专题02 热学（黑吉辽蒙专用）-【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编（黑吉辽蒙专用）

专题02 热 学 一、题型归纳 01.分子力和分子势能 02.气体图像问题 03.理想气体状态方程与气体实验定律 04.气体实验定律与热力学定律的综合 二、题型训练 分子力和分子势能 1．（2025·辽宁辽阳·一模）关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是（　　） A．在10r0（r0为分子间作用力为零的间距，其值为10－10m）距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力 B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零 C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小 D．分子间距离越大，分子间的斥力越大 2．（2025·黑龙江哈六中·一模）下列说法正确的是（　　） A．分子力随分子间距离的减小一定增大 B．外界对气体做功，气体内能一定增加 C．晶体在熔化过程中吸收热量，分子势能一定增大 D．某容器内气体分子平均动能减小，分子数密度增大，则气体的压强可能不变 3．（2025·吉林长春·一模）下列说法不正确的是（　　） A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B．图乙水中小炭粒每隔一定时间位置的连线不能表示小炭粒做布朗运动的轨迹 C．由图丙可知，当分子间的距离r=r0时，分子间的作用力为零 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功 4．（2025·内蒙古通辽第一中学·一模）关于热学知识，下列说法正确的是（    ） A．花粉颗粒的无规则运动就是分子的热运动 B．当分子之间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离增大而减小 C．两固体之间不可能发生扩散现象 D．若用活塞压缩汽缸中的气体，同时气体从外界吸收了热量，则气体的内能一定增加 5．（2025·黑龙江·一模）关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　） A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动反而越不明显 B．图乙说明固体间不能发生扩散现象 C．由图丙可知，在由变到的过程中分子力做负功 D．图丙中分子间距为时分子力为0 6．（2025·辽宁·一模）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a处由静止释放，那么在乙分子从a运动到d的过程中，乙分子加速度增大和两分子间势能也增大的阶段是（　　） A．从a到b B．从b到c C．从b至d D．从c到d 7．（2025·内蒙古赤峰·一模）如图所示，这是两分子系统的分子势能与两分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是（    ） A．当时，分子间的作用力为零 B．当时，分子间的作用力表现为引力 C．当r由变到的过程中，分子力逐渐变大 D．当r由变到的过程中，分子势能增大 气体图像问题 1．（2025·内蒙古通辽·一模）如图所示，一定质量的理想气体经历了、、三个过程，已知为等容过程，另外两个中一个是等温过程，另一个是绝热过程。下列说法正确的是（   ） A．过程，气体压强和体积的乘积变大 B．过程，气体压强和体积的乘积变小 C．过程，气体压强和体积的乘积变大 D．过程，气体压强和体积的乘积变小 2．（2025·吉林·一模）如图，一定质量的理想气体从状态经状态变化到状态的图像。则下列说法正确的是（　　） A．状态的压强是状态的压强的4倍 B．状态到状态过程，气体一直对外做功 C．状态到状态过程，气体吸收的热量等于其内能的增加量 D．状态到状态过程，气体压强不变 3．（2025·辽宁沈阳·一模）一定质量的理想气体从状态A缓慢经过B、C、D再回到状态A，其热力学温度T和体积V的关系图像如图所示。BA和CD的延长线均过原点O，气体在状态A时的压强为，下列说法正确的是（    ） A．A→B过程中，气体发生等容变化 B．B→C过程中，气体的压强变大 C．C→D过程中，外界对气体做功 D．整个过程中，外界对气体做功为 4．（2025·吉林延边第二中学·一模）如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态，则（   ） A．到过程，气体内能减少 B．到过程，气体对外界做正功 C．到过程，气体从外界吸收热量 D．经过一次循环过程，气体从外界吸收热量 5．（2025·辽宁大连·一模）一定质量的理想气体从状态A开始，经、、三个过程至状态，其图像如图所示。已知气体在状态A时的体积为。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态时的体积为 B．从状态到状态的过程中气体分子的平均动能减小 C．从状态到状态的过程中气体向外界放出热量 D．从状态A到状态的过程中，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数增加 6．（2025·辽宁鞍山·一模）摩尔数为的理想单原子气体初始状态压强为，体积为，对应下图中的点。现在这部分气体经过等压膨胀，体积变为，对应下图中的点，气体在状态经等温膨胀至状态，压强变为。又经等压压缩至状态，最后等温压缩回到状态。已知理想气体的体积、压强和温度满足方程；内能满足关系。其中为常数，为物质的量，根据以上信息可以判断（　　） A．气体在状态点a时的内能为3p0V0 B．气体在状态点b时温度为 C．由c到d的过程外界对气体做功为4p0V0 D．由c到d的过程气体向外界放热 15．（2025·辽宁抚顺·一模）下图是一台热机的循环过程，工作物质为理想气体，它由两个等容过程和两个等温过程组成，A→B温度为T1，C→D温度为T2，关于该循环，下列判断正确的是（　　） A．A→B的温度T1大于C→D的温度T2 B．B→C放出的热量等于D→A吸收的热量 C．A→B气体对外做功大于C→D外界对气体做功 D．气体分子在状态A时的平均动能大于在状态B时的平均动能 理想气体状态方程与气体实验定律 1．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）在透明吸管内，手指和液体之间密封一定质量的气体，如图所示，由于手的接触，密封气体温度高于外界气体。则（　　） A．密封气体压强高于外界气体压强 B．图中液体与吸管内壁之间是不浸润的 C．