熱學 測試卷（解析版）-2025年高考物理一輪復習（新教材新高考）

第十五章熱學

質量監(jiān)測試卷

本試卷分第I卷（選擇題）和第II（非選擇題）兩部分。滿分：100分；考試時間：75分鐘

注意事項：

1.答題前，考生先將自己的姓名.班級.座號.準考證號填寫在答題卡上。

2.答選擇題時，必須使用2B鉛筆填涂；答非選擇題時，必須使用0.5毫米的黑色簽字筆書寫；必須在題號

對應的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫無效；保持答卷清潔.完整。

3.考試結束后，將答題卡交回（試題卷自己保存，以備評講）。

第I卷（選擇題，共43分）

一、單項選擇題：（本題共7小題，每小題4分，共28分.在每小題給出的四個選項中，只

有一項是符合題目要求）

1.關于熱學知識，下列說法中正確的是（）

A.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動

B.擴散現象不能在固體間產生，只能在氣體或液體間產生

C.當分子力表現為引力時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大

D.當分子間的作用力剛好為零時，分子間的勢能達到最大值

【答案】C

【詳解】A.布朗運動是懸浮于液體中的固體小顆粒的運動，故A錯誤；

B.擴散現象是由物質分子的無規(guī)則運動產生的，擴散能在氣體和液體中進行，也能在固體中進行，故B錯

誤；

C.當分子力表現為引力時，隨著距離增大，分子力做負功，分子勢能增大，故C正確；

D.設分子平衡距離為％,分子距離為八當廠＞為時，分子力表現為引力，分子距離越大，分子勢能越大;

