2025版高考物理全程一轮复习单元素养评价十四热学习题

单元素养评价(十四)热学一、单项选择题(本题共6小题，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．[2024·河北邢台巨鹿中学校联考]下列叙述正确的是()A.晶体熔化时吸收热量，分子的平均动能增大，内能增加B.液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向异性的特点C.用气筒给自行车打气，越压缩越费劲，这是因为气体分子之间斥力变大D.机械能自发地转变为内能的实际宏观过程是可逆过程2．[2024·南京六校联考]对于以下配图的说明，正确的是()A.甲图为油膜法估算分子直径的实验图，实验中需将痱子粉撒的尽量厚一些B.乙图为布朗运动产生原因示意图，说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显C.丙图为模拟气体压强产生机理实验图，说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的D.丁图为热机工作时的能流分配图，说明热机的效率可能达到100%3．以下实验中，说法正确的是()A.“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小B.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积C.“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值减小D.“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零4．[2024·天津南开区一模]某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示．若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体视为理想气体温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是()A.气垫内的气体内能增加B.外界对气垫内的气体做负功C.气垫内的气体从外界吸收热量D.气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加5.一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p­V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点．下列说法正确的是()A.a→b是等温过程B.a→b过程中气体吸热C.a→c过程中状态b的温度最低D.a→c过程中外界对气体做正功6．肺活量是指在标准大气压p0下，人尽力呼气时呼出气体的体积，是衡量心肺功能的重要指标．如图所示为某同学自行设计的肺活量测量装置，体积为V0的空腔通过细管与吹气口和外部玻璃管密封连接，玻璃管内装有密度为ρ的液体用来封闭气体．测量肺活量时，被测者尽力吸足空气，通过吹气口将肺部的空气尽力吹入空腔中，若此时玻璃管两侧的液面高度差设为h，大气压强为p0保持不变，重力加速度为g，忽略气体温度的变化，则人的肺活量为()A.eq\f(ρgh＋2p0,p0)V0B．eq\f(ρgh＋p0,p0)V0C.eq\f(ρgh,p0)V0D．eq\f(ρgh－p0,p0)V0二、多项选择题(本题共2小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求)7．[2024·海南省嘉积中学校考一模]一定质量的理想气体，其内能与热力学温度成正比．该理想气体从状态A经一系列变化，最终又回到状态A，其变化过程的V­T图像如图所示，其中BA的延长线经过坐标原点，BC与横轴平行，气体在状态A时的内能为U.则下列说法中正确的是()A.气体由状态A至状态B的过程中，外界对气体做负功B.气体由状态B至状态C的过程中，气体对外界做正功C.气体由状态A至状态B的过程中，气体吸收的热量大于eq\f(U,2)D.气体由状态C至状态A的过程中，气体释放的热量等于U8．气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接．可自由移动的汽缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密性、导热性能良好，不计气动杆与汽缸之间的摩擦．设气体的初始状态为A，某人坐上椅面，椅子缓慢下降一段距离后达到稳定状态B，此过程温度不变．然后开空调让室内温度降低到某设定温度，稳定后气体状态为C；接着人离开座椅，椅子重新处于另一个稳定状态D.则气体从状态A到状态D的过程中，关于p、V、T的关系图或叙述中正确的有()A.气体的V­T图如图甲B.气体的p­eq\f(1,V)图如图乙C.