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北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 B版 物理
综合检测（十五） 热学
时间:90分钟 满分100分
一、单项选择题（本题共13个小题，每个小题3分，共39分。在每个小题给出的四个选项中，只
有一个选项是符合题目要求的）
1．下列涉及分子动理论的表述中，正确的是
A．物质是由大量分子组成的
B．物体内分子在一定条件下可以停止做无规则运动
C．物体内分子之间的作用力一定表现为引力
D．物体内分子之间的作用力一定表现为斥力
【答案】A
【解析】根据分子动理论，物质是由大量分子组成的，分子是在永不停息地做无规则的运动，物体
内分子之间的作用力存在引力和斥力，可表现为引力和斥力，则表述A正确，BCD错误。
故选A。
2．.下列说法正确的是( )
A．熔融的铁块化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变
B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大
C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能
D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同
【答案】D
【解析】温度是分子热运动的平均动能的标志，内能是所有分子动能和分子势能的总和，故温度不
变时，分子平均动能不变，内能可能变化，故 A错误；机械运动速度增大与分子热运动的动能无关，
故B错误；A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，只能说明物体A的温度高于物体B的
温度，不能说明物体A的内能大于物体B的内能，故C错误；两物体温度相同，内能可能不同，分
子的平均动能相同，但由Ek= 知，平均速率可能不同，故D正确．
3．对一定量的气体，下列说法正确的是（ ）
A．在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功
B．在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功
C．在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加
D．在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变
【答案】A
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【解析】对一定量的气体，如果是自由膨胀，也就是往真空中膨胀，气体不做功，但这种膨胀不是
缓慢的，如果体积缓慢地不断增大，则必对外做功，故 A正确；对一定量的气体，若保持气体体积
不变的情况下，给气体加热，此种情况下，气体压强会不断增大，但外界没有对气体做功，故B错
误；根据热力学第一定律可知，气体内能的变化，除了和做功有关外，还与热传递有关，如果放热
比外界对气体做功还多，内能不增大，反而减小，同理，若气体与外界没有发生热量交换，但气体
对外界做功或外界对气体做功，则气体的内能会变化，故CD错误。
故选A。
4．如图所示四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．甲图中微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．乙图中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
C．丙图中小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
D．丁图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是
水分子和玻璃分子之间存在表面张力
【答案】C
【解析】甲图中微粒的运动是布朗运动，它是物质分子无规则热运动的反映，故 A错误；乙图中食
盐晶体的物理性质沿各个方向存在差异，即各向异性，故B错误；丙图中小草上的露珠呈球形的主
要原因是液体表面张力的作用，故C正确；丁图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，
拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在引力，故D错误。
故选C。
5．已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N 。若用m表示一个油酸分子的质量，用V 表示一个
A 0
油酸分子的体积，则下列表达式中正确的是（ ）
A．m B．m C．V= D．V=
0 0
【答案】B
【解析】分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，则有 m ，A错误，B正确；由于油酸分子间隙小，
