2025年高考物理试题分类汇编 专题14 热学

这是一份2025年高考物理试题分类汇编 专题14 热学，共15页。

A．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将右移
B．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将左移
C．保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将右移
D．保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将左移
【答案】AC
【详解】AB．由题干可知初始左右气体的压强相同，假设在升温的过程中板不发生移动，则由定容过程
可得左侧气体压强增加量多，则板向右移动；A正确B错误；
CD．保持温度不变移动相同的距离时
， 同理得，
若P不移动，则，故
，则，向右移动，C正确D错误。
故选AC
2．（2025·安徽·高考试题）在恒温容器内的水中，让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气，球内气体（可视为理想气体）温度不变，则气球上升过程中，球内气体（ ）
A．对外做功，内能不变B．向外放热，内能减少
C．分子的平均动能变小D．吸收的热量等于内能的增加量
【答案】A
【详解】根据题意可知，气球缓慢上升的过程中，气体温度不变，则气体的内能不变，分子的平均动能不变，气体的体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，由于气体的内能不变，则吸收的热量与气体对外做的功相等。
故选A。
3．（2025·山东·高考试题）分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（ ）
A．只有r大于时，为正B．只有r小于时，为正
C．当r不等于时，为正D．当r不等于时，为负
【答案】C
【详解】两个分子间距离r等于时分子势能为零，从处随着距离的增大，此时分子间作用力表现为引力，分子间作用力做负功，故分子势能增大；从处随着距离的减小，此时分子间作用力表现为斥力，分子间作用力也做负功，分子势能也增大；故可知当不等于时，为正。
故选C。
4．（2025·黑吉辽蒙卷·高考试题）某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体（ ）
A．内能变小B．压强变大
C．分子的数密度变大D．每个分子动能都变大
【答案】B
【详解】A．将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，温度升高，而理想气体内能只与温度相关，则内能变大，故A错误；
B．将糖果瓶带入温暖的车厢过程，气体做等容变化，根据，因为温度升高，则压强变大，故B正确；
C．气体分子数量不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，故C错误；
D．温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故D错误。
故选 B。
5．（2025·云南·高考试题）图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙所示。硬质玻璃泡a内封有一定质量的气体（视为理想气体），与a相连的b管插在水槽中固定，b管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b管的体积与a泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压下，b管上的刻度可以直接读出环境温度。则在下（ ）
A．环境温度升高时，b管中液面升高B．环境温度降低时，b管中液面升高
C．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小D．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大
【答案】BD
【详解】AB．根据题意，中气体做等容变化，根据，当环境温度升高，则中气体压强增大，又
可知b管中液面降低，同理可知环境温度降低时，b管中液面升高，故B正确，A错误；
CD．由AB选项分析可知，管中刻度从上到下温度逐渐升高，同一温度，中压强不变， 管中液面液槽内液面高度差不变，水槽中的水少量蒸发后，槽中液面降低，则管内液面降低，则温度测量值偏大，故D正确，C错误。
故选BD。
6．（2025·山东·高考试题）如图所示，上端开口，下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为，等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，时，气柱高度为，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至时，保持温度不变，活塞不再下降。求：
(1)时，气柱高度；
(2)从状态到状态的过程中，封闭气体吸收的净热量Q（扣除放热后净吸收的热量）。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）活塞开始缓慢上升，由受力平衡