从状态A到状态D，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功D.与状态A相比，处于状态D时，单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数增多三、非选择题(本题共3小题，按要求答题)9．在“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学采用如图1所示的实验装置，一个带刻度的导热试管内封闭一定质量的气体，有一定厚度的活塞可在试管内无摩擦地滑动，试管的右端通过一个小软管与压强传感器相连．该同学向右缓慢推动活塞左侧的手柄，在这个过程中未用手接触试管，每次从活塞左边沿对应的试管刻度读取体积值，并输入计算机，同时由压强传感器测得对应的压强值．实验共测了6次，实验结果如表所示．序号体积V/mL压强p/(×105Pa)12001.01121801.12331601.26441401.44451201.68561002.022(1)在图2所示的坐标纸上已经标出4组数据点，请将余下的两组数据在坐标纸上标出，并作出对应的图像．(2)该同学经老师提醒后发现自己的体积数据记录有误，漏记了小软管内气体的体积．你认为他的体积数据记录还存在什么问题：______________________________________________．结合图2中画出的图像，判断该同学________________(选填“需要”或“不需要”)修正体积的数据记录．(3)该同学从分子动理论的角度分析实验过程：试管内封闭一定质量的气体，温度保持不变，气体分子的________和________一定；气体的体积减小时，单位时间内撞击单位面积的分子数________(选填“增大”“减小”或“不变”)，宏观表现为气体的____________．10．[2024·江苏省丹阳联考]某兴趣小组设计了一温度报警装置，原理图如图．一定质量的理想气体被一上表面涂有导电物质的轻活塞密封在导热汽缸内，活塞厚度不计，横截面积S＝100cm2，开始时活塞距汽缸底部的高度为h＝0.3m，周围环境温度为t0＝27℃，当环境温度上升，活塞上移Δh＝0.01m时，活塞上表面与a、b两触点接触，报警器报警．不计一切摩擦，大气压强恒为p0＝1.0×105Pa，求：(1)该报警装置的报警温度为多少摄氏度；(2)若上述过程气体吸收的热量为30J，则此过程气体内能的增加量为多少．11．[2024·安徽模拟预测]如图，两等高、内壁光滑、导热性良好的圆柱形汽缸竖直放置，左、右两侧汽缸的横截面积分别为S、2S，汽缸顶部由细管(体积不计)连通，右侧汽缸底部带有阀门K，两汽缸中均有一厚度可忽略的活塞a、b，两活塞的质量m＝eq\f(p0S,g)相同与汽缸密闭且不漏气．初始时，阀门K关闭，活塞b处于左侧汽缸的顶部且与顶部无弹力，封闭着气体C，活塞a处于右侧汽缸的中间位置，将汽缸分成A、B两部分，A中气体的压强为1.5p0、体积为V0.现打开阀门K，用打气筒通过K给右侧汽缸下部分充气，每次将体积为eq\f(V0,12)、压强为p0的空气打入汽缸中，直至活塞b下降到整个汽缸高度的eq\f(2,3)处．已知大气压强为p0，重力加速度为g，整个过程中，周围环境温度不变，其他量均为未知量．求：(1)初始时，左侧汽缸中封闭的气体C的压强pC；(2)充气后，右侧汽缸中封闭的气体A的压强p；(3)打气次数n.单元素养评价（十四）热学1．解析：晶体熔化时吸收热量，内能增加，但温度不变，分子平均动能不变，故A错误；液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向异性的特点，故B正确；气体分子之间的作用力可以忽略不计，用气筒给自行车打气，越压缩越费劲，这是因为车轮胎的内外压强差变大，故C错误；机械能转变为内能的实际宏观过程是不可逆过程，故D错误．故选B.答案：B2．解析：甲图为油膜法估算分子直径的实验图，实验中需将痱子粉撒的尽量薄一些，选项A错误；乙图为布朗运动产生原因示意图，说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越不明显，选项B错误；丙图为模拟气体压强产生机理实验图，说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，选项C正确；丁图为热机工作时的能流分配图，高温热库的热量一部分做功，一部分排放到低温热库，说明热机的效率不可能达到100%，选项D错误．答案：C3．解析：“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐减小，放电时电流也逐渐减小，故A错误；“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需待油酸溶液全部散开，形状稳定后，用一玻璃板轻轻盖在浅盘上，然后用水笔把油酸溶液的轮廓画在玻璃板上，测出油膜面积，故B错误；“观察光敏电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；“观察金属热电阻特性”实验中，温度升高，金属热电阻阻值增大，故C错误；“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，变压器的效率会很低，副线圈磁通量还是会发生变化，副线圈输出电压不为零，故D正确．