密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度 D．密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能 2．（2025·黑龙江·一模）如图所示，开口向右的绝热汽缸水平放置，由厚度均不计的绝热活塞A和导热活塞B封闭相同质量的理想气体Ⅰ、Ⅱ，气体的体积均为V0，压强均为1.2p0，热力学温度与外界相同，均为T0，活塞A可以在汽缸内无摩擦地自由移动，活塞B与汽缸间的最大静摩擦力大小为。已知两部分气体均密封良好，活塞的横截面积为S，大气压强为p0，外界的温度保持不变。现通过电加热丝对区域Ⅰ内的气体缓慢加热。 (1)求当活塞B恰好要滑动时，活塞A移动的距离； (2)当活塞B恰好要滑动时，电加热丝停止加热，同时将活塞B固定，然后打开区域Ⅱ内的阀门K，气体缓慢漏出。经过足够长的时间，区域Ⅱ内剩余气体的质量是原来质量的，求区域Ⅰ内气体最终的热力学温度。 3．（2025·黑龙江哈尔滨二中·一模）漠河地处我国最北方，冬季气温低至-53℃，某车企测试汽车性能，驾驶汽车从北京到漠河，在漠河发现汽车的左前轮轮胎内气体的压强有所下降（轮胎容积保持不变，没有漏气，视为理想气体）。于是在漠河给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强，充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变。已知该轮胎内气体的体积，出发时北京的气温，轮胎内气体压强。漠河地区大气压强取。充入同温同压空气使其恢复原压强，求： (1)充气前轮胎内气体压强； (2)充入空气的体积。 4．（2025·黑龙江大庆·一模）如图所示，A为竖直放置的导热汽缸，其质量、高度，B为质量的导热活塞，汽缸内封闭着一定质量（远小于汽缸的质量）的理想气体，B与水平地面间连有劲度系数的轻弹簧，A与B的横截面积均为。当整个装置静止时，活塞B距汽缸底部的高度为。活塞与汽缸间紧密接触且无摩擦，活塞和汽缸壁的厚度均不计，外界大气压强，环境温度不变，弹簧原长，取重力加速度大小。 （1）求刚开始汽缸A静止时内部气体的压强p； （2）用力从汽缸顶端缓缓上提汽缸A，求活塞B刚要离开A时，弹簧的长度。 5．（2025·黑龙江通辽·一模）如图，气缸通过滑轮与装有水的水桶悬吊在空中，气缸内通过与弹簧相连的活塞封闭了一定质量的理想气体。开始时整个装置处于静止状态，弹簧处于原长状态。现通过水桶底部的遥控阀门将水缓慢放出，直至水完全放出。已知气缸质量为，活塞质量为，活塞截面积为，弹簧劲度系数为。开始时气柱长为，水完全流出时，弹簧压缩量为，大气压强为，重力加速度为，全过程气体温度保持不变，忽略各处阻力。求： (1)水桶内水的质量； (2)水完全漏出时，气柱的长度； (3)水完全漏出时，气缸下移的距离。 6．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）汽车的胎压指的是汽车轮胎内空气的压强，过高和过低的胎压既会使汽车的行驶产生安全问题，也会缩短轮胎的使用寿命。绝大多数小轿车的轮胎胎压在之间为正常范围。已知轮胎内原有空气的压强为，胎内空气温度，体积为。由于长时间行驶，胎内空气温度，胎内空气体积变成。胎内气体均可视为理想气体，车胎不漏气。 (1)通过计算说明此时胎压是否正常； (2)若胎压不正常，则需要放出部分空气，已知放出气体后胎压为，胎内空气温度为，胎内空气体积变成，求放出气体的质量与胎内原来气体质量的比值。（保留小数点后两位） 7．（2025·内蒙古赤峰·一模）图甲为后备箱气压杆的示意图，气压杆内部的高压气体被活塞密封在汽缸中。在后备箱打开或关闭过程中，气压杆内部的气体体积发生变化。箱盖打开静止在某位置时，活塞到汽缸底部的距离为，活塞的横截面积为。箱盖作用于连杆上的沿杆方向的力为，如图乙所示。已知大气压强为，重力加速度为。不计活塞与容器壁的摩擦及连杆和活塞的质量，忽略气体温度的变化。 (1)求此时被封闭气体的压强； (2)活塞到容器底部的距离为时，求此时气体的压强； (3)由于漏出部分气体，当活塞到容器底部的距离为时，此时沿杆方向作用力变为，求漏出的气体与剩余气体的质量比。 8．（2025·辽宁丹东·一模）洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气18次后开始喷水。已知外部大气压强恒为，打气筒每次打入压强为、体积为的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封闭空气的温度始终不变。    (1)求喷水壶内封闭空气的最大压强p； (2)喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出；若不能，最少还能剩余多少。 9．（2025·辽宁沈阳·一模）某款全自动增压供水系统的圆柱形储水罐的总容积，水龙头正常工作时，罐内水面缓慢下降，最低只能下降到储水罐的正中间，水龙头出水口到罐内水面的最大高度差，如图所示，此时水泵自动启动给罐内补水，当压力开关检测到罐内封闭气体的压强达到时，自动断开水泵电源停止补水。已知水的密度，封闭气体可视为理想气体，忽略封闭气体温度的变化，外界大气压恒为，取重力加速度大小，求： (1)水泵刚开始工作时罐内封闭气体的压强； (2)水泵停止工作时罐内水的体积。 10．（2025·辽宁·一模）篮球是中学生喜欢的一项体育运动，打篮球前需要将篮球内部气压调至标准气压才能让篮球发挥最佳性能。体育课上某同学发现一只篮球气压不足，用气压计测得球内气体压强为1.2atm，已知篮球内部容积为7L。现用简易打气筒给篮球打气，每次能将0.1L、1.0atm的空气打入球内，假设篮球的标准气压为1.6atm。忽略打气和放气过程中篮球的容积和球内气体温度的变化。 (1)求使篮球内部的气压达到标准气压需要打气的次数； (2)若打气过多，使篮球内部的气压达到1.8atm，可以采取放气的办法使篮球内部的气压恢复到标准气压，求放出空气的质量与篮球内剩余空气质量m的比值。 气体实验定律与热力学定律的综合 1．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示，绝热气缸开口向上竖直放置，其内用质量为、横截面积为的绝热活塞封闭一定质量的理想气体。初始时气缸内气体的热力学温度为300K，活塞处于位置，与气缸底相距。已知大气压强，理想气体内能正比于热力学温度，活塞厚度、电热丝体积以及活塞与气缸壁间的摩擦均不计。现通过气缸内的电热丝加热气体，活塞缓慢上升到达位置，g取10m/s2，求： (1)活塞到达B位置时气体的热力学温度为多少？ (2)若初始气体内能，活塞缓慢上升过程中，气体吸收了多少热量？ 2．（2025·黑龙江哈尔滨第一中学·一模）某实验小组同学设计了一种简易温度计，其结构如图所示。固定的玻璃瓶内有一定质量的理想气体，瓶口以橡胶塞密封并插入一根细玻璃管，玻璃管插入水银槽中，温度变化时，玻璃管内水银柱高度会随之变化。