专题13 热学-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编（新高考通用）

专题13 热学 分子动理论 1．（2025·江西宜春·二模）高压锅，也被称为压力锅。如图为高压锅简化图，加热前盖上限压阀，当内部气体压强达到一定值时将通过排气孔和限压阀向外放气，从而保证内部气压不再增大。则以下说法正确的是（　　） A．为加快食物加热效率，可用重物压住限压阀从而限制气体的外放 B．工作过程中，锅内气体分子数一直不变 C．在日常生活中要定期检查高压锅的气密性及限压阀和排气孔是否畅通 D．加热结束后应尽快打开锅盖将食物取出 2．（2025·重庆·二模）将两端开口的玻璃管一端插入水中，然后用手指按住上端开口，将玻璃管缓慢拿离水面。该过程中，管中封闭气体的温度和外界大气压均保持不变。则下列关于管中封闭气体的说法，正确的是（　　） A．体积不变 B．压强不变 C．分子的平均速率不变 D．单位体积分子数不变 3．（2025·河北·二模）下列说法不正确的是（    ） A．“用油膜法测分子直径”实验体现了用宏观量的测量代替微观量的间接测量方法 B．若已知铜的摩尔质量M，铜的密度，阿伏加德罗常数NA，则可求得铜原子的直径 C．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 4．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）黑龙江的冬季，在特定温度下冰晶会形成规则的六边形结构，这种自然形成的完美六方晶体不仅是大气的艺术品，更为新型人工晶体制备提供了启示，比如在半导体晶圆生长工艺中，借鉴冰晶的稳态控制方法可将缺陷密度降低40%以上。下列说法正确的是（　　） A．冰晶的规则排列表明分子间作用力具有方向性 B．冰晶融化时，分子热运动的平均动能保持不变 C．温度升高时，冰晶内分子热运动平均速率增大 D．冰晶熔化过程中，内能增加但温度不变 5．（2025·陕西渭南·二模）如图所示是一种海上充气救生船，充气船使用时在船的浮筒内充入气体，充满气后浮筒的体积可视为不变。海上昼夜温差较大，若将充气船放置在海上，则夜间充气船浮筒内的气体与白天相比（　　） A．内能更大 B．分子数密度更小 C．压强更大 D．单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数减小 6．（2025·广西·二模）如图所示健身球是一种内部充满气体的健身辅助器材，已知球内的气体可视为理想气体，当人体缓慢离开健身球时球内气体体积缓慢增大。当球内气体缓慢变化时可认为球内气体温度不变且能发生充分的热交换。则人体缓慢离开健身球过程中，下列说法正确的是（　　） A．球内气体对外做功 B．球内气体压强变大 C．球内气体对外放热 D．球内气体分子热运动的平均动能增大 7．（2025·云南大理·二模）关于下列四幅图像的描述，说法正确的是（　　） A．图甲为同种大量气体分子热运动的速率分布图像，曲线②对应的温度较低 B．图乙为一定质量的理想气体在不同温度下的等温线，由图像可知 C．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，由图可知分子间的距离从增大的过程中，分子力先减小后增大 D．图丁为一定质量的理想气体的p-V图像，则过程比过程气体对外界所做的功多 气体状态方程 8．（2025·陕西渭南·二模）如图甲所示，水平放置的刚性容器，内壁光滑、盛有一定量的气体，被质量为的隔板分成A、两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面积为S、长为。开始时系统处于平衡状态，A、体积均为，压强均为，弹簧为原长。现将容器竖直放置，稳定后的体积变为原来的，如图乙所示。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体，重力加速度大小为。求： (1)竖直放置后A、的压强、； (2)弹簧的劲度系数。 9．（2025·湖南岳阳·二模）如图是农村中常用来喷洒农药的小型压缩喷雾器结构示意图。其贮液筒A的容积为7．3L，现装入5．8L的药液。关闭阀门K，用打气筒B每次打入的空气。外界大气压为，设下列过程中温度都保持不变。 (1)要使药液上方气体的压强为，应按压几次打气筒？ (2)当贮液筒中有压强为的空气时，打开K可喷射药液。当药液不能喷射时，贮液筒内还剩余多少体积的药液？（忽略管中药液产生的压强） 10．（2025·贵州贵阳·二模）如图所示是一定质量的理想气体缓慢的由状态A经过状态B变为状态C再到状态D的图像。已知气体在状态A时的压强是。则对应的气体的变化图像正确的是（　　） A． B． C． D． 11．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）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。 12．（2025·黑龙江·二模）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。 13．（2025·河北石家庄·二模）如图所示，导热良好、粗细均匀的足够长玻璃管开口向上竖直放置，管内用一段高度h=8cm的水银柱，封闭了长度L1=24cm的空气柱，已知大气压强p0=76cmHg，初始时环境温度T1=300K。 (1)缓慢加热玻璃管，使温度升至T2=350K，求此时空气柱的长度L2； (2)保持温度T2不变，将玻璃管顺时针缓慢转动60°，稳定时求空气柱的长度L3。 14．（2025·河北沧州·二模）如图所示，某高压锅锅盖中央有一横截面积为的出气口，孔上盖有限压阀加热前，盖上锅盖，限压阀密封好后，高压锅内气体温度为、压强为。对高压锅加热，当锅内气体压强达到时，锅内气体将限压阀顶起，开始向外排气。锅内气体视为理想气体，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。求： (1)开始向外排气时锅内气体的温度； (2)限压阀的质量。 15．（2025·河北秦皇岛·二模）一定质量的理想气体的状态变化过程已表示在如图所示的图上，气体先由a状态沿双曲线变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化至c状态，a、c两点位于平行于纵轴的直线上。以下说法中正确的是（　　） A．由a状态至b状态为温度升高 B．由b状态至c状态放出热量 C．由c状态至a状态气体对外界做功，同时吸收热量 D．c状态下气体分子单位时间与器壁单位面积碰撞次数小于b状态 16．（2025·河南·二模）如图所示，长度为2L、开口向上的细玻璃管与水平方向成30°倾斜放置，一段长为L的水银柱把理想气体封闭在玻璃管内，气柱的长度为L，温度为，压强为，大气压强为。