压轴题 热学（解析版）-2024年新高考物理压轴题专项训练

a号

NO.1

压轴题解读

i.本专题是热学部分的典型题型,包括应用分子运动论、气体实验定律、热力学定律的知识解决实际问题。高

考中经常在选择题中命题,计算题中必考，2024年高考对于气体的考查仍然是热点。

2.通过本专题的复习，不仅利于完善学生的知识体系，也有利于培养学生的物理核心素养。

3.用到的相关知识有:分子动理论,分子的能内，理想气体状态方程，热力学第一、第二定律的知识等。近几年

的高考命题中一直都是以压轴题的形式存在，重点考查分子力、分子势能,玻意耳定律,查理定律，盖一吕萨克

定律,热力学第一定律等。

NO.2

压轴题密押

解题要领归纳

考向一:分子力和分子势能

i.分子力与分子势能的比较

分子力F分子势能与

图像

一'哥力

r<r0F随r增大而减小，表现为斥力r增大，F做正功，玛减小

随分子间距离的变化r>r0r增大，歹先增大后减小，表现为引力r增大,尸做负功，玛增大

情况

r=rQ其尸库，F=。玛最小，但不为零

r>10r0引力和斥力都很微弱，F=0Ep=0

2.判断分子势能变化的“两法”

方法一:利用分子力做功判断:分子力做正功,分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。

方法二:利用分子势能玛与分子间距离r的关系图线判断:如图所示。但要注意此图线和分子力与分子间距

离的关系图线形状虽然相似，但意义不同，不要混淆。

3.分析物体内能问题的四点提醒

（1）内能是对物体的大量分子而言的，对于单个分子的内能没有意义。

（2）决定内能大小的因素为:物质的量、温度、体积、以及物质状态。

（3）通过做功或热传递可以改变物体的内能。

（4）温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同。

考向二:气体图像问题

1.气体状态变化的图像分析

等温变化等容变化等压变化

P-.图像

P-V图像P-T图像V-T图像

P]/VV

小小2\/。2

图像/八

"__!__4“1a

0T

0V01/V0T

T2>T1V2<V]P2Vpi

T2>TI

（其中。为恒「=。畤,斜率仁「=专7,斜率k斜率％=

p

量），即pv之积越大的等

特点CT,即斜率越大，温度=3,即斜率越c,即斜率越大，压

温线温度越高，线离原点p

越高

越远大，体积越小强越小

［注意］上表中各个常量“C”意义有所不同。（可以根据克拉伯龙方程=确定各个常量“C”意义）

2.气体状态变化图像的分析方法

⑴明确点、线的物理意义:求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一

个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的

一个过程。

（2）明确图像斜率的物理意义:在V-T图像（p-T图像）中，比较两个状态的压强（或体积）大小,可以比较这两

个状态到原点连线的斜率的大小,其规律是:斜率越大，压强（或体积）越小;斜率越小，压强（或体积）越大。

（3）明确图像面积的物理意义:在p-V图像中，p-V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做

的功。

考向三:理想气体状态方程与气体实验定律

1.理想气体状态方程与气体实验定律的关系

'温度不变：初％=。2%（玻意耳定律）

圆匕=四内体积不变：挈=格（查理定律）

rpT*I11

2压强不变：条=辛（盖-吕萨克定律）

［注意］适用条件:一定质量的某种理想气体。

2.解决问题的基本思路

根据题意，选出所研究的某一部分一定质量

独对象I

气体：

「否则我油冠而芬耳桎状羔爰至娄花箭后的:

P、KT数值或表达式，压强的确定是关键：

逋置/认清变化过程，正确选用物理规律：

蓊%」逐词与赖乐考蔽窠二至盍比崔丽菽森,;

图循｝有时要讨论结果的合理性：

考向四，气体实验定律与热力学定律的综合

求解气体实验定律与热力学定律的综合问题的一般思路

•题型01分子力和分子势能

蜃目工如图所示，将甲分子固定于坐标原点。处，乙分子放置于r•轴上距离。点很远的心处，「1、乃、73为T

轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能4随两分子间距离r的变化关系分别如图

中两条曲线所示，设两分子间距离很远时，场=0。现把乙分子从Q处由静止释放，下列说法中正确的是

（）

A.虚线为4-r图线、实线为F-r图线

B.当分子间距离rV正时，甲、乙两分子间只有斥力，且斥力随「减小而增大

C.乙分子从Q到定做加速度先增大后减小的加速运动，从生到r1做加速度增大的加速运动

D.乙分子从Q到r2的过程中,分子势能先增大后减小,在八位置时分子势能最小

【答案】A

【解析】由于分子间的距离等于平衡位置的距离时，分子势能最小，所以虚线为分子势能图线（珞-7'图线），

实线为分子间作用力图线（F-r图线），选项4正确；由于分子是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组

