2026年高考物理二轮复习：专题16 热学（专题专练）（全国适用）（原卷版）

1/2专题16热学目录第一部分风向速递洞察考向，感知前沿第二部分分层突破固本培优，精准提分A组·保分基础练题型01分子动理论固体和液体题型02气体实验定律和理想气体状态方程题型03热力学定律与气体状态变化的综合应用B组·抢分能力练第三部分真题验证对标高考，感悟考法1．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）如图所示是一种儿童玩具“噼叭筒”，由竹筒和木棍组成，在竹筒的前后两端分别装上“叭子”（树果子或打湿的小纸团）。叭子密封竹筒里面的空气，迅速推动木棍，前端的叭子便会从筒口射出。则迅速推动木棍过程中（叭子尚未射出），竹筒中被密封的气体（

）A．内能减小 B．温度不变 C．压强增大 D．每个分子的动能都变大2．（2025·江苏南通·一模）爱出汗的夏季，相比传统的棉质衣物，速干面料的衣物更受喜爱，它能快速吸附汗液，并快速扩散到外侧，网状或孔状的编织结构使得水分能快速蒸发。下列说法正确的是（）A．棉质衣物不浸润汗液B．速干面料不浸润汗液C．速干面料网状或孔状中的水膜表面分子间表现为斥力D．速干面料的网状或孔状结构是利用毛细现象加速水分蒸发3．（2025·重庆·模拟预测）某些鱼类通过主动调节体内鱼鳔的体积实现浮沉，这些鱼的鳔呈现出相互连接的双腔结构，可简化为所示。靠近头部的称为前室，靠近尾部的称为尾室，两室内气体可视为理想气体，通过被称为峡部的“阀门”进行气体交换。稳定时前室内气体压强与鱼体外压强相等，且鱼鳔内气体温度不变。当质量恒定的鱼静止在水面下H处，前室内气体密度为ρ0；设水的密度为ρ，重力加速度为g，大气压强为P0。则当鱼静止于水面下H1处时，前室内气体密度为（）A． B．C． D．01分子动理论固体和液体4．（2025·山东济宁·模拟预测）下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（）A．图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹B．图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景，证明水浸润该材料C．图丙是理想气体分子速率的分布规律，气体在①状态下的分子平均动能大于②状态下的分子平均动能D．图丁中一只水黾能停在水面上，是浮力作用的结果5．（2025·广东·三模）小明的爷爷喜欢喝盖碗茶，泡茶时，他向茶杯中倒入足够多的沸水，使得盖上杯盖后茶水漫过杯盖，然后静置一段时间就可以喝了，已知盖上杯盖后，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低，则（

）A．泡茶时，用沸水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大B．水的颜色由浅变深，说明水分子在做布朗运动C．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的压强变大D．温度降低的过程中，杯内气体向外界放热6．（2024·北京朝阳·二模）分子势能Ep随分子间距离r变化的图像如图所示。下列说法正确的是（）A．r1处分子间表现为引力B．r2处分子间表现为斥力C．时，r越小分子势能越大D．分子间距离足够大时分子势能最小7．（25-26高二上·全国·课后作业）石墨是碳原子按图甲排列形成的，其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构，单碳层石墨烯是单层的石墨，厚1毫米的石墨大概包含大约三百万层石墨烯。石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。则（）A．石墨中的碳原子静止不动B．碳原子的直径大约为3×10-9mC．石墨烯的物理性质沿各个方向一定不同D．石墨烯的熔解过程中，碳原子的平均动能不变8．（2025·浙江·一模）液体的表面张力会使液体表面总处于绷紧的状态。设想在液面上作一条分界线，张力的作用表现在，分界线两边液面以一定的拉力相互作用，的大小与分界线的长度成正比，即（为液体的表面张力系数），的方向总是与液面相切，并垂直于液面的分界线。