2024年高考物理复习 热学 测试（解析版）

热学

（考试时间：75分钟试卷满分：100分）

一、单项选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题

目要求的,不选、多选、错选均不得分）

1.（2024•全国•模拟预测）孔明灯俗称许愿灯，祈天灯，古代多用于军事通讯，而现代人多用于祈福。在灯

底部的支架上绑上一块沾有煤油的粗布，点燃后灯内的热空气膨胀，放手后，整个灯冉冉升空，当底部的

煤油烧完后又会自动下降。关于孔明灯，下列说法正确的是（）

A.点燃后，孔明灯所受浮力增大从而升空

B.点燃后，灯内气体的温度升高，内能增大

C.点燃后升空过程中，灯内气体分子间的平均撞击力增大

D.点燃后升空过程中，灯内气体的压强不变

【答案】C

【详解】A.孔明灯是利用热空气上升的原理制成的，点燃后，灯内空气受热体积膨胀，因而空气的密度变

小，比同体积的冷空气轻，而浮力不变，从而升空，A错误；B.点燃后，灯内气体的温度升高，灯内空气

受热后体积膨胀，灯内气体质量减少，减少量不能确定，因此内能的变化不能确定，B错误；C.点燃后升

空过程中，由于灯内气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，分子间的平均撞击力增大，C正确；D.点

燃后升空过程中，在灯底部冷空气向上的压力大于灯内热空气向下的压力，因此灯内气体的压强减小，D

错误。

故选C。

2.（2024•辽宁沈阳•统考一模）2021年2月21日~4月2日，“深海一号，钻井平台搭载“蛟龙”号潜艇赴西北

太平洋深渊区开展7000米级作业。若开始下潜时，“蛟龙”号潜艇内气体温度为27。（2、压强为1.0xl（）5pa,

当下潜到某一深度时，艇内温度降到17（。潜艇内气体视为理想气体，体积和质量不变，下列关于艇内气

体的说法，正确的是（）

A.17℃时，压强约为0.63x105PaB.17℃时，压强约为0.97xl（）5pa

C.下潜过程中，内能增加D.下潜过程中，吸收热量

【答案】B

【详解】AB.依题意，潜艇内气体体积保持不变，由查理定律可得?=祟，其中

4=（273+27）K=300K,7；=（273+17）K=290K,解得p?=0.97x10,Pa,故A错误;B正确;CD.由热

力学第一定律，可得AU=W+Q,依题意，下潜过程中，气体温度降低，内能减小，即△[/＜（）,又因为气

体体积不变，即W=0,解得。＜0,即下潜过程中，放出热量。故CD错误。

故选B„

3.（2024•云南昆明•统考一模）升降椅简化结构如图所示，座椅和圆柱形导热汽缸固定在一起，汽缸内封闭

了一定质量的理想气体。若封闭气体不泄漏且环境温度恒定，人坐上座椅到最终气体状态稳定的过程中，

下列说法正确的是（）

A.封闭气体的内能增加B.封闭气体对外界做正功

C.封闭气体向外界放出了热量D.封闭气体的分子平均动能增大

【答案】C

【详解】A.环境温度恒定，因此整个过程中汽缸内的气体发生的是等温变化，温度不变。理想气体的内能

与温度有关，因此封闭气体的内能不变，故A错误；B.人坐上座椅到最终气体状态稳定的过程中，汽缸内

气体被压缩，体积变小，因此外界对封闭气体做功，故B错误；C.根据热力学第一定律公。=。+卬，

气体内能不变AU=0,外界对封闭气体做功W＞0,因此。＜0,即封闭气体向外界放出热量，故C正确；

D.汽缸内气体发生的是等温变化，温度不变，温度是衡量分子平均动能的标准，因此封闭气体的分子平均

动能不变，故D错误；

故选C。

4.（2023•山东青岛•统考三模）啤酒是青岛这座城市的“专属味道”，如图是青岛市民喜欢的袋装原浆，某次

售卖时，售货员将7。（：冰镇原浆倒入密封袋中快速封口，密封袋内有啤酒和少部分空气且不断有气体从啤

酒中析出，静置一段时间后、发现密封袋鼓胀起来。已知大气压强％=10x105pa,室温为27。。封闭气

体（视为理想气体）体积从0.2L增大为0.25L。下列说法正确的是（）

A.外界对内部封闭气体做正功

B.静置后内部封闭气体的内能增加

C.静置后内部封闭气体的分子速率都增加

D.根据气体实验定律，可求出静置后内部封闭气体的压强

【答案】B

【详解】A.封闭气体体积增大，气体对外界做正功，则外界对内部封闭气体做负功，故A错误；

B.静置一段时间后，封闭气体温度升高，则气体的内能增加，故B正确；C.温度升高，气体分子运动的

平均速率增加，但具体到某一个气体分子，其速率有可能减小，故C错误；D.根据题意，不断有气体从啤

酒中析出，即气体的物质的量在不断增多，则根据气体实验定律，不能求出静置后内部封闭气体的压强，

故D错误。

故选B。

5.（2023•江苏•模拟预测）如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀透明吸管，接口用蜡

密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略），如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。当

