【高考押题卷】2025年高考物理高频易错考前冲刺 热学（含解析）

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高考物理考前冲刺押题预测 热学
一．选择题（共8小题）
1．（2024秋 房山区期末）如图所示，在空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉，迅速压下筒中的活塞，可以观察到硝化棉燃烧的火苗。在筒内封闭的气体被活塞迅速压缩的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．气体的温度升高，压强不变
B．气体的体积减小，压强不变
C．气体对外界做功，气体内能增加
D．外界对气体做功，气体内能增加
2．（2024秋 天津期末）夏天，从湖底形成的气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强不变，将泡内气体视为理想气体。则在气泡缓慢上升的过程中，对于泡内的气体，下列说法正确的是（　　）
A．气体体积不变
B．气体对外界做功，导致内能减少
C．单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小
D．气泡内气体温度升高，导致放热
3．（2024秋 江岸区期末）空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。如图为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，初始气体压强为p0、温度为T0，现启动加热模式使气体温度升高到T0，此过程中气体吸收的热量为Q，内胆中气体体积不变，则（　　）
A．升温后内胆中每一个气体分子的动量都增大
B．此过程内胆中气体分子单位时间内撞击单位面积内壁的次数增多
C．升温后内胆中气体的压强为p0
D．此过程中由于气体对外界做功小于气体吸收的热量，则气体内能增加量小于Q
4．（2024秋 红桥区期末）关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　）
A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B．图乙说明固体间也能发生扩散现象
C．由图丙可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功
D．图丙中分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力小
5．（2025 成都三模）如图所示，一只开口向下的玻璃试管在水中一定的深度处于静止状态，有部分水进入试管中，封闭有一定质量的理想气体，气体的压强为p1、体积为V1。如果用试管夹将试管轻轻夹住并缓慢竖直向上提起一小段距离后，试管内气体的压强为p2、体积为V2。若在此过程中，试管内气体的温度保持不变，下列说法中正确的是（　　）
A．p2＞p1，V2＞V1 B．p2＞p1，V2＜V1
C．p2＜p1，V2＞V1 D．p2＜p1，V2＜V1
6．（2024秋 四川期末）现代社会倡导“绿色、低碳、节能”的新型生活方式。下列做法可节约用电的是（　　）
A．台式电脑不使用时，切断显示器和主机的电源
B．将LED灯更换为白炽灯
C．使电视机长时间处于待机状态
D．炎热的夏天在办公室使用空调时，将温度设置为18℃
7．（2024秋 道里区校级期末）以下说法正确的是（　　）
A．布朗运动说明构成固体颗粒的分子在永不停息地做无规则运动
B．电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递
C．表面张力使液体表面具有扩张趋势，使液体表面积趋于最大
D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体
8．（2024秋 房山区期末）下列与热现象有关的说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．物体的温度升高，物体内每个分子热运动的速率都增大
C．物体的温度越高，分子的平均动能就越大
D．密闭容器内有一滴15℃的水，蒸发变成了水蒸气，温度仍然是15℃，它的内能保持不变
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025 浙江）下列说法正确的是（　　）
A．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功
B．弱相互作用是短程力，它是引起原子核β衰变的原因
C．蔗糖受潮后粘成的糖块属于非晶体，有确定的熔点，但没有确定的几何形状
D．α粒子散射实验既可以确定不同元素原子核的电荷量，也可以估算原子核的半径
（多选）10．（2024秋 甘肃期末）如图所示，测定一个形状不规则的小块固体的体积，将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中，开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管，其横截面积为S，接口用蜡密封。容器内充入一定质量的理想气体，并用质量为m的活塞封闭，活塞能无摩擦滑动，稳定后测出气柱长度为l1，将此容器放入热水中，活塞缓慢竖直向上移动，再次稳定后气柱长度为l2、温度为T2。已知S＝4.0×10﹣4m2，m＝0.1kg，l1＝0.2m，l2＝0.3m，T2＝350K，V0＝2.0×10﹣4m3，大气压强p0＝1.0×105Pa，环境温度T1＝300K，取g＝10m/s2。（　　）
A．在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变
B．气体分子的数密度变大
C．此不规则小块固体的体积为4×10﹣5m3
D．若此过程中气体内能增加10.3J，则气体吸收的热量为6.2J
（多选）11．（2025 宁波校级模拟）下列说法正确的是（　　）
A．外界对物体做功时，物体的内能定增加
