【备战2023】高考物理选择题专项训练学案——热学

2023年高考小题重组强化训练

 热学选择题专项训练 教师版

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．（2022·上海金山·统考一模）如图，密封的桶装薯片从上海带到拉萨后盖子凸起。若两地温度相同，则桶内的气体压强p和分子平均动能Ek的变化情况是（　　）

A．p增大、Ek增大 B．p增大、Ek不变

C．p减小、Ek增大 D．p减小、Ek不变

【答案】D

【详解】两地温度相同，则分子平均动能不变；由波义耳定律可知桶内气体体积增大压强减小，故选D。

2．（2023·上海静安·统考一模）如图为一定质量理想气体的图，该气体从状态a变化到状态b的过程中（　　）

A．气体一直对外做功，内能一直增加 B．气体没有对外做功，内能一直增加

C．气体没有对外做功，内能不变 D．气体一直对外做功，内能不变

【答案】B

【详解】从a到b气体温度升高，可知气体内能增加；因从a到b的p—T图像过原点，由可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不对外做功，综上所述气体没有对外做功，内能一直增加。

故选B。

3．（2022·河北·校联考模拟预测）体育课中，小明用打气筒给篮球打气，整个打气过程缓慢进行，每次打气筒活塞都将一个标准大气压的一整筒空气压入篮球，无漏气，气体可视为理想气体，设篮球的体积不变，气体温度不变，则下列说法正确的是（　　）

A．整个打气过程中气体的内能增大

B．整个打气过程中气体分子对篮球内壁的平均撞击力变大

C．后一次与前一次推活塞过程比较，篮球内气体压强的增加量相等

D．后一次与前一次推活塞过程比较，压入的气体分子数少

【答案】C

【详解】A．在缓慢充气过程中，气体温度保持不变，打气筒内的气体全部压入篮球内，无漏气，气体可视为理想气体，则整个打气过程中气体的内能不变，故A错误；

B．由于气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，则整个打气过程中气体分子对篮球内壁的平均撞击力不变，故B错误；

C．设篮球的容积为，打气筒的容积为，打第次气后篮球内气体的压强为，打第次气后篮球内气体的压强为，根据玻意耳定律可得

可得

即后一次与前一次推活塞过程比较，篮球内气体压强的增加量相等，故C正确；

D．每次压入的气体体积、温度和压强都相同，所以每次压入的气体分子数相同，故D错误。

故选C。

4．（2023·浙江·校联考模拟预测）下列说法正确的是（　　）

A．从射入教室的阳光中看到尘埃的运动就是布朗运动

B．气体如果失去了容器的约束就会散开，说明气体分子之间作用力表现为斥力

C．恒温水池里小气泡由底部缓慢上升的过程中，气泡中的理想气体放出热量

D．已知某种气体的密度为，摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，则该气体分子之间的平均距离可以表示为

【答案】D

【详解】A．做布朗运动的固体颗粒需要借助于显微镜才能观察到，肉眼可见尘埃的运动不是布朗运动，从射入教室的阳光中看到尘埃的运动是空气的对流引起的，不是布朗运动，A错误；

B．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子在永不停息地做无规则的热运动，气体分子之间的距离较大，气体分子之间的作用力可以忽略不计，B错误；

C．恒温水池里小气泡由底部缓慢上升过程中，由于气泡中的理想气体温度不变故内能不变，上升过程中压强减小，体积变大，气体对外做功，W为负值，根据热力学第一定律

可知气体要吸收热量，C错误；

D．把该气体分子所占据的空间看成立方体模型，则有

，

解得气体分子之间的平均距离

D正确。

故选D。

5．（2023·重庆·一模）如图是一自热米饭盒，盒内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热量，盖上盒盖便能在10～15分钟内加热食品。自热米饭盒的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸，下列说法正确的是（　　）

A．饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，则盒内每一个气体分子速率都增大了

B．饭盒爆炸，是盒内气体温度升高，气体压强增大导致的结果

C．在饭盒爆炸的瞬间，外界对盒内气体做正功

D．在饭盒爆炸的瞬间，盒内气体温度急剧升高

【答案】B

【详解】A．饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，分子的平均动能增大，但是不是盒内每一个气体分子速率都增大了，故A错误；