小明设计了一个简易装置用来测量某液体的表面张力系数。如图所示，间距为的形细框上放置一细杆，两者间摩擦不计。将装置从肥皂水中取出后水平放置，会形成一水平膜（忽略膜受到的重力），甲、乙分别为俯视图和正视图，由于表面张力的缘故，膜的上、下表面会对产生水平向左的力。小明用一测力计水平向右拉住使其保持静止，测力计示数为，接着用该肥皂水吹成了球形肥皂泡，如图丙所示。当肥皂泡大小稳定时，测得其球形半径为。则小明测得肥皂水的表面张力系数和肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压强差分别为（）A． B． C． D．9．（2024·山东泰安·一模）我国已经在空间站上开展过四次精彩的太空授课，在亿万中小学生心里播撒下科学的种子。“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验，在两个固体表面之间可形成大尺寸液桥，如图a所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的培养皿，水在管内不断上升，直到管顶，如图b所示。对于这两个实验的原理及其就用的理解，下列说法正确的是（）A．液体表面张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌”B．分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“A”位置C．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过松土形成了土壤毛细管，使得土壤下面的水分更容易被输送到地表D．航天员在太空微重力环境中会因为无法吸墨、运墨而写不成毛笔字02气体实验定律和理想气体状态方程10．（2025·广西来宾·模拟预测）在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为cm和cm，左边气体的压强为cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。在整个过程中，气体温度不变。(1)求U形管竖直朝上时，右边气体压强(2)U形管水平放在水平桌面上时，左边空气柱长度为，右边空气柱长度为，请写出、、、的关系式（用、、、表示）。(3)求U形管平放时两边空气柱的长度。11．（2025·山东威海·三模）容积V=9L的密闭容器中装有一定质量的理想气体，开始时气体的压强p=5×104Pa，温度T1=300K。一段时间后，气体的温度升为T2=360K。为保证容器中气体的压强不超过p，需用抽气筒对容器抽气，每次可以抽取V1=1L的气体，抽气过程温度不变。求：(1)温度刚升为T2时气体的压强；(2)至少需要抽气的次数。12．（2025·河北·模拟预测）一种农药喷雾器工作原理如图所示。当上提压杆时，阀门关闭，防止储液罐气体外漏，阀门打开，吸入压强等于大气压强的气体。当下压压杆时，阀门打开，阀门关闭，把打气筒活塞下气体全部压入储液罐。假设储液罐容积为16L，每次打气筒可以将0.5L气体压入储液罐。已知大气压强为、密度为，当内、外压强相等时喷雾器停止喷洒农药，细管内气体体积可忽略，整个过程中气体温度保持不变。某次使用时，打开储液罐注入14L药液，密封储液罐，按压压杆10次，打开喷口向外喷洒农药。求：(1)打开开关K前储液罐内气体的密度和压强；(2)喷雾器停止喷洒农药后，需要再次向储液罐内压入气体，为使剩余农药全部喷出，还需要按压压杆的次数。13．（2025·四川乐山·二模）如图甲为气压式升降电脑椅，其简化结构如图乙，圆柱形汽缸A可沿圆柱形汽缸杆B外壁上下滑动。汽缸A与椅面固定在一起，其整体质量m=10kg；汽缸杆B与底座固定在一起，汽缸杆B的横截面积S=50cm2。在汽缸A与汽缸杆B间封闭一长L=20cm的气体（视为理想气体）。当人坐在椅面上，脚悬空稳定后椅面下降高度h=10cm。已知室内温度不变，汽缸A气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2，求：(1)椅面未坐人时，汽缸A中的气体压强p1；(2)该人的质量M。14．