第十五单元 单元提升卷《巅峰突破》2026版物理高三一轮单元突破验收卷（含答案解析）

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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
单元提升卷
90分,限时75分钟
一、选择题(本题共10小题,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1—7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8—10题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.根据热力学定律和分子动理论,可知下列说法中正确的是 (　　)
A.理想气体在发生等温变化时,内能不变,因而与外界不发生热量交换
B.布朗运动就是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动
C.第一类永动机不可能制成的原因是违背了能量守恒定律
D.根据热力学第二定律可知热量能够从高温物体传到低温物体,但不可能从低温物体传到高温物体
2.关于下列四幅图,说法正确的是 (　　)
　　　
　
A.图甲,在一端封闭的玻璃管中,用一段水银将管内气体与外界隔绝,管口向下放置,若将管倾斜,封闭气体的压强减小
B.图乙,液体在器壁附近的液面会发生弯曲,表面层内分子的分布比液体内部疏,附着层内分子的分布比液体内部密
C.图丙,正确地反映了分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化的关系
D.图丁,按照经典电磁理论,这样运动的电荷应该辐射出电磁波,电子绕核转动的能量将不断地被电磁波带走
3.生活中常用乙醇喷雾消毒液给房间消毒,其主要成分是酒精,则下列说法正确的是 (　　)
A.喷洒消毒液后,会闻到淡淡的酒精味,这是酒精分子做布朗运动的结果
B.酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中,其分子的平均动能不变
C.酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中,内能不变
D.酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中,热运动速率大的分子数占总分子数百分比减小
4.一定质量的理想气体,初状态如图中A所示,若经历A→B的变化过程,在该过程中吸热450 J;若经历A→C的变化过程,在该过程中吸热750 J。下列说法正确的是 (　　)
A.两个过程中,气体的内能增加量不同
B.A→C过程中,气体对外做功400 J
C.状态B时,气体的体积为10 L
D.A→C过程中,气体体积增加了原体积的
5.如图所示,两端封闭、粗细均匀的U形管,两边封有理想气体,U形管处于竖直平面内,且左管置于容器A中,右管置于容器B中,设A中初温为TA,B中初温为TB,此时右管水银面比左管水银面高h,若同时将A、B的温度升高ΔT,则 (　　)
A.h一定增加
B.左管气体体积一定减小
C.左管气体压强一定增大
D.右管气体压强一定比左管气体压强增加的多
6.某同学向气球内吹气,吹气后的气球形状可近似看成球形,已知气球橡胶薄膜产生的附加压强Δp=,其中σ为薄膜的等效表面张力系数,R为气球充气后的半径,σ随R的变化曲线如图所示。气球半径为R0时,内部空气的温度为T0,忽略气球内原有的空气,气球内的空气可看作理想气体且质量不变,大气压强为p0。下列说法正确的是 (　　)
A.气球半径为R0和2R0时,橡胶薄膜产生的附加压强之比为8∶3
B.在吹气的过程中,外界对气球内的空气做正功
C.气球半径为R0时,内部空气的压强为p0-
D.半径为2R0时,气球内空气的温度为
7.如图所示,桶装水的容积为20 L,为取水方便,在上面安装一个取水器。某次取水前桶内气体压强为1×105 Pa,剩余水的体积为12 L,水面距出水口的高度为50 cm。取水器每按压一次,向桶内打入压强为1×105 Pa、体积为0.3 L的空气。已知水桶的横截面积为0.02 m2,水的密度为1×103 kg/m3,大气压强为1×105 Pa,重力加速度为10 m/s2,取水过程中气体温度保持不变,则 (　　)
A.取水器至少按压1次,水才能从出水口流出
B.取水器至少按压3次,水才能从出水口流出
C.若要压出4 L水,至少需按压16次
