专题13 热学（新高考通用）-【好题汇编】2025年高考物理三模试题分类汇编

专题13 热学 分子动理论 1．（2025·重庆·三模）防灾演练中，消防员演示了在水中使用塑料盆进行自救的方法。如题图甲所示，消防员用双手环抱住倒扣的盆体，将盆口压入水中，最终消防员和塑料盆一起漂浮，其示意图如题图乙所示。若盆中空气可视为理想气体，且温度保持不变，则在盆口下压的过程中（　　） A．盆中气体压强不变 B．盆中气体从外界吸收热量 C．盆中所有气体分子的运动都加剧 D．盆中气体分子单位时间与盆内壁单位面积的碰撞次数增加 【答案】D 【详解】A．将盆口下压的过程中，盆中气体的体积减小，由玻意耳定律可知，盆中气体的压强增大，故A错误； B．将盆口下压的过程中，盆中气体的体积减小，外界对盆中气体做正功，由于温度不变，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，故B错误； C．由于气体温度不变，所以分子平均动能不变，则分子热运动剧烈程度不变，故C错误； D．由于气体体积减小，压强增大，则盆中气体分子单位时间与盆内壁单位面积的碰撞次数增加，故D正确。 故选D。 2．（2025·海南·三模）节日庆典离不开气球，国家气象总局发布的《升放气球管理办法》规定，灌装气球必须使用氦气。对于完成灌装的气球内的氦气（视为理想气体），下列说法正确的是（　　） A．气体产生压强的原因是受到地球的吸引 B．当所处环境温度升高时，所有的气体分子速率都增大 C．当所处环境温度升高时，气体的内能一定增大 D．气体分子的速率大小分布规律为“中间少、两头多” 【答案】C 【详解】A．气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，A错误 B．分子运动是统计规律，温度升高，并不是所有分子运动的速率都增大，故B错误； C．理想气体的内能仅与温度有关，温度升高，内能必然增加‌，故C正确； D．根据统计规律，气体分子无论在什么温度下，分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，故D错误。 故选C。 3．（2025·贵州毕节·三模）分子力随分子间的距离的变化如图所示，为平衡位置。有两个分子从相距处，均由静止开始运动，若仅考虑这两个分子间的作用力和靠近过程，则（　　） A．从到分子力始终做正功 B．从到分子力先做正功后做负功 C．从到分子力先减小后增大 D．在处，分子间引力、斥力均减小为0 【答案】A 【详解】AB．从到分子力为引力，所以分子力方向与位移方向相同，分子力做正功，A正确，B错误； C．通过力与距离图像可知，从到分子力先增大后减小再反向增大，C错误； D．在处分子间的斥力和引力大小相等，分子力表现为0，但斥力和引力不为0，D错误。 故选A。 4．（2025·江苏宿迁·三模）我国科学家把金属铋块熔化成液态铋，再经挤压后得到单原子层金属铋片，与铋块相比，铋片的导电性能和机械强度显著增强则（　　） A．铋块熔化过程中温度不断升高 B．液态铋表面分子间作用力表现为引力 C．铋片中的分子呈无规则排列 D．铋片中的分子在做布朗运动 【答案】B 【详解】A．金属熔化属于晶体熔化过程，熔化时虽然吸热，但温度保持在熔点不变，直到全部熔化，故A错误； B．液体表面分子间作用力表现为引力，这是液体表面张力形成的原因。液态铋表面分子间作用力为引力符合物理规律，故B正确； C．金属固态通常为晶体结构，原子排列有序，题目中铋片导电性和机械强度增强，说明其结构更有序（如单层晶体结构），而非无规则排列，故C错误； D．布朗运动是悬浮微粒在流体中的无规则运动，而固体分子仅在平衡位置附近振动，不会发生布朗运动，故D错误。 故选B。 5．（2025·广西·三模）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．人体缓慢离开健身球过程中，球体积变大，则球内气体对外做功，故A正确； BCD．人体缓慢离开健身球过程中，球内气体能与外界发生充分的热交换，球内气体的温度不变，体积变大，由 可知压强变小，由温度不变，而分子的平均速率不变，平均动能不变，内能不变，由热力学第一定律 可知 由球内气体对外做功，有 得 知球内气体从外界吸热，故BCD错误。 