可得封闭的理想气体压强
升温过程中，等压膨胀，由盖-吕萨克定律
解得
（2）升温过程中，等压膨胀，外界对气体做功
降温过程中，等容变化，外界对气体做功
活塞受力平衡有
解得封闭的理想气体压强
降温过程中，等压压缩，由盖-吕萨克定律
解得
外界对气体做功
全程中外界对气体做功
因为，故封闭的理想气体总内能变化
利用热力学第一定律
解得
故封闭气体吸收的净热量。
7．（2025·海南·高考试题）竖直放置的气缸内，活塞横截面积，活塞质量不计，活塞与气缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体，，大气压强，
(1)若加热活塞缓慢上升，体积变为，求此时的温度；
(2)若往活塞上放的重物，保持温度T0不变，求稳定之后，气体的体积。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）活塞缓慢上升过程中，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律
代入数值解得
（2）设稳定后气体的压强为，根据平衡条件有
分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为，整个过程根据玻意耳定律
联立解得
8．（2025·广东·高考试题）铸造金属元件时，通过往进气口打气，将下方金属液体压进上方预热过的铸型室。其中铸型室与下方装金属液的气室形状都为柱体，铸型室底面积，高，铸型室底部与下方液面差初始为，上方出气口与大气连通，大气压强，下方气室的底面积，金属液体密度，。管道面积忽略不计。
(1)当铸型室刚好充满金属液时，求下方液面下降高度与下方气室内气体压强。
(2)将出气口关闭铸型，当上方铸型室液面高为时，求下方气室内气体压强。
【答案】(1)，
(2)
【详解】（1）根据体积关系
可得下方液面下降高度
此时下方气体的压强
代入数据可得
（2）初始时，上方铸型室气体的压强为，体积
当上方铸型室液面高为时体积为
根据玻意耳定律
可得此时上方铸型室液面高为时气体的压强为
同理根据体积关系
可得
此时下方气室内气体压强
代入数据可得
9．（2025·浙江·高考试题）如图所示，导热良好带有吸管的瓶子，通过瓶塞密闭T1 = 300 K，体积V1 = 1 × 103 cm3处于状态1的理想气体，管内水面与瓶内水面高度差h = 10 cm。将瓶子放进T2 = 303 K的恒温水中，瓶塞无摩擦地缓慢上升恰好停在瓶口，h保持不变，气体达到状态2，此时锁定瓶塞，再缓慢地从吸管中吸走部分水后，管内和瓶内水面等高，气体达到状态3。已知从状态2到状态3，气体对外做功1.02 J；从状态1到状态3，气体吸收热量4.56 J，大气压强p0 = 1.0 × 105 Pa，水的密度ρ = 1.0 × 103 kg/m3；忽略表面张力和水蒸气对压强的影响。
(1)从状态2到状态3，气体分子平均速率_____（“增大”、“不变”、“减小”），单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数_____（“增大”、“不变”、“减小”）；
(2)求气体在状态3的体积V3；
(3)求从状态1到状态3气体内能的改变量ΔU。
【答案】(1) 不变 减小
(2)V3 = 1.0201 × 103 cm3
(3)ΔU = 2.53 J
【详解】（1）[1][2]从状态2到状态3，温度保持不变，气体分子的内能保持不变，则气体分子平均速率不变，由于气体对外做功，则气体压强减小，故单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数减小。
（2）气体从状态1到状态2的过程，由盖—吕萨克定律
其中
，，
解得
此时气体压强为
气体从状态2到状态3的过程，由玻意耳定律
其中
代入数据解得，气体在状态3的体积为
（3）气体从状态1到状态2的过程中，气体对外做功为
由热力学第一定律
其中
，
代入解得，从状态1到状态3气体内能的改变量为
10．（2025·福建·高考试题）洗衣机水箱的导管内存在一竖直空气柱，根据此空气柱的长度可知洗衣机内的水量多少。当空气柱压强为p1时，空气柱长度为L1，水位下降后，空气柱温度不变，空气柱内压强为p2，则空气柱长度L2=___________ ，该过程中内部气体对外界___________ 。（填做正功，做负功，不做功）
【答案】 做正功
【详解】[1]设细管的截面积为S，根据玻意耳定律有
可得
[2]根据题意当洗衣机内的水位下降时，空气柱长度变长，故内部气体对外界做正功。
2025年高考模拟试题分类汇编
1．（2025河南模拟）如图所示，密封包装的食品袋从低海拔运送到高海拔地区的过程中，会发生膨胀现象。若此过程中温度不变，袋内空气视为理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．袋内空气对外界做功，内能减小
B．袋内空气分子的平均动能减小
C．袋内空气压强减小
D．袋内空气向外界放热
【答案】C
【详解】A．食品包装袋会发生膨胀，气体体积变大，则袋内空气对外界做功，气体膨胀过程中温度不变，内能不变，故A错误；