B．饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，分子的平均动能增大，所以气体压强增大导致饭盒爆炸，故B正确；

C．在饭盒爆炸的瞬间，气体体积增大，气体对外界做正功，故C错误；

D．根据热力学第一定律可知，爆炸前气体温度升高，内能增大，在饭盒爆炸的瞬间，气体对外界做功，其内能应减小，盒内气体温度急剧下降，故D错误。

故选B。

6．（2023·天津·模拟预测）如图甲所示，在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积的质量不计且光滑的活塞密封一定质量的气体，活塞上静止一质量为m的重物。图乙是密闭气体从状态A变化到状态B的图像，密闭气体在A点的压强，从状态A变化到状态B的过程中吸收热量。已知外界大气压强，下列说法正确的是（    ）

A．重物质量

B．气体在状态B时的体积为

C．从状态A变化到状态B的过程，气体对外界做功

D．从状态A变化到状态B的过程，气体的内能增加

【答案】D

【详解】A．在A状态，根据题意

解得

故A错误；

B．根据图像可知

所以气体做等压变化

解得

故B错误；

C．从状态A变化到状态B的过程，气体对外界做功

故C错误；

D．根据热力学第一定律

故D正确。

故选D。

7．（2023·重庆·校联考一模）如图所示为一定质量的某种气体等容变化的图线，下列说法中正确的是（　　）

A．不管体积如何，图线只有一条

B．图线1和图线2体积不同且有V1>V2

C．两图线气体体积V2>V1

D．两图线必不会交于t轴上的同一点

【答案】C

【详解】ABC．一定质量的气体的等容线，体积不同，图线不同，在图线1、2上取温度相同的两点，可得

则

所以C正确，AB错误；

D．图线1、2都交于t轴上-273℃处，即热力学温度0K处，故D错误。

故选C。

8．（2023·江苏徐州·统考一模）关于热现象，下列说法正确的是（    ）

A．固体很难被压缩，是因为分子间存在斥力

B．液体分子的无规则运动称为布朗运动

C．气体吸热，其内能一定增加

D．0°C水结成冰的过程中，其分子势能增加

【答案】A

【详解】A．固体很难被压缩，是因为分子间存在斥力，A正确；

B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动，B错误；

C．气体吸热，如果同时对外做功，根据热力学第一定律可知其内能可能不变或减小，C错误；

D．0°C水结成冰的过程中，需要放热，同时因为体积增大物体对外做功，根据热力学第一定律可知内能减小，又因为温度不变，分子总的动能不变，所以可得总的分子势能减小，D错误。

故选A。

9．（2023·江苏徐州·统考一模）1892年狄塞尔为描述内燃机热力学过程建立了定压加热循环（狄塞尔循环），如图为描述狄塞尔循环的p—V图像，A→B和C→D为绝热过程，若一定质量的某种理想气体经历了A→B→C→D→A循环过程，下列说法正确的是（   ）

A．A→B气体的内能不变

B．B→C气体向外界放热

C．C→D气体的内能增加

D．一个循环过程，气体从外界吸收热量

【答案】D

【详解】A．A→B过程绝热，所以Q不变，气体体积减小，外界对气体做正功，即

W > 0

由热力学第一定律

U = Q＋W

可知，气体内能增大，A错误；

B．B→C过程，气体温度升高，即

U > 0

气体体积增大，气体对外界做正功，即

W < 0

由热力学第一定律

U = Q＋W

可知气体需要从外界吸收热量，B错误；

C．C→D过程绝热，Q不变，气体体积增大，即

W < 0

由热力学第一定律

U = Q＋W

可知气体内能减小，C错误；

D．一个循环过程，温度不变，即

U = 0

由图像可知，气体对外界做正功为图形面积，即

W < 0

所以气体会从外界吸热，D正确。

故选D。

10．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校联考模拟预测）如图所示，竖直放置的、内径粗细均匀的U形玻璃管左端开口，右端封闭，管内通过水银柱封闭有一段可视为理想气体的空气柱。已知空气柱长度为d=20cm，两侧水银柱液面的高度差为h=10cm，大气压强为，环境温度为，热力学温度与摄氏温度之间的关系为。下列说法正确的是（　　）

