2017-2021年福建高考物理真题分类汇编之热力学

2017-2021年福建高考物理真题分类汇编之热力学

一.多选题（共2小题）

（多选）1.（2018•新课标I）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（）

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

E.状态d的压强比状态b的压强小

（多选）2.（2017•新课标I）氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分

子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是

（）

单位速率间隔的分子数

，占总分子数的百分比

A.图中两条曲线下面积相等

B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形

C.图中实线对应于氧气分子在100C时的情形

D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

E.与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在。〜400m/s区间内的分子数占总分子数

的百分比较大

二.填空题（共2小题）

3.（2021•福建）如图，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,该过程气体对外

（填“做正功”“做负功”或“不做功）气体的温度（填“升高”“降低”“先

升高后降低”“先降低后升高”或“始终不变”）。

4.（2019•新课标I）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可

视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移

动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度（填“高于”

“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度（填“大于”“小于”或“等

于”）外界空气的密度。

三.计算题（共3小题）

5.（2019•新课标I）热等静压设备广泛应用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把

惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境

对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体

材料后剩余的容积为0.13m3,炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氧气压入到炉腔

中。已知每瓶氧气的容积为3.2Xl（/2m3,使用前瓶中气体压强为IsxKfPa,使用后瓶

中剩余气体压强为2.OX106pa；室温温度为27℃.氮气可视为理想气体。

（i）求压入氨气后炉腔中气体在室温下的压强；

（ii）将压入氨气后的炉腔加热到1227℃,求此时炉腔中气体的压强。

6.（2018•新课标I）如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成

容积相等的上下两部分，汽缸上都通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀

门K.开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为po.现将K打开，容器内的

液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为Y时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的

8

体积减小了V.不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。求流

6

入汽缸内液体的质量。

7

<LK

7.（2017•新课标I）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀

门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门Ki、K3,B中有一可自由滑动的活塞（质

量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3,通过

Ki给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压po的3倍后关闭Ki.已知室温为27℃,

汽缸导热。

（i）打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强：

（ii）接着打开K3,求稳定时活塞的位置；

（iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃,求此时活塞下方气体的压强。

四.解答题（共1小题）

8.（2020•新课标I）甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。甲罐的容积为

V,罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V,罐中气体的压强为ap.现通过连接两罐的

细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不

变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后

（i）两罐中气体的压强；

（ii）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。

2017-2021年福建高考物理真题分类汇编之热力学

参考答案与试题解析

多选题（共2小题）

（多选）1.（2018•新课标I）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

E.状态d的压强比状态b的压强小

【考点】理想气体的状态方程：热力学第一定律.

【专题】比较思想；图析法；理想气体状态方程专题.

【分析】过程①中气体作等容变化，根据查理定律分析压强的变化。过程②中气体对外

界做正功。过程④中气体作等容变化，根据温度的变化分析气体内能的变化，由热力学

第一定律分析吸放热情况。一定质量的理想气体的内能只跟温度有关。根据气态方程分

析状态d与b的压强关系。

【解答】解：A、过程①中气体作等容变化，温度升高，根据查理定律R=C知气体的压

T

强逐渐增大，故A错误。

B、过程②中气体的体积增大，气体对外界做正功，故B正确。

C、过程④中气体作等容变化，气体不做功，温度降低，气体的内能减少，根据热力学第

一定律△U=W+Q知气体向外界放出了热量，故C错误。

D、状态c、d的温度相等，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，可知，状态

c、d的内能相等。故D正确。

E、连接bO和do,根据数学知识可知，状态d的Y值大于状态b的乜值，根据气态方程

TT

叱=。知状态d的压强比状态b的压强小，故E正确。

T

【点评】本题主要考查了理想气体的状态方程和热力学第一定律，要能够根据温度判断

气体内能的变化；在应用热力学第一定律时一定要注意各量符号的意义；AU为正表示

内能变大，Q为正表示物体吸热；W为正表示外界对物体做功。

（多选）2.（2017•新课标I）氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分

子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是

（）

B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形

C.图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形

D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

E.与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在。〜400m/s区间内的分子数占总分子数

的百分比较大

【考点】温度是分子平均动能的标志；分子运动速率的统计分布规律.

