高考物理二轮总复习：热学

14.热学

选择题:1〜6题每小题3分,8~9题每小题5分洪28分

基础巩固练

1.（2025江苏南通一模）黑磷是重要的芯片原料,其原子按照一定的规则排列呈片状结构,

电子在同一片状平层内容易移动,在不同片状平层间移动时受到较大阻碍。则黑磷

（）

A.属于多晶体

B.没有固定的熔点

C.导电性能呈各向异性

D.没有天然的规则几何外形

2.（多选）（2023浙江6月选考）下列说法正确的是（）

A.热量能自发地从低温物体传到高温物体

B.液体的表面张力方向总是跟液面相切

C.在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的

D.当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率

3.（2025江苏苏州模拟）如图甲所示，系着细棉线的铁丝环从肥皂液里取出时留下一层薄

膜,用烧热的针刺破左侧薄膜后，棉线和薄膜的形状如图乙所示。贝立）

A.图甲中，两侧薄膜对棉线均没有作用力

B.图甲中，薄膜的表面层与内部分子间距离相等

C.图乙中，薄膜收缩使棉线绷紧

D.图乙中，棉线某处受薄膜作用力方向沿棉线切线方向

4.（2025山东卷）分子间作用力「与分子间距离，•的关系如图所示，若规定两个分子间距

离r等于m时分子势能瓦为零，则（

A.只有，,大士也时,心为止

B.只有，•小于也时,耳为正

C.当厂不等于四时,心为正

D.当厂不等于用时,耳为负

5.（多选）（2024河北卷）如图所示，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左、右两部

分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水

平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且

体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重

新静止后（）

理想气体真空

活塞/

A.弹簧恢复至自然长度

B.活塞两侧气体质量相等

C.与初始时相比，汽缸内气体的内能增加

D.与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少

6.（多选）（2024新课标卷）如图所示，一定质量理想气体的循环由下面4个过程组成:1->2

为绝热过程（过程中气体不与外界交换热量）,2-3为等压过程,3-4为绝热过程,4-1为

等容过程。上述4个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是

A.l-2过程中，气体内能增加

B.2-3过程中，气体向外放热

C.3—4过程中，气体内能不变

D.4Tl过程中，气体向外放热

7.（6分）（2024安徽卷谋人驾驶汽车从北京到哈尔滨,在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气

体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。于是在

哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压

强（假设充气过程中,轮胎内气体的温度与环境温度相司，且保持不变）。已知该轮胎内气

体的体积Vo=3OL,从北京出发时，该轮胎内气体的温度八二-3℃,压强pi=2.7xl（）5pa。哈

尔滨的环境温度上=-23℃、大气压强po取l.OxlO5Pa<>求：

（1）在哈尔滨时，充气前该轮胎内气体的压强。

（2）充进该轮胎的空气体积。

综合提升练

8.（2025浙江金丽衢十二校二模）已知地球大气层的厚度〃远小于地球半径凡空气平均

摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,地面大气压提是由大气的重力产生的，大小为加.重

力加速度大小为g。由以上数据可估算（）

A.地球大气层空气分子总数为2也产

Mg

B.地球大气层空气分子总数为4兀2警

Mg

C.空气分子之间的平均距离为3/耍

\JNAPO

D.空气分子之间的平均距离为3产

\NAPoh

9.（2024海南卷）用铝制易拉罐制作温度计,一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均

匀,吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为33（）cm）薄吸管横截面

积为0.5cm1罐外吸管总长度为20cm,当温度为27公时，油柱离罐口10cm,不考虑大气

压强变化，下列说法正确的是（）

A.若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏

B.该装置所测温度不高于31.5℃

C.该装置所测温度不低于23.5℃

D.其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大

10.（7分）（2025海南卷）竖直放置的汽缸内,活塞横截面积5=0.01n?,活塞质量不计，活塞

与汽缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体7b=300K,Vo=5xlO-3n?,大气压强po=1x1O5Pa,g