A．封闭气体的压强为86cmHg

B．若将该U形玻璃管以为轴由竖直位置缓慢旋转至水平位置（此过程中水银未溢出），则最终空气柱的长度约为17.4cm

C．若使封闭气体温度降低，则h不变，d减小

D．若将U形玻璃管竖直置于非密闭的恒温箱中，当恒温箱温度为432℃时U形管两侧水银面相平

【答案】B

【详解】A．封闭气体的压强为

A项错误；

B．U形玻璃管以为轴由竖直位置缓慢旋转至水平位置中，封闭气体发生等温变化，初状态为

，

末状态为

，

根据玻意耳定律

代入数据得

B项正确；

C．若使封闭气体温度降低，气体体积减小，d减小，则h增大，C项错误；

D．如果U形玻璃管置于非密闭的恒温箱中，则初状态为

，，

末状态时假设两侧水银面相平，则有

，

据理想气体状态方程可得

代入数据得

D项错误。

故选B。

11．（2022·安徽宣城·安徽省宣城市第二中学校考模拟预测）如图所示，孔明灯在中国有非常悠久的历史，其“会飞”原因是，灯内燃料燃烧使内部空气升温膨胀，一部分空气从灯内排出，使孔明灯及内部气体的总重力变小，空气浮力将其托起。某盏孔明灯灯体（包括燃料、气袋）的质量为M，气袋体积恒为，重力加速度为g，大气密度，环境温度恒为，忽略燃料的质量变化，大气压强不变。是衡量孔明灯升空性能的参量，记，若气袋内气体温度最高不能超过，则为了使孔明灯顺利升空，k应满足（　　）

A． B． C． D．

【答案】C

【详解】设刚好从地面浮起时气袋内的气体密度为，则升起时浮力等于孔明灯和内部气体的总重力，有

将气袋内的气体温度升高时，气体视为等圧変化，原来的气体温度升高时体积为V0，升高后体积为V1（有V0留在气袋内），根据质量相等则有

原来的气体温度升高后压强不变，体积从变为，由等压变化得

根据题意

联立解得

故选C。

12．（2023·重庆·一模）如图所示，“凸”形绝热汽缸被a、b两轻质绝热活塞分成A、B、C三部分，a、b两活塞用轻杆连接，活塞稳定时A、B、C三个部分内的气体温度均相同。现设法使C中的气体温度缓慢升高，则在两活塞缓慢下降的过程中，下列说法正确的是（   ）

A．A中气体温度升高 B．A中气体压强增大

C．B中气体压强增大 D．C中气体所有分子的动能均增大

【答案】C

【详解】ABC．以C中气体为研究对象，体积不变根据

可知C中气体温度升高，压强增大；以活塞和连杆整体为研究对象，受到向上和向下气体的压力p2SA和p2SB，因为SA < SB，则有

p2SA < p2SB

可知活塞和连杆合力向下，竖直向下运动，A中气体体积增大，压强减小，对外做功，根据

U = W＋Q

气缸绝热Q = 0，内能减小，温度降低；B中气体体积变小，压强增大，C正确，AB错误；

D．C中气体温度升高，分子的平均动能增大，D错误。

故选C。

13．（2023·浙江绍兴·统考一模）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，并将注射器置于恒温水池中，注射器通过非常细的导气管与压强传感器相连。开始时，活塞位置对应的刻度数为“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“4”时停止压缩，此时压强为。则（　　）

A．气泡在上升过程中要吸收热量

B．在压缩过程中，气体分子的平均动能变大

C．泄漏气体的质量为最初气体质量的一半

D．泄漏气体的内能与注射器内存留气体的内能相等

【答案】A

【详解】A．气泡在上升过程中温度不变，由等温变化pV=C可知，气泡内气体压强减小时，体积增大，气体对外做功，即W＜0；理想气体的内能只跟温度有关，所以气泡在上升过程中内能不变，由热力学第一定律