【专题】定性思想；推理法；物体的内能专题.

【分析】温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同

速率的分子所占比例不同，要注意明确图象的意义是解题的关键。

【解答】解：A、由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总

分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1,即相等，故A

正确；

B、由图可知，具有最大比例的速率区间，0℃时对应的速率小，故说明虚线为的分

布图象，故对应的平均动能较小，故B正确；

C、实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，故为100C

时的情形，故C正确；

D、图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故

D错误；

E、由图可知，0〜400m/s段内，100C对应的占据的比例均小于与0℃时所占据的比值，

因此100C时氧气分子速率出现在0〜400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，

故E错误。

故选：ABC。

【点评】本题考查了分子运动速率的统计分布规律，记住图象的特点，知道横坐标表示

的是分子数目所占据的比例，同时明确温度与分子平均动能间的关系。

二.填空题（共2小题）

3.（2021•福建）如图，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,该过程气体对外做

正功（填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体的温度先升高后降低（填“升

高”“降低”“先升高后降低”“先降低后升高”或“始终不变”）。

【考点】理想气体的状态方程.

【专题】定性思想；图析法；理想气体状态方程专题；推理能力.

【分析】气体体积变大，气体对外做功，气体体积减小，外界对气体做功；根据图示图

象分析清楚气体状态变化过程，应用一定理想气体状态方程分析答题。

【解答】解：该过程气体体积增大，对外做正功。

由题图可知，从状态A到状态B,p与V的乘积先增大后减小，根据一定理想气体状态

方程巫=c，可知气体的温度先升高后降低。

T

故答案为：做正功；先升高后降低

【点评】本题考查了一定理想气体状态方程的应用，根据图示图象分析清楚气体状态变

化过程是解题的前提。

4.（2019•新课标I）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可

视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移

动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度低于（填“高于”

“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度大于（填“大于”“小于”或“等

于”）外界空气的密度。

【考点】物体的内能.

【专题】应用题；定性思想；推理法：推理能力.

【分析】根据热力学第一定律分析封闭气体的内能。

根据压强的微观意义分析空气的密度。

【解答】解：由题意可知，容器和活塞的绝热性能良好，故容器内气体与外界不发生热

交换，故aQuO；但现活塞缓慢移动过程中，容器中气体压强逐渐减少，则容器内气体

不断膨胀，体积增大，气体对外界做功，即WVO,

根据热力学第一定律可知：△U=4Q+W<0,故容器气体内能减小，温度降低，低于外

界温度。

最终容器内气体压强与外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：PV=nRT,

又..1=皿，m为容器内气体质量，

V

联立解得：p=&_,

nRT

当选取一部分与容器内气体相同质量的外界气体，由于容器内温度T低于外界温度，故

容器内气体密度大于外界气体密度。

故答案为：低于；大于。

【点评】本题主要考查热力学第一定律和压强的微观解释，注意温度是理想气体内能的

标志，对一定质量的理想气体内能只与温度有关。

三.计算题（共3小题）

5.（2019•新课标I）热等静压设备广泛应用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把

惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境

对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体

材料后剩余的容积为0.130?,炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氨气压入到炉腔

中。已知每瓶氨气的容积为3.2X102m3,使用前瓶中气体压强为LSXKfPa,使用后瓶

中剩余气体压强为2.0Xl()6pa；室温温度为27℃.氯气可视为理想气体。

(i)求压入氨气后炉腔中气体在室温下的压强；

(ii)将压入氨气后的炉腔加热到1227℃,求此时炉腔中气体的压强。

【考点】理想气体的状态方程.

【专题】计算题；定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；分析综合能力.

