2026年高中物理高三选择题强化训练：分子动理论、固体液体、理想气体和热力学定律（解析版）

专题1.4分子动理论、固体液体、理想气体和热力学定律

1.王亚平在“天宫课堂〃中，将分别粘有水球的两块透明板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板

慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。如图中所示，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。

“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力尸和分子间距，•的关系如图乙。下列说法正确的

是（）

B.王亚平把两板慢慢拉开形成“水桥”的过程，“水桥〃表面层相邻水分子间的分子势能变小

C.王亚平把两板慢慢拉开形成“水桥〃的过程，“水桥”表面层相邻水分子间的分子力做负功

D.王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程表面层相邻水分子间的作用力与分子间的距离的关系与乙图的

4到8过程相对应

【答案】C

【详解】A.由题意可知水和透明板是浸润的，故A错误；

BC.分子间距离从此左右增大到大于心的过程中，分子力表现为引力，做负功，则分子势能增大，所以“水

桥〃表面层中两水分子间的分子势能与其内部水相比偏大，故B借误，C正确；

D.王亚平放开双手两板吸引到一起，分子间作用力为引力，该过程水分子间的作用力与分子间的距离的关

系与乙图的C到8过程相对应，故D错误。故选C。

2.为了有效控制新冠疫情传播，在转移患者时采用专用的负压救护车，负压救护车的核心是负压舱。它不

_L作时为开放状态，工作时通过顶部循环过滤的进、排气高效冷化系统保证负压舱内为微负压环境及内部

空气流通，为疑似病人提供新鲜空气，同时保护周围人员及周围环境不受病源体污染。已知大气压强为p。，

环境温度为公。负压舱正常工作时内部温度比环境温度高了％内部压强比外界低了抬尸。。空气视为理

想气体，物理量的单位均为国际单位制，常数Q和七均远小于1。则负压舱从开放状态转为正常工作状态

需向外界排出的空气质量与原有空气质量的比值为（）

【答案】D

【详解】根据题意，设原有气体的质量为〃?，放出气体的质量为△〃，，初态体积为匕排出的气体体积为△匕

由理想气体状态方程有竽=空鲁业解得△Vn2卢W则向外界排出的空气质量与原有空气质量的

,加〃AVk「k、一

比值为京=赤丁二丁故选De

3.某同学将•定质量的理想气体封闭在导热性能良好的注射器内，并将注射器置于恒温水池中，注射器通

过非常细的导气管与压强传感器相连。开始时，活塞位置时应的刻度数为"8〃，测得压强为po,活塞缓慢压

缩气体的过程中，当发现导气管连接处有气泡产生时，立即进行气密性加固；继续缓慢压缩气体，当活塞

4

位置对应刻度数为“4〃时停止压缩，此时压强为。则（）

A.气泡在上升过程中要吸收热量

B.在压缩过程中，气体分子的平均动能变大

C.泄漏气体的质量为最初气体质量的一半

D.泄漏气体的内能与注射器内存留气体的内能相等

【答案】A

【详解】A.气泡在上升过程中温度不变，由等温变化p%C可知，气泡内气体压强减小时，体积增大，气

体对外做功，即力＜0;理想气体的内能只跟温度有关，所以气泡在上升过程中内能不变，由热力学第一定

律可知，。＞0,所以气泡在上升过程中要吸收热量，故A正确；

B.由于注射器导热性能良好，所以注射器内的气体温度不变，据温度是气体分子平均动能大小的标志，所

以在压缩过程中，气体分子的平均动能不变，故B错误；

C.设单位刻度的气体体积为及，由%x8%=彳4%、匕解得匕=6%则泄漏气体的质量为=一6-〃4？=彳1〃

363

故c错误；

D.温度相同时，理想气体的内能与分子数有关，可知泄漏气体的内能是注射器内存留气体的内能的一半,

故D错误。故选A。

4.夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖水的温度越

高，大气压强没有变化，将气泡内的气体看做理想气体。则上升过程中，以下说法正确的是（）

A.气泡内气体的内能可能不变

B.气泡上升过程中可能会放热

C.气泡内气体的压强增大

D.气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力变小

【答案】D

【详解】A.根据题意可知，越往上温度越高，故气泡温度升高，内能变大，故A错误。

B.气泡体积变大，外界对气体做负功，根据团可知。＞0气泡内能增大，故气泡吸热，故B错误；

C.气泡上升P=A+〃g"深度〃减小，汽包内其他压强减小，C错误：

D.根据气体压强定义及其微观意义，气泡内气体压强减小，气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞

