高考物理一轮复习质量检测卷15（解析版）

专题15热学

质量检测卷

第I卷（选择题，共48分）

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1〜8题

只有一项符合题目要求，第9〜12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全

的得2分，有选错的得0分）

1.下列说法正确的是（）

A.扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的

B.某时刻某•气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动

C.0%：和10（）（氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律

D.以上说法均错误

【答案】C

【解析】：扩散运动是物理现象，没有发生化学反应，故选项A错误；分子运动是杂乱无章的，无法判断分

子下一时刻的运动方向，故选项B错误；（TC和100P氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律,

故选项C正确。

2.关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（）

A.物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元

B.分子间的斥力和引力总是同时存在，且随着分子之间距离的增大而增大

C.分子在做永不停息的无规则热应动，布朗运动就是分子的热运动

D.宏观物体的温度是物体内大显分子平均动能的标志

【答案】D

【解析】：物质是由大量分子组成的，分子是由原子组成的，故A错误：根据分子动理论可知，分子间同时

存在分子引力和分子斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，随分子间距离的增大而减小，故B

错误；布朗运动是固体微粒的运动，不是分子的运动，但间接反映了液体分子的热运动，故C错误；温度

是分子平均动能的标志，故D正确。

3.（2021・湖南长沙市模拟）人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的，卜.列说法正确的是（）

A.晶体的物理性质都是各向异性的

B.露珠呈现球状是由于液体表面张力的作用

C.布朗运动是固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动

D.当分子间作用力表现为斥力时，分子间作用力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小

【答案】B

【解析】：晶体分为单晶体和多晶体，单晶体的物理性质是各向异性，多晶体的物理性质是各向同性，故A

错误；液体表面张力的产生是由于液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力，合力表现为引力，露珠

呈现球状是由于液体表面张力的作用，故B正确；布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒所做的无规则运

动，它间接反映了液体分子的无规则运动，故C错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子间作用力和分

子势能总是随分子间距离的减小而增大，故D错误。

4.（2021•北京模拟）对于一定质量的理想气体，下列叙述正确的是（）

A.当分子间平均距离变大时，气体压强一定变小

B.当分子热运动变剧烈时，气体压强一定变大

C.当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大

D.当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强一定变大

【答案】C

【解析】：气体压强在微观上与分了•的平均动能和分了•的密集程度有关。当分子热运动变剧烈且分子平均距

离变大时，气体压强可能变大、可能不变、也可能变小；当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气

体压强一定变大。故选C。

5.Q021•江苏扬州高邮高三,下学期调研）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，目车胎体积增大。

若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么（）

A.外界对胎内气体做功，气体内能减小

B.外界对胎内气体做功，气体内能增大

C.胎内气体对外界做功，内能减小

D.胎内气体对外界做功，内能增大

【答案】D

【解析】：胎内气体压强增大，体积增大，由理想气体状态方程华=C知，温度7升高，因此内能增大；

车胎体积增大，则胎内气体对外界做功，D正确。

6.（2021•河北石家庄市检测）如图所示，一根竖直弹簧支撑着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而睁止。设活塞

与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好、使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，

