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专题15 热学
质量检测卷
（时间：90分钟 分值：100分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项符合要求，选对得4分，
选错得0分。
1．（2022·浙江·宁波市鄞州高级中学高三开学考试）下列关于热现象的说法正确的是（ ）
A．夏天可以将冰箱门打开，使密闭房间的温度降下来
B．一定质量的气体通过等压变化和等容变化升高1℃需要吸收相同的热量
C．部分行星的大气中相对分子质量小的成分会随着时间推移而变少
D．叠放在一起的两个装有空气的封闭气缸，在真空中静止释放，它们之间没有压力，同时也不会受到内
部空气的压力
2．（2022·山东·单县期末）如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，吸管的容积远小于饮
料罐的容积，二者间的接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱。如果不计大气压强的变化，并依据制作
时的气温和气压在吸管上等间距画出刻度线，这就是一个简易的温度计。下列说法正确的是（ ）
A．图中由左向右刻度线对应的示数减小
B．相邻刻度线对应的示数差值相同
C．为提高测量精度，应该用粗一点的吸管
D．冬天气压比夏天大，若气压计在夏天制作，则冬天使用时测量值会偏大
3．（2022·山东·高三专题练习）分子间存在相互作用的引力和斥力，它们作用力的合力随分子间距离变化
的图像如图（F大于零表示引力，F小于零表示斥力）。则下列说法正确的是（ ）
A．当分子间距离为 时，分子势能最小
B．当分子间距离为 时，分子势能最大
C．当分子间距离无限远时，分子势能最小
D．在 区间，随r的增大分子势能减小
4．（2022·山东·莱州市第一中学模拟预测）如图所示为粗细均匀的圆管形儿童玩具水枪的简易图。水枪吸
水前，先用手将圆形活塞向下推至圆管底部枪口附近，插入水中后缓慢向上拉动活塞，待管内水面上升一
定高度后，保持枪管竖直提离水面。现测得管内水面距枪口的高度为 h，管内空气柱的长度为 ，活塞的横截面积为S，大气压强为p，水枪密闭性良好，设整个过程气体可视为理想气体，温度保持不变，水的密度
为 ，重力加速度为g，忽略枪头部分形状的影响，则吸水前管内活塞至枪口间空气的体积为（ ）
A． B．
C． D．
5．（2022·北京·北师大二附中模拟预测）如图表示一定质量的理想气体从状态 1出发经过状态2和3，最
终又回到状态1，其中从状态3到状态1图线为双曲线的一部分。那么，在下列p-T图像中，反映了上述循
环过程的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2022·重庆市育才中学模拟预测）如图一定质量的理想气体从a状态经等容过程 到达状态b，再经过等温过程 到达状态c，最后经等压过程 回到状态a、下列说法正确的是（ ）
A．在过程 中气体分子的平均动能不变
B．在过程 中气体对外界做功
C．在过程 中气体从外界吸收热量
D．在过程 中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
7．（2022·山东·高三专题练习）一定质量的理想气体处于初始状态A时，其体积为V，温度为T，压强为
0 0
p ，该理想气体经过等压变化到状态B，温度缓慢升高了3T ，气体的内能增加了 。下列说法正确的是
0 0
（ ）
A．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
B．气体分子对器壁单位面积的平均撞击力变大
C．理想气体经过等压变化，外界对气体做功为-2pV
0 0
D．该过程中理想气体与外界交换的热量为 +3pV
0 0
8．（2022·内蒙古·保康一中高三阶段练习）如图所示，在一根一端封闭，一端开口，长 1m的均匀直玻璃
管中，装入长为75cm的水银柱，用它封住一部分空气。当将其开口向下竖直放置时，被封气柱长24cm，
这时的大气压强为76cm汞柱。那么，当大气压强变为74cm汞柱时，管内水银柱长度h为（ ）
A．73cm B．73cm<h<74cm C．74cm D．74cm<h<75cm
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4
分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．（2022·海南海口·模拟预测）关于分子热运动，下列说法正确的是（ ）
A．只要气体膨胀对外做功，分子的平均动能就减小
B．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后分子数密度保持不变
C．对于一定质量的理想气体，只要温度升高其内能就一定增大D．两个相互接触的物体达到热平衡时，此时二者一定具有相同的内能
10．（2022·天津和平·三模）如图为一定质量的理想气体的体积随温度变化的图像，气体从状态a出发，
经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c ，直线ac过原点。则气体（ ）
A．在状态c的压强等于在状态a的压强
B．在状态b的压强小于在状态c的压强
C．在b→c的过程中气体从外界吸热
D．在a→b的过程对外做功
11．（2022·山东·三模）如图，内壁光滑竖直放置的绝热汽缸内有一横截面积为S、可自由移动的绝热活塞
把气体分成 两部分。开始时活塞上下两部分气体 的体积相等，温度均为 ，气体 的压强为 。
现把汽缸缓慢倒置，再缓慢加热气体 ，当气体 的温度升高到T时，活塞恰好回到原来的位置，气体b的
温度为 。重力加速度为g，则（ ）
A．整个过程中气体b的内能始终保持不变
B．活塞的质量为
C．最终气体a的压强为
D．开始时气体b的压强为
12．（2022·山东·高三专题练习）2021年11月8目，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空
舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服是密封一定气体的装置，用来提供适合人体生存
的气压。王亚平先在节点舱（宇航员出舱前的气闸舱）穿上舱外航天服，航天服密闭气体的体积约为
V=2L，压强p=1.0×105Pa，温度t=27℃。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱
1 1 1