求： (1)缓慢地让玻璃管绕与地面的接触点逆时针转动到竖直方向（开口向上），气体的温度保持不变，水银柱上端距管口的距离为多少； (2)竖直后再对玻璃管内气体缓慢加热，则当气体的温度为多少时，气柱的长度为L。 17．（2025·江西萍乡·二模）一无人潜水装置基本结构如图所示，主要由长度为l0、横截面积为S的气缸，光滑轻活塞和压缩空气罐组成。气缸开口处和距底部处有限位卡口，底部通过一细管与压缩空气罐相连，细管有阀门可控制开关。下水前测得大气温度为T0，压强为p0，此时活塞位于两卡口正中间。潜水装置下潜到水底后检测到水底温度也为T0，下卡口受到活塞压力为F。已知水密度为ρ，重力加速度为g，不计器壁厚度，气缸与空气罐导热良好，细管体积可忽略不计，则： (1)已知l0<<h，求水底深度h； (2)完成探测后准备上浮，细管上的阀门会自动打开，连通两侧空气。若要使活塞恰好能够离开下限位卡口，求充入气缸中气体质量与原气缸中气体质量的比值。 18．（2025·江西萍乡·二模）如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示，实验过程中该同学发现，封闭气体的温度有缓慢且细微的升高，则实验得到的图像可能是（　　） A． B． C． D． 19．（2025·山东·二模）在某校“科技文化节”中，刘老师带领兴趣小组的同学们给大家再现了“马德堡半球”实验。实验中用到如下器材：两个各在碗底焊接了铁钩的半球型不锈钢碗（空腔直径为）、与碗口匹配的带有单向阀和抽气软管（体积忽略）的密封胶圈、注射器（容积为）、酒精小棉球。刘老师先后安排了两次实验：第一次在一个碗里点燃酒精棉球，待熄灭后迅速把另一个碗扣上密封后静置；第二次指导同学们对密封后的另一个“球”用注射器抽气。操作后要求两侧分别用相同数目的同学拉着绳子钩着铁钩朝相反的方向拉。设环境温度为15℃，实验中“球”不变形不漏气，参与同学平均用力为，大气压强为，热力学温度与摄氏温度关系为，，。 (1)第一次操作后当参与同学总数达到6人时，“球”刚好被拉开，请估算刚密封时“球”内空气的温度。 (2)第二次实验中用注射器抽气5次后，刘老师应控制每一侧最多几人参与才能保证实验效果（未能拉开）？ 20．（2025·四川成都·二模）如图所示，一内壁光滑的足够高的导热圆柱形汽缸静止在地面上。汽缸内部有卡环，卡环上方放有一质量的活塞和一个质量的物块，汽缸的横截面积为，汽缸内封闭有体积为的一定质量的理想气体，气体的温度为300K时，汽缸内气体压强为，大气压强，重力加速度，求： (1)此时卡环对活塞的支持力为多少？ (2)现对汽缸缓慢加热，当缸内气体温度上升到1350K时，封闭气体的体积为多少？ 21．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）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。 22．（2025·新疆乌鲁木齐·二模）2025年1月21日，神舟十九号航天员乘组圆满完成第二次出舱活动。航天员出舱前，舱外航天服内的气体（视为理想气体）体积为V，压强为1atm（1atm是指1个标准大气压），温度为20℃。航天员调节航天服内气体质量和温度，使得出舱后航天服内气体体积变为1.25V，温度仍为20℃。已知航天员出舱前后，航天服内的气体在同温同压下的体积比为，则航天员出舱后航天服内气体的压强为（    ） A．0．4atm B．0.6atm C．0.8atm D．1atm 23．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，当U形管两端竖直朝上时，中空气柱长度大于中空气柱长度。现将U形管整体缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。整个过程中气体温度不变，则（　　） A．中气体压强大于中气体压强 B．中气体压强小于中气体压强 C．中空气柱长度大于中空气柱长度 D．中空气柱长度等于中空气柱长度 24．（2025·湖南常德·二模）下图为吸盘工作原理示意图，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，挤出吸盘内部分空气，如图（a），然后要把锁扣扳下，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，在拉起吸盘同时，锁扣对盘盖施加压力，致使盘盖以最大的压力吸住吸盘，使外界空气不能进入吸盘，如图（b）。由于吸盘内外存在压强差，使吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。已知锁扣扳下前吸盘内密封一定质量的气体，压强与外界大气压强相同，锁扣扳下后吸盘内气体体积变为扳下前的1.25倍，盘盖的左侧截面积即图（b）中大圆面积，吸盘中气体与墙面的接触面积，大气压强，重力加速度，吸盘内的气体可视为理想气体，环境温度不变。 (1)求扳下锁扣后吸盘内气体压强； (2)若吸盘与墙之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计吸盘及其他装置的重力，求此时吸盘能挂起重物质量的最大值。 25．（2025·四川遂宁·二模）沼气是一种混合可燃气体（看作理想气体） ，主要成分是甲烷，在多个领域都有重要应用，如：它可用于生活燃料，通过沼气灶将沼气燃烧，产生的火焰能满足日常做饭烧水等需求，与传统的柴薪相比，更加清洁、高效。若某家庭使用的沼气池贮气间为大小为的密闭室，主要给一款沼气炉灶供气，该款沼气炉灶的部分参数有：1.热效率：沼气炉灶的热效率一般在50%60%左右，这意味着燃烧沼气所释放的热量中有50%60%被有效利用于加热炊具等，其余热量散失到周围环境中。2.灶前压力：沼气灶正常工作的灶前压力一般在8001200Pa之间，这个压力可以保证沼气稳定地供应到炉灶燃烧器进行充分燃烧.取绝对零度为。 (1)早晨使用结束后发现，贮气间的温度为17℃，压强为1000 Pa，中午使用前贮气间的温度上升至27℃，若没有沼气补充，请通过计算说明，中午是否能稳定使用该沼气炉灶? (2)早晨使用结束后保持贮气间的温度为17℃不变，压强为1000Pa，若没有沼气补充，求中午能够稳定使用的沼气占原沼气百分比? 26．（2025·四川攀枝花·二模）一定质量的理想气体由状态a开始经状态b、c回到状态a的过程，其p-V图像如图所示，其中ab段与横轴平行，状态b、c时的温度相同。关于该变化过程，下列说法中正确的是（　　） A．a→b过程中气体内能增加 B．c状态时气体温度最低 C．b→c过程中外界对气体做功的大小为 D．整个过程外界对气体做功的大小为 27．（2025·河南·二模）如图，质量分别为M和m的汽缸与活塞密闭性和导热性良好，活塞可无摩擦上下移动，汽缸内封闭一定质量的理想气体，现将汽缸从倾角为37°的斜面由静止释放。汽缸与斜面之间的动摩擦因数为重力加速度为g，斜面足够长，待汽缸稳定向下运动时，汽缸内封闭的气体体积为V。然后将汽缸置于水平地面上如图乙，用竖直向上的力缓慢提升活塞至汽缸刚要离开地面。