在水银柱距液面不同高度处标示对应温度，即可制成简易温度计。已知在标准大气压下，温度时，管内水银高度为。细玻璃管内气体体积可忽略。 (1)若水银槽液面以上细玻璃管的高度，测量中水银不能进入玻璃瓶中，求该温度计能够测量的最低温度是多少摄氏度； (2)若瓶内气体的内能与热力学温度的关系为，，求外界温度由10℃升高到25℃过程中气体吸收的热量。 3．（2025·辽宁葫芦岛·一模）如图1所示，一定质量的理想气体被质量为的绝热活塞封闭在竖直放置的绝热汽缸（上端开口）中，汽缸放置在电热炉盘上，活塞的面积为，与汽缸底部相距，温度为。现用如图2所示的交变电流，接通炉盘中阻值为电热丝给气体缓慢加热，经过时间活塞缓慢向上移动距离后停止加热，整个过程中，已知电热炉盘电阻丝产生的热量被容器内气体吸收，已知大气压强为，重力加速度为。求： (1)停止加热时，气体的温度； (2)此过程中容器内气体增加的内能。 4．（2025·辽宁·一模）如图所示，足够高的绝热汽缸竖直放置，汽缸内有一个卡环，卡环到缸底的距离d=15cm，卡环上有一面积为S=80cm2、质量为m=20kg的绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞可在汽缸中无摩擦的滑动。汽缸底部有一阻值为r=100Ω的电热丝，外接电路中定值电阻R=10Ω，正弦交变电压u的最大值为。初始时，开关断开，汽缸内气体的温度为T1=300K，活塞对下方卡环的压力大小为F=400N，外界大气压为p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2。 (1)求初始时缸内密封气体的压强； (2)闭合开关，经过t=200s的时间，汽缸内密封气体温度缓慢上升到800K，若电热丝产生的热量全部被气体吸收，求气体内能的增量。 5．（2025·辽宁本溪·一模）如图所示，一个圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，质量为m、面积为S的活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，平衡时活塞恰好位于汽缸的中间位置，气柱高度为L，温度为，大气压强为。已知重力加速度为g，现用电阻丝给封闭气体加热，当活塞刚好接触汽缸上部的边缘时。 (1)求封闭气体的温度； (2)若电阻丝的阻值为R，通过电阻丝的电流为I，从开始加热到活塞刚好接触汽缸上边缘用时为t，求此过程中气体内能的增量； (3)若继续加热，当封闭气体的温度为时，求气体的压强。 6．（2025·辽宁丹东·一模）如图所示，一定质量的理想气体由状态A变为状态B的图像，气体在状态A时的压强为，在整个过程中气体内能增加了，求： (1)理想气体在状态A时的热力学温度为多少； (2)判断从状态A到B的过程中，气体吸放热情况，并求出热量的大小。 7．（2025·黑龙江哈尔滨第三中学·一模）如图所示，一定质量的理想气体从状态变化到状态，再由状态变化到状态。已知状态的温度，求： (1)气体在状态的温度； (2)气体在状态的温度；由状态变化到状态的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由。 8．（2025·辽宁锦州·一模）如图所示，柱形绝热汽缸竖直放置，一定质量的理想气体被重力为、横截面积为S的绝热活塞封闭在汽缸内，此时活塞距汽缸底部的距离为，汽缸内气体热力学温度为。现通过电热丝缓慢对汽缸内气体加热，通过电热丝的电流为，电热丝电阻为，加热时间为，使气体热力学温度升高到。已知大气压强为，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动，设电热丝产生的热量全部被气体吸收，则汽缸内气体热力学温度从升高到的过程中，求： (1)活塞移动的距离； (2)该气体增加的内能； (3)若电热丝接在匝数比为的变压器副线圈上，原线圈为正弦式交流电，问原线圈的电压峰值为多少？ 9．（2025·辽宁大连·一模）如图所示，柱形绝热汽缸固定在倾角为θ的斜面上，一定质量的理想气体被重力为G、横截面积为S的绝热活塞封闭在汽缸内，此时活塞静止，距汽缸底部的距离为，汽缸内温度为。已知初态气体内能为且理想气体内能与温度成正比。现通过电热丝对汽缸内气体缓慢加热，使气体温度升高到。气压强为，塞可沿汽缸壁无摩擦滑动，设电热丝产生的热量全部被气体吸收。求汽缸内气体温度从升高到的过程中： (1)活塞移动的距离x； (2)电阻丝放出的热量Q。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 热 学 一、题型归纳 01.分子力和分子势能 02.气体图像问题 03.理想气体状态方程与气体实验定律 04.气体实验定律与热力学定律的综合 二、题型训练 分子力和分子势能 1．（2025·辽宁辽阳·一模）关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是（　　） A．在10r0（r0为分子间作用力为零的间距，其值为10－10m）距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力 B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零 C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小 D．分子间距离越大，分子间的斥力越大 【答案】A 【知识点】分子间的引力、斥力合力与距离的关系图像、分子势能随间距的变化E-r图 【详解】A．分子间同时存在引力和斥力，在平衡距离以内表现为斥力，在平衡距离以外表现为引力，在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力，A正确； BC．设分子平衡距离为r0，分子距离为r，当r>r0，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当r<r0，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当r＝r0，分子力为0，分子势能最小；由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，B、C错误； D．分子间距离越大，分子间的斥力越小，D错误。 故选A。 2．（2025·黑龙江哈六中·一模）下列说法正确的是（　　） A．分子力随分子间距离的减小一定增大 B．外界对气体做功，气体内能一定增加 C．晶体在熔化过程中吸收热量，分子势能一定增大 D．某容器内气体分子平均动能减小，分子数密度增大，则气体的压强可能不变 【答案】CD 【知识点】分子间的引力、斥力合力与距离的关系图像、判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况、气体压强的微观意义 【详解】A．