2022年高考物理復(fù)習(xí)夯實核心素養(yǎng)熱學(xué)素養(yǎng)提升練（解析版）

13.5熱學(xué)素養(yǎng)提升練

1.墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻。關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是（）

A.混合均勻主要是由于炭粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

B.混合均勻的過程中，水分子和炭粒都做無規(guī)則運動

C.適當(dāng)加熱并不能使混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速

D.使用炭粒更大的墨汁，混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速

【答案】B

［解析】碳素墨水滴入清水中，觀察到的布朗運動是液體分子不停地做無規(guī)則撞擊炭懸浮微

粒，懸浮微粒受到的來自各個方向的液體分子的撞擊作用不平衡而導(dǎo)致的無規(guī)則運動，不是

由炭粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的，故A錯誤；混合均勻的過程中，水分子做無規(guī)則運

動，炭粒的布朗運動也是做無規(guī)則運動，故B正確；溫度越高，布朗運動越劇烈，所以適

當(dāng)加熱可以使混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速，故C錯誤；做布朗運動的顆粒越小，布朗運

動越劇烈，所以要使混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速，需要使用炭粒更小的墨汁，故D錯誤。

2.下列說法正確的是（）

A.溫度相同的物體，內(nèi)能不一定相等

B.布朗運動是指在顯微鏡下觀察到的液體分子的無規(guī)則運動

C.所有晶體都有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點

D.液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏，分子力表現(xiàn)為引力

【答案】ACD

【解析】溫度相同的物體，分子平均動能相同，但是物體的內(nèi)能還與分子的數(shù)目、體積有關(guān)，

故內(nèi)能不一定相等，故A正確；布朗運動是懸浮在液體中的小顆粒的運動，是液體分子無

規(guī)則運動的反映，但不是液體分子的運動，故B錯誤；區(qū)分晶體與非晶體要看有沒有確定

的熔點，所有晶體都有確定的熔點，非晶體都沒有確定的熔點，故C正確；液體表面層的

分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離；分子力表現(xiàn)為引力，故D正確.

3.在沒有外界影響情況下，密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長時間后，該氣體（）

A.分子的無規(guī)則運動停息下來

B.每個分子的速度大小均相等

C.分子的平均動能保持不變

D.分子的密集程度改變

【答案】C

【解析】在沒有外界影響的情況下，分子的無規(guī)則運動永不停息，分子的速率分布呈中間多

兩頭少的分布規(guī)律，不可能每個分子的速度大小均相等，A、B錯誤：根據(jù)溫度是分子平均

動能的標(biāo)志可知，只要溫度不變，分子的平均動能就保持不變，由于體積不變，所以分子的

密集程度保持不變，C正確，D錯誤。

4.氣閘艙是載人航天器中供航天員進(jìn)入太空或由太空返回時用的氣密性裝置，其原理圖如圖

所示.座艙A與氣閘艙B之間裝有閥門K,座艙A中充滿空氣，氣閘艙B內(nèi)為真空.航天

員由太空返回氣閘艙時，打開閥門K,A中的氣體進(jìn)入8中，最終達(dá)到平衡.假設(shè)此過程中

系統(tǒng)與外界沒有熱交換，艙內(nèi)氣體可視為理想氣體，下列說法正確的是（）

A.氣體并沒有對外做功，氣體內(nèi)能不變

B.氣體體積膨脹，對外做功，內(nèi)能減小

C.氣體溫度不變，體積增大，壓強(qiáng)減小

D.氣體分子單位時間內(nèi)對座艙A艙壁單位面積的碰撞次數(shù)將減少

【答案】ACD

【解析】因為氣閘艙8內(nèi)為真空，氣體自由擴(kuò)散，體積增大，但沒有對外做功，又因為整

個系統(tǒng)與外界沒有熱交換，根據(jù)△U=W+Q可知內(nèi)能不變，故A正確，B錯誤；內(nèi)能不變，

故溫度不變，分子平均動能不變，根據(jù)玻意耳定律可知/?丫為定值，擴(kuò)散后體積V增大，壓

強(qiáng)p減小，氣體分子的密集程度減小，可知氣體分子單位時間內(nèi)對座艙4艙壁單位面積的

碰撞次數(shù)將變少，故C、D正確.