活塞的横截面积为S，外界大气压强为，周围环境温度保持不变，求： (1)汽缸沿斜面加速下滑时汽缸内封闭气体的压强； (2)汽缸刚要离开地面时封闭气体的体积。 28．（2025·辽宁本溪·二模）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。 29．（2025·山西临汾·二模）如图，一直立的绝热汽缸中的理想气体被轻弹簧连接的绝热活塞分成a、b两部分，活塞与缸壁间密封良好且没有摩擦。初始时活塞静止，缓慢将汽缸旋转90°，使其平放后（　　） A．b气体的压强减小 B．a气体的温度降低 C．a气体所有气体的分子速率都增大 D．b气体中单位体积内的分子数增加 30．（2025·河南郑州·二模）导热性能良好的圆柱形汽缸密封一定质量的理想气体。汽缸横截面积为S，活塞质量为m，缸体质量为2m。当用细绳系住活塞按图甲悬挂时，缸内气柱长度为2l；当用细绳系住缸体按图乙悬挂时，缸内空气柱长度为l。环境温度保持不变，不计汽缸与活塞间的摩擦，取重力加速度大小为g，求： (1)大气压强； (2)剪断图甲中细绳的瞬间，活塞加速度的大小。 热力学定律 31．（2025·甘肃·二模）一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中压强随体积变化的图像如图所示，从状态1到状态2的过程中，下列说法正确的是（　　） A．气体对外界做功 B．气体的温度降低 C．气体的内能增大 D．气体向外界放热 32．（2025·四川达州·二模）如图甲，导热性能良好的气缸开口向上放在水平面上，缸内封闭一定质量的理想气体，静止时活塞离缸底的距离为L，大气压强为p0，环境温度为T₀。如图乙，将气缸竖直放置在水平面上，开口向左，活塞稳定后，将环境温度缓慢降低到，此时活塞离缸底的距离恰好为L。已知活塞与气缸内壁无摩擦且不漏气，活塞的横截面积为S且厚度不计，重力加速度为g，求： (1)活塞的质量m； (2)若温度降低过程，缸内气体释放的热量为Q，气体的内能减少量。 33．（2025·河南·二模）如图所示，内壁光滑、高度均为4h的两个绝热汽缸底部由细管连通，左侧汽缸上端封闭，右侧汽缸上端开口与大气相通，一外形不规则的物体C放置在右侧汽缸中，两汽缸中的绝热活塞M、N密封两部分理想气体A、B。开始时，气体A、B温度均为T，活塞M、N均静止，M距汽缸底部为2h，N距汽缸底部为3h。现缓慢加热气体A，使活塞N移动至汽缸上端时停止加热，此时气体A的温度。已知活塞M、N的质量分别为2m和m，截面积均为S，大气压强为，重力加速度为g，活塞厚度、电热丝体积及细管内气体体积均忽略不计，温度均为热力学温度。 (1)求物体C的体积V； (2)上述加热过程中，若气体A吸收的热量为Q，求气体A的内能变化量。 34．（2025·四川雅安·二模）某喷水壶内部构造如图所示。通过压杆A让瓶内充入空气，达到一定压强后，停止充气；按压按柄B让阀门K打开，水从喷嘴喷出。若在水快速喷出一小段时间内，储气室内气体（可视为理想气体）来不及与外界进行热交换，则储气室内的气体（　　） A．压强变大 B．内能减小 C．温度升高 D．对外做负功 35．（2025·辽宁沈阳·二模）如图，某密闭容器中一定质量的理想气体从状态依次经过状态、、后再回到状态。其中，和为等温过程，和为绝热过程，这就是著名的“卡诺循环”。下列说法正确的是（　　） A．过程中，外界对气体做功 B．过程中，气体温度升高 C．过程中，气体内能不变 D．过程中，气体分子平均动能减小 36．（2025·湖南怀化·二模）如图所示， 为某一定质量的封闭理想气体的绝热曲线（与外界没有热量交换）， 是某一变化过程（ 平行于 轴），其中箭头表示过程进行的方向。下列说法正确的是（　　） A．气体由状态A沿绝热曲线 到状态 的过程中，温度一直不变 B．气体由状态A沿直线 到状态 的过程中，气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的撞击次数变少 C．气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体要吸收热量 D．气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体对外先做负功后做正功 37．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）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？ 38．（2025·山东枣庄·二模）如图所示，一定质量的理想气体，经历a→b→c→a的循环过程，ab与纵轴平行，ac与横轴平行，cb的延长线过原点。下列说法正确的是（　　） A．a→b过程，外界对气体做正功 B．b→c过程，单位体积内的气体分子数增多 C．c→a过程，气体分子的平均动能减小 D．整个过程中，气体吸收的热量大于释放的热量 39．（2025·安徽合肥·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a，经过等温过程ab到状态b，再经过等压过程bc到状态c，又经等容过程ca回到状态a。下列说法正确的是（　　） A．在过程ab中，气体的内能增加 B．在过程bc中，气体对外界做功 C．在过程ca中，气体对外界放热 D．在过程abca中，气体对外界做功 40．（2025·湖南·二模）如图所示给出了一定量的理想气体经过一系列变化过程A→B→C→D→A最终回到初始状态的p—V图像，其中A→B、C→D的变化过程为等温变化过程，B→C、D→A的变化过程为等容变化过程，则下列说法正确的是（　　） A．A→B的过程理想气体从外界吸收热量对外做功，且吸收的热量等于理想气体对外做的功 B．B→C的过程理想气体从外界吸收热量，理想气体的内能增大 C．C→D的过程外界对理想气体做功，理想气体向外界放热 D．D→A的过程理想气体从外界吸热，理想气体的内能减小 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题13 热学 分子动理论 1．（2025·江西宜春·二模）高压锅，也被称为压力锅。如图为高压锅简化图，加热前盖上限压阀，当内部气体压强达到一定值时将通过排气孔和限压阀向外放气，从而保证内部气压不再增大。则以下说法正确的是（　　） A．为加快食物加热效率，可用重物压住限压阀从而限制气体的外放 B．工作过程中，锅内气体分子数一直不变 C．在日常生活中要定期检查高压锅的气密性及限压阀和排气孔是否畅通 D．加热结束后应尽快打开锅盖将食物取出 【答案】C 【详解】A．压住限压阀可能会导致高压锅内部气压超过阈值从而导致爆炸，故A错误； B．加热过程中首先是水蒸发成蒸汽，从而气体分子数增加；达到气压阈值后向外排气出现气体分子数减少，故B错误； C．要保证高压锅效率同时要保证安全，故C正确； D．加热结束后，锅内仍有高温高压蒸汽，立即开盖可能导致蒸汽喷出，造成烫伤或其他危险，故D错误。 故选C。 2．