当分子间距离达到某值时，分子间作用力为0，当大于此值时，分子间作用力表现为引力，当分子间距离减小时，分子力先增大后减小，故A错误； B．若外界对气体做功，且同时气体向外界放热，根据热力学第一定律可知，气体内能可能减小，故B错误； C．由于晶体在熔化过程中有固定的熔点，故晶体在熔化过程中温度不变，分子的平均动能不变，但由于晶体在熔化过程中吸收了热量，内能增加，故其分子势能一定增大，C正确。 D．某容器内气体分子平均动能减小，分子数密度增大，根据压强的微观意义可知，气体的压强可能不变，故D正确。 故选CD。 3．（2025·吉林长春·一模）下列说法不正确的是（　　） A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B．图乙水中小炭粒每隔一定时间位置的连线不能表示小炭粒做布朗运动的轨迹 C．由图丙可知，当分子间的距离r=r0时，分子间的作用力为零 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功 【答案】D 【知识点】分子势能随间距的变化E-r图、布朗运动微粒运动的观测记录图象、分子间的引力、斥力合力与距离的关系图像、气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像 【详解】A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高，A正确，不符合题意； B．图乙水中小炭粒每隔一定时间位置的连线只是记录了粒子的位置变化，并不能反映其真实的运动轨迹，B正确。不符合题意； C．由图丙可知，当分子间的距离r=r0时，分子间的作用力为零，C正确，不符合题意； D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子势能减小，分子力做正功，D错误，符合题意。 故选D。 4．（2025·内蒙古通辽第一中学·一模）关于热学知识，下列说法正确的是（    ） A．花粉颗粒的无规则运动就是分子的热运动 B．当分子之间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离增大而减小 C．两固体之间不可能发生扩散现象 D．若用活塞压缩汽缸中的气体，同时气体从外界吸收了热量，则气体的内能一定增加 【答案】BD 【知识点】判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况、生活中的扩散现象、布朗运动的定义、现象和解释、分子间的引力、斥力合力与距离的关系图像 【详解】A．花粉颗粒的无规则运动反映分子的热运动，但不是分子的热运动，故A错误； B．当分子之间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小，故B正确； C．扩散现象在固体、液体、气体中都能发生，故C错误； D．若用活塞压缩汽缸中的气体，外界对气体做正功，同时气体从外界吸收了热量，根据热力学第一定律可知气体的内能一定增加，故D正确。 故选BD。 5．（2025·黑龙江·一模）关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　） A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动反而越不明显 B．图乙说明固体间不能发生扩散现象 C．由图丙可知，在由变到的过程中分子力做负功 D．图丙中分子间距为时分子力为0 【答案】A 【知识点】影响微粒布朗运动快慢的因素、分子势能随间距的变化E-r图、生活中的扩散现象 【详解】A．布朗运动是液体分子无规则运动对悬浮微粒撞击不平衡造成的。微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，各个方向的撞击力越容易平衡，布朗运动就越不明显，故A正确； B．铝块与金块叠在一起，经过一段时间后，它们会彼此进入对方，这就是固体间的扩散现象，说明固体间也能发生扩散，故B错误； C．从变到的过程中，分子间距增大，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误； D．图丙中分子间距为时，分子势能最小，此时分子力为0，故D错误。 故选A。 6．（2025·辽宁·一模）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a处由静止释放，那么在乙分子从a运动到d的过程中，乙分子加速度增大和两分子间势能也增大的阶段是（　　） A．从a到b B．从b到c C．从b至d D．从c到d 【答案】D 【知识点】分子间的引力、斥力合力与距离的关系图像、分子势能随间距的变化E-r图 【详解】A．乙分子由a到b一直受引力，分子力增大，乙分子加速度增大，分子力做正功，分子势能减小，故A错误； B．从b到c分子力逐渐变小，乙分子加速度减小，但仍为引力，分子力做正功，分子势能减小，故B错误； C．从b到d分子力先减小后增大，分子力先是引力后是斥力，分子力先做正功后做负功，分子势能先减少后增大，故C错误； D．从c到d分子力是斥力，增大，乙分子加速度增大，分子力做负功，分子势能增大，故D正确； 故选D。 7．（2025·内蒙古赤峰·一模）如图所示，这是两分子系统的分子势能与两分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是（    ） A．当时，分子间的作用力为零 B．当时，分子间的作用力表现为引力 C．当r由变到的过程中，分子力逐渐变大 D．当r由变到的过程中，分子势能增大 【答案】C 【知识点】分子势能随间距的变化E-r图、两分子间分子势能和动能随间距变化的变化 【详解】由图象可知：分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离。 A．r2是分子的平衡距离，r等于r1时两个分子之间的距离小于平衡距离，可知r=r1时分子力为斥力，故A错误； B．r2是平衡距离，当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，当时，分子间的作用力表现为引力，故B错误； C．当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，分子间距减小，分子力逐渐变大，故C正确； D．当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，增大分子间距离，分子间作用力做正功，分子势能Ep减小，故D错误。 故选C。 气体图像问题 1．（2025·内蒙古通辽·一模）如图所示，一定质量的理想气体经历了、、三个过程，已知为等容过程，另外两个中一个是等温过程，另一个是绝热过程。下列说法正确的是（   ） A．过程，气体压强和体积的乘积变大 B．