成，所以无论两个分子之间的距离多大，分子之间既存在斥力，又存在引力，选项B错误；乙分子从r4到r2

所受的分子力（表现为引力）先增大后减小，根据牛顿第二定律，乙分子做加速度先增大后减小的加速运

动，乙分子从r2到n所受的分子力（表现为斥力）一直增大，根据牛顿第二定律，乙分子做加速度增大的减

速运动，选项C错误;根据分子势能图线可知，乙分子从「4到H的过程中，分子势能先减小后增大，在r2位

置时分子势能最小，选项。错误。

♦题型02气体图像问题

遮目叵（多选）如图所示,一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、。状态,

最后到。状态，下列判断正确的是（

A.A-3过程温度升高，压强不变

B.过程体积不变，压强变小

C.过程体积不变，压强不变

D.过程体积变小，压强变大

【答案】ABD

［解析】由题图可知，在A-B的过程中，气体温度升高，体积变大，且体积与温度成正比，由竿=。可知,

气体压强不变，故选项4正确；在B-C的过程中，体积不变，而温度降低，由［丁=。可知，气体压强变

小，故选项B正确，。错误；在。一。的过程中，气体温度不变，体积变小，由竿=C可知，气体压强变大,

故选项。正确。

♦题型03理想气体状态方程与气体实验定律

题目区如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S,由体

积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞

用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表

面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降!H,左侧活塞上升已知大气压强为M，重力加速

度大小为g,汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变,弹簧始终在弹性限度内。求：

S2S

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

⑴最终汽缸内气体的压强；

（2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。

【答案】⑴睁。⑵鬻,

【解析】（1）对左右两汽缸内所封的气体，初态压强

Pi=Po

体积弘=SH+2sH=3SH

末态压强外,体积％=S---H+--H-2S=^-SH

根据玻意耳定律可得P1%=22%

解得22=居”）。

⑵对右侧活塞受力分析可知mg+Po-2S=p2-2S

解得？n=怨,

17g

对左侧活塞受力分析可知p0S+k.：H=p2S

解得k=需。

♦题型04气体实殴定律与热力学定律的综合

题目［）如图所示，竖直放置的光滑圆柱形绝热汽缸，上端开口，有一质量7/1=10kg、横截面积S=10cm2的

绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，在汽缸内距缸底八=0.2馆处有体积可忽略的卡环a、仇

使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强等于大气压强,温度为£=200K。现通

过内部电热丝缓慢加热汽缸内气体，直至活塞恰好离开a、鼠已知大气压强p0=1.0X105

Pa»求：（g取lOm/s?）

（1）活塞恰要离开a、b时，缸内气体的压强pi；

（2）当活塞缓慢上升曲=0.1小时（活塞未滑出汽缸）缸内气体的温度T为多少？

（3）若从开始加热到活塞缓慢上升ZVi=0.1馆的全过程中电阻丝放热52J,求气体内能

的变化量AU。

【答案】（1）2.0x105pa（2）600K（3）32J

［解析】（1）活塞恰要离开而时，由活塞平衡有：poS+mg=P1S

10x105

可得缸内气体的压强为：p产仍+赞=L0xl（）5Pa+pa=2.0x10Pa。

S10xIO-4

（2）当活塞缓慢上升ZVz=0.1小时，缸内气体的压强为a,理想气体状态方程有：

p0Sh_a仇+ZVi）S

~W=T

代入数据可得：T=600Ko

（3）从开始加热到活塞缓慢上升Mi=0.16的全过程中，气体对外界做功为：

皿=一勒松/1=-20J

全过程中电阻丝放热52J,即气体吸收热量为：Q=52J

根据热力学第一定律：AU=W+Q

可得：A"=32J

即气体内能增加了32Jo

NO.3

压轴题速练

一、单融

［题目［1〕（2024•安徽•一模）一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b；第二次先经等压