5.如圖所示，導(dǎo)熱的汽缸固定在水平地面上，一個可自由移動的活塞把氣體封閉在汽缸中,

汽缸的內(nèi)壁光滑。現(xiàn)用水平外力尸作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動，保持汽缸內(nèi)氣

體溫度不變，則對于封閉氣體（）

A.外界對氣體做功

B.氣體分子平均動能不變1a1a44Mlm

~-F

c.氣體壓強(qiáng)保持不變!______1一

D.單位體積內(nèi)氣體分子個數(shù)不變

【答案】B

【解析】活塞緩慢地向右移動，體積增大，氣體對外界做功，故A錯誤；因為活塞“緩慢”

地向右移動，所以封閉氣體發(fā)生等溫變化，則氣體分子平均動能不變，故B正確；溫度不

變，體積增大，根據(jù)玻意耳定律可知，壓強(qiáng)減小，故C錯誤；氣體等溫膨脹，氣壓不斷減

小，溫度不變，氣體分子熱運動的平均動能不變，根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀意義可知，單位時間

內(nèi)碰撞汽缸壁單位面積的分子數(shù)減少，單位體積內(nèi)氣體分子個數(shù)減少，故D錯誤。

6.如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)兒其過程如〃一丫圖中從a到〃的直線所

示.在此過程中（）

A.氣體內(nèi)能一直增加

B.氣體一直對外做功

C.氣體一直從外界吸熱

D.氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功

【答案】ABC

【解析】在「一丫圖中理想氣體的等溫線是雙曲線的一支，而且離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)溫度越高，故

從4到匕溫度升高，一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，溫度越高，內(nèi)能越大，A對；

氣體體積膨脹，對外做功，B對；根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=Q+W/mQ=AU-W,由于AU>0、

W<0,故。>0,氣體吸熱，C對：由。=4￡/一皿可知，氣體吸收的熱量一部分用來對外做

功，一部分用來增加氣體的內(nèi)能，D錯.

7.關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，說法正確的是（）

A.布朗運動表明，構(gòu)成懸浮微粒的分子在做無規(guī)則運動

B.兩個分子的間距從極近逐漸增大的過程中，分子間的引力和斥力都在減小C.溫度高的

物體內(nèi)能大

D.物體的攝氏溫度變化了1°C,其熱力學(xué)溫度變化了273K

【答案】B

【解析】布朗運動是指微粒的運動，只能反映撞擊微粒的分子在做無規(guī)則運動，A錯誤：分

子間的引力和斥力均隨分子間距離的增大而減小，B正確；物體的內(nèi)能不單是由溫度決定的，

C錯誤；攝氏溫度變化1°C,熱力學(xué)溫度變化IK,D錯誤。

8.下列對有關(guān)自然現(xiàn)象的描述或判斷中，正確的是（）

A.露珠通常呈現(xiàn)球狀，是水的表面具有張力作用的結(jié)果

B.氣體可以被壓縮，但又不能無限地被壓縮，說明氣體分子間存在相互作用的斥力

C.在陽光的照射下，經(jīng)?？匆娍諝庵袎m埃所做的無規(guī)則運動是布朗運動

D.水和酒精混合后的總體積小于兩者體積之和，說明分子間存在間隙

【答案】ABD

【解析】露珠呈球狀，是液體表面張力作用的結(jié)果，故A正確；氣體能被壓縮，說明分子

之間存在間隙，而又不能無限地被壓縮，說明氣體分子間存在相互作用的斥力，故B正確；

飛舞的塵埃是由于空氣的對流而形成的，不是布朗運動，故C錯誤；酒精和水混合后總體

積減小，說明分子間有間隙，故D正確.

9.對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列敘述正確的是（）

A.當(dāng)分子熱運動變劇烈且分子平均距離變大時，氣體壓強(qiáng)一定變大

B.當(dāng)分子熱運動變劇烈且分子平均距離變小時，氣體壓強(qiáng)一定變大

C.當(dāng)分子間的平均距離變大時，氣體壓強(qiáng)一定變小

D.當(dāng)分子熱運動變劇烈時，氣體壓強(qiáng)一定變大

【答案】B

【解析】分子熱運動變劇烈說明溫度T升高，分子平均距離變大，則氣體體積V變大，但

并不知道V與T的具體大小關(guān)系，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程華=C可知，氣體的壓強(qiáng)變化并

不確定，但是當(dāng)T升高、丫變小時，壓強(qiáng)P一定變大，故A錯誤，B正確；根據(jù)理想氣體

狀態(tài)方程華=C可知，當(dāng)分子間平均距離變大時，即氣體體積V變大，但不確定溫度7的

變化，所以氣體壓強(qiáng)P變化不能判斷，同理，分子熱運動變劇烈時，即溫度T升高，但不

知道體積丫的變化，氣體壓強(qiáng)P的變化也不確定，故C、D錯誤。

10.根據(jù)熱力學(xué)定律和分子動理論，下列說法正確的是（）

A.滿足能量守恒定律的客觀過程并不是都可以自發(fā)地進(jìn)行

B.知道某物質(zhì)的密度、摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)，就可求出其分子體積

