暑期综合提高练习（四）热学1——2026-2027学年高中物理高三年级暑期强化训练基础卷【含答案及解析word版】

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选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．[4分]运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是（ ）
A．气体分子单位时间内和单位面积器壁碰撞的次数仅与温度有关
B．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为
C．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利 用分子的扩散来完成
D．水流流速越快，说明水分子的热运动越剧烈，但并非每个水分子运动都剧烈
2．[4分]下列四幅图的有关说法中不正确的是（ ）
A．分子间距离为r0时，分子间同时存在引力和斥力
B．水面上的单分子油膜，在测量分子直径d大小时可把分子当做球形处理
C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性
D．猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，分子间表现为斥力，可看做是绝热 变化
3．[4分]在观察布朗运动时，下面说法正确的是
A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的运动
B．布朗运动是指液体分子的运动
C．布朗运动是液体分子运动的反映
D．布朗运动是固体分子无规则运动的反映
4．[4分]氧气瓶内装有温度、压强为的氧气，瓶口安装着一个泄气阀，当瓶内气体的压强超过时，气体将自动排出。在运送时，氧气瓶被装载在车厢中，但炎炎夏日下，车厢内温度变高，此时泄气阀正常工作，排出部分气体，当运送到目的地时，氧气瓶的氧气压强为，温度为，则排出气体的质量约为原有气体总质量的（ ）
A．B．C．D．
5．[4分]关于下图中实验及现象的说法，正确的是（ ）
A．甲图中薄板是非晶体
B．乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且
C．图丙反映了微粒分子的无规则运动
D．丁图中水黾受到了水对其竖直向上的表面张力作用
6．[4分]下列说法错误的是（ ）
A．某气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体单位体积内分子数为
B．气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果
C．改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终可能实现内能完全转化为机械能
D．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
7．[4分]以M表示水的摩尔质量，表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，四个关系式：①，②，③，④．则下列判断中正确的是（ ）．
A．①和②都是正确的B．①和③都是正确的
C．②和④都是正确的D．①和④都是正确的
二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．[5分]在一个标准大气压下，1 g水在沸腾时吸收了2260 J的热量后变成同温度的水蒸气，对外做了170 J的功．已知阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 ml－1，水的摩尔质量M＝18 g/ml．下列说法中正确的是
A．分子间的平均距离增大
B．水分子的热运动变得更剧烈了
C．水分子总势能的变化量为2090 J
D．在整个过程中能量是不守恒的
9．[5分]关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子的直径(也就是单层油酸分子组成的油膜的厚度)等于一小滴溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比
B．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，它们都随距离的增大而减小，当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小
C．物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是从各向异性或各向同性来判断
D．如果用Q表示物体吸收的能量，用W 表示物体对外界所做的功，ΔU表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q =ΔU + W
E.如果没有漏气没有摩擦，也没有机体热量的损失，这样的热机的效率可以达到100%
10．[5分]一定质量的理想气体从状态a开始，经历等温或等容过程ab、bc、cd、da回到原状态，其V-T图象如图所示。其中对角线ac的延长线过原点O，下列判断正确的是（ ）
A．气体在状态b时的压强大于它在状态d时的压强
B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C．在过程ab中外界对气体做的功等于在过程cd中气体对外界做的功
D．在过程cd中气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功
第二部分（非选择题 共57分）
三、非选择题（本大题共5小题，共57分）
11．[8分]用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积的关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积可直接读出，气体的压强由图中压强传感器等计算机辅助系统得到，请回答下列有关问题。
（1）完成本实验的基本要求是______。
A．在等温条件下操作 B．封闭气体的容器密封良好
C． 必须测出所封闭气体的质量 D．气体的压强和体积必须用国际单位
（2）实验之前，在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油，除了可以减小两者之间的摩擦之外，主要作用是____________。
（3）某同学在做实验时，按实验要求组装好实验装置，然后按实验要求推动活塞，使注射器内空气体积发生变化，实验数据如下表所示，请在图2中作出V与的关系图像_________。
（4）根据图像可知，软管中气体的体积为______mL（结果保留两位有效数字）。
12．[9分]如图所示，小明用一个带有刻度的注射器及压力传感器来探究一定质量气体在温度不变时压强与体积关系。
（1）实验过程中，下列操作中错误的是________；
A．推拉活塞时，动作要慢
