壓軸題 熱學（解析版）-2024年新高考物理壓軸題專項訓練

a號

NO.1

壓軸題解讀

i.本專題是熱學部分的典型題型,包括應用分子運動論、氣體實驗定律、熱力學定律的知識解決實際問題。高

考中經常在選擇題中命題,計算題中必考，2024年高考對于氣體的考查仍然是熱點。

2.通過本專題的復習，不僅利于完善學生的知識體系，也有利于培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)。

3.用到的相關知識有:分子動理論,分子的能內，理想氣體狀態(tài)方程，熱力學第一、第二定律的知識等。近幾年

的高考命題中一直都是以壓軸題的形式存在，重點考查分子力、分子勢能,玻意耳定律,查理定律，蓋一呂薩克

定律,熱力學第一定律等。

NO.2

壓軸題密押

解題要領歸納

考向一:分子力和分子勢能

i.分子力與分子勢能的比較

分子力F分子勢能與

圖像

一'哥力

r<r0F隨r增大而減小，表現(xiàn)為斥力r增大，F(xiàn)做正功，瑪減小

隨分子間距離的變化r>r0r增大，歹先增大后減小，表現(xiàn)為引力r增大,尸做負功，瑪增大

情況

r=rQ其尸庫，F(xiàn)=?，斪钚。粸榱?/p>

r>10r0引力和斥力都很微弱，F(xiàn)=0Ep=0

2.判斷分子勢能變化的“兩法”

方法一:利用分子力做功判斷:分子力做正功,分子勢能減??；分子力做負功，分子勢能增加。

方法二:利用分子勢能瑪與分子間距離r的關系圖線判斷:如圖所示。但要注意此圖線和分子力與分子間距

離的關系圖線形狀雖然相似，但意義不同，不要混淆。

3.分析物體內能問題的四點提醒

（1）內能是對物體的大量分子而言的，對于單個分子的內能沒有意義。

（2）決定內能大小的因素為:物質的量、溫度、體積、以及物質狀態(tài)。

（3）通過做功或熱傳遞可以改變物體的內能。

（4）溫度是分子平均動能的標志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能相同。

考向二:氣體圖像問題

1.氣體狀態(tài)變化的圖像分析

等溫變化等容變化等壓變化

P-.圖像

P-V圖像P-T圖像V-T圖像

P]/VV

小小2\/。2

圖像/八

"__!__4“1a

0T

0V01/V0T

T2>T1V2<V]P2Vpi

T2>TI

（其中。為恒「=。畤,斜率仁「=專7,斜率k斜率％=

p

量），即pv之積越大的等

特點CT,即斜率越大，溫度=3,即斜率越c,即斜率越大，壓

溫線溫度越高，線離原點p

越高

越遠大，體積越小強越小

［注意］上表中各個常量“C”意義有所不同。（可以根據(jù)克拉伯龍方程=確定各個常量“C”意義）

2.氣體狀態(tài)變化圖像的分析方法

⑴明確點、線的物理意義:求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題，應當明確圖像上的點表示一定質量的理想氣體的一

個平衡狀態(tài)，它對應著三個狀態(tài)參量；圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質量的理想氣體狀態(tài)變化的

一個過程。

（2）明確圖像斜率的物理意義:在V-T圖像（p-T圖像）中，比較兩個狀態(tài)的壓強（或體積）大小,可以比較這兩

個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小,其規(guī)律是:斜率越大，壓強（或體積）越小;斜率越小，壓強（或體積）越大。

（3）明確圖像面積的物理意義:在p-V圖像中，p-V圖線與V軸所圍面積表示氣體對外界或外界對氣體所做

的功。

考向三:理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律

1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律的關系

'溫度不變：初％=。2%（玻意耳定律）

圓匕=四內體積不變：挈=格（查理定律）

rpT*I11

2壓強不變：條=辛（蓋-呂薩克定律）

［注意］適用條件:一定質量的某種理想氣體。

2.解決問題的基本思路

根據(jù)題意，選出所研究的某一部分一定質量

獨對象I

氣體：

「否則我油冠而芬耳桎狀羔爰至婁花箭后的:

P、KT數(shù)值或表達式，壓強的確定是關鍵：

逋置/認清變化過程，正確選用物理規(guī)律：

蓊%」逐詞與賴樂考蔽窠二至盍比崔麗菽森,;

