2025届高考物理一轮复习练：专题13 热学

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I
富含氧气的空气是天然的制氧原料。工业制氧先使空气降温液化，再适当升温分馏出高纯度液氧。液氧在航天、医疗等领域均有广泛应用。
干燥纯净空气在制冷装置中多次循环后，得到冷凝的液化空气。
（1）空气在循环时会经历剧烈的膨胀降温过程。降温前空气分子热运动的速率分布曲线 Ⅰ 如图所示，降温后空气分子热运动的速率分布曲线 Ⅱ 可能为
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Ⅱ
B
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A
Ⅱ
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O
II
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C
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II
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D
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（2）达到冷凝温度前，一定质量的空气（可视为理想气体）经某一过程，放出热量 Q，外界对空气做功 W，在这一过程中气体温度下降，则（W、Q 均为正值）
A．W – Q > 0B．W – Q < 0
当血氧饱和度过低时，需立即给病人供氧。某容积 50 L 的医用氧气袋，充满氧气后内部气压约为 1.1×105 Pa。若该氧气袋输出的氧气压强保持在 1.01×105 Pa，阀门的出气流速恒为 2.0 L/min，则该袋氧气最多可供氧_________min。（在此过程中气体温度不变，结果保留 2 位有效数字）
航天技术（2023学年上海一模调研卷二5）
从东方红一号到天宫空间站，我国的航天技术经过五十多年的发展，已达到了世界领先水平。
航天员在空间站做了一系列实验。
（1）地面环境下某液体可沿一竖直毛细管爬升高度 d。若在空间站中将相同毛细管插入同种液体相同深度，管内、外液面间距为 dʹ，则该液体对毛细管
A．浸润，dʹ 大于 dB．浸润，dʹ 小于 d
C．不浸润，dʹ 大于 dD．不浸润，dʹ 小于 d
“拔火罐”（2023学年宝山一模一1、2、3、4）
“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤。忽略罐内皮肤凸起的变化。
在罐内气体温度降至室温的过程中，气体经历了____________过程，才导制火罐紧贴皮肤。该过程中气体的内能________（选择：A．增加B．减少C．不变）。
f(v)
v
O
I
II
如图为罐内气体在不同温度下的分子速率分布曲线，曲线 Ⅰ 和 Ⅱ 对应的温度分别为 TⅠ 和 TⅡ，纵坐标 f(v) 为在速率 v 附近________内气体分子数与分子总数的比，由图可知 TⅠ ________TⅡ（选填：A．大于B．小于C．等于）
若罐内气体的体积为 V，摩尔体积为 V0，气体的摩尔质量为 M，分子质量为 m，则该气体单位体积所含气体的分子数为__________。
如图，火罐的口径有不同大小，若不同口径的火罐被加热后，倒扣在治疗部位时罐内气体的温度相同，则对于火罐冷却至室温的过程，大口径罐内气体压强的变化量________（选择：A．大于B．小于C．等于）小口径罐内气体压强的变化量；则冷却后大口径罐和小口径罐相比将________（选择：A．更容易B．更不易C．同样容易）被拔离皮肤。
排球运动（2023学年宝山一模二5）
排球运动是球类运动的项目之一，球场长方形，中间隔有高网，比赛双方各占球场的一方，球员用手将球在网上空打来打去。
一个容积为 4 L 没有气的排球，用横截面积为 4 cm2、冲程为 20 cm 的打气筒打气，在打第 101 次时，打气筒中活塞至少要下压________cm，才能使空气进入排球（设打气过程中气体的温度保持不变，大气压强 p0 = 76 cmHg）。
自行车（2023学年宝山二模一1）
自行车是一种通常的代步交通工具，给我们的日常生活带来了方便。
在夏天，一辆自行车停在烈日下，在阳光照射下车胎内的气体温度逐渐升高，设车胎容积保持不变。
（1）关于车胎内的气体下列说法中正确的是（ ）
A．气体的密度增大B．每个气体分子的动能都增加