则下列结论正确的是（）

日

A.若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些

B.若外界大气压增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大

C.若气温升高，则活塞距地面的高度将减小

D.若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大

【答案】D

【解析】：若外界大气压增大或气温升高，因弹簧的弹力总等于活塞与汽缸的总重力保持不变，则弹簧长度

不变，A、C项错误；对汽缸分析，根据平衡条件可知，大气压增大，密封气体的压强增大，乂气体的温度

不变，则体积减小，而活塞的位置不变，所以汽缸的上底面距地面的高度将减小，B错误；若气温升高，分

析汽缸的平衡可知，密封气体发生等压变化，根据盖一吕萨克定律知气体体积增大，汽缸的上底面距地面

的高度将增大，D项正确。

7.大气压强为1.0x105pa。某容器的容积为］（）L,装有压强为LOx106Pa的气体，如果保持气体温度不变,

把容器的开口打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为（）

A.1：9B.1：10

C.1：11D.1：20

【答案】B

6

【解析】：以容器内原来所有气体为研究对象，初状态：pt=l.0xl0Pa,匕=10L,把容器的开口打开，气

5

体等温膨胀，末状态：p2=i.0xl0Pa,设体积为匕，由玻意耳定律得m%=p2%，代入数据得『2=100L,

即容器中剩余10L压强为“°的原来气体，而同样大气压下气体的总体积为100L,所以剩下气体的质量与

原来气体的质量之比等于同压下气体的体积之比"=与=4=1，故选B。

8.（2021•陕西宝鸡中学第三次模拟）以M表示水的摩尔质量，%表示在标准状况卜冰蒸气的摩尔体积，〃为

在标准状况下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，加、P分别表示每个水分子的质量和体积，有以下四个

关系式：®/vA=—>②〃=晟，③〃?=g，④>=用。则下列判断正确的是（）

fnNAVNANA

A.①和②都是正确的B.①和③都是正确的

C.②和④都是正确的D.①和④都是正确的

【答案】B

【解析】：①摩尔质量=分子质量X阿伏加德罗常数，故〃匕=〃皿，故必=手，故①正确：②〃为在标

准状况下水蒸气的密度，由于气体分子间距远大于分子直径，故水蒸气的密度小于水分子的密度，故p，V

m,故故②错误；③摩尔质量=分子质量x阿伏加德罗常数，故机=学，故③正确；④由于气体

分子间距远大于分子直径，故/今，故④错误。正确的表达式为①和③，选

9.（2021•四川成都市第二次诊断）根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法正确的是（）

A.机械能可以全部转化为内能

B.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能

从低温物体传递给高温物体

C.制冷机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

D.第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类

永动机可以制造出来

【答案】AC

【解析】：机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与

热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从

低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；由能量守恒定律知，制冷过程中，从室内吸收

的热量与压缩机做的功之和等于向室外放出的热量，C正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动

机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D错误。

10.（2021•河南九师联盟质检）一定质量的理想气体，经历如图所示的循环，图线由两条绝热线和两条等容线

组成，其中，。一力和c-d为绝热过程，c和4一。为等容过程。下列说法正确的是（）

A“T8过程中，气体分子的平均动能不变

B.b_c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多

C.c-d过程中，单位体积内的气为分子数减少

D.dT4过程中，气体从外界吸收热量

【答案】BC

【解析工过程为绝热过程，理想气体与外界没有热交换，0=0,体积变小，外界对气体做功，%>0,

根据△U=Q+%可知，A（/>0,故气体温度升高，气体分子的平均动能增大，故A错误；方TC过程中，体

枳不变，由9=。可知，当压强变大时，温度升高，分子平均动能增大，则单位时间内与器壁单位面积碰

撞的分子数增多，故B正确；c-d过程为绝热过程，体积变大，单位体积内的气体分子数减少，故C正确;