【分析】(i)以瓶中气体为研究对象，使用前后瓶中气体发生等温变化，根据玻意耳定

律即可求出使用后的总体积；再对10瓶中压入炉腔内的气体分析，根据玻意耳定律即可

求出炉腔中气体的压强。气体发生等温变化，根据题意求出气体初末状态的状态参量，

然后应用玻意耳定律求出气体的压强。

(ii)炉内气体体积不变，气体发生等容变化，根据题意求出气体状态参量，应用查理定

律可以求出炉腔内气体的压强。

【解答】解：(i)设初始时每瓶气体的体积为Vo,压强为po,使用后气瓶中剩余气体的

压强为pi，

气体温度保持不变发生等温变化，由玻意耳定律得：poVo=p]V|,

被压入炉腔的气体在室温和pi条件下的体积：Vi'=V|-Vo，

设10瓶气体压入完成后炉腔中气体压强为P2,体积为V2,

由玻意耳定律得:p2V2=10piVl',

7

代入数据解得：P2=3.2X10Pa；

(ii)设加热前炉腔的温度为To,加热后炉腔的温度为Ti,气体压强为p3，

气体发生等容变化，由查理定律得：氏=氏，

T1丁。

8

代入数据解得：p3=1.6X10Pa；

答：(i)压入氧气后炉腔中气体在室温下的压强为3.2Xl()7pa；

(ii)将压入敏气后的炉腔加热到1227℃,此时炉腔中气体的压强为1.6X108Pa»

【点评】本题考查了气体状态方程的应用，根据题意分析清楚气体状态变化过程、求出

气体状态参量是解题的前提与关键，应用玻意耳定律与查理定律可以解题。

6.(2018•新课标I)如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成

容积相等的上下两部分，汽缸上都通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀

HK.开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为po.现将K打开，容器内的

液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为乜时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的

体积减小了V.不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。求流

入汽缸内液体的质量。

【考点】理想气体的状态方程.

【专题】计算题；定量思想；比较思想；模型法.

【分析】液体缓慢地流入汽缸的过程中，活塞上、下两部分气体的温度均保持不变，作

等温变化。对两部分气体分别运用玻意耳定律列式，可求得活塞再次平衡后上下两部分

气体的压强，再对活塞，由平衡条件列式，可求得流入汽缸内液体的质量.

【解答】解：设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为Vi，压强为pi；下方气体的体

积为V2,压强为P2.在活塞下移的过程中，活塞上、下两部分气体的温度均保持不变，

作等温变化，由玻意耳定律得：

对上部分气体有po-^=piV)

对下部分气体有p(h^=p2V2

由已知条件得

v尸工

26824

263

设活塞上方液体的质量为m,由力的平衡条件得

P2S=piS+mg

联立以上各式得m=15p°S

26g

答：流入汽缸内液体的质量是竺吧。

26g

【点评】本题是多体问题，解答此类问题的方法是：找出不同状态下的三个状态参量，

分析封闭气体发生的是何种变化，利用理想气体的状态方程列方程，同时要抓住两部分

之间的关系，如体积关系、压强关系；本题要能用静力学观点分析两部分气体压强的关

系。

7.(2017•新课标I)如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀

门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门Ki、K3,B中有一可自由滑动的活塞(质

量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3,通过

Ki给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压po的3倍后关闭Ki.已知室温为27℃,

汽缸导热。

(i)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强；

(ii)接着打开K3,求稳定时活塞的位置；

(iii)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃,求此时活塞下方气体的压强。

【考点】理想气体的状态方程；封闭气体压强.

【专题】计算题；定量思想；方程法：理想气体状态方程专题.

【分析】(i)分析打开K2之前和打开K2后，A、B缸内气体的压强、体积和温度，根据

理想气体的状态方程列方程求解；

(ii)打开K3,分析活塞下方气体压强会不会降至po,确定活塞所处位置；

(iii)缓慢加热汽缸内气体使其温度升高，等容升温过程，由求解此时活塞下

TT3

方气体的压强。

【解答】解：(i)打开K2之前，A缸内气体pA=3po，B缸内气体pB=po，体积均为V,

温度均为T=(273+27)K=300K,打开K2后，B缸内气体(活塞上方)等温压缩，压

缩后体积为Vi，A缸内气体(活塞下方)等温膨胀，膨胀后体积为2V-V],活塞上下

方压强相等均为P”