故选A。 气体状态方程 6．（2025·山西·三模）如图，汽车的整个空气悬挂系统可简化为一个这样的模型：导热性能良好的气缸内封闭有一定质量的空气，截面积为S的活塞可无摩擦地在其内滑动。气缸底部安装有充气阀和排气阀（体积不计），活塞和气缸分别通过竖直连杆与车身及水平车轴连接。已知活塞和车体的总质量为M，大气压强为p0，环境温度为保持不变，当汽车静止在地面时，活塞与气缸底部的距离为h。若在车内装入一定质量的货物后，发现活塞与气缸底部的距离降为 。 (1)求货物的质量m。 (2)为让活塞与气缸底部的距离恢复为h，需用压缩机将大气通过充气阀缓慢充入气缸，求充入气体在状态下的体积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设装载货物的质量为m，装载前气缸里封闭空气的压强为，装载后气缸里气体的压强为，未放货物前，由平衡条件有 放货物后，由平衡条件有 由波意耳定律有 联立解得 （2）设充入气体在压强为、温度为的状态下体积为V，由玻意耳定律有 解得 7．（2025·重庆·三模）如图所示,在倾角为的斜面上放置一个带有活塞的导热气缸，活塞用平行于斜面的轻弹簧拉住，弹簧的另一端被固定，弹簧的劲度系数为，初始状态活塞到气缸底部内侧的距离为，气缸底部外侧到斜面底端挡板的距离为，气缸内气体的初始温度为。已知气缸质量为，活塞的质量为，气缸内部的横截面积为，活塞与气缸间密封一定质量的理想气体，该封闭气体的内能与温度之间存在关系，不计一切摩擦，，大气压为。现对气缸进行缓慢加热，则（　　） A．气缸内气体对活塞的压力是由气体分子间的斥力引起的 B．初始状态下气缸内气体压强 C．气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板时,气体的温度为 D．从最初到气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板时，气体吸收的热量 【答案】D 【详解】A．气体压强是由气体分子对器壁的碰撞导致的，故A错误； B．对气缸和活塞整体分析有 对活塞受力分析有 代入数据解得 故B错误； C．气缸内气体的温度从上升到，此时气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中，封闭气体的压强不变，则有 解得 故C错误； D．该过程中内能增大，为 气体对外做功 根据热力学第一定律有 联立解得 故D正确。 故选D。 8．（2025·湖北·三模）一定质量的封闭气体可看做理想气体，其状态从a变为状态b、c又回到状态a，用图像表示如图所示。下列说法正确的是（　　） A．在b→c过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 B．在c→a过程中，气体对外界做功，气体内能不变，温度不变 C．在a→b→c过程中，气体放出的热量等于 D．气体在a→b→c→a循环过程中对外做的功等于图像围成的面积 【答案】BC 【详解】A．在b→c过程中，气体压强不变，体积减小，温度降低，则气体数密度增加，气体分子平均速率减小，可知单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，A错误； B．在c→a过程中，气体体积增大，气体对外界做正功，又根据可知，气体温度不变，气体内能不变，B正确； C．因ac两态温度相同，可知在a→b→c过程中，气体内能不变，气体体积减小，外界对气体做功 根据 可知气体放出的热量等于 C正确； D．气体在a→b→c→a循环过程中对外做功，即为图像围成的面积，可知选项D错误。 故选BC。 9．（2025·河北·三模）如图所示，水平地面上竖直放置着一个高为的圆柱形绝热气缸，气缸内有一定质量的理想气体，气缸底部通过阀门连接气筒，横截面积为且导热性能良好的活塞将气体分成上下两部分，轻质弹簧上下两端分别固定于活塞下表面和气缸底部。开始时轻质弹簧处于原长，活塞恰好位于气缸正中间位置，活塞上部分气体压强为，下部分气体压强为，两部分气体的温度均为。现在对气体缓慢加热使活塞上升，稳定后，两部分气体的温度均为，之后温度保持不变。已知重力加速度为，忽略电热丝、轻质弹簧、阀门所占气缸内的体积，不计活塞的厚度，活塞与气缸之间无摩擦且不漏气。