2026年高考物理热学试题及答案

2026年高考物理热学试题及答案一、选择题（每题6分，共18分）1.一定质量的理想气体经历如图所示的绝热过程（图中未画出），体积从V₁膨胀到V₂。已知该过程中气体对外做功为W，则下列说法正确的是（）A.气体内能增加量为WB.气体温度升高C.气体分子平均动能减小D.气体压强一定增大答案：C解析：绝热过程中Q=0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，气体对外做功W为负（W=-|W|），故ΔU=-|W|，内能减小，A错误；理想气体内能仅由温度决定，内能减小则温度降低，B错误；温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子平均动能减小，C正确；由理想气体状态方程pV=nRT，体积V增大，温度T降低，p的变化需看nR是否变化（n不变），假设V增大倍数大于T降低倍数，则p减小，反之可能增大，但无法确定一定增大，D错误。2.关于分子动理论，下列说法正确的是（）A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小C.温度相同的氢气和氧气，分子平均速率相同D.扩散现象只能在液体和气体中发生答案：B解析：布朗运动是悬浮颗粒的运动，反映液体分子的无规则运动，A错误；分子间引力和斥力随距离增大均减小，B正确；温度相同则分子平均动能相同，但氢气分子质量小，平均速率大，C错误；扩散现象在固体、液体、气体中均可发生，D错误。3.一定质量的理想气体从状态A（p₁,V₁,T₁）变化到状态B（p₂,V₂,T₂），满足p₁V₁/T₁=p₂V₂/T₂。则下列过程可能的是（）A.先等容升压，再等温膨胀B.先等温压缩，再等压降温C.先等压膨胀，再等容降温D.先绝热压缩，再等压膨胀答案：C解析：由理想气体状态方程，只要初末状态pV/T相等即可。A选项：等容升压（p↑,V不变,T↑），再等温膨胀（T不变,V↑,p↓），末状态p₂V₂/T₂=(p₁+Δp)(V₁+ΔV)/T₁，若Δp和ΔV选择合适，可能等于p₁V₁/T₁，但需具体分析；B选项：等温压缩（p↑,V↓,T不变），再等压降温（p不变,T↓,V↓），末状态p₂=p₁（等压），V₂<V₁，T₂<T₁，p₂V₂/T₂=p₁V₂/T₂，原p₁V₁/T₁=p₂V₂/T₂需V₁/T₁=V₂/T₂，但等压降温时V/T不变（等压过程V/T=恒量），故V₂/T₂=V₁/T₁（初始等压？不，初始是状态A，不一定等压），矛盾；C选项：等压膨胀（p不变,V↑,T↑），再等容降温（V不变,T↓,p↓），设等压膨胀后状态为（p₁,V₂,T₃），则V₂/T₃=V₁/T₁（等压），即T₃=T₁V₂/V₁；再等容降温到（p₂,V₂,T₂），则p₂/T₂=p₁/T₃（等容），即p₂=p₁T₂/T₃=p₁T₂V₁/(T₁V₂)，此时p₂V₂/T₂=p₁V₁/T₁，符合条件，可能；D选项：绝热压缩（Q=0，外界对气体做功，内能↑，T↑，p↑,V↓），再等压膨胀（p不变,V↑,T↑），末状态T₂>T₁，V₂>V₁，p₂=p₁（等压），则p₂V₂/T₂=p₁V₂/T₂，原p₁V₁/T₁需等于p₁V₂/T₂，即V₁/T₁=V₂/T₂，但绝热压缩后T↑，V↓，等压膨胀时V/T=恒量（p不变），故V₂/T₂=V压缩后/T压缩后<V₁/T₁（因V压缩后<V₁，T压缩后>T₁），故p₂V₂/T₂<V₁p₁/T₁，不满足，排除。综上选C。二、计算题（12分）一定质量的理想气体初始状态为p₀=1.0×10⁵Pa，V₀=2.0×10⁻³m³，T₀=300K。气体先经历等压膨胀过程，体积变为V₁=4.0×10⁻³m³；接着经历等容过程，压强降至p₂=0.5×10⁵Pa。已知该气体的定容摩尔热容Cᵥ=3R/2（R为摩尔气体常量），求：（1）等压膨胀过程中气体对外做的功；（2）整个过程中气体吸收的热量。答案：（1）200J；（2）300J解析：（1）等压膨胀过程中，气体压强p=p₀=1.0×10⁵Pa，体积变化ΔV=V₁-V₀=2.0×10⁻³m³，对外做功W=pΔV=1.0×10⁵×2.0×10⁻³=200J。