则：对A缸内(活塞下方)气体：3poV=pi(2V-Vi),

对B缸内(活塞上方)气体：p()V=piVi，

联立以上两式得：pi—2po，Vi—iv；

2

即稳定时活塞上方体积为压强为2P。；

(ii)打开K3,活塞上方与大气相连通，压强变为po,则活塞下方气体等温膨胀，假设

活塞下方气体压强可降为P0，则降为P0时活塞下方气体体积为V2，则3poV=poV2，

得V2=3V>2V,即活塞下方气体压强不会降至po,此时活塞将处于B气缸顶端，缸内

气压为P2，3poV=p2X2V,得p2=/p0,即稳定时活塞位于气缸最顶端；

(iii)缓慢加热汽缸内气体使其温度升高，等容升温过程，升温后温度为T3=(300+20)

K=320K,由早得：p3=1.6po，即此时活塞下方压强为1.6po。

答：(i)打开K2,稳定时活塞上方气体的体积为av，压强为2po；

(ii)打开K3,稳定时位于气缸最顶端；

(iii)缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃,此时活塞下方气体的压强为1.6po。

【点评】本题主要是考查了理想气体的状态方程；解答此类问题的方法是：找出不同状

态下的三个状态参量，分析理想气体发生的是何种变化，利用理想气体的状态方程列方

程求解；本题要能用静力学观点分析各处压强的关系，要注意研究过程中哪些量不变，

哪些量变化，选择合适的气体实验定律解决问题。

四.解答题(共1小题)

8.(2020•新课标I)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)。甲罐的容积为

V,罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V,罐中气体的压强为.p.现通过连接两罐的

细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不

变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后

(i)两罐中气体的压强；

(ii)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。

【考点】气体的等温变化.

【专题】计算题；定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；分析综合能力.

【分析】(i)根据玻意尔定律可得两罐中气体的压强：

(ii)根据玻意尔定律和密度定律求得甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。

【解答】解：(i)对两罐中的甲、乙气体，气体发生等温变化，根据玻意尔定律有:

pv+%2V=P',3V

解得甲乙中气体最终压强为：p'=2。

3口

(ii)若调配后将甲气体再等温压缩到气体原来的压强为P，根据玻意尔定律得：p'v=

pV，

计算可得：V,A

3

由密度定律解得质量之比等于：%=22=2

m原V3

答：(i)两罐中气体的压强为

3P

(ii)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为2。

3

【点评】本题考查的是玻意尔定律和密度定律，本题的难点是在求解甲罐中气体的质量

与甲罐中原有气体的质量之比时，调配后将甲气体再等温压缩到气体原来的压强求解。

考点卡片

1.分子运动速率的统计分布规律

【知识点的认识】

分子运动整体的统计规律

1.在气体中，大量分子的频繁碰撞，使某个分子何时何地向何处运动是偶然的.但是对大

量分子整体来说，在任意时刻，沿各个方向的机会是均等的，而且气体分子向各个方向运动

的数目也是基本相等的.这就是大量分子运动整体表现出来的统计规律.

2.气体中的大多数分子的速率都接近某个数值，与这个数值相差越多，分子数越少，表现

出“中间多，两头少”的分布规律.当温度升高时，分子最多的速率区间移向速度大的地方,

速率小的分子数减小，速率大的分子数增加，分子的平均动能增大，总体上仍然表现出“中

间多，两头少”的分布规律，气体分子速率分布规律也是一种统计规律.

【命题方向】

常考题型是对统计规律的理解:

(1)如图描绘一定质量的氧气分子分别在和100℃两种情况下速率分布情况，符合统计

规律的是.()

冬遑，3/£*分手火

,2分环出3会5t

号a车:tv"介手及

分析：解答本题的关键是结合不同温度下的分子速率分布曲线理解温度是分子平均动能的标

志的含义.

解答：A、B、温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，平均动能越大，故平均速率

越大，故A正确，B错误；

C、D、分子总数目是一定的，故图线与横轴包围的面积是100%,故两个图线与横轴包围的

面积是相等的，故C错误，D错误；

故选A.

点评：对于物理学中的基本概念和规律要深入理解，理解其实质，不能只是停留在表面上，

同时要通过练习加强理解.