温度由（变为石时，油柱从离接口乙处缓慢移到离接口3乙的位置。下列说法正确的是（）

A.单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加

B.饮料罐内气体的压强变小

C.罐内气体对外做的功大于气体从外界吸收的热量

D.若给吸管标上温度刻度值，刻度是均匀的

【答案】D

【详解】B.油柱总是处于平衡状态，即饮料罐内气体的压强总是等于外界大气压强，故B错误；A.温度

升高，压强不变，气体体积膨胀，单位体积内的分子数减少了，所以单位时间内碰撞单位面积器壁的分子

数也减少了，故A错误；C.罐内气体膨胀对外做功，即W<0；罐内气体吸收热量内能增大，即AU>0；

由热力学第一定律AUnQ+w,可知Q〉[W],即罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量，故c错

误；D.设吸管横截面积为S,饮料罐体积为V,油柱离接口距离为X,由理想气体状态方程可得

p（V+S-x）=c>整理可得T=a（v+sy）,即T与x是一次函数关系，所以给吸管标上温度刻度值时，刻

度是均匀的，故D正确。

故选D。

6.（2024•浙江•校联考模拟预测）如图所示，在2021年的“天宫课堂”中，王亚平往水球中注入一个气泡，气

泡静止在水球中，此时（）

A.气泡受到浮力

B.气泡内气体在界面处对水产生压力

C.水与气泡界面处水分子间作用力表现为斥力

D.完全失重状态的水球内的水分子不会进入气泡中

【答案】B

【详解】A.由于在失重状态下，气泡不会受到浮力，故A错误：B.由于在失重状态下，气泡内气体在界

面处存在压力差，所以对水产生压力，故B正确；C.水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力

表现为引力，故C错误；D.完全失重状态的水球内的水分子也会因热运动进入气泡中，故D错误。

故选B。

7.（2024•山东•模拟预测）中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在成书于西汉时期的帛书《五十二病方》

中就有类似于后世的火罐疗法。其方法是以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，

迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活

血、消肿止痛、祛风散寒等作用的疗法。在将火罐压在皮肤上的很短时间内，以下说法正确的是（）

A.火罐“吸”在皮肤上的主要原因是火罐内的气体体积不变，温度降低，压强减小

B.火罐“吸”在皮肤上的主要原因是火罐内的气体体积不变，温度升高，压强增大

C.火罐内的气体吸收热量，内能增大

D.火罐内气体分子单位时间内撞击火罐底部的次数增加

【答案】A

【详解】AB.在刚开始的很短时间内，火罐内部气体体积不变，由于火罐导热性良好，所以火罐内气体温

度迅速降低，根据牛=(?可知，气体压强减小，在外界大气压的作用下火罐“吸”在皮肤上，故A正确，B

错误；C.因气体的体积不变，则W=0,而温度迅速降低，则气体内能减小AU<0,根据热力学第一定律

AU=Q+W,可得。<0,即气体向外放热，故C错误；D.因气体的体积不变，则单位体积内的分子数不

变，而气体的温度降低，则分子的平均动能减小，每个分子的平均速率变小，则火罐内气体分子单位时间

内撞击火罐底部的次数变少，故D错误。

故选A„

8.(2024•全国•校联考一模)如图所示，上端均封闭的连通管道A、B中封闭着液面相平的水银柱，连通管

道下部有阀门K。A、B内的气柱长度不相同，且初始状态两气柱温度相同。下列说法正确的是

A.A、B气体温度同时缓慢升高AT,则A的液面将高于B

B.A、B气体温度同时缓慢降低AT,则A的液面将高于B

C.打开阀门缓慢放出少量水银柱后，A的液面将高于B

D.打开阀门缓慢放出少量水银柱后，A的液面将低于B

【答案】C

【详解】AB.A、B气体温度同时缓慢升高或降低AT,假设液面不移动，两部分气体为等容变化,根据与=等,

AT

可得Ap=与p,两部分气体T、P、AT相同，故压强的变化量相同，所以A、B液面仍相平，故AB错误；

CD.打开阀门K缓慢放出少量水银柱后，假设两边液面下降后仍相平，根据等温变化的规律可得

n，_PL_p

pL=p'{L+h),可得压强为。一一彳，故初态气柱长的P'更大，因%>%，则注>%，所以A

£

的液面高于B,故C正确，D错误

故选Co

9.（2024•福建宁德•福建省宁德第一中学校考一模）现利用固定在潜水器体外的一个密闭气缸做验证性实验:

如图，气缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温

度逐渐降低，则此过程中理论上被封闭的气体（）

A.单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多

B.压强与潜水器下潜的深度成正比

C.体积与潜水器下潜的深度成反比

D.分子的平均动能变大

【答案】A

【详解】A.在潜水器缓慢下潜的过程中，温度降低，分子运动的平均速率减小，由于压强增大，则单位时

间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多，故A正确；B.气体压强为P=A+Pg〃，压强与潜水器下潜

的深度成一次函数关系，不成正比关系，故B错误；C.根据理想气体状态方程有卷=C,结合上述解得

CTCT

y=—=--------可知体积与潜水器下潜的深度不成反比，故c错误；D.温度降低，气体分子的平均

PP0+Pgh

动能减小，故D错误。

故选A。

10.（2023•吉林长春•统考一模）排球比赛中球内标准气压为1.300xl（）5pa~L425xl05pa。某次比赛时环境大

气压强为1.000xl（）5pa,一排球内气体压强为1.100xl05pa,球内气体体积为5L。为使该排球内的气压达到

比赛用的标准气压，需用充气筒给排球充气，已知充气筒每次能将环境中0.23L的空气充入排球，充气过程

中排球体积和气体温度的变化均可忽略不计，气体视为理想气体，则需要充气的次数至少为（）

A.9次B.7次C.5次D.4次

【答案】C

【详解】设至少充n次才能使球内气体的压强达到p=1.3OOxl（）5pa,赛前球内气体压强为pki.iooxiospa,

体积为V0=5L,每次冲入气体的压强为p2=1.000xl05pa,体积为V=0.23L；根据一定质量理想气体状态方

程“分态式''可得PM+叩V=代入数据解得n=4.35次，所以赛前至少充气的次数为5次。

故选C。

11.（2023•云南保山•统考三模）一绝热容器内封闭一定质量的理想气体，气体分子的速率分布如图所示,

横坐标表示速率也纵坐标表示某一速率区间的分子数占总分子数的百分比N,经过一段时间分子的速率分

布图由状态①变为②，图线1下方的面积为5，图线2下方的面积为则由图可知（）

C.气体的内能不变D.气体对外界做功

【答案】B

【详解】A.由于横坐标表示速率v,纵坐标表示某一速率区间的分子数占总分子数的百分比N,则图线,

下方的面积均为1,即有H=Sz=l,故A错误；C.由图像可知，由状态①变为②，分子速率大的分子数

占总分子数的百分比在增加，说明气体温度升高，对于一定质量的理想气体，不计分子势能，则温度升高，

气体的内能一定增大，故C错误；D.由于气体在绝热容器内，与外界没有热交换，即。=0,根据上述可

知气体的内能增大，根据AU=W+。，可知外界对气体做功，故D错误；B.外界对气体做功，气体体积

减小，而气体温度升高，根据理想气体状态方程牛=C,可知气体压强增大，故B正确。

故选Bo

12.（2024•山东潍坊•校考模拟预测）如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历AB、BC、CD、

D4四个过程回到原状态A,其中AB、C。为等压过程，BC、D4为等温过程，状态C、。的压强和体积未

知，下列说法正确的是（）

F/(10-3m3)

A.在过程BC中气体和外界没有发生热传递

B.气体在状态A的内能大于在状态。的内能

C.气体从状态A变化到状态B对外做功40J

D.在过程CD中外界对气体做的功等于在过程AB中气体对外界做的功

【答案】D

【详解】A.在过程BC中，体积增大，气体对外做功，但由于温度不变，内能保持不变，所以气体从外界

吸热，故A错误；B.DA为等温过程，温度不变，所以气体在状态A的内能等于在状态D的内能，故B

错误；C.体从状态A变化到状态B为等压过程，体积增大，气体对外做功，即

W=pAV=4xl05x（20-10）xW3J=4000J,故C错误；D.由于AB、CD为等压过程，BC、DA为等温过

程，所以过程CD中外界对气体做的功等于在过程AB中气体对外界做的功，故D正确。

故选D。

二、多项选择题（本题共2小题,每小题5分，共10分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目

要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

13.（2024•陕西安康•校联考模拟预测）（多选）关于以下几幅图，下列说法正确的是（）

图1图2图3图4图5

A.图1实验表明，大量的豆粒对秤盘的频繁碰撞对秤盘产生了一个持续的均匀的压力，气体压强就是

这样产生的

B.图2中，（对应曲线为同一气体在温度较高时的速率分布图

C.图3是布朗运动产生原因的示意图，可以看出，微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，

布朗运动越明显

D.图4中，若抽掉绝热容器中间的隔板，气体的温度不变

E.图5中，液体表面层分子间相互作用表现为引力，正是因为引力才使得水晶可以停在水面上

【答案】ADE

【详解】A.大量气体分子的撞击表现为连续的和均匀的，则器壁单位面积上受到的压力就是气体的压强,

A正确；B.温度越高，分子平均动能越大，故石对应曲线为同一气体在温度较高时的速率分布图，B错误；

C.微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，微粒不平衡性越不明显，布朗运动越不明显，C错误；