过程，气体压强和体积的乘积变小 C．过程，气体压强和体积的乘积变大 D．过程，气体压强和体积的乘积变小 【答案】A 【知识点】应用理想气体状态方程处理实际问题 【详解】AB．根据，假设c→a过程为绝热过程（Q=0），则有 因为过程，体积增大，即W<0，则，因此c→a过程温度降低，即 a→b过程为等温过程，则 b→c过程等容变化，由 可知，这与假设结果矛盾。因此c→a过程为等温过程，a→b过程为绝热过程，a→b过程为绝热过程，该过程体积减小，理想气体内能增大，因此温度升高，即，根据 可知所以a→b过程气体压强和体积的乘积变大，故A正确，B错误； CD．c→a过程为等温过程，该过程温度始终保持不变，所以气体压强和体积的乘积不变，故CD错误。 故选A。 2．（2025·吉林·一模）如图，一定质量的理想气体从状态经状态变化到状态的图像。则下列说法正确的是（　　） A．状态的压强是状态的压强的4倍 B．状态到状态过程，气体一直对外做功 C．状态到状态过程，气体吸收的热量等于其内能的增加量 D．状态到状态过程，气体压强不变 【答案】D 【知识点】气体等压变化的图象 【详解】AD．根据 变形可得 可知状态a到状态b是等压变化，即；由图可知，状态b到状态c是等容变化，则有 解得 故A错误，D正确； B．由图可知，状态a到状态b，体积增大，气体对外做功，状态b到状态c，体积不变，气体对外不做功，故B错误； C．状态到状态过程，温度升高，故气体内能增大，同时气体对外做功，则气体吸收的热量大于其内能的增加量，故C错误。 故选D。 3．（2025·辽宁沈阳·一模）一定质量的理想气体从状态A缓慢经过B、C、D再回到状态A，其热力学温度T和体积V的关系图像如图所示。BA和CD的延长线均过原点O，气体在状态A时的压强为，下列说法正确的是（    ） A．A→B过程中，气体发生等容变化 B．B→C过程中，气体的压强变大 C．C→D过程中，外界对气体做功 D．整个过程中，外界对气体做功为 【答案】C 【知识点】应用理想气体状态方程处理实际问题 【详解】A．根据理想气体状态方程 可得 由图可知A→B过程中，图线斜率不变，气体压强不变，为等压过程，A错误； B． B→C过程中，温度不变，体积增大，压强减小，B错误； C． C→D过程中，图线的斜率不变，压强不变，气体的体积减小，外界对气体做功，C正确； D．根据题中温度T和体积V的关系图像可得到压强p和体积V的关系图像如下 由于p-V图像所围成的面积表示外界对气体做的功，因此整个过程外界对气体做的功小于ABCD所围成的梯形的面积，对应的梯形面积大小为 D错误。 故选C。 4．（2025·吉林延边第二中学·一模）如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态，则（   ） A．到过程，气体内能减少 B．到过程，气体对外界做正功 C．到过程，气体从外界吸收热量 D．经过一次循环过程，气体从外界吸收热量 【答案】ACD 【知识点】应用查理定律解决实际问题、判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况 【详解】A．到过程为等容变化，气体对外界不做功，由查理定律有 可得 则气体内能减少，故A正确； B．到过程，气体体积减小，外界对气体做正功，故B错误； C．到过程为等容变化，气体对外界不做功，由查理定律有 可得 则气体内能增加，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故正确； D．由 可知，图像与坐标轴围成的面积代表做功，可知由到气体对外界做的正功大于由到外界对气体做的正功，所以一个循环过程中，气体对外界做正功，而气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故D正确。 故选ACD。 5．（2025·辽宁大连·一模）一定质量的理想气体从状态A开始，经、、三个过程至状态，其图像如图所示。已知气体在状态A时的体积为。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态时的体积为 B．从状态到状态的过程中气体分子的平均动能减小 C．从状态到状态的过程中气体向外界放出热量 D．从状态A到状态的过程中，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数增加 【答案】AD 【知识点】气体压强的微观意义、分子动能、判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况、应用盖吕萨克定律解决实际问题 【详解】A．状态A与整体D压强相等，根据盖吕萨克定律有 解得 故A正确； B．从状态到状态的过程中，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，故B错误； C．从状态到状态的过程中，气体温度不变，压强减小，根据玻意耳定律可知，气体体积增大，由于温度不变，气体内能一定，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故C错误； D．从状态A到状态的过程中，图像经过坐标原点，根据查理定律可知，气体体积不变，气体分子分布的密集程度不变，由于气体温度升高，气体分子运动的平均动能增大，即气体分子运动的平均速率增大，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数增加，故D正确。 故选AD。 6．（2025·辽宁鞍山·一模）摩尔数为的理想单原子气体初始状态压强为，体积为，对应下图中的点。现在这部分气体经过等压膨胀，体积变为，对应下图中的点，气体在状态经等温膨胀至状态，压强变为。又经等压压缩至状态，最后等温压缩回到状态。已知理想气体的体积、压强和温度满足方程；内能满足关系。其中为常数，为物质的量，根据以上信息可以判断（　　） A．气体在状态点a时的内能为3p0V0 B．气体在状态点b时温度为 C．由c到d的过程外界对气体做功为4p0V0 D．由c到d的过程气体向外界放热 【答案】AD 【知识点】应用波意耳定律解决实际问题、判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况 【详解】A．气体在状态点a时，根据， 可知内能为 选项A正确； B．气体在状态点b时体积变为，从a到b等压膨胀根据 温度为 选项B错误； C．从b到c等温膨胀，则 解得 从d到a为等温压缩，则 解得 由c到d的过程外界对气体做功为 选项C错误； D．由c到d的过程，体积减小，外界对气体做功，气体温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，选项D正确。 故选AD。 15．（2025·辽宁抚顺·一模）下图是一台热机的循环过程，工作物质为理想气体，它由两个等容过程和两个等温过程组成，A→B温度为T1，C→D温度为T2，关于该循环，下列判断正确的是（　　） A．