圖循｝有時要討論結果的合理性：

考向四，氣體實驗定律與熱力學定律的綜合

求解氣體實驗定律與熱力學定律的綜合問題的一般思路

?題型01分子力和分子勢能

蜃目工如圖所示，將甲分子固定于坐標原點。處，乙分子放置于r?軸上距離。點很遠的心處，「1、乃、73為T

軸上的三個特殊的位置，甲、乙兩分子間的作用力F和分子勢能4隨兩分子間距離r的變化關系分別如圖

中兩條曲線所示，設兩分子間距離很遠時，場=0?，F(xiàn)把乙分子從Q處由靜止釋放，下列說法中正確的是

（）

A.虛線為4-r圖線、實線為F-r圖線

B.當分子間距離rV正時，甲、乙兩分子間只有斥力，且斥力隨「減小而增大

C.乙分子從Q到定做加速度先增大后減小的加速運動，從生到r1做加速度增大的加速運動

D.乙分子從Q到r2的過程中,分子勢能先增大后減小,在八位置時分子勢能最小

【答案】A

【解析】由于分子間的距離等于平衡位置的距離時，分子勢能最小，所以虛線為分子勢能圖線（珞-7'圖線），

實線為分子間作用力圖線（F-r圖線），選項4正確；由于分子是由帶正電荷的原子核和帶負電荷的電子組

成，所以無論兩個分子之間的距離多大，分子之間既存在斥力，又存在引力，選項B錯誤；乙分子從r4到r2

所受的分子力（表現(xiàn)為引力）先增大后減小，根據(jù)牛頓第二定律，乙分子做加速度先增大后減小的加速運

動，乙分子從r2到n所受的分子力（表現(xiàn)為斥力）一直增大，根據(jù)牛頓第二定律，乙分子做加速度增大的減

速運動，選項C錯誤;根據(jù)分子勢能圖線可知，乙分子從「4到H的過程中，分子勢能先減小后增大，在r2位

置時分子勢能最小，選項。錯誤。

?題型02氣體圖像問題

遮目叵（多選）如圖所示,一定質量的理想氣體，從圖示A狀態(tài)開始，經歷了B、。狀態(tài),

最后到。狀態(tài)，下列判斷正確的是（

A.A-3過程溫度升高，壓強不變

B.過程體積不變，壓強變小

C.過程體積不變，壓強不變

D.過程體積變小，壓強變大

【答案】ABD

［解析】由題圖可知，在A-B的過程中，氣體溫度升高，體積變大，且體積與溫度成正比，由竿=?？芍?

氣體壓強不變，故選項4正確；在B-C的過程中，體積不變，而溫度降低，由［丁=。可知，氣體壓強變

小，故選項B正確，。錯誤；在。一。的過程中，氣體溫度不變，體積變小，由竿=C可知，氣體壓強變大,

故選項。正確。

?題型03理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律

題目區(qū)如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細均勻，內壁光滑，橫截面積分別為S、2S,由體

積可忽略的細管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質活塞將一定質量的理想氣體封閉，左側汽缸底部與活塞

用輕質細彈簧相連。初始時，兩汽缸內封閉氣柱的高度均為彈簧長度恰好為原長。現(xiàn)往右側活塞上表

面緩慢添加一定質量的沙子，直至右側活塞下降!H,左側活塞上升已知大氣壓強為M，重力加速

度大小為g,汽缸足夠長，汽缸內氣體溫度始終不變,彈簧始終在彈性限度內。求：

S2S

V//////////////////////////,

⑴最終汽缸內氣體的壓強；

（2）彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質量。

【答案】⑴睜。⑵鬻,

【解析】（1）對左右兩汽缸內所封的氣體，初態(tài)壓強

Pi=Po

體積弘=SH+2sH=3SH

末態(tài)壓強外,體積％=S---H+--H-2S=^-SH

根據(jù)玻意耳定律可得P1%=22%

解得22=居”）。

⑵對右側活塞受力分析可知mg+Po-2S=p2-2S

解得？n=怨,

17g

對左側活塞受力分析可知p0S+k.：H=p2S

解得k=需。

?題型04氣體實毆定律與熱力學定律的綜合

題目［）如圖所示，豎直放置的光滑圓柱形絕熱汽缸，上端開口，有一質量7/1=10kg、橫截面積S=10cm2的

絕熱活塞將一定質量的理想氣體封閉在汽缸內，在汽缸內距缸底八=0.2館處有體積可忽略的卡環(huán)a、仇

使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在a、b上，缸內氣體的壓強等于大氣壓強,溫度為￡=200K?，F(xiàn)通

過內部電熱絲緩慢加熱汽缸內氣體，直至活塞恰好離開a、鼠已知大氣壓強p0=1.0X105

Pa?求：（g取lOm/s?）

（1）活塞恰要離開a、b時，缸內氣體的壓強pi；

（2）當活塞緩慢上升曲=0.1小時（活塞未滑出汽缸）缸內氣體的溫度T為多少？

（3）若從開始加熱到活塞緩慢上升ZVi=0.1館的全過程中電阻絲放熱52J,求氣體內能

的變化量AU。

【答案】（1）2.0x105pa（2）600K（3）32J

［解析】（1）活塞恰要離開而時，由活塞平衡有：poS+mg=P1S

10x105

可得缸內氣體的壓強為：p產仍+贊=L0xl（）5Pa+pa=2.0x10Pa。

S10xIO-4

（2）當活塞緩慢上升ZVz=0.1小時，缸內氣體的壓強為a,理想氣體狀態(tài)方程有：

p0Sh_a仇+ZVi）S

~W=T

代入數(shù)據(jù)可得：T=600Ko

（3）從開始加熱到活塞緩慢上升Mi=0.16的全過程中，氣體對外界做功為：

皿=一勒松/1=-20J

全過程中電阻絲放熱52J,即氣體吸收熱量為：Q=52J

根據(jù)熱力學第一定律：AU=W+Q

可得：A"=32J

即氣體內能增加了32Jo

NO.3

壓軸題速練

一、單融

［題目［1〕（2024?安徽?一模）一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始。第一次經絕熱過程到狀態(tài)b；第二次先經等壓