下列说法正确的是（　　） A．活塞的质量为 B．弹簧的劲度系数为 C．缓慢抽气使活塞回到气缸正中间位置，上部分气体的压强为 D．缓慢抽气使活塞回到气缸正中间位置，需要抽出气体的体积在温度为、压强为的条件下为 【答案】D 【详解】A．活塞静止在气缸正中间时，设活塞的质量为，由平衡条件 解得，故A错误； B．对气体缓慢加热使活塞上升0.2h，设稳定后上部分气体的压强为，下部分气体的压强为，弹簧的劲度系数为。由理想气体状态方程有， 由平衡条件有 联立上式，解得弹簧的劲度系数为，故B错误； C．对于上部分气体，设活塞回到气缸正中间位置，上部分气体的压强为，根据理想气体状态方程 解得，故C错误； D．当活塞回到正中间位置，上部分气体的压强为，设下部分气体的压强为。根据平衡条件有 对下部分气体缓慢抽气，等温变化过程满足关系有 解得，故D正确。 故选D。 10．（2025·山东威海·三模）容积V=9L的密闭容器中装有一定质量的理想气体，开始时气体的压强p=5×104Pa，温度T1=300K。一段时间后，气体的温度升为T2=360K。为保证容器中气体的压强不超过p，需用抽气筒对容器抽气，每次可以抽取V1=1L的气体，抽气过程温度不变。求： (1)温度刚升为T2时气体的压强； (2)至少需要抽气的次数。 【答案】(1)6×104Pa (2)2 【详解】（1）根据气体做等容变化的规律，根据查理定律有 解得 （2）设第一次抽气后气体压强为p01，抽气过程温度不变，根据玻意耳定律 解得 设第二次抽气后气体压强为p02，则根据玻意耳定律 解得 所以至少需要抽气2次。 11．（2025·山东潍坊·三模）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛用于减震系统。如图所示，A、B为导热良好的汽缸，通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变，当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中，当该差值小于或等于时差压阀关闭。初始时A内气体体积为，B内气体体积为，A、B内气体压强均为，已知活塞横截面积为S，，重力加速度为g，A、B内气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计，现逐个将质量相同的砝码放置在活塞上，第1个砝码放上时，差压阀恰好打开，整个过程中，环境温度不变。 (1)求砝码质量； (2)求放置5个砝码后，稳定时B内气体压强； (3)求放置5个砝码后，稳定时A内气体体积。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意 得 （2）求放置5个砝码后，稳定时A内气体压强 B内气体压强 （3）B汽缸由 得 则 A汽缸 得 12．（2025·江西九江·三模）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞导热良好且能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压强恒为的空气中，开始时气体的温度为T，活塞与容器底的距离为h，当环境温度变化时，气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。下列判断正确的是（　　） A．气体压强始终为 B．外界气体的温度升高了 C．气体对外做功的数值为 D．此过程中的密闭气体的内能增加了 【答案】BD 【详解】A．对活塞，由平衡条件有 解得 可知气体压强始终为，故A错误； B．分析可知气体做等压变化，由盖吕萨克定律有 解得 可知外界气体的温度升高了，故B正确； C．气体对外做功的数值为 故C错误； D．由于气体对外做功，W为负值，根据热力学第一定律，可知密闭气体的内能增加了 故D正确。 故选 BD。 13．（2025·江西萍乡·三模）气动升降平台广泛应用于各种工业场合，其工作原理是通过气压差实现平台的升降，主要由空气压缩机、调压阀、汽缸、活塞、支撑杆和平台等部分组成。如图为气动升降平台简化原理图，支撑杆（含活塞）和平台的总质量，圆柱形汽缸内的活塞底面积为，某时刻活塞底与汽缸底部的距离为，活塞下方空气的压强。