文档文本内容
§14.13 高中物理总复习单元测试题
第十四章 热 学
（总分100 分 时量90 分钟）
一．选择题（本题共12 小题，每题3 分，共36 分。每小题至少有一个正确选项。）
1．下列说法中正确的是
A．物质是由大量分子组成的，一般分子直径的数量级是10−10m
B．物质分子在不停地做无规则运动，布朗运动就是分子的运动
C．任何情况下，分子间的引力和斥力总是同时存在的
D．1kg 的任何物质含有的微粒数相同，都约是6.02×1023个，这个数叫阿伏加德罗常数
【答案】AC
2．（2022 年天津卷）采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量的理
想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则
A．绝热过程中，气体分子平均动能增加
B．绝热过程中，外界对气体做负功
C．等压过程中，外界对气体做正功
D．等压过程中，气体内能不变
【答案】AC
【解析】
AB：绝热过程，Q＝0；压缩气体，外界对气体做正功，W＞0，选项B 错；内能变化ΔU＝Q＋W＞0，内能增大，温度T
升高，分子平均动能增大，选项A 对
CD：等压过程回到初始温度，则温度T 降低，气体内能变小，选项D 错；T 变小，据
可知体积V 变小，外界对
气体做正功，选项C 对
3．已知阿伏伽德罗常数为N，铝的摩尔质量为M，铝的密度为ρ（各量均为国际制单位），则下列说法正确的是
A．1kg 铝所含原子数为ρN
B．1 个铝原子的质量为M／N
C．1m3铝所含原子数为N／(ρM)
D．1 个铝原子所占的体积为M／(ρN)
【答案】BD
4．气体分子运动具有下列特点
A．气体分子对容器壁的频繁碰撞而对器壁产生压强B．气体分子向各个方向运动的可能性是相同的
C．气体分子运动速率具有“中间多两头少”的特点D．同种气体中所有分子的运动速率基本相等
【答案】ABC
5．关于地面上的大气压强，甲说：“这个压强就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压力，它等于该气柱的重
力”；乙说：“这个压强是由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每平方米地面的碰撞造成的”；丙说：“这个压
强既与地面上方单位体积内气体分子数有关，又与地面附近的温度有关”。你认为说法正确的是
A．只有甲的说法有道理
B．只有乙的说法有道理
C．只有丙的说法有道理
D．三种说法都有道理
【答案】D
6．（2025 年江苏卷）如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。
当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出后，瓶内气体
A．内能迅速增大
B．温度迅速升高
C．压强迅速增大
D．体积迅速膨胀
【答案】D
7．（2025 年安徽卷）在恒温容器内的水中，让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气，球内气体
（可视为理想气体）温度不变，则气球上升过程中，球内气体
A．对外做功，内能不变
B．向外放热，内能减少
C．分子的平均动能变小
D．吸收的热量等于内能的增加量
【答案】A
【解析】
根据题意可知，气球缓慢上升的过程中，气体温度不变，则气体的内能不变，分子的平均动能不变，气体的体积变
大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，由于气体的内能不变，则吸收的热量与气体对外做的功相等。选项A 对。
8．一定质量的理想气体，状态变化过程如V-T 图像中ABCA 图线所示，由图线可知
A．A→B 过程，分子与器壁间的平均作用力变大、压强增大
B．B→C 过程，分子与器壁间的平均作用力不变、压强增大
C．C→A 过程，分子密度减小，分子平均动能增大
D．C→A 过程，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加
【答案】B
9．（2025 年湖北卷）如图所示，内壁光滑的气缸内用活塞密封一定量理想气体，气缸和
活塞均绝热。用电热丝对密封气体加热，并在活塞上施加一外力F，使气体的热力学温度缓
慢增大到初态的2 倍，同时其体积缓慢减小。关于此过程，下列说法正确的是
A．外力F 保持不变
B．密封气体内能增加
C．密封气体对外做正功
D．密封气体的末态压强是初态的2 倍
【答案】B
【解析】
A：气体温度T 升高，体积V 减小，根据
可知气体压强p 变大，则外力F 增大，选项A 错
B：气体温度T 升高，则气体内能变大，即U 增大，选项B 对
C：气体体积V 减小，则外界对气体做正功，选项C 错；
D：根据
，热力学温度变为原来的2 倍，体积V 减小，则气体压强大于原来的2 倍，选项D
10．如图所示，一定质量的理想气体由状态a 开始，经历ab、bc、cd、da 四个
过程回到原状态，其V-T 图像刚好是个圆，气体在a、b、c、d 四个状态的体积关系
为Va＝Vc、Vb＝V2、Vd＝V1，温度关系为Ta＝T1、Tb＝Td、Tc＝T2，压强分别为pa、
pb、pc、pd，已知V2＝5V1、T2＝5T1。下列说法正确的有
A．在这四个状态中，c 状态时的气体内能最大
B．pc＝4pa
C．从状态a 到状态b，气体从外界吸热
D．pb＝1.8pa
【答案】ACD
【解析】
A：c 状态温度最高，内能最大，选项A 对
B：Va＝Vc，据
，选项B 错
C：从状态a 到状态b，温度升高内能增大，则ΔU＞0；体积膨胀对外做功，则W＜0；由ΔU＝Q＋W 可知Q＞0，气体从
T1
T2
T
O
V1
V2
V
a
b
c
d
外界吸热，选项C 对
D：由题意知
，
由