过程到状态c,再经等容过程到状态b。p-V图像如图所示。则（）

A.过程。气体从外界吸热

B.arc-b过程比a-6过程气体对外界所做的功多

C.气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小

D.气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少

【答案】B

【详解】c-b过程，气体体积不变，即等容变化过程，气体压强变小，温度降低，故内能减小。该过程气体对

外不做功，故气体向外界放热，A错误；由微元法可得p—U图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的

多少，由图像可知，a->c过程比a->b过程气体对外界所做的功多,B正确；a->b过程为绝热过程，气

体体积变大对外做功，由热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低。温度是分子平均动能的标志，故

气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能大，。错误；a-c过程，气体的压强相等，体积变大温度变

大，分子的平均动能变大，分子撞击容器壁的动量变化量变大。由气体压强的微观解释可知，在状态a时比

在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多，。错误。

故选及

题目囱（22-23高三下.江苏徐州.开学考）分子a固定在立轴上的。点，另一分子b由无穷远处只在分子力

的作用下沿，轴负方向运动,其分子势能随两分子距离的变化规律如图所示。下列说法正确的是（）

A.从无穷远处到c=电处，分子b的速度先增大后减小

B.从无穷远处到①=处处，分子b的加速度先增大后减小

C.分子6在2=电处，两分子间的分子力最大

D.分子6在c=g处，两分子间的分子力为零

【答案】B

【详解】分子间存在斥力和引力，当二者大小相等时两分子势能最小，所以分子在残处受到的分子力为0,

故。错误；从无穷远处到，=◎处，分子a对分子b的引力一直做正功，分子势能减小，分子动能增大，所以

分子b的速度一直在增大，故人错误：从无穷远处到。=g处，分子a对分子6的引力先增大后减小，所以

分子b的加速度先增加后减小，故B正确；分子6在2=为处，两分子间的分子力表现为斥力，不为零，故。

错误；

故选B。

题目区（2024.北京海淀.一模）两个分子相距无穷远，规定它们的分子势能为0。让分子甲不动，分子乙从无

穷远处逐渐靠近分子甲。它们的分子势能E,随分子间距离「变化的情况如图所示。分子乙从无穷远到八

的过程中，仅考虑甲、乙两个分子间的作用，下列说法正确的是（）

A.分子力始终表现为引力B.分子力先变大后一直减小

C.分子力对乙先做正功后做负功D.分子乙的动能先变小后变大

【答案】。

【详解】分子势能最小时，分子之间的距离为平衡距离，则分子乙从无穷远到了1的过程中，分子力先表现为

引力，后表现为斥力，故A错误；分子乙从无穷远到为的过程中，分子力先增大后减小，过了平衡距离之后

又增大，故B错误；分子乙从无穷远到小的过程中，分子力先表现为引力做正功，势能减小，动能增加,过平

衡距离之后，表现为斥力做负功，势能增加，动能减小，故。正确，。错误。

故选。。

题目回（23-24高三下•江苏宿迁・开学考）关于下列各图，说法正确的是（）

薄板上的蜂蜡融化成圆形区域

甲

A.图甲中实验现象说明薄板材料是非晶体

B.图乙当分子间距离为为时，分子力为零，分子势能最小

C.图丙中，3对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图

D.图丁中，微粒越大单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显

【答案】B

【详解】图甲中，实验现象说明薄板材料在导热性上具有各向同性，但薄板材料可能是非晶体，也可能是多

晶体，故A错误；图乙当分子间距离为时，分子力为零，，分子势能最小，故B正确；图丙中，4对应曲线为同

一气体温度较高时的速率分布图，故。错误；图丁中，微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，

不平衡性越明显，布朗运动越明显，故。错误。

故选B。

题目回（2024.北京朝阳・一模）如图是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态。的V-T图像。

