热学（练习）原卷版-2025年高考物理二轮复习（新高考）

专题17热学

目录

01模拟基础练.......................................................2

题型一：分子动理论固体和液体......................................2

题型二：气体实验定律和理想气体状态方程............................5

题型三：热力学定律与气体状态变化的综合............................8

02重难创新练......................................................12

1/15

z

题型一：分子动理论固体和液体

1.（2024・全国•模拟预测）尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按一定的规律分布。

如图所示，横坐标表示分子的速率区间，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图中两条

曲线分别表示两种理想气体在同一温度下的分子速率分布情况，则（）

A.图中实线对应气体分子平均动能较大的情形

B.图中实线对应气体分子质量较大的情形

C.图中虚线对应气体分子平均速率较小的情形

D.图中两条曲线与横轴所围图形的面积中实线所围图形的面积大于虚线所围图形的面积

2.（2024・全国•模拟预测）江西景德镇陶瓷享誉世界。如图，向陶瓷茶杯倒入半杯热水，盖上杯盖过一段时

间后，发现杯盖拿起来比较费力。下列说法正确的是（）

A.杯盖拿起来比较费力的主要原因是杯盖与杯子间的密封性较好，杯盖与杯子间的分子的引力作用

B.杯盖拿起来比较费力的主要原因是杯盖与杯子间的密封性较好，杯子内气体的温度下降、压强减小

C.杯子内的气体温度降低，气体每个分子的动能都减小

D.向杯子中倒入热水后，杯子四周变热的速度一样快，说明陶瓷是各向异性材料

3.（2024•江苏镇江•模拟预测）下列四幅图的有关说法中不正确的是（)

2/15

分力

F子

斥

力

O牛角套筒木质推杆

引

力

易燃物

分子力与分子氯化钠晶体

布朗运动的研究牛角点火器

距离间的关系的微观结构

A.分子间距离为为时，分子间引力和斥力恰好等大，体现为分子力等于0

B.如图所示的布朗运动轨迹图正是液体分子热运动的直接反映

C.食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，这种规则性分布是单晶体物质在某些性质上体现出各向