過程到狀態(tài)c,再經等容過程到狀態(tài)b。p-V圖像如圖所示。則（）

A.過程。氣體從外界吸熱

B.arc-b過程比a-6過程氣體對外界所做的功多

C.氣體在狀態(tài)a時比在狀態(tài)b時的分子平均動能小

D.氣體在狀態(tài)a時比在狀態(tài)c時單位時間內撞擊在單位面積上的分子數(shù)少

【答案】B

【詳解】c-b過程，氣體體積不變，即等容變化過程，氣體壓強變小，溫度降低，故內能減小。該過程氣體對

外不做功，故氣體向外界放熱，A錯誤；由微元法可得p—U圖像與橫坐標圍成的面積表示為氣體做功的

多少，由圖像可知，a->c過程比a->b過程氣體對外界所做的功多,B正確；a->b過程為絕熱過程，氣

體體積變大對外做功，由熱力學第一定律可知，氣體內能減小，溫度降低。溫度是分子平均動能的標志，故

氣體在狀態(tài)a時比在狀態(tài)b時的分子平均動能大，。錯誤；a-c過程，氣體的壓強相等，體積變大溫度變

大，分子的平均動能變大，分子撞擊容器壁的動量變化量變大。由氣體壓強的微觀解釋可知，在狀態(tài)a時比

在狀態(tài)c時單位時間內撞擊在單位面積上的分子數(shù)多，。錯誤。

故選及

題目囪（22-23高三下.江蘇徐州.開學考）分子a固定在立軸上的。點，另一分子b由無窮遠處只在分子力

的作用下沿，軸負方向運動,其分子勢能隨兩分子距離的變化規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是（）

A.從無窮遠處到c=電處，分子b的速度先增大后減小

B.從無窮遠處到①=處處，分子b的加速度先增大后減小

C.分子6在2=電處，兩分子間的分子力最大

D.分子6在c=g處，兩分子間的分子力為零

【答案】B

【詳解】分子間存在斥力和引力，當二者大小相等時兩分子勢能最小，所以分子在殘?zhí)幨艿降姆肿恿?,

故。錯誤；從無窮遠處到，=◎處，分子a對分子b的引力一直做正功，分子勢能減小，分子動能增大，所以

分子b的速度一直在增大，故人錯誤：從無窮遠處到。=g處，分子a對分子6的引力先增大后減小，所以

分子b的加速度先增加后減小，故B正確；分子6在2=為處，兩分子間的分子力表現(xiàn)為斥力，不為零，故。

錯誤；

故選B。

題目區(qū)（2024.北京海淀.一模）兩個分子相距無窮遠，規(guī)定它們的分子勢能為0。讓分子甲不動，分子乙從無

窮遠處逐漸靠近分子甲。它們的分子勢能E,隨分子間距離「變化的情況如圖所示。分子乙從無窮遠到八

的過程中，僅考慮甲、乙兩個分子間的作用，下列說法正確的是（）

A.分子力始終表現(xiàn)為引力B.分子力先變大后一直減小

C.分子力對乙先做正功后做負功D.分子乙的動能先變小后變大

【答案】。

【詳解】分子勢能最小時，分子之間的距離為平衡距離，則分子乙從無窮遠到了1的過程中，分子力先表現(xiàn)為

引力，后表現(xiàn)為斥力，故A錯誤；分子乙從無窮遠到為的過程中，分子力先增大后減小，過了平衡距離之后

又增大，故B錯誤；分子乙從無窮遠到小的過程中，分子力先表現(xiàn)為引力做正功，勢能減小，動能增加,過平

衡距離之后，表現(xiàn)為斥力做負功，勢能增加，動能減小，故。正確，。錯誤。

故選。。

題目回（23-24高三下?江蘇宿遷?開學考）關于下列各圖，說法正確的是（）

薄板上的蜂蠟融化成圓形區(qū)域

甲

A.圖甲中實驗現(xiàn)象說明薄板材料是非晶體

B.圖乙當分子間距離為為時，分子力為零，分子勢能最小

C.圖丙中，3對應曲線為同一氣體溫度較高時的速率分布圖

D.圖丁中，微粒越大單位時間內受到液體分子撞擊次數(shù)越多，布朗運動越明顯

【答案】B

【詳解】圖甲中，實驗現(xiàn)象說明薄板材料在導熱性上具有各向同性，但薄板材料可能是非晶體，也可能是多

晶體，故A錯誤；圖乙當分子間距離為時，分子力為零，，分子勢能最小，故B正確；圖丙中，4對應曲線為同

一氣體溫度較高時的速率分布圖，故。錯誤；圖丁中，微粒越小，單位時間內受到液體分子撞擊次數(shù)越少，

不平衡性越明顯，布朗運動越明顯，故。錯誤。

故選B。

題目回（2024.北京朝陽?一模）如圖是一定質量的理想氣體由狀態(tài)A經過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)。的V-T圖像。