（2025·重庆·二模）将两端开口的玻璃管一端插入水中，然后用手指按住上端开口，将玻璃管缓慢拿离水面。该过程中，管中封闭气体的温度和外界大气压均保持不变。则下列关于管中封闭气体的说法，正确的是（　　） A．体积不变 B．压强不变 C．分子的平均速率不变 D．单位体积分子数不变 【答案】C 【详解】C．将玻璃管拿离水面过程中，管内封闭气体温度不变，分子平均速率不变，故C正确； ABD．由玻意耳定律知，管内封闭气体体积变大，压强变小，单位体积内分子数减少，故ABD错误。 故选C。 3．（2025·河北·二模）下列说法不正确的是（    ） A．“用油膜法测分子直径”实验体现了用宏观量的测量代替微观量的间接测量方法 B．若已知铜的摩尔质量M，铜的密度，阿伏加德罗常数NA，则可求得铜原子的直径 C．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 【答案】C 【详解】A．“用油膜法测分子直径”实验体现了用宏观量的测量代替微观量的间接测量方法，故A正确，不符合题意； B．若已知铜的摩尔质量M，铜的密度，阿伏加德罗常数NA，假设铜原子为球体，其直径d，则有 解得 故B正确，不符合题意； C．若知某气体的摩尔体积为V，每个分子所占据的空间体积为V0，而不是每个分子的体积，则阿伏加德罗常数可表示为 故C错误，符合题意； D．当分子力表现为斥力时，分子之间的距离减小，则分子力做负功，所以分子势能随分子间距离的减小而增大，故D正确，不符合题意。 本题选不正确的，故选C。 4．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）黑龙江的冬季，在特定温度下冰晶会形成规则的六边形结构，这种自然形成的完美六方晶体不仅是大气的艺术品，更为新型人工晶体制备提供了启示，比如在半导体晶圆生长工艺中，借鉴冰晶的稳态控制方法可将缺陷密度降低40%以上。下列说法正确的是（　　） A．冰晶的规则排列表明分子间作用力具有方向性 B．冰晶融化时，分子热运动的平均动能保持不变 C．温度升高时，冰晶内分子热运动平均速率增大 D．冰晶熔化过程中，内能增加但温度不变 【答案】BCD 【详解】A．冰晶规则排列是晶体结构的特性，与分子间作用力的方向性无关，A错误； B．冰晶融化时温度不变，温度是平均动能的标志，所以分子平均动能不变，B正确； C．温度升高时，分子热运动平均速率增加，C正确； D．冰晶熔化时吸热用于破坏分子间作用力，内能增加但温度保持不变，D正确。 故选BCD。 5．（2025·陕西渭南·二模）如图所示是一种海上充气救生船，充气船使用时在船的浮筒内充入气体，充满气后浮筒的体积可视为不变。海上昼夜温差较大，若将充气船放置在海上，则夜间充气船浮筒内的气体与白天相比（　　） A．内能更大 B．分子数密度更小 C．压强更大 D．单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数减小 【答案】D 【详解】A．夜间充气船浮筒内的气体与白天相比温度较低，分子的平均动能更小，内能更小，故A错误； B．气体的质量不变，气体分子总数不变，体积不变，则分子数密度不变，故B错误； C．充气船内气体体积不变，夜间温度低，由查理定律可知，压强更小，故C错误； D．夜间温度低，分子的平均动能更小，则分子的平均速率更小，而分子数密度不变，所以单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数减小，故D正确。 故选D。 6．（2025·广西·二模）如图所示健身球是一种内部充满气体的健身辅助器材，已知球内的气体可视为理想气体，当人体缓慢离开健身球时球内气体体积缓慢增大。当球内气体缓慢变化时可认为球内气体温度不变且能发生充分的热交换。则人体缓慢离开健身球过程中，下列说法正确的是（　　） A．球内气体对外做功 B．球内气体压强变大 C．球内气体对外放热 D．球内气体分子热运动的平均动能增大 【答案】A 【详解】A．气体体积缓慢增大，气体膨胀过程中，气体对外界做功，故A正确； B．根据理想气体状态方程 因为温度T不变、V增大，则压强P减小，故B错误； C．因为温度不变，所以气体的内能，气体对外做功，根据热力学第一定律 可得 即气体从外界吸热，故C错误； D．温度是分子热运动平均动能的标志，温度不变，则气体分子热运动的平均动能不变 ，故D错误。 故选A。 7．（2025·云南大理·二模）关于下列四幅图像的描述，说法正确的是（　　） A．图甲为同种大量气体分子热运动的速率分布图像，曲线②对应的温度较低 B．图乙为一定质量的理想气体在不同温度下的等温线，由图像可知 C．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，由图可知分子间的距离从增大的过程中，分子力先减小后增大 D．图丁为一定质量的理想气体的p-V图像，则过程比过程气体对外界所做的功多 【答案】BD 【详解】A．图甲中，曲线②速率大的分子占据的比例较大，则说明曲线②对应的平均动能较大，曲线②对应的温度较高，故A错误； B．图乙中，一定质量的理想气体在不同温度下的等温线，由结合图像可知，故B正确； C．图丙中，分子间的距离从增大的过程中，分子力先增大后减小，故C错误； D．图丁中，由微元法可得图像与横坐标轴围成的面积表示为气体做功的多少，由图像可知，过程比过程气体对外界所做的功多，故D正确。 故选BD。 气体状态方程 8．（2025·陕西渭南·二模）如图甲所示，水平放置的刚性容器，内壁光滑、盛有一定量的气体，被质量为的隔板分成A、两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面积为S、长为。开始时系统处于平衡状态，A、体积均为，压强均为，弹簧为原长。现将容器竖直放置，稳定后的体积变为原来的，如图乙所示。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体，重力加速度大小为。求： (1)竖直放置后A、的压强、； (2)弹簧的劲度系数。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）水平放置时两部分气体的体积为 对气体A分析：竖直放置后 根据玻意耳定律得 解得 对气体B分析有 则根据玻意耳定律得 解得 （2）由题意可知，弹簧的压缩量为 对活塞受力分析有 根据胡克定律得 联立得 9．（2025·湖南岳阳·二模）如图是农村中常用来喷洒农药的小型压缩喷雾器结构示意图。其贮液筒A的容积为7．3L，现装入5．8L的药液。关闭阀门K，用打气筒B每次打入的空气。外界大气压为，设下列过程中温度都保持不变。 (1)要使药液上方气体的压强为，应按压几次打气筒？ (2)当贮液筒中有压强为的空气时，打开K可喷射药液。当药液不能喷射时，贮液筒内还剩余多少体积的药液？