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所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有V= ，C、D错误。
0
6．氧气分子在 和 下的速率分布如图所示，纵轴表示对应速率下的氧气分子数目 占氧气分子总数N
的百分比，则关于分子运动的说法正确的是（ ）
A． 的氧分子速率一定比 氧分子速率小
B． 的氧分子平均动能可能比 氧分子平均动能大
C．同一温度下，速率中等的氧气分子所占比例大
D．温度越高，同样速率的分子对应的百分比都增加
【答案】C
【解析】 的氧分子平均速率一定比 氧分子平均速率小，不是每个分子平均速率都小，故A错误；
的氧分子平均动能比 氧分子平均动能小，故B错误；由图可以知道，气体分子在 和 温度下都满足
“中间多、两头少”的规律，所以同一温度下，速率中等的氧气分子所占比例大，故C正确；温度越高，同样速
率的分子对应的百分比有的增加、有的减少，故D错误。
7．如图所示，一定质量的理想气体由状态 a经过等压变化到达状态b，再从状态b经过等容变化到
达状态c。状态a与状态c温度相等。下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态a的温度大于在状态b的温度 B．气体在状态a的内能等于在状态c的内能
C．从状态a到状态b的过程中，外界对气体做正功 D．从状态b到状态c的过程中，气体的内能增
加
【答案】B
【解析】气体从状态a到状态b发生等压变化，根据盖-吕萨克定律知，体积增大，温度升高，所以
气体在状态b的温度大于在状态a的温度，A错误；理想气体的内能只与温度有关，a、c两状态温
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度相等，内能相等，所以气体在状态a的内能等于气体在状态c的内能，B正确；气体从状态a到状
态b，体积变大，气体对外界做功，外界对气体左负功，C错误；气体从b到c发生等容变化，压强
减小，温度降低，内能减小，D错误。
8．如图所示，两端开口的“U”形玻璃管竖直放置，其右侧水银柱之间封住一段高 的空气柱。空气柱下方
的水银面与玻璃管左侧水银面的高度差也为h。已知大气压强为75cmHg，空气柱中的气体可视为理想气体，周围
环境温度保持不变，玻璃管的导热性良好且玻璃管粗细均匀。下列说法正确的是（ ）
A．右侧玻璃管中空气柱上方的水银柱高度小于5cm
B．封闭空气柱中气体的压强为70cmHg
C．从玻璃管右侧管口缓慢注入少量水银，空气柱的压强一定变大
D．从玻璃管左侧管口缓慢注入少量水银，空气柱的压强一定变大
【答案】C
【解析】同一液面压强相等，则封闭气体的压强为p=（75cmHg+5cmHg）=80cmHg，所以右侧玻璃管中空气柱上
方的水银柱高度等于5cm，故AB错误；从玻璃管右侧管口缓慢注入少量水银，右侧水银柱的长度增加，水银柱对
空气柱产生的压强增大，则空气柱的压强一定变大，故C正确；从玻璃管左侧管口缓慢注入少量水银，右侧水银
柱的长度不变，气体做等压变化，即空气柱的压强不变，故D错误。
故选C。
9．如图所示，在利用v-t图象研究匀变速直线运动的位移时，我们可以把运动过程按横轴 t划分为
很多足够小的小段，用细长矩形的面积之和代表物体的位移。应用上述的方法我们可以分析其他问
题。下列说法正确的是（ ）
A．若横轴表示绝热环境下一定质量理想气体的体积V，纵轴表示气体压强P，可以求得气体内能变
化量
B．若横轴表示电阻两端电压U，纵轴表示电流I，可以求得电阻消耗的功率
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C．若横轴表示距离d，纵轴表示电场强度E，可以求得电势差
D．若横轴表示电流元 ，纵轴表示磁感应强度B，可以求得电流元所受安培力
【答案】A
【解析】若横轴表示绝热环境下一定质量理想气体的体积 V，纵轴表示气体压强P，根据 ，
因为绝热， ， 可以用面积求得气体内能变化量，A正确；若横轴表示电阻两端电压
U，纵轴表示电流I，根
可知，其斜率是电阻的倒数，根据 电功率是与相对应的电压和电流的乘积，不是面积，B错误；
若横轴表示距离d，纵轴表示电场强度E，根据
得 这个公式中的场强是匀强电场，场强E是定值，则可以用面积去求电势差，否则不能用面
积求，C错误；若横轴表示电流元 ，纵轴表示磁感应强度 B，根据 这个公式中的磁感应强
度B是对应磁场中的某点的磁感应强度，而该点的磁感应强度是一个固定值，所以不能用面积求，
D错误。
故选A。
10．某同学设计的喷水装置如图所示，内部装有 2L水，上部密封1atm的空气0.5L保持阀门关闭，
再充入1 atm的空气0.1L。设在所有过程中空气可看成理想气体，且温度不变，则（ ）
A．充气后，密封气体的压强不变 B．充气后，密封气体的分子平均动能增加
C．打开阀门后，密封气体对外界做正功 D．打开阀门后，不再充气也能把水喷光
【答案】C
【解析】封闭气体中再充入1atm的空气0.1L后，由于体积不变，所以气体物质的量n变大，由克拉