已知活塞上方与大气连通，大气压强，重力加速度大小取，汽缸导热性能良好，忽略活塞受到的摩擦力及汽缸内气体温度变化。 (1)求此时平台上重物的质量； (2)若重物的质量增加到，要使活塞位置保持不变，应向汽缸内充入压强为的气体体积为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对支撑杆（含活塞）和平台以及重物受力分析可得 解得 （2）若重物的质量增加到，要使活塞位置保持不变，设此时汽缸内压强为，对整体由平衡条件可得 解得 假设应向汽缸内充入气体体积为，则 解得 14．（2025·河南·三模）如图所示，竖直放置开口向上质量为的气缸，用质量为的活塞密封一部分理想气体，静止在水平地面上，气柱的高度为。现用竖直向上的恒定拉力（大小未知）作用在活塞上，当二者相对静止且一起向上做匀加速运动时，活塞相对气缸上升了。已知大气压强恒为，活塞横截面积为，活塞和气缸导热性能良好，环境温度不变，不计活塞和气缸间的摩擦，忽略空气阻力，重力加速度大小为，求： (1)匀加速上升过程中密封气体的压强； (2)拉力的大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对活塞，由静止受力平衡得 对密封气体，从开始到施加力后达到稳定时，由玻意耳定律可得 联立解得匀加速上升过程中密封气体的压强 （2）施加力后达到稳定时，对活塞由牛顿第二定律得 对气缸和活塞整体由牛顿第二定律得 联立解得拉力 15．（2025·四川宜宾·三模）某探究小组设计了一个气缸如图甲，开口向上并竖直放置，其上端装有固定卡环，气缸导热性能良好且内壁光滑。质量kg，横截面积的活塞将一定质量气体（可视为理想气体）封闭在气缸内。现缓慢升高环境温度，气体从状态A变化到状态C的图像如图乙所示，已知大气压强Pa，重力加速度m/s²。求： (1)状态C时气体的压强； (2)气体从A到C的过程中气体内能增加了72J，则这一过程中气体吸收的热量是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在A状态气体压强为 气体由B状态变化到C状态，气体发生等容变化，则有 又 联立解得 （2）气体从A状态到B状态为等压过程，外界对气体做功为 根据热力学第一定律 联立解得 16．（2025·海南·三模）一定质量的理想气体从状态（温度为）开始，经历过程回到状态，其图像如图所示。对于该过程，下列说法正确的是（　　） A．在状态，气体温度为 B．过程中，气体对外做功，温度降低 C．过程中，气体体积不变，内能增大 D．过程中，气体温度先升高后降低 【答案】AD 【详解】A．对于、两个状态，由题图根据理想气体状态方程可得 解得在状态，气体温度为 故A正确； B．过程中，由题图可知气体压强不变，体积增大，气体对外做功；根据可知，气体温度升高，故B错误； C．过程中，由题图可知气体体积不变，压强减小，根据可知，气体温度降低，则气体内能减小，故C错误； D．过程中，由题图可知乘积先增大后减小，根据可知，气体温度先升高后降低，故D正确。 故选AD。 17．（2025·四川乐山·三模）一定质量的理想气体，由状态A经状态B变为状态C，其中A到B过程为等压变化，B到C过程为等容变化。已知，，。求： (1)气体在状态B时的体积大小； (2)设过程气体吸收热量为，过程气体放为热量为，求过程中气体对外所做的功。（用、表示） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据气体等压变化规律，有 解得 （2）因为，故增加的内能与减小的内能相同，设气体对外做功为，有 过程有 则有 18．（2025·河北秦皇岛·三模）一定质量的理想气体的压强p与温度T的关系图像如图所示。气体先经过等压变化由状态A变为状态B，再经过等容变化由状态B变为状态C，已知气体在状态C的体积为6L。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B的温度为300K B．气体在状态B的温度为400K C．气体在状态A的体积为4L D．气体在状态A的体积为3L 【答案】AC 【详解】AB．气体由状态B变为状态C，气体的体积不变，则有 可得气体在状态B的温度为 故A正确，B错误； CD．