B．利用太阳光谱中的暗线可以分析太阳大气层中含有的元素
C．在浸润现象中，附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏
D．某同学制作一个简易的收音机，若想接收一个频率较高的电台，则应该减小线圈的匝数
（多选）12．（2025 重庆一模）一个体积为1cm3的气泡从深为25m的湖底部缓慢上浮到湖面，气泡内的气体对湖水做功0.3J，气体可视为理想气体，湖底温度为7℃，湖面温度为27℃。已知湖水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，g取10m/s2，大气压强为1.0×105Pa。下列说法中正确的是（　　）
A．气泡在湖底时，气泡内的气体压强为3.5×105Pa
B．在上升过程中，气泡内每个气体分子的平均速度都变大
C．气泡上升过程中，气体从湖水中吸收的热量等于气体对湖水做的功
D．上升到接近湖面时，气泡的体积变为3.75cm3
三．填空题（共4小题）
13．（2023秋 琼海校级期末）如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。
若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管 　 　（填“向上”或“向下”）移动，直至 　 　。
14．（2024 福建）夜间环境温度为17℃时，某汽车轮胎的胎压为2.9个标准大气压，胎内气体视为理想气体，温度与环境温度相同，体积和质量都保持不变。次日中午，环境温度升至27℃，此时胎压为 　 　个标准大气压，胎内气体的内能 　 　（填“大于”“等于”或“小于”）17℃时的内能。（计算时0℃取273K）
15．（2024 鼓楼区校级二模）在汽缸中，用活塞封闭一定质量的理想气体，经历a→b→c→d的一系列变化，p﹣V图像如图所示，其中bc的反向延长线过原点O，曲线cd是双曲线的一部分，a、b、d在一条平行于横轴的直线上。则 　 　（填“a→b”“b→c”或“c→d”）；过程中气体的温度不变；d状态下单位时间与单位面积活塞碰撞的分子数与a状态相比 　 　（填“要多”“要少”或“一样多”）。
16．（2024 福建模拟）一定质量理想气体先后经历A→B，B→C，C→A三个阶段，其p﹣V图像如图所示。
在C→A的过程中气体内能的变化趋势为 　 　（填“一直增大”或“一直减小”或“先增大后减小”或“先减小后增大”）。在A→B→C过程中气体 　 　（填“吸收”或“放出”）的热量为 　 　J。
四．解答题（共4小题）
17．（2024秋 汕头期末）某实验小组制作伽利略温度计，结构如图所示。倒挂的塑料瓶瓶口处插入一条长玻璃管，竖直固定在铁架台上，玻璃管插入水银槽中，旁边平行固定一刻度板。温度变化时，玻璃管内水银柱高度随之变化。利用能显示温度的电热风器吹塑料瓶，在不同水银柱高度处标示对应温度，即可制成温度计。已知在标准大气压p0＝76cmHg下，t1＝27℃时，管内水银高度为h1＝16cm。玻璃管内部体积可忽略。
（1）当外界温度t2＝17℃时，求对应管内水银高度h2；
（2）瓶内气体的内能与热力学温度成正比，即U＝kT，其中k＝0.02J/K。求外界温度由t1缓慢降到t2＝17℃的过程中气体放出的热量。
18．（2024秋 道里区校级期末）如图所示，A为竖直放置的导热汽缸，其质量M＝5kg、高度L＝9cm，B为质量m＝2kg的导热活塞，汽缸内封闭着一定质量（远小于汽缸的质量）的理想气体，B与水平地面间连有劲度系数k＝1000N/m的轻弹簧，A与B的横截面积均为S＝10cm2。当整个装置静止时，活塞B距汽缸底部的高度为。活塞与汽缸间紧密接触且无摩擦，活塞和汽缸壁的厚度均不计，外界大气压强，环境温度不变，弹簧原长l0＝10cm，取重力加速度大小g＝10m/s2。
（1）求刚开始汽缸A静止时内部气体的压强p；
（2）用力从汽缸顶端缓缓上提汽缸A，求活塞B刚要离开A时，弹簧的长度。
19．（2025 浙江）如图所示，竖直放置的圆形管道内封闭有一定质量的理想气体，初始时阀门K关闭，A处有一固定绝热活塞，C处有一质量为2kg、横截面积为1.0×10﹣3m2的可自由移动的绝热活塞，初始时两活塞处于同一水平面上，并将管内气体分割成体积相等的Ⅰ、Ⅱ两部分，温度都为300K，其中Ⅰ部分气体的压强为1.0×105Pa。现保持Ⅱ部分气体温度不变，只对Ⅰ部分气体加热，使C处的活塞缓慢移动到最低点B（不计活塞厚度与摩擦，活塞密闭良好）。已知重力加速度g取10m/s2，外界大气压强恒为1.0×105Pa。求：
（1）可移动活塞到达B处时Ⅱ部分气体的压强；
（2）可移动活塞到达B处时Ⅰ部分气体的温度；
（3）Ⅰ中气体加热后保持温度不变，打开阀门K，向外释放气体，使可移动活塞缓慢回到C处，Ⅰ部分剩余气体的质量与初始状态时气体的质量之比。
20．（2024秋 雨花区校级期末）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时，左端活塞在位置M，右端活塞通过外力控制保持位置不变，左、右两端活塞距离汽缸底部高度分别为h、h，系统处于平衡状态。已知左、右两端活塞质量分别为4m、m，横面积分别为2S、S，环境温度始终保持不变，重力加速度为g、大气压强恒为。两活塞与汽缸壁间无摩擦，下端连通处的气体体积忽略不计。现向左端活塞上缓慢加细沙，使其下降至与右端活塞等高的位置N。
（1）求所加细沙的质量。
（2）若用外力竖直向下缓慢推右端活塞，使左端活塞恰好回到位置M，求此过程外力做的功。
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参考答案与试题解析
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D C B B C A D C
一．选择题（共8小题）
1．（2024秋 房山区期末）如图所示，在空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉，迅速压下筒中的活塞，可以观察到硝化棉燃烧的火苗。在筒内封闭的气体被活塞迅速压缩的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．气体的温度升高，压强不变