已知气体在状态A时的压强是L5xl（）5pa。下列说法正确的是（）

A.气体在状态A的温度为200K

B.气体在状态。的压强为3X105Pa

C.从状态A到状态B的过程中,气体的压强越来越大

D.从状态B到状态C的过程中,气体的内能保持不变

【答案】A

【详解】从人到B过程中，气体的体积与热力学温度成正比，所以气体发生等压变化，压强保持不变，即

加=PB=1-5X105Pa,根据盖一吕萨克定律导=黑，代入数据解得4=200K,故A正确，C错误；从B

到。过程中，气体发生等容变化，根据查理定律黑=冬，代入数据解得p0=2xl（fPa,故B错误；从状态

B到状态。的过程中，气体温度升高，内能增加，故。错误。

故选A。

【题目回（2024・北京西城・一模）将一只压瘪的乒乓球放到热水中，发现乒乓球会恢复原状。在这个过程中，关

于乒乓球内被封闭的气体，下列说法正确的是（）

A.气体分子的平均动能不变B.所有分子的运动速度都变大

C.气体吸收的热量大于其对外做的功D.气体吸收的热量等于其增加的内能

【答案】。

【详解】乒乓球恢复原状的过程中，球内被封闭的气体温度升高，气体分子的平均动能增大,选项A错误；根

据气体分子速率分布的特点可知，温度升高时，气体分子的平均速率将增大，并不是所有分子的运动速率

都变大，选项B错误；乒乓球恢复原状的过程中，气体温度升高，内能增加，同时对外做功，根据热力学第一

定律

△U=Q+0,可知,气体吸收热量，且气体吸收的热量大于其对外做的功，大于其增加的内能，选项C

正确，。错误。

故选。。

题目7〕（2024•北京房山•一模）下列说法正确的是（）

A.液体分子的无规则热运动称为布朗运动

B.物体对外界做功，其内能一定减少

C.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大

D.在太空实验室里，水滴的形状是一个完美的球形，这是表面张力作用使其表面具有扩张趋势而引起的

结果

【答案】。

【详解】布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，间接反映液体分子的无规则运动，故A错误；

物体对外界做功，如果同时从外界吸收热量，其内能不一定减少，故B错误;物体温度升高，其分子热运动

的平均动能增大，故。正确；在太空实验室里，水滴的形状是一个完美的球形，这是表面张力作用使其表面

具有收缩趋势而引起的结果，故。错误。

故选。。

题目回（2024・北京海淀•一模）将一只踩扁的乒乓球放到热水中，乒乓球会恢复原形，则在乒乓球恢复原形的

过程中，球内气体（）

A.吸收的热量等于其增加的内能B.压强变大，分子平均动能变大

C.吸收的热量小于其增加的内能D.对外做的功大于其吸收的热量

【答案】B

【详解】将踩扁的乒乓球放入热水中，一段时间后，乒乓球恢复为球形，说明压强变大，是因为乒乓球中的气

体吸收热量，温度升高，气体内能增大，分子平均动能变大；由于气体压强变大，体积膨胀,所以气体对外做

功，根据热力学第一定律AU=Q+W,可知A。>。，Q>Q,W<0,则即气体吸收的

热量一部分转化为气体的内能，一部分用来对外做功，因此气体吸收的热量大于其增加的内能，也大于气

体对外做的功。

故选B。

］题目司（2024・贵州黔西・一模）如图所示为一定质量的理想气体的p-V图像，第一次该理想气体从状态a

经等温过程到状态6,第二次从状态a经绝热过程到状态c。下列说法正确的是（）

P

a

b

oV

A.ab过程中，气体始终放热B.ab过程中，外界对气体做功

C.ac过程中，气体的内能不变D.ac过程中，气体的温度降低

【答案】。

【详解】AB.ab过程中，气体温度不变,则气体的内能不变，气体体积增大，则气体对外做功，根据热力学

第一定律AU=W+Q可知ab过程中，气体吸热，故AB错误；ac过程中，气体体积增大，则气体对外做

功，ac过程中绝热，根据热力学第一定律可知气体的内能减小，气体的温度降低，故。正确，。错误。

故选。。

题目包（2024•北京东城・一模）用活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，改变条件使气缸内气体发生