已知氣體在狀態(tài)A時的壓強是L5xl（）5pa。下列說法正確的是（）

A.氣體在狀態(tài)A的溫度為200K

B.氣體在狀態(tài)。的壓強為3X105Pa

C.從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,氣體的壓強越來越大

D.從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中,氣體的內能保持不變

【答案】A

【詳解】從人到B過程中，氣體的體積與熱力學溫度成正比，所以氣體發(fā)生等壓變化，壓強保持不變，即

加=PB=1-5X105Pa,根據(jù)蓋一呂薩克定律導=黑，代入數(shù)據(jù)解得4=200K,故A正確，C錯誤；從B

到。過程中，氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律黑=冬，代入數(shù)據(jù)解得p0=2xl（fPa,故B錯誤；從狀態(tài)

B到狀態(tài)。的過程中，氣體溫度升高，內能增加，故。錯誤。

故選A。

【題目回（2024?北京西城?一模）將一只壓癟的乒乓球放到熱水中，發(fā)現(xiàn)乒乓球會恢復原狀。在這個過程中，關

于乒乓球內被封閉的氣體，下列說法正確的是（）

A.氣體分子的平均動能不變B.所有分子的運動速度都變大

C.氣體吸收的熱量大于其對外做的功D.氣體吸收的熱量等于其增加的內能

【答案】。

【詳解】乒乓球恢復原狀的過程中，球內被封閉的氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大,選項A錯誤；根

據(jù)氣體分子速率分布的特點可知，溫度升高時，氣體分子的平均速率將增大，并不是所有分子的運動速率

都變大，選項B錯誤；乒乓球恢復原狀的過程中，氣體溫度升高，內能增加，同時對外做功，根據(jù)熱力學第一

定律

△U=Q+0,可知,氣體吸收熱量，且氣體吸收的熱量大于其對外做的功，大于其增加的內能，選項C

正確，。錯誤。

故選。。

題目7〕（2024?北京房山?一模）下列說法正確的是（）

A.液體分子的無規(guī)則熱運動稱為布朗運動

B.物體對外界做功，其內能一定減少

C.物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大

D.在太空實驗室里，水滴的形狀是一個完美的球形，這是表面張力作用使其表面具有擴張趨勢而引起的

結果

【答案】。

【詳解】布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運動，間接反映液體分子的無規(guī)則運動，故A錯誤；

物體對外界做功，如果同時從外界吸收熱量，其內能不一定減少，故B錯誤;物體溫度升高，其分子熱運動

的平均動能增大，故。正確；在太空實驗室里，水滴的形狀是一個完美的球形，這是表面張力作用使其表面

具有收縮趨勢而引起的結果，故。錯誤。

故選。。

題目回（2024?北京海淀?一模）將一只踩扁的乒乓球放到熱水中，乒乓球會恢復原形，則在乒乓球恢復原形的

過程中，球內氣體（）

A.吸收的熱量等于其增加的內能B.壓強變大，分子平均動能變大

C.吸收的熱量小于其增加的內能D.對外做的功大于其吸收的熱量

【答案】B

【詳解】將踩扁的乒乓球放入熱水中，一段時間后，乒乓球恢復為球形，說明壓強變大，是因為乒乓球中的氣

體吸收熱量，溫度升高，氣體內能增大，分子平均動能變大；由于氣體壓強變大，體積膨脹,所以氣體對外做

功，根據(jù)熱力學第一定律AU=Q+W,可知A。>。，Q>Q,W<0,則即氣體吸收的

熱量一部分轉化為氣體的內能，一部分用來對外做功，因此氣體吸收的熱量大于其增加的內能，也大于氣

體對外做的功。

故選B。

］題目司（2024?貴州黔西?一模）如圖所示為一定質量的理想氣體的p-V圖像，第一次該理想氣體從狀態(tài)a

經等溫過程到狀態(tài)6,第二次從狀態(tài)a經絕熱過程到狀態(tài)c。下列說法正確的是（）

P

a

b

oV

A.ab過程中，氣體始終放熱B.ab過程中，外界對氣體做功

C.ac過程中，氣體的內能不變D.ac過程中，氣體的溫度降低

【答案】。

【詳解】AB.ab過程中，氣體溫度不變,則氣體的內能不變，氣體體積增大，則氣體對外做功，根據(jù)熱力學

第一定律AU=W+Q可知ab過程中，氣體吸熱，故AB錯誤；ac過程中，氣體體積增大，則氣體對外做

功，ac過程中絕熱，根據(jù)熱力學第一定律可知氣體的內能減小，氣體的溫度降低，故。正確，。錯誤。

故選。。

題目包（2024?北京東城?一模）用活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，改變條件使氣缸內氣體發(fā)生