（忽略管中药液产生的压强） 【答案】(1)18 (2)1.3L 【详解】（1）设打n次气，以容器A中与打入的气体为研究对象；初态， 末态p2=4×105Pa，V2=1.5L 根据玻意耳定律得 解得n=18次 （2）当内外气压相同时，药液不再喷出，此时p3=1×105Pa 根据玻意耳定律得 解得V3=6L 剩余药液体积 10．（2025·贵州贵阳·二模）如图所示是一定质量的理想气体缓慢的由状态A经过状态B变为状态C再到状态D的图像。已知气体在状态A时的压强是。则对应的气体的变化图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】从题图可以看出，A与连线的延长线经过原点，根据理想气体状态方程可知，从A到是等压变化，即有 根据盖—吕萨克定律有 解得 从到是等容变化，根据查理定律有 解得 从到是等温变化，根据波意尔定律有 解得 结合上述，只有第三个图像满足要求。 故选C。 11．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）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) 【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 12．（2025·黑龙江·二模）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) 【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 13．（2025·河北石家庄·二模）如图所示，导热良好、粗细均匀的足够长玻璃管开口向上竖直放置，管内用一段高度h=8cm的水银柱，封闭了长度L1=24cm的空气柱，已知大气压强p0=76cmHg，初始时环境温度T1=300K。 (1)缓慢加热玻璃管，使温度升至T2=350K，求此时空气柱的长度L2； (2)保持温度T2不变，将玻璃管顺时针缓慢转动60°，稳定时求空气柱的长度L3。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）温度从升高到的过程，封闭气体做等压变化，设玻璃管的横截面积为，则 代入数据，解得 （2）保持温度不变，将玻璃管顺时针旋转，管内气体的压强为 初始状态，管内气体的压强为 根据理想气体状态方程 代入数据，解得 14．（2025·河北沧州·二模）如图所示，某高压锅锅盖中央有一横截面积为的出气口，孔上盖有限压阀加热前，盖上锅盖，限压阀密封好后，高压锅内气体温度为、压强为。对高压锅加热，当锅内气体压强达到时，锅内气体将限压阀顶起，开始向外排气。锅内气体视为理想气体，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。求： (1)开始向外排气时锅内气体的温度； (2)限压阀的质量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体发生等容变化，则有 解得开始向外排气时锅内气体的温度为 （2）根据平衡条件可得 解得限压阀的质量为 15．（2025·河北秦皇岛·二模）一定质量的理想气体的状态变化过程已表示在如图所示的图上，气体先由a状态沿双曲线变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化至c状态，a、c两点位于平行于纵轴的直线上。以下说法中正确的是（　　） A．由a状态至b状态为温度升高 B．由b状态至c状态放出热量 C．由c状态至a状态气体对外界做功，同时吸收热量 D．c状态下气体分子单位时间与器壁单位面积碰撞次数小于b状态 【答案】B 【详解】A．因为a→b变化图线为双曲线的一支，为等温线，所以是等温变化，故A错误； B．根据理想气体状态方程 从b到c为等压变化，体积减小，所以温度降低，又因为外界对气体做功，根据热力学第一定律 可知，此过程放出热量，故B正确； C．c→a过程体积不变，没有做功，根据理想气体状态方程可知，压强增大温度升高，结合热力学第一定律可知，从外界吸收热量，故C错误； D．据气体压强的微观解释，气体压强由分子平均撞击力大小与单位时间内与器壁单位面积碰撞次数决定，c状态温度低于b状态，热运动减弱，分子平均撞击力减小，而压强又相同，所以c状态下气体分子单位时间与器壁单位面积碰撞次数大于b状态，故D错误。 故选B。 16．（2025·河南·二模）如图所示，长度为2L、开口向上的细玻璃管与水平方向成30°倾斜放置，一段长为L的水银柱把理想气体封闭在玻璃管内，气柱的长度为L，温度为，压强为，大气压强为。求： (1)缓慢地让玻璃管绕与地面的接触点逆时针转动到竖直方向（开口向上），气体的温度保持不变，水银柱上端距管口的距离为多少； (2)竖直后再对玻璃管内气体缓慢加热，则当气体的温度为多少时，气柱的长度为L。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）初始状态时，设玻璃管的横截面积为S，对水银柱，由平衡条件可得 解得 当缓慢地让玻璃管绕与地面的接触点逆时针转动到竖直方向时，气体的压强为 此过程中，气体发生等温变化，由玻意耳定律可得 解得 则水银柱上端距管口的距离为 （2）玻璃管开口向上竖直放置，加热后气体的长度仍为L，气体在整个过程中，由理想气体状态方程可得 解得 17．（2025·江西萍乡·二模）一无人潜水装置基本结构如图所示，主要由长度为l0、横截面积为S的气缸，光滑轻活塞和压缩空气罐组成。气缸开口处和距底部处有限位卡口，底部通过一细管与压缩空气罐相连，细管有阀门可控制开关。下水前测得大气温度为T0，压强为p0，此时活塞位于两卡口正中间。潜水装置下潜到水底后检测到水底温度也为T0，下卡口受到活塞压力为F。已知水密度为ρ，重力加速度为g，不计器壁厚度，气缸与空气罐导热良好，细管体积可忽略不计，则： (1)已知l0<<h，求水底深度h； (2)完成探测后准备上浮，细管上的阀门会自动打开，连通两侧空气。若要使活塞恰好能够离开下限位卡口，求充入气缸中气体质量与原气缸中气体质量的比值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意可知，在下沉过程中，活塞会到达下卡口 设潜水装置抵达水底时气缸内压强为，则根据理想气体状态方程有 联立解得 对活塞进行受力平衡分析可得 解得 （2）设活塞恰好能够离开下限位卡口时，设气缸内气体的体积和压强分别为、 根据平衡条件可得 对于充入气缸中的这部分气体，假设其压强转换为时，体积为 由玻意耳定律 解得得 即充入气缸中气体质量与原气缸中气体质量的比值 18．（2025·江西萍乡·二模）如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示，实验过程中该同学发现，封闭气体的温度有缓慢且细微的升高，则实验得到的图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据理想气体状态方程 整理可得 由此可知，随着环境温度的升高，图像的斜率会逐渐变大。 