C．每个气体分子的温度都升高D．每秒钟撞击单位面积车胎壁的分子数增多
（2）若在同一时刻自行车的后胎气压始终大于前胎气压，则经过相同时间，后胎气压的变化量一定_________（选择：A．大于B．小于C．等于）前胎气压的变化量。
物质的微观结构（2023学年崇明二模一1、2、3）
物质是由分子或原子组成，电子的发现揭开了人类探索物质微观世界的序幕，人们意识到原子并非是组成物质的最小粒子，原子内部还有复杂的结构。
完成下列问题（21 分）
分子的运动：单个分子的运动是随机的，大量分子的运动符合统计规律．我们用________来量度物体分子热运动的平均动能．物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和，叫做物体的_________。
分子有大小：由于分子太小，人类无法直接测量．在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中，我们把组成物质的分子视作是球形；把油膜看作是油酸分子一个紧挨着一个平铺开来而形成的单分子油膜。
（1）这一处理方法在物理科学思维方法中与下列哪种方法最接近
A．控制变量B．积累法C．估测法D．科学建模
（2）已知配置好的油酸酒精溶液浓度为 c，测得n滴油酸酒精溶液的体积为 V0。则一滴油酸酒精溶液中，油酸的体积 V1 =_________。滴入一滴油酸酒精溶液至均匀撒有痱子粉的水面上，油膜充分散开后的面积为 S。则可以估测出油酸分子的直径为_______。
（多选）分子间相互作用：在液体与固体接触的地方，由于固体分子对附着层内液体分子的作用力和液体内部分子间作用力的大小不同，液体对固体表面有浸润和不浸润两种现象．对下列判断正确的是（ ）
A．水对玻璃是浸润的B．水对医用脱脂棉是不浸润的
C．水银对玻璃是浸润的D．水对防水衣材料是不浸润的
新能源汽车（2023学年崇明二模五24）
新能源车以其环保、智能等优势越来越受到广消费者的青睐，新能源车将逐步替代传统燃油汽车成为家庭用车的主流。某款国产纯电四驱 SUV 汽车，其说明书的相关数据如下：重量 2 440 kg，搭载了 108.8 kW·h 大容量电池，电池能量密度为 150 W·h/kg。续航里程（充满电后汽车能行驶的最大路程）635 公里，百公里耗电 17.6 kW·h。最高时速达到 180 km/h。零至 100 km/h 加速时间 4.4 秒。
安全防爆轮胎，在轮胎漏气甚至直接和外界联通时，轮胎也不会被压扁爆胎。假设一个防爆轮胎的容积为 30 升，维修工人在修补完轮胎后，需要用气泵向轮胎内充气，使胎压达到 250 kPa，当时外界大气压为 101 kPa，温度为 37℃。则还需要充入 101 kPa的空气______ 升。在汽车行驶一段时间后，胎压检测显示为 260 kPa，此时轮胎内温度为_______℃。整个过程轮胎容积保持不变。（保留三位有效数字）
火箭与卫星（2023学年奉贤二模五4）
中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。2023 年 5 月 17 日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射了第五十六颗北斗导航卫星。
a
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V
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b
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（3分）某次火箭发射，舱内携带了装有一定质量理想气体的容器。容器中的气体分别经历了 a→b 和 b→c 两个过程，如图所示，其中 a→b 为等温过程。则
A．气体在状态 a 的温度高于在状态 c 的温度
B．a→b→c 的过程中外界对气体做正功
C．a→b 的过程气体吸热
D．气体在状态 b 的内能等于在状态 c 的内能
跳跳球（2023学年虹口二模三3、4）
跳跳球的弹性很好，内封一定质量的气体，是有趣的儿童玩具。为方便讨论，均不计空气阻力，重力加速度 g 取 9.8 m/s2。
夏天 27℃ 时给跳跳球充气，球内气体压强为 1.5 atm。不计球的容积变化，在不漏气的情况下，冬天 − 13℃ 时，球内气体分子热运动的平均动能________________（填写其变化情况），球内气体的压强 p′ = ____________atm。