D.若抽掉绝热容器中间的隔板，由于右侧是真空，左侧气体自由膨胀，不做功，容器绝热，没有热量传递，

根据热力学第一定律，可知气体温度不变，D正确；E.液体表面层分子间相互作用表现为引力，即水量可

以停在水面是因为水表面张力和重力平衡，E正确。

故选ADE„

14.（2024•山东潍坊•寿光市第一中学校考模拟预测）（多选）新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示

意图如图所示。闭合阀门K,向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K,消

毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度均保持不变，则

下列说法正确的是（）

A.充气过程中储气室内气体分子数增多且分子运动剧烈程度增加

B.喷液过程中，储气室内气体对外界做功并吸收热量

C.充气过程中，储气室内气体内能不变

D.喷液过程中，储气室内气体分子对器壁单位面积的平均作用力减小

【答案】BD

【详解】A.气体分子运动剧烈程度仅由温度决定，充气过程中，储气室内气体质量增大，气体分子数增多，

但温度不变，所以气体分子运动剧烈程度不变，故A项错误；B.喷液过程中，气体膨胀，气体对外做功,

即卬＜0,但气体内能不变，即AU=O,根据热力学第一定律AU=Q+W,可知。＞。，则气体一定从外界

吸收热量，故B项正确；C.气体内能由分子动能和分子势能组成，气体温度不变，所以气体的平均分子动

能不变，充气过程中，储气室内气体质量增大，气体分子数增多，气体分子势能增加，所以气体内能增加，

故C项错误；D.喷液过程中，气体体积膨胀，由于温度不变，根据玻意耳定律pV=C,可知气体压强减

小，由P=（，可知，即储气室内气体分子对器壁单位面积的平均作用力减小，故D项正确。

故选BD。

三、计算题（本题包括3小题，10分+10分+10分共30分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理

演算过程，只写出最终结果的不得分）

27.（2024•广东佛山•统考一模）如图所示，常用碗的底部都有一个凹陷空间，当碗底沾有少量水放到平整

桌面时，会把少量空气密封在碗底部凹陷处。此时往碗中倒入热水时，碗会被密封的气体顶离桌面发生侧

向漂移。设室温%=27℃,碗底气体初始压强外=1.0xl05pa与环境压强相同。试解答下列问题：

（1）请判断往碗中倒入热水后，碗底的气体内能和压强如何变化；

（2）若碗底凹陷处空气与桌面接触的面积为S=20cm?，碗和热水总质量为机=0-4kg。则倒入热水后被密

封的气体温度升到多高时，才能使碗恰好被顶离桌面？忽略碗底与桌面间水的粘滞力，重力加速度g取

10n）/s2o

【答案】⑴见解析；（2）33℃

【详解】（1）往碗中倒入热水后，碗底的气体温度升高，内能增大，分子平均动能增大，体积不变，则压

强变大。

（2）碗恰好被顶离桌面mg+pQS=pS

解得p=1.02xl05pa

根据等容变化要=素

其中"=3OOK,解得T=306K=330C

31.（2024•四川成都・统考模拟预测）如图（a）,竖直圆柱形汽缸导热性良好，用横截面积为S的活塞封闭一

定量的理想气体，活塞质量为机。,此时活塞静止，距缸底高度为在活塞上放置质量为犯（未知）的物

2

块静止后，活塞距缸底高度为=如图（b）所示。不计活塞与汽缸间的摩擦，已知大气压强为P。，

外界温度为27℃,重力加速度为g,汽缸始终保持竖直。

（i）求物块质量加1；

（ii）活塞上仍放质量为叫物块，为使得活塞回到距缸底为X的高度，求密封气体的热力学温度T应缓慢

上升为多少；若此过程中气体内能增加了AU,求该过程中缸内气体从外界吸收的热量。。

【详解】（i）以被密封气体为研究对象，初态，由力的平衡条件有人）g+P°S=RS

2

活塞从位置H到位置：以，气体发生等温变化，由玻意耳定律可知P.HS=p2H'S

3(m°g+PoS)

解得p=

2IS

末态，由力的平衡条件有机og+班g+P()S=P2S

mg+pS

解得叫=o