珀龙方程： ，可知，当n变大，则压强p变大，A错误；温度是平均动能的标志，温度不
变，所以分子的平均动能不变，B错误；
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由公式 可知封闭气体压强变为 ，大于大气压强，所以打开阀门后，气体膨胀，
对外界做功，C正确；膨胀过程温度不变属于等温变化，若都喷完容器中的水，由 得
喷完容器中的水后，容器的气体压强小于外界气体压强，所以水不能喷完，D错误。
故选C。
11．如图所示，内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时汽缸开口向上
放置，活塞处于静止状态，将汽缸缓慢转动 过程中，缸内气体（ ）
A．内能增加，外界对气体做正功
B．内能减小，所有分子热运动速率都减小
C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少
D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加
【答案】C
【解析】初始时汽缸开口向上，活塞处于平衡状态，汽缸内外气体对活塞的压力差与活塞的重力平
衡，则有 汽缸在缓慢转动的过程中，汽缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿汽缸壁
的分力，故汽缸内气体缓慢的将活塞往外推，最后汽缸水平，缸内气压等于大气压。汽缸、活塞都
是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，汽缸内气体压强作用将活塞往外推，气体对外做功，
根据热力学第一定律 得：气体内能减小，故缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平
均速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，AB错误；
气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，故速率大的分子数占总分
子数的比例减小，C正确，D错误。
故选C。
12．用图示的实验装置来“探究压强不变时气体体积与温度的关系”。往杯中加入适量的热水，使
注射器内的空气柱位于水面之下，每隔几分钟，记录气体体积和此时温度计的示数；用 表示水降
低的摄氏温度，用 表示注射器内气体体积的改变量。根据测量数据作出的图线是（ ）
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A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】压强不变时，有
可得 ，可见当气体压强不变时，体积变化与温度的变化的关系是成正比的。
故选A。
13．某同学将一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的注射器内，注射器通过非常细的导气管与
压强传感器相连，将整套装置置于恒温水池中。开始时，活塞位置对应刻度数为“8”，测得压强为
P0。活塞缓慢压缩气体的过程中，当发现导气管连接处有气泡产生时，立即进行气密性加固。继续
缓慢压缩气体，当活塞位置对应刻度数为“2”时停止压缩，此时压强为 。则该过程中（ ）
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A．泄漏气体的质量为最初气体质量的
B．气泡在上升过程中会放出热量
C．在压缩气体的过程中，气体分子的平均动能变大
D．泄漏出的气体的内能与注射器内存留气体的内能相等
【答案】A
【解析】对被封闭气体，如没有泄露气体，等温变化时，由玻意耳定律
，解得x=6，则泄露气体的质量与最初气体质量之比为
4:6=2:3，A正确；
气泡在上升过程，随着压强的减小，体积将增大，气体对外做功，由热力学第一定律，温度不变内
能不变，则此过程会吸收热量，B错误；注射器导热性能良好，在压缩气体的过程中，气体温度不
变，气体分子的平均动能不变，C错误；由A项分析知泄露出的气体的质量与注射器内存留气体的
质量之比为2:1，同种气体，在同样的状态下，显然泄露出的气体内能大于残留气体的内能，D错误。
故选A。
二、多项选择题（本题共2小题，每小题3分，共6分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两
个以上选项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14．下列说法中正确的是（ ）
A．知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，就能计算出阿伏加德罗常数
B．水黾能停于水面上，是由于液体表面张力的作用的结果
C．晶体有固定的熔点，但不一定有确定的几何形状，也不一定具有各向异性
D．影响蒸发快慢的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距