D.若要压出4 L水,至少需按压17次
8.下列说法中正确的是 (　　)
A.水乃“生命之源”,已知水的摩尔质量为18 g/mol,密度为103 kg/m3,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1,则1毫升水中所含水分子的个数约为3.3×1022
B.某种物质的导热性具有各向同性的特点,这说明该物质一定是非晶体
C.我们常常能看到油滴会浮于水面之上,这说明油不浸润水
D.由气体压强的微观解释可知,气体压强不仅仅取决于分子与容器壁碰撞时冲击力大小,而且与碰撞频率密切相关,所以气体温度升高时压强未必增大
9.如图所示,水平桌面上有一个水银槽,薄壁细玻璃管的底部接着一根细线,细线的另一端悬挂在铁架台的支架上。玻璃管开口向下并插入水银槽中,管内外水银面高度差为h,管内封闭了一定质量的理想气体,下列各种情况下能使细线拉力变小的是(开始时细线的拉力不为零,且不计玻璃管所受的浮力) (　　)
A.随着环境温度升高,管内气体温度也升高
B.大气压强变大
C.再向水银槽内注入水银
D.稍降低水平桌面的高度,使玻璃管位置相对水银槽上移
10.如图,是以状态a为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程(制冷机)的p-V图像,虚线T1、T2为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成,该过程以理想气体为工作物质,工作物质与低温热源或高温热源交换热量的过程为等温过程,脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是 (　　)
A.a→b过程气体压强减小完全是由于气体的温度降低
B.一个循环过程完成后,气体对外放出热量
C.d→a过程向低温热源释放的热量等于b→c过程从高温热源吸收的热量
D.a→b过程气体对外做的功等于c→d过程外界对气体做的功
二、非选择题(本题共4小题,共50分)
11.(10分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中:
(1)某同学操作步骤如下:
①用0.5 mL的油酸配制成1 000 mL的油酸酒精溶液;
②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液的体积为1 mL;
③在浅盘内盛适量的水,将痱子粉均匀地撒在水面上,形成痱子粉薄层,稳定后,滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开、形状稳定;
④在浅盘上覆盖透明玻璃,描出油膜轮廓,用方格纸测量油膜的面积为160 cm2,可得油酸分子直径大小d=　　　　 m(结果保留一位有效数字)。
(2)该同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积后,不小心拿错了另一个装有同样溶液的注射器进行步骤③、④,拿错的注射器的针管比原来的粗,这会导致实验测得的油酸分子直径　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)若阿伏加德罗常数为NA,油酸的摩尔质量为M,油酸的密度为ρ,则下列说法正确的是　　　　。
A.1 kg油酸所含分子数为ρNA
B.1 m3油酸所含分子数为
C.1个油酸分子的质量为
D.油酸分子的直径约为
12.(8分)某实验小组用图甲所示装置探究气体等温变化规律。
(1)实验前他们先讨论了实验注意事项,下列说法中正确的是　　　　。
A.实验前给注射器柱塞涂润滑油是为了提高装置的气密性,防止漏气
B.实验前给注射器柱塞涂润滑油是为了减小柱塞与注射器间的摩擦力,减小压强的测量误差
C.为了减小实验误差,实验时推拉注射器柱塞的动作要快
D.为了减小实验误差,实验时不可用手握注射器
(2)由刻度尺读出空气柱的长度,并记录对应气压传感器的示数。通过推拉注射器的柱塞,得到多组空气柱长度L和对应的气体压强p,以气体压强p为纵轴、空气柱长度L为横轴,将得到的数据描点、连线,得到如图乙所示的图像,由于图像是曲线,不好定量分析气体的压强和体积关系,有同学提出以气体压强p为纵轴、　　　　(空气柱长度L的相关函数)为横轴,若得到一条过原点的直线,则表明在温度不变的情况下气体的压强与体积成反比。
　　