（2025·全国·模拟预测）如图所示，竖直汽缸中间放置一可上下移动的绝热活塞，将汽缸分为、两部分，且部分导热良好，部分绝热。汽缸内横截面积为，高度为，活塞的厚度可忽略。初始时刻，汽缸竖直放置，活塞位于汽缸中间位置，、内气体的压强分别为、，气体温度均为。忽略一切摩擦，重力加速度为。(1)求活塞质量。(2)若利用充气装置给部分充入等量的相同状态气体，且通过部分的电阻丝改变气体温度，最终、部分的高度比为2：1，求最终中气体的温度。15．（2024·安徽合肥·模拟预测）如图所示，倾角37°的粗糙斜面上有一带活塞的汽缸，汽缸质量，活塞质量，横截面积为，活塞与汽缸间可无摩擦滑动，汽缸与斜面间动摩擦因，大气压强重力加速度；汽缸导热良好，环境温度不变，求：（1）汽缸固定在斜面上稳定时，缸内气体压强；（2）在（1）问基础上，汽缸由静止释放后，稳定状态下，缸内气体压强及活塞与汽缸底部距离已知（1）中活塞与汽缸底部距离为27cm。03热力学定律与气体状态变化的综合应用16．（2025·河南·一模）如图所示，一开口向上的汽缸放在水平面上，用一定质量的活塞将理想气体封闭在汽缸中，汽缸和活塞导热性能良好，环境温度保持不变，忽略活塞与汽缸间的摩擦。下列说法正确的是（）A．若仅将环境温度升高少许，气体从外界吸收热量B．仅在活塞上放置砝码，单位体积单位时间撞击器壁的分子数不变C．仅在活塞上放置砝码，封闭气体从外界吸收热量D．仅打开阀门放出少许气体，分子的平均动能减少17．（2025·江苏宿迁·模拟预测）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经状态b、c、d再回到状态a，其中图线bc、da平行于横轴。下列说法正确的是（）A．从a到b，气体对外界做功B．从b到c，气体温度保持不变C．从c到d，气体内能减小D．从d到a，气体从外界吸热19．（2025·河南·三模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a依次经过一系列的变化过程回到状态a。已知ad和bc与T轴平行，ab和cd与p轴平行，bd的延长线经过O点。则在a、b、c、d四个状态及①、②、③、④四个过程中（）A．过程②中气体的密度增大B．过程①中单位时间内气体分子对单位面积的容器壁的撞击次数增多C．过程②中气体向外界放出热量D．过程③中气体向外界放出热量20．（2025·江苏·模拟预测）1816年斯特林发明了一种高效率的外燃发动机，发动机内封闭一定质量理想气体，从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a的过程中，压强p随密度ρ变化图像如图所示。下列说法正确的是（）A．a→b气体的内能增大 B．b→c气体向外界放热C．c→d外界对气体做功 D．一个循环过程，气体从外界吸收热量21．（2025·湖南湘潭·模拟预测）我国“天宫”空间站环控生保系统需精准控制气体状态。如图所示，地面上某储存舱简化成内壁光滑的汽缸，不计质量的活塞将一定质量的理想气体封闭在缸内。初始状态压强，体积，温度。用电热丝加热至温度，气体吸收热量。求：(1)加热后气体的体积；(2)气体内能的变化量。22．（2025·河北秦皇岛·二模）一定质量的理想气体，从状态A开始，经历B、C两个状态又回到状态A，压强p与热力学温度T的关系如图所示，AC的反向延长线经过坐标原点O，AB与横轴平行，阴影部分（ABC）的面积为。已知状态C的体积为V0，根据图像所提供的其他已知信息，求：(1)气体在状态A、C的压强；(2)气体在状态B的体积以及气体从状态A到状态B对外做的功。23．（2025·福建泉州·一模）（多选）食品包装袋内充入氮气可防止食物氧化、抑制微生物生长。已知包装袋材料导热性能良好，袋内气体可视为理想气体。从冷藏室取出后，包装袋随周围环境温度升高明显膨胀，则膨胀后包装袋内（）A．气体分子间斥力增大 B．每个气体分子动能都增大C．气体内能增大 D．气体对外界做正功24．（2025·天津和平·三模）（多选）分子间的作用力跟分子间距离的关系如图所示，关于分子间作用力与分子间势能（设两分子相距无穷远时分子势能为0），下列说法正确的是（）A．当时，分子间作用力最小，分子势能为零B．当时，分子间作用力最小，分子势能最小C．