2

取10m/s0

（1）若加热活塞缓慢上升，体积变为Vi=7.5xl0-3n?,求此时的温度TH

（2）若往活塞上放〃『25kg的重物，保持温度7b不变，求稳定之后，气体的体积V2o

11.（9分）（2025广东卷）如图是某铸造原理示意图。往气室注入空气增加压强，使金属液

沿升液管进入己预热的铸型室,待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通

过排气孔与大气相通，大气压强/为=1.0x1pa,铸型室底面积52=0.2m］高度//2=0.2m,

底面与注气前气室内金属液面高度差”=0.15mo柱状气室底面积Si=0.8n?,注气前气

室内气体压强为外，金属液的密度〃=5.0xl()3kg/m3。重力加速度g取lOm/s?。空气可

视为理想气体，不计升液管的体积。

排气孔

(I)求金属液刚好充满铸型室时，气室内金属液面下降的高度h\和气室内气体压强pi。

(2)若在注气前关闭排气孔使铸型室密封，且注气过程中铸型室内温度不变，求注气后铸

型室内的金属液高度为/n=0.04m时，气室内气体压强眸

培优拔高练

12.(10分)(2025浙江宁波一模)如图所示，固定的直立绝热容器由上细下粗的两个圆筒拼

接而成，底部密封，顶端开口。上方细圆筒内部高度为8〃,下方粗圆筒内部高度为

W?=10cmo其中有两个轻质且厚度不计的活塞A、B各封闭一定质量的理想句体，分

别记为气体/和气体〃，活塞A绝热，活塞B导热，均能沿筒壁无摩擦滑动。活塞A、B的

面积分别为S和45,5=30cn?。初始时，气体〃温度为7i)=300K,两个活塞到两圆筒拼接

处的距高均为鼠当电阻丝缓慢加热时，两活塞缓慢滑动，最终气体〃温度升高至Ti=420

K,达到新的平衡。整个过程中，大气压强保持不变，始终为/x)=lxlO5Pa,活塞A没有从细

圆筒顶部滑出，不计电阻丝体积，忽略各部分因升温或压强变化引起的形变。

⑴气体〃从7b缓慢升高至71的过程中，气体/中分子的平均速率(选填“增

加，“，不变，，或，，减少，，)；细圆筒内壁单位面积所受气体/中分子的平均作用力(选

填“增加”“不变”或“减少

(2)温度升高至Tx时,求气体〃的压强

(3)已知气体/的内能与热力学温度的关系为U=1.257(J),则气体〃从。)到Ti过程中，求

气体/吸收的热量。。

参考答案

1.C解析黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，属于单晶体，故A错误;黑磷属

于单晶体,有固定的熔点，故B错误;电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间

移动时受到较大阻碍，导电性能呈各向异性，故C正确;黑磷属于单晶体，有天然的规则几

何外形，故D错误。

2.BD解析根据热力学第二定律可知热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故

A错误;液体的表面张力方向总是跟液面相切，故B正确;由狭义相对论的两个基本假设

可知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故C错误;根据多普勒效应可知

当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率，故D正确。

3.C解析题图甲中，薄膜的表面层分子间距离大于内部分子间距离，产生了表面张力，两

侧薄膜对棉线均有作用力，故A、B错误;题图乙中，由于表面张力薄膜收缩使棉线绷紧，

棉线某处受薄膜作用力方向与棉线垂直，故C正确,D错误。

4.C解析假设两分子间距离为此当两分子靠近时，分子间作用力为斥力做负功,由功能

关系可知,分子势能增大，同理当两分子远离时,分子间作用力为引力做负功，分子势能也

增大，故当分子间距离为四时分子势能最小，因此若规定分子间距离为时分子势能为

零，当分子间距离不为H）时，分子势能与为正，故选C。

5.ACD解析开始弹簧处于压缩状态，因活塞密封不严，可知左侧气体向右侧漏出，左侧

气体压强变小，右侧出现气体,对活塞有向左的压力，最终左、右两侧气体压强相等，且弹

簧恢复原长，故A正确;活塞初始时静止在汽缸正中间,但由于活塞向左移动，左侧气体体

积小于右侧气体体积，因此左侧气体质量小于右侧气体质量，故B错误;由于密闭的汽缸

绝热,与外界没有能量交换，但弹簧弹性势能减少了网知气体的内能增加，故C正确;初始

时气体在左侧，最终气体充满整个汽缸,则初始左侧单位体积内气体分子数应该是最终左

侧的两倍，故D正确。

6.AD解析1-2过程中，气体绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，选项A正确。2—3

过程中，气体等压膨胀，对外做功，温度升高，根据热力学第一定律可知，气体吸热，选项B

错误。3-4过程中，气体绝热膨胀，内能减小，选项C错误。4-1过程中，气体体积不变，

压强减小，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放热，选项D正确。

7.答案⑴2.5x1()5pa

(2)6L

解析(1)由查理定律可知？=M

TiT2

其中〃i=2.7xl()5pa,71=(273-3)K=270K,乃二(273-23)K=250K

代入数据解得，在哈尔滨时，充气前该轮胎内气体的压强为“2=2.5x105pa。

(2)由玻意耳定律可知Vo+poV=/?iVo

代入数据解得，充进该轮胎的空气体积为V=6Lo

8.C解析大气中的压强由大气的重力产生，即mg=poS,而S=4酒5地球大气层空气分子

总数为N塔刈，解得N二丝沁，故A、B错误;大气体积为1/二4兀/出,则气体分子之间的

MMg

距离为公后膘，故C正确，D错误。

9.B解析由盖・吕萨克定律得y其中Vi=Vb+S/i=335cm3,7'i=3OO

T1T

K,V=%+S/=330+0.5Mcm3),代入解得r=%+l^(K),根据7=/+273K可知

6767

野(℃),故若在吸管上标注等差温度值，则刻度均匀，故A错误。当x=2()cm时，该

6767

装置所测的温度最高，代入解得八恤二31.5℃,故该装置所测温度不高于31.5℃，当户0

时，该装置所测的温度最低，代入解得Anin=22.5℃,故该装置所测温度不低于22.5℃，故B

正确,C错误。其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，由盖-吕萨克定律可知，油柱离罐口

距离不变，故D错误。

10.答案(l)450K(2)4x[0-3

解析(1)活塞缓慢上升过程中，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律有9=*

fOT1

解得Ti=450Ko

(2)设稳定后气体的压强为〃2,根据平衡条件有p2S=p()S+mg

分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为外，整个过程根据玻意耳定律有

p()Vo=p2V2

33

解得y2=4xl0mo

11.答案(1)0.05m1.2xl05Pa

(2)1.35x105Pa

解析(1)由题意可知，铸型室内金属液的体积等于气室内金属液减少的体积，即用S尸力2s2

故气室内金属液面下降的高度历=0.05m

分析得到气室内气体压强

p\=po+pg(h]+hi+H)=1.2x105Pa。

⑵当上方铸型室液面高为〃3=0.04m时，设下方气室内液面下降高度为H则

h3s2=haS\

解得/?4=0.01m

铸型室内气体发生等温变化，由玻意耳定律有

poh2s2=p'(Jn-h3)S2

故此时铸型室内气体压强”=1.25x105pa

5

因此此时气室内气体压强pi=p'+pg(h?.+/?4+//)=1.35x10Pao

12.答案(1)增加不变

(2)1.05Xi05Pa

(3)210J

解析⑴气体温度升高，气体分子的平均动能增加，气体分子运动的平均速率增加;对轻质