（简答题）某同学购买的是无法充气的质地稍硬的跳跳球，玩耍时不慎撞成图示的凹陷，检查发现也没漏气。请你帮他设计一个易于操作的方法把球恢复原状，并简要说明其物理原理。
从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”（2023学年黄浦一模一2、5）
2023 年 10 月 15 日是神舟五号飞天二十周年，二十年前杨利伟代表 13 亿中国人踏上了逐梦太空的征途。从此，中国人开启了从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”。
天宫课堂中，王亚平利用太空的微重力环境建立起很大尺寸的“液桥”。“液桥”表面层的水分子间距__________内部的水分子间距（选填“大于”、“等于”或“小于”），水的表面张力使其表面有__________的趋势。
A
K
B
航天员从天和核心舱的节点舱出舱，顺利完成了舱外操作。节点舱具有气闸舱功能，航天员出舱前先要减压，从太空返回航天器后要升压。其简化示意图如图，相通的舱 A、B 间装有阀门 K，A 中充满理想气体，B 内为真空，若整个系统与外界没有热交换。打开 K 后，A 中的气体进入 B，气体的内能（ ）。最终达到平衡后，气体分子单位时间内撞击单位面积舱壁的分子数（ ）
A．增大B．减小C．不变
新能源汽车（2023学年黄浦二模一4、5、6）
我国新能源汽车产销量占全球比重超过 60%、连续 9 年位居世界第一位。我国已逐步形成新能源汽车与充电基础设施相互促进的良性循环。
某型号新能源汽车的车厢空间容积约为 5.00 m3，阿伏加德罗常数为 6.02×1023 ml−1，标准状态下气体的摩尔体积为 22.4 L/ml，标准状态下空载车厢内的空气分子数约为_________个。（保留 3 位有效数字）
某型号新能源汽车的后备箱内安装有气压支撑杆，它主要由汽缸和活塞组成，开箱时密闭汽缸内的压缩气体膨胀将箱盖顶起，忽略气体分子间相互作用，若缸内气体（ ）
A．与外界无热交换，则气体温度升高
B．与外界无热交换，则气体分子的平均动能增大
C．温度保持不变，则气体压强变大
D．温度保持不变，则气体从外界吸收热量
在夏天高温 37℃ 时，新能源汽车的胎压监测系统显示左前轮胎的胎压为 2.10p0（p0 为大气压强），轮胎的容积是 25.0 L。当冬季气温降低为 0℃（车胎不漏气且容积可视为不变，车胎内外无温度差），该轮胎的胎压为_________p0，0℃ 时要将此轮胎的胎压提升到 2.40p0，需要充入压强为 p0 的空气_________L。（均保留 3 位有效数字）
自行车（2023学年嘉定二模二2）
曲柄
踏板
后轮
链条
飞轮
链轮
自行车是一种常见的代步工具，骑车出行不仅环保，还兼具健身作用。右图所示为自行车的主要传动部件，链轮和飞轮用链条相连，踏板通过曲柄和链轮固定连接，后轮与飞轮固定连接。当用力蹬踏板时，后轮就会转动，从而使自行车前进。
保持适当的轮胎气压对延长轮胎寿命和提升骑行感受至关重要，已知某款自行车轮胎容积为 1.8 L 且保持不变，在环境温度 27°C 时胎内气体压强为 2.1 atm，外界大气压强始终为 1 atm。
（1）（计算）长时间骑行后胎内温度上升为 37°C，此时胎内气体压强为多少？
（2）车胎的气门芯会缓慢漏气，每天漏出的气体在环境中的体积为 0.2 L，经过______天轮胎内气压降低为 1.2 atm。
（3）（简答）若车胎被扎一个小洞，气体从小洞冲出会导致胎内气体温度下降，对此现象做出解释。
气压传动（2023学年金山一模三1、2、3、4）
L1
L2
h
A
B
图 a
图 b
气压传动是工业中常见的传动方式。如图 a 所示，面积为 2S 的活塞 A 静止，与气缸右端相距 L1。用力缓慢右移活塞 A，通过压缩气体顶起面积 S 的活塞 B 和上方高 h 的液柱（液体密度 ρ），最终活塞 B 和液体上升 L2，如图 b 所示。活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变。大气压强为 p0，忽略弯管中的气体体积，装置不漏气，不计摩擦和两活塞质量。
图中液体________（选涂：A．浸润B．不浸润）竖直管道。管道分子对附着管壁的液体分子的吸引力________（选涂：A．大于A．小于）液体内部分子间的吸引力。
下列选项中，能正确描述某种气体分子速率分布规律的是（ ）
分子数
百分率
速率
低温
高温
A
分子数
百分率
速率
低温
高温
B
分子数
百分率
速率
低温
高温
C
分子数
百分率
速率
高温
低温
D