击力减小，故D正确。故选D。

5.如图所示，A、B两装置均由一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管

上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中，插入过程没有空气

进入管内，且插入水银槽的深度相同。经过一段较长时间后，水银柱均上升至玻璃泡上方位置后达到稳定

状态，如图所示，则关乎两管中水银内能的增量，下列说法正确的是（）

A.A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量

B.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增最

C.A和B中水银体积增量相同，放内能增量相同

D.A和B中水银上升高度不能确定，故无法比较

【答案】B

【详解】在水银进入管状容器的过程中，大气压力对水银做功，把大气的能量转化为水银的内能和重力势

能，在一定的大气压下，A、B中的水银柱在稳定后高度是相同的，且进入管中的水银体积相同，所以大气

压力做功相同。但两装置中水银重力势能的增展不同，所以两者内能的改变也不同，由题图可知B装置中

水银的重力势能较小，所以B装置中水银的内能增量较大。故选B。

6.如图所示，"凸〃形绝热汽缸被。两轻质绝热活塞分成力、B、C三部分，。、力两活塞用轻杆连接，活

塞稳定时力、氏C三个部分内的气体温度均相同。现设法使C中的气体温度缓慢升高，则在两活塞缓慢下

降的过程中，下列说法正确的是（）

A.A中气体温度升高B.A中气体压强增大

C.8中气体压强增大D.C中气体所有分子的动能均增大

【答案】C

【详解】ABC.以C中气体为研究对象，体积不变根据华=/可知。中气体温度升高，压强增大；以活塞

1\，2

和连杆整体为研究对象，受到向上和向下气体的压力p2s力和QSB,因为S4<S3,则有p2sxp2sB

可知活塞和连杆合力向下，竖直向下运动，力中气体体积增大，压强减小，对外做功，根据△U=%+。

气缸绝热。=0,内能减小，温度降低；〃中气体体积变小，压强增大，C正确，AB错误；

D.。中气体温度升高，分子的平均动能增大，D错误。故选C。

7.如图所示，尸表示两分子间的作用力，约表示分子间的势能，图中两条图像分别表示分子间作用力和分

子势能随分子间距离变化的规律，图中（是分子势能为0时对应的距离，弓是分子间作用力为。时对应的距

离，G是分子间作用力随分子间距离变化的图像最低点对应的距离，G是分子间作用力及分子势能均可视为

。的足够远的某一距离。下列说法正确的是（）

A.弓对应着分子势能的最小值

B.从4到4，与先增大后减小

C.从4到G，F一直减小

D.从弓到小尸先增大后减小，不断增大

E.在仅受分子力的情况下，若将两个相距4的分子由静止释放，分子间能达到距离力

【答案】ADE

【详解】ABCD.根据图像可知，分子间距离小于5时，尸表现为斥力，距离越小，尸越大；分子间距离大

于。I寸，尸表现为引力，随着距离增大，尸先增大后减小；分子间距离从。开始增大的过程，产为斥力时

做正功，F为引力时做负功,故分子间距离等于与时，£»最小，从4到4，”先减小后增大，从"到4,F

先减小后增大，从空到G，"先增大后减小，斗不断增大，AD正确，BC错误；

E.在仅受分子力的情况下，若将两个相距4的分子由静止释放，两分子间先排斥后吸引，分子势能先减小

后增大，分子动能先增大后减小，根据能量守恒，分子间能达到距离4,E正确。故选ADE。

8.下面说法正确的是（）

A.布朗运动是指液体分子的无规则运动

B.当分子之间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间的距离增大而减少

C.在温度不变的条件下，增大饱和汽的体积，就可减小饱和汽的压强

D.一定量10（TC的水变成10CTC的水蒸气，其分子之间的势能增加

E.一定质量的理想气体压强不变，温度升高时，吸收的热量一定大于内能的增加量

【答案】BDE

【详解】A.布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，故A错误;