ΔU=W+Q

可知，Q>0，所以气泡在上升过程中要吸收热量，故A正确；

B．由于注射器导热性能良好，所以注射器内的气体温度不变，据温度是气体分子平均动能大小的标志，所以在压缩过程中，气体分子的平均动能不变，故B错误；

C．设单位刻度的气体体积为V0，由

解得

则泄漏气体的质量为

故C错误；

D．温度相同时，理想气体的内能与分子数有关，可知泄漏气体的内能是注射器内存留气体的内能的一半，故D错误。

故选A。

14．（2023·天津·模拟预测）下面是教材中的四幅插图，下列说法正确的是（   ）

A．图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹

B．图乙是封闭在容器中的一定质量的理想气体，若温度升高，其内能一定增大

C．图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则T2 < T1

D．图丁中一只水黾能停在水面上，主要是靠水对水黾的浮力作用

【答案】B

【详解】A．每隔一段时间把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，所以布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，A错误；

B．理想气体不计分子势能，所以温度升高时，分子平均动能增大，则内能一定增大，B正确；

C．由理想气体状态方程可判断，一定质量的理想气体，不同温度下对应的等温线是不同的，且越靠近原点等温线所表示的温度就越低，即T1 < T2，但同一等温线上气体压强与体积的乘积是不变的，C错误；

D．水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用，D错误。

故选B。

二、多选题

15．（2023·四川·统考一模）下列说法正确的是（　　）

A．花粉在液体中做布朗运动的剧烈程度只与花粉颗粒的大小有关

B．分子间的引力和斥力同时存在，且均随分子间距离的增大而减小

C．0℃的冰融化成0℃的水的过程中，水分子热运动的平均动能不变

D．一定质量的理想气体在等温压缩过程中，一定对外界放出了热量

E．冰箱能够将热量从低温物体传递到高温物体，所以它不遵循热力学第二定律

【答案】BCD

【详解】A．花粉在液体中做布朗运动的剧烈程度与花粉颗粒的大小和温度有关，A错误；

B．根据分子动理论，分子间的引力和斥力同时存在，且均随分子间距离的增大而减小，B正确；

C．分子的平均动能由温度决定，0℃的冰与0℃的水温度相等，则0℃的冰融化成0℃的水的过程中，水分子热运动的平均动能不变，C正确；

D．一定质量的理想气体在等温压缩过程中，温度不变，则

体积减小，外界对气体做功，则

W>0

根据

解得

可知，一定质量的理想气体在等温压缩过程中，一定对外界放出了热量，D正确；

E．冰箱能够将热量从低温物体传递到高温物体，消耗了电能，因此冰箱仍然遵循热力学第二定律，E错误。

故选BCD。

16．（2023·新疆·校考模拟预测）下列有关热现象分析与判断正确的是（    ）

A．布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著

B．在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，两电器工作较长时间后，房子内的气温将会增加

C．温度升高，单位时间里从液体表面飞出的分子数越多，液体继续蒸发，饱和气压强增大

D．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多

E．在一个大气压下，的水吸收热量变为的水蒸气，在这个过程中，水蒸气的内能＋水的内能＋水变成水蒸气体积膨胀对外界做的功

【答案】BCD

【详解】A．布朗运动是由于液体分子对小颗粒的撞击引起的，小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，不平衡性越不明显，布朗运动就越不显著，故A错误；

B．在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，同时打开电冰箱和电风扇，两电器工作较长时间后，因为消耗了电能，故，与外界无热交换，故，根据热力学第一定律可得

则房间内的气体内能增加，所以气温将升高，故B正确；

C．温度升高，液体分子的平均动能增大，单位时间里从液体表面飞出的分子数增多，原来的动态平衡要被破坏，液体就要继续蒸发，饱和气的密度增大，分子运动的平均动能也变大，所以饱和气压增大，故C正确；

D．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时间内器壁单位面积上分子碰撞的次数增多了，故D正确；

E．温度不变则分子平均动能不变，100℃的水变成同温度的水蒸气的过程要吸收热量，平均动能不变，内能增加。由于要对外做功，根据热力学第一定律可知，吸收的热量等于对外界做的功和物体内能的增加量，所以等于水蒸气和水的内能的增量加上水变成水蒸气体积膨胀对外界做的功，故E错误。