由a一6一c的变化过程，其p-V图像如图所示，其中ac为等温线，已知理想气体的内能与热力学温度成

正比，下列说法正确的是（）

仔

ovQV

A.过程气缸中气体的密度不变B.a-b的过程气体是从外界吸收热量的

C.a-b-c的总过程气体是向外界放热的D.a状态气体的体积是c状态气体体积的2倍

【答案】。

【详解】4由图可知，a-6过程气体进行等压变化，体积减小，气缸中气体的密度增大，故A错误;a^b

过程气体体积减小，温度降低，气体内能减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，

故B错误；ac为等温线，两点内能相同，从a-6fc过程体积减小，外界对气体做功,根据热力学第一定律

可知，全过程气体放热，所以a-b过程气体放出的热量大于b-c过程气体吸收的热量，即总过程气体是向

外界放热的，故。正确；ac为等温线，即poK=3po%,所以匕=3%,故。错误。

故选。。

题目兀（2024.北京朝阳・一模）关于质量一定的理想气体，下列说法正确的是（）

A.气体温度降低，其压强一定减小

B.气体体积减小，其压强一定增大

C.气体不断被压缩的过程中，其温度一定升高

D.气体与外界不发生热量交换的过程中，其内能也可能改变

【答案】。

【详解】根据题意，由理想气体状态方程哈=。可知，若气体温度降低，体积也减小，其压强可能增大，可

能不变，可能减小，故AB错误；由热力学第一定律At/=W+Q,可知，气体不断被压缩的过程中，外界对

气体做正功，如果气体同时向外界放热，气体的内能可能不会增加，气体温度不一定升高，若气体与外界不

发生热量交换的过程中，如果外界对气体做功，气体内能发生变化，故。错误，。正确。

故选

题目电（2024.重庆.二模）如图，玻璃管中封闭一定质量的理想气体倒扣在水银槽中，当温度为或时，管内

的水银面比槽内水银面高hem,管中气体的长度也为税小。当把玻璃管缓慢下压至管底部与槽内水银面

持平，同时改变气体的温度保持管内气体体积不变，已知大气压强为3（单位：。小殖），则管内气体（）

A.最终压强为B.对外界做功

C.温度的变化量为工眸D.对外界放出热量

Po-h

【答案】。

【详解】当玻璃管底部与槽内水银面持平，保持管内气体体积不变，则管内的水银面比槽内水银面低hem,

最终压强为p=p0+h故A错误；由于体积不变，所以对外界不做功W=0,故B错误;原来气体的压强P1=

根据查理定律察=条,解得T=&邙或，温度的变化量为，故。正确；由于温度升高，

ToTp0-hp0-h

At/>0

根据XU=Q+W,可得Q>0从外界吸收热量，故D错误。

故选。。

题目亘（2024•安徽池州•二模）如图甲所示为压气式消毒喷壶,若该壶容积为2L,内装1.43消毒液。闭合阀

门K,缓慢向下压A，每次可向瓶内储气室充入0.05乙的LOot力的空气,经几次下压后，壶内气体压强变为

2.0atm时按下B,阀门K打开,消毒液从喷嘴处喷出，喷液全过程气体状态变化p—V图像如图乙所示。

（已知储气室内气体可视为理想气体,充气和喷液过程中温度保持不变，1.0^m=1.0x105Pa）下列说法正

确的是（）

A.充气过程向下压A的次数n=10次

B.气体从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量大于气体做的功

C.乙图中RtAOAC和RtAOBD的面积相等

D.从状态A变化到状态B,气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数不变

【答案】。

【详解】A.壶中原来空气的体积弘=0.6L,由玻意耳定律PI（TZ%+M）=22%，解得九=12,故A错误；气体

从A到B,体积增大，对外做功，由于温度不变，理想气体内能不变，根据热力学第一定律AU=Q+W可

得,气体吸收的热量等于气体做的功,故B错误;三角形面积为S=ypV,由题意可知，图线为等温曲线，由

理想气体状态方程当=C,则pV=CT,由于C是常数，温度T保持不变，则pV相等，两三角形

RtAO力。和R1AOBD的面积相等，故。正确；力到B的过程中，温度不变，分子平均运动速率不变，但是体

积变大，分子变稀疏，压强减小，所以气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少，故D错误。

故选。。

题目口（2024.海南.模拟预测）真空轮胎在轮胎和轮圈之间封闭着一定质量的空气。海南夏天天气炎热，胎

内气体开始升温，假设此过程胎内气体的体积不变，则此过程中（）

A.每个气体分子动能均增大B.气体对外做功

C.速率大的区间内分子数减少D.气体压强增大

【答案】。

【详解】A.气体分子的平均动能Ek=电7=胎内气体开始升温，则平均动能增大，平均速率增

大，但不是每一个气体分子的速率都减小，故A错误；胎内气体的体积不变，则气体对外做功为零，故B错

误;温度升高，根据气体分子速率分布可知速率小的区间内分子数减少，速率大的区间内分子数增多，图像

的最高点向温度高的方向移动，故。错误；由理想气体状态方程pV=nRT可知，一定质量的理想气体温

度升高，体积不变,则压强增大，故D正确。

故选。。

题目H（2024・湖北・二模）如图为一定质量的理想气体经历a-b-c过程的压强p随摄氏温度t变化的图

像，其中就平行于力轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（）

A.a-b过程，所有气体分子的运动速率都减小

B.a-b过程,单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加

C.b-c过程，气体体积保持不变,从外界吸热，内能增加

D.b-c过程,气体膨胀对外界做功,从外界吸热，内能增加

【答案】8

【详解】a-b过程，温度降低，气体分子的平均速率减小，满足统计规律，也有个别分子运动速率会增加，A

错误；a-b过程，温度降低，分子撞击容器壁的平均作用力减小，而压强保持不变，因此单位时间撞击单位

面积器壁的分子数增加，B正确；把该图像转化为p—T图像如图

在b-C过程，图像上的点与坐标原点连线斜率增加，根据*=C可知气体体积减小,外界对气体做功,

温度升高内能增加，错误。

故选B。

1目包（2024.北京延庆.一模）一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程冼后到达状态b和c,最

