2025年高考物理復習：熱學定律及能量守恒問題（分層練）（原卷版）

專題12熱學定律及能量守恒問題

A-常考題不丟分

命題點oi分子力、分子力做功和分子勢能

命題點02氣體狀態(tài)變化的圖象問題

命題點03實驗：用油膜法估測分子大小

命題點04熱力學定律與氣體狀態(tài)變化的綜合運用

B?拓展培優(yōu)拿高分

C-挑戰(zhàn)真題爭滿分

.AR?？碱}不善

【命題點oi分子力、分子力做功和分子勢能】

◎針對縛節(jié)?！?/p>

【針對練習1】如圖所示，將甲分子固定于坐標原點。處，乙分子放置于7?軸上距離。點很遠的〃處，〃、

『2、/3為r軸上的三個特殊位置，甲、乙兩分子間的作用力尸和分子勢能與隨兩分子間距離，的變化關系分

別如圖中兩條曲線所示。設兩分子間距離很遠時，頤=0?，F(xiàn)把乙分子從％處由靜止釋放，下列說法中正確

A.實線為a—r圖線、虛線為F—r圖線

B.當分子間距離r＜萬時，甲、乙兩分子間只有斥力，且斥力隨廠減小而減小

C.乙分子從2到上做加速度先增大后減小的加速運動，從「2到勺做加速度增大的減速運動

D.乙分子從2到r2的過程中，分子勢能先增大后減小，在門位置時分子勢能最大

【針對練習2】（多選）分子勢能與分子間距離的關系圖像如圖所示，下列說法正確的是（）

A.分子間距為〃時，分子間作用力為零

B.分子間距由均逐漸增大時，分子力始終做負功

C.分子間距在到『2之間時，分子間作用力表現(xiàn)為引力

D.分子間距由〃增大到『2的過程中，分子間的引力和斥力都逐漸減小

【針對練習3】（多選）分子力與分子間距離的關系圖像如圖所示，圖中功為分子斥力和引力平衡時兩個分

子間的距離，規(guī)定兩分子間距離為無限遠時分子勢能為0,下列說法正確的是（）

A.當分子間的距離r<r°時，引力大于斥力

B.當分子間的距離10%>r〉2時，引力大于斥力

C.分子間距離從q減小到飛的過程中，分子勢能減小

D.分子間距離從無限遠減小到的過程中，分子勢能先減小后增大

【命題點02氣體狀態(tài)變化的圖象問題】

【針對練習4】如圖所示為一定質量的理想氣體的壓強隨體積變化的圖像，其中段為雙曲線，則下

列說法正確的是（）

A

A.過程①中氣體分子的平均動能不變

B.過程②中單位時間內氣體分子對容器壁的碰撞次數(shù)增多

C.過程②中氣體分子的平均動能減小

D.過程③中單位時間內氣體分子對容器壁的碰撞次數(shù)增多

【針對練習5】如圖所示，密閉容器內一定質量的理想氣體由狀態(tài)。經(jīng)b、c、d三個狀態(tài)又回到狀態(tài).。已

知線段6c、ad均與〃軸平行，下列說法錯誤的是（）

A.a-6過程，單位體積分子數(shù)增大

B.6-c過程，氣體分子的平均動能增大

C.c-4過程，單位時間內氣體分子對單位面積器壁的平均作用力減小

D.4一。過程，單位時間內與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)不變

【針對練習6】一定質量的理想氣體，經(jīng)歷如圖過程，其中ab、cd分別為雙曲線的一部分。下列對a、b、c、d

四點溫度大小比較正確的是（）

A.Ta>TbB.Tb>TcC.Tc>TD.T>Ta

【命題點03實驗：用油膜法估測分子大小】

e針對綽期二

【針對練習7】（多選）在做“用油膜法估測分子的大小”實驗時，配制好濃度為0.06%的油酸酒精溶液（單

位體積溶液中含有純油酸的體積），1ml上述溶液用注射器剛好滴75滴；在撒有均勻琲子粉的水面上用注射

器滴1滴油酸酒精溶液,水面上形成油酸薄膜，下圖為油膜穩(wěn)定后的形狀，每個正方形小方格的邊長為10mm。

下列有關該實驗說法正確的有（）

A.油膜的面積為100cm2

B.一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積為8.0x10-6ml

C.油酸分子的直徑約為7.4x10-9nl

D,為減小誤差應將注射器移到水面中央靠近水面處滴入溶液

E.數(shù)油膜面積時不慎將幾個不足一格的按一格計算，不影響估算結果的數(shù)量級

【針對練習8]（2024?福建寧德?福建省寧德第一中學校考一模）在估測油酸分子大小的實驗中，具體操作

如下：

①取油酸1.0mL注入2500mL的容量瓶內，然后向瓶中加入酒精，直到液面達到2500mL的刻度為止，搖

動瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)，直到達到1.0mL為止，恰好共滴了100滴；

③在邊長約40cm的淺水盤內注入約2cm深的水，將細爽身粉均勻地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒

精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發(fā)后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，膜上沒有

爽身粉，可以清楚地看出油膜輪廓；

④待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上繪出油膜的形狀；

⑤將畫有油酸膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0cm的方格紙上。

（1）利用上述具體操作中的有關數(shù)據(jù)可知一滴油酸酒精溶液含純油酸體積為n?,求得的油酸分子

直徑為m（此空保留一位有效數(shù)字）。

（2）于老師在該實驗中最終得到的油酸分子的直徑和大多數(shù)同學的比較，數(shù)據(jù)偏大。出現(xiàn)這種結果的原因,

可能是o

A.計算油酸膜面積時，錯將所有不完整的方格作為完整的方格處理

B.水面上爽身粉撒的較多，油酸膜沒有充分展開

C.求每滴溶液體積時，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴

【針對練習9]（2023?海南省直轄縣級單位?嘉積中學?？家荒＃└鶕?jù)某同學所做“用油膜法估測分子的大小”

實驗，已知2500mL的油酸酒精溶液中含有純油酸1mL,回答下列問題。

①每滴油酸酒精溶液的體積為乙,將該溶液滴一滴到水面上，穩(wěn)定后形成油膜的面積為S,則油酸分子直徑

大小的表達式為d=o

②該同學做完實驗后，發(fā)現(xiàn)自己所測的分子直徑d明顯偏大，出現(xiàn)這種情況的原因可能是。（填選項

前的序號）

a.將滴入的油酸酒精溶液的體積作為油酸的體積進行計算

b.油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化

c.水面上琲子粉撒得太多，油膜沒有充分展開

【命題點04熱力學定律與氣體狀態(tài)變化的綜合運用】

【針對練習10]（2024?廣西貴港?統(tǒng)考模擬預測）如圖所示,一定質量的某種理想氣體，沿p-U圖像中箭頭

所示方向，從狀態(tài)a開始先后變化到狀態(tài)氏c,再回到狀態(tài)a。已知a狀態(tài)氣體溫度為27。盤則下列說法正確

的是（）（絕度零度取一273久）

r/(xW3m3)

A.氣體在c狀態(tài)時的溫度為600K

B.從狀態(tài)a-b-c的過程中，氣體對外界做功200J

C.氣體在a-b-c—a過程中放出熱量100J

D.氣體在b-c過程中單位時間內撞擊單位面積器壁上的氣體分子個數(shù)增多

【針對練習111（2024?遼寧沈陽?統(tǒng)考一模）2021年2月21日?4月2日，“深海一號”鉆井平臺搭載“蛟龍”