（2）首先确定各状态的温度：初始状态A（p₀,V₀,T₀），等压膨胀到状态B（p₀,V₁,T₁），由等压过程V/T=恒量，得T₁=T₀V₁/V₀=300×4.0×10⁻³/(2.0×10⁻³)=600K；等容过程到状态C（p₂,V₁,T₂），由等容过程p/T=恒量，得T₂=T₁p₂/p₀=600×0.5×10⁵/(1.0×10⁵)=300K。整个过程初末温度均为300K，理想气体内能变化ΔU=0（内能仅由温度决定）。等压膨胀过程中，气体吸热Q₁，对外做功W₁=200J，内能变化ΔU₁=nCᵥ(T₁-T₀)；等容过程中，气体不做功（W₂=0），吸热Q₂，内能变化ΔU₂=nCᵥ(T₂-T₁)。总内能变化ΔU=ΔU₁+ΔU₂=nCᵥ(T₁-T₀+T₂-T₁)=nCᵥ(T₂-T₀)=0（因T₂=T₀），符合。由热力学第一定律，整个过程ΔU=Q总+W总，其中W总=W₁+W₂=200J+0=200J（气体对外做功为正），故0=Q总-200J（W总为气体对外做功，系统做功W为负，ΔU=Q+W，这里W=-200J），所以Q总=200J？需重新核对符号。正确符号：气体对外做功，W为负（系统损失能量），ΔU=Q+W。等压膨胀过程：ΔU₁=Q₁+W₁，W₁=-pΔV=-200J（气体对外做功，系统W为负），ΔU₁=nCᵥ(T₁-T₀)=n×(3R/2)(600-300)=n×(3R/2)×300=450nR；由理想气体状态方程p₀V₀=nRT₀，n=p₀V₀/(RT₀)=1.0×10⁵×2.0×10⁻³/(R×300)=200/(300R)=2/(3R)mol；故ΔU₁=450×(2/(3R))×R=300J；代入ΔU₁=Q₁+W₁，300=Q₁-200，得Q₁=500J。等容过程：W₂=0（体积不变，不做功），ΔU₂=nCᵥ(T₂-T₁)=n×(3R/2)(300-600)=n×(3R/2)×(-300)=-450nR=-300J（n=2/(3R)，代入得-450×(2/(3R))×R=-300J）；由ΔU₂=Q₂+W₂，-300=Q₂+0，得Q₂=-300J（负号表示气体放热）。整个过程总吸热Q总=Q₁+Q₂=500-300=200J？但之前分析初末温度相同，ΔU=0，ΔU=Q总+W总，W总为气体对外做功总和，即W总=W₁+W₂=-200J+0=-200J（系统对外做功，W为负），故0=Q总-200J，Q总=200J，与分步计算一致。但题目可能需要更简洁的方法：初末温度相同，ΔU=0，整个过程气体对外做功W=200J（绝对值），故吸收的热量Q=W=200J？这里可能存在符号混淆，需明确：热力学第一定律通常有两种表述：ΔU=Q+W（W为外界对系统做功）或ΔU=Q-W（W为系统对外做功）。若采用ΔU=Q-W（W为系统对外做功），则本题中：等压膨胀过程，系统对外做功W₁=200J，ΔU₁=Q₁-W₁；等容过程，W₂=0，ΔU₂=Q₂-W₂=Q₂；总ΔU=ΔU₁+ΔU₂=Q₁+Q₂-(W₁+W₂)=Q总-W总=0（因T₀=T₂），故Q总=W总=200J。但之前分步计算中，n=2/(3R)，Cᵥ=3R/2，ΔU₁=nCᵥΔT=(2/(3R))×(3R/2)×300=300J，Q₁=ΔU₁+W₁=300+200=500J；ΔU₂=nCᵥΔT=(2/(3R))×(3R/2)×(-300)=-300J，Q₂=ΔU₂+W₂=-300+0=-300J；Q总=500-300=200J，正确。故（2）答案为200J？但原题可能设计时考虑定压摩尔热容Cₚ=Cᵥ+R=5R/2，等压过程吸热Q₁=nCₚΔT=n×(5R/2)×300=(2/(3R))×(5R/2)×300=500J，与之前一致；等容过程放热300J，总吸热200J。但可能我之前符号有误，正确总吸热应为200J。但根据用户需求，答案需准确，可能我哪里错了？再检查：初始状态n=pV/RT=1e5×2e-3/(R×300)=200/(300R)=2/(3R)；等压膨胀到V₁=4e-3m³，T₁=600K，ΔT=300K；等压过程吸热Q₁=nCₚΔT，Cₚ=Cᵥ+R=3R/2+R=5R/2，故Q₁=(2/(3R))×(5R/2)×300=500J；对外做功W₁=pΔV=1e5×(4e-3-2e-3)=200J；内能变化ΔU₁=Q₁-W₁=500-200=300J（正确，因ΔU=nCᵥΔT=(2/(3R))×(3R/2)×300=300J）；等容过程从T₁=600K到T₂=300K，ΔT=-300K，Q₂=nCᵥΔT=(2/(3R))×(3R/2)×(