C.內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運動的平均動能可能相同

D.液體很難被壓縮的原因是：當(dāng)液體分子間的距離減小時，分子間的斥力增大，分子間的

引力減小，所以分子力表現(xiàn)為斥力

【答案】AC

【解析】根據(jù)熱力學(xué)第二定律，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的，故A正確;

知道某物質(zhì)的密度、摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)，可以求出一個分子占據(jù)的空間，但不一定

是分子的體積，因為分子間的空隙有時是不可忽略的，故B錯誤；內(nèi)能不同的物體，溫度

可能相同，分子熱運動的平均動能可能相同，故C正確；液體很難被壓縮的原因是當(dāng)液體

分子的距離減小時，分子間的斥力增大，分子間的引力也增大，但分子斥力增大得更快，分

子力表現(xiàn)為斥力，故D錯誤.

11.關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（）

A.理想氣體吸熱后溫度一定升高

B.理想氣體絕熱膨脹過程內(nèi)能一定減少

C.理想氣體等壓膨脹過程一定放熱

D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

【答案】D

【解析】理想氣體吸熱，同時對外界做功，內(nèi)能不一定增大，溫度不一定升高，故A錯誤；

如果一定質(zhì)量的理想氣體向真空中絕熱膨脹，有Q=0,W=0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律△"=

。+卬知，AU=0,內(nèi)能不變，故B錯誤；理想氣體等壓膨脹，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程華=

C可知理想氣體溫度升高，At/>0,氣體膨脹，對外做功，則卬V0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律

可知。>0,理想氣體一定吸熱，故C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能自發(fā)地

從低溫物體傳到高溫物體，故D正確。

12.（多選）如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)“沿直線變化到狀態(tài)從再變化到狀態(tài)c,

然后再由c回到狀態(tài)“，圖像中的兒段與橫軸平行，ca段與縱軸平行。下列說法正確的是

A.由ai氣體壓強(qiáng)不變

B.由b-c氣體壓強(qiáng)逐漸減小

C.由cf。氣體向外放出熱量

D.由a—c外界對氣體做功，氣體向外放出熱量

【答案】BD

【解析】由題圖可知，氣體從a-b,體積逐漸減小，溫度逐漸升高，由華=C可知，壓強(qiáng)

逐漸增大，故A錯誤；氣體從b-c,體積不變，溫度逐漸降低，由半=C可知，壓強(qiáng)逐漸

減小，故B正確；氣體從c-a,氣體等溫膨脹，對外做功，又因內(nèi)能不變，故一定吸收熱

量，故C錯誤；由“f/r-c溫度不變，體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)△U=W+?？芍?/p>

氣體向外放熱，故D正確。

13.（多選）如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的汽缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，

活塞與汽缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體。將一細(xì)管插入液體，由于虹吸現(xiàn)象，活

塞上方液體逐漸流出。在此過程中，大氣壓強(qiáng)與外界的溫度保持不變。關(guān)于這一過程，下列

說法正確的是（）

A.汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能保持不變

B.汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能不斷減小

C.氣體對外界做的功大于氣體從外界吸收的熱量

D.氣體對外界做的功等于氣體從外界吸收的熱量

【答案】AD

【解析】由于汽缸導(dǎo)熱，環(huán)境溫度不變，因此被封閉氣體的溫度不變，分子平均動能不變，

理想氣體的分子勢能忽略不計，內(nèi)能不變，故A正確，B錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律：

=W+Q,溫度不變，AU=O,體積變大，氣體對外做功，對外做的功和吸收的熱量大小相

等，故C錯誤，D正確。

14.某貨船在運送貨物過程中，不慎將200升純油酸滲漏到某湖泊中，幾天后，水面上有漂

浮的油酸，當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門為了評估本次泄漏事故對環(huán)境的影響，對油酸在湖面上的擴(kuò)散情況

進(jìn)行拍照并將圖片完整的繪制到坐標(biāo)紙上，得到如圖所示的輪廓圖，已知坐標(biāo)紙上每個小方

格的邊長為1cm,輪廓圖的比例尺為1：10000(比例尺等于圖上距離與實際距離的比)，據(jù)

測算，在湖面上形成的油膜僅由全部泄露油酸的「扁形成，假設(shè)形成的油膜為單分子油膜，

根據(jù)以上信息，可以算出：(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(1)該湖面上油膜的實際面積約為n?；

(2)油酸分子的直徑約為m.