號潛艇赴西北太平洋深淵區(qū)開展7000米級作業(yè)。若開始下潛時，“蛟龍”號潛艇內氣體溫度為27汽、壓強為

1.0x105Pa,當下潛到某一深度時，艇內溫度降到17。Q潛艇內氣體視為理想氣體，體積和質量不變，下

列關于艇內氣體的說法，正確的是（）

A.17久時，壓強約為0.63x105paB.17久時，壓強約為0.97xl（）5pa

C.下潛過程中，內能增加D.下潛過程中，吸收熱量

【針對練習12】（多選）（2023?四川樂山?統(tǒng)考一模）一定質量的理想氣體從狀態(tài)。開始，經(jīng)歷仍、be、ca

三個過程回到原狀態(tài)a,變化過程的p-U圖像如圖所示，關于理想氣體經(jīng)歷的三個過程，下列說法正確的

A.a、6兩狀態(tài)下氣體溫度之比為1：1

B.be過程中，氣體一定從外界吸熱

C.be過程中，氣體體積變小，外界對氣體做功

D.恒過程中，氣體壓強增大，溫度升高

E.成過程中，氣體分子的平均動能保持不變

日.柘展培優(yōu)拿高分

一、單選題

1.分子。固定在X軸上的。點，另一分子b由無窮遠處只在分子力的作用下沿X軸負方向運動，其分子勢

能隨兩分子距離的變化規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是（）

A.從無窮遠處到X=4處，分子6的速度先增大后減小

B.從無窮遠處到久=久2處，分子6的加速度先增大后減小

C.分子6在無=牝處，兩分子間的分子力最大

D.分子6在％處，兩分子間的分子力為零

2.用油膜法估測油酸分子大小時，下列操作會導致測量值偏小的是（）

A.灑舞子粉時，琲子粉在水面上鋪的太厚

B.配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒多了

C.計算油膜面積時，把不到半格的油膜也記為一格

D.測量1ml溶液總滴數(shù)時，誤將61滴溶液計為60滴

3.一定質量的理想氣體從。狀態(tài)開始，經(jīng)過b-c、c—d、”一。四個過程后回到初狀態(tài)a,p-T圖像

如圖所示，下列說法正確的是（）

A.。狀態(tài)下，單位時間內撞擊單位面積容器壁的氣體分子數(shù)比6狀態(tài)下多

B.d狀態(tài)下，單位時間內撞擊單位面積容器壁的氣體分子數(shù)比6狀態(tài)下多

C.b-c過程中氣體與外界交換的熱量小于氣體d-a過程與外界交換的熱量

D.過程中氣體吸收的熱量小于氣體C-4過程中向外界放出的熱量

4.用電腦軟件模擬兩個相同分子在僅受分子力作用下的運動。將兩個質量均為加的/、2分子從x軸上的-q

和配處由靜止釋放，如圖所示。其中3分子的速度v隨位置x的變化關系如圖所示。取無限遠處勢能為零,

下列說法正確的是（）

A.A、B間距離為乙時分子力為零

B.A、B間距離為2（向-通）時分子力為零

C.N、8系統(tǒng)的分子勢能最小值為詔一［機近

D.釋放時/、3系統(tǒng)的分子勢能為小詔

5.如圖所示，內壁光滑的氣缸固定于水平面，氣缸內用活塞封閉一定量的理想氣體，活塞與一端固定的水

平輕彈簧連接，氣體溫度為乙時彈簧處于原長?，F(xiàn)使氣體溫度由乃緩慢升高到小，用馬表示彈簧彈性勢

能，U、p、憶分別表示缸內氣體的內能、壓強和體積，下列圖像可能正確的是（）

6.如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)/依次經(jīng)過狀態(tài)2、C和。后再回到狀態(tài)/其中，/到3和C到

。為等溫過程，8到。和。到N為絕熱過程。該循環(huán)過程中，下列說法正確的是（）

A.4到2過程中，氣體對外界做功，吸熱

B.8到C過程中，氣體分子的平均動能增加

C.C到。過程中，氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化

D.該循環(huán)過程中，氣體放熱

7.1934年我國物理學家葛正權定量驗證了麥克斯韋的氣體分子速率分布規(guī)律.如圖所示為氧氣分子在不同

溫度下的分子速率分布規(guī)律圖像，圖中實線1、2對應的溫度分別為加、2?、則下列說法正確的是（）

各速率區(qū)間的分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比

A.溫度7\大于溫度72

B.7\、72溫度下，某一速率區(qū)間的分子數(shù)占比可能相同

C.將加、72溫度下的氧氣混合后，對應的分子速率分布規(guī)律曲線下方的面積為曲線1和曲線2下方的

面積之和

D.將7\、叫溫度下的氧氣混合后，對應的分子速率分布規(guī)律曲線可能是圖中的虛線

8.如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)/經(jīng)過狀態(tài)8、C又回到狀態(tài)下列說法正確的是（）

A.過程中氣體分子的平均動能增加，單位時間內撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增加

B.A—B過程中氣體吸收的熱量大于B—C過程中氣體放出的熱量

C.C-N過程中單位體積內分子數(shù)增加，單位時間內撞擊單位面積器壁的分子數(shù)減少

D.A—B過程中氣體對外做的功小于Cf過程中外界對氣體做的功

二、多選題

9.如圖，是以狀態(tài)a為起始點、在兩個恒溫熱源之間工作的卡諾逆循環(huán)過程（制冷機）的p-U圖像，虛線和、

T2,為等溫線。該循環(huán)是由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成，該過程以理想氣體為工作物質，工作物質

