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专题强化小卷（十四）热学
2027 届高考物理一轮复习
一、单选题
1．关于热学过程，下列说法正确的是（ ）
A．自发的热传导是可逆的
B．气体向真空膨胀具有方向性
C．可以通过给物体加热而使它运动起来，但不产生其他影响
D．冰箱使热量从低温物体传递到高温物体，这是自发过程具有方向性的反例
2．如图所示为两分子间的作用力与两分子间距图像，下列说法正确的是（ ）
A．分子间距离减小时，分子间作用力逐渐增大
B．分子间距离增大时，分子间作用力逐渐减小
C．分子间距离为
时，分子势能最大
D．分子间距离为
时，分子势能最小
3．如图所示，一根细长且内壁光滑的透明塑料管粗细均匀，管中有一小段水柱，下端插入一导热良好的
空易拉罐，接口处用蜡密封好，整个装置竖直放置，罐内气体视为理想气体。下列说法正确的是（
）
A．若环境温度不变，大气压升高，罐内空气会对外界放热
B．若环境温度不变，大气压升高，则气体分子间的作用力增大
C．若环境温度升高，则罐内的每个气体分子的动能都增加
D．若环境温度升高，大气压不变，罐内空气增加的内能等于其从外界吸收的热量
4．如图所示，导热性能良好的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M=200kg，活塞质量m=10kg。活
塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27°C，活塞位于汽缸正中间，整个装置都静止。已
知外界大气压恒定，重力加速度取g=10m/s2，则当活塞恰好能静止在汽缸缸口AB 处时（ ）
A．弹簧长度变短
B．缸内气体温度为620K
C．缸内气体温度为600K
D．缸内气体温度为74°C
5．如图所示，高度为h、内部横截面积为S 的绝热汽缸竖直放置，厚度均不计的绝热活塞A 和导热活塞B
封闭两部分理想气体。初始时活塞A 与汽缸底面之间的距离为
，两活塞之间的距离为
，两部分气
体和外界温度均为T0，大气压强为
。现通过电热丝对区域甲内的气体缓慢加热，当活塞B 到达汽缸口时
停止加热并立即锁定活塞B，然后打开阀门K，气体缓慢漏出，经过足够长的时间，区域乙内剩余气体的质
量是原来质量的
。已知活塞A 的质量不计，活塞B 的质量为
（g 为当地重力加速度），两活塞与汽缸
之间接触良好且无摩擦，不计电热丝的体积，外界温度保持不变。则下列说法正确的是（ ）
A．打开阀门前，甲气体压强大于乙气体压强
B．变化过程中，区域甲中的气体内能始终保持不变
C．最终稳定后，活塞A 到汽缸底部的距离为
D．最终稳定后，区域甲内气体的温度为
6．如图甲所示为光在方解石中呈现的双折射现象，图乙为两端开口的玻璃管插入水槽中形成的现象，下
列说法正确的是（ ）
A．由图甲的信息可以推断方解石具有规则的几何外形
B．由图乙可知玻璃对水分子的吸引力小于水分子之间的吸引力
C．换用更粗的玻璃管，图乙中内外的液面差会变大
D．若将玻璃管插入水银中可能形成图丙所示的情形
7．如图所示，一定质量的理想气体，经历
的循环过程，其中
是等容过程，
是
等温过程，
是等压过程。下列有关气体的描述正确的是（ ）
A．b、c 两个状态中，在b 状态气体分子平均动能比c 大
B．气体从状态b 到状态c 的过程中，气体体积增大，吸收热量，内能增加
C．气体从状态a 到状态b 的过程中，气体压强增大，外界对气体做正功，气体内能增加
D．气体从状态c 到状态a 的过程中，容器内气体分子的数密度增大，容器内壁单位面积上受到的压力
不变
8．如图，一心形玩具气球内密封一定质量的理想气体和一个充有同种气体的弹性小气球，心形气球体积
始终不变。在心形气球内，小气球内部气体压强大于外部气体压强，整个系统导热良好。初始时，小气球
的体积为心形气球体积的一半。当温度缓慢升高时，忽略温度变化对气球材料性质的影响，下列说法正确
的是（ ）
A．小气球外部气体压强不变
B．小气球内部气体分子数与外部相等
C．小气球内部气体体积不变
D．小气球内部气体体积变大
二、多选题
9．心脏起搏器电池附近的内部腔体，封闭有保护电池的惰性气体（可视为理想气体）。起搏器植入人体