B．气体膨胀过程中温度不变，所以袋内空气分子的平均动能不变，故B错误；
C．根据
温度不变，体积变大， 所以压强减小，故C正确；
D．根据热力学第一定律
温度不变，则
体积变大，则
所以
袋内空气一定对外界吸热，故D错误。
故选C。
2．（2025河南模拟）如图所示，内壁光滑的绝热汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的理想气体。在外力作用下，活塞从A处缓慢运动到B处，该过程中（ ）
A．气体的内能减小B．气体分子的数密度变大
C．气体分子的平均动能增加D．单位时间内气体分子对单位缸壁的作用力增大
【答案】A
【详解】A．汽缸绝热，汽缸内封闭的气体与外界没有热交换，活塞从A处缓慢运动到B处，气体体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律，气体内能减小，故A正确；
B．汽缸内封闭的气体物质的量不变，总分子数不变，活塞从A处缓慢运动到B处，气体体积变大，故气体分子的数密度变小，故B错误；
C．气体内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故C错误；
D．活塞从A处缓慢运动到B处，体积增大，温度降低，由理想气体状态方程
气体压强减小，由气体压强微观解释，单位时间内气体分子对单位缸壁的作用力减小，故D错误。
故选A。
3．（2025河南模拟）一定质量的理想气体，状态变化过程如图中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下图中的p-T图像或V-T图像上，下列选项正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】AB．分析图像可知，为等压膨胀， 是等温压缩（反比例函数图像为双曲线），是等容降温，根据理想气体状态方程，可知p-T图像中为平行横轴的直线， 是平行纵轴的直线，是过原点的直线，选项A正确，B错误；。
CD ．V-T图像中为过原点的直线， 是平行纵轴的直线，是平行横轴的直线，图像C的变化方向错误，故选项CD错误。
故选A。
4．小明的爷爷喜欢喝盖碗茶，泡茶时，他向茶杯中倒入足够多的沸水，使得盖上杯盖后茶水漫过杯盖，然后静置一段时间就可以喝了，已知盖上杯盖后，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低，则（ ）
A．泡茶时，用沸水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大
B．水的颜色由浅变深，说明水分子在做布朗运动
C．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的压强变大
D．温度降低的过程中，杯内气体向外界放热
【答案】D
【详解】A．温度升高时，气体分子的平均动能变大，并不是每个分子动能都越大，选项A错误；
B．水的颜色由浅变深，说明固体茶颗粒在做布朗运动，选项B错误；
C．杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的温度降低，体积不变，则压强变小，选项C错误；
D．温度降低的过程中，杯内气体体积不变，不对外做功，内能减小，则气体向外界放热，选项D正确。
故选D。
5．如图所示，用容积为的活塞式抽气机对容积为的容器中气体抽气，抽气过程中气体温度保持不变，容器中原来的气体压强为，抽气机与容器连接部分的体积不计，则第1次抽气后容器中的气体压强（ ）
A．，抽气过程中气体对外做正功
B．，抽气过程中外界对气体做正功
C．，抽气过程中气体对外做负功
D．，抽气过程中外界对气体做负功
【答案】A
【详解】抽气过程中气体温度保持不变，由气体状态方程有
得
抽气过程中，气体体积增大，气体对外做正功。
故选A。
6．如图所示，水平地面上竖直放置着一个高为的圆柱形绝热气缸，气缸内有一定质量的理想气体，气缸底部通过阀门连接气筒，横截面积为且导热性能良好的活塞将气体分成上下两部分，轻质弹簧上下两端分别固定于活塞下表面和气缸底部。开始时轻质弹簧处于原长，活塞恰好位于气缸正中间位置，活塞上部分气体压强为，下部分气体压强为，两部分气体的温度均为。现在对气体缓慢加热使活塞上升，稳定后，两部分气体的温度均为，之后温度保持不变。已知重力加速度为，忽略电热丝、轻质弹簧、阀门所占气缸内的体积，不计活塞的厚度，活塞与气缸之间无摩擦且不漏气。下列说法正确的是（ ）
A．活塞的质量为
B．弹簧的劲度系数为
C．缓慢抽气使活塞回到气缸正中间位置，上部分气体的压强为
D．缓慢抽气使活塞回到气缸正中间位置，需要抽出气体的体积在温度为、压强为的条件下为
【答案】D
【详解】A．活塞静止在气缸正中间时，设活塞的质量为，由平衡条件
解得，故A错误；
B．对气体缓慢加热使活塞上升0.2h，设稳定后上部分气体的压强为，下部分气体的压强为，弹簧的劲度系数为。由理想气体状态方程有，
由平衡条件有
联立上式，解得弹簧的劲度系数为，故B错误；
C．对于上部分气体，设活塞回到气缸正中间位置，上部分气体的压强为，根据理想气体状态方程
解得，故C错误；
D．当活塞回到正中间位置，上部分气体的压强为，设下部分气体的压强为。根据平衡条件有
对下部分气体缓慢抽气，等温变化过程满足关系有
解得，故D正确。
故选D。