由a一6一c的變化過程，其p-V圖像如圖所示，其中ac為等溫線，已知理想氣體的內能與熱力學溫度成

正比，下列說法正確的是（）

仔

ovQV

A.過程氣缸中氣體的密度不變B.a-b的過程氣體是從外界吸收熱量的

C.a-b-c的總過程氣體是向外界放熱的D.a狀態(tài)氣體的體積是c狀態(tài)氣體體積的2倍

【答案】。

【詳解】4由圖可知，a-6過程氣體進行等壓變化，體積減小，氣缸中氣體的密度增大，故A錯誤;a^b

過程氣體體積減小，溫度降低，氣體內能減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體放出熱量，

故B錯誤；ac為等溫線，兩點內能相同，從a-6fc過程體積減小，外界對氣體做功,根據(jù)熱力學第一定律

可知，全過程氣體放熱，所以a-b過程氣體放出的熱量大于b-c過程氣體吸收的熱量，即總過程氣體是向

外界放熱的，故。正確；ac為等溫線，即poK=3po%,所以匕=3%,故。錯誤。

故選。。

題目兀（2024.北京朝陽?一模）關于質量一定的理想氣體，下列說法正確的是（）

A.氣體溫度降低，其壓強一定減小

B.氣體體積減小，其壓強一定增大

C.氣體不斷被壓縮的過程中，其溫度一定升高

D.氣體與外界不發(fā)生熱量交換的過程中，其內能也可能改變

【答案】。

【詳解】根據(jù)題意，由理想氣體狀態(tài)方程哈=?？芍?，若氣體溫度降低，體積也減小，其壓強可能增大，可

能不變，可能減小，故AB錯誤；由熱力學第一定律At/=W+Q,可知，氣體不斷被壓縮的過程中，外界對

氣體做正功，如果氣體同時向外界放熱，氣體的內能可能不會增加，氣體溫度不一定升高，若氣體與外界不

發(fā)生熱量交換的過程中，如果外界對氣體做功，氣體內能發(fā)生變化，故。錯誤，。正確。

故選

題目電（2024.重慶.二模）如圖，玻璃管中封閉一定質量的理想氣體倒扣在水銀槽中，當溫度為或時，管內

的水銀面比槽內水銀面高hem,管中氣體的長度也為稅小。當把玻璃管緩慢下壓至管底部與槽內水銀面

持平，同時改變氣體的溫度保持管內氣體體積不變，已知大氣壓強為3（單位：。小殖），則管內氣體（）

A.最終壓強為B.對外界做功

C.溫度的變化量為工眸D.對外界放出熱量

Po-h

【答案】。

【詳解】當玻璃管底部與槽內水銀面持平，保持管內氣體體積不變，則管內的水銀面比槽內水銀面低hem,

最終壓強為p=p0+h故A錯誤；由于體積不變，所以對外界不做功W=0,故B錯誤;原來氣體的壓強P1=

根據(jù)查理定律察=條,解得T=&邙或，溫度的變化量為，故。正確；由于溫度升高，

ToTp0-hp0-h

At/>0

根據(jù)XU=Q+W,可得Q>0從外界吸收熱量，故D錯誤。

故選。。

題目亙（2024?安徽池州?二模）如圖甲所示為壓氣式消毒噴壺,若該壺容積為2L,內裝1.43消毒液。閉合閥

門K,緩慢向下壓A，每次可向瓶內儲氣室充入0.05乙的LOot力的空氣,經幾次下壓后，壺內氣體壓強變?yōu)?/p>

2.0atm時按下B,閥門K打開,消毒液從噴嘴處噴出，噴液全過程氣體狀態(tài)變化p—V圖像如圖乙所示。

（已知儲氣室內氣體可視為理想氣體,充氣和噴液過程中溫度保持不變，1.0^m=1.0x105Pa）下列說法正

確的是（）

A.充氣過程向下壓A的次數(shù)n=10次

B.氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體吸收的熱量大于氣體做的功

C.乙圖中RtAOAC和RtAOBD的面積相等

D.從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,氣體分子單位時間內對器壁單位面積上的碰撞次數(shù)不變

【答案】。

【詳解】A.壺中原來空氣的體積弘=0.6L,由玻意耳定律PI（TZ%+M）=22%，解得九=12,故A錯誤；氣體

從A到B,體積增大，對外做功，由于溫度不變，理想氣體內能不變，根據(jù)熱力學第一定律AU=Q+W可

得,氣體吸收的熱量等于氣體做的功,故B錯誤;三角形面積為S=ypV,由題意可知，圖線為等溫曲線，由

理想氣體狀態(tài)方程當=C,則pV=CT,由于C是常數(shù)，溫度T保持不變，則pV相等，兩三角形

RtAO力。和R1AOBD的面積相等，故。正確；力到B的過程中，溫度不變，分子平均運動速率不變，但是體

積變大，分子變稀疏，壓強減小，所以氣體分子單位時間內對器壁單位面積上的碰撞次數(shù)減少，故D錯誤。

故選。。

題目口（2024.海南.模擬預測）真空輪胎在輪胎和輪圈之間封閉著一定質量的空氣。海南夏天天氣炎熱，胎

內氣體開始升溫，假設此過程胎內氣體的體積不變，則此過程中（）

A.每個氣體分子動能均增大B.氣體對外做功

C.速率大的區(qū)間內分子數(shù)減少D.氣體壓強增大

【答案】。

【詳解】A.氣體分子的平均動能Ek=電7=胎內氣體開始升溫，則平均動能增大，平均速率增

大，但不是每一個氣體分子的速率都減小，故A錯誤；胎內氣體的體積不變，則氣體對外做功為零，故B錯

誤;溫度升高，根據(jù)氣體分子速率分布可知速率小的區(qū)間內分子數(shù)減少，速率大的區(qū)間內分子數(shù)增多，圖像

的最高點向溫度高的方向移動，故。錯誤；由理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT可知，一定質量的理想氣體溫