在分子间距离从减小到的过程中，分子间作用力减小，分子势能也减小D．分子间距离在从增大到的过程中，分子间作用力做负功25．（2025·河南·模拟预测）（多选）如图甲所示，一定质量的理想气体从状态经等压过程到状态。此过程中，气体压强，吸收的热量，下列对气体从状态到状态过程说法正确的是（）A．气体在状态的体积为B．气体分子在状态和状态的速率分布可能如图乙所示C．气体从状态到状态过程对外界做功为240JD．气体从状态到状态过程中内能的增加量为720J26．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）（多选）喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是防水剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果，水滴与玻璃接触时呈椭球形，无法停留在玻璃上，从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是（）A．雨水分子在永不停息地无规则运动B．照片中的玻璃和水滴之间发生了浸润现象C．水滴呈椭球形是液体表面张力和重力共同作用的结果D．照片中水滴与玻璃表面接触的附着层中水分子间距比水滴内部的水分子间距小27．（2025·云南楚雄·模拟预测）气钉枪是一种广泛应用于建筑、装修等领域的气动工具，工作时以高压气体为动力，如图甲所示的是气钉枪和与之配套的气罐、气泵。图乙是气钉枪发射装置的示意图，汽缸通过细管与气罐相连。射钉时打开开关，气罐向汽缸内压入高压气体推动活塞运动，活塞上的撞针将钉子打入物体，同时切断气源，然后阀门自动打开放气，复位弹簧将活塞拉回原位置。气钉枪配套气罐的容积，汽缸的有效容积，气钉枪正常使用时气罐内气体的压强范围为，为大气压强，当气罐内气体的压强低于时气泵会自动启动充气，压强达到时停止充气。假设所有过程中气体温度不变，已知气罐内气体的初始压强为。假设所有过程温度恒定，且气罐容积不变。(1)若气泵自动启动充气时在1s内吸入压强为的空气的体积，求在不使用气枪的情况下，气泵充气一次的时间t。(2)求充气结束后至气泵下次自动启动充气前，气钉枪最多能射出多少颗钉子（可能用到的数据）。28．（2025·湖北武汉·模拟预测）如图所示，密封性好、体积可忽略的光滑活塞将一气缸分为、两室，室内有一微型电阻丝，室可通过一阀门与大气相通，气缸和活塞均导热良好。初始，室和室内封闭气体的体积均为、压强均为，系统处于平衡状态。已知环境温度恒为，外界大气压强为，A、B两部分气体均可视为理想气体。求：(1)将阀门打开，稳定后室内气体的体积；(2)接上问，再给室内的电阻丝通电，将室内气体缓慢加热到，此时室内气体的压强。29．（2025·湖南长沙·模拟预测）一年一度的科技节即将来临，老师们决定组织学生来一场特殊的拔河比赛。组织两批学生，给他们分别准备两个气密性好的半球（可抽气），直径。半球的外部中心轴上焊有挂钩。开始实验时，用注射器缓慢抽气将球内气压减小到。用两段绳子分别挂在两个半球的挂钩上，摆好拔河的姿势向着相反的方向拉动绳子。整个过程中保持球不变形不漏气，环境温度为，大气压为均保持不变。忽略半球、挂钩和绳子的重力影响，。试求：(1)抽气前后球内气体的质量比；(2)若每位学生的拉力为157N不变，要将两个半球分离，每边至少需要几名学生。30．（2025·云南昭通·模拟预测）2024年9月7日至9日，受台风“摩羯”影响，云南中南部出现强降雨过程，造成严重灾害。当大暴雨降临，路面水井盖因排气孔堵塞可能会造成井盖不断跳跃，导致井盖移位而存在安全隐患。如图所示，某次大暴雨，水位以50mm/h的速度迅速上涨，质量为m=36kg的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为，水位与井盖之间的距离为h=2.018m时开始计时，此时井内密封空气的压强恰好等于大气压强，若空气视为理想气体，温度始终不变，。(1)求从图示位置起，历经多长时间井盖会被顶起？(2)在井盖被顶起前外界对井内密闭气体做了725J的功，则该气体吸热还是放热？吸收或放出的热量为多少？31．（2025·广东·模拟预测）沼气是一种混合可燃气体看作理想气体。