，选项D 对
11．下列说法中正确的是
A．热量能自发地从高温物体传给低温物体
B．热量不能从低温物体传到高温物体
C．热传导是有方向性的
D．能量耗散说明能量是不守恒的
【答案】AC
12．下列说法中正确的是
A．随着技术进步，热机的效率可以达到100%；制冷机也可以使温度下降到-280℃
B．气体放出热量，其分子的平均动能就减小
C．根据热力学第二定律，一切物理过程都具有方向性
D．一定质量的理想气体，先保持压强不变而膨胀，再进行绝热压缩，其内能必定增加
【答案】D
【解析】
A：热机工作时一定存在热量耗散，效率一定小于100%；绝对0 度，即0K 是极限最低温度，只能接近，不能达到，更不
能低于0K，-280℃低于0K，不可能。选项A 错误
B：在压缩气体过程中放出热量Q，若做功W＞Q，则气体内能增大，温度升高，分子平均动能增大，选项B 错误
C：与热现象相关的过程都具有方向性，与热现象无关的过程可能不具有方向性，是可逆的，选项C 错误
D：压强p 不变时，由
可知体积膨胀V 增大时T 增大，内能增大；绝热压缩，Q＝0，外界对气体做功，W＞0，
则内能改变量ΔU＝Q＋W＞0，内能仍然增大。所以整个过程中内能必定增大，选项D 正确
班次 座号 姓名
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
选项
AC
AC
BD
ABC
D
D
A
B
B
ACD
AC
D
二．填空题（本题5 小题，每空2 分，共24 分）
13．（2025 年福建卷）洗衣机水箱的导管内存在一竖直空气柱，根据此空气柱的
长度可知洗衣机内的水量多少。当空气柱压强为p1时，空气柱长度为L1，水位下降
后，空气柱温度不变，空气柱内压强为p2，则空气柱长度L2＝ ，该过程
中内部气体对外界 。（填“做正功”、“做负功”或“不做功”）
【答案】
，做正功
14．（2022 年广东卷）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程 （选填
“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量 （选填“大于”“等
于”或“小于”）从室内吸收的热量。
【答案】不是，大于
15．做“用油膜法估测分子大小”的实验，已准备的器材有：油酸酒精溶液、
滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔和坐标纸。还需的器材有 。
已知油酸酒精溶液中，油酸的体积比浓度为0.05%，1mL 这样的溶液合80 滴，
现将1 滴溶液滴在水面上。这滴溶液中纯油酸的体积是
m3。
用彩笔描绘出的油膜轮廓线后，印在坐标纸上，如图所示。已知坐标纸每一
小格的边长为1cm，则油膜的面积为
m2。
根据以上数据，估算油酸分子的直径是
m（取一位有效数字）。
【答案】量筒、痱子粉；6.25×10-12；1.25×10-2；5×10-10
16．太阳能是21 世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接受到的太阳能转化为电能，再利用电
动机来驱动汽车的一种新型汽车。太阳能实验车上的太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积S＝8m2，太阳光照射到电
池板每平方米面积上的辐射功率为P0＝1kW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U＝120V，并对车上的电动机
提供I＝10A 的电流（产生的电能已全部用来驱动电动机），则：
（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是 ；
（2）如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引
力为150N，则汽车的行驶速度是 m/s。
【答案】（1）15%；（2）6
【解析】
（1）接收太阳能的总功率P 总＝P0S＝8000W
转化出来的电功率P 电＝UI＝1200W
则效率
（2）转化与的机械功率P 机P 电×75%＝900W
F＝150N，设速度为v，则由P 机＝Fv 得v＝6m/s
17．一定质量的理想气体进行如图中A→B 所示的状态变化，已知温度TA＝300K，
则从A 到B 的最高温度为 K，最低温度为 K。（二级结论法）
【答案】320；240
【解析】
先找到状态A 的等温状态C 如图：pAVA＝pCVC，则TA＝TC
由函数或不等式性质，可知AC 中点D 状态的温度TD最高，B 状态的温度TB最低
1
2
3
4
5 6
7
0
1
2
3
4
5
V/L
P/atm
A
B
1
2
3
4
5 6
7
0
1
2
3
4
5
V/L
P/atm
A
B
C
D
TA ＝TC
三．综合题（本题5 小题，共40 分）
18．（6 分）（2025 年陕晋青宁卷）某种卡车轮胎的标准胎压范围为2.8×105Pa～3.5×105Pa。卡车行驶过程中，一
般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p 随体积V 线性变化如图所示，温度
T1 为300K 时，体积V1 和压强p1 分别为0.528m3、3.0×105Pa；当胎内气体温度升高到T2 为350K 时，体积增大到V2 为
0.560m3，气体可视为理想气体。
（1）（3 分）求此时胎内气体的压强p2；
（2）（3 分）若该过程中胎内气体吸收的热量Q 为7.608×104J，求胎内气体的内能增加量ΔU。
【答案】（1）3.3×105Pa；（2）6.6×104J
【解析】
（1）由理想气体状态方程
（2）p−V 图线与V 轴围成的面积表示功，且做种膨胀气体对外做功，则功
则ΔU＝Q＋W＝7.608×104J−1.008×104J＝6.6×104J
19．（10 分）（2013 年江苏卷）如图所示，一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态
B、C 和D 后再回到状态A。其中，A→B 和C→D 为等温过程，B→C 和D→A 为绝热过程
（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。
（1）（2 分）该循环过程中，下列说法正确的是_______。
A．A→B 过程中，外界对气体做功
B．B→C 过程中，气体分子的平均动能增大
C．C→D 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D→A 过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
（2）（4 分）该循环过程中，内能减小的过程是 （选填“A→B”、“B→C”、“C→D”或“D→A”）。
若气体在A→B 过程中吸收63kJ 的热量，在C→D 过程中放出38kJ 的热量，则气体完成一次循环对外做的功为
kJ。
（3）（4 分）若该循环过程中的气体为1mol，气体在A 状态时的体积为10L，在B 状态时压强为A 状态时的2/3。
求气体在B 状态时单位体积内的分子数。（已知阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol-1，计算结果保留一位有效数字）
【答案】（1）C；（2）B→C；25；（3）4×1025个/m3
【解析】
（1）
A：A→B 过程体积膨胀，气体对外做功，A 错
B：据理想气体状态方程及题意可知TA＝TB＞TC＝TD，B→C 过程温度降低，分子平均动能减小，B 错
C：C→D 过程温度不变，分子的平均碰撞力不变，但压强增大，说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C 对
D：D→A 过程温度升高，占比最多的分子速率向高速方向移动，速率分布曲线发生变化，D 错
（2）理想气体的内能只由温度决定，内能减小，则温度降低。由前述分析可知，温度降低的过程为B→C 过程
A→B 过程Q1＝63kJ，C→D 过程Q2＝−38kJ，完成一次循环内能变化ΔU＝0
则由ΔU＝Q1＋Q2＋W＝0 得W＝−（Q1＋Q2）＝−（63kJ−38kJ）＝−25kJ，即对外做功为25kJ
O
（3）VA＝10L，pB＝2pA/3，则由pAVA＝pBVB得VB＝15L
状态B 时单位体积内的分子数
20．（6 分）（2020 年全国Ⅰ卷）甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。甲罐的容积为V，罐中
气体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为
。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中
去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后：
（1）（4 分）两罐中气体的压强；
（2）（2 分）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
【答案】（1）
；（2）
【解析】
（1）原来：V 甲＝V，p 甲＝p；V 乙＝2V，p 乙＝
p
后来平衡后：p 甲′＝p 乙′＝p′，设甲的体积变为V 甲′，则乙的体积V 乙′＝3V−V 甲′
据等温变化规律分别得：
解得
，
即：最后两罐中气体的压强均为
（2）甲中原有气体体积已膨胀为
，而内部实际剩余气体体积为V
则剩余气体与原有气体质量之比为
21．（8 分）（2019 年全国卷Ⅱ）如图，一容器由横截面积分别为2S 和S 的两个气缸连通而成，容器平放在地面上，
气缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强
和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的
温度保持不变，活塞没有到达两气缸的连接处，求：
（1）抽气前氢气的压强；
（2）抽气后氢气的压强和体积。
【答案】（1）
；（2）
【解析】
（1）活塞系统受力如图所示，由受力平衡得
（2）空气被抽出后，活塞重新平衡时，设氢气和氮气压强分别为pH′、pN′，则
分析知，活塞向右移动
设氮气体积减小ΔV，则氢气体积增大2ΔV
据等温变化规律分别得：
氢气：
解得
，
即：氢气的压强为
，体积为
22．（10 分）如图所示，长31cm 内径均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置，齐口水银柱封住10cm 长的空气柱，若
把玻璃管在竖直平面内缓慢转动180°后，发现水银柱长度变为15cm，继续缓慢转动180°至开口端向上。求：
（1）大气压强的值；
（2）末状态时空气柱的长度。
【答案】（1）75cmHg；（2）
cm（约10.67cm）
【解析】
设玻璃管横截面积为Scm2，大气压强为p0
（1）开始时：p1＝p0＋（31−10）cmHg＝p0＋21cmHg，V1＝10Scm3
倒置时：p2＝p0−15cmHg，V2＝（31−15）Scm3＝16Scm3
由p1V1＝p2V2得
（p0＋21）×10S＝（p0−15）×16S
解得p0＝75cmHg
（2）重新开口向上时，设空气柱的长度为L3cm，则
p3＝p0＋15cmHg＝90cmHg，V3＝L3Scm3
由p2V2＝p3V3得
（75−15）×16S＝90L3S
解得L3＝
cm（约10.67cm）
pH·2S
p·2S
p·S
p0·S
pH′·2S
2pH′·S
10cm
31cm