门。若节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到V=2.5L，温度变为t=-3℃，此时
2 2
航天服内气体压强为 p 。为便于舱外活动，宇航员把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到
2
p=4.0×104Pa假设释放气体过程中温度不变，体积变为V=3L。下列说法正确的是（ ）
3 3
A．p=0.72×105Pa
2B．p=0.82×105Pa
2
C．航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为
D．航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为
三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。
13．（2022·浙江·高三开学考试）某同学进行了“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
（1）关于他的实验，下列操作不正确的是______。
A．在浅盘里盛上水，将爽身粉（痱子粉或细石膏粉）均匀地撒在水面上
B．用注射器向水面上滴油酸酒精溶液，若希望油膜面积大些可多滴一滴油酸酒精溶液
C．在油膜面积最大时快速将油膜轮廓描绘在带格子的玻璃板上
（2）该同学做实验时，每 油酸酒精溶液中有纯油酸 0.2mL。用注射器测得 80滴这样的溶液为
1mL，把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮
廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。油膜的面积是______ 。根据上述数据，估测出油酸分
子的直径是______m。（结果均保留两位有效数字）
14．（2022·江苏南通·高三开学考试）某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温
变化遵循的规律。
（1）关于该实验，下列说法正确的是( )
A．实验前应将注射器的空气完全排出
B．空气柱体积变化应尽可能的快些
C．空气柱的压强随体积的减小而减小
D．作出 的图象可以直观反映出p与V的关系
（2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图象如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T________T（选填“<”“＝”或“>”）。
1 2
（3）为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出_____________ 选填“ ”或
“ ” 图象。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条_________________线，就说明
一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
（4）另一小组根据实验数据作出的 图线如图丙所示，若实验操作规范正确，则图线不过原点的原因
可能是_________________，图乙中的 代表_________________。
四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题16分，共45分。解答
应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案
中必须明确写出数值和单位。
15．（2022·湖南省沅陵县枫香坪九校高三开学考试）如图所示，绝热性能良好的汽缸开口向右放置在水平
地面上，缸口到缸底的距离为L，一定质量理想气体被绝热性能良好的活塞封闭在汽缸中，活塞面积为
S，与汽缸底部相距为 ，开始时，封闭气体的压强与外界大气相同均为 ，缸内气体的温度为 ，给
电热丝通电，给气体缓慢加热，活塞与汽缸间的滑动摩擦力为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，气体的
内能与温度的关系为 （k为已知常量），不计活塞厚度，求：
（1）活塞刚要滑动时，缸内气体的温度；
（2）从活塞刚好滑动到活塞刚好要滑离汽缸过程中，气体吸收的热量为多少。
16．（2022·四川成都·高三开学考试）如图，厚度不计的活塞C将圆柱形导热气缸分为A、B两室，A、B
中各封有一定质量的理想气体，A室左侧连通一竖直放置的U形玻璃细管（管内气体的体积可忽略）；当
关闭B室右侧的阀门K且缸内气体温度为 时，A、B两室容积恰好相等，U形管左、右水银面高
度差为 。外界大气压 ，不计一切摩擦。
（1）打开阀门K，使B室缓慢漏气，保持缸内气体温度恒为 ，当活塞C不再移动时，求A室和B室的
体积之比；
（2）保持阀门K打开，再对A室气体缓慢加热，当温度达到 时，求U形管左、右水银面的高度
差。17．（2022·河北·模拟预测）小明同学设计了一个用等臂电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。
导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量 、截面积 的活塞封闭一定质量的理想气体，
活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端
用相同细绳竖直悬挂一个质量 的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为
时，测得环境温度 。设外界大气压强 ，重力加速度 取 。
（1）当环境温度 时，电子天平示数为多少克？
（2）该装置可测量的最低环境温度 为多少？
18．（2022·广西·柳州市第三中学模拟预测）一粗细均匀的“ ”形玻璃管竖直放置，短臂上端封闭，长臂
端（足够长）开口向上，短臂内用水银封有一定质量的理想气体，初始状态时管内各段长度如图甲所示，
密闭气体的温度为300K，大气压强为75cmHg。
（1）若沿长臂的管壁缓慢加入5cm长的水银柱并与下方的水银合为一体，为使密闭气体保持原来的长度，
应使气体的温度变为多少？
（2）在第①问的情况下，再使玻璃管绕过O点的水平轴在竖直平面内逆时针转过180°，稳定后密闭气体
的长度为多少？
（3）在图乙所给的p-T坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化图线。