度升高，體積不變,則壓強增大，故D正確。

故選。。

題目H（2024?湖北?二模）如圖為一定質量的理想氣體經歷a-b-c過程的壓強p隨攝氏溫度t變化的圖

像，其中就平行于力軸，cb的延長線過坐標原點。下列判斷正確的是（）

A.a-b過程，所有氣體分子的運動速率都減小

B.a-b過程,單位時間撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增加

C.b-c過程，氣體體積保持不變,從外界吸熱，內能增加

D.b-c過程,氣體膨脹對外界做功,從外界吸熱，內能增加

【答案】8

【詳解】a-b過程，溫度降低，氣體分子的平均速率減小，滿足統(tǒng)計規(guī)律，也有個別分子運動速率會增加，A

錯誤；a-b過程，溫度降低，分子撞擊容器壁的平均作用力減小，而壓強保持不變，因此單位時間撞擊單位

面積器壁的分子數(shù)增加，B正確；把該圖像轉化為p—T圖像如圖

在b-C過程，圖像上的點與坐標原點連線斜率增加，根據(jù)*=C可知氣體體積減小,外界對氣體做功,

溫度升高內能增加，錯誤。

故選B。

1目包（2024.北京延慶.一模）一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經歷三個過程冼后到達狀態(tài)b和c,最

后回到原狀態(tài)a,其p-T圖像如圖所示。下列判斷正確的是（）

A.從狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中，氣體既不吸熱也不放熱

B.從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中，氣體的內能增加

C.從狀態(tài)c到狀態(tài)a的過程中，氣體的體積不變

D.a、6和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a時分子的平均動能一定最大

【答案】。

【詳解】從狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中，氣體壓強不變，溫度升高，內能增加，體積變大，氣體對外做功，則根據(jù)

AU=W+Q則氣體吸熱，選項A錯誤；從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中，氣體的溫度不變，則內能不變，選項B

錯誤：根據(jù)p=令T,可知，從狀態(tài)c到狀態(tài)a的過程中，氣體的體積不變，選項。正確；a、6和c三個狀態(tài)

