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阶段性检测：《热学》
（考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（本题共8 个小题，共48 分，下列各题的四个选项中，第1-5 题只有一项是符
合题意，第6-8 题有多个答案符合要求，全部选对得5 分，选不全得3 分，有错选得0
分。）1．（2023·天津·统考高考真题）如图是爬山所带氧气瓶，氧气瓶里的气体容积质量不变，爬高过
程中，温度减小，则气体（ ）
A．对外做功
B．内能减小
C．吸收热量
D．压强不变
【答案】B
【详解】A．由于爬山过程中气体体积不变，故气体不对外做功，故A 错误；
B．爬山过程中温度降低，则气体内能减小，故B 正确；
C．根据热力学第一定律可知
爬山过程中气体不做功，但内能见效，故可知气体放出热量，故C 错误；
D．爬山过程中氧气瓶里的气体容积质量均不变，温度减小，根据理想气体状态方程有
可知气体压强减小，故D 错误；
故选B。
2．（2023·北京·统考高考真题）夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮
胎内的气体（ ）
A．分子的平均动能更小
B．单位体积内分子的个数更少
1
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C．所有分子的运动速率都更小
D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
【答案】A
【详解】AC．夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，故A 正确、C 错
误；
BD．由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎
内壁单位面积的平均作用力更小，BD 错误。
故选A。
3．（2023·辽宁·统考高考真题）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时
储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T 图像如图所
示。该过程对应的p-V 图像可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】根据
可得
从a 到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b 到c，气体压强减小，温度降低，因c 点与原点
连线的斜率小于b 点与原点连线的斜率，c 态的体积大于b 态体积。
故选B。
4．（2023·海南·统考高考真题）下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（ ）
2
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A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力
B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大
C．分子势能在r0处最小
D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小
【答案】C
【详解】分子间距离大于r0，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离r0处过程中，引力做正功，分
子势能减小，则在r0处分子势能最小；继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，分子势能增
大。
故选C。
5．（2023·江苏·统考高考真题）如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A 变化到状态B。该
过程中（ ）
A．气体分子的数密度增大
B．气体分子的平均动能增大
C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
【答案】B
【详解】A．根据
可得
则从A 到B 为等容线，即从A 到B 气体体积不变，则气体分子的数密度不变，选项A 错误；
B．从A 到B 气体的温度升高，则气体分子的平均动能变大，则选项B 正确；
C．从A 到B 气体的压强变大，气体分子的平均速率变大，则单位时间内气体分子对单位面积的器壁的碰
撞力变大，选项C 错误；
D．气体的分子密度不变，从A 到B 气体分子的平均速率变大，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体
3
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分子数变大，选项D 错误。
故选B。
6．（2023·山东·统考高考真题）一定质量的理想气体，初始温度为
，压强为
。经等容过程，
该气体吸收
的热量后温度上升
；若经等压过程，需要吸收
的热量才能使气体温度上升
。下列说法正确的是（ ）
A．初始状态下，气体的体积为
B．等压过程中，气体对外做功
C．等压过程中，气体体积增加了原体积的
D．两个过程中，气体的内能增加量都为
【答案】AD
【详解】C．令理想气体的初始状态的压强，体积和温度分别为
等容过程为状态二
等压过程为状态三
由理想气体状态方程可得
解得
体积增加了原来的
，C 错误；
D．等容过程中气体做功为零，由热力学第一定律
两个过程的初末温度相同即内能变化相同，因此内能增加都为
，D 正确；
AB．等压过程内能增加了
，吸收热量为
，由热力学第一定律可知气体对外做功为
，即做
功的大小为
解得
4
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A 正确B 错误；