A→B的温度T1大于C→D的温度T2 B．B→C放出的热量等于D→A吸收的热量 C．A→B气体对外做功大于C→D外界对气体做功 D．气体分子在状态A时的平均动能大于在状态B时的平均动能 【答案】ABC 【知识点】分子动能、判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况、应用理想气体状态方程处理实际问题 【详解】A．B→C过程，理想气体体积不变，压强变小，根据理想气体状态方程可知，热力学温度降低，即 故A正确； B．B→C和D→A均为等容过程，对外界不做功，温度变化相同，即内能变化量的大小相等，由热力学第一定律可知，放出的热量等于吸收的热量，故B正确； C．A→B气体温度不变，气体内能不变，气体压强减小，体积增大，气体对外界做功，C→D气体温度不变，气体内能不变，气体压强增大，体积减小，外界对气体做功，图像与坐标轴所围图形的面积等于气体做的功，由图像可知，A→B过程图像的面积大于C→D过程图像所围成的面积，即A→B气体对外做功大于C→D外界对气体做功，故C正确； D．A→B为等温过程，则两状态的温度相等，故气体分子在状态A时的平均动能等于在状态B时的平均动能，故D错误。 故选ABC。 理想气体状态方程与气体实验定律 1．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）在透明吸管内，手指和液体之间密封一定质量的气体，如图所示，由于手的接触，密封气体温度高于外界气体。则（　　） A．密封气体压强高于外界气体压强 B．图中液体与吸管内壁之间是不浸润的 C．密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度 D．密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能 【答案】D 【知识点】应用理想气体状态方程处理实际问题、分子动能、浸润和不浸润 【详解】AC．设液柱的质量为，横截面积为，外界大气压强为，对液柱分析，密封气体压强。因此密封气体压强低于外界气体压强，且吸管内部压强不变。由可知，密封气体温度升高，体积就会变大，分子数密度就会减小，因此密封气体分子数密度小于外界气体分子数密度。故A、C错误； B．由图可知，液体在吸管内呈下凹状，液体与吸管内壁是浸润的。故B错误； D．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大。因此密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能。故D正确。 故选D。 2．（2025·黑龙江·一模）如图所示，开口向右的绝热汽缸水平放置，由厚度均不计的绝热活塞A和导热活塞B封闭相同质量的理想气体Ⅰ、Ⅱ，气体的体积均为V0，压强均为1.2p0，热力学温度与外界相同，均为T0，活塞A可以在汽缸内无摩擦地自由移动，活塞B与汽缸间的最大静摩擦力大小为。已知两部分气体均密封良好，活塞的横截面积为S，大气压强为p0，外界的温度保持不变。现通过电加热丝对区域Ⅰ内的气体缓慢加热。 (1)求当活塞B恰好要滑动时，活塞A移动的距离； (2)当活塞B恰好要滑动时，电加热丝停止加热，同时将活塞B固定，然后打开区域Ⅱ内的阀门K，气体缓慢漏出。经过足够长的时间，区域Ⅱ内剩余气体的质量是原来质量的，求区域Ⅰ内气体最终的热力学温度。 【答案】(1) (2) 【知识点】应用波意耳定律解决实际问题、应用理想气体状态方程处理实际问题 【详解】（1）当活塞B恰好要滑动时，对其受力分析，根据平衡条件 又 解得 区域Ⅱ内气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 当活塞B恰好要滑动时，活塞A移动的距离为 联立可得 （2）打开区域Ⅱ内的阀门K后，经过足够长的时间，气体Ⅱ的压强为，根据玻意耳定律有 由题意可知 解得 对气体Ⅰ，根据理想气体状态方程 解得 3．（2025·黑龙江哈尔滨二中·一模）漠河地处我国最北方，冬季气温低至-53℃，某车企测试汽车性能，驾驶汽车从北京到漠河，在漠河发现汽车的左前轮轮胎内气体的压强有所下降（轮胎容积保持不变，没有漏气，视为理想气体）。于是在漠河给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强，充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变。已知该轮胎内气体的体积，出发时北京的气温，轮胎内气体压强。漠河地区大气压强取。充入同温同压空气使其恢复原压强，求： (1)充气前轮胎内气体压强； (2)充入空气的体积。 【答案】(1) (2) 【知识点】应用查理定律解决实际问题 【详解】（1）初始温度 末态温度 轮胎中的气体经历等容变化，则 解得 （2）充入空气 解得 4．（2025·黑龙江大庆·一模）如图所示，A为竖直放置的导热汽缸，其质量、高度，B为质量的导热活塞，汽缸内封闭着一定质量（远小于汽缸的质量）的理想气体，B与水平地面间连有劲度系数的轻弹簧，A与B的横截面积均为。当整个装置静止时，活塞B距汽缸底部的高度为。活塞与汽缸间紧密接触且无摩擦，活塞和汽缸壁的厚度均不计，外界大气压强，环境温度不变，弹簧原长，取重力加速度大小。 （1）求刚开始汽缸A静止时内部气体的压强p； （2）用力从汽缸顶端缓缓上提汽缸A，求活塞B刚要离开A时，弹簧的长度。 【答案】（1）；（2）10cm 【知识点】应用波意耳定律解决实际问题 【详解】（1）对汽缸受力分析有 解得 （2）设活塞B刚离开汽缸A时内部气体的压强为，弹簧的压缩量为，由玻意耳定律可得 对活塞B受力分析有 可得 可知弹簧长度L仍然为原长10cm。 5．（2025·黑龙江通辽·一模）如图，气缸通过滑轮与装有水的水桶悬吊在空中，气缸内通过与弹簧相连的活塞封闭了一定质量的理想气体。开始时整个装置处于静止状态，弹簧处于原长状态。现通过水桶底部的遥控阀门将水缓慢放出，直至水完全放出。已知气缸质量为，活塞质量为，活塞截面积为，弹簧劲度系数为。开始时气柱长为，水完全流出时，弹簧压缩量为，大气压强为，重力加速度为，全过程气体温度保持不变，忽略各处阻力。求： (1)水桶内水的质量； (2)水完全漏出时，气柱的长度； (3)水完全漏出时，气缸下移的距离。 【答案】(1) (2) (3) 【知识点】应用波意耳定律解决实际问题 【详解】（1）开始时，由整体受力平衡得 水完全漏出后，由整体受力平衡得 由以上两式解得 （2）开始时，对活塞有 水完全漏出后，对活塞有 对气体有 由以上三式解得 （3）由几何关系得 解得 6．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）汽车的胎压指的是汽车轮胎内空气的压强，过高和过低的胎压既会使汽车的行驶产生安全问题，也会缩短轮胎的使用寿命。绝大多数小轿车的轮胎胎压在之间为正常范围。