异性的微观原因

D.牛角点火器中猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，可视做是绝热变化

4.（2024・云南•模拟预测）云南某地昼夜温差较大，若放置在室外的充气船内气体压强不变，夜间充气船内

A.内能更小

B.体积更大

C.分子的数密度更小

D.分子的平均速率更大

5.（2024•浙江台州・二模）2024年1月底，台州迎来了近十年来最大的一场降雪，大地银装素裹。下列说法

正确的是（）

A.毛绒绒的雪花是晶体

B.雪花在空中飘舞做的是布朗运动

C.雪花在风中飘落过程中机械能一直减小

3/15

D.雪天路滑，汽车在转弯时易侧滑是因为受到离心力的作用

6.（2024•新疆塔城•二模）下列说法正确的是（）

A.布朗运动就是液体分子的无规则运动

B.气体的体积是所有气体分子的体积之和

C.2CTC的水和20。（2的氮气的分子平均动能相同

D.玻璃沿不同方向的导热性能相同说明玻璃内部分子在空间上周期性排列

7.（2024・山西运城・二模）如图所示为我国航天员王亚平在空间站中演示“水球气泡实验”时的情景，她往水

球中注入一个气泡，气泡静止在水球中，水球悬在空中，关于该实验，下列说法正确的是（）

A.由于完全失重，气泡中气体压强为零

B.水与气泡界面处，水分子作用力表现为斥力

C.水与气泡界面处，气体分子会进入水中，水分子会进入气泡中

D.若空间站中的温度升高，则气泡会在水球中上升

8.（2024・江苏•二模）如图所示，两端开口的细玻璃管竖直插入水中，由于毛细现象管中水会沿管上升一段

高度。如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后的现象是（）

4/15

题型二：气体实验定律和理想气体状态方程

9.(2024•河南新乡•一模)如图所示，开口向上的汽缸内盛有一定深度的水银，一粗细均匀、长度/=20cm

且下端开口的细玻璃管竖直漂浮在水银中。平衡时，玻璃管露出水银面的高度和进入玻璃管中的水银柱长

度均为4=5cm,轻质活塞到水银面的高度为=11.9cm,水银面上方的气体压强为=76cmHg。现施加外力

使活塞缓慢向下移动，当玻璃管内气体的压强4=129cmHg时，玻璃管上端恰好与水银面齐平，活塞与汽

缸壁间的摩擦不计且密封性良好，玻璃管的横截面积远小于汽缸的横截面积，整个过程中各部分气体的温

度保持不变，求：

(1)此时玻璃管中的水银柱长度为；

(2)整个过程中活塞向下移动的距离Ax。

10.(2024•山东济南•模拟预测)如图所示，左右两管足够长的U形管左管封闭，右管内径为左管内径的也

倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱，右管一轻活塞恰处在与左管水银面

平齐的位置且封闭了一定质量的气体，左右两管水银面高度差为36cm,大气压强为76cmHg。现将活塞缓

慢下推，并保持左右管内气体的温度不变。当左管空气柱长度变为20cm时，求:

(1)左管内气体的压强;

(2)活塞下移的距离。

11.(2024・全国•模拟预测)某物理实验小组设计了一个能测量温度的装置，如图为该装置的原理图。导热

5/15

汽缸的下端固定，上端开口，并用活塞封闭一定质量的空气，活塞横截面积S=10cm2,活塞上固定一绝缘

轻杆，轻杆上端固定一匝数”=1000匝的矩形线圈，线圈处于竖直平面内，线圈上、下两边水平且长度均为

L=20cm,线圈、轻杆和活塞总质量"?=2kg。线圈上边处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小8=0.5T,

方向垂直于纸面向外。初始时线圈内没有通入电流，汽缸所在环境温度4=300K。已知外界大气压强

A=l.0xi0*5Pa,且始终保持不变，重力加速度g取lOm/s?。变化过程中活塞始终不会从汽缸脱落，线圈

上边始终在磁场内，下边始终在磁场外，封闭的空气可视为理想气体，不计活塞与汽缸壁间的摩擦。

（1）求初始时汽缸内气体的压强R;

（2）当将汽缸放置于待测环境内时，活塞向上运动，在线圈内通入顺时针方向的大小可调的电流，当活塞重

新稳定在初始位置时，电流/=0.6A,求待测环境的温度4。

12.（2024•全国•模拟预测）小明自制了一个自动火情报警装置，其原理如图所示。一导热性能良好的汽缸

固定在水平面上，汽缸开口向上，用质量加=1kg、横截面积为5cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活

塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。当外界的温度为27。（2时，活塞下表面距汽缸底部的距离0=18cm,活塞上

表面距固定的力传感器的距离〃=2cm。当出现火情且环境温度上升至127。（2时，触发报警器工作。已知外

界大气的压强刃=1x1（）5pa且始终保持不变，重力加速度g取：10m/s2。求：

彳仔连接报警器

口传感器

----------------J------1----------------------T—

包

，〃〃〃〃〃〃〃,

h

（1）活塞刚接触力传感器时气体的温度。（结果保留整数）

（2）环境温度为127℃时力传感器的示数。

13.（2024・广西・高考真题）如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积

S=500mm2的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的6处，此时封闭气

6/15

体的长度％=200mm。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5mm的。处，再使封

闭气体缓慢膨胀，直至活塞回到6处。设活塞从。处向左移动的距离为x,封闭气体对活塞的压力大小为足

膨胀过程F---曲线如图乙。大气压强4=1xIO,pa。

<­/o=2OOmm―►

甲

（1）求活塞位于6处时，封闭气体对活塞的压力大小；

（2）推导活塞从a处到6处封闭气体经历了等温变化；

（3）画出封闭气体等温变化的。-厂图像，并通过计算标出a、6处坐标值。

八p/xlO'Pa

f7xl0-5m:

14.（2024・浙江•一模）在一个电梯的轿厢中，一质量A/=10kg,内部横截面积S=100cm2的气缸由一个质量

加=10kg的活塞封闭了一定质量的理想气体。初始时（如图甲），气缸静置在轿厢底部，气柱高度知=16cm。

若用绳子连接活塞将气缸悬挂在电梯的顶部（如图乙），电梯以加速度a=2m/s2匀加速卜.升。已知大气压强

^=1.0xl05Pa,轿厢内温度不变，气缸导热性能良好且不计活塞与气缸壁间的摩擦。

（1）在加速状态下，待气柱稳定时，与初始时相比，封闭气体的分子平均动能—，单位体积内的分子数

（两空均选填“增加”、“减少”或“不变”）

（2）求图甲静止状态下，气缸内气体的压强0；

7/15

（3）求图乙加速状态下，气柱的最终高度后。

15.（2024・湖南•高考真题）一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为人体积为兀气球内空气可视为