B．气体的体积减小，压强不变
C．气体对外界做功，气体内能增加
D．外界对气体做功，气体内能增加
【考点】理想气体及理想气体的状态方程．
【专题】定性思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】下压活塞时，活塞对筒内的气体做功、气体的体积减小，结合一定质量的理想气体状态方程，即可分析判断ABCD正误。
【解答】解：下压活塞时，活塞对筒内的气体做功，活塞的机械能转化为气体的内能，使气体的内能增加、温度升高；
下压活塞时，气体的体积减小，根据一定质量的理想气体状态方程可知：pV＝CT，则气体压强变大；
故D正确，ABC错误；
故选：D。
【点评】本题考查对理想气体及理想气体的状态方程的掌握，解题时需注意，要明确研究对象，确认哪些参量变化、哪些参量不变，根据题目的已知条件和求解的问题，分别找出初、末状态的参量，其中正确找出压强是解题的关键。
2．（2024秋 天津期末）夏天，从湖底形成的气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强不变，将泡内气体视为理想气体。则在气泡缓慢上升的过程中，对于泡内的气体，下列说法正确的是（　　）
A．气体体积不变
B．气体对外界做功，导致内能减少
C．单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小
D．气泡内气体温度升高，导致放热
【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体压强的微观解释；理想气体及理想气体的状态方程．
【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】C.气泡上升过程中，气泡内气体温度升高，与水面的距离减小，结合公式p＝p0+ρgh、气体压强定义及其微观意义，即可分析判断；
A.结合前面分析，根据一定质量的理想气体状态方程，即可分析判断；
BD.结合前面分析，根据热力学第一定律，即可分析判断。
【解答】解：C.气泡上升过程中，气泡内气体温度升高，与水面的距离减小，根据公式p＝p0+ρgh可知，气泡内气体的压强减小，则根据气体压强定义及其微观意义可知，其单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小，故C正确；
A.根据一定质量的理想气体状态方程可知：pV＝CT，则当气泡内气体温度升高，压强减小时，气体体积变大，故A错误；
BD.因为气泡内气体温度升高，所以其内能增加，因为气泡内气体体积变大，所以气体对外做功，则根据热力学第一定律ΔU＝Q+W可知，气泡内气体从外界吸热，故BD错误；
故选：C。
【点评】本题主要考查热力学第一定律的表达和应用，解题时需注意，热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。
3．（2024秋 江岸区期末）空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。如图为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，初始气体压强为p0、温度为T0，现启动加热模式使气体温度升高到T0，此过程中气体吸收的热量为Q，内胆中气体体积不变，则（　　）
A．升温后内胆中每一个气体分子的动量都增大
B．此过程内胆中气体分子单位时间内撞击单位面积内壁的次数增多
C．升温后内胆中气体的压强为p0
D．此过程中由于气体对外界做功小于气体吸收的热量，则气体内能增加量小于Q
【考点】热力学第一定律的表达和应用；分子热运动速率随温度变化具有统计规律；气体的等容变化与查理定律的应用．
【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】A.升温后，内胆中气体分子的平均动能增大，据此分析判断；
C.内胆中气体体积不变，根据查理定律列式，即可分析判断；
B.结合题意及前面分析可知，内胆中气体体积不变、压强增大，据此分析判断；
D.结合题意，根据热力学第一定律，即可分析判断。
【解答】解：A.升温后，内胆中气体分子的平均动能增大，但不是每一个气体分子的动量都增大，故A错误；
C.内胆中气体体积不变，则根据查理定律可得：
，
解得，升温后内胆中气体的压强为：pp0，故B错误；
B.内胆中气体体积不变，则单位气体体积的分子数不变，结合前面分析可知，内胆中气体压强增大，则升温后气体分子平均速率变大，则单位时间内撞击内壁的次数增多，故B正确；
D.若此过程中由于气体对外界做功小于气体吸收的热量，
则有：W＜0，Q＞0，|W|＜Q，
则由热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，气体内能增加量大于Q，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查热力学第一定律的表达和应用，解题时需注意，热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。
4．（2024秋 红桥区期末）关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　）
A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B．图乙说明固体间也能发生扩散现象
C．由图丙可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功
D．图丙中分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力小
【考点】分子势能及其与分子间距的关系；扩散现象实例及解释；布朗运动实例、本质及解释；分子间存在作用力及其与分子间距的关系．