【答案】BCD
【解析】因为气体分子间距较大，所以只知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，不能计算出阿伏
加德罗常数，故A错误；水黾能停于水面上，是由于液体表面张力的作用的结果，故 B正确；晶体
分为单晶体和多晶体，晶体都有固定熔点，多晶体物理性质各向同性，没有固定的几何形状；单晶
体一定具有规则的几何外形和物理性质的各向异性，故C正确；空气的相对湿度即空气中水蒸气的
压强与同一温度下水的饱和汽压的差距影响蒸发快慢，故D正确。
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15．一定质量的理想气体，其状态变化过程的p-V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为
27℃。对该气体，下列说法正确的是（ ）
A．在状态B时的温度为173℃
B．在状态C时的温度为27℃
C．状态A与状态C相比，气体的内能相等
D．从状态A到状态C的过程中放出热量
【答案】BC
【解析】该气体从状态 A 到状态 B 为等容变化过程，根据 ， ，代入数据解得
，A错误；气体从状态 B到状态C为等压变化过程，根据 ，代入数据解得
B正确；气体在A状态和C状态温度相等，所以状态A与状态C相比，气体的内能相
等，C正确；从状态A到状态C的过程中，气体体积增大，对外做功，温度不变，内能必变，根据
热力学第一定律可知，气体从状态A到状态C的过程中吸热，D错误。
三、实验题（共14分）
16-Ⅰ．（6分）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。
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(1)下列各项要求中，属于本实验必须要做到的是 。
A．在等温条件下操作
B．注射器的密封性良好
C．测量所封闭气体的质量
D．气体的压强和体积必须用国际单位
(2)某小组某次实验只记录了如下面表格所示的两组数据。小王认为，这两组数据很好地体现了玻意
耳定律的规律，因为两组数据p和V的乘积几乎相等，说明p跟V成反比；小李却认为，如果把这
两组数据在纵坐标轴为p、横坐标轴为 的坐标系中描点，这两点连线的延长线将不经过坐标原点，
因此这两组数据没有反映玻意尔定律的规律。对此你有什么看法？
数据序号 均匀玻璃管内空气柱长度l/cm 空气柱的压强p/105Pa
1 39.8 1.024
2 40.3 0.998
【答案】（1）AB （2）以p为纵坐标，以V为横坐标，作出p-V图是一条曲线，但曲线未必
表示反比关系，所以应再作出 图，看是否是过原点的直线，才能最终确定p与V是否成反比，
因此小李的看法正确。
【解析】(1)气体状态方程的使用条件是一定质量的气体，因此要求注射器的密封性良好，但不需要
测量所封闭气体的质量，在研究温度不变时的气体压强与体积的关系时，气体的温度要保持不变，
故A、B符合题意，C不符合题意；
本实验研究的是气体压强与体积的比例关系，单位无需统一为国际单位，故D不符合题意。
故选AB。
(2)两组数据的乘积近似相等，因此可能会出现不过原点的情况，两位同学的方法都有问题，应取多
组数据，在数据乘积近似相等的情况下描绘 图像，在图像误差范围内过原点直线即可验证。
16-Ⅱ．（8分）某同学制作了一个结构如图（a）所示的温度计，一端封闭的轻质细管可绕封闭端O
自由转动，管长0.5m，将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩
上，使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为 270K时，用一段水银将长度为0.3m的气柱
封闭在管内，实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度 l和力传感器读数F之间的关系如图（b）所
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示（实验中大气压强不变）。
（1）管内水银柱长度为 m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为 K；
（2）若气柱初始长度大于 0.3m，该温度计能测量的最高温度将 （选填：“增大”，“不变”
或“减小”）；
（3）若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将 （选填：“偏高”，“不变”或
“偏低”）。
【答案】（1）0.1 360 （2）减小 （3）偏低
【解析】（1）由于轻质管可以绕O点转动，通过力矩关系有：设水银长度的一半为 x，封闭气体长
度为 l， ，研究气体长度为 0.3m 和 0.35m 两个位置，可以计算出水银长度为：
；为保证水银不溢出，水银刚好到达管口，此时封闭气体长度为 l=0.4m，则根据 ，
可以算出此时温度为 。
（2）根据上题结论，从公式 可以看出，后来温度与原来的气体长度有反比关系，所以该温度
