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单元十五 热学
2027 届高考物理一轮复习
一、单选题
1．人类对物质的认识不断发展，下列判断正确的是（ ）
A．荷叶上小水珠呈扁球状是由于失重而使液体表面收缩
B．农民锄地截断土壤中的毛细管结构可减少土壤中的水分蒸发
C．晶体具有确定的熔点，其物理性质一定呈现各向异性
D．液晶是液体和晶体的混合物，具有光学各向异性
2．一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与
状态甲相比，该气体在状态乙时（ ）
A．分子的数密度较大
B．分子间平均距离较小
C．分子的平均动能较大
D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少
3．如图所示，内径均匀的倾斜玻璃管下端开口，上部用水银柱封闭一定长度的理想气体。现将玻璃管顺
时针缓慢转动至竖直，环境温度恒定，则管内气体（ ）
A．体积减小
B．单个分子撞击管壁的平均作用力减小
C．单位时间单位面积撞击管壁的分子个数减少
D．放出热量
4．关于固体与液体的性质，下列说法正确的是（ ）
A．本题图符合浸润液体的毛细现象规律。
B．液体表面张力的方向与液面垂直，指向液体内部
C．水对玻璃是不浸润液体，器壁处液面更低。
D．单晶体有固定熔点且各向异性，多晶体有固定熔点但各向同性
5．有一段12cm 长汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体。若管口向上将玻璃管放置在一个倾角为
30°的光滑斜面上（如图所示），在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为p0=76cmHg）为
（ ）
A．76cmHg
B．82cmHg
C．88cmHg
D．70cmHg
6．一同学研究某款保温壶（如图）的保温性能，将保温壶装半壶水后盖上盖，壶内水面上方就封闭一部
分空气，开始时水的温度为97℃，封闭空气的压强为p1，过一天后，水的温度变为57℃，此时封闭空气的
压强为p2，封闭空气的温度与壶内水的温度相同，封闭空气可视为一定质量的理想气体，不考虑水的蒸发
对封闭空气体积和压强的影响，下列说法正确的是（ ）
A．此过程中气体的内能增大
B．此过程中每个气体分子的动能均减小
C．此过程中气体向外界放出热量
D．前后两次气体压强之比
7．一定质量的理想气体从状态
开始，沿图示路径先后到达状态
、后回到状态
。下列说法正确的是
（ ）
A．从
到
，气体体积减小
B．从
到，气体内能不变
C．从到
，气体对外界做功
D．从到
，气体对外界放热
二、多选题
8．热学主要包含热力学和统计物理。热力学是其宏观理论，是实验规律。统计物理学是其微观描述方法，
它通过物理简化模型，运用统计方法找出微观量与宏观量之间的关系。以下有关热学内容的叙述，正确的
是（ ）
A．知道阿伏加德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，就可以估算出该气体相邻分子间的平均距离
B．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
C．物体内部所有分子的分子动能的总和叫做物体的内能
D．热力学温度与摄氏温度的每一度表示的冷热差别是不相同的
9．如图，某自动洗衣机洗衣缸的下部与一控水装置的竖直均匀细管相通，细管的上部封闭，并和一压力
传感器相接。细管刚进水时管中被封闭的空气柱长度为，当空气柱长度被压缩到
时，压力传感器触发
控制装置关闭进水阀，达到自动控水的目的。细管中气体温度不变，大气压强为
，水的密度为
，重力
加速度为
。下列说法正确的是（ ）
A．随细管中水位升高，单位时间、单位面积上撞击管壁的气体分子数增加
B．随细管中水位升高，管中气体从外界吸收热量
C．停止进水时，细管中气体压强为
D．停止进水时，洗衣缸与细管的水位高度差为
10．卡诺循环广泛应用于内燃机以提高能源转化效率。如图所示，是一定质量的理想气体经历一次卡诺循
环的p-V 图像，其中a→b 和c→d 为等温过程，b→c 和d→a 为绝热过程，下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态a 时的温度低于状态d 时的温度
B．c→d 过程中，外界对气体做功
C．b→c 过程中，气体内能增加
D．a→b 过程气体吸收的热量大于c→d 过程气体放出的热量
三、实验题
11．用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。
(1)关于该实验，下列说法正确的是_________（填正确答案标号）。