當「＜為時，分子力表現為斥力，分子距離越小，分子勢能越大；故當時，分子力為0,分子勢能最小，

故D錯誤。

故選C。

2.下列關于固體、液體的說法正確的是（）

A.毛細管中出現毛細現象時，液體一定浸潤該毛細管

B.航天員在太空中會因為毛筆無法吸墨而寫不成毛筆字

C.晶體沿不同方向的導熱性質一定不同

D.液體的表面張力方向總是與液面相切

【答案】D

【詳解】A.浸潤液體在細管中上升，不浸潤液體在細管中下降，都屬于毛細現象，故A錯誤；

B.毛筆書寫過程中，在毛細現象作用下，墨汁與可以被浸潤的毛筆材料發(fā)生相互作用力的平衡，于是墨汁

便被吸入毛筆材料中，并牢牢“困”在毛筆內部；而當毛筆尖與紙張接觸時，留在毛筆表面的墨汁，同樣在毛

細作用下，被吸附到紙上，其間根本無須重力作用。故B錯誤；

C.晶體具有各向異性,有些晶體沿不同方向的的導熱性質不相同，有些晶體沿不同方向的導電性能不相同，

但導熱性能可能是相同的。故c錯誤；

D.表面張力使液體表面有收縮的趨勢，它的方向跟液面相切。故D正確。

故選D。

3.關于熱力學定律的說法中，正確的是（）

A.第二類永動機不可能制成的原因是它們都違背了能量守恒定律

B.氣體吸收熱量時溫度一定升高

C.壓縮氣體時，體積越小越困難是因為氣體體積越小，氣體分子間斥力越大的緣故

D.可以從單一熱源吸收熱量全部用來對外做功

【答案】D

【詳解】A.第一類永動機不可能制成是因為違反了能量守恒定律；第二類永動機不可能制成是違反了熱力

學第二定律，故A錯誤；

B.氣體吸收熱量的同時可以對外做功，溫度可能升高，可能不變，也可能降低，故B錯誤；

C.壓縮氣體體積越小越困難是因為氣體體積越小，容器內外的壓強差越大的原因，與氣體分子間斥力無關，

故C錯誤；

D.從單一熱源吸收熱量在引起其他變化時可全部用來對外做功，例如絕熱膨脹，故D正確。

故選D。

4.如圖所示，在試管內裝適量水，用橡膠塞塞住管口，將水加熱沸騰，又加熱一段時間后，橡膠塞被推出。

下列說法正確的是（）

A.水沸騰前加熱過程中試管內每個氣體分子的速率都變大

B.水蒸氣推出橡膠塞導致水蒸氣內能增加

C.水被加熱的過程中，其內能是通過吸熱的方式改變的

D.水蒸氣推出橡膠塞的過程中，可以實現將吸收的熱量全部轉化為橡膠塞的機械能而不引起其他變化

【答案】C

【詳解】A.水沸騰前加熱過程中，溫度升高，不是每個分子的速率都變大，而是速率大的占的百分比變大。

故A錯誤；

B.水蒸氣推出橡膠塞，水蒸氣的內能轉化為橡膠塞的機械能，水蒸氣內能減小，故B錯誤；

C.水被火焰加熱的過程中，其內能是通過熱傳遞的方式改變的，故c正確；

D.不可能從單一熱源吸熱全部用來對外做功而不引起其他變化，故D錯誤。

故選Co

5.如圖所示，A、B兩個大容器中裝有同種氣體，容器間用一根細玻璃管連接，管中有一水銀滴D作為活

塞，當左邊容器的溫度為-10°C,右邊容器的溫度為KTC時，水銀滴剛好在玻璃管的中央保持平衡，兩個容

器的溫度都升高10℃時，下列判斷正確的是（）

D

AB

A.水銀滴將不移動

B.水銀滴將向右移動

C.水銀滴將向左移動

D.水銀滴將向哪個方向移動無法判斷

【答案】B

【詳解】假定先讓兩個容器的體積不變，即⑦，上不變，A、B中所裝氣體溫度分別為263K和283K,當

溫度升高AT時，容器A的壓強由.增至p一則

邸\=Pi-Pt

容器B的壓強由以增至Pz'，則

△Pi=Pi-P2

由查理定律得

P2

=AT

1263K283K

所以

M

即水銀柱應向右移動。故ACD錯誤，B正確。

故選B。

6.醫(yī)療用氧氣鋼瓶內容積為3.4L、氣體壓強為15100kPa。若鋼瓶內氣體可視為理想氣體且氣體從鋼瓶排

出時溫度的降低可以忽略，則在latm的環(huán)境下，將鋼瓶內的氧氣以每分鐘2.0L的流量供給病患使用，最多

可提供給病患使用的時間約為下列何者？（取latm為1.0x105kpa）（）

A.1.7分鐘B.68分鐘C.127分鐘D.255分鐘E.510分鐘

【答案】D

【詳解】發(fā)生等溫變化，根據玻意耳定律可得

P1V尸p2V2

可得

-XI尸".4L

5

P2io

可提供給病患使用的時間約為

V.-V.513.4-3.4.X-

t=-----L=--------------min=255min

AV2.0

故選D。

7.如圖所示，一定質量的理想氣體沿著直線路徑從A狀態(tài)變化到B狀態(tài)，已知氣體在A狀態(tài)時的內能為Uo,

查閱資料知：理想氣體的內能與熱力學溫度成正比。下列說法正確的是()

A.氣體在4、8狀態(tài)時的溫度不同

B.A到B過程中，外界對氣體做正功

C.A到B過程中，氣體從外界吸收的熱量為7.5%匕

D.A到B過程中，氣體的最大內能為

16

【答案】C

【詳解】A.由理想氣體狀態(tài)方程得

代入數據得

4%匕。＜)4—

TA~TB

TA=TB

所以氣體在43狀態(tài)時的溫度相同，故A錯誤；

B.A到8過程中，氣體體積增大，氣體對外界做正功，外界對氣體做負功，故B錯誤;