di。过程中，体积不变，压强减小，温度降低，可知△"<（）,"=0,由△U=%+。，可知气体放热,

故D错误。

11.女航天员王亚平——中国第一位“太空老师”，曾在太空中给全国青少年讲解了液体表面张力的作用、微

重力环境下物体运动的特点等知识，下列现象是由表面张力引起的是（）

A.钢针浮在水面上

B.船只浮在水面上

C.K船中自由漂浮的水滴呈球形

D.布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水

【答案】ACD

【解析】：钢针受到水的表面张力作用，与重力平衡，浮在水面上，A正确；船只在水的浮力作用下浮在水

面上，与表面张力无关，B错误；飞船中自由漂浮的水滴在表面张力作用下使表面积收缩到最小，即呈球形,

CE确：由于雨水表面存在表面张力，雨滴呈球形，虽然布伞有缝隙，但不漏雨水，D正确。

12.（2021•山东临沂市上学期期末）甲分子固定在坐标原点O,只在两分子间作用力的作用下，乙分子沿x轴

方向运动，两分子间的分子势能不与两分子间距离x的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有

的总能量为0,则下列说法正确的是（）

A.乙分子在P点时加速度为（）

B.乙分子在。点时分子势能最小

C.乙分子在。点时处于平衡状态

D.乙分子在0点时动能最大

【答案】AD

【解析工由题图可知，乙分子在P点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间的引力和斥

力相等，乙分子所受合力为0,加速度为0,选项A正确；乙分子在。点时分子势能为0,大于乙分子在尸

点时的分子势能，选项B错误：乙分子在Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力,

合力表现为斥力，所以乙分子在。点所受合力不为0,故不处于平衡状态，选项C错误；乙分子在尸点时,

其分了•势能最小，由能量守恒可知，此时乙分了•动能最大，选项D正确。

第II卷（非选择题，共52分）

二、填空题（本题共4小题，共22分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出

答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位）

13.（12分）分子间作用力产与分子间距〃的关系如图所示，/•=小时，F=0o分子间势能由「决定，规定两

分子相距无穷远时分子间的势能为0。若一分子固定于原点。，另一分子从距。点很远处向。点运动，在

两分子间距减小到r2的过程中，势能（选填“减小皿不变”或“增大”）：在间距由,）减小到小的过程中，

势能（选填“减小”“不变”或“增大》在间距等于〃时，势能（选填“大于川等于”或“小于”）0。

【答案】：减小减小小于

【解析】：另一分子从距。点很远处向。点运动，两分子间距减小到，2的过程中，分子间作用力表现为引

力，引力做正功，分子势能减小；在/*2一门的过程中，分子间作用力仍然表现为引力，引力做正功，分子势

能减小；在间距等于小之前，分子势能一直减小，取无穷远处分子势能为0,则在小处分子势能小于0。

14.如图所示是通过扫描隧道显微镜拍下的照片：48个铁原子在铜的表面排列成圆圈，构成户量子围栏

为了估算铁原子直径，查到以下数据：铁的密度”=7.8x103kg/nf,摩尔质量"=5.6x10-2kg/mol,阿伏加

德罗常数NA=6.0X］（）23moL。若将铁原子简化为球体模型，铁原子直径的表达式。=,铁原子

直径约为m（结果保留1位有效数字）。

【答案】：3y3x107。

【解析工每个铁原子的体积匕=々，将铁原子看成球体，则%=/凡联立解得［=3*,代入数据

pNk6JnpN^

解得"=九4、然流;=

15.一定质量的理想气体，在绝热情况下体积减小时，气体的内能（选填“增大""不变''或"减小”）。

当一定质量的理想气体从外界吸收热量，同时体枳增大时，气体的内能（选填"一定增大’“可能不变”

或“一定减小”）。可看成理想气体的Ig氢气和1g氧气，在体积不变的情况下，从10（升高到2（）。（3时，氢

气内能的增加量（选填“大于""等于''或“小于”）氧气内能的增加量。

【答案】：增大可能不变大于

【解析】：一定质量的理想气体，在绝热情况下，即0=（）,体积减小，即%＞（）,根据热力学第一定律AU=

%+。，得M/＞0,即内能增大。当一定质量的理想气体从外界吸收热量，同时体积增大时，则。＞0,正＜0,

根据热力学第一定律△U=%+0,得AU可能大于0、等于0或小于0,即内能可能增加、不变或减小。可

看成理想气体的1g氢气和1g氧气，在体积不变的情况下，从1（）。（2升高到20。（2时，气体分子平均动能

的增加量相同，但氢气分子的个数多，则氢气的总分子动能增加量多，而理想气体的内能只考虑分子动能,

则氢气内能的增加量大于氧气内能的增加量。

16.如图所示，用带孔橡皮塞把一塑料瓶瓶口塞住，向瓶内迅速打气，在瓶塞弹出前，外界对气体做功15J,

橡皮塞的质量为20g,橡皮塞被弹出的速度为10m/s,若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%,瓶内