故选BCD。

17．（2023·陕西·统考一模）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　）

A．气体失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间距较大、相互作用力微弱的缘故

B．一定量的水变成的水蒸汽，其分子之间的势能增加

C．向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围的运动属于布朗运动

D．如果气体分子总数不变，温度升高，则气体分子的平均动能增大，气体压强增大

E．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和

【答案】ABE

【详解】A．气体如果失去了容器的约束就会散开，是因为分子间距较大，相互的作用力很微弱，而且分子永不停息地做无规则运动，所以气体分子可以自由扩散，故A正确；

B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，分子动能之和不变，由于吸热，内能增大，则其分子之间的势能增大，故B正确；

C．向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围的运动是扩散现象，属于分子运动，故C错误；

D．如果气体分子总数不变，气体温度升高，若同时体积增大，由

可知压强不一定增大，故D错误；

E．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故E正确。

故选ABE。

18．（2022·浙江舟山·统考模拟预测）图1为氧气分子在不同温度下的速率分布，图2分别为分子间作用力、分子势能与分子间距的关系，针对这两个图像的说法中正确的是（　　）

A．图1中两种状态氧气分子的平均速率相等

B．图1中在②状态下，氧气分子速率大小的分布范围相对较大

C．图1中两条图线与横轴包围的面积相同

D．图2中分子间作用力与分子间距的关系图中，阴影部分面积表示分子势能差值，与零势能点的选取有关

E．图2中分子势能与分子间距的关系图中斜率绝对值表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小

【答案】BCE

【详解】AB．由题图1可知，②中速率大的分子占据的比例较大，则说明②对应的平均速率较大，故②对应的温度较高，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故A错误，B正确；

C．图1中两条图线与横轴包围的面积相同，都为1，故C正确；

D．图2中阴影部分面积表示分子力做功的大小，也等于分子势能差值，势能差值与零势能点的选取无关，故D错误；

E．分子势能与分子间距的关系图像中，图线切线斜率的绝对值表示分子间作用力的大小，故E正确。

故选BCE。

19．（2023·浙江嘉兴·一模）一定量理想气体经历状态，其过程如图上的两条线段所示，则气体（    ）

A．对外做功值小于吸收的热量

B．在状态b处的压强小于状态c处的压强

C．过程气体分子的数密度一直变小

D．过程每一个气体分子的动能都减小

【答案】AC

【详解】A．由图像可知，的过程气体温度升高，内能增大，体积增大，则气体对外做功，由热力学第一定律可知，对外做功值小于吸收的热量，故A正确；

B．气体状态方程

结合的过程中温度降低体积增大，可知，压强减小，既在状态b处的压强大于状态c处的压强，故B错误；

C．从的过程中，气体体积一直增大，所以气体分子的数密度一直变小，故C正确；

D．过程中，温度降低，气体分子的平均动能减小，但个别分子的动能可能增大，故D错误。

故选AC。

20．（2023·湖南·模拟预测）一定质量的理想气体经历了如图所示的循环，已知该气体在状态时温度为、压强为、体积为，在状态时温度为、体积为，在状态时体积为，由状态到状态气体吸收的热量为，下列说法中正确的是（　　）

A．气体由状态到状态发生的是等压变化

B．气体在状态的温度是900K

C．气体由状态到状态吸收的热量等于增加的内能

D．气体由状态到状态气体对外界做功

E．气体由状态到状态气体放出的热量为200J

【答案】ACE

【详解】A．根据

可得

根据图像可知是一条过原点的倾斜的直线，斜率一定，则表明气体由状态到状态发生的是等压变化，A正确；

B．根据上述有

解得

B错误；

C．根据图像可知气体由状态到状态发生的是等容变化，即气体体积不变，则

W=0

气体温度升高，内能增大，根据

可知，气体由状态到状态吸收的热量等于增加的内能，C正确；

D．气体由状态到状态过程，体积减小，外界对气体做功，D错误；

E．气体由状态到状态过程为等压过程，气体体积减小，外界对气体做功为

由于气体由状态到状态吸收的热量等于增加的内能，即

根据图像状态a与状态b温度相等，内能相等，即

则有

气体由状态到状态过程，根据热力学第一定律有

解得

即气体由状态到状态气体放出的热量为200J，E正确。

故选ACE。