C.氣體對外界做功的絕對值

W=PA±PJL(yB_V^=15poVo

由熱力學第一定律得

UB-UA=-W+Q

解得

Q=7.5po%

所以氣體從外界吸收熱量，故c正確。

D.根據數學知識，圖像的方程為

又因為

聯立兩式得

由一元二次函數知識知，當丫=：匕,0=：。0,7=圖，又因為理想氣體的內能與熱力學溫度成正比，有

u0TAPAVA

代入數據得

故D錯誤。

故選Co

二、多項選擇題（本題共3小題，每小題5分，共15分.在每小題給出的四個選項中，有多

項符合題目要求.全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）

8.下列關于液體表面現象的說法中正確的是（）

A.把縫衣針小心地放在水面上，縫衣針可以把水面壓彎而不沉沒，這是因為縫衣針受到的重力太小，

又受到水的浮力的作用

B.液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內部

C.在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會呈球狀，這是因為液體表面分子間有相互吸引力

D.玻璃管的裂口放在火上燒熔，它的尖端就變圓，這是因為熔化的玻璃在表面張力的作用下，表面要

收縮到最小

【答案】CD

【詳解】A.把縫衣針小心地放在水面上，縫衣針可以把水面壓彎而不沉沒，這是因為液體表面張力的作用

使得液面形成一層膜，縫衣針受到膜的支持力作用，與縫衣針的重力平衡，故A錯誤；

B.液體表面張力的方向始終與液面相切，與分界線垂直，故B錯誤。

C.在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會呈球狀，這是因為液體表面分子間有相互吸引力，故C正

確；

D.玻璃管的裂口放在火上燒熔，它的尖端就變圓，這是因為熔化的玻璃在表面張力的作用下，表面要收縮

到最小，故D正確。

故選CDo

9.如圖所示，兩固定絕熱活塞把內壁光滑的絕熱汽缸分成體積相等的I、n、HI三部分，左側活塞上帶有

閥門K,開始時閥門K關閉，I、IH內理想氣體的壓強相等，II內為真空。。時刻打開閥門K,經過一段時

間穩(wěn)定后，馬時刻取消右側活塞的固定狀態(tài)，在，3時刻右側活塞停止運動。下列說法正確的是（）

I]*nill

1

A.閥門K打開后，氣體自I向II的擴散遵循熱力學第二定律

B.t2時刻I中氣體的壓強是。時刻的;

C.I中氣體在與時刻后的溫度高于。時刻前的溫度

D.t2~t3時間內III中氣體的內能不變

【答案】ABC

【詳解】A.閥門K打開后，氣體自I向II的真空中的擴散是不可逆的，遵循熱力學第二定律，A正確；

B.氣體自I向n的真空中擴散時不做功，總內能不變，溫度不變，體積變?yōu)樵瓉淼?倍，由理想氣體狀態(tài)

方程

T

可知，L時刻I中氣體的壓強是4時刻;，B正確；

CD.t2~q時間內ill氣體通過活塞對I、II中的氣體做功，m中氣體的內能減小，I、II中氣體的內能增加，

溫度升高，c正確，D錯誤。

故選ABC?

10.有人設計了一種測溫裝置，其結構如圖所示，玻璃泡M內封有一定質量的氣體，與M相連的N管插

在水銀槽中，管內外水銀面的高度差x即可反映泡內氣體的溫度，即環(huán)境溫度，并可由N管上的刻度直接

讀出。設N管的體積與玻璃泡M的體積相比可忽略。在1標準大氣壓下對N管進行溫度標刻（1標準大氣

壓相當于76cmHg）。已知當溫度t=27℃時，管內外水銀面的高度差為x=16cm,此高度即為27℃的刻線。

不考慮水銀槽內液面的變化。下列說法正確的是（）

M

N

A.N管上所標刻度是不均勻的

B.f=7℃的刻線在x=20cm處

c.若考慮到N管的體積，則測量值示數為f=7℃時，實際溫度高于7℃

D.若實際壓強變?yōu)?5cmHg,仍然用該測溫裝置讀數，則當示數為/=-3℃時，實際溫度為-8℃

【答案】BD

【詳解】A.氣體的狀態(tài)參量”=76cmHg-16cmHg=60cmHg,工=273K+27=300K,5=273K+0=273K；

氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可得

旦=匹

即

60_p2

300~273

解得

p2=54.6cmHg

則

x=76cm-54.6cm=21.4cm

氣體發(fā)生等容變化，由查理定律得

Tt~T

即

60_76-尤

300-273+/

解得水銀柱高度隨溫度的變化關系為

元=21.4-0.2*與f是線性關系，所以刻度均勻，故A錯誤；

B.根據氣體的狀態(tài)參量7；'=273K+7=280K;氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可得