的气体可视为理想气体，则瓶内气体的内能变化量为J，瓶内气体的温度（选填“升高”“不

变”或“降低”）。

【答案】：5升

\nv2；XO.O2X］（）2

【解析】：由题意可知，气体对外做的功力对外——J=10J,向瓶内迅速打气，在整个过程

中，可认为气体与外界没有热交换，即0=（）,则气体内能的变化最△U=/+Q=（15J-l（）J）+（）=5J,气

体内能增加，温度升高。

17.(2021・盐城模拟)油酸酒精溶液的浓度为每100()mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL,用滴管向量筒内滴

50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水,

油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(以下计算结果均保留2位有效数字)

(1)若每一小方格的边长为10mm,则油膜的面积为m?。

(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为nF。

(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为mo

(4)为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列措施可行的是。

A,油酸浓度适当大一些

B.油酸浓度适当小一些

C.油酸扩散后立即绘出轮廓图

D,油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图

【答案】：(1)8.0x10-3(7.7x10-3〜8.3x10-3均对)(2)1.0xl0-n(3)1.3x10-2x10-9也对)(4)BD

【解析】：(1)每个小方格的面积为S=(10mm)2=lxi()7m2,面积超过正方形面积一半的止方形的个数为

80个，则油膜的面积约为S=805i=80x1o-4m2=8.0x10-3m2<.

(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油段的体积K=—mL=1.0xl()-»m\

V10x1011

(3)把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则分子的直径为石m=1.3x：0-9m。

(4)为了能形成单分子油膜，油膜浓度应适当小些；绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行，B、D选项正确,

A、C选项错误。

三、计算题(本题共3小题，共30分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出

答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位)

18.如图所示，水平放置的汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞的质量，10kg,横截面积S=100cm'

活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，活塞到汽缸底部的距离4=11cm,到汽缸口的距离"=4cm。现将

汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平。

已知g=10m/s2,外界气温为27大气压强为1.0x105pa,活塞厚度不计，则：

(1)活塞上表面刚好与汽缸口相平时气体的温度是多少？

(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收2=35()J的热量，则气体增加的内能△。多

大？

【答案】：(1)450K(2)295J

【解析】：(I)当汽缸水平放置时，Po=LOxl()spa,%=L[S,%=(273+27)K=300K。当汽缸口朝上，活塞

到达汽缸口时，活塞的受力分析妇图所示。

根据平衡条件有

0S=po5+〃?g

匕=(£也)S

由理想气体状态方程得

poLiS_pi(1i+l2)S

~W=TT

代入数据解得r】=450K。

(2)当汽缸口向上，未加热时，由玻意耳定律得

p(\L\S=p、LS

加热后，气体做等压变化，外界对气体做的功为

"=~PQ[L\+L2—L)S—mg(L\-¥L2—L)

根据热力学第一定律

△U=%+0

代入数据解得AU=295J。

19.(2021・河北模考)“天问一号”的发射开启了我国探测火星的征程。设想将图中所示的粗细均匀、导热良好、

右端封闭有一定质量理想气体的U形管带往火星表面。U形管分别在地球和火星表面某时某地竖直放置时

的相关参数如表所示。

地球火星

重力加速度g0.38g

环境温度T地=300K7火=280K

大气压强p地=76.0cmHgp火

封闭气柱长度/»,=19.0cm/火=56.0cm

水银柱高度差h地=73.0cmh.火

求：(结果保留2位有效数字)

⑴火星表面高1m的水银柱产生均压强相当于地球表面多高水柱产生的压强(已知〃水泵=13.6><1(产kg/m\p

水=1.Oxkg/m3)；

(2)火星表面的大气压强〃火。

(rj-

【答案】：(1)5.2m(2)1