后，由于受人体体温影响，腔内气体温度升高，忽略腔体的体积变化，则该过程腔内惰性气体（ ）
A．压强增大
B．压强减小
C．内能增大
D．对外做功
10．氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别
如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（ ）
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形
C．与0℃时相比，100℃时每个氧气分子都变快了
D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大
11．某容器内一定量理想气体的状态变化A→B→C→A 过程的
图像如图所示，下列说法正确的是
（ ）
A．状态A 到状态B 的过程中，气体吸收热量，内能增大
B．状态B 到状态C 的过程中，气体吸收热量，内能不变
C．状态C 到状态A 的过程中，气体做等温变化
D．状态B 到状态C 的过程中，在单位时间内与单位面积容器壁碰撞的分子数增多
三、解答题
12．如图，导热细玻璃管内，一段长度h=25cm 的水银柱封闭了一定质量的理想气体。沿倾角30°的光滑
长斜面下滑时气柱长度L=40cm。大气压强
，重力加速度g=10m/s2，不计水银与管壁摩擦。
求：
(1)玻璃管在光滑斜面上滑行时封闭气体的压强
；
(2)玻璃管开口向上竖直静置，封闭气柱的长度
。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
A
C
C
A
D
D
AC
AB
题号
11
答案
AD
1．B
【详解】A．自发的热传导过程中，热量只能自发从高温物体传递到低温物体，是不可逆的，故A 错误；
B．气体向真空膨胀是自发过程，只会自发向真空扩散，不会自发收缩，具有明确方向性，故B 正确；
C．根据热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不产生其他
影响，因此无法仅通过加热使物体获得机械能（运动起来）且不产生其他影响，故C 错误；
D．冰箱使热量从低温物体传递到高温物体的过程中消耗了电能，需要外界做功，不属于自发过程，不违
背自发过程的方向性，不是反例，故D 错误。
故选B。
2．D
【详解】AB．由分子力与间距的
图像可知，分子力随分子间距的变化不是单调的；当
时，分子
距离减小（从无穷远靠近到
），分子力先增大后减小到0；分子距离从
开始增大，分子力先增大后趋
近于0。因此分子力不会随距离减小一直增大，也不会随距离增大一直减小，A、B 错误；
CD．分子势能的变化规律：
时，分子力表现为斥力，减小分子间距，分子力做负功，分子势能也增大。
时，分子力表现为引力，增大分子间距，分子力做负功，分子势能也增大。 因此，当
时，分子
势能最小，C 错误，D 正确。
故选D 。
3．A
【详解】A．环境温度不变，理想气体内能不变，即
大气压升高时，罐内气体压强增大，由玻意耳定律得，罐内气体体积减小，外界对气体做功，则
根据热力学第一定律
，得
，即罐内空气对外界放热，故A 正确；
B． 理想气体忽略分子间相互作用力，分子间作用力始终为0，不会随压强变化增大，故B 错误；
C． 温度升高，气体分子的平均动能增大，不是每个分子的动能都增加，部分分子动能可能减小，故C 错
误；
D．环境温度升高、大气压不变时，罐内气体压强不变，由盖-吕萨克定律得，气体体积增大，气体对外做
功，则
理想气体内能仅与温度有关，温度升高
根据热力学第一定律
，得
，即罐内空气增加的内能小于从外界吸收的热
量，故D 错误。
故选A。
4．C
【详解】A．对活塞与汽缸整体分析有
所以弹簧的弹力保持不变，则弹簧长度不变，故A 错误；
BCD．对汽缸受力分析有
则有
所以缸内气体压强不变，则为等压变化，根据盖-吕萨克定律可得
代入数据
，
，
可得
，故B 错误，C 正确，D 错误。
故选C。
5．C
【详解】AC．因为活塞A 不计质量，所以甲乙两部分气体压强相等。打开阀门之前
打开阀门之后有
对于乙部分气体，由玻意耳定律得
则乙部分气体在压强是
时的体积为