故选D.答案：D4．解析：由于该过程中气垫内的气体温度不变，因此气垫内的气体内能不变，该过程中气垫内的气体压强增大，根据玻意耳定律可知，气垫内的气体体积减小，外界对气垫内的气体做正功，结合热力学第一定律可知，该过程中气垫内的气体放热，选项A、B、C均错误；由于温度不变，气垫内的气体分子平均动能不变，而气体压强增大，因此该过程中气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加，选项D正确．答案：D5．解析：根据理想气体的状态方程eq\f(pV,T)＝C可知a→b气体温度升高，内能增加，且体积增大气体对外界做功，则W<0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知a→b过程中气体吸热，A错误、B正确；根据理想气体的状态方程eq\f(pV,T)＝C可知，p­V图像的坐标值的乘积反映温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，而中间状态的坐标值乘积更大，a→c过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误；a→c过程气体体积增大，外界对气体做负功，D错误．故选B.答案：B6．解析：设人的肺活量为V，将空腔中的气体和人肺部的气体一起研究，初状态p1＝p0，V1＝V0＋V末状态p2＝p0＋ρgh，V2＝V0根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2联立解得V＝eq\f(ρgh,p0)V0故选C.答案：C7．解析：由题意可知，气体由状态A至状态B为等压变化，体积增大，外界对气体做负功，A项正确；气体由状态B变化至状态C为等容变化，气体对外界不做功，B项错误；由状态A变化至状态B为等压变化，由eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)解得TA＝200K由题意可知eq\f(U,TA)＝eq\f(UB,TB)＝eq\f(UC,TC)解得UB＝1.5U，UC＝2U气体由状态A变化至状态B，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于eq\f(U,2)，C项正确；由状态C变化至状态A，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体释放的热量大于U，D项错误．故选AC.答案：AC8．解析：A到B的过程中，气体等温压缩，压强增大，体积减小；从B到C的过程中，气体等压降温，温度降低，体积减小；从C到D的过程中，等温膨胀，压强减小，体积增加，而且此时D状态的压强又恢复到最初A状态的压强，其V­T图像和p­eq\f(1,V)图像如图所示AB错误；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于气体温度降低，内能减小，因此气体向外放出的热量大于外界对气体做的功，C正确；由于状态A与状态D压强相等，而状态D温度更低，单个分子撞击容器壁力减小，因此单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数更多，D正确．故选CD.答案：CD9．解析：（1）将余下的两组数据在坐标纸上标出，并用平滑线连接各个点，如图所示．（2）该同学将有一定厚度的活塞体积也计入气体体积值．结合图像可知，温度不变时，压强与体积成反比，所以不需要修正．（3）因为气体温度及质量不变，所以气体分子的分子总数和分子平均动能不变，气体的体积减小时，单位体积内的分子数增多，所以单位时间内撞击单位面积的分子数增大．每个分子撞击的平均作用力不变，但是单位时间内撞击的分子数增多，所以宏观表现为气体的压强增大．答案：（1）见解析图（2）将有一定厚度的活塞体积也计入气体体积值不需要（3）分子平均动能（或平均速率）总分子数增大压强增大10．解析：（1）气体发生等压变化，由盖­吕萨克定律有eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，得eq\f(hS,300K)＝eq\f(（h＋Δh）S,（t2＋273）K)，代入数据解得t2＝37℃.（2）气体等压膨胀对外做功，则W＝－p0·ΔV＝－p0（S·Δh），代入数据得W＝－10J，由热力学第一定律得ΔU＝W＋Q，代入数据得ΔU＝－10J＋30J＝20J.答案：（1）37℃（2）20J11．解析：（1）初始时，对活塞b，根据受力平衡有pCS＝mg＋pBS对活塞a，根据受力平衡有pB·