【专题】定性思想；推理法；分子间相互作用力与分子间距离的关系；推理论证能力．
【答案】B
【分析】布朗颗粒越大，布朗运动越不明显；扩散现象跟物体自身的状态无关，气体与气体、液体与液体、固体与固体以及不同物态之间都可以发生扩散现象；根据图像分析分子势能的变化，然后结合分子势能的变化判断分子力做功；根据分子势能与分子力的关系判断分子力与分子间距的关系。
【解答】解：A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故A错误；
B．图乙中，把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开，可以看到它们互相渗入约1mm深，表明固体之间也能发生扩散现象，故B正确；
C．由图丙可知，在r由r1变到r2的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误；
D．图丙中分子间距为r2时分子势能最小，可知，该位置为平衡位置，分子力为0，即分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查热力学基础知识，要加强对热学部分基础知识的学习与理解。
5．（2025 成都三模）如图所示，一只开口向下的玻璃试管在水中一定的深度处于静止状态，有部分水进入试管中，封闭有一定质量的理想气体，气体的压强为p1、体积为V1。如果用试管夹将试管轻轻夹住并缓慢竖直向上提起一小段距离后，试管内气体的压强为p2、体积为V2。若在此过程中，试管内气体的温度保持不变，下列说法中正确的是（　　）
A．p2＞p1，V2＞V1 B．p2＞p1，V2＜V1
C．p2＜p1，V2＞V1 D．p2＜p1，V2＜V1
【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；气体压强的计算．
【专题】定量思想；方程法；气体的状态参量和实验定律专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据压强的公式求出气体的压强，根据玻意耳定律判断体积的变化。
【解答】解：令水面与试管中液面高度差为h，大气压为p0，试管中封闭气体压强为p，则p＝ρgh+p0
当试管夹将试管轻轻夹住并缓慢竖直向上提起一小段距离后，假设管内液面在管中的位置不变，则h减小，所以管内气体压强将减小，所以p2＜p1
根据玻意耳定律p2V2＝p1V1
则V2＞V1
即p2＜p1，V2＞V1
故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】该题中气体的体积和压强都发生变化，在开始时也可以先假设气体的压强不变。
6．（2024秋 四川期末）现代社会倡导“绿色、低碳、节能”的新型生活方式。下列做法可节约用电的是（　　）
A．台式电脑不使用时，切断显示器和主机的电源
B．将LED灯更换为白炽灯
C．使电视机长时间处于待机状态
D．炎热的夏天在办公室使用空调时，将温度设置为18℃
【考点】能量守恒定律的内容和应用（热力学方向）．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】从节能、减排等环保角度，分析是否符合节能要求即可。
【解答】解：A．台式电脑不使用时，切断显示器和主机的电源，不使用电器时，关闭其电源，避免能量损耗，符合现代社会倡导的“绿色、低碳、节能”的新型生活方式，故A正确；
B．LED灯将绝大部分电能直接转化为光能，能量利用率高，而白炽灯是通过电流加热灯丝使其达到白炽状态而产生光能，更多地将电能转化为了热能，能量利用率低，因此，将LED灯更换为白炽灯更耗能，故B错误；
C．使电视机长时间处于待机状态，仍会消耗电能，不节能，故C错误；
D．炎热的夏天在办公室使用空调时，将温度设置为18℃，压缩机会持续工作以达到设定温度，从而消耗更乡的电能，因此应将温度设定得高些，故D错误。
故选：A。
【点评】本题倡导“绿色、低碳、节能”的新型生活方式，要明确各种情况是否消耗电能。
7．（2024秋 道里区校级期末）以下说法正确的是（　　）
A．布朗运动说明构成固体颗粒的分子在永不停息地做无规则运动
B．电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递
C．表面张力使液体表面具有扩张趋势，使液体表面积趋于最大
D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体
【考点】第二类永动机不可能制成；扩散现象实例及解释；晶体和非晶体；液体的表面张力．
【专题】定性思想；推理法；分子运动论专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据布朗运动、热力学第二定律、液体表面张力以及晶体与非晶体的相互转化等知识点逐一分析每个选项。
【解答】解：A、布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动，故A错误；
B、根据热力学第二定律可知，热量不可以自发地从低温物体向高温物体传递，电冰箱工作的过程中还需要消耗电能，故B错误；
C、液体表面张力是液体表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大，分子力表现为引力的结果，液体的表面张力使液面具有收缩到液面表面积最小的趋势，故C错误；
D、在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，故D正确。
故选：D。
【点评】本题属于热力学知识的综合考查，比较简单。
8．（2024秋 房山区期末）下列与热现象有关的说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．物体的温度升高，物体内每个分子热运动的速率都增大
C．物体的温度越高，分子的平均动能就越大
D．密闭容器内有一滴15℃的水，蒸发变成了水蒸气，温度仍然是15℃，它的内能保持不变
【考点】温度与分子动能的关系；温度与热平衡及热平衡定律；布朗运动实例、本质及解释．