后回到原状态a,其p-T图像如图所示。下列判断正确的是（）

A.从状态a到状态b的过程中，气体既不吸热也不放热

B.从状态b到状态c的过程中，气体的内能增加

C.从状态c到状态a的过程中，气体的体积不变

D.a、6和c三个状态中，状态a时分子的平均动能一定最大

【答案】。

【详解】从状态a到状态b的过程中，气体压强不变，温度升高，内能增加，体积变大，气体对外做功，则根据

AU=W+Q则气体吸热，选项A错误；从状态b到状态c的过程中，气体的温度不变，则内能不变，选项B

错误：根据p=令T,可知，从状态c到状态a的过程中，气体的体积不变，选项。正确；a、6和c三个状态

中，状态a时温度最低，可知该状态下分子的平均动能一定最小，选项。错误。

故选C。

题目□乙（2024.天津.一模）一定质量的理想气体状态变化情况如图所示，a、c状态的温度相同，下列判断正

确的是（）

P

a

A.a状态比b状态的内能大B.a到6过程气体吸收热量

C.b到c过程气体对外做功D.b到c过程气体内能不变

【答案】B

【详解】从a状态到b状态,气体产生等压变化，体积增大，由盖一吕萨克定律可得条=熹可知气体温度

la4

升高，一定质量的理想气体内能由温度决定，因此气体的内能增加，即AU>0,由热力学第一定律AU=W

+Q,由于体积增大,气体对外做功，即W<0,则有Q>0,即气体吸收热量，A错误，B正确；从6到c过

程，气体产生等容变化，由查理定律可得粤=黑，气体压强减小，温度降低，因此气体的内能减小，即AL7

耳1c

V0,气体的体积不变，气体对外不做功，CD错误。

故选B。

蜃回主］（2024•辽宁鞍山•二模）气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其

简化装置如图所示，座舱人与气闸舱B之间装有阀门K,座舱月中充满一定质量的空气（可视为理想气

体）,气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K,A中的气体进入B中，最终达到平衡。

气闸舱与座舱在太空中可认为与外界绝热。下列说法正确的是（）

A.气体平衡后压强增大B.气体平衡后内能减小

C.气体平衡后温度不变D.气体平衡后分子热运动的平均动能增大

【答案

【详解】A.气体平衡后体积增大，密度减小，压强减小，A错误；气体自由扩散，没有对外做功，气闸舱与座

舱在太空中认为与外界绝热，则气体温度不变，内能不变，分子热运动的平均动能不变，BD错误，。正确。

故选。。

题目包（2024.辽宁.一模）某校物理学科后活动中，出现了不少新颖灵巧的作品。如图所示为高二某班同学

制作的《液压工程类作业升降机模型》，通过针筒管活塞的伸缩推动针筒内的水，进而推动支撑架的展开与

折叠，完成货物平台的升降。在某次实验中，针筒连接管的水中封闭了一段空气柱（空气可视为理想气体）,

该同学先缓慢推动注射器活塞将针筒内气体进行压缩，若压缩气体过程中针筒内气体温度不变，装置不漏

气，则下列说法中正确的是（）

A.针筒内气体压强减小

B.针筒内气体吸热

C.单位时间、单位面积撞击针筒内壁的气体分子数减少

D.用国际单位制单位表示的状态参量在p-十•图中图线可能如图中a-b

【答案】。

【详解】压缩气体过程中针筒内气体温度不变，空气柱体积变小，则压强变大，故A错误;压缩气体过程中针

筒内气体温度不变，则气体内能不变，即有△"=0，压缩过程中，气体体积变小，外界对气体做功，即有W

>0,则根据热力学第一定律△0=W+Q,可知QV0,即针筒内气体放热，故B错误；由于压缩气体过程

中针筒内气体温度不变，空气柱体积变小，压强变大，则单位时间、单位面积撞击针筒内壁的气体分子数增

大，故。错误；

由于压缩气体过程中针筒内气体温度不变，空气柱体积变小，压强变大。则根据理想气体状态方程2=