所以甲部分气体在压强是
时的体积为
，故活塞A 到汽缸底部的距离为
， A 错误，C 正确；
BD．则对于甲部分气体由理想气体状态方程得
解得
温度升高，内能增加，故BD 错误。
故选C。
6．A
【详解】A．图甲中光通过方解石发生双折射，说明方解石是各向异性的单晶体，因此可以推断方解石具
有规则几何外形，A 正确；
B．图乙是水浸润玻璃的毛细现象，浸润的成因是：固体对液体分子的吸引力（附着力）大于液体分子之
间的吸引力（内聚力），因此玻璃对水分子的吸引力大于水分子间的吸引力，B 错误；
C．毛细现象中，换用更粗的玻璃管，内外的液面差会变小，C 错误；
D．水银不浸润玻璃，将玻璃管插入水银中时，管内水银面会低于管外液面，只形成凸形弯月面
图丙中管内液面高于管外，不符合实际，D 错误。
故选A。
7．D
【详解】由题意及题图可知：
是等容过程
，
，则由
可知，
；
是等温过程
，
，
；
是等压过程
，
，则由
可知，
。
由此可知：
，
，
。
A．因为
，所以b、c 两个状态中，b 状态的气体分子平均动能与c 状态相同，A 错误。
C．气体从状态a 到状态b 的过程中，气体压强增大，气体体积不变，则外界对气体不做功，气体温度升
高，则气体内能增加，C 错误。
B．气体从状态b 到状态c 的过程中，气体体积增大，则气体对外界做功
，气体温度不变，则气体
内能不变
，则由
可知，
，即气体吸收热量，B 错误。
D．气体从状态c 到状态a 的过程中，气体的压强不变、体积减小，则容器内气体分子的数密度增大，容器
内壁单位面积所受压力保持不变，D 正确。
故选D。
8．D
【详解】设心形气球总体积为
（恒定），小气球体积为
，外部气体体积
小气球内气体物质的量
，压强
，外部气体物质的量
，压强
。
由于忽略温度对气球材料性质的影响，弹性气球的压强差
为恒定值。
根据理想气体状态方程
，得：
，
整理得：
CD．
为定值，温度
升高时，等式要求
减小。而
随
增大单调递减，因此
（小气球体积）一定变大，故C 错误，D 正确；
A．温度升高后，小气球体积
增大，因此
减小，由
，
升高、
减小，
一定增
大，A 错误；
B．初始时
，已知
，由
得
，分子数不相等，故B 错误。
故选D 。
9．AC
【详解】AB．气体体积不变，由查理定律
可知温度升高，压强增大，A 正确，B 错误；
C．理想气体的内能仅由温度决定，温度升高，内能增大，C 正确；
D．腔体体积不变，即气体体积不变，因此气体不对外做功，D 错误。
故选AC 。
10．AB
【详解】A．曲线下面积表示所有速率区间的分子数占总分子数的百分比之和，总和恒为，因此两条曲线
下面积相等，A 正确；
B．温度越高，氧气分子的平均速率越大，速率分布曲线的峰值向速率更大的方向移动。图中实线峰值更
靠右，对应更高温度
，B 正确；
C．温度升高时，分子的平均速率增大，属于统计规律，仍有部分分子速率很小，不是每个分子速率都变
快，C 错误；
D．由图可知，
区间内，虚线（
）在实线上方，说明
时该区间分子数占总分子数的百
分比更小，D 错误。
故选AB 。
11．AD
【详解】A．
过程中，体积
增大，气体对外做功，
；由图可知压强
增大，根据理想气体
状态方程，可知气体的温度
升高，内能
增大。
根据热力学第一定律
，
、
可得
，气体吸收热量，故A 正确；
B．
过程体积
不变，压强
增大，因此
增大，则温度
升高，理想气体内能随温度升高而
增大，内能增大，故B 错误；
C．
的过程中 ，压强、体积均减小，根据理想气体状态方程，可知气体的温度一直减小，不是等温
变化，故C 错误；
D．
过程体积
不变，单位体积分子数不变，温度升高，分子平均速率增大，压强变大，因此单
位时间内撞击单位面积容器壁的分子数增多，故D 正确。
故选AD 。
12．(1)75cmHg
(2)30cm
【详解】（1）对玻璃管
和水银柱
整体，由牛顿第二定律
得
，方向平行斜面向下
对水银柱受力分析，设封闭气体压强为
，玻璃管横截面积S，由牛顿第二定律
代入数据得
（2）玻璃管开口向上竖直放置时气柱的长度
，设此时封闭气体的压强为
，水银柱受力平衡
可得
代入数据得
由玻意耳定律可得
又
，V2=L1S，
解得封闭气柱的长度L1=30cm