故选AD。
7．（2023·山西·统考高考真题）如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的
两绝热活塞将汽缸分为f、g、h 三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体
的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f 中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（ ）
A．h 中的气体内能增加
B．f 与g 中的气体温度相等
C．f 与h 中的气体温度相等
D．f 与h 中的气体压强相等
【答案】AD
【详解】A．当电阻丝对f 中的气体缓慢加热时，f 中的气体内能增大，温度升高，根据理想气体状态方程
可知f 中的气体压强增大，会缓慢推动左边活塞，可知h 的体积也被压缩压强变大，对活塞受力分析，根
据平衡条件可知，弹簧弹力变大，则弹簧被压缩。与此同时弹簧对右边活塞有弹力作用，缓慢向右推动
左边活塞。故活塞对h 中的气体做正功，且是绝热过程，由热力学第一定律可知，h 中的气体内能增加，
A 正确；
B．未加热前，三部分中气体的温度、体积、压强均相等，当系统稳定时，活塞受力平衡，可知弹簧处于
压缩状态，对左边活塞分析
则
分别对f、g 内的气体分析，根据理想气体状态方程有
由题意可知，因弹簧被压缩，则
，联立可得
5
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B 错误；
C．在达到稳定过程中h 中的气体体积变小，压强变大，f 中的气体体积变大。由于稳定时弹簧保持平衡
状态，故稳定时f、h 中的气体压强相等，根据理想气体状态方程对h 气体分析可知
联立可得
C 错误；
D．对弹簧、活塞及g 中的气体组成的系统分析，根据平衡条件可知，f 与h 中的气体压强相等，D 正确。
故选AD。
8．（2023·全国·统考高考真题）对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的
内能可能相等的是（ ）
A．等温增压后再等温膨胀
B．等压膨胀后再等温压缩
C．等容减压后再等压膨胀
D．等容增压后再等压压缩
E．等容增压后再等温膨胀
【答案】ACD
【详解】A．对于一定质量的理想气体内能由温度决定，故等温增压和等温膨胀过程温度均保持不变，内
能不变，故A 正确；
B．根据理想气体状态方程
可知等压膨胀后气体温度升高，内能增大，等温压缩温度不变，内能不变，故末状态与初始状态相比内
能增加，故B 错误；
C．根据理想气体状态方程可知等容减压过程温度降低，内能减小；等压膨胀过程温度升高，末状态的温
度有可能和初状态的温度相等，内能相等，故C 正确；
D．根据理想气体状态方程可知等容增压过程温度升高；等压压缩过程温度降低，末状态的温度有可能和
初状态的温度相等，内能相等，故D 正确；
E．根据理想气体状态方程可知等容增压过程温度升高；等温膨胀过程温度不变，故末状态的内能大于初
状态的内能，故E 错误。
故选ACD。
二、非选择题（本题共5 个小题，共52 分）
6
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9．（2023·海南·统考模拟预测）为了研究大气压强随高度的变化规律，某实验小组设计了如图所示的实
验装置：在一个密闭的玻璃瓶的塞子上插入一根两端开口且足够长的细玻璃管，瓶内有一定质量的水和
空气。由于内外压强差，细玻璃管内水面
与瓶内有一定的高度差。该小组成员在某栋17 层高的楼内进
行实验，每层楼的高度均为
，一楼地板与地面平齐。实验时，他们先将装置放在一楼地板上，水柱稳
定后记录细玻璃管内水面
与瓶内水面间的高度差，然后在不同的楼层重复上述操作，记录多组高度差
的值。下表为他们记录的实验数据（不计水面升降引起的瓶内空气体积和温度的变化，不考虑毛细现象，
水银的密度是水的密度的13.6 倍）。
楼层
1
4
7
10
13
16
214.1
227.7
241.5
255.1
268.5
282.0
①分析这些数据可以发现，高度每升高
，大气压强约减小
。（保留1 位有效数字）
②通过数据分析该小组成员选择瓶内装水而不装水银的主要原因是 。
③小组成员想用此装置来测量某座山的高度，他们先将此装置放在温度为27℃、大气压强为
的
山脚下A 处，测得瓶内水面间的高度差
。然后将装置移到山顶的
处，待稳定后发现高度差
变为
，已知该山山顶比山脚的温度低6℃，则
处到A 处的竖直高度差为
。（保留1
位小数）
【答案】 1 水密度比水银密度小，压强变化相同时，水的高度差更明显 243.6
【详解】①[1]根据数据可得水面平均升高13.58mm，则由
可得
[2]
②
因为水的密度比水银的密度小，所以压强变化相同时，水的高度差更明显；
[3]
③
由等温变化
7
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可得
则
处的大气压为
则
处到A 处的竖直高度差为
10．（2023·河北石家庄·统考三模）某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密
封了一定质量的气体。
（1）该同学测得封闭气体的压强p 和体积V 的多组数据，在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示，
由图可知该同学选用的横轴为 ，图线后半段向上弯曲可能的原因是
A．改变气体体积时推拉活塞速度过快
B．推拉活塞时，手握住注射器含有气体的部分
C．实验中有漏气现象
D．环境温度降低
（2）该小组改进了实验操作，避免了上述问题，同时为能更准确地测出气体的压强，直接用软管连通注
8
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射器和压强传感器，测得多组封闭气体的压强p 和体积V 的数据后，做出
