（新高考）2022届高中物理一轮复习 第十四单元 热学 训练卷 B卷 学生版

     （新高考）2022届高三一轮单元训练卷

第十四单元 热学（B）

注意事项：

1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、选择题：本题共13小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12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．以下说法正确的是(　　)

A．无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数

B．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律

C．1 g氢气和1 g氧气含有的分子数相同，都是6.02×1023个

D．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动

2．关于以下四幅图片，说法正确的是(　　)

A．在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是受到了大气压力的影响

B．在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，分子间的斥力越来越大

C．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明蜂蜡对于导热性存在着各向异性

D．图4为热机能流图，随着机械制造工艺、机械材料等科学技术的不断发展，热机的效率仍无法达到100%

3．如图所示，一导热良好且足够长的气缸，倒置悬挂于天花板下。气缸内被活塞封闭一定质量的理想气体。活塞质量为m，气缸横截面积为S，当地大气压为p且不随温度变化，重力加速度为g，忽略一切摩擦。当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是(　　)

A．悬线的拉力变大

B．被封闭理想气体的内能增大

C．被封闭理想气体的压强大小不变，且始终为

D．外界对气体做正功

4．如图所示，在p－T图像中，一定质量的理想气体经历了从状态A到状态B、再到状态C，最后回到状态A的过程，在该过程中，下列说法正确的是(　　)

A．从A到B过程中，气体对外做功

B．从B到C过程中，气体吸收热量

C．从C到A过程中，气体分子密度减小

D．从A到B过程和从C到A过程，气体做功的绝对值相等

5．如图所示，竖直放置的弯曲玻璃管a端封闭，b端开口，水银将两段空气封闭在管内，管内各液面间高度差为h1、h2、h3且h1＝h2＝h3；K1、K2为两个阀门，K2位置与b管水银面等高，打开阀门后可与外界大气相通。打开K1或K2，下列判断正确的是(　　)

A．打开K1，h1、h2和h3均变为零

B．打开K1，h1增大，h2和h3均变为零

C．打开K2，h1、h2和h3均变为零

D．打开K2，h1、h2、h3的长度保持不变

6．图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法不正确的是(　　)

A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小

B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小

C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大

D．分子动能和势能之和在整个过程中不变

7．如图所示，一定质量的理想气体从状态a（p0、2V0、T0）依次经热力学过程a→b、b→c、c→a后又回到状态，下列说法中正确的是(　　)

A．b→c过程中，气体的内能不变

B．c→a过程中，气体一直吸收热量

C．气体在状态a的温度比在状态b的温度低

D．a→b→c→a过程中，外界对气体做的功等于图中△abc的面积

8．一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V膨胀到Vʹ。如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为ΔU1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为ΔU2。则(　　)

A．W1＞W2，Q1＜Q2，ΔU1＞ΔU2

B．W1＜W2，Q1＝Q2，ΔU1＞ΔU2

C．W1＜W2，Q1＞Q2，ΔU1＞ΔU2

D．W1＝W2，Q1＞Q2，ΔU1＞ΔU2

9．2021年8月5日东京奥运会跳水女子10 m台决赛中，14岁的全红婵领先第二名90多分，以总分466.2拿到金牌，并打破了世界纪录。五次跳水有三次满分，娴熟的动作，标准的姿势，李小鹏感叹：我扔个硬币溅起的水花都比她跳水大。下列说法错误的是(　　)

A．运动员出水后泳衣上的水很快滑落是因为制造泳衣的材料对水不浸润

B．运动员入水过程中，在水中产生的气泡内的气体压强小于大气压

C．运动员入水过程中激起的水花中，很多水滴呈现球形是因为水的表面张力的作用

D．跳水池水温保持恒定约26 ℃，保证运动员入水后的舒适度，此时运动员和水池中的水处于热平衡状态

10．下列说法正确的是(　　)

A．一定质量的理想气体等温膨胀时，该理想气体吸收的热量全部用于对外做了功

B．利用新科技手段对内燃机进行不断的改进，可以使内燃机获得的内能全部转化为机械能

C．封闭容器中的气体对外做功时，气体的内能不一定减少

D．夏天开空调可以使房间的温度比室外低，说明热量可以自发地从低温物体传向高温物体

11．如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是(　　)