计能够测量的最大温度将会减小。
（3）实验过程中大气压强增加，公式 ，得到 ，温度会增加，但如果仍然用
计算的话，会出现测量值偏低。
四、计算题（共41分，需要写出必要的文字说明和解题过程，只写出结果，没有过程不能得分）
17．（8分）一导热性能良好的细玻璃管开口向上竖直静止放置，用长度为 L的水银柱将一定质量的理想气体封
闭在玻璃管内，稳定时封闭气柱的长度为 。已知长度为L的水银柱产生的压强为0.2p ， 为外界大气压强，环
0
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境热力学温度为 且保持不变。
（1）若保持玻璃管开口向上以0.5g的加速度竖直向上加速运动，求稳定后玻璃管中封闭气柱的长度；
（2）若将玻璃管缓慢倒置且无水银溢出，则玻璃管至少多长。
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）开始静止时
向上加速时封闭气柱压强为 ，有
其中
所以
又
（2）倒置时，有 ，令 ，解得 ，所以玻璃管至少长 。
18．（11分）如图所示，导热性能良好的汽缸开口向上放在水平地面上，缸内用质量和厚度不计、面积为S的
活塞封闭一定质量的理想气体，活塞上放质量为4m的物块A，绕过定滑轮的细线一端连接物块A，另一端连接质
量为2m的物块B，开始时，A、B均处于静止状态，活塞离缸底的距离为 ，离缸口的距离为 ，物块B对地面
的压力恰好为零，重力加速度为g，环境温度为 ，大气压强 ，不计一切摩擦，现缓慢升高环境温度，
求：
（1）当细线上的拉力恰好为零时，环境的温度为多少；
（2）若缸内气体的内能与温度的关系为 ，则从开始升温至活塞刚好到缸口时，缸内气体吸收的热量为多少。
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【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）设开始时缸内气体的压强为 ，根据平衡条件有 ，
联立解得
当细线的拉力恰好为零时，设缸内气体压强为 ，根据平衡条件有
解得
开始时缸内气体温度 ，设细线拉力恰好为零时，环境温度为 ，气体发生等容变化，有
解得
（2）设活塞移到缸口时，环境温度为 ，从细线拉力刚好为零至活塞移到缸口，气体发生等压变化，则
解得
缸内气体内能增量
外界对气体做功为
根据热力学第一定律
解得
19．（11分）如图是容积为2×10-3 m3的气压式浇花喷水壶,现向喷水壶内装入一定质量的水,通过打气使壶
内气压达到2p,浇花时打开喷嘴开关就有水雾喷出,当壶内气压降为1.02p,壶内的水刚好全部喷出,已知水的
0 0
密度为1.0×103 kg/m3,细管和喷嘴的容积可忽略,求装入壶内水的质量。
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答案 0.98 kg
解析 设水壶体积为V,装入壶内水的质量为m,
m
则喷水前壶内的空气体积V=V-
1
ρ
根据玻意耳定律有2pV=1.02pV
0 1 0
解得m=0.98 kg
20．（11分）如图所示,柱形绝热汽缸固定在倾角为37°的斜面上,汽缸深度为H=4 cm,汽缸口有固
定卡槽。汽缸内用质量为m=1 kg、横截面积为S=0.5 cm2的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体,此
H
时活塞距汽缸底部的距离为 ,汽缸内气体温度为T。现通过汽缸底部的电热丝(体积可忽略)缓慢对
0
2
气体加热,一直到气体温度升高到 3T。加热过程中通过电热丝的电流恒为I=0.2 A,电热丝电阻为
0
R=1 Ω,加热时间为t=1 min,若电热丝产生的热量全部被气体吸收。大气压强恒为p=1.0×105 Pa,
0
不计活塞及固定卡槽的厚度,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。已知 sin 37°=0.6,cos
37°=0.8,取g=10 m/s2。求:
(ⅰ)气体温度升高到3T时的压强;
0
(ⅱ)气体温度从T升高到3T的过程中增加的内能。
0 0
答案 (ⅰ)3.3×105 Pa (ⅱ)2.18 J
解析 (ⅰ)以活塞为研究对象,初始时受力平衡,有pS=pS+mg sin 37°,解得p=2.2×105 Pa.
1 0 1
H
S· SH
活塞到达卡槽前,汽缸内气体压强恒为p,由盖-吕萨克定律有 2 = ,解得T=2T,
1 T 1 0
T 1
0
活塞达到卡槽后,汽缸内气体体积不变,由查理定律有p = p ,
1 2
T 3T
1 0
解得p=3.3×105 Pa.
2
(ⅱ)电热丝产生的热量Q=I2Rt=2.4 J
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H
气体对外做功W=pS· =0.22 J
1
2
由热力学第一定律知气体增加的内能ΔU=Q-W
解得ΔU=2.18 J
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