(3)他们对同样的封闭气体在两个不同温度下进行实验,得到了如图丙所示的两条图线a、b,当压强都为p1时,横轴坐标数值分别为x1=0.091、x2=0.100,其中a图像对应的实验温度为7 ℃,请你由气体实验定律推断b图像对应的实验温度应该为　　　　℃[结果保留两位有效数字,T=(t+273) K]。
13.(16分)如图所示,绝热的活塞把n mol某气体(可视为理想气体)密封在水平放置的绝热汽缸内。汽缸固定在大气中,大气压强为p0,汽缸内的电热丝可以以恒定热功率对汽缸内气体缓慢加热。初始时,气体的体积为V0、温度为T0、压强为p0。现分别进行两次独立的实验操作,操作1:固定活塞,电热丝工作一段时间t1,达到热平衡后气体的温度为2T0;操作2:活塞可在汽缸内无摩擦地滑动,电热丝工作一段时间t2,达到热平衡后气体的温度也为2T0。已知1 mol该气体温度升高1 K时其内能的增量为已知恒量k,可认为电热丝产生的热量全部被气体吸收,题中温度单位为开尔文,结果均用题中字母表示。求:
(1)操作1结束后汽缸内气体的压强p1;
(2)操作2过程中外界对气体做的功;
(3)两次电热丝工作时间t1和t2之比。
14.(16分)自2020年1月1日起,我国已强制要求在售新车安装胎压监测系统,如图所示为某车胎压监测界面,图中胎压的单位为bar(1 bar=0.987 atm)。夏季某司机将汽车停在树荫下,左前轮由于未在树荫下,经太阳暴晒后温度上升到47 ℃,压强上升到3.0 bar,司机认为轮胎气压过高影响安全。快速放出了适量气体,此时胎压监测显示的胎压为2.0 bar、温度为37 ℃,设轮胎内部体积始终保持不变,气体视为理想气体。已知T=(t+273) K。
(1)求放出气体的质量与原来气体的质量之比;
(2)放气后司机发现轮胎压(2.0 bar)较低,又用充气泵将压强为0.5 bar的气体充入左前轮使其和其他三个轮胎胎压(2.5 bar)相同,已知左前轮轮胎内的气体体积为20 L,忽略充气时轮胎内温度及轮胎体积的变化,求充气泵充入轮胎中的0.5 bar的气体的体积。
答案全解全析
1.C　温度是分子平均动能的标志,理想气体不计分子势能,所以理想气体在发生等温变化时,其内能不变,由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,当体积变化时,外界对气体做功或气体对外界做功,因而要与外界发生热量交换,故A错误;布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动,故B错误;第一类永动机不可能制成,因为其违反了能量守恒定律,故C正确;根据热力学第二定律可知热量能够自发地从高温物体传到低温物体,也可能从低温物体传到高温物体,但要引起其他变化,故D错误。
错解分析　本题易因审题不仔细而错选B、D。B项,布朗运动说明分子永不停息地做无规则运动,但布朗运动不是液体分子的运动,而是悬浮在液体或气体中的微粒的运动;D项,根据热力学第二定律可知热量能够自发从高温物体传到低温物体,但不能自发从低温物体传到高温物体。
2.D　图甲,管口竖直向下时,封闭气体压强为p0-ρgh,倾斜放置时,封闭气体压强为p0-ρgh sin θ(θ为玻璃管与水平线的夹角),则若将管倾斜,封闭气体的压强变大,选项A错误;图乙,液体表面具有收缩的趋势,即液体存在表面张力,是因为液体表面分子间距大于液体内部分子间距,分子数密度较小,分子间作用力表现为引力,故表面层内分子的分布比液体内部疏,附着层内分子与容器壁间吸引力小于液体内部分子之间的吸引力,附着层分子间距大,分子数密度小,分子分布比液体内部疏,故B错误;在r=r0时,分子力为零,此时分子势能最小,可知图丙中虚线表示分子力随分子间距离变化图线,实线表示分子势能随分子间距离变化图线,选项C错误;图丁,电子运动的半径不断变化,即做变速运动,按照经典电磁理论,这样运动的电荷应该产生变化的电场,周围空间产生变化的磁场,则应该辐射出电磁波,电子绕核转动的能量将不断地被电磁波带走,选项D正确。
3.B　喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒精味,这是扩散现象,是酒精分子做无规则运动的结果,故A错误;温度是分子平均动能的标志,则酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中,其分子的平均动能不变,但分子势能变大,则内能发生变化,故B正确,C错误;酒精由液态挥发成同温度的气态的过程中,温度不变,则热运动速率大的分子数占总分子数比例不会减小,故D错误。
4.C
思路点拨