A．过程①中气体的压强逐渐减小

B．过程②中气体对外界做正功

C．过程④中气体从外界吸收了热量

D．状态c、d的内能相等

12．两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力，它们随分子之间距离r的变化关系如图所示。图中虚线是分子斥力和分子引力曲线，实线是分子合力曲线。当分子间距为r＝r0时，分子之间合力为零，则下列关于该两分子组成系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系曲线，可能正确的是(　　)

二、(本题共5小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

13．(10分)某同学利用如图所示的装置，来测定一颗形状不规则的石子的体积，图甲中A为压强传感器，A与计算机相连，可以直接读出注射器内封闭气体的压强，注射器与传感器A之间的软管内气体的体积不能忽略。

(1)将石子装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。操作中，为了减小误差请写出两种减小误差的方法___________；若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了________。

(2)实验中通过活塞所在刻度读取了多组气体体积V及对应压强p，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应取y轴、x轴分别为_________。（选填“V、”或“p、”）

(3)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到直线的函数图像如图乙所示，若已知传感器和注射器连接处的软管容积为V0，则这颗石子的体积为__________；若该同学整个过程操作正确，则随着V的减小，p、V乘积会________（填“变大”、“不变”或“变小”）。

14．(8分)2021年7月4日，神舟十二号航天员刘伯明汤洪波身着我国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服成功出舱。在地面进行的某次舱外航天服气密性检查中，将一定量的气体充入航天服，并将航天服上的所有阀门拧紧，此时航天服内气体的热力学温度为γT0（T0为室温，γ＞1）、压强为kp0（p0为大气压强，k＞γ）。经过一段时间后，航天服内气体的温度降至室温T0。不考虑航天服内部体积的变化，航天服内的气体视为理想气体。求：

(1)航天服内气体的温度降至室温T0时，航天服内气体的压强p；

(2)航天服内气体的温度降至室温T0时，将航天服上的阀门打开，缓慢放气至航天服内气体与外界达到平衡时，放出的气体与航天服内剩余气体的质量之比。

15．(10分)如图甲所示，一个粗细均匀的圆管，左端用一橡皮塞住，橡皮离右端管口的距离是20 cm，把一个带手柄的活塞从右端管口推入，将塞向左端缓慢推动到离橡皮5 cm时橡皮被推动。已知圆管的横截面积S＝2.0×10－5 m2，手柄的横截面积S′＝1.0×10－5 m2，大气压强为1.0×105 Pa，若活塞和圆管间的摩擦不计，且整个过程管内气体温度不变。求：

(1)橡皮与圆管间的最大静摩擦力f；

(2)这一过程中作用在活塞手柄上的推力F的最大值；

(3)在图乙的p－V图象中画出气体经历的状态变化过程图象，并用箭头标出状态变化的方向。

16．(12分)如图所示，柱状导热气缸固定在水平地面上，一定质量的活塞把气缸分为A、B两部分，A、B内装有同种理想气体。初始系统平衡时，A、B两部分体积相同，B中压强是A中两倍。由于活塞与气缸间缓慢漏气，活塞缓慢下降，一段时间后A的体积变为B的3倍。已知：初始时刻A中气体压强为pA，不计活塞与气缸间摩擦，环境温度保持不变。求：

(1)初始A中气体质量与B中气体质量的比值；

(2)缓慢漏气，A的体积变为B的3倍时，A的压强为其最初压强pA的多少倍。

17．(12分)如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的圆柱形汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管（体积不计）连通，顶部的细管带有阀门K；左汽缸的容积为V，右气缸的容积为2V，汽缸中各有一个绝热活塞（质量、横截面积不同，厚度不计）。开始时K关闭，两活塞下方和左活塞上方充有理想气体，压强分别为p0和0.5p0；左活塞在汽缸正中间，右活塞上方为真空，体积为0.5V0。现使汽缸底部与一恒温热源始终接触，达到热平衡后右活塞升至汽缸顶部且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为T，不计活塞与汽缸壁间的摩擦。求：

(1)恒温热源的温度T；

(2)重新达到平衡后，右汽缸中活塞上方气体的体积Vx。

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第十四单元（B）答案

一、选择题：本题共13小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12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．【答案】A

【解析】由于物体的分子数等于摩尔数与阿伏加德罗常数的乘积，所以只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数，A正确；分子引力与分子斥力不是一对作用力和反作用力，它们的大小不一定相等，B错误；氢气分子和氧气分子的摩尔质量不同，所以1 g氢气和1 g氧气含有的分子数不同，C错误；布朗运动只有在显微镜下才能看到，人肉眼是看不到的，从阳光中看到的尘埃的运动是物体的机械运动，D错误。