气体由状态A变为状态B，气体的压强不变，则有 可得气体在状态A的体积为 故C正确，D错误。 故选AC。 19．（2025·河北张家口·三模）我国北方地区秋季昼夜温差比较大。一日某室内最高温度为32℃，最低温度为12℃，假设室内气体压强保持不变，该室内有一如图所示的空茶壶，则在温度最高与最低时壶中气体质量之比为（已知摄氏温度t与热力学温度T的关系是T=t+273K）（　　） A．63∶59 B．59∶63 C．61∶57 D．57∶61 【答案】D 【详解】根据 可得气体的摩尔数可表示为 由题意可知壶中气体压强、体积保持不变，则在温度最高与最低时壶中气体质量之比为 故选D。 20．（2025·辽宁·三模）一水杯的杯口横截面积为20cm²，杯盖重力为0.4N，在温度为27℃的室内将杯盖盖上，杯盖和杯口间由于有少量水，使杯内封闭了一定质量的气体。已知大气压强为1.0×10⁵Pa，室外温度12℃。求： (1)如果将杯拿到室外竖直放置一段时间达到热平衡后，杯内气体压强为多少？至少需要多大的力可以将杯盖向上取走？ (2)在室外将杯盖打开，稳定后杯内气体与原来在室内时杯内气体质量的比是多少？ 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）根据查理定律，等容条件下，一定质量的气体满足 初始时， 末状态 代入公式，解得 对杯盖进行受力分析 解得 （2）根据玻意耳定律，一定质量的气体，等温条件下满足 未打开盖子时，体积记为 ，压强为 打开盖子时，体积记为 ，压强为 代入公式解得 所以稳定后杯内气体的质量与原来杯内气体的质量之比 21．（2025·四川绵阳·三模）按压瓶在生活中应用广泛。某种按压瓶结构如图所示，瓶盖与腔室的活塞相连，活塞连接在腔室内弹簧的上端，弹簧下端固定在腔室下部。腔室有上、下两个小球阀门，上阀门封闭腔室与大气相通的出口，下阀门封闭腔室与塑料管连接口，塑料管插入储液瓶的液体中。两个阀门小球重力很小，只要阀门内外气体压强不相等，阀门就会打开，让气体或液体向上流动。该种按压瓶第一次使用前，弹簧处于原长，瓶内液体液面如图所示，塑料管和腔室内的气体压强均与外界大气压强相同，塑料管内气体体积为V0，腔室内气体体积为9V0。第一次    腔室向下按压瓶盖，下阀门紧闭，上阀门打开，当腔室内气体剩余三分之二时松手，弹簧开始回弹，上阀门封闭，下阀门打开，到弹簧恢复原长时，有体积为的液体进入塑料管，完成了第一次按压。已知塑料管横截面积为S，大气压强为p0，重力加速度为g，腔室和塑料管内气体视为理想气体，气体温度不变，腔室气密性良好，储液瓶内气体与大气相通。求： (1)弹簧恢复原长时，腔室内气体的压强； (2)储液瓶内液体的密度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）以腔室内剩余的三分之二气体和塑料管内气体为研究对象，设松手时压强为p1，体积为V1；弹簧恢复原长前，下阀门始终打开，腔室气体和塑料管内气体压强相等，设压强为p2，体积为V2，有 ，     向下按压瓶盖过程中，上阀门始终打开，所以，腔室内气体压强始终等于大气压强。即p1 = p0     由等温变化规律有 解得 （2）设储液瓶内液体的密度为ρ，塑料管内液体上升高度为h，则 由于储液瓶内的气体压强等于大气压强，有     解得 22．（2025·陕西安康·三模）如图所示，蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在热力学温度的室内，用打气筒对蹦蹦球充气，充气前蹦蹦球内部空气的压强，充气后蹦蹦球内部气体的压强增加到2.4atm．已知蹦蹦球的容积，打气筒每次充入、压强为1atm的空气，忽略充气过程中气体温度及蹦蹦球容积的变化，空气可视为理想气体． (1)求打气筒充气的次数n； (2)将蹦蹦球拿到室外暴晒，一段时间后蹦蹦球内部空气的热力学温度升高到，求此时蹦蹦球内部空气的压强p。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）充气过程中气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 解得（次） （2）根据查理定律有 解得 23．