B．推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据
D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气
（2）在验证玻意耳定律的实验中，如果用实验所得数据在图2所示的图像中标出，可得图2中______线。如果实验中，使一定质量气体的体积减小的同时，温度逐渐升高，则根据实验数据描出图2中_______线（均选填“甲”、“乙”或“丙”）。
（3）从实验数据绘制的图线可以得出本实验的结论是_______；
13．[12分]使一定质量的理想气体的状态按图甲中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分。
（1）已知气体在状态A的温度TA＝300 K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少？
（2）将上述状态变化过程在图乙中画成用体积V和热力学温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向)，说明每段图线各表示什么过程。
14．[12分]可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经ABCDA完成循环过程，AB和CD均为等温过程，BC和DA均为等容过程。已知T1=1200K，T2=300K，气体在状态A的压强pA=8.0×105Pa，体积V1=1.0m3,气体在状态C的压强pC=1.0×105Pa。求：
（1） 气体在状态D的压强pD;
（2） 气体在状态B的体积V2。
15．[16分]如图，容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为18V0和14V0.环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦．
(1)将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
(2)将环境温度缓慢改变至2T0，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强．
参考答案
1．【答案】C
【详解】
A．气体分子单位时间与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关，还与分子平均速率有关，故A错误；
B．由于分子的无规则运动，气体的体积可以占据很大的空间，故不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常数，故B错误；
C．扩散可以在固体中进行，生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故C正确；
D．水流速度是机械速度，不能反映热运动情况，故D错误。
故选C。
2．【答案】D
【详解】
A．分子间引力和斥力总是同时存在，A选项不合题意，故A错误；
B．由上图可知，水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把他们当做球形处理，B选项不合题意，故B错误；
C．由上图可知，食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，C选项不合题意，故C项错误；
D．的数量级为，气体分子间距大于的10倍，分子间作用力十分微弱，可以忽略，D选项符合题意，故D正确。
故选D。
3．【答案】C
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的运动，不是固体分子，固体微粒是实物粒子，所以A项错误；
B．布朗运动不是液体分子的运动，但布朗运动是大量液体分子对固体微粒撞击的集体行为的结果，所以B项错误；
CD．布朗运动反映了周围液体分子是在永不停息地做无规则运动的，所以C项正确，D项错误。
故选C。
4．【答案】A
【详解】
设原气体体积为V，原气体到压强为，温度为时体积为，根据理想气体状态方程可得
得到
所以排出的气体的质量约为原有气体总质量的，故选A。
5．【答案】B
【详解】
A．图甲说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，A错误；
B．温度越高，分子的平均速率越大，由图乙可知，温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可得，B正确；
C．图丙反映了固体微粒的无规则运动，间接说明了液体分子在做无规则的热运动，不能反映微粒分子的无规则运动，C错误；
D．丁图中水黾受到了水的表面张力作用，但是方向不是竖直向上的，是沿着水面的切线方向，D错误。
故选B。
6．【答案】C
【详解】
A．某气体的摩尔质量为M，分子质量为m，则1摩尔气体的分子数，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体单位体积内的分子数为，故A正确；
B．气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果，故B正确；
C．根据热力学第二定律，热机的效率不可能到达100%，则即使改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终也不可能实现内能完全转化为机械能，故C错误；
D．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故D正确。
本题选错误的，故选C。
7．【答案】B
【详解】
①摩尔质量=分子质量×阿伏加德罗常数，故：
mNA=ρVm
故
故①正确；
②ρ为在标准状态下水蒸气的密度，由于气体分子间距远大于分子直径，故水蒸气的密度小于水分子的密度，故ρV＜m，故
故②错误；
③摩尔质量=分子质量×阿伏加德罗常数，故
故③正确；
④由于气体分子间距远大于分子直径，故
故④错误；
故正确的表达式为①和③，选B。
8．【答案】AC
【详解】
A．液体变成气体后，分子间的平均距离增大了，故A正确；
B．温度是分子热运动剧烈程度的标志，由于两种状态下的温度是相同的，故两种状态下水分子热运动的剧烈程度是相同的，故B错误；
C．水发生等温变化，分子平均动能不变，因水分子总数不变，分子的总动能不变，根据热力学第一定律△U=Q+W，可得水的内能的变化量为△U=2260J-170J=2090J，即水的内能增大2090J，则水分子的总势能增大了2090J，故C正确；
D．在整个过程中能量是守恒的，故D错误．
9．【答案】ABD
【详解】
A.根据用“油膜法”估测分子大小的实验原理可知，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，由于油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含纯油酸体积除以油膜面积得出的油膜厚度即为油酸分子直径，故A正确；