解析　两个过程的初、末温度相同,则内能变化相同,因此内能增加量相同,故A错误;A→B为等容过程,气体做功为零,由热力学第一定律可知内能改变量ΔU=Q=450 J,A→C为等压过程,内能增加了450 J,吸收热量750 J,由热力学第一定律可知气体对外做功300 J,故B错误;A→C为等压过程,则有=,气体对外做功WAC=pA(VC-VA),联立解得VA=10 L,VC=12 L,则状态B时,气体的体积为10 L,故C正确;由==知,A→C过程中,气体体积增加了原体积的,故D错误。
5.C　根据题意,初始状态有pA=pB+ρgh,假设温度升高时水银柱不移动,由查理定律对左右管分别有=,=,则压强的变化量为ΔpA=p'A-pA=pA,ΔpB=p'B-pB=pB,ΔT相同,两气体初温TA与TB的大小关系未知,因此无法判断两部分气体压强变化量的大小。若两部分气体压强变化量相等,则h不变,左管气体体积不变,温度升高,则压强增大;若左管气体压强增加量小于右管气体压强增加量,则h减小,左管气体体积减小,压强增大;若左管气体压强的增加量大于右管气体压强的增加量,则h增大,左管气体体积增大,压强增大。综上左管气体压强一定变大。故选C。
归纳总结
假设法判定液柱移动问题技巧
(1)假设气体体积不变(不能假设压强不变,其本质为压强先变化,体积后变化);
(2)分别对两部分气体由查理定律分析,如
==CAΔpA=ΔTA
==CBΔpB=ΔTB
(3)由pA、TA、ΔTA、pB、TB、ΔTB判定ΔpA、ΔpB的关系;
(4)判定液柱移动方向
ΔpA>ΔpB,液体向B移动;
ΔpA<ΔpB,液体向A移动。
6.D　由σ随R的变化曲线及题意可知,气球半径为R0和2R0时,橡胶薄膜产生的附加压强分别为Δp1=、Δp2=,则=,A错误;在吹气的过程中,气球膨胀,外界对气球内的空气做负功,B错误;气球半径为R0时,橡胶薄膜产生的附加压强Δp1=,内部空气的压强为p1=p0+Δp1=p0+,C错误;根据理想气体状态方程可得=,其中p1=p0+,V1=π,p2=p0+,V2=π(2R0)3,代入得半径为2R0时,气球内空气的温度为T=,D正确。
7.D
思路点拨　水从出水口流出:
解析　设取水器按压n次后,桶中的水才能从出水口流出,以原来桶中空气和打入的空气为研究对象,设开始时压强为p1,体积为V1,则p1=p0=1×105 Pa,V1=[(20-12)×103+300n] cm3,设桶中空气和打入的空气后来的体积为V2,压强为p2,则V2=(20-12)×103 cm3,由玻意耳定律得p1V1=p2V2,要使桶中水能从出水口流出,则有p2>p0+ρgh,联立各式解得n>,所以取水器至少按压2次后,桶中水才能从出水口流出,A、B错误;水桶高度h0== m=1 m,装满水时,水面上升的高度h1=h0=40 cm,此时水面距离出水口的高度Δh1=h-h1=50 cm-40 cm=10 cm,再压出4 L水后桶内水面距出水口的高度为h2=h0+Δh1=70 cm,则有p3=p0+ρgh2,解得p3=1.07×105 Pa,由于外界温度保持不变,根据玻意耳定律有n'p0V0+p1V'1=p3V'2,其中V0=0.3 L,V'1=(20-12) L=8 L,V'2=(20-12+4) L=12 L,解得n'≈16.1,可知,若要压出4 L水,至少需按压17次,C错误,D正确。
8.AD　1毫升水中所含水分子的个数约为N=·NA=×6.02×1023≈3.3×1022,故A正确;某种物质的导热性具有各向同性的特点,该物质可能是非晶体,也可能是晶体,因为非晶体和多晶体都具有各向同性,而且单晶体并不是所有物理性质都具有各向异性,故B错误;我们常常能看到油滴浮于水面之上,这说明油比水的密度小,故C错误;由气体压强的微观解释可知,气体压强不仅仅取决于分子与容器壁碰撞时冲击力大小,而且与碰撞频率密切相关,所以气体温度升高时压强未必增大,故D正确。故选A、D。
9.AC　对玻璃管受力分析,由平衡条件得T+pS=mg+p0S,解得细线的拉力为T=(p0-p)S+mg=ρghS+mg,即细线的拉力大小等于玻璃管的重力和管中高出液面部分水银的重力。随着环境温度升高,管内气体温度也升高,由理想气体状态方程可得,封闭气体压强增大,高度差h减小,故拉力T减小,A正确;大气压强变大,温度不变,则气体体积减小,水银柱液面上升,h增大,所以拉力T增大,B错误;向水银槽内注入水银,封闭气体的压强增大,平衡时h减小,故拉力T减小,C正确;稍降低水平桌面的高度,使玻璃管位置相对水银槽上移,封闭气体体积增大,压强减小,平衡时h增大,故拉力T增大,D错误。故选A、C。