中，狀態(tài)a時溫度最低，可知該狀態(tài)下分子的平均動能一定最小，選項。錯誤。

故選C。

題目□乙（2024.天津.一模）一定質量的理想氣體狀態(tài)變化情況如圖所示，a、c狀態(tài)的溫度相同，下列判斷正

確的是（）

P

a

A.a狀態(tài)比b狀態(tài)的內能大B.a到6過程氣體吸收熱量

C.b到c過程氣體對外做功D.b到c過程氣體內能不變

【答案】B

【詳解】從a狀態(tài)到b狀態(tài),氣體產生等壓變化，體積增大，由蓋一呂薩克定律可得條=熹可知氣體溫度

la4

升高，一定質量的理想氣體內能由溫度決定，因此氣體的內能增加，即AU>0,由熱力學第一定律AU=W

+Q,由于體積增大,氣體對外做功，即W<0,則有Q>0,即氣體吸收熱量，A錯誤，B正確；從6到c過

程，氣體產生等容變化，由查理定律可得粵=黑，氣體壓強減小，溫度降低，因此氣體的內能減小，即AL7

耳1c

V0,氣體的體積不變，氣體對外不做功，CD錯誤。

故選B。

蜃回主］（2024?遼寧鞍山?二模）氣閘艙是載人航天器中供航天員進入太空或由太空返回用的氣密性裝置，其

簡化裝置如圖所示，座艙人與氣閘艙B之間裝有閥門K,座艙月中充滿一定質量的空氣（可視為理想氣

體）,氣閘艙B內為真空。航天員從太空返回氣閘艙時，打開閥門K,A中的氣體進入B中，最終達到平衡。

氣閘艙與座艙在太空中可認為與外界絕熱。下列說法正確的是（）

A.氣體平衡后壓強增大B.氣體平衡后內能減小

C.氣體平衡后溫度不變D.氣體平衡后分子熱運動的平均動能增大

【答案

【詳解】A.氣體平衡后體積增大，密度減小，壓強減小，A錯誤；氣體自由擴散，沒有對外做功，氣閘艙與座

艙在太空中認為與外界絕熱，則氣體溫度不變，內能不變，分子熱運動的平均動能不變，BD錯誤，。正確。

故選。。

題目包（2024.遼寧.一模）某校物理學科后活動中，出現(xiàn)了不少新穎靈巧的作品。如圖所示為高二某班同學

制作的《液壓工程類作業(yè)升降機模型》，通過針筒管活塞的伸縮推動針筒內的水，進而推動支撐架的展開與

折疊，完成貨物平臺的升降。在某次實驗中，針筒連接管的水中封閉了一段空氣柱（空氣可視為理想氣體）,

該同學先緩慢推動注射器活塞將針筒內氣體進行壓縮，若壓縮氣體過程中針筒內氣體溫度不變，裝置不漏

氣，則下列說法中正確的是（）

A.針筒內氣體壓強減小

B.針筒內氣體吸熱

C.單位時間、單位面積撞擊針筒內壁的氣體分子數(shù)減少

D.用國際單位制單位表示的狀態(tài)參量在p-十?圖中圖線可能如圖中a-b

【答案】。

【詳解】壓縮氣體過程中針筒內氣體溫度不變，空氣柱體積變小，則壓強變大，故A錯誤;壓縮氣體過程中針

筒內氣體溫度不變，則氣體內能不變，即有△"=0，壓縮過程中，氣體體積變小，外界對氣體做功，即有W

>0,則根據(jù)熱力學第一定律△0=W+Q,可知QV0,即針筒內氣體放熱，故B錯誤；由于壓縮氣體過程

中針筒內氣體溫度不變，空氣柱體積變小，壓強變大，則單位時間、單位面積撞擊針筒內壁的氣體分子數(shù)增

大，故。錯誤；

由于壓縮氣體過程中針筒內氣體溫度不變，空氣柱體積變小，壓強變大。則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程2=

。，整理可得p=TC?十，可知用國際單位制單位表示的狀態(tài)參量在p—卷圖中圖線可能如圖中a-6,故

。正確。

故選。。

題目H（2024?遼寧撫順?三模）如圖所示的p-V圖像中，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經過狀態(tài)B、

最后回到狀態(tài)A。其中AD和BC平行于橫軸，AB和CD平行，延長線過坐標原點。，下列說法

A.A-B過程中，氣體的溫度不變B.過程中，氣體一定向外界放出熱量

C.過程中，單位體積內氣體分子數(shù)增加D.C-O過程中，氣體一定向外界放出熱量

【答案】B

【詳解】由圖像可知，4過程中，p和V均減小，根據(jù)罕=。,可知，溫度T降低，故力錯誤；A-B過

程中，氣體溫度T降低，內能減小，氣體體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體一定向

外界放出熱量，故B正確；。一。過程中，氣體體積增大，氣體分子數(shù)密度減小，即單位體積內氣體分子數(shù)