與低溫熱源和高溫熱源交換熱量的過程為等溫過程，脫離熱源后的過程為絕熱過程。下列說法正確的是

A.a-b過程氣體壓強減小完全是由于單位體積內分子數(shù)減少導致的

B.一個循環(huán)過程中，外界對氣體做的功大于氣體對外界做的功

C.d一a過程向外界釋放的熱量等于btc過程從低溫熱源吸收的熱量

D.a-b過程氣體對外做的功等于c-d過程外界對氣體做的功

10.如圖，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a（p（pvo.To）經(jīng)熱力學過程arb-c—a后又回到狀態(tài)0,且外界

環(huán)境為非真空狀態(tài)。則下列說法正確的是（）

A.6、c兩個狀態(tài)，氣體的溫度相同

B.a—b過程中，每個氣體分子熱運動的速率都增大了一倍

C.b-c過程中，氣體的溫度先降低再升高

D.c-a過程中，外界對氣體做功po4

E.a-b-c-a循環(huán)過程中，氣體吸收的熱量比放出的熱量多［「。乙

一、單選題

1.（2021?重慶?高考真題）圖1和圖2中曲線I、II、III分別描述了某物理量隨分之間的距離變化的規(guī)律，氣

為平衡位置?，F(xiàn)有如下物理量：①分子勢能，②分子間引力，③分子間斥力，④分子間引力和斥力的合力,

則曲線I、ILin對應的物理量分別是（）

A.①③②B.②④③C.④①③D.①④③

2.（2023?北京?統(tǒng)考高考真題）夜間由于氣溫降低，汽車輪胎內的氣體壓強變低。與白天相比，夜間輪胎內

的氣體（）

A.分子的平均動能更小B.單位體積內分子的個數(shù)更少

C.所有分子的運動速率都更小D.分子對輪胎內壁單位面積的平均作用力更大

3.（2023?遼寧?統(tǒng)考高考真題）“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實現(xiàn)儲能的裝置，可在用電低谷時儲存能

量、用電高峰時釋放能量?！翱諝獬潆妼殹蹦硞€工作過程中，一定質量理想氣體的小7圖像如圖所示。該過程

4.（2023?江蘇?統(tǒng)考高考真題）在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗中，實驗裝置如圖所示。利用注射器選

取一段空氣柱為研究對象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是（）

_

_4

l3j

l23

三

一

三

一

A.把柱塞快速地向下壓

B.把柱塞緩慢地向上拉

C.在橡膠套處接另一注射器，快速推動該注射器柱塞

D.在橡膠套處接另一注射器，緩慢推動該注射器柱塞

5.（2023?江蘇?統(tǒng)考高考真題）如圖所示，密閉容器內一定質量的理想氣體由狀態(tài)/變化到狀態(tài)8。該過程

中（）

A.氣體分子的數(shù)密度增大

B.氣體分子的平均動能增大

C.單位時間內氣體分子對單位面積器壁的作用力減小

D.單位時間內與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小

6.（2022?江蘇?高考真題）自主學習活動中，同學們對密閉容器中的氫氣性質進行討論，下列說法中正確的

是（）

A.體積增大時，氨氣分子的密集程度保持不變

B.壓強增大是因為氫氣分子之間斥力增大

C.因為氫氣分子很小，所以氫氣在任何情況下均可看成理想氣體

D.溫度變化時，氫氣分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會變化

7.（2023?天津?統(tǒng)考高考真題）如圖是爬山所帶氧氣瓶，氧氣瓶里的氣體容積質量不變，爬高過程中，溫度

減小，則氣體（）

A.對外做功B.內能減小C.吸收熱量D.壓強不變

8.（2022?重慶?高考真題）2022年5月15日，我國自主研發(fā)的“極目一號”III型浮空艇創(chuàng)造了海拔9032米的

大氣科學觀測世界紀錄。若在浮空艇某段上升過程中，艇內氣體溫度降低，體積和質量視為不變，則艇內

氣體（）（視為理想氣體）

A.吸收熱量B.壓強增大C.內能減小D.對外做負功

9.（2022?北京?高考真題）如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)。開始，沿圖示路徑先后到達狀態(tài)b和以

下列說法正確的是（）

A.從。到6,氣體溫度保持不變B.從。到人氣體對外界做功

C.從b到c,氣體內能減小D.從b到c,氣體從外界吸熱

10.（2022?江蘇?高考真題）如圖所示，一定質量的理想氣體分別經(jīng)歷a-b和a—c兩個過程，其中a-6

為等溫過程，狀態(tài)6、c的體積相同，則（）

A.狀態(tài)。的內能大于狀態(tài)6B.狀態(tài)。的溫度高于狀態(tài)c

C.a—c過程中氣體吸收熱量D.arc過程中外界對氣體做正功

11.（2022?遼寧?高考真題）一定質量的理想氣體從狀態(tài)。變化到狀態(tài)6,其體積廠和熱力學溫度T變化圖

像如圖所示，此過程中該系統(tǒng)（）

A.對外界做正功B.壓強保持不變C.向外界放熱D.內能減少

12.（2022?湖北?統(tǒng)考高考真題）一定質量的理想氣體由狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)c,其過程如l憶圖中a-c直線段