B.当分子之间作用力表现为斥力时，分子间的距离增大，分子力做正功，则分子势能减少，故B正确；

C.在温度不变的条件下，饱和汽的压强保持不变，与饱和汽的体积无关，故C错误；

D.一定量100℃的水变成10（TC的水蒸气时，需要吸收热量，则内能增加，因温度不变，分子平均动能不

变，则其分子之间的势能增加，故D正确；

E.一定质量的理想气体压强不变温度升高时，则气体的内能增大，根据牛=C可知气体体积增大，气体

对外做功（卬＜0）,根据热力学第一定律AU=Q+W可知气体吸收的热量一定大于内能的增加量，故E正

确。故选BDE。

9.下列有关热现象分析与判断正确的是（）

A.布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体枳越大，液体分子对•它的撞击越

多，布朗运动就越显著

B.在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，两耳器工作较长

时间后，房子内的气温将会增加

C.温度升高，单位时间里从液体表面飞出的分子数越多，液体腥续蒸发，饱和气压强增大

D.一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时

间内，器壁单位面积上分了•碰撞的次数增多

E.在一个大气压下,IglOOC的水吸收2.26x10^热量变为IglOOQ的水蒸气,在这个过程中,2.26xlO3J=

水蒸气的内能+水的内能+水变成水蒸气体积膨胀对外界做的功

【答案】BCD

【详解】A.布朗运动是由于液体分子对小颗粒的撞击引起的，小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越

多，不平衡性越不明显，布朗运动就越不显著，故A错误；

B.在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，同时打开电冰箱和电风扇，两电器工作较长时间后，因为消耗了