。，整理可得p=TC•十，可知用国际单位制单位表示的状态参量在p—卷图中图线可能如图中a-6,故

。正确。

故选。。

题目H（2024•辽宁抚顺・三模）如图所示的p-V图像中，一定质量的理想气体从状态A开始，经过状态B、

最后回到状态A。其中AD和BC平行于横轴，AB和CD平行，延长线过坐标原点。，下列说法

A.A-B过程中，气体的温度不变B.过程中，气体一定向外界放出热量

C.过程中，单位体积内气体分子数增加D.C-O过程中，气体一定向外界放出热量

【答案】B

【详解】由图像可知，4过程中，p和V均减小，根据罕=。,可知，温度T降低，故力错误；A-B过

程中，气体温度T降低，内能减小，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体一定向

外界放出热量，故B正确；。一。过程中，气体体积增大，气体分子数密度减小，即单位体积内气体分子数

减小，故。错误；C-D过程中，气体温度升高，内能增大,体积增大，则气体对外做功，根据热力学第一定

律可知，气体一定吸收热量，故D错误。

故选B。

二、多选题

题目叵（2024・天津•一模）下列有关热学问题说法正确的是（）

A.图甲是理想气体分子速率的分布规律,气体在①状态下的分子平均动能小于②状态下的分子平均动能

B.图乙是分子势能与与分子间距r的关系示意图，在r＞八时分子力表现为引力

C.图丙为压力锅示意图，在关火后打开压力阀开始放气的瞬间,锅内气体对外界做功，内能减少

D.图丁为一定质量的理想气体分别在71、冕温度下发生的等温变化，由图可知71＜冕

【答案】CD

【详解】图甲是理想气体分子速率的分布规律，气体在①状态下分子速率占总分子数的百分比的极大值的

速率较大，则气体在①状态下分子平均动能大于②状态下的分子平均动能，选项力错误；图乙是分子势能

易与分子间距r的关系示意图，在r=为时分子力表现为零，可知在时分子力表现为斥力，选项

B错误；图丙为压力锅示意图，在关火后打开压力阀开始放气的瞬间，锅内气体体积变大，对外界做功，因来

不及与外界进行热交换，则气体的内能减少，选项。正确；图丁为一定质量的理想气体分别在B、为温度下

发生的等温变化，由图可知距离原点越远的曲线上pU乘积越大，可知温度越高，即故选项。正确。

故选CD。

1目运（2024.重庆.模拟预测）一定质量的理想气体经历了如图所示的力一口一。一。一A循环,该过程每

个状态视为平衡态，各状态参数如图所示。力状态的体积为2x10-363,则（）

A.。状态的体积为4x10^WB.B状态的体积为5x10-W

C.完成一次循环，气体从外界吸热D.完成一次循环，外界对气体做功

【答案】

【详解】AD反向延长线过原点，可知从D^A气体做等容变化，故D状态的体积为2xW3m3,故A错误；

从。一A气体做等容变化，则黑=骞，从A-B气体做等压变化，则徐=黑，得B状态的体积为％=

5X10-3/，

故B正确•,从DTA、BTC气体做等容变化，外界对气体不做功MA-B气体对外界做功为郎=pA（VB

-14）=6007,

从外界对气体做功为期=外（%-％）=300』,故完成一次循环，气体对外界做功为皿=对一泌=

300J,

故D错误；完成一次循环，气体内能不变，根据热力学第二定律AU=-W+Q=0,可知完成一次循环，气

体从外界吸热，故。正确。

故选B。。

题目互^（2024.内蒙古呼和浩特.二模）一定质量的理想气体沿如图所示箭头方向发生状态变化，则下列说法

正确的是（）

A.儿过程温度降低B.而过程放热，内能减少

C.儿过程气体吸收的热量大于气体对外做功值D.CQ过程内能一直不变

E.完成一个循环过程,气体内能不变

【答案】BCE

【详解】由图像可知，be过程气体压强不变，体积变大，根据哈=C,可知气体温度升高，气体内能增大，由

于体积变大，气体对外界做功，据热力学第一定律△（/=W+。，可知气体吸收的热量大于气体对外做功