初始时，封闭气体的压强大小为________；最终活塞 B 上升的高度 L2 = ________（用 p0、ρ、g、h、L1 表示）。
若活塞 A 对封闭气体做正功 W，气体对外放热 Q。不考虑气体分子势能，忽略气体质量，则气体内能（ ）
A．增加，且 W = QB．增加，且 W > Q
C．不变，且 W = QD．不变，且 W > Q
统计规律（2023学年金山二模一1、2）
大量随机事件的整体表现所显示的规律性叫做统计规律。
根据统计规律的含义，完成下表
（多选）“伽尔顿板”实验中，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内。重复多次实验后发现（ ）
A．某个小球落在哪个槽是确定的
B．大量小球在槽内的分布是有一定规律的
C．大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中
D．越远离漏斗形入口处的槽内，小球聚集得越少
汽车（2023学年静安一模一2）
汽车自驾游是人们喜爱的出游方式之一，驾驶过程中常常离不开卫星导航，遵守交通规则安全文明驾驶是出游的重要保障。
驾驶车辆前要对汽车的后视镜、雨刮器等进行检查。
（1）用于制作汽车后视镜、车窗等的玻璃在导热时表现为_________（选涂：A．“各向同性”B．“各向异性”）。有的车主给后视镜喷洒防水剂，使其表面形成一层薄薄的透明防水膜，雨水滴落到防水膜时会快速滑落，这是因为雨滴与防水膜之间发生了________（选涂：A．“浸润”B．“不浸润”）现象。
电场（2023学年静安一模三5）
电场具有力的性质也具有能的性质，库仑定律和万有引力定律都满足平方反比律，电场和引力场之间有相似的性质。
T
p
O
c
a
b
“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，高压空气（可视为理想气体）被密封存储于容器中。“空气充电宝”某个工作过程中，被密封在容器中的气体的 p – T 图如图所示，图中 a→b 的过程中，容器单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力________（选涂：A．“增大”B．“不变”C．“减小”），b→c 的过程中气体的体积________（选涂：A．“增大”B．“不变”C．“减小”）。
航空航天（2023学年静安二模二4）
牛顿指出地上物体的运动和天上物体的运动遵守相同的力学规律，实现了科学史上的一次伟大统一，为航空航天的发展奠定了基础。
单位速率间隔的分子数
占总分子数的百分比
v/m·s−1
200
0
400
600
800
若航天员出舱前航天服内密封了一定质量的理想气体，其温度为 27℃。打开舱门前，航天员需将航天服内气体的温度降为 − 9℃。气体在 27℃ 和 − 9℃ 温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，则与 − 9℃ 对应的曲线是图中的_____________（选填“实线”或“虚线”）。
孔明灯（2023学年闵行二模三1、2）
孔明灯是我国古老的手工艺品，曾用于军事通信、节日祈福。其原理和热气球类似，都是通过加热气体获得向上的动力。有一孔明灯，灯体（包括燃料）的质量为 m = 0.2 kg，体积为 V0 = 1 m3；若点灯时附近大气环境温度恒为 t0 = 27℃，大气密度 ρ0 = 1.2 kg/m3，气压为一个标准大气压。
若点灯前孔明灯内气体分子热运动的速率分布曲线 Ⅰ 如图所示，在图中大致画出点灯后气体分子热运动的速率分布曲线 Ⅱ。
v
f(v)
O
Ⅰ
（计算）晴朗无风的夜晚，一人托住灯底，一人点燃灯芯，当双手感到孔明灯有上升之势，即可慢慢放开双手，灯会徐徐升起。试估算，放手时，灯内气体的温度至少为多少摄氏度？
B 超（2023学年浦东二模二6）
B 超是现代医学的一种检测技术。很多病灶可以通过 B 超检测而发现。一台 B 超机是由超声探头、计算机和成像系统等模块组成。
超声探头上有一种特殊的材料——“压电晶体”，它通过快速膨胀和回弹，从而产生超声波。
（1）（3分）“压电晶体”是单晶体，具有（ ）的性质。
A．各向同性B．各向异性
新型推进器（2023学年浦东二模三8）
进气口
点火塞
B
A
v
静止
有一种新型推进器结构如图所示，绝热气缸的进气口可以注入一定质量的燃料气体，活塞 A 把气体压缩到一定程度后点火塞点火，点燃燃料气体，静止的活塞 B 被高温气体推动，获得速度 v。
（4分）注气完成后，保持活塞 B 静止，推动活塞 A 压缩气体。此过程活塞对气体所做的功 W_________0（选填“>”、“