已知轮胎内原有空气的压强为，胎内空气温度，体积为。由于长时间行驶，胎内空气温度，胎内空气体积变成。胎内气体均可视为理想气体，车胎不漏气。 (1)通过计算说明此时胎压是否正常； (2)若胎压不正常，则需要放出部分空气，已知放出气体后胎压为，胎内空气温度为，胎内空气体积变成，求放出气体的质量与胎内原来气体质量的比值。（保留小数点后两位） 【答案】(1)不正常 (2) 【知识点】应用理想气体状态方程处理实际问题 【详解】（1）根据理想气体状态方程有 其中， 解得 说明此时胎压不正常。 （2）根据理想气体状态方程有 其中 解得 则放出气体的质量与胎内原来气体质量的比值为 解得 7．（2025·内蒙古赤峰·一模）图甲为后备箱气压杆的示意图，气压杆内部的高压气体被活塞密封在汽缸中。在后备箱打开或关闭过程中，气压杆内部的气体体积发生变化。箱盖打开静止在某位置时，活塞到汽缸底部的距离为，活塞的横截面积为。箱盖作用于连杆上的沿杆方向的力为，如图乙所示。已知大气压强为，重力加速度为。不计活塞与容器壁的摩擦及连杆和活塞的质量，忽略气体温度的变化。 (1)求此时被封闭气体的压强； (2)活塞到容器底部的距离为时，求此时气体的压强； (3)由于漏出部分气体，当活塞到容器底部的距离为时，此时沿杆方向作用力变为，求漏出的气体与剩余气体的质量比。 【答案】(1) (2) (3) 【知识点】应用波意耳定律解决实际问题 【详解】（1）对活塞受力分析，由平衡条件 解得 （2）对封闭气体研究，活塞由到处的过程中，由玻意耳定律得 解得 （3）设漏出气体的体积为 解得 8．（2025·辽宁丹东·一模）洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气18次后开始喷水。已知外部大气压强恒为，打气筒每次打入压强为、体积为的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封闭空气的温度始终不变。    (1)求喷水壶内封闭空气的最大压强p； (2)喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出；若不能，最少还能剩余多少。 【答案】(1) (2)0.3V 【知识点】理解玻意耳定律、应用波意耳定律解决实际问题 【详解】（1）打气过程中，相当于把空气等温压缩，根据玻意耳定律有 解得。 （2）假设壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，当壶内空气的压强降到时，壶内剩余气体的体积为，有 解得 所以壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，剩余洗涤剂的体积为 9．（2025·辽宁沈阳·一模）某款全自动增压供水系统的圆柱形储水罐的总容积，水龙头正常工作时，罐内水面缓慢下降，最低只能下降到储水罐的正中间，水龙头出水口到罐内水面的最大高度差，如图所示，此时水泵自动启动给罐内补水，当压力开关检测到罐内封闭气体的压强达到时，自动断开水泵电源停止补水。已知水的密度，封闭气体可视为理想气体，忽略封闭气体温度的变化，外界大气压恒为，取重力加速度大小，求： (1)水泵刚开始工作时罐内封闭气体的压强； (2)水泵停止工作时罐内水的体积。 【答案】(1) (2) 【知识点】应用波意耳定律解决实际问题、应用理想气体状态方程处理实际问题 【详解】（1）水龙头出水口到罐内水面的最大高度差，根据平衡条件有 解得 （2）罐内气体做等温变化，设水泵停止工作时，封闭气体的体积为，则有 水泵停止工作时罐内水的体积为 解得 10．（2025·辽宁·一模）篮球是中学生喜欢的一项体育运动，打篮球前需要将篮球内部气压调至标准气压才能让篮球发挥最佳性能。体育课上某同学发现一只篮球气压不足，用气压计测得球内气体压强为1.2atm，已知篮球内部容积为7L。现用简易打气筒给篮球打气，每次能将0.1L、1.0atm的空气打入球内，假设篮球的标准气压为1.6atm。忽略打气和放气过程中篮球的容积和球内气体温度的变化。 (1)求使篮球内部的气压达到标准气压需要打气的次数； (2)若打气过多，使篮球内部的气压达到1.8atm，可以采取放气的办法使篮球内部的气压恢复到标准气压，求放出空气的质量与篮球内剩余空气质量m的比值。 【答案】(1)28 (2) 【知识点】应用波意耳定律解决实际问题 【详解】（1）由题意可知，打气过程中温度不变，由玻意耳定律可得 解得次 （2）以篮球内空气为研究对象，设放出的气体体积为，由玻意耳定律可得 联立解得 气体实验定律与热力学定律的综合 1．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示，绝热气缸开口向上竖直放置，其内用质量为、横截面积为的绝热活塞封闭一定质量的理想气体。初始时气缸内气体的热力学温度为300K，活塞处于位置，与气缸底相距。已知大气压强，理想气体内能正比于热力学温度，活塞厚度、电热丝体积以及活塞与气缸壁间的摩擦均不计。现通过气缸内的电热丝加热气体，活塞缓慢上升到达位置，g取10m/s2，求： (1)活塞到达B位置时气体的热力学温度为多少？ (2)若初始气体内能，活塞缓慢上升过程中，气体吸收了多少热量？ 【答案】(1)600K (2)302J 【知识点】应用盖吕萨克定律解决实际问题、计算系统内能改变、吸放热及做功 【详解】（1）当活塞上升过程，气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律可得 代入数据解得 （2）活塞上升过程，对活塞受力分析可知 气体对外做的功 代入数据解得 因为气体的内能正比于温度，设 则 解得 内能的改变量 根据热力学第一定律 解得 2．（2025·黑龙江哈尔滨第一中学·一模）某实验小组同学设计了一种简易温度计，其结构如图所示。固定的玻璃瓶内有一定质量的理想气体，瓶口以橡胶塞密封并插入一根细玻璃管，玻璃管插入水银槽中，温度变化时，玻璃管内水银柱高度会随之变化。在水银柱距液面不同高度处标示对应温度，即可制成简易温度计。已知在标准大气压下，温度时，管内水银高度为。细玻璃管内气体体积可忽略。 (1)若水银槽液面以上细玻璃管的高度，测量中水银不能进入玻璃瓶中，求该温度计能够测量的最低温度是多少摄氏度； (2)若瓶内气体的内能与热力学温度的关系为，，求外界温度由10℃升高到25℃过程中气体吸收的热量。 【答案】(1)33℃ (2)1.5J 【知识点】计算系统内能改变、吸放热及做功、应用查理定律解决实际问题 【详解】（1）瓶内气体体积不变，根据查理定律 其中，，， 解得 （2）温度变化量 根据 可得   解得 热力学第一定律   其中 3．（2025·辽宁葫芦岛·一模）如图1所示，一定质量的理想气体被质量为的绝热活塞封闭在竖直放置的绝热汽缸（上端开口）中，汽缸放置在电热炉盘上，活塞的面积为，与汽缸底部相距，温度为。