2．【答案】D

【解析】在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是受到了水的张力的影响，故A错误；在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，气体压强越来越大，故B错误；用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明云母片对于导热性存在着各向异性，故C错误；热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功等，热机的效率仍无法达到100%，故D正确。

3．【答案】B

【解析】以气缸和活塞为研究对象，受到重力和悬线对其的拉力，根据平衡条件可知重力和悬线对其的拉力大小相等，方向相反，所以当环境温度缓慢升高时，悬线的拉力不变，故A错误；由于气缸的导热良好，当环境温度缓慢升高时，被封闭理想气体的温度缓慢升高，所以被封闭理想气体的内能增大，故B正确；以活塞为研究对象，根据平衡条件可知，解得被封闭理想气体的压强大小，故C错误；当环境温度缓慢升高时，被封闭理想气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律可得被封闭理想气体的体积增大，气体对外界做正功，故D错误。

4．【答案】A

【解析】根据理想气体状态方程可知OA等容线的体积比OB等容线的体积小，故从A到B过程中，体积增大，因此气体对外做功，A正确；从B到C过程中，体积不变，温度降低，故气体内能减少，根据热力学第一定律可知气体放出热量，B错误；从C到A过程中，气体温度不变，压强增大，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子密度增大，C错误；从A到B过程和从C到A过程，气体体积变化相等，但两个过程气体压强的平均值不同，因此两个过程气体做功绝对值不同，D错误。

5．【答案】D

【解析】设h1＝h2＝h3＝h，由题图可知，中间封闭气体的压强p＝p0－h2＝p0－h＜p0，左边气体压强pa＝p－h3＝p－h＝p0－2h＜p0；打开K1，中间部分气体压强等于大气压强p0，则h2和h1均变为零，左边气体压强变大，气体体积减小，h3增大，故A、B错误；打开K2，各部分气体压强均不变，则h1、h2、h3均不变，故C错误，D正确。

6．【答案】B

【解析】r0为分子间的平衡距离；大于平衡距离时分子间为引力，小于平衡距离时，分子间为斥力；则有：r大于平衡距离，分子力表现为引力，相互靠近时F做正功，分子动能增加，势能减小，故A正确；当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增加，故B错误；当r等于r0时，分子势能最小，动能最大，故C正确；由于没有外力做功，故分子动能和势能之和在整个过程中不变，故D正确。

7．【答案】B

【解析】b→c过程中，体积不变，压强变小，温度降低，内能减小，故A错误；c→a过程中，压强不变，体积变大，气体对外做功，温度也升高，内能增加，依据热力学第一定律可知，气体要吸收热量，故B正确；由，有，由于，所以Ta=Tb，故C错误，图中面积微元，图中△abc的面积表示外界对气体做的功的，故D错误。

8．【答案】C

【解析】在p－V图象作出等压过程和等温过程的变化图线，如图所示，根据图象与坐标轴所面积表示功，可知W1＞W2。第一种情况，根据＝C可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，ΔU1＞0，根据热力学第一定律有ΔU1＝Q1－W1，第二种情况等温过程，气体等温变化，ΔU2＝0，根据热力学第一定律有ΔU2＝Q2－W2，则Q2＝W2，由上可得ΔU1＞ΔU2，Q1＞Q2，C正确。

9．【答案】BD

【解析】运动员出水后泳衣上的水很快滑落是因为泳衣采用了对水不浸润的材料制成，故A正确；运动员落水后水下气泡内的气体压强大于大气压，故B错误；运动员落水激起的水花中，较小的水滴呈现接近球形是因为表面张力的作用，故C正确；跳水池水温约26摄氏度，保证运动员落水后处于舒适的温度，所以此时运动员和水池温度并不相同，所以没有处于热平衡状态，故D错误。

10．【答案】AC

【解析】一定质量的理想气体等温膨胀时，根据热力学第一定律，温度不变（ΔU＝0），体积膨胀（W＜0），气体吸收热量（Q＞0），该理想气体吸收的热量全部用于对外做了功。故A正确；根据热力学第二定律，不能使内燃机获得的内能全部转化为机械能，而不引起其他变化。故B错误；根据热力学第一定律W+Q＝ΔU，封闭容器中的气体对外做功（W＜0）时，由于和外界热交换不明确，所以气体的内能不一定减少。故C正确；夏天开空调可以使房间的温度比室外低，说明热量可以从低温物体传向高温物体，但必须电对其做功。故D错误。