【专题】定量思想；推理法；分子运动论专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】布朗运动、温度与分子热运动的关系、内能等知识点逐一分析每个选项。
【解答】解：A.布朗运动实际上是悬浮在液体或气体中的微粒所做的无规则运动，它反映了液体或气体分子的无规则运动，但本身并不是液体分子的运动，故A错误；
B.温度升高确实会使物体内分子的平均动能增大，从而增加分子热运动的剧烈程度，但并不意味着每个分子的速率都会增大。实际上，由于分子运动的随机性，有些分子的速率可能会减小，而有些则会增大，但总体上平均速率是增大的，故B错误；
C.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大，意味着分子热运动越剧烈，故C正确；
D.虽然水的温度没有变化，但在蒸发过程中，水从液态变为气态需要吸收热量，这部分热量转化为水蒸气的内能，使得水蒸气的内能比同温度的水要大，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查热现象相关的基本概念和理论，要加强对热学部分基础知识的学习与理解。
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025 浙江）下列说法正确的是（　　）
A．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功
B．弱相互作用是短程力，它是引起原子核β衰变的原因
C．蔗糖受潮后粘成的糖块属于非晶体，有确定的熔点，但没有确定的几何形状
D．α粒子散射实验既可以确定不同元素原子核的电荷量，也可以估算原子核的半径
【考点】热力学第二定律的不同表述与理解；α衰变的特点、本质及方程；液体的表面张力．
【专题】定性思想；推理法；热力学定律专题；原子的核式结构及其组成；理解能力．
【答案】BD
【分析】根据热力学第二定律，可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，但必然会引起其它的变化；弱相互作用是引起原子核β衰变的原因；晶体有固定的熔点，而非晶体却没有固定的熔点；原子核的半径无法直接测量，α粒子散射是估计核半径的最简单方法。
【解答】解：A、如果会引起其它的变化，可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，故A错误；
B、根据目前的研究可知，引起原子核β衰变的原因是弱相互作用，故B正确；
C、蔗糖受潮后会粘在一起，是很多晶体结合在一起造成的，虽然没有确定的几何形状，但它仍是晶体，有确定的熔点，故C错误；
D、α粒子散射类似于碰撞，根据动量守恒定律和库仑定律等规律可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径。所以根据α粒子散射实验数据可以用来确定原子核电荷量，也可以估算原子核半径，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题考查知识点较多，考查了热力学第二定律、β衰变、晶体和非晶体α粒子散射实验，解题的关键是掌握基础概念知识，深刻理解每一个概念的内容，才不会出错。
（多选）10．（2024秋 甘肃期末）如图所示，测定一个形状不规则的小块固体的体积，将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中，开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管，其横截面积为S，接口用蜡密封。容器内充入一定质量的理想气体，并用质量为m的活塞封闭，活塞能无摩擦滑动，稳定后测出气柱长度为l1，将此容器放入热水中，活塞缓慢竖直向上移动，再次稳定后气柱长度为l2、温度为T2。已知S＝4.0×10﹣4m2，m＝0.1kg，l1＝0.2m，l2＝0.3m，T2＝350K，V0＝2.0×10﹣4m3，大气压强p0＝1.0×105Pa，环境温度T1＝300K，取g＝10m/s2。（　　）
A．在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变
B．气体分子的数密度变大
C．此不规则小块固体的体积为4×10﹣5m3
D．若此过程中气体内能增加10.3J，则气体吸收的热量为6.2J
【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体压强的计算；气体的等压变化与盖﹣吕萨克定律的应用．
【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】AB.温度升高后，活塞缓慢上升，受力情况不变，故封闭气体的压强不变，结合，即可分析判断；
C.气体发生等压变化，根据盖﹣吕萨克定律列式，即可分析判断；
D.结合题意，先确定整个过程中外界对气体做的功，再根据热力学第一定律，即可分析判断。
【解答】解：AB.温度升高后，活塞缓慢上升，受力情况不变，故封闭气体的压强不变，根据可知，器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变，由于体积变大，故气体分子的数密度变小，故A正确，B错误；
C.气体发生等压变化，根据盖﹣吕萨克定律可得：，
解得：V＝4×10﹣5m3，故C正确；
D.整个过程中外界对气体做的功为：W＝﹣p1S（l2﹣l1），
对活塞，由平衡条件可得：p1S＝mg+p0S，
联立可得：W＝﹣4.1J，
根据热力学第一定律可得：ΔU＝W+Q，
若此过程中气体内能增加10.3J，即：ΔU＝10.3J，
联立可得：Q＝14.4J，则气体吸收的热量为14.4J，故D错误；
故选：AC。
【点评】本题主要考查热力学第一定律的表达和应用，解题时需注意，热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。
（多选）11．（2025 宁波校级模拟）下列说法正确的是（　　）
A．外界对物体做功时，物体的内能定增加