（2）某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f（v）表示v处单位

速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为Ti,Tn.Tni,则（）

A.T।>Tn>TniB.Tni>Tn>TiC.Tn>Ti,Tn>TniD.T।=Tn=Tni

分析：本题关键在于理解：温度高与低反映的是分子平均运动快慢程度

解：温度越高分子热运动越激烈，分子运动激烈是指速率大的分子所占的比例大，图ni腰最

粗，速率大的分子比例最大，温度最高；图I虽有更大速率分子，但所占比例最小，温度最

低，故B正确.

故答案为：B.

点评：本题考查气体分子速率分布曲线与温度的关系，温度高不是所有分子的速率都大.

2.温度是分子平均动能的标志

【知识点的认识】

1.温度

温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上表示分子的平均动能.

2.两种温标

（1）比较摄氏温标和热力学温标：两种温标温度的零点不同，同一温度两种温标表示的数

值不同，但它们表示的温度间隔是相同的，即每一度的大小相同，

△t=AT.

（2）关系：T=t+273.15K.

注意：1.热力学温度的零值是低温极限，永远达不到，即热力学温度无负值.

2.温度是大量分子热运动的集体行为，对个别分子来说温度没有意义.

3.物体的内能

【知识点的认识】

一、物体的内能

1.分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值叫分子的平均动能.温度是分子平均动

能的标志，温度越高，分子做热运动的平均动能越大.

2.分子势能：由分子间的相互作用和相对位置决定的势能叫分子势能.分子势能的大小与

物体的体积有关.

3.物体的内能：物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能.物体的内

能与物体的温度、体积、还与物体的质量、摩尔质量有关.

二、物体的内能和机械能的比较

内能机械能

定义物体内所有分子热运动动能与分子势物体的动能、重力势能和弹性势能的统称

能之和

决定由物体内部状态决定跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选

取有关

量值任何物体都有内能可以为零

测量无法测量可以测量

本质微观分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果

注意：

1.物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0℃的水结成的冰后体积变大，但分子

势能却减小了.

2.理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体内能只与

温度有关.

3.机械能和内能都是对宏观物体而言的，不存在某个分子的内能、机械能的说法.

三、内能和热量的比较

内能热量

区别是状态量，状态确定系统的内能随之确是过程量，它表示由于热传递而引起的

定.一个物体在不同的状态下有不同的内内能变化过程中转移的能量

能

联系在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变量在数值上等于物体吸收

或放出的热量.

【命题方向】

常考题型是考查对内能的基本概念：

对于一定量的理想气体，下列说法正确的是（）

A.若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变

B.若气体的内能不变，其状态也一定不变

C.若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大

D.气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关

E.当气体温度升高时，气体的内能一定增大

分析：理想气体内能由物体的温度决定，理想气体温度变化，内能变化；由理想气体的状态

方程可以判断气体温度变化时，气体的体积与压强如何变化.

解答：A、由理想气体的状态方程可知，若气体的压强和体积都不变，则其温度不变，其内

能也一定不变，故A正确；

B、若气体的内能不变，则气体的温度不变，气体的压强与体积可能发生变化，气体的状态

可能变化，故B错误；

C、由理想气体的状态方程可知，若气体的温度T随时间升高，体积同时变大，其压强可能

不变，故C错误；

D、气体绝热压缩或膨胀时，气体不吸热也不放热，气体内能发生变化，温度升高或降低，

在非绝热过程中，气体内能变化，要吸收或放出热量，由此可知气体温度每升高1K所吸收

的热量与气体经历的过程有关，故D正确；

E、理想气体内能由温度决定，当气体温度升高时，气体的内能一定增，故E正确；

故答案为：ADE.

点评：理想气体分子间的距离较大，分子间的作用力为零，分子势能为零，理想气体内能由

温度决定.

【解题方法点拨】

解有关“内能”的题目，应把握以下几点：

（1）温度是分子平均动能的标志，而不是分子平均速率的标志，它与单个分子的动能及物

体的动能无任何关系.

（2）内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式，与物体宏观有序的运动

状态无关，它取决于物质的量、温度、体积及物态.

