积上碰撞的分子数为N，因此总动量变化（即容器壁受到的总冲量）为 根据动量定理，压强等于单位时间内单位面积上受到的冲量，因此 ②理想气体状态方程为，变形可得 题目中保持不变，因此压强p也保持不变。分子的平均速率与热力学温度T的平方根成正比，当温度T升高时，分子的平均速率增大。由①中得到的压强表达式，在压强p不变的情况下，N与v成反比，所以可知当温度T升高时，N减小；温度T降低，则N增大。 （3）①设分子质量m；碰撞前分子相对地面的速率：v（方向向左）；活塞质量：M；碰撞前活塞相对地面的速率：u（方向向右，压缩气体） 碰撞为弹性正碰，满足动量守恒和动能守恒。以向右为正方向，根据动量守恒有 动能守恒 联立两式，解得碰撞后分子的速率 由于活塞质量，可近似，，代入得： 分子弹离活塞时的速率大小为，这明显大于碰撞前的速率。 ②压缩气体时，活塞对气体做功，从微观上看：运动的活塞会与迎面碰撞的气体分子发生弹性碰撞。根据①的计算，碰撞后分子的速率会增大，即分子的平均动能增加。理想气体的内能只与分子的平均动能有关，因此分子平均动能的增加，导致了气体内能的增大。简单来说，就是活塞的机械能通过碰撞转化为了气体分子的动能，从而使气体的内能增加。 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $