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14.1 热学专项训练
2027 届高考物理一轮复习
一、单选题
1．下列关于四幅图的说法正确的是（ ）
A．甲图用“油膜法估测分子的大小”，若计算出的分子直径偏小，可能原因是痱子粉撒太多，从而导
致油膜未能充分展开
B．乙图食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
C．丙图分子间作用力与分子间距离的关系，分子间距为
时，分子势能最小
D．丁图水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银浸润玻璃
2．如图所示，一定质量的理想气体的
图像，
为内能，
为体积，气体从
完成一
次循环，下列判断正确的是（ ）
A．
过程，气体从外界吸热
B．
过程，所有气体分子速率都在减小
C．
过程，气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数不变
D．气体完成一次循环，既不对外界做功，也不与外界发生热交换
3．如图所示，一定质量的理想气体从状态a 经等压过程到达状态b，然后经绝热过程到达状态c，最后经
等温过程回到状态a。下列说法正确的是（ ）
A．a→b 过程，气体单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子次数减少
B．b→c 过程，气体分子的平均动能增大
C．c→a 过程，气体从外界吸收热量
D．从状态a 出发经过图示的一个循环，气体向外界放热
4．密闭容器内一定质量的理想气体压强p 与摄氏温度t 的变化规律如图中直线AB 所示，那么由状态A 变
化到状态B 的过程中（ ）
A．气体分子的压强变小
B．气体体积不变
C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力不变
D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数变大
5．如图所示，分子甲固定在A 点，分子乙从较远处B 点由静止释放，仅在分子力的作用下运动，经过
点时速度最大，到达
点时速度为零。则分子乙（ ）
A．从B 点运动到
点的过程中，加速度一直减小
B．从B 点运动到
点的过程中，分子势能先增大后减小
C．从
点运动到
点的过程中，加速度和分子势能一直增大
D．经过
点时，分子力和分子势能均为零
6．如图甲所示，内壁光滑且导热性能良好的汽缸，用活塞封闭一段气体，缓慢放倒后如图乙所示，则此
过程中气体（ ）
A．压强变大
B．体积变小
C．内能增大
D．从外界吸热
7．用热力学方法可测量当地的重力加速度。如图，粗细均匀且导热性良好的玻璃细管开口向上竖直放
置，管内用高度为h 的水银柱封闭了长度为
的空气柱（视为理想气体）。若在细管中沿管壁再注入一定
体积的水银，使水银柱的高度变为2h，则空气柱的长度为
。已知水银的密度为
，大气压强为
，环
境温度不变，则当地的重力加速度大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
二、多选题
8．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量
B．图乙中，用烧热的针刺破棉线某一侧的肥皂膜后，棉线会向着另一侧的肥皂膜收缩，是因为液体表
面具有收缩的趋势
C．图丙中，石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是多晶体
D．图丁中，该实验是在模拟气体压强的产生原理
9．某恒压高温报警器的工作原理如图甲所示。导热性能良好的圆柱形汽缸开口向上，用质量为m、横截面
积为S 的活塞封闭一定质量的理想气体，封闭气体在初始状态时的体积为V0、温度为300K，随着环境温度
缓慢升高，当活塞上表面接触报警器的下端时开始报警，报警前气体由初始状态A 变化到某一状态B 的V
﹣T 图像如图乙所示。已知缸外大气压强为p0，开始报警时封闭气体的体积为3V0，气体由初始状态到开始
报警的过程中内能的增加量为
，重力加速度大小为g，忽略活塞与缸壁间的摩擦。则（ ）
A．报警温度为900K
B．封闭气体的压强为
C．从状态A 变化到状态B，气体对外做的功为
D．从初始状态到开始报警，气体吸收的热量为
10．如图所示，有一竖直放置、上端开口的薄壁玻璃管，其管身上细下粗，上管与下管的横截面积之比为
1:2，且上管足够长，下管长度
。在下管内用一段长度为
的水银柱封闭了一定质量的理想
气体。已知初始时封闭气体长度
，气体的初始温度
，大气压强
。现对气体
缓慢加热，使其温度升高，直至水银恰好全部进入细管部分。下列说法正确的是（ ）
A．缓慢加热的整个过程中，封闭气体的压强始终保持不变
B．初始时，管内气体压强为
C．水银恰好全部进入细管时，管内气体压强
D．水银恰好全部进入细管时，管内气体温度
三、实验题
11．2017 年全国物理科学晚会上，一位老师用“吹气千斤顶”把四位高中生顶起来．他用一根带阀门的塑
料管连在封闭的正方形塑料薄膜袋上，塑料薄膜袋平摊在教室地面上，如图所示.在塑料薄膜袋的上方平
放一块与薄膜袋上表面面积相等的轻质塑料板，让四位学生同时站到与轻质塑料板中心对称的位置上，该
老师通过塑料连接管向袋内吹气，直到把四位同学抬到一定高度，薄膜袋一直没有破裂．假设袋内气体可
视为理想气体，温度保持不变．
(1)下列说法正确的是___________
A．薄膜袋内气体分子平均动能不变
B．薄膜袋内气体的压强是由于气体重力而产生的
C．薄膜袋内气体的体积是所有气体分子的体积之和
D．由于四位学生压迫薄膜袋，袋内气体分子间表现为斥力
(2)表演过程中，该老师对球内气体共做了200J 的功，此过程中薄膜袋___________(填“吸收”或“放
出”)热量，若某时刻薄膜袋突然爆破，则薄膜袋内的气体内能___________(填“增加”或“减少”)．
(3)已知薄膜袋气体的体积为V，密度为p，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，试求薄膜袋内气体
的分子个数_____及分子间的平均距离_____．
12．某实验小组使用DIS 装置探究“温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”。实验装置如图甲所
示，将导热的注射器前端通过软管和压强传感器相连，通过数据采集器在计算机上记录注射器内被封闭气
体的压强p，通过注射器自带的刻度读取气体的体积V。
该小组的同学用同一份气体在两种温度下做了探究，并作出
图像，如图乙所示，图线a 对应的封闭
气体温度________（填“大于”“等于”或“小于”）图线b 对应的封闭气体温度。此外，两图线均不过
原点的原因可能是________。
A．未计入软管中气体的体积
B．实验过程中有漏气现象
C．实验过程中，推拉活塞过快导致气体温度升高
四、解答题
13．水是生命之源，保护水源需要人类共同努力，平时使用完毕后应及时关闭水龙头开关。某水龙头打开
1 秒钟就有60mL 水流出，已知水的摩尔质量为
，水的密度
，阿伏伽德
罗常数
。（完成下列计算，结果均保留两位有效数字）
(1)估算一个水分子的质量；
(2)估算1 秒钟内流出的水分子个数。
14．如图所示，一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口，其顶端有一卡环，导热活塞M、绝热活塞N 将两
部分理想气体A、B 封闭在汽缸内。初始时，A、B 两部分气体的温度均为
，活塞
距卡环的距离
为0.5L，两活塞的间距为
，活塞
距汽缸底的距离为3L；现用加热装置（体积忽略不计）缓慢加热气体
B，使其温度升高。已知外界大气压为
，环境温度为
且保持不变，汽缸的横截面积为
，两活
塞的厚度、质量及活塞与汽缸之间的摩擦均忽略不计。求：
(1)活塞M 刚好到达卡环处时，气体B 的温度
；
(2)当气体B 温度达到
时，卡环对活塞
的作用力大小
。
15．某实验小组利用带有活塞的气缸研究理想气体的状态变化规律，活塞与缸壁间摩擦不计，外界大气压
强恒为
。初始时，缸内封闭有一定质量的氮气（视为理想气体），体积
，温度
。实验小组先对气缸缓慢加热，使氮气膨胀至状态B，此过程中活塞可自由移动，测得此时温度
，然后固定活塞位置，使氮气冷却至状态C，此时温度恢复为
。
(1)求状态B 时氮气的体积
；
(2)求状态C 时氮气的压强
。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
A
D
C
D
A
BD
AC
BD
11． （1）A （2）放出 减小 （3）
12． 大于 A
13．(1)
(2)
【详解】（1）每个水分子的质量为
代入数据解得
（2）1 秒钟内流出的水分子个数为
代入数据解得
14．(1)
(2)
【详解】（1）在活塞
到达卡环前，活塞
质量忽略不计，受力平衡，所以气体
的压强始终为
活塞
导热，环境温度保持为
，因此气体
始终满足等温变化，即
对气体
由理想气体状态方程知，因其压强和温度都不变，所以体积不变。故两活塞间距始终为
，即活
塞
、
一起上升。初态时气体
的高度为
，当活塞
恰好到达卡环时，活塞
上升了
，因此活
塞
也上升了
，于是气体
的高度变为
又由于活塞
质量忽略不计，始终受力平衡，所以在这一阶段
即气体
做等压膨胀。由盖吕萨克定律，
代入
，得
。
（2）从活塞
刚好顶到卡环开始继续加热，活塞
位置固定不动。设此时两活塞间距离为
，则气体
的体积为
由于气体
始终与环境通过导热活塞
保持热平衡，所以它做等温变化。以活塞
刚碰到卡环时为初
态，有
故
而活塞
受力平衡，所以
此时气体
的高度为
所以体积为
对气体
，取活塞
刚碰到卡环时为初态，彼时
，
，
末态时
由理想气体状态方程，有
代入
，得
解得
因此末态气体
的压强为
再对活塞
受力分析：下方气体
对它向上的压力为
，上方大气对它向下的压力为
，卡环对它向
下的作用力为
。由平衡条件
所以
因此
。
15．(1)
(2)
【详解】（1）
过程中活塞可自由移动，气体压强始终等于外界大气压，为等压变化
根据盖-吕萨克定律
解得
（2）求
状态气体压强
过程中活塞位置固定，气体体积不变，为等容变化
根据查理定律
由题意可知
，
代入可解得