B.当分子间的距离r＜r0时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加；当分子间的距离r＞r0时，分子力表现为引力，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，所以当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小，故B正确；
C.单晶体具有各向异性，多晶体与非晶体都具有各向同性，所以不能根据各向异性或各向同性来判断物质是晶体还是非晶体；晶体具有一定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，比较可靠的方法是通过比较熔点来判断，故C错误；
D.根据热力学第一定律可知，如果用Q表示物体吸收的能量，用W 表示物体对外界所做的功，U表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q=U+W，故D正确；
E.即使没有漏气没有摩擦，也没有机体热量的损失，根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到100%．故E错误。
故选ABD．
10．【答案】ABD
【详解】
A．根据气体状态方程
得
V-T图象的斜率
bO连线的斜率小于dO连线的斜率，所以气体在状态b时的压强大于它在状态d时的压强，故A正确；
B．理想气体在状态a的温度大于状态c的温度，理想气体的内能只与温度有关，温度高，内能大，故气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能，故B正确；
C．根据线的斜率的倒数与压强成正比，可知ab段的压强始终都比cd段的压强大，而两段体积变化相同，根据
可知过程ab中外界对气体做的功应大于在过程cd中气体对外界做的功，故C错误；
D．在过程cd中，等温变化，内能不变，，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律
可知气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，故D正确。
故选ABD。
11．【答案】 AB 提高活塞密封性，防止漏气 1.1/1.2/1.3/1.4/1.5
【详解】（1）[1]AB．本实验的条件是温度不变、气体质量一定，所以要在等温条件下操作，且注射器密封性要好，故AB正确；
C．本实验研究质量一定的气体压强与体积的关系，不需要测量气体的质量，故C错误；
D．本实验研究气体的压强和体积的比例关系，单位无须统一为国际单位，故D错误。
故选AB。
（2）[2]实验之前，在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油，除了可以减小两者之间的摩擦之外，主要作用是提高活塞密封性，防止漏气。
（3）[3]根据表中数据描点连线，如图所示
（4）[4]设软管中气体体积为，由图像可知，体积的读数值比实际值小，依据
C为定值，则有
可得软管中气体的体积为图线纵轴截距的绝对值，由图像可得
12．【答案】 C 乙 甲 一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积成反比
【详解】（1）[1]A．实验过程中，推拉活塞时，动作要慢，避免因推拉活塞过快，封闭气体温度升高，故A正确，不符合题意；
B．推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位，如用手握住注射器筒有气体的部位会使气体温度升高，故B正确，不符合题意；
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体的质量发生了变化，如立即重新接上，继续实验，将出现较大误差，故C错误，符合题意；
D．为了防止摩擦生热及气体质量变化，活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气，故D正确，不符合题意。
故选C。
（2）[2]在验证玻意耳定律的实验中，根据理想气体状态方程有
可得
可知，与成正比，故图像为图2中的乙线。
[3]如果实验中，使一定质量气体的体积减小的同时，温度逐渐升高，由上述分析可知，与的图像的斜率将变大，故图像为图2中的甲线。
（3）[4]从实验数据绘制的图线可以得出本实验的结论是：一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积成反比。
13．【答案】（1）600 K；600 K；300 K；（2）见解析
【详解】由p－V图像可知，气体在A、B、C、D各状态下压强和体积分别为pA＝4 atm，pB＝4 atm，pC＝2 atm，pD＝2 atm，VA＝10 L，VC＝40 L，VD＝20 L。
（1）根据理想气体状态方程eq \f(pAVA,TA)＝eq \f(pCVC,TC)＝eq \f(pDVD,TD)，可得TC＝eq \f(pCVC,pAVA)·TA＝eq \f(2×40,4×10)×300 K＝600 K，TD＝eq \f(pDVD,pAVA)·TA＝eq \f(2×20,4×10)×300 K＝300 K，由题意知B到C是等温变化，所以TB＝TC＝600 K。
（2）因由状态B到状态C为等温变化，由玻意耳定律有pBVB＝pCVC，得VB＝eq \f(pCVC,pB)＝eq \f(2×40,4) L＝20 L。在V－T图像上状态变化过程的图线由A、B、C、D各状态依次连接(如图)，AB是等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，CD是等压压缩过程。
14．【答案】（1） 2.0×105Pa （2） 2.0m3
【详解】（1） 气体在状态A和D体积相同，根据查理定律有pApD=T1T2（2分）
解得pD=2.0×105Pa（3分）
（2） 气体在状态B与C体积相同，均为V2，对于气体在状态A和状态C，根据理想气体状态方程,有pAV1T1=pCV2T2（2分）
解得V2=2.0m3（3分）
15．【答案】(1)43T0； (2)94p0
【解析】(1)因两活塞的质量、体积均不计，则当环境温度缓慢升高时，Ⅳ内的气体压强总等于大气压强，则Ⅳ内气体发生等压变化，则当B中的活塞刚到达汽缸底部时，由盖－吕萨克定律可得34V0T0＝V0T，
解得T＝43T0；
(2)设当A中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ内气体的压强为p，则此时Ⅳ内的气体压强也等于p，设此时Ⅳ内气体的体积为V，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体被压缩后的体积为V0－V，根据理想气体状态方程，对Ⅳ内气体有p0·3V04T0＝pV2T0，
对Ⅱ、Ⅲ两部分气体有p0V08+V04T0＝pV0−V2T0，
联立解得V＝23V0，p＝94p0.序号
1
2
3
4
5
6
7
V/mL
18
16
14
12
10
8
6
p/(×105Pa)
1.038
1.160
1.311
1.512
1.784
2.178
2.793
/(×10-5Pa-1)
0.963
0.862
0.763
0.661
0.561
0.459
0.358