某家庭使用的沼气池贮气间为大小为的密闭室，主要给一款沼气炉灶供气，该款沼气炉灶的部分参数，灶前压力：沼气灶正常工作的灶前压力一般在之间，这个压力可以保证沼气稳定地供应到炉灶燃烧器进行充分燃烧。取绝对零度为。(1)早晨使用结束后发现，贮气间的温度为，压强为1000Pa，中午使用前贮气间的温度上升至，若没有沼气补充，请通过计算说明，中午是否能稳定使用该沼气炉灶；(2)早晨使用结束后保持贮气间的温度为不变，压强为1000Pa，若没有沼气补充，求中午能够稳定使用的沼气占原沼气百分比。32．（2025·全国·模拟预测）某款插电电动汽车采用高压油箱，其工作原理是利用油箱隔离阀维持内部压力稳定。已知该高压油箱容积为50L，其中燃油的体积为20L，在温度为300K时，油箱内部燃油蒸气压强为30kPa。假设油箱内燃油蒸气可视为理想气体，不考虑燃油消耗及蒸气补充。(1)当油箱内温度变为320K时，油箱内燃油蒸气压强为多少？(2)若保持燃油蒸气温度为320K不变，缓慢将一部分燃油蒸气转移到一个容积可以从零开始缓慢增加的备用油箱，使油箱内压强降为20kPa，求此时备用油箱的容积。33．（2025·湖北黄冈·模拟预测）如图所示，固定在倾角的斜面上的内壁光滑的绝热汽缸开口处有卡口，汽缸长度为1.2m。活塞a为绝热活塞，活塞b导热性能良好，两活塞质量均为2kg、面积均为,活塞厚度忽略不计，两活塞用轻质弹簧连接，弹簧的劲度系数。封闭气体A、B初始温度均为，弹簧恰好处于原长，大气压强，重力加速度，外界温度保持不变，且初始时两活塞将汽缸体积均分为三等份。求：(1)初始时封闭气体A、B各自的压强；(2)现给电阻丝通电，缓慢加热密封气体A至活塞b刚要碰到汽缸卡口瞬间，求此时封闭气体A的温度；(3)在活塞b碰到汽缸卡口后，继续加热，当弹簧压缩0.1m时，求此时封闭气体A的温度。34．（2025·辽宁朝阳·模拟预测）为保存某种特殊物品，现需要一个精准控温的集装箱，具体设计如下。一单匝线圈边长分别为，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴MN匀速转动，线圈内阻忽略不计，通过原副线圈匝数比为1:2的理想变压器，给装有一定质量的理想气体的汽缸加热，以达到精准控温。开始时活塞处于静止状态，活塞距汽缸底部高度为，温度为，后闭合开关S，通过电热丝电流为I，活塞的面积为S，活塞的重力为G，电热丝的电阻为R，大气压强为，移动过程中活塞与汽缸的摩擦忽略不计，且气体与外界环境没有热交换，热量全部被气体吸收。则经过时间t，温度从升高到过程中：(1)活塞移动的距离X；(2)该气体增加的内能；(3)线圈匀速转动的角速度。35．（2025·安徽芜湖·二模）某型号汽油发动机结构如图甲所示。其工作过程可看成：燃烧室内气体经历反复膨胀和压缩。某次膨胀和压缩过程可简化为如图乙所示的图像，其中和为两个绝热过程。状态A气体的温度，压强，火花塞点火瞬间，燃烧室内气体的压强迅速增大到的状态B，然后，活塞被推动向下移动对外做功。在经历的绝热膨胀过程中，气体对外做功400J，温度降低了400℃，压强降低到120kPa，以上整个过程中燃烧室内的气体可视为理想气体且质量保持不变。(1)求气体在状态B的温度；(2)求过程燃烧室内气体的内能变化量；(3)燃烧室内气体的最大体积与最小体积之比被称为压缩比k，它是发动机动力大小的一个标志。请计算该发动机的压缩比k。36．（2025·云南·模拟预测）有两个导热良好的光滑汽缸通过弯管连接，面积为的活塞A和面积为S的活塞B之间封闭了一段气体如图甲所示，活塞A与汽缸右端相距，处于平衡状态，活塞B上方有高度为的液体。现用水平外力缓慢向右移动活塞A，当A到汽缸水平部分的右端时活塞B和液体上升，如图乙所示，这个过程中环境温度不变。已知大气压强为，液体密度为，重力加速度为，弯管中的气体体积可忽略，竖直汽缸足够长。(1)求活塞B的质量；(2)锁定A活塞后对封闭气体缓慢加热，设法使气体温度变为原来的两倍，求该过程中外界对封闭气体做的功，并判断该过程中气体是吸热还是放热？并说明理由。37．（2025·天津·高考真题）如图所示，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态A变化到状态C，则（）A．和过程，外界对气体做功相同B．和过程，气体放出的热量相同C．在状态A