值，故A错误，。正确；ab过程，气体体积不变，压强减小，根据牛=C,可知气体温度降低，内能减少，由

于体积不变,说明外界对气体做功为0,根据热力学第一定律△"=IV+Q,可知气体对外放热，故B正确；

ca过程，由图像可知pk乘积先变大后变小，根据牛=C,可知气体温度先升高后降低,则气体内能先增

大后减小，故。错误；完成一个循环过程，回到原来的状态，气体温度不变，气体内能不变，故E正确。

故选BCE。

〔题目西（2024•重庆・二模）如图1是一底面积为S且导热性能良好的圆柱形薄壁气缸，气缸内距其水平底部

高Lo处有可视为质点的卡点,气缸上端有一密封良好且可无摩擦滑动的轻活塞，气缸内封闭有一定质量的

理想气体。缓慢改变气缸内的温度，使缸内封闭气体由状态A经状态B变化到状态C,该过程中,活塞到

气缸底部的高度乙与气缸内热力学温度T的关系如图2所示，整个过程中缸内封闭气体吸收的热量为Q。

已知外界环境气压始终为气缸内初始热力学温度为十，则（）

OT。2To3ToT

图2

A.在状态人时，缸内封闭气体的压强为0.5p（）

B.在状态。时，Lc=1.5L0

C.整个过程中，缸内封闭气体的内能增加量为Q

D.直线BC一定不过坐标原点

【答案】AB

【详解】由乙一T图像可知，从状态A到状态B,缸内封闭气体发生等容变化，活塞位于卡点处，从状态B到

状态。，缸内封闭气体发生等压变化，缸内封闭气体的压强恒为从状态4到状态由祟=卷，解得

pA=0.5加,故A正确；从状态B到状态。，由肃=器■，/=S〃，%=SL0,联立解得Lc=1.5"）,故B正

2n3或

确；

从状态8到状态C,缸内封闭气体对外做功W=poAV=po（%—%）=O.5poLoS,由热力学第一定律，有

△U=Q-W=Q-0.5poL（）S故。错误；从状态B到状态。，由。=。（。为常量），知力=g7,直线BC一

定过坐标原点,故D错误。

故选

题目25（2024.山东聊城.二模）图所小，■个固定在水平血上的绝热容器被隔板人分成体积均为％=

750cm3的左右两部分。面积为S=100cm2的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为真空,右侧中一定质量

的理想气体处于温度r=300K、压强Pi=2.04X105Pa的状态1。抽取隔板A,右侧的气体就会扩散到左

侧,最终达到状态2。然后解锁活塞同时施加水平恒力F,仍使其保持静止。当电阻丝。加热时，活塞

B能缓慢滑动（无摩擦），电阻丝。放出89.3J的热量时气体达到温度冕=350K的状态3。已知大气压强Po

=L01xl（）5pa,隔板厚度不计，下列说法正确的是（）

A.气体从状态1到状态2是不可逆过程，分子平均动能减小

B.水平恒力F的大小为10N

C.状态3气体的体积为1750cm3

D.气体从状态1到状态3内能增加63.8J

【答案】BCD

【详解】根据热力学第二定律可知，气体从状态1到状态2是不可逆过程，由于隔板A的左侧为真空，可知气

体从状态1到状态2,气体不做功，又没有发生热传递，所以气体的内能不变，气体的温度不变，分子平均动

能不变，故4错误；气体从状态1到状态2发生等温变化,则有加弘=p2-2弘，解得状态2气体的压强为

5

p2=y=1.02x10Pa解锁活塞B,同时施加水平恒力F,仍使其保持静止，以活塞B为对象，根据受力平

衡可得

55-4

p2S=p0S+F解得F=（p2-Po）S=（1.02x10-1.01x10）X100X10A^=ION故B正确；当电阻丝。加

热时,活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度T2=350K的状态3,可知气体做等压变化，则有答=

"，可得状态3气体的体积为％=奈•214=X2X750cmJ1750cm3,故。正确；该过程气体对外做功

12