所示，狀態(tài)b對應該線段的中點。下列說法正確的是（）

A.a-b是等溫過程

B.a—b過程中氣體吸熱

C.a—c過程中狀態(tài)b的溫度最低

D.a—c過程中外界對氣體做正功

13.（2022?山東?統(tǒng)考高考真題）如圖所示，內壁光滑的絕熱汽缸內用絕熱活塞封閉一定質量的理想氣體,

初始時汽缸開口向上放置，活塞處于靜止狀態(tài)，將汽缸緩慢轉動90。過程中，缸內氣體（）

A.內能增加，外界對氣體做正功

B.內能減小，所有分子熱運動速率都減小

C.溫度降低，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例減少

D.溫度升高，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增加

二、多選題

14.（2023?山西?統(tǒng)考高考真題）如圖，一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連接的兩

絕熱活塞將汽缸分為八g、A三部分，活塞與汽缸壁間沒有摩擦。初始時彈簧處于原長，三部分中氣體的溫

度、體積、壓強均相等。現(xiàn)通過電阻絲對/中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達到穩(wěn)定后（）

3KM

—3fgh

A.〃中的氣體內能增加B.7與g中的氣體溫度相等

C./與〃中的氣體溫度相等D./與h中的氣體壓強相等

15.（2023?全國?統(tǒng)考高考真題）對于一定量的理想氣體，經(jīng)過下列過程，其初始狀態(tài)的內能與末狀態(tài)的內

能可能相等的是（）

A.等溫增壓后再等溫膨脹

B.等壓膨脹后再等溫壓縮

C.等容減壓后再等壓膨脹

D.等容增壓后再等壓壓縮

E.等容增壓后再等溫膨脹

16.（2023?全國?統(tǒng)考高考真題）在一汽缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體，發(fā)生下列緩慢變化過程，氣

體一定與外界有熱量交換的過程是（）

A.氣體的體積不變，溫度升高

B.氣體的體積減小，溫度降低

C.氣體的體積減小，溫度升高

D.氣體的體積增大，溫度不變

E.氣體的體積增大，溫度降低

17.（2022?天津?高考真題）采用渦輪增壓技術可提高汽車發(fā)動機效率。將渦輪增壓簡化為以下兩個過程，

一定質量的理想氣體首先經(jīng)過絕熱過程被壓縮，然后經(jīng)過等壓過程回到初始溫度，則（）

A.絕熱過程中，氣體分子平均動能增加B.絕熱過程中，外界對氣體做負功

C.等壓過程中，外界對氣體做正功D.等壓過程中，氣體內能不變

18.（2022?湖南?統(tǒng)考高考真題）利用“渦流效應”可實現(xiàn)冷熱氣體的分離。如圖，一冷熱氣體分離裝置由噴

嘴、渦流室、環(huán)形管、分離擋板和冷熱兩端管等構成。高壓氮氣由噴嘴切向流入渦流室中，然后以螺旋方

式在環(huán)形管中向右旋轉前進，分子熱運動速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，而分子熱運動速

率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位。氣流到達分離擋板處時，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反

向，從N端流出，邊緣部位氣流從8端流出。下列說法正確的是（）

A./端為冷端，3端為熱端

B./端流出的氣體分子熱運動平均速率一定小于3端流出的

C./端流出的氣體內能一定大于8端流出的

D.該裝置氣體進出的過程滿足能量守恒定律，但違背了熱力學第二定律

E.該裝置氣體進出的過程既滿足能量守恒定律，也滿足熱力學第二定律

19.（2022?全國?統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)6,其過程如p-T圖上從a到6的

線段所示。在此過程中（）

A.氣體一直對外做功

B.氣體的內能一直增加

C.氣體一直從外界吸熱

D.氣體吸收的熱量等于其對外做的功

E.氣體吸收的熱量等于其內能的增加量

20.（2022?全國?統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)。經(jīng)狀態(tài)b變化到狀態(tài)c,其過程如T-U圖上的

A.狀態(tài)。處的壓強大于狀態(tài)。處的壓強