故选B。 19．（2025·山东·二模）在某校“科技文化节”中，刘老师带领兴趣小组的同学们给大家再现了“马德堡半球”实验。实验中用到如下器材：两个各在碗底焊接了铁钩的半球型不锈钢碗（空腔直径为）、与碗口匹配的带有单向阀和抽气软管（体积忽略）的密封胶圈、注射器（容积为）、酒精小棉球。刘老师先后安排了两次实验：第一次在一个碗里点燃酒精棉球，待熄灭后迅速把另一个碗扣上密封后静置；第二次指导同学们对密封后的另一个“球”用注射器抽气。操作后要求两侧分别用相同数目的同学拉着绳子钩着铁钩朝相反的方向拉。设环境温度为15℃，实验中“球”不变形不漏气，参与同学平均用力为，大气压强为，热力学温度与摄氏温度关系为，，。 (1)第一次操作后当参与同学总数达到6人时，“球”刚好被拉开，请估算刚密封时“球”内空气的温度。 (2)第二次实验中用注射器抽气5次后，刘老师应控制每一侧最多几人参与才能保证实验效果（未能拉开）？ 【答案】(1) (2)每侧3人 【详解】（1）对密封后气体由查理定律得 对右侧碗有 其中 所以 （2）第一次抽气过程由玻意耳定律得 又， 整理得 同理，第二次抽气后 …… 第五次抽气后 又 整理得 所以应控制在每侧3人。 20．（2025·四川成都·二模）如图所示，一内壁光滑的足够高的导热圆柱形汽缸静止在地面上。汽缸内部有卡环，卡环上方放有一质量的活塞和一个质量的物块，汽缸的横截面积为，汽缸内封闭有体积为的一定质量的理想气体，气体的温度为300K时，汽缸内气体压强为，大气压强，重力加速度，求： (1)此时卡环对活塞的支持力为多少？ (2)现对汽缸缓慢加热，当缸内气体温度上升到1350K时，封闭气体的体积为多少？ 【答案】(1)80N (2) 【详解】（1）根据题意，对活塞和物块整体受力分析，由平衡条件有 代入数据解得 （2）升高温度，活塞恰好离开卡环，由平衡条件有 解得 汽缸内气体发生等容变化，根据查理定律可得 代入数据，解得 因为大于，所以活塞已经离开卡环，此后封闭气体的压强不变。根据盖吕萨克定律可得 代入数据，解得 21．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）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 【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 22．（2025·新疆乌鲁木齐·二模）2025年1月21日，神舟十九号航天员乘组圆满完成第二次出舱活动。航天员出舱前，舱外航天服内的气体（视为理想气体）体积为V，压强为1atm（1atm是指1个标准大气压），温度为20℃。航天员调节航天服内气体质量和温度，使得出舱后航天服内气体体积变为1.25V，温度仍为20℃。已知航天员出舱前后，航天服内的气体在同温同压下的体积比为，则航天员出舱后航天服内气体的压强为（    ） A．0．4atm B．0.6atm C．0.8atm D．1atm 【答案】A 【详解】出舱前后，航天服内气体温度不变，但体积和压强发生变化。根据题意，出舱后气体体积变为原来的1.25倍，且同温同压下的体积比为2：1，说明出舱后气体的物质的量减少为原来的一半。以出舱前航天服内气体为研究对象，根据玻意耳定律可得p1V=2p2×1.25V 代入数据可得p2=0.4atm 故选A。 23．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，当U形管两端竖直朝上时，中空气柱长度大于中空气柱长度。现将U形管整体缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。整个过程中气体温度不变，则（　　） A．中气体压强大于中气体压强 B．中气体压强小于中气体压强 C．中空气柱长度大于中空气柱长度 D．中空气柱长度等于中空气柱长度 【答案】C 【详解】竖直放置时，由于右边玻璃管中水银柱更高，则中气体压强大于中气体压强；将U形管整体缓慢平放在水平桌面上，根据平衡条件可知，中气体压强等于中气体压强，则从竖直放置到水平放置，中气体压强减小，中气体压强增大，由于整个过程中气体温度不变，根据玻意耳定律可知，中气体体积增大，中气体体积减小，由于初始时中空气柱长度大于中空气柱长度，则水平放置后，中空气柱长度大于中空气柱长度。 故选C。 24．（2025·湖南常德·二模）下图为吸盘工作原理示意图，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，挤出吸盘内部分空气，如图（a），然后要把锁扣扳下，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，在拉起吸盘同时，锁扣对盘盖施加压力，致使盘盖以最大的压力吸住吸盘，使外界空气不能进入吸盘，如图（b）。由于吸盘内外存在压强差，使吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。已知锁扣扳下前吸盘内密封一定质量的气体，压强与外界大气压强相同，锁扣扳下后吸盘内气体体积变为扳下前的1.25倍，盘盖的左侧截面积即图（b）中大圆面积，吸盘中气体与墙面的接触面积，大气压强，重力加速度，吸盘内的气体可视为理想气体，环境温度不变。 (1)求扳下锁扣后吸盘内气体压强； (2)若吸盘与墙之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计吸盘及其他装置的重力，求此时吸盘能挂起重物质量的最大值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）已知环境气温不变，说明气体发生的是等温变化；对于一定质量的理想气体，在等温变化过程中，由玻意耳定律 其中 代入数据解得下锁扣后吸盘内气体压强为 （2）水平方向上，吸盘内外存在压强差，大气对吸盘有一个向内的压力，吸盘内气体对吸盘有一个向外的压力。吸盘内外的压力差 代入可得 当吸盘恰好能挂起重物时，竖直方向上重物的重力等于吸盘受到的最大静摩擦力即 代入数据计算得 即吸盘能挂起重物质量的最大值为。 25．（2025·四川遂宁·二模）沼气是一种混合可燃气体（看作理想气体） ，主要成分是甲烷，在多个领域都有重要应用，如：它可用于生活燃料，通过沼气灶将沼气燃烧，产生的火焰能满足日常做饭烧水等需求，与传统的柴薪相比，更加清洁、高效。若某家庭使用的沼气池贮气间为大小为的密闭室，主要给一款沼气炉灶供气，该款沼气炉灶的部分参数有：1.热效率：沼气炉灶的热效率一般在50%60%左右，这意味着燃烧沼气所释放的热量中有50%60%被有效利用于加热炊具等，其余热量散失到周围环境中。2.灶前压力：沼气灶正常工作的灶前压力一般在8001200Pa之间，这个压力可以保证沼气稳定地供应到炉灶燃烧器进行充分燃烧.取绝对零度为。 (1)早晨使用结束后发现，贮气间的温度为17℃，压强为1000 Pa，中午使用前贮气间的温度上升至27℃，若没有沼气补充，请通过计算说明，中午是否能稳定使用该沼气炉灶? (2)早晨使用结束后保持贮气间的温度为17℃不变，压强为1000Pa，若没有沼气补充，求中午能够稳定使用的沼气占原沼气百分比? 【答案】(1)能稳定使用该款沼气炉灶 (2) 【详解】（1）已知，，， 密闭的贮气间内的气体发生等容变化，根据查理定律有 解得 故能稳定使用该款沼气炉灶。 （2）设贮气间内的气体发生等温变化，使用前，；当时，不能稳定使用，设此时总体积为，由玻意耳定律，有 解得 故能够稳定使用沼气占原沼气的百分比为 26．（2025·四川攀枝花·二模）一定质量的理想气体由状态a开始经状态b、c回到状态a的过程，其p-V图像如图所示，其中ab段与横轴平行，状态b、c时的温度相同。关于该变化过程，下列说法中正确的是（　　） A．a→b过程中气体内能增加 B．c状态时气体温度最低 C．b→c过程中外界对气体做功的大小为 D．整个过程外界对气体做功的大小为 【答案】AD 【详解】A．a→b过程，由盖—吕萨克定律可知 可得 故a→b过程中气体内能增加，故A正确； B．由题意可知，状态b、c时的温度相同，则 所以a状态时气体温度最低，故B错误； C．b→c过程由玻意耳定律 可得 由图像可知b→c过程中外界对气体做功的大小为 故C错误； D．气体由状态a开始经状态b、c回到状态a的整个过程外界对气体做功的大小为 故D正确。 故选AD。 27．（2025·河南·二模）如图，质量分别为M和m的汽缸与活塞密闭性和导热性良好，活塞可无摩擦上下移动，汽缸内封闭一定质量的理想气体，现将汽缸从倾角为37°的斜面由静止释放。汽缸与斜面之间的动摩擦因数为重力加速度为g，斜面足够长，待汽缸稳定向下运动时，汽缸内封闭的气体体积为V。然后将汽缸置于水平地面上如图乙，用竖直向上的力缓慢提升活塞至汽缸刚要离开地面。活塞的横截面积为S，外界大气压强为，周围环境温度保持不变，求： (1)汽缸沿斜面加速下滑时汽缸内封闭气体的压强； (2)汽缸刚要离开地面时封闭气体的体积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对汽缸活塞有 解得 对活塞，设被封闭的气体压强为，则有 可以解得 （2）当汽缸刚要离开地面时有 对活塞有 解得 由玻意耳定律得 解得 28．（2025·辽宁本溪·二模）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) 【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 29．（2025·山西临汾·二模）如图，一直立的绝热汽缸中的理想气体被轻弹簧连接的绝热活塞分成a、b两部分，活塞与缸壁间密封良好且没有摩擦。初始时活塞静止，缓慢将汽缸旋转90°，使其平放后（　　） A．b气体的压强减小 B．a气体的温度降低 C．a气体所有气体的分子速率都增大 D．b气体中单位体积内的分子数增加 【答案】A 【详解】AB．设弹簧对对活塞的弹力为，活塞的质量为，横截面积为方向竖直向上（竖直向下时同样分析即可），对活塞受力分析可知，汽缸竖直放置时，根据平衡条件则有 水平放置时则有 假设a部分气体的压强不变，则b部分气体的压强减小，根据理想气体状态方程和热力学第一定律可知，此时b部分气体的体积一定增大，a部分气体的体积一定减小，外界对a部分气体做功，其内能增大温度升高，故综合分析可知，水平放置时，a部分气体的压强增大，体积减小温度升高，b部分气体压强减小，体积增大，温度降低，A正确，B错误； C．温度是分子平均动能的标志，a气体温度升高，分子的平均速率增大，并不意味着每个分子的速率都增大，C错误； D．b气体的体积增大，质量不变，单位体积内的分子数应减小，D错误。 故选A。 30．（2025·河南郑州·二模）导热性能良好的圆柱形汽缸密封一定质量的理想气体。汽缸横截面积为S，活塞质量为m，缸体质量为2m。当用细绳系住活塞按图甲悬挂时，缸内气柱长度为2l；当用细绳系住缸体按图乙悬挂时，缸内空气柱长度为l。环境温度保持不变，不计汽缸与活塞间的摩擦，取重力加速度大小为g，求： (1)大气压强； (2)剪断图甲中细绳的瞬间，活塞加速度的大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对图甲中缸体受力分析，可得 对图乙中活塞受力分析，可得 由玻意耳定律可得 联立，解得 （2）图甲中，剪断细绳后，对活塞受力分析可得 解得 热力学定律 31．（2025·甘肃·二模）一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中压强随体积变化的图像如图所示，从状态1到状态2的过程中，下列说法正确的是（　　） A．气体对外界做功 B．气体的温度降低 C．气体的内能增大 D．气体向外界放热 【答案】AC 【详解】AB．由图可知，气体从状态1到状态2为等压变化，根据盖-吕萨克定律 可知，此过程气体的体积增大，温度升高，气体对外做功，A正确，B错误； C．理想气体的内能只跟温度有关，温度升高，内能增大，C正确； D．根据热力学第一定律可知 解得 结合上述分析可知， 故 即气体从外界吸收热量，D错误。 故选AC。 32．（2025·四川达州·二模）如图甲，导热性能良好的气缸开口向上放在水平面上，缸内封闭一定质量的理想气体，静止时活塞离缸底的距离为L，大气压强为p0，环境温度为T₀。如图乙，将气缸竖直放置在水平面上，开口向左，活塞稳定后，将环境温度缓慢降低到，此时活塞离缸底的距离恰好为L。已知活塞与气缸内壁无摩擦且不漏气，活塞的横截面积为S且厚度不计，重力加速度为g，求： (1)活塞的质量m； (2)若温度降低过程，缸内气体释放的热量为Q，气体的内能减少量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）当气缸竖立时，设缸内气体的压强为，活塞的质量为，对活塞受力分析 根据理想气体状态方程 解得 （2）设气缸刚竖直活塞稳定时，活塞离缸底的距离为，则 环境温度降低过程，外界对气体做功为 根据热力学第一定律，气体内能减少量 解得 33．（2025·河南·二模）如图所示，内壁光滑、高度均为4h的两个绝热汽缸底部由细管连通，左侧汽缸上端封闭，右侧汽缸上端开口与大气相通，一外形不规则的物体C放置在右侧汽缸中，两汽缸中的绝热活塞M、N密封两部分理想气体A、B。开始时，气体A、B温度均为T，活塞M、N均静止，M距汽缸底部为2h，N距汽缸底部为3h。现缓慢加热气体A，使活塞N移动至汽缸上端时停止加热，此时气体A的温度。已知活塞M、N的质量分别为2m和m，截面积均为S，大气压强为，重力加速度为g，活塞厚度、电热丝体积及细管内气体体积均忽略不计，温度均为热力学温度。 (1)求物体C的体积V； (2)上述加热过程中，若气体A吸收的热量为Q，求气体A的内能变化量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）分别以N、M为研究对象，由受力平衡可知， 得， 加热气体A的过程中，A、B的压强均保持不变，活塞M静止不动 对气体A有 解得 （2）加热过程中气体A对外做的功 根据热力学第一定律有 解得 34．