（2025·重庆·三模）如图所示，一开口向上的导热汽缸置于水平面上，用质量为m的活塞封闭了一定质量的理想气体，初始时活塞静止，距气缸底部的距离为L。现将质量为3m的细沙缓慢地倒在活塞上，经过一段时间，重新达到平衡，气体向外放出的热量为Q。已知：活塞横截面积为S，大气压强（g为重力加速度），不计一切摩擦，活塞移动的过程中无气体泄漏且外界温度不变。求： (1)移动过程中外界对气体做的功W，以及重新达到平衡状态后气体的压强p； (2)重新达到平衡状态后，活塞下降的高度h。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）因气体的温度不变，故气体的内能不变，即 由热力学第二定律有 可得外界对气体做功为 稳定后对活塞受力分析有 代入数据得重新达到平衡状态后气体的压强为 （2）由题意可知初态时， 末态：， 气体做等温变化，由玻意尔定律得 代入数据得 故重新达到平衡状态后，活塞下降的高度为 24．（2025·重庆·三模）如图所示为南南同学在晚自习前购买的一杯加冰奶茶，未开封静置在桌上一段时间后，奶茶上方与密封膜之间的气体温度不变，但体积增大，密封气体可视为理想气体且无漏气，关于密封气体的说法正确的是（　　） A．分子热运动越来越剧烈 B．与外界没有热交换 C．对密封膜单位面积作用力减小 D．压强增大 【答案】C 【详解】A．奶茶上方与密封膜之间的气体温度不变，则分子热运动不变，故A错误； B．由于气体体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故B错误； CD．根据玻意耳定律可知，气体体积增大，压强减小，分子总数不变，单位体积的分子数变少，对密封膜单位面积作用力减小，故C正确，D错误。 故选C。 25．（2025·山西临汾·三模）“极目一号”是我国自主研发的浮空艇，浮空艇内有一个容积不变的储气罐。在地面时，储气罐内密封有压强为，温度为27℃的空气（可视为理想气体）；当到达指定高度时，为了保持平衡，储气罐开始缓慢向外放出气体，罐内气体压强变为，温度降为。求： (1)储气罐放出气体的质量占原来气体质量的比例； (2)放出气体后，储气罐中气体的密度是原来气体密度的多少倍？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）储气罐在地面时，有， 储气罐在高空中时，有， 由理想气体状态方程可得 解得 则放出气体的体积为 所以放出气体的质量占原来气体质量的比例 解得 （2）罐内剩余气体的质量与原有气体质量之比 根据密度公式可知， 储气罐中气体的密度是原来气体密度的倍。 26．（2025·山西晋中·三模）一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，其中过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A．过程中，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．过程中，单位时间内气体分子与单位面积器壁的碰撞次数减少 C．过程中，气体分子的平均动能增大 D．的整个过程，气体与外界的热量交换量为0 【答案】B 【详解】A．的过程是等压变化且体积增大，则 由盖-吕萨克定律 可知，则有 根据热力学第一定律 可知的过程中，气体吸收的热量一部分用于对外做功，一部分用于增加气体的内能，A错误； B．的过程为等容变化，根据查理定律可得 由于，则有，故单位时间内气体分子与单位面积器壁的碰撞次数减少，B正确； C．由题可知，过程是等温过程，气体的温度不变，平均动能不变，C错误； D．的整个过程，内能变化，但图像与坐标轴围成的面积即气体对外所做的功，根据热力学第一定律 可知,D错误。 故选B。 27．（2025·甘肃白银·三模）如图所示，一可自由移动的绝热活塞M将一横截面积为的水平固定的绝热汽缸分为A、B两个空间，A空间装有体积为、压强为、温度为23℃的理想气体，A的左侧是一导热活塞，的左边与大气相通；B空间中理想气体的温度为27℃，体积为。现增大左边活塞N受到的水平向右的推力，使缓慢向右移动，同时给B中气体加热，此过程A中的气体温度保持不变，活塞保持原位置不动。已知阿伏加德罗常数，标准状态下（压强为，温度为0℃）任何气体的体积为，外界大气压强。