现用如图2所示的交变电流，接通炉盘中阻值为电热丝给气体缓慢加热，经过时间活塞缓慢向上移动距离后停止加热，整个过程中，已知电热炉盘电阻丝产生的热量被容器内气体吸收，已知大气压强为，重力加速度为。求： (1)停止加热时，气体的温度； (2)此过程中容器内气体增加的内能。 【答案】(1) (2) 【知识点】计算系统内能改变、吸放热及做功、应用盖吕萨克定律解决实际问题 【详解】（1）对处于平衡状态的活塞进行受力分析有 解得 活塞缓慢上升过程中气体压强不变，根据盖-吕萨克定律有 解得 （2）时间内电热炉盘电阻丝产生的热量 气体对外做功 根据热力学第一定律 解得 4．（2025·辽宁·一模）如图所示，足够高的绝热汽缸竖直放置，汽缸内有一个卡环，卡环到缸底的距离d=15cm，卡环上有一面积为S=80cm2、质量为m=20kg的绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞可在汽缸中无摩擦的滑动。汽缸底部有一阻值为r=100Ω的电热丝，外接电路中定值电阻R=10Ω，正弦交变电压u的最大值为。初始时，开关断开，汽缸内气体的温度为T1=300K，活塞对下方卡环的压力大小为F=400N，外界大气压为p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2。 (1)求初始时缸内密封气体的压强； (2)闭合开关，经过t=200s的时间，汽缸内密封气体温度缓慢上升到800K，若电热丝产生的热量全部被气体吸收，求气体内能的增量。 【答案】(1)7.5×104Pa (2)710J 【知识点】应用盖吕萨克定律解决实际问题、计算系统内能改变、吸放热及做功 【详解】（1）设缸内气体的初始压强为p1，对活塞受力分析有 解得 （2）缸内气体的初始体积为 设活塞刚好要离开卡环时，缸内气体温度为T2，压强为 气体发生等容变化，有 解得 继续升温到，活塞向上移动，气体发生等压变化，则有 解得 整个过程中气体对外做功为 电热丝在时间内产生热量为 由热力学第一定律可知，气体内能的增量为 5．（2025·辽宁本溪·一模）如图所示，一个圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，质量为m、面积为S的活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，平衡时活塞恰好位于汽缸的中间位置，气柱高度为L，温度为，大气压强为。已知重力加速度为g，现用电阻丝给封闭气体加热，当活塞刚好接触汽缸上部的边缘时。 (1)求封闭气体的温度； (2)若电阻丝的阻值为R，通过电阻丝的电流为I，从开始加热到活塞刚好接触汽缸上边缘用时为t，求此过程中气体内能的增量； (3)若继续加热，当封闭气体的温度为时，求气体的压强。 【答案】(1) (2) (3) 【知识点】计算系统内能改变、吸放热及做功、应用查理定律解决实际问题、应用盖吕萨克定律解决实际问题 【详解】（1）设当活塞刚好接触汽缸上部的边缘时封闭气体的温度为，根据盖一吕萨克定律 即 解得 （2）此过程中电阻丝放出的热量 气体对外做功 气体压强 变化的体积为 据热力学第一定律有 联立解得 （3）如果继续加热，封闭气体是等容变化，据查理定律有 已知 解得 6．（2025·辽宁丹东·一模）如图所示，一定质量的理想气体由状态A变为状态B的图像，气体在状态A时的压强为，在整个过程中气体内能增加了，求： (1)理想气体在状态A时的热力学温度为多少； (2)判断从状态A到B的过程中，气体吸放热情况，并求出热量的大小。 【答案】(1) (2) 【知识点】计算系统内能改变、吸放热及做功、应用盖吕萨克定律解决实际问题 【详解】（1）由图像得从A到B的过程为等压变化，由盖吕萨克定律有 得 （2）从A到B的过程中气体体积变大，气体对外界做功 由热力学第一定律有 得 所以，气体从外界吸收热量，吸收的热量为 7．（2025·黑龙江哈尔滨第三中学·一模）如图所示，一定质量的理想气体从状态变化到状态，再由状态变化到状态。已知状态的温度，求： (1)气体在状态的温度； (2)气体在状态的温度；由状态变化到状态的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由。 【答案】(1) (2)气体是放热。气体做功是零，气体温度降低，内能减小 【知识点】应用查理定律解决实际问题、判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况、应用理想气体状态方程处理实际问题 【详解】（1）对气体从状态到状态，由理想气体状态方程可得 代入数据解得 （2）对气体从状态到状态，由查理定律可得 解得 由状态到状态，气体体积不变，所以做功 温度降低，所以气体内能减小， 根据，所以，气体对外放热。 8．（2025·辽宁锦州·一模）如图所示，柱形绝热汽缸竖直放置，一定质量的理想气体被重力为、横截面积为S的绝热活塞封闭在汽缸内，此时活塞距汽缸底部的距离为，汽缸内气体热力学温度为。现通过电热丝缓慢对汽缸内气体加热，通过电热丝的电流为，电热丝电阻为，加热时间为，使气体热力学温度升高到。已知大气压强为，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动，设电热丝产生的热量全部被气体吸收，则汽缸内气体热力学温度从升高到的过程中，求： (1)活塞移动的距离； (2)该气体增加的内能； (3)若电热丝接在匝数比为的变压器副线圈上，原线圈为正弦式交流电，问原线圈的电压峰值为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【知识点】应用盖吕萨克定律解决实际问题、计算系统内能改变、吸放热及做功、理想变压器两端电压与匝数的关系 【详解】（1）设活塞上移距离，根据盖-吕萨克定律 即 则活塞移动距离为 （2）外界对气体做功为 对活塞受力分析可知 气体吸收的热量为 由热力学第一定律可知 则该气体增加的内能为 （3）由匝数与电压关系可知 其中 解得 则原线圈的电压峰值为 9．（2025·辽宁大连·一模）如图所示，柱形绝热汽缸固定在倾角为θ的斜面上，一定质量的理想气体被重力为G、横截面积为S的绝热活塞封闭在汽缸内，此时活塞静止，距汽缸底部的距离为，汽缸内温度为。已知初态气体内能为且理想气体内能与温度成正比。现通过电热丝对汽缸内气体缓慢加热，使气体温度升高到。气压强为，塞可沿汽缸壁无摩擦滑动，设电热丝产生的热量全部被气体吸收。求汽缸内气体温度从升高到的过程中： (1)活塞移动的距离x； (2)电阻丝放出的热量Q。 【答案】(1) (2) 【知识点】应用盖吕萨克定律解决实际问题、计算系统内能改变、吸放热及做功 【详解】（1）气缸静止时，气缸内气体压强满足 则 气缸缓慢移动时，仍受力平衡，则气体为等压变化，根据 解得 （2）由题意可知 则升温过程中气体内能变化量为 升温过程中气体对外做功 由热力学第一定律有 则 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$