4.热力学第一定律

【知识点的认识】

热力学第一定律

1.内容：如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么外界对物体做的功W加上物

体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加au。

2.公式：W+Q=AU-

3.符号法则：

①物体吸热一Q取正；物体放热fQ取负；

②物体对外界做功，W取负；外界对物体做功，W取正；

③物体内能增加，取正；物体内能减小，取负；

【命题方向】

（1）常考题型考查对概念的理解：

对一定量的气体，下列说法正确的是（）

A.气体的体积是所有气体分子的体积之和

B.气体分子的热运动越激烈，气体的温度就越高

C.气体对器壁的压强是由大量分子对器壁的碰撞产生的

D.当气体膨胀时，气体分子之间的势能减少，因而气体的内能减少

分析：根据气体分子间空隙很大，分析气体的体积与所有气体分子的体积之和的关系。根据

温度的微观含义、压强产生的微观机理分析。根据内能的概念分析气体膨胀时内能如何变化。

解答：A、气体分子间空隙很大，气体的体积大于所有气体分子的体积之和。故A错误。

B、温度的微观含义是反映物体内分子的热运动剧烈程度，温度越高，分子热运动越剧烈。

故B正确。

C、气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，故C正确。

D、当气体膨胀时，气体分子之间的距离增大，但温度的变化无法判断，所以内能变化无法

判断。故D错误

故选BCo

点评：本题考查了热力学第一定律的应用，温度是平均动能的标志，分子动理论的内容。

(2)如图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J,同时气体向外

界放热200J,缸内气体的()

A.温度升高,内能增加600J

B.温度升高，内能减少200J

C.温度降低，内能增加600J

D.温度降低,内能减少200J

分析：己知做功和热传递的数据，根据热力学第一定律可求得气体内能的改变量及温度的变

化。解答：解：由热力学第一定律可知：△U=W+Q

外界对气体做功，W=800J；气体向外散热，故Q=-200J；

故△U=800-200J=600J；

气体内能增加，则温度升高；

故选Ao

点评：热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义；AU的正表示内能增加，Q为

正表示物体吸热，W为正表示外界对物体做功。

【解题方法点拨】

对热力学第一定律的理解

1.热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给

出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。此定律是标量式，应用时热量的单位应

统一为国际单位制中的焦耳。

2.对公式AUnQ+W符号的规定。

符号WQ△U

4-外界对物体做功物体吸收热量内能增加

-物体对外界做功物体放出热量内能减少

3.几种特殊情况

(1)若过程是绝热的，则Q=0,W=AU,外界对物体做的功等于物体内能的增加。

(2)若过程中不做功，即W=0,则Q=△U,物体吸收的热量等于物体内能的增加。

(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即△Un。，则亚+(2=0或亚=-(3.外界对物体

做的功等于物体放出的热量。

注意：

①应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。

②应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据。对结果的正、负也同样依照规则

来解释其意义。

5.理想气体的状态方程

【知识点的认识】

理想气体的状态方程

(1)理想气体

①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不

太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。

②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的

空间认为都是可以被压缩的空间。

(2)理想气体的状态方程

一定质量的理想气体状态方程：里工=也也或叱《°

c

T1T2T

气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例。

【命题方向】

题型一：气体实验定律和理想气体状态方程的应用

如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连

通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为Vo,气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，

厚度可忽略)。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压

强分别为po和野；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为移.现

使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，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To,不计活塞与气缸壁间的摩擦。

求：

(i)恒温热源的温度T；

(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx。

分析：(i)两活塞下方封闭的气体等压变化，利用盖吕萨克定律列式求解；

(ii)分别以两部分封闭气体，利用玻意耳定律列式求解。

解：(i)与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程,

7Vo

T4

由盖吕•萨克定律得：十二二As

解得T上Tc②

(ii)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大。打开K后，右活塞必

须升至气缸顶才能满足力学平衡条件。

气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设在活塞上方

气体压强为P，由玻意耳定律得

PV=包.”

X34

7Vn

对下方气体由玻意耳定律得：(p+pQ)(2VQ-VX)=p0