不计活塞与汽缸壁间的摩擦，绝对零度取值为-273℃。求： (1)B中气体的分子数（结果保留两位有效数字）； (2)当推力增加时，活塞N向右移动的距离。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）初状态时，根据平衡条件可知，A和B中的气体压强相同，此时若将中气体状态变化到压强为，温度为0℃，根据理想气体状态方程有 解得标准状态下B中气体的体积 所以B中气体的分子个数 （2）对中气体，初状态有，， 推力增加后，活塞向右移动，此时气体压强，，根据等温变化规律有 解得 所以活塞N向右移动的距离 28．（2025·重庆·三模）某同学设计了如图所示装置：A为容积为V的导热气缸，通过阀门和细管（容积不计）与最大容积为0.2V的导热气缸B相连。B内有一厚度不计、可上下运动的活塞，上提活塞时阀门a关闭、阀门b打开，下压活塞时阀门b关闭、阀门a打开。外界大气压始终为，A中空气的初始压强也为，活塞每次上、下运动均到达B的最高、最低处，整个过程中环境温度保持不变，空气可视为理想气体。活塞从最低处开始先缓慢上提、再缓慢下压计为1次，则5次后A中的气体压强为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】5次过程均为充气过程，由 可得5次后A中的气体压强 故选C。 29．（2025·甘肃白银·三模）孔明灯如图所示，孔明灯质量。在地面上空气温度、大气压强时，孔明灯内空气质量，空气密度。点燃蜡烛，对灯内空气缓慢加热，孔明灯缓慢上升到离地面高度为2km时，灯内空气温度，压强，假设孔明灯的容积和质量保持不变。求： (1)灯刚能浮起来时，灯内空气的密度； (2)孔明灯在离地面高度为2km时，灯内空气的质量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设孔明灯的容积为，加热至热力学温度T时，灯内空气密度为，孔明灯刚能浮起，有 其中 解得 （2）设灯内空气在离地面高度为2km时体积膨胀为V，根据理想气体的状态方程得 其中， 解得 又， 解得 30．（2025·湖南长沙·三模）如图为一个绝热的密封容器瓶，通过一细管AB与外界相连，瓶内用水银封住了一定质量的理想气体，管中水银面O比瓶内水银面高。现在将瓶子缓慢旋转，整个过程中管的B端始终在水银内。外界大气压，则下列说法正确的是（　　） A．初始状态瓶内气体的压强 B．末状态瓶内气体压强小于初始状态瓶内气体压强 C．瓶内气体的质量发生了变化 D．这个过程中瓶内气体的温度降低了 【答案】BD 【详解】A．由题意可知初始状态瓶内气体的压强，故A错误； B．根据题意，将瓶子缓慢旋转的整个过程中管的B端始终在水银内，说明旋转完毕达到新的平衡时，细管仍然有一段水银柱存在，气体没有泄露现象，由此得 末状态瓶内气体压强，故B正确； C．由于细管的B端始终在水银内，气体无法逸出或进入，因此瓶内气体的质量保持不变，故C错误； D．对瓶内一定质量的理想气体，当经历绝热降压过程时，由热学知识可得体积必然增大，气体对外做功，即 由热力学第一定律 又由题意知 故得 即气体内能减少，温度降低，故D正确； 故选BD。 31．（2025·河北邢台·三模）我国交通便利，物流快递业发达，网购成为越来越多人的主要购物方式。海南某同学网购了黑龙江生产的某玻璃瓶装的坚果。瓶子密封良好，装瓶时气温为-23 ℃，瓶内气体体积为，海南的同学收到货时，海南气温为27 ℃。两地大气压强相差不大，可认为相等，都为。不考虑瓶内物体的挥发和瓶子的体积变化，认为0 ℃等于273 K，瓶内气体可视为理想气体。求： (1)到海南后未开瓶时瓶内气体的压强； (2)海南的同学缓慢打开瓶盖后，瓶内减少的气体与开瓶前气体的质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在黑龙江时，瓶内气体温度 到海南时，瓶内气体温度 从黑龙江到海南，瓶内气体体积不变，由查理定律有 解得 （2）到海南后可认为打开瓶盖前后温度不变，设开瓶后气体体积为V，则由玻意耳定律有 解得 减少的气体与开瓶前气体的质量之比为 热力学定律 32．（2025·辽宁·三模）爆震发动机作为一种极具潜力的新型动力装置，其工作原理涉及到复杂的热力学过程。