（2025·四川雅安·二模）某喷水壶内部构造如图所示。通过压杆A让瓶内充入空气，达到一定压强后，停止充气；按压按柄B让阀门K打开，水从喷嘴喷出。若在水快速喷出一小段时间内，储气室内气体（可视为理想气体）来不及与外界进行热交换，则储气室内的气体（　　） A．压强变大 B．内能减小 C．温度升高 D．对外做负功 【答案】B 【详解】若在水快速喷出一小段时间内，储气室内气体体积变大，气体对外做正功，即W<0，因来不及与外界进行热交换，则Q=0，根据∆U=W+Q，可知∆U<0，即气体内能减小，温度降低，根据可知，气体压强变小。 故选B。 35．（2025·辽宁沈阳·二模）如图，某密闭容器中一定质量的理想气体从状态依次经过状态、、后再回到状态。其中，和为等温过程，和为绝热过程，这就是著名的“卡诺循环”。下列说法正确的是（　　） A．过程中，外界对气体做功 B．过程中，气体温度升高 C．过程中，气体内能不变 D．过程中，气体分子平均动能减小 【答案】C 【详解】A．过程中，体积增大，可知气体对外界做功，故A错误； B．过程中，体积增大，可知气体对外界做功为负，又为绝热过程则，由公式，可得为负，所以气体温度降低，故B错误； C．为等温过程，理想气体内能只与温度有关，所以气体内能不变，故C正确； D．为绝热过程则，又体积减小表示外界对气体做功，则为正，由公式，可得为正，所以气体温度升高，气体分子平均动能增大，故D错误。 故选C。 36．（2025·湖南怀化·二模）如图所示， 为某一定质量的封闭理想气体的绝热曲线（与外界没有热量交换）， 是某一变化过程（ 平行于 轴），其中箭头表示过程进行的方向。下列说法正确的是（　　） A．气体由状态A沿绝热曲线 到状态 的过程中，温度一直不变 B．气体由状态A沿直线 到状态 的过程中，气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的撞击次数变少 C．气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体要吸收热量 D．气体由状态A沿 到状态 的过程中，气体对外先做负功后做正功 【答案】BC 【详解】A．气体由状态A沿绝热线到状态 一直对外做正功，且和外界无热量交换，故内能一直减少，对应温度一直降低，A错误； B．气体由状态A到状态 的过程中，温度升高，气体分子的平均速率变大，又因为气体压强保持不变，则气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的撞击次数变少，B正确； C．气体由状态A经曲线 和 后回到 ，内能不变，但总的过程对外做正功，故要吸收热量，吸收热量的大小对应曲线 和曲线 所围成的面积大小，而气体沿曲线 由状态 到状态 的过程中不与外界有热量的交换，故气体由状态 沿曲线 到状态 的过程中要吸收热量，C正确； D．气体由状态A到状态 的过程中对外做正功，由状态 到状态 的过程中外界对气体做正功，D错误。 故选BC。 37．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）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 【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 38．（2025·山东枣庄·二模）如图所示，一定质量的理想气体，经历a→b→c→a的循环过程，ab与纵轴平行，ac与横轴平行，cb的延长线过原点。下列说法正确的是（　　） A．a→b过程，外界对气体做正功 B．b→c过程，单位体积内的气体分子数增多 C．c→a过程，气体分子的平均动能减小 D．整个过程中，气体吸收的热量大于释放的热量 【答案】C 【详解】A．a→b过程为等温变化，根据 可知，因此气体对外界做功，故A错误； B．b→c过程为等容变化，则单位体积的分子数不变，故B错误； C．c→a过程为等压变化，此过程温度降低，则分子平均动能减小，故C正确； D．a→b→c→a整个循环系统内能变化量为零，则 根据图形变化得到整个循环过程的p—V图像如图所示 根据图像可知a→b→c→a整个过程外界对系统做功，则系统向外放热，所以气体吸收的热量小于释放的热量，故D错误。 故选C。 39．（2025·安徽合肥·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a，经过等温过程ab到状态b，再经过等压过程bc到状态c，又经等容过程ca回到状态a。下列说法正确的是（　　） A．在过程ab中，气体的内能增加 B．在过程bc中，气体对外界做功 C．在过程ca中，气体对外界放热 D．在过程abca中，气体对外界做功 【答案】D 【详解】A．一定质量的理想气体从状态a，经过等温过程ab到状态b，可知气体温度不变，则内能不变，故A错误； B．经过等压过程bc到状态c，其体积变小，则外界对气体做功，故B错误； C．在过程ca中，气体的体积不变，气体不做功，压强变大，由 可知气体温度升高，则内能增加，则气体从外界吸热，故C错误； D．在过程abca中，经过一个循环回到初始状态，故内能不变，由图可知整个循环气体对外做的功等于图像所围成的面积，故D正确。 故选D。 40．（2025·湖南·二模）如图所示给出了一定量的理想气体经过一系列变化过程A→B→C→D→A最终回到初始状态的p—V图像，其中A→B、C→D的变化过程为等温变化过程，B→C、D→A的变化过程为等容变化过程，则下列说法正确的是（　　） A．A→B的过程理想气体从外界吸收热量对外做功，且吸收的热量等于理想气体对外做的功 B．B→C的过程理想气体从外界吸收热量，理想气体的内能增大 C．C→D的过程外界对理想气体做功，理想气体向外界放热 D．D→A的过程理想气体从外界吸热，理想气体的内能减小 【答案】AC 【详解】A．A→B过程是一个等温变化过程，理想气体的内能不变，体积增大，则气体膨胀对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，由于内能不变，则吸收的热量等于理想气体对外做的功，故A正确； B．B→C过程是一个等容变化过程，根据查理定律可知，压强减小，温度降低，理想气体的内能减小，由于体积不变，则气体与外界不做功，根据热力学第一定律可知，气体向外界释放热量，故B错误； C．C→D过程是一个等温变化过程，理想气体内能不变，体积减小，外界对理想气体做功，根据热力学第一定律可知，理想气体向外界放热，故C正确； D．D→A过程是一个等容变化过程，根据查理定律可知，压强增大，温度升高，气体内能增大，由于体积不变，则气体与外界不做功，根据热力学第一定律可知，理想气体从外界吸热，故D错误。 选AC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$