B．利用太阳光谱中的暗线可以分析太阳大气层中含有的元素
C．在浸润现象中，附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏
D．某同学制作一个简易的收音机，若想接收一个频率较高的电台，则应该减小线圈的匝数
【考点】热力学第一定律的表达和应用；光谱和光谱分析；电磁感应现象的发现过程；浸润和不浸润．
【专题】定性思想；推理法；分子间相互作用力与分子间距离的关系；热力学定律专题；电磁场理论和电磁波；理解能力．
【答案】BD
【分析】根据热学、光学、电磁学等多方面的基本概念和原理对每个选项进行逐一分析，判断其正确性。
【解答】解：A、改变物体内能的方式有做功和热传递，故外界对物体做功，物体的内能不一定增加，故A错误；
B、太阳光谱中的暗线是太阳大气中的原子吸收光子后产生的，所以利用太阳光谱中的暗线可以分析太阳大气层中含有的元素，故B正确；
C、发生浸润现象时，附着层分子间表现为排斥力，分子间距离小于r0，分子比液体内部更稠密，故C错误；
D、根据谐振频率f可知频率与电感值成反比，而电感值是描述电感器电感量大小的物理量，通常线圈圈数越多，电感量就越大，所以想听到高频率的电台他应该减少线圈匝数，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题考查了热学、光学、电磁学等多方面的基本概念和原理，需要对每个选项进行逐一分析，判断其正确性。在分析过程中，需要注意理解每个选项所涉及的物理原理，以及这些原理在实际应用中的体现。
（多选）12．（2025 重庆一模）一个体积为1cm3的气泡从深为25m的湖底部缓慢上浮到湖面，气泡内的气体对湖水做功0.3J，气体可视为理想气体，湖底温度为7℃，湖面温度为27℃。已知湖水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，g取10m/s2，大气压强为1.0×105Pa。下列说法中正确的是（　　）
A．气泡在湖底时，气泡内的气体压强为3.5×105Pa
B．在上升过程中，气泡内每个气体分子的平均速度都变大
C．气泡上升过程中，气体从湖水中吸收的热量等于气体对湖水做的功
D．上升到接近湖面时，气泡的体积变为3.75cm3
【考点】热力学第一定律的表达和应用；理想气体及理想气体的状态方程．
【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；理解能力．
【答案】AD
【分析】根据液体压强公式计算；温度升高，分子平均动能增大；根据热力学第一定律分析；根据理想气体状态方程分析。
【解答】解：A、由液体压强公式p1＝ρgh+p0＝1.0×103×10×25+1.0×105Pa＝3.5×105Pa
故A正确；
B、气泡内气体上升过程中，气泡的温度逐渐升高，气泡内气体的分子平均动能增大，但不是每个气体分子的速度都增大，故B错误；
C、气泡上升过程中温度升高，体积增大，所以气泡内气体的内能增大，同时对外做功，由热力学第一定律有ΔU＝W+Q，所以气体从湖水中吸收的热量大于气体对湖水做的功，故C错误；
D、气泡上升到湖面时压强
温度由T1＝273+7＝280K，升高到T2＝273+27＝300K，由理想气体状态方程有
解得
故D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查理想气体状态方程和热力学第一定律，注意应用热力学第一定律解题时，表达式中各物理量的含义及正负号的意义。
三．填空题（共4小题）
13．（2023秋 琼海校级期末）如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。
若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管 　向下　（填“向上”或“向下”）移动，直至 　B、C两管内水银面等高　。
【考点】气体压强的计算．
【专题】定性思想；推理法；气体的压强专题；分析综合能力．
【答案】向下，B、C两管内水银面等高。
【分析】探究压强不变时体积变化与温度变化的关系，气体温度升高，压强变大，B管水银面下降，为保证气体压强不变，应适当降低C管，使B、C两管水银面等高。
【解答】解：气体温度升高，压强变大，B管水银面下降，为保证气体压强不变，应适当降低C管，所以应将C管向下移动，直至B、C两管水银面等高，即保证了气体压强不变。
故答案为：向下，B、C两管内水银面等高。
【点评】实验过程中要注意控制变量法的应用，控制气体压强不变，B、C两管水银面等高。
14．（2024 福建）夜间环境温度为17℃时，某汽车轮胎的胎压为2.9个标准大气压，胎内气体视为理想气体，温度与环境温度相同，体积和质量都保持不变。次日中午，环境温度升至27℃，此时胎压为 　3.0　个标准大气压，胎内气体的内能 　大于　（填“大于”“等于”或“小于”）17℃时的内能。（计算时0℃取273K）
【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体的等容变化与查理定律的应用．
【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；推理论证能力．
【答案】3.0，大于。
【分析】根据查理定律和热力学第一定律列式求解判断。
【解答】解：轮胎内部被封闭气体的体积不变，初始温度T1＝273K+17K＝290K，压强p1＝2.9atm，末状态温度为T2＝273K+27K＝300K，压强为p2，根据查理定律有，代入数据解得p2＝3.0atm，根据热力学第一定律ΔU＝Q+W，气体体积没有发生改变，故W＝0，由于环境温度升高，气体会从外界吸收热量，故Q＞0，所以气体内能大于初始状态内能。
故答案为：3.0，大于。
【点评】考查查理定律的应用以及热力学第一定律，会根据题意进行准确分析解答。
15．（2024 鼓楼区校级二模）在汽缸中，用活塞封闭一定质量的理想气体，经历a→b→c→d的一系列变化，p﹣V图像如图所示，其中bc的反向延长线过原点O，曲线cd是双曲线的一部分，a、b、d在一条平行于横轴的直线上。则 　c→d　（填“a→b”“b→c”或“c→d”）；过程中气体的温度不变；d状态下单位时间与单位面积活塞碰撞的分子数与a状态相比 　要少　（填“要多”“要少”或“一样多”）。