P^=PL

工一T：

即

60_p；

300~280

解得

p；=56cmHg

則

x'=76cm-56cm=20cm

故B正確；

C.若考慮到N管的體積，可知M管內氣體的變化不是等容變化，根據

pV=nRT

可知氣體壓強減小，液面上升，根據分析可知測量值偏小，故

根據

工T2

可知

可知由于液體產生的壓強的影響，匕偏小，則測得的溫度偏小，實際溫度低于7℃,故C錯誤；

D.設溫度計顯示溫度是-3。(2時，對應的刻度值為毛，則

p3=(76+%)cmHg

4=(273—3)K=270K

由

旦=￡1

十一4

得

%=-22cm

在大氣壓強變?yōu)?5cmHg時設石=-22cm這個刻度值對應的溫度為產C,則

p4=(75+玉)cmHg=53cmHg,n=(273+%)K

由

PL=P±

看一方

得

?=-8℃

所以，當大氣壓強變?yōu)?5cmHg時，用這個溫度計測得某物體的溫度是-3。(2時，這個物體的實際溫度是-8。(2,

故D正確。

故選BD。

第II卷（非選擇題，共57分）

三、實驗題（本大題共2小題，共16分）

11.（6分）在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，已知將1mL純油酸配制成2500mL酒精油酸溶液供實驗

室時使用，用注射器將油酸酒精溶液滴入量筒中，每滴115滴溶液，溶液的體積增加1mL。在淺盤中的水

面上均勻撒上癢子粉，用注射器將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油膜穩(wěn)定后，在帶有邊長為1cm的正