【答案】(1)2.8XI05(2)7.1X1O-10

【解析】(1)由于每格邊長為1cm,則每一格面積就是1cm\估算油膜的面積時超過半格

算一格，小于半格就舍去，共計28格，而輪廓圖的比例尺為1：10000,

那么該湖面上油膜的實際面積約為S=28X100X100m2=2.8X105m2.

(2)在湖面上形成的油膜對應(yīng)的油酸體積是：丫=丁熱X200L=0.2L

、…一V0.2X10-3

分子直徑為d=7=°vin,01^7.1X1010m.

JZ.oX1U'

15.用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實驗裝置如圖a所示，實驗

步驟如下：

壓強(qiáng)

傳感器

數(shù)據(jù)采集器

<11.小萬

ah

①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)逐

一連接；

②移動活塞，記錄注射器的刻度值匕同時記錄對應(yīng)的由計算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值P;

③用丫一:圖像處理實驗數(shù)據(jù)，得到如圖b所示圖線。

(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實驗中采取的主要措施是

_________________________________________________________O

(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是和

______________________________________O

(3)如果實驗操作規(guī)范正確，但如圖b所示的V—￡圖線不過原點，則人代表

__________________________________________O

(4)實驗中活塞與針筒間的摩擦對實驗結(jié)果PV乘積值的影響是(選填“偏

大”“偏小”或“無影響”)。

【答案】(1)在注射器內(nèi)壁上涂一些潤滑油(2)手不能握住注射器的封閉氣體部分緩慢推

動活塞(3)注射器和壓強(qiáng)傳感器連接處的氣體體積(4)無影響

【解析】

(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實驗中采取的主要措施是在注射器內(nèi)壁上涂一些潤

滑油：

(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是手不能握住注射器的封閉

氣體部分，緩慢推動活塞：

(3)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程華=C可知，如果實驗操作規(guī)范正確，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的V

一"圖線是過坐標(biāo)原點的直線；

但如題圖b所示的V—5圖線不過原點，該圖線的方程為：V=k^-Vo,說明注射器中

氣體的體積小于實際的封閉氣體的體積，結(jié)合實驗的器材可知，截距片代表注射器與壓強(qiáng)

傳感器連接處的氣體體積；

(4)實臉中活塞與針筒間的摩擦對測量封閉氣體的壓強(qiáng)和體積沒有影響，所以，活塞與

針筒間的摩擦對實驗結(jié)果PV乘積值無影響。

16.回?zé)崾街评錂C(jī)是一種深低溫設(shè)備，制冷極限約50K。某臺設(shè)備工作時，一定量的氮氣(可

視為理想氣體)緩慢經(jīng)歷如圖所示的四個過程：從狀態(tài)A到B和C到。是等溫過程，溫度分

別為h=27℃和/2=-133℃；從狀態(tài)B到C和。至ijA是等容過程，體積分別為％)和5Vo?

求狀態(tài)B與。的壓強(qiáng)之比。

【答案】：10.7(或與)

【解析】

A到8、C到。均為等溫過程，則7B=(27+273)K=300K,7。=(-133+273)K=140K,

由理想氣體狀態(tài)方程可知：竽=嗯

1BID

fPBVDTB5VQx30075…

付：〃>=標(biāo)=%，140=711°=。

17.打籃球是同學(xué)們喜愛的一種體育活動，小明和同學(xué)們在室外打了一段時間籃球后，發(fā)現(xiàn)

籃球內(nèi)氣壓不足，于是他拿到室內(nèi)充氣，已知室外溫度為一3℃,室內(nèi)溫度為17℃,籃球

體積V=5L.假定在室外時，籃球內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)為1.3個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓.充氣筒每次充入

0.12L、壓強(qiáng)為1.0個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(po)的空氣，整個過程中，不考慮籃球體積的變化和充氣過

程中氣體溫度的變化，計算時，籃球內(nèi)部氣體按理想氣體處理.試問：小明在室內(nèi)把籃球內(nèi)

氣體的壓強(qiáng)充到1.6個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓以上，他至少充氣多少次？

【答案】7次

【解析】

設(shè)籃球從室外拿到室內(nèi)后內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)為〃，則：佚=償

JI12

即.

1,273-3273+17

解得P2=145po

設(shè)充氣次數(shù)為〃，設(shè)充人的氣體壓強(qiáng)變?yōu)镻2時，體積為丫2