图像如图丙所示，图线不
过原点的原因可能是 。（写出一条即可）
【答案】
（或体积的倒数） AB 没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体（其他答
案合理均给分）
【详解】（1）[1]根据玻意耳定律有
则有
图乙中图像的前一部分为过原点的倾斜的直线，可知该同学选用的横轴为
；
[2]A．根据克拉珀龙方程有
则有
可知，图乙中图线上的点与原点连线的斜率能够间接反映温度的大小，则图线后半段向上弯曲，图线上
的点与原点连线的斜率增大，表明气体温度升高了。从左往右看，
增大，则体积减小，若改变气体体
积时推活塞速度过快，外界对气体快速做功，气体温度升高了，图线向上弯曲，A 正确；
B．推拉活塞时，手握住注射器含有气体的部分，人的温度高于气体的温度，导致气体温度升高，根据上
述，图线向上弯曲，B 正确；
C．根据上述有
若气体漏气，则表达式中的n 减小，即图线上的点与运动连线的斜率减小图线向下弯曲，C 错误；
D．若环境温度降低，导致气体温度降低，根据上述图线上的点与运动连线的斜率减小图线向下弯曲，D
错误。
9
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故选AB。
（2）[3]根据图像可知，当体积为0 时，压强的倒数不为0，表明实际上有一部分气体没有考虑，可知图
像不过原点的原因是没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体。
11．（2023·广东·统考高考真题）在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使
小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所
示的
图像，气泡内气体先从压强为
、体积为
、温度为
的状态
等温膨胀到体积为
、压强
为
的状态
，然后从状态
绝热收缩到体积为
、压强为
、温度为
的状态
到
过程中外
界对气体做功为
．已知
和
．求：
（1）
的表达式；
（2）
的表达式；
（3）
到
过程，气泡内气体的内能变化了多少？
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【详解】（1）由题可知，根据玻意耳定律可得
解得
（2）根据理想气体状态方程可知
10
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解得
（3）根据热力学第一定律可知
其中
，故气体内能增加
12．（2023·浙江·统考高考真题）如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积
，质量
的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K 的热源接触，平衡时圆
筒内气体处于状态A，其体积
。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积
。固
定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强
。已知从状态A 到状态C，气体从外
界吸收热量
；从状态B 到状态C，气体内能增加
；大气压
。
（1）气体从状态A 到状态B，其分子平均动能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），圆筒
内壁单位面积受到的压力________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）求气体在状态C 的温度Tc；
（3）求气体从状态A 到状态B 过程中外界对系统做的功W。
【答案】（1）不变；增大；（2）350K；（3）11J
【详解】（1）圆筒导热良好，则气体从状态A 缓慢推动活塞到状态B，气体温度不变，则气体分子平均
动能不变；气体体积减小，则压强变大，圆筒内壁单位面积受到的压力增大；
（2）状态A 时的压强
温度TA=300K；体积VA=600cm3；
11
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C 态压强
；体积VC=500cm3；
根据
解得
TC=350K
（3）从B 到C 气体进行等容变化，则WBC=0，因从B 到C 气体内能增加25J 可知，气体从外界吸热25J，
而气体从A 到C 从外界吸热14J，可知气体从A 到B 气体放热11J，从A 到B 气体内能不变，可知从A 到
B 外界对气体做功11J。
13．（2023·湖北·统考高考真题）如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，
横截面积分别为S、
，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想
气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长
度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降
，左侧活塞上升
。已知大气压强为
，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在
弹性限度内。求：
（1）最终汽缸内气体的压强。
（2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。
【答案】（1）
；（2）
；
【详解】（1）对左右气缸内所封的气体，初态压强
p1=p0
体积
末态压强p2，体积
12
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根据玻意耳定律可得
解得
（2）对右边活塞受力分析可知
解得
对左侧活塞受力分析可知
解得
13