在某先进的爆震发动机实验平台中，对一定质量的理想气体进行模拟爆震燃烧实验。摩尔数为n的理想气体初始状态压强为，体积为，对应下图中的a点。现在这部分气体经过等压膨胀，体积变为，对应下图中的b点，气体在状态b经等温膨胀至状态c，压强变为。又经等压压缩至状态d，最后等温压缩回到状态a。已知理想气体的体积V、压强P和温度T满足方程；内能U满足关系。其中R为常数，n为物质的量，根据以上信息可以判断（　　） A．气体在状态点b时的内能为 B．气体在状态点a时温度为 C．由c到d的过程外界对气体做功为 D．由c到d的过程气体从外界吸热 【答案】BC 【详解】B．气体在状态点a时有 解得气体在状态点a时温度为 故B正确； A．气体a从到b，发生等压变化，则有 解得气体在状态点b时温度为 则气体在状态点b时的内能为 故A错误； CD．气体在状态b经等温膨胀至状态c，则有， 可得气体在状态点c时的体积为 气体从状态c等压压缩至状态d，最后等温压缩回到状态a，可知状态d的温度为 根据 解得气体在状态点d时的体积为 从状态c等压压缩至状态d，外界对气体做功为 气体的内能变化量为 根据热力学第一定律可得 可得 可知由c到d的过程气体从外界放热，故C正确，D错误。 故选BC。 33．（2025·山东威海·三模）一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，p−V图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．A→B气体内能逐渐减小 B．B→C气体分子的平均动能逐渐增大 C．A→C气体向外界放出的热量为6×105J D．C状态单位时间气体分子对器壁单位面积碰撞次数比B状态的少 【答案】BC 【详解】A．根据理想气体状态方程 变形得 其中C为常数，从图中分析，可知A→B过程pV的乘积先增大后减小，故温度先升高后降低，故气体的内能先增大后减小，故A错误； B．B→C过程，气体的体积不变，发生等容变化，气体的压强增大，根据 可知气体的温度升高，而温度是分子平均动能的标志，所以温度升高，气体分子的平均动能逐渐增大，故B正确； C．根据p−V图线与坐标轴围成的面积表示外界对气体做的功，则A→B过程体积减小，外界对气体做正功，则有 B→C气体的体积不变，外界对气体不做功，则有 则气体从A→C过程中外界对气体做的总功为 根据理想气体状态方程 变形得 其中C为常数，从图中分析，可知气体在A状态的压强与体积的乘积等于气体在C状态的压强与体积的乘积，即 说明 所以气体从A→C过程中，内能不变，即 根据热力学第一定律有 解得 负号表示放热，即气体从A→C气体向外界放出的热量为6×105J 故C正确； D．由图可知，气体在B、C状态时体积相同，则分子数密度相同，而在C状态的压强大于在B状态的压强，根据压强的微观解释，可知在C状态时单位时间气体分子对器壁单位面积碰撞次数比在B状态时的多，故D错误。 故选BC。 34．（2025·山西吕梁·三模）如图所示，一竖直放置的U形玻璃管，横截面积，其右端开口，左端用光滑活塞和水银封闭一段长为、温度的空气柱，右侧水银面比左侧的水银面高20cm。现将封闭气体的温度缓慢降至，此时封闭空气柱长。已知降温过程中封闭气体的内能减少了2J，外界大气压，水银的密度，重力加速度取10m/s²，求： (1)封闭空气柱温度为时的长度； (2)降温过程中封闭气体放出的热量。 【答案】(1)cm (2)J 【详解】（1）气体做等压变化，由盖—吕萨克定律得 代数解得cm （2）封闭气体的压强 外界对气体做功 由热力学第一定律 联立解得J 即放出的热量为4.544J。 35．（2025·福建厦门·三模）小萌同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后得到如图所示的图像。的过程中气体对外界______（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）；的过程中气体______热量（选填“吸收”“放出”或“既不吸收也不放出”）。 【答案】 不做功 放出 【详解】[1]根据 可得 可知图像斜率等于，的过程中图像斜率不变，则气体体积不变，气体对外界不做功； [2]过程，图像