10.BD
识图有法
解析　由理想气体状态方程=C可知,pV越大,气体的温度T越高,由题中图像可知T1>T2,a→b过程,气体体积增大,单位体积的分子数减少,气体温度降低,分子平均动能减小,因此a→b过程气体压强减小是单位体积内分子数减少和分子平均动能减小共同导致的,故A错误;根据p-V图线与横轴围成的面积表示外界对气体做的功(体积减小时),或气体对外界做的功(体积增大时),可知一个循环过程完成后,外界对气体做功,由热力学第一定律ΔU=W+Q,可知Q<0,所以气体对外放出热量,故B正确;d→a过程气体温度不变,则内能不变,气体体积减小,即外界对气体做功,由热力学第一定律可知,气体向外界释放的热量等于外界对气体做的功,即|Qda|=|Wda|,b→c过程气体温度不变,则内能不变,气体体积变大,即气体对外界做功,由热力学第一定律可知,气体吸收的热量等于气体对外界做的功,即|Qbc|=|Wbc|,p-V图线与横轴所围面积表示做功,由图像可知,d→a过程围成的面积大于b→c过程围成的面积,即|Wda|>|Wbc|,则|Qda|>|Qbc|,即d→a过程向低温热源释放的热量大于b→c过程从高温热源吸收的热量,故C错误;a→b过程与c→d过程气体温度的变化量大小相等,两个过程气体内能的变化量大小相等,且a→b过程与c→d过程都是绝热过程,则Q=0,由热力学第一定律ΔU=W+Q可知ΔU=W,由于两过程气体内能的变化量大小相等,且=,则a→b过程气体对外做的功等于c→d过程外界对气体做的功,故D正确。故选B、D。
11.答案　(1)6×10-10(4分)　(2)偏小(3分)　(3)B(3分)
解析　(1)根据题意可知,一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为
V=× mL=1×10-5 mL
油酸分子直径大小
d== m≈6×10-10 m
(2)因为拿错的注射器的针管比原来的粗,则每滴油酸酒精溶液的体积较大,含纯油酸较多,则一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积计算值偏小,根据d=可知,这会导致实验测得的油酸分子直径偏小。
(3)1 kg油酸所含分子数为N=·NA=,故A错误;1 m3油酸所含分子数为N1=·NA=,故B正确;1个油酸分子的质量为m0=,故C错误;设油酸分子的直径为d,则有π=,解得d=,故D错误。
12.答案　(1)AD(3分)　(2)(2分)　(3)35(3分)
解析　(1)实验前给注射器柱塞涂润滑油是为了提高实验装置的气密性,保证封闭气体质量不变,而不是为了减小柱塞与注射器之间的摩擦力,因为气体的压强由气压传感器直接测得,故A正确,B错误;为了防止封闭气体的温度变化影响实验结果的准确性,要缓慢推拉柱塞,并且不能用手握注射器,故C错误,D正确。故选A、D。
(2)由图乙可以得出的实验结论为在温度一定时,空气柱体积(V=LS)越大,封闭气体的压强越小,若封闭气体的压强与气体的体积成反比,则有p===·,所以应以气体压强p为纵轴、为横轴,若得到一条过原点的直线,则表明在温度不变的情况下气体的压强与体积成反比。
(3)a图像对应的实验温度T2=(7+273) K=280 K,气体从x2到x1过程为等压变化,所以有=,即===,T1=(t1+273) K,解得t1=35 ℃。
13.答案　(1)2p0　(2)-p0V0　(3)
解析　(1)操作1中气体等容变化,由查理定律得
= (2分)
解得p1=2p0 (2分)
(2)操作2中气体等压变化,根据盖-吕萨克定律得
= (2分)
解得V2=2V0 (2分)
则操作2过程中外界对气体做的功为
W=-p0ΔV=-p0V0 (2分)
(3)进行操作1时,电热丝工作,有:
Q1=P电t1=nkT0 (2分)
进行操作2时,电热丝工作,有:
Q2=P电t2=nkT0+p0V0 (2分)
故= (2分)
14.答案　(1)　(2)20 L
解析　(1)设轮胎内部体积为V0,假设将原来内部压强为3.0 bar、温度为47 ℃的气体全部变成压,此时气体体积为V,则由理想气体状态方程有
= (2分)
代入数据得V=V0 (2分)
故放出气体质量占原来气体质量的比为
== (4分)
(2)已知V1=20 L,p1=2.0 bar,p2=2.5 bar,对轮胎内的气体,由玻意耳定律得
p1V1=p2V'1 (2分)
对充入轮胎内的气体,由玻意耳定律得
p3V2=p2V'2 (2分)
由题意可知,V'1+V'2=V1=20 L(2分)
联立解得V2=20 L(2分)