【考点】理想气体及理想气体的状态方程；气体压强的微观解释；气体的等温变化与玻意耳定律的应用．
【专题】定性思想；图析法；气体的压强专题；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】c→d；要少
【分析】由理想气体状态方程分析各个过程中各状态参量的变化情况气，从中选出温度不变的过程；d状态与a状态相比压强相等、体积大，由理想气体状态方程可知温度要高，气体分子的平均速率大，根据气体压强的微观解释判断单位时间与单位面积活塞碰撞的分子数的关系。
【解答】解：由p﹣V图像可知a→b过程中气体压强不变，体积增大，由理想气体状态方程可知气体的温度升高；b→c过程中气体压强增大，体积增大，由理想气体状态方程可知气体的温度升高；c→d过程中气体压强减小，体积增大，曲线cd是双曲线的一部分，由玻意耳定律可知气体的温度不变；
d状态与a状态相比压强相等、体积大，由理想气体状态方程可知温度要高，气体分子的平均速率大，所以d状态下单位时间与单位面积活塞碰撞的分子数与a状态相比要少。
故答案为：c→d；要少
【点评】本题考查了理想气体状态方程及对p﹣V图像和气体压强的微观解释，关键要根据理想气体状态方程判断各状态参量的变化，常见题型。
16．（2024 福建模拟）一定质量理想气体先后经历A→B，B→C，C→A三个阶段，其p﹣V图像如图所示。
在C→A的过程中气体内能的变化趋势为 　先增大后减小　（填“一直增大”或“一直减小”或“先增大后减小”或“先减小后增大”）。在A→B→C过程中气体 　放出　（填“吸收”或“放出”）的热量为 　2000　J。
【考点】热力学第一定律的表达和应用；热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合；理想气体及理想气体的状态方程．
【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力．
【答案】先增大后减小；放出；2000。
【分析】一定质量理想气体的内能仅与温度有关，温度越高内能越大。根据一定质量的理想气体分析出气体的温度变化，结合热力学第一定律和图像的物理意义完成分析。
【解答】解：在C→A的过程中，根据C可知，pV先增大后减小，则温度先增大后减小，一定质量理想气体的内能仅与温度有关，温度越高内能越大，则在C→A的过程中气体内能的变化趋势为先增大后减小；
由理想气体状态方程有，代入数据可得TA＝TC
则气体在状态A的内能等于状态C的内能，在A→B→C过程中，图像中图线与横轴围成的面积等于气体做的功，整个过程，外界对气体做功为：
由热力学第一定律有ΔU＝Q+W
可得Q＝﹣2000J，即在A→B→C过程中气体放出的热量为2000J。
故答案为：先增大后减小；放出；2000。
【点评】本题主要是考查一定质量理想气体的状态方程之图象问题，关键是弄清楚图象表示的物理意义、图象与坐标轴围成的面积表示的物理意义，根据一定质量的理想气体状态方程结合热力学第一定律进行分析。
四．解答题（共4小题）
17．（2024秋 汕头期末）某实验小组制作伽利略温度计，结构如图所示。倒挂的塑料瓶瓶口处插入一条长玻璃管，竖直固定在铁架台上，玻璃管插入水银槽中，旁边平行固定一刻度板。温度变化时，玻璃管内水银柱高度随之变化。利用能显示温度的电热风器吹塑料瓶，在不同水银柱高度处标示对应温度，即可制成温度计。已知在标准大气压p0＝76cmHg下，t1＝27℃时，管内水银高度为h1＝16cm。玻璃管内部体积可忽略。
（1）当外界温度t2＝17℃时，求对应管内水银高度h2；
（2）瓶内气体的内能与热力学温度成正比，即U＝kT，其中k＝0.02J/K。求外界温度由t1缓慢降到t2＝17℃的过程中气体放出的热量。
【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体压强的计算；气体的等容变化与查理定律的应用．
【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力．
【答案】（1）对应管内水银高度h2等于18cm；
（2）外界温度由t1缓慢降到t2＝17℃的过程中气体放出的热量等于0.2J。
【分析】（1）找出初末状态，由等容变化即可求得压强，即可求得t＝17℃的对应管内水银高度h2；
（2）根据瓶内气体的内能与热力学温度成正比，即U＝kT求解内能变化量，结合热力学第一定律求解气体放出的热量。
【解答】解：（1）对于瓶内气体，初态有
p1＝p0﹣h1＝60cmHg，T1＝t1+273K＝300K
当温度为t2＝17℃时，则有
T2＝t2+273K＝290K
设此时水银柱高度为h2，则有
p2＝p0﹣h2
由于瓶内气体体积不变，根据
代入数据解得
h2＝18cm
（2）初态，温度T1＝300K，根据
U＝kT
则有
U1＝kT1＝0.02×300J＝6J
末态，温度T2＝290K，则有
U2＝kT2＝0.02×290J＝5.8J
内能变化量
ΔU＝U2﹣U1＝5.8J﹣6J＝0.2J
因体积不变W＝0，根据Q＝ΔU+W
所以
Q＝ΔU＝﹣0.2J
负号表示放出热量。
答：（1）对应管内水银高度h2等于18cm；
（2）外界温度由t1缓慢降到t2＝17℃的过程中气体放出的热量等于0.2J。
【点评】本题主要考查了等容变化，找出初末状态利用好查理定律列式求解即可。
18．（2024秋 道里区校级期末）如图所示，A为竖直放置的导热汽缸，其质量M＝5kg、高度L＝9cm，B为质量m＝2kg的导热活塞，汽缸内封闭着一定质量（远小于汽缸的质量）的理想气体，B与水平地面间连有劲度系数k＝1000N/m的轻弹簧，A与B的横截面积均为S＝10cm2。当整个装置静止时，活塞B距汽缸底部的高度为。活塞与汽缸间紧密接触且无摩擦，活塞和汽缸壁的厚度均不计，外界大气压强，环境温度不变，弹簧原长l0＝10cm，取重力加速度大小g＝10m/s2。
（1）求刚开始汽缸A静止时内部气体的压强p；