电能，故W>0,与外界无热交换，故Q=0,根据热力学第一定律可得+Q则房间内的气体内能增

加，所以气温将升高，故B正确；

C.温度升高，液体分子的平均动能增大，单位时间里从液体表面飞出的分子数增多，原来的动态平衡要被

破坏，液体就要继续蒸发，饱和气的密度增大，分子运动的平均动能也变大，所以饱和气压增大，c正确；

D.一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时

间内器壁单位面积上分子碰撞的次数增多了，故D正确；

E.温度不变则分子平均动能不变，100团的水变成同温度的水蒸气的过程要吸收热量，平均动能不变，内能

增加。由于要对外做功，根据热力学第一定律可知，吸收的热量等于对外界做的功和物体内能的增加量，

所以2.26xlO、J等于水蒸气和水的内能的增量加上水变成水蒸气体积膨胀对外界做的功，故E错误。

故选BCD。

10.图1为氧气分子在不同温度卜的速率分布,图2分别为分子间作用力、分子势能与分子旧距的关系,

针对这两个图像的说法中正确的是（）

A.图1中两种状态氧气分子的平均速率相等

B.图1中在②状态下，氧气分子速率大小的分布范围相对较大

C.图1中两条图线与横轴包围的面积相同

D.图2中分子间作用力与分子间距的关系图中，阴影部分面枳表示分子势能差值，与零势能点的选取有关

E.图2中分子势能与分子间距的关系图中斜率绝对值表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小

【答案】BCE

【详解】AB.由题图1可知，②中速率大的分子占据的比例较大，则说明②对应的平均速率较大，故②

对应的温度较高，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故A

错误，B正确；

C.图1中两条图线与横轴包围的囿积相同，都为1,故C止确；

D.图2中阴影部分面积表示分子力做功的大小，也等于分子势能差值，势能差值与零势能点的选取无关，

故D错误；

E.分子势能与分子间距的关系图像中，图线切线斜率的绝对值表示分子间作用力的大小，故三正确。

故选BCE„

11.有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定质量的理想气体，与A连通的B管

插在水银槽中。由管内水银面的A高度x可知A内气体的温度（即环境温度），并可由B管上的刻度直接读

出。在标准大气压（%=76cmHg）下，当温度6为27。（2时，=16cm,将此高度处标记为27P的刻度线。

该温度计在标准大气压下标记好温度后，将其带到海拔很高的高山上测量当地温度。设B管的体积与玻璃

泡A的体积相比可忽略。下列说法正确的是（）

A.在标准大气压下，当温度4为27P时，玻璃泡A内气体的压强Pi=60cmHg

B.在标准大气压下，4为一3P的刻度线标记在七二20cm处

C.由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度高

D.由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度低

【答案】AC

【详解】A.温度，=27C时，玻璃泡A内的气体压强8=76cmHg-16cmHg=60cmHg,A正确;

B.由于B管的体积与A泡的体积相比可略去不计，因此可认为A泡内气体发生等容变化，由题可知

T970

7；=273+”300K,f?为-3℃时n=273+)=270K根据查理定律=针=荻x60cmHg=54cmHg

工T2

气体末状态压强〃2=%-〃叼=（76-F）cmHg=54cmHg解得占=22cm即水银面的高度为22cm。B错误;

CD.当管内水银面的高度为x时，地面上标准大气压下温度为T,设高山上压强为％'，水银密度为夕，温

度为r,由查理定律得P。-pgx=P：-pgx高山上压强减小,故温度的测量值比实际温度高。c正确，D

T

错误。故选ACo

12.如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的〃-卷|图像，其中48段为双曲线，BC段与横轴

平行，则下列说法正确的是（）

A.过程①中气体分子的平均动能不变

B.过程②中气体需要吸收热量，气体分子的平均动能减小

C.过程③中气体放出热量

D.过程③中气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数增大

【答案】CD

【详解】A.器图像在过程①的每点与坐标原点连线构成的斜率逐渐减小，表示理想气体的温度逐渐降

低，可知平均动能减小，故A错误;

B.〃-9图像在过程②的每点与坐标原点连线构成的斜率逐渐噌大，则温度升高，气体内能增大，气体平

均动能增大，气体体积增大，对外界做功，气体吸热，故B错误；

C.过程③可读出压强增大，斜率不变，即温度不变，内能不变，但是体积减小，外界对气体做正功，根据

热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故C正确；

D.过程③可读出压强增大，温度不变，分子的平均动能不变，根据理想气体压强的微观意义，气体压强

与气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数、气体分子平均动能有关，在压强增大，温度不变以及体积减

小的情况下，气体分子对容器壁的碰撞次数增大，故D正确。故选CD,

13.一定质量的理想气体由状态“经状态6、c又回到状态小其压强p与体积P的关系如图所示，变化过

程有等容、等温和绝热过程，则下列说法正确的是（）

A.①过程可能为等温变化

B.②过程气体从外界吸热

C.全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量

D.③过程气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加

【答案】BCD

【详解】A.①过程若为等温变化，②过程为等容变化，温度升高，则③过程为绝热变化，外界对气体做

功，气体温度升高，不可能回到初始状态，可知①为绝热过程，故A错误；

B.②过程为等容变化，气体压强增大，则温度升高，气体内能增大，外界没有对气体做功，杈据热力学第

一定律可知气体从外界吸热，故B正确；

C.②过程外界没有对气体做功，根据〃-丫图线和横轴所围面积表示气体和外界功的交换，③过程外界对

气体做的功大于①过程气体对外界做的功，因此全过程外界对气体做功，气体内能不变，故全过程气体向

外界放出的热量大于从外界吸收的热量，故C正确；

D.③过程为等温变化，气体压强增大，体积减小，分子平均动能不变，气体分子单位时间内对单位面积

器壁的碰撞次数一定增加，故D正确。故选BCD。

14.如图，一定质量的理想气体从状态a（po,Vo>To）经热力学过程be、M后又回到状态a。对于R）、

加、ca三个过程，下列说法正确的是（）

A.a力过程中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数可能不变

B.ab过程中,气体内能的增量等于从外界吸收的热量

C.be过程中,气体对外界做的功大于气体从外界吸收的热量

D.怎过程中,外界对气体做功P。匕

【答案】BD

【详解】AB.过程中，气体体