11．【答案】BD

【解析】过程①气体发生等容变化，温度升高，根据＝C可知气体压强增大，故A错误；过程②气体体积增大，气体对外做正功，故B正确；过程④气体发生等容变化，气体对外不做功，温度降低，内能减小，根据ΔU＝Q＋W可知气体对外放热，故C错误；状态c、d的温度相同，气体内能相等，故D正确。

12．【答案】BC

【解析】由于r＝r0时，分子之间的作用力为零，当r＞r0时，分子间的作用力为引力，随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增加，当r＜r0时，分子间的作用力为斥力，随着分子间距离的减小，分子力做负功，分子势能增加，故r＝r0时，分子势能最小。综上所述，选项BC正确，选项AD错误。

二、(本题共5小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

13．(10分)

【答案】(1)在活塞周围涂上润滑油；不能用手握住注射器封闭气体的部分    保持封闭气体质量不变     (2) V、    (3)b+V0    变小     (每空2分)

【解析】(1)实验中需保证封闭气体质量、温度不变，可以在活塞周围涂上润滑油，防止漏气，操作中不能用手握住注射器封闭气体的部分，防止温度升高。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了保持封闭气体质量不变。

(2)设石子体积为V1，则实际气体体积为，由玻意耳定律可得，为了获得直线，应表示为，应取y轴、x轴分别为V、。

(3)若已知传感器和注射器连接处的软管容积为V0，由(2)中函数关系，对比图线可得，可得这颗石子的体积，则随着V的减小、p的增大，会有轻微漏气、软管会膨胀，导致p、V乘积会变小。

14．(8分)

【解析】(1)在降至室温的过程中，航天服内的气体做等容变化，即  (2分)

解得。  (2分)

(2)设航天服内部体积为V，航天服内的气体的压强由p减至p0的过程中，对航天服内剩余的气体和放出的气体由波意尔定律有pV＝p0Vʹ  (1分)

同温度、同压强下，同种气体的质量之比等于体积之比，有  (1分)

联立解得。  (2分)

15．(10分)

【解析】(1)将活塞向左端缓慢推动的过程中，管内气体温度不变，初态p1＝1.0×105 Pa

V1＝l1S＝0.2×2.0×10－5 m3＝4×10－6 m3   (1分)

末态V2＝l2S＝0.05×2.0×10－5 m3＝1×10－6 m3  (1分)

由玻意耳定律可知p1V1＝p2V2  (1分)

p2＝＝4×105 Pa  (1分)

以橡皮为研究对象，橡皮刚被推动时受到的静摩擦即为最大静摩擦力p2S＝p0S＋f  (1分)

f＝p2S－p0S＝6 N  (1分)

(2)以活塞为研究对象：p2S＝p0S＋F  (1分)

F＝p2S－p0S＝6 N。  (1分)

(3)由第1问可知，p－V图象如图所示。  (2分)

16．(12分)

【解析】(1)由于A、B装有同种气体，所以气体质量之比等于物质的量之比，有

  (1分)

分别对A、B气体，有：，  (2分)

联立可解得。  (1分)

(2)经分析，末态时有体积关系：，  (2分)

压强关系  (1分)

对A中气体：初态，末态  (1分)

对B中气体：初态，末态  (1分)

两部分气体物质的量总量一定：  (1分)

联立解得

即1.25倍。  (2分)

17．(12分)

(2)重新达到平衡后，右汽缸中活塞上方气体的体积Vx。

【解析】(1)与恒温热源接触后，在K未打开时，分析右活塞的受力可知，两活塞下方的气体压强p0保持不变，气体经历等压过程且左活塞不动

初态：，  (1分)

末态：，  (1分)

由盖—吕萨克定律有  (1分)

解得。  (2分)

(2)打开K后，右活塞下降，分析其受力可知，两活塞下方的气体压强大于p0．故左活塞将上升至缸顶．设重新达到平衡后，右活塞上方气体的压强为p，下方气体的压强为p′

因，  (2分)

故  (1分)

活塞上、下方气体分别经历等温过程

对上方气体，由玻意耳定律有  (1分)

对下方气体，由玻意耳定律有  (1分)

联立两式得

解得：（另一个解不符合题意，舍去）。  (2分)