（2）用力从汽缸顶端缓缓上提汽缸A，求活塞B刚要离开A时，弹簧的长度。
【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；气体压强的计算．
【专题】定量思想；推理法；气体的压强专题；推理论证能力．
【答案】（1）刚开始汽缸A静止时内部气体的压强p等于1.5×105Pa；
（2）活塞B刚要离开A时，弹簧的长度等于0.08m。
【分析】（1）以汽缸为研究对象，受力分析，根据平衡列式求解；
（2）封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律列式求解。
【解答】解：（1）对汽缸受力分析有
Mg+p0S＝pS
解得
p＝1.5×105Pa
（2）设活塞B刚离开汽缸A时内部气体的压强为p'；，弹簧的压缩量为Δx2，由玻意耳定律
可得
对活塞B受力分析有
mg+p'S＝p0S+kΔx2
可得
Δx＝0.02m
I＝I0﹣Δx＝0.08m
可知弹簧长度l为0.08m
答：（1）刚开始汽缸A静止时内部气体的压强p等于1.5×105Pa；
（2）活塞B刚要离开A时，弹簧的长度等于0.08m。
【点评】本题考查气体定律与力学平衡的综合运用，解题关键是要利用平衡求出初末状态封闭气体的压强，分析好压强p、体积V、温度T三个参量的变化情况，再选择合适的规律解决即可。
19．（2025 浙江）如图所示，竖直放置的圆形管道内封闭有一定质量的理想气体，初始时阀门K关闭，A处有一固定绝热活塞，C处有一质量为2kg、横截面积为1.0×10﹣3m2的可自由移动的绝热活塞，初始时两活塞处于同一水平面上，并将管内气体分割成体积相等的Ⅰ、Ⅱ两部分，温度都为300K，其中Ⅰ部分气体的压强为1.0×105Pa。现保持Ⅱ部分气体温度不变，只对Ⅰ部分气体加热，使C处的活塞缓慢移动到最低点B（不计活塞厚度与摩擦，活塞密闭良好）。已知重力加速度g取10m/s2，外界大气压强恒为1.0×105Pa。求：
（1）可移动活塞到达B处时Ⅱ部分气体的压强；
（2）可移动活塞到达B处时Ⅰ部分气体的温度；
（3）Ⅰ中气体加热后保持温度不变，打开阀门K，向外释放气体，使可移动活塞缓慢回到C处，Ⅰ部分剩余气体的质量与初始状态时气体的质量之比。
【考点】理想气体及理想气体的状态方程；气体压强的计算；气体的等温变化与玻意耳定律的应用．
【专题】定量思想；推理法；气体的压强专题；推理论证能力．
【答案】（1）可移动活塞到达B处时Ⅱ部分气体的压强为2.4×105Pa；
（2）可移动活塞到达B处时Ⅰ部分气体的温度为1080K；
（3）Ⅰ部分剩余气体的质量与初始状态时气体的质量之比为5：18。
【分析】（1）根据压强公式，活塞C的重力与横截面积之比可求得压强；
（2）对下部分气体，做等温变化，找到气体的状态参量，根据玻意耳定律列式求解下部分气体的压强，对上部分气体，当活塞C移动到最低点时，对活塞C受力分析可得出两部分气体的压强；根据理想气体的状态变化方程求解上部分气体的温度。
（3）根据玻意耳定律上部分气体压强回到p0时的体积，从而分析释放的气体的体积，释放气体质量与剩余气体质量之比等于其释放的气体的体积与剩余气体体积之比以及质量之比。
【解答】解：（1）初始状态对活塞受力分析
p1S+mg＝p2S
解得
活塞到达B处，对Ⅱ部分气体列玻意耳定律
p2V2＝p′2V′2
又因为
解得
（2）活塞到达B处时，则
p′1＝p′2
根据理想气体状态方程，有
又有
解得
T′1＝1080K
（3）上部分气体，等温变化，根据玻意耳定律有
p′1V′1＝p″1V″1
又有
p″1＝p0
解得
V″1＝3.6V1
则Ⅰ部分剩余气体的质量与初始状态时气体的质量之比
答：（1）可移动活塞到达B处时Ⅱ部分气体的压强为2.4×105Pa；
（2）可移动活塞到达B处时Ⅰ部分气体的温度为1080K；
（3）Ⅰ部分剩余气体的质量与初始状态时气体的质量之比为5：18。
【点评】解决该题的关键是掌握用玻意耳定律分析求解某状态下的气体的压强大小，熟记理想气体的状态方程，知道释放的气体的体积与其质量的关系。
20．（2024秋 雨花区校级期末）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时，左端活塞在位置M，右端活塞通过外力控制保持位置不变，左、右两端活塞距离汽缸底部高度分别为h、h，系统处于平衡状态。已知左、右两端活塞质量分别为4m、m，横面积分别为2S、S，环境温度始终保持不变，重力加速度为g、大气压强恒为。两活塞与汽缸壁间无摩擦，下端连通处的气体体积忽略不计。现向左端活塞上缓慢加细沙，使其下降至与右端活塞等高的位置N。
（1）求所加细沙的质量。
（2）若用外力竖直向下缓慢推右端活塞，使左端活塞恰好回到位置M，求此过程外力做的功。
【考点】理想气体及理想气体的状态方程．
【专题】计算题；定量思想；模型法；气体的状态参量和实验定律专题；分析综合能力．
【答案】（1）所加细沙的质量为m；
（2）此过程外力做的功为。
【分析】（1）根据平衡条件求出求初、末状态时封闭气体压强表达式，再根据玻意耳定律求所加细沙的质量。
（2）研究右端活塞，根据平衡条件求出封闭气体的压强，再根据功的计算公式求此过程外力做的功。
【解答】解：（1）研究左端活塞，初始时，根据平衡条件得
4mg+p0 2S＝p1 2S
加细沙后，根据平衡条件得
（4m+m0）g+p0 2S＝p2 2S
研究理想气体，初始时体积为
加细沙后，体积为
理想气体发生等温变化，根据玻意耳定律有
p1 V1＝p2 V2
联立解得
m0＝m
（2）加细沙后，用外力缓慢推活塞过程，气体压强保持p2不变，则气体体积V2不变。
设左端活塞恰好回到位置M时，右端活塞距离汽缸底部的高度为h′。
研究右端活塞，根据平衡条件得
mg+p0 S+F＝p2 S
研究气体，有
此过程外力F做的功
联立解得
答：（1）所加细沙的质量为m；
（2）此过程外力做的功为。
【点评】解答本题的关键是根据平衡条件求封闭气体的压强，确定气体的状态变化，根据玻意耳定律和功计算公式解答。
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