減小，故。錯誤；C-D過程中，氣體溫度升高，內能增大,體積增大，則氣體對外做功，根據(jù)熱力學第一定

律可知，氣體一定吸收熱量，故D錯誤。

故選B。

二、多選題

題目叵（2024?天津?一模）下列有關熱學問題說法正確的是（）

A.圖甲是理想氣體分子速率的分布規(guī)律,氣體在①狀態(tài)下的分子平均動能小于②狀態(tài)下的分子平均動能

B.圖乙是分子勢能與與分子間距r的關系示意圖，在r＞八時分子力表現(xiàn)為引力

C.圖丙為壓力鍋示意圖，在關火后打開壓力閥開始放氣的瞬間,鍋內氣體對外界做功，內能減少

D.圖丁為一定質量的理想氣體分別在71、冕溫度下發(fā)生的等溫變化，由圖可知71＜冕

【答案】CD

【詳解】圖甲是理想氣體分子速率的分布規(guī)律，氣體在①狀態(tài)下分子速率占總分子數(shù)的百分比的極大值的

速率較大，則氣體在①狀態(tài)下分子平均動能大于②狀態(tài)下的分子平均動能，選項力錯誤；圖乙是分子勢能

易與分子間距r的關系示意圖，在r=為時分子力表現(xiàn)為零，可知在時分子力表現(xiàn)為斥力，選項

B錯誤；圖丙為壓力鍋示意圖，在關火后打開壓力閥開始放氣的瞬間，鍋內氣體體積變大，對外界做功，因來

不及與外界進行熱交換，則氣體的內能減少，選項。正確；圖丁為一定質量的理想氣體分別在B、為溫度下

發(fā)生的等溫變化，由圖可知距離原點越遠的曲線上pU乘積越大，可知溫度越高，即故選項。正確。

故選CD。

1目運（2024.重慶.模擬預測）一定質量的理想氣體經歷了如圖所示的力一口一。一。一A循環(huán),該過程每

個狀態(tài)視為平衡態(tài)，各狀態(tài)參數(shù)如圖所示。力狀態(tài)的體積為2x10-363,則（）

A.。狀態(tài)的體積為4x10^WB.B狀態(tài)的體積為5x10-W

C.完成一次循環(huán)，氣體從外界吸熱D.完成一次循環(huán)，外界對氣體做功

【答案】

【詳解】AD反向延長線過原點，可知從D^A氣體做等容變化，故D狀態(tài)的體積為2xW3m3,故A錯誤；

從。一A氣體做等容變化，則黑=騫，從A-B氣體做等壓變化，則徐=黑，得B狀態(tài)的體積為％=

5X10-3/，

故B正確?,從DTA、BTC氣體做等容變化，外界對氣體不做功MA-B氣體對外界做功為郎=pA（VB

-14）=6007,

從外界對氣體做功為期=外（%-％）=300』,故完成一次循環(huán)，氣體對外界做功為皿=對一泌=

300J,

故D錯誤；完成一次循環(huán)，氣體內能不變，根據(jù)熱力學第二定律AU=-W+Q=0,可知完成一次循環(huán)，氣

體從外界吸熱，故。正確。

故選B。。

題目互^（2024.內蒙古呼和浩特.二模）一定質量的理想氣體沿如圖所示箭頭方向發(fā)生狀態(tài)變化，則下列說法

正確的是（）

A.兒過程溫度降低B.而過程放熱，內能減少

C.兒過程氣體吸收的熱量大于氣體對外做功值D.CQ過程內能一直不變

E.完成一個循環(huán)過程,氣體內能不變

【答案】BCE

【詳解】由圖像可知，be過程氣體壓強不變，體積變大，根據(jù)哈=C,可知氣體溫度升高，氣體內能增大，由

于體積變大，氣體對外界做功，據(jù)熱力學第一定律△（/=W+。，可知氣體吸收的熱量大于氣體對外做功

值，故A錯誤，。正確；ab過程，氣體體積不變，壓強減小，根據(jù)牛=C,可知氣體溫度降低，內能減少，由

于體積不變,說明外界對氣體做功為0,根據(jù)熱力學第一定律△"=IV+Q,可知氣體對外放熱，故B正確；

ca過程，由圖像可知pk乘積先變大后變小，根據(jù)牛=C,可知氣體溫度先升高后降低,則氣體內能先增

大后減小，故。錯誤；完成一個循環(huán)過程，回到原來的狀態(tài)，氣體溫度不變，氣體內能不變，故E正確。

故選BCE。

〔題目西（2024?重慶?二模）如圖1是一底面積為S且導熱性能良好的圓柱形薄壁氣缸，氣缸內距其水平底部

高Lo處有可視為質點的卡點,氣缸上端有一密封良好且可無摩擦滑動的輕活塞，氣缸內封閉有一定質量的

理想氣體。緩慢改變氣缸內的溫度，使缸內封閉氣體由狀態(tài)A經狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,該過程中,活塞到

氣缸底部的高度乙與氣缸內熱力學溫度T的關系如圖2所示，整個過程中缸內封閉氣體吸收的熱量為Q。

已知外界環(huán)境氣壓始終為氣缸內初始熱力學溫度為十，則（）

OT。2To3ToT

圖2

A.在狀態(tài)人時，缸內封閉氣體的壓強為0.5p（）

B.在狀態(tài)。時，Lc=1.5L0

C.整個過程中，缸內封閉氣體的內能增加量為Q

D.直線BC一定不過坐標原點

【答案】AB

【詳解】由乙一T圖像可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)B,缸內封閉氣體發(fā)生等容變化，活塞位于卡點處，從狀態(tài)B到

狀態(tài)。，缸內封閉氣體發(fā)生等壓變化，缸內封閉氣體的壓強恒為從狀態(tài)4到狀態(tài)由祟=卷，解得

pA=0.5加,故A正確；從狀態(tài)B到狀態(tài)。，由肅=器■，/=S〃，%=SL0,聯(lián)立解得Lc=1.5"）,故B正

2n3或

確；

從狀態(tài)8到狀態(tài)C,缸內封閉氣體對外做功W=poAV=po（%—%）=O.5poLoS,由熱力學第一定律，有

△U=Q-W=Q-0.5poL（）S故。錯誤；從狀態(tài)B到狀態(tài)。，由。=。（。為常量），知力=g7,直線BC一

定過坐標原點,故D錯誤。

故選

題目25（2024.山東聊城.二模）圖所小，■個固定在水平血上的絕熱容器被隔板人分成體積均為％=

750cm3的左右兩部分。面積為S=100cm2的絕熱活塞B被鎖定，隔板A的左側為真空,右側中一定質量

的理想氣體處于溫度r=300K、壓強Pi=2.04X105Pa的狀態(tài)1。抽取隔板A,右側的氣體就會擴散到左

側,最終達到狀態(tài)2。然后解鎖活塞同時施加水平恒力F,仍使其保持靜止。當電阻絲。加熱時，活塞

B能緩慢滑動（無摩擦），電阻絲。放出89.3J的熱量時氣體達到溫度冕=350K的狀態(tài)3。已知大氣壓強Po

=L01xl（）5pa,隔板厚度不計，下列說法正確的是（）

A.氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2是不可逆過程，分子平均動能減小

B.水平恒力F的大小為10N

C.狀態(tài)3氣體的體積為1750cm3

D.氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)3內能增加63.8J

【答案】BCD

【詳解】根據(jù)熱力學第二定律可知，氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2是不可逆過程，由于隔板A的左側為真空，可知氣

體從狀態(tài)1到狀態(tài)2,氣體不做功，又沒有發(fā)生熱傳遞，所以氣體的內能不變，氣體的溫度不變，分子平均動

能不變，故4錯誤；氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2發(fā)生等溫變化,則有加弘=p2-2弘，解得狀態(tài)2氣體的壓強為

5

p2=y=1.02x10Pa解鎖活塞B,同時施加水平恒力F,仍使其保持靜止，以活塞B為對象，根據(jù)受力平

衡可得

55-4

p2S=p0S+F解得F=（p2-Po）S=（1.02x10-1.01x10）X100X10A^=ION故B正確；當電阻絲。加

熱時,活塞B能緩慢滑動（無摩擦），使氣體達到溫度T2=350K的狀態(tài)3,可知氣體做等壓變化，則有答=

"，可得狀態(tài)3氣體的體積為％=奈?214=X2X750cmJ1750cm3,故。正確；該過程氣體對外做功

12