理想气体。

（1）若将气球内气体等温膨胀至大气压强口，求此时气体的体积Vo（用p。、p和『表示）；

（2）小赞同学想测量该气球内气体体积厂的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示

数为加=8.66x10-3kg（此时须考虑空气浮力对该示数的影响）。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体

压强p和体积「还满足：（P-PO）（V-VBO）=C,其中2°=1.0xl（）5pa为大气压强，=0.5x10-3m3为气球无

张力时的最大容积,C=18J为常数。已知该气球自身质量为mo=8.40xlO^g,外界空气密度为=i,3kg/m3,

求气球内气体体积%的大小。

16.（2024•山东•模拟预测）家用高压氧舱是让患者在密闭的加压装置中吸入高压力、高浓度氧治疗疾病的

装置，其功效主要为缓解机体缺氧、改善机体循环等。图示为家用高压氧舱，其舱内气体温度为7。（2时压强

为1.4atm。现将舱内气体温度升高到27。。己知?忆=〃尺7（"为气体分子数、R为常量），所有气体均视为

理想气体，舱的容积固定，混合气体中某种气体的压强和它单独占有整个容器时所产生的压强相同。

（1）为保持舱内气体压强为1.4atm,求释放出气体的质量与舱内剩余气体的质量之比。

（2）已知在（1）问条件下，释放气体结束时，舱内氧气分子含量为20%,只向舱内充入氧气，并保持温

度恒定，求舱内氧气分子含量为30%时舱内的气压。

题型三：热力学定律与气体状态变化的综合

17.（2025•广东•模拟预测）卡诺热机是只有两个热源（一个高温热源和一个低温热源）的简单热机，其循

环过程的2-/图像如图所示，它由两个等温过程和c—d）和两个绝热过程（人一。和d—q）组成。

若热机的工作物质为理想气体，高温热源温度为北，低温热源温度为0.87],0-/图像中b、c、d各状态

的参量如图所示。求：

8/15

(1)气体处于状态C的压强R;

(2)气体处于状态。的体积七；

(3)若过程0―6热机从高温热源吸热9,过程c-d热机向低温热源放热2,求热机完成一次循环对外做的

功W„

18.(2024・广西・模拟预测)在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡

周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如下图所示的p-V

图像，气泡内气体先从压强为以、体积为外、热力学温度为乃的状态/等温膨胀到体积为5%、压强为0

的状态8,然后从状态2绝热收缩到体积为外、压强为1.9加、热力学温度为Tc的状态C,2到。过程中外

界对气体做功为甲，已知p。、外、To和沙。求：

(1)/、3状态的压强之比：

(2)3、C状态的热力学温度之比；

(3)27到C过程，则此过程中气泡内气体的内能变化了多少。

19.(2024•陕西西安•三模)“拔火罐”是一种中医的传统疗法，某实验小组为了探究“火罐”的“吸力”，设计了

如图所示的实验。圆柱状汽缸(横截面积为S)被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与置于地面上的重物

加相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸顶的开关K处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时密闭开关K,此时活

塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为心由于气缸传热良好，随后重物会被缓慢

吸起，最后重物稳定在距地面”处。已知环境温度为/不变，等4为大气压强，气缸内的气体可

看做理想气体，求:

9/15

物

；

的比值

度4

境温

与环

度T

的温

灭时

球熄

精棉

（1）酒

。

变化

能的

体内

求气

为Q,

热量

出的

体放

中气

过程

定的

终稳

到最

熄灭

棉球

酒精

（2）若从

环，

定卡

有固

口装

上端

，其

上放置

竖直向

缸开口

滑的汽

内壁光

好、

能良

热性

）导

拟预测

建•模

4・福

（202

20.

缓慢

。现

在缸内

体封闭

理想气

质量的

将一定

活塞

12的

10-0

2.5x

5=

面积

横截

5kg、

，=0.

质量〃

示。

1所

如图

,重力

5Pa

x10

1.0

强4=

气压

知大

，已

所示

图2

像如

忆图

C的

状态

化到

/变

状态

体从

，气

温度

环境

升高

求：

/s2。

=10m

度g

加速

强；

的压