方形小格的玻璃板上描出油膜的輪廓（如圖所示）。1滴油酸酒精溶液中含有的純油酸的體積為m3

（保留2位有效數字），由實驗數據測得的油酸分子直徑約為m（保留1位有效數字）。

【答案】3.5x10-25x107°

【詳解】U］由題意可知一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積

V=---x—mL=3.5x1072m3

2500115

⑵由圖可知面積超過正方形一半的正方形的個數為70個，則油酸膜的面積約為

S=70xl2cm2=70cm2=70xl0-4m

所以油酸分子的直徑

“二:3.5xl0：m=5xlLm

S70X10-4

12.（10分）某同學用如圖甲所示實驗裝置探究一定質量的氣體發(fā)生等溫變化時壓強與體積的關系。將注射

器活塞移動到最右側，接上軟管和壓強傳感器，記錄此時注射器內被封閉氣體的壓強0和體積H推動活塞

壓縮氣體，記錄多組氣體的壓強和體積。

甲

（1）為使實驗結果盡量準確，下列操作正確的是（填字母）。

A.要盡可能保持環(huán)境溫度不變

B.實驗前要在活塞與注射器壁間涂適量的潤滑油

C.實驗過程中要用手握緊注射器并快速推拉活塞

D.實驗過程中應緩慢地推動活塞

（2）分別在環(huán)境溫度為北、/2（71<72）時完成上述探究活動。下列各圖最能正確且直觀地反映實驗過程中,

氣體壓強P隨體積V變化規(guī)律的是（填字母）。

（3）該同學用此裝置測量一小石子的密度。他先用天平測出其質量為如再將其裝入注射器內，重復上述實

驗操作，記錄注射器上的體積刻度丫和壓強傳感器讀數p,根據實驗測量數據，作出如圖乙所示的丫-；圖

o（用題及圖中相關物理量的字母符號表示）

(2)C

m

⑶或

【詳解】（1）A.要盡可能保持環(huán)境溫度不變，以保證封閉氣體的溫度不變，可以減小實驗誤差。故A正

確；

B.實驗前要在活塞與注射器壁間涂適量的潤滑油，可以保證封閉氣體的體積不變，從而減小實驗誤差。故

B正確；

C.實驗過程中要用手握緊注射器并快速推拉活塞，會使封閉氣體的溫度發(fā)生變化，不利于減小實驗誤差。

故C錯誤；

D.實驗過程中應緩慢地推動活塞，可以保證氣體溫度最大限度保持不變，減小實驗誤差。故D正確。

故選ABDo

（2）AB.根據

T

可得

pV=CT

可知p-v圖像為雙曲線的一支，做出的圖線不直觀。故AB錯誤；

CD.同理，可得

p=CT-~

V

可知p-卷圖像為正比關系，圖線為過原點的一條傾斜直線，圖線的斜率與熱力學溫度成正比，當刀＜72時，

表示。的圖線斜率較小。能直觀地反映實驗過程中氣體壓強p隨體積V變化規(guī)律。故C正確；D錯誤。

故選C。

（3）依題意，可得

P（f子）”

T

整理，可得

y=CT，+%子

P

結合乙圖，可得

腺子二%

石子密度為

mm

p—------=—

七子《

四、解答題（本大題共3小題，共41分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出

最后答案不能得分。有數據計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位）

13.（10分）某同學從網上訂購了一款壓力鍋，如圖為該鍋的結構簡圖。在某次試用過程中，該同學先蓋好密

封鍋蓋，并將限壓閥套在排氣孔上，加熱前鍋內氣體溫度m=27℃,氣體壓強與外界大氣壓強均為

po=l.OxlO5Pa?當鍋內氣體被加熱至O=127℃時，壓力閥恰好被頂起進行泄壓。己知出氣孔的橫截面積

S=3xl0-5m2,重力加速度g=10m/s2,熱力學溫度與攝氏溫度的換算關系近似為T=（t+273）K,不計壓力閥和

排氣孔外壁的摩擦，鍋內氣體可視為理想氣體。

鍋蓋『I限壓閥

⑴求限壓閥的質量相。

（2）若限壓閥被頂起時立即停止加熱，并直接取走限壓閥進行快速放氣。請判斷在放氣過程中，鍋內氣體的

溫度會如何變化？并簡要說明理由。

【答案】⑴0.1kg

⑵溫度降低，理由見解析

【詳解】（1）選鍋內氣體為研究對象，初狀態(tài)

4=（273+27）K=300K

Po=1.0xl05Pa

末狀態(tài)對限壓閥受力分析可得

mg+p0S=p、S

又由查理定律得

"=旦

T0~T,

其中

4=（273+127）K=400K

解得

m=0.1kg

（2）若限壓閥被頂起時立即停止加熱，并直接取走限壓閥進行快速放氣。在放氣過程中，鍋內氣體膨脹對

外做功，內能減小，溫度降低。

14.（14分）如圖所示，密封良好的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，其頂部固定且導熱良好，其他部分

2

絕熱。質量為0.5kg的絕熱活塞將理想氣體分為A和B兩部分，活塞橫截面積為0.01m，厚度不計，能無

摩擦地滑動，活塞上表面和容器頂部與輕彈簧連接。初始時容器內兩部分氣體的溫度相同，氣柱的高度均

為0.5m,氣體A的壓強為l.OxlO,Pa,彈簧處于原長狀態(tài)。加熱氣體B一段時間（加熱裝置未畫出且體積

可忽略）,活塞緩慢上升0.1m后,系統(tǒng)再次平衡，此時氣體B的溫度為原來的1.6倍。重力加速度g取lOm/sz,

試求：

不

〃

土

不

力

土

A';

壓強P

A的

氣體

容器

衡時

次平

(1)再

聯

度系數

簧的勁

(2)彈

)4pa

25xl(

Pl=1.

】⑴

【答案

m

0N/

=10

(2)左

則有

化，

溫變

A等

)氣體

】(1

【詳解

，

，4

，

解得

4Pa

.25x10

pg

得

，可

分析

受力

活塞

，對

狀態(tài)

初始

(2)

S

s

+p

=mg

PB

A

程得

狀態(tài)方

想氣體

,由理

體B

對氣

-s

p'--h

,

5

Phs

B

6品

一1

T

o

解得

4

Pa

xlO

=1.4

可得

析，

力分

塞受

對活

態(tài)，

末狀

s

+p'

+mg

k-h

p^s=

A

得

，解

聯立

m

00N/

左=1

于水銀

直倒置