A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B．应快速推拉柱塞
C．为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
(2)测得多组空气柱的压强p 和体积V 的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p 为纵坐标，以
为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的
__________（填“a”或“b”）。
12．某小组同学在实验室用油膜法估测油酸分子的大小。
(1)实验时，先将1 ml 纯油酸加入一定量的酒精中，得到了浓度为0.01%的油酸酒精溶液，经过操作得到
一滴油酸酒精溶液的体积，如图为接下来的一些实验步骤，正确的操作排序是________（请填写字母代
号）。
A．
取油酸酒精溶液 B．
描绘油膜轮廓
C．
撒爽身粉 D．
滴油酸酒精溶液
(2)实验中已知1 ml 油酸酒精溶液的液滴数为50 滴，取1 滴这样的溶液滴入水面，最终记录下的油膜轮廓
如图，由此可估测出油酸分子的直径是________m。（图中正方形小方格的边长为1 cm，结果保留一位有
效数字）
(3)实验发现测得的分子直径明显偏大，可能的原因是________。
A．计算油膜面积时，只数了油膜轮廓内完整的方格
B．水面上爽身粉撒得较厚，油膜没有充分展开
C．在数1 ml 油酸酒精溶液的滴数时，多数了滴数
D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
四、解答题
13．如图甲所示，T 型绝热活塞固定在水平面上，一定质量的理想气体被封闭在绝热的、质量为2 kg 的气
缸中，活塞面积为
，活塞与气缸内壁无摩擦且不漏气，大气压强为
。重力加速度取
，通过电热丝缓慢给缸内气体加热，气体体积随温度变化如图乙所示，从状态A 到C 气体吸收
的热量为202 J，求：
(1)状态C 时，活塞对卡口的作用力大小；
(2)从状态A 到C 气体内能的增加量。
14．气垫鞋的鞋底设置有气垫储气腔，穿上鞋后，储气腔内气体可视为质量不变的理想气体，可以起到很
好的减震效果。使用过程中，储气腔内密封的气体被反复压缩、扩张。某气垫鞋储气腔水平方向上的有效
面积为S，鞋底上部无外界压力时储气腔的体积为
、压强为
，储气腔能承受的最大压强为
。当
质量为m 的人穿上鞋运动时，可认为人受到的支持力全部由腔内气体提供，不计储气腔内气体的温度变化，
鞋体由特殊超轻材料制作，不计重力。外界大气压强恒为
，重力加速度大小为
，求：
(1)当人站立在水平地面上静止时，每只鞋的储气腔内的压强
及腔内气体体积
；
(2)在储气腔不损坏的情况下，该气垫鞋能给人竖直向上的最大加速度a。
15．某同学要测量一质量为m 的不规则物体体积，将其放入一质量为3m、内壁光滑长为2h 的导热气缸
中，用质量为m 的导热活塞密封一定质量的理想气体A，稳定时气柱长为h，如图甲，记此时刻为
，随后
该同学将气缸迅速倒扣在水面上，将一定质量的气体B 进行封闭，倒置过程活塞未来得及移动，经过一段
时间稳定后气缸竖直且进入汽缸内水的长度为
，如图乙所示，记此时刻为
，已知气缸横截面积为S，
大气压强
，环境温度保持不变，求：
(1)
时封闭气体A 压强
的大小；
(2)
时气缸内气体B 压强
的大小；
(3)不规则物体的体积V。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
D
A
C
D
AB
AD
BD
11．(1)AD
(2)b
12．(1)CADB
(2)
(3)AB
13．(1)127.5N
(2)100J
【详解】（1）由图乙可知，气体从状态A 到B 是等压变化，B 到C 是等容变化，AB 过程的气体压强
从状态B 到C 有
解得
对气缸受力分析，根据平衡条件有
解得F=127.5 N
（2）从状态A 到C 气体对外做功，所以有
根据热力学第一定律
解得
14．．(1)
，
(2)
【详解】（1）人站立在水平地面静止时，重力由两只鞋平均分担，对单只鞋的储气腔受力分析，由平衡
条件得
解得
；
储气腔内气体温度不变，发生等温变化，由玻意耳定律得
联立解得
。
（2）储气腔承受最大压强
时，对人的支持力最大，对应加速度最大，对人由牛顿第二定律得
将
代入解得
。
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）图甲中，对活塞，根据平衡条件有
解得
（2）图乙中，对气缸，根据平衡条件有
对活塞，根据平衡条件有
联立解得
（3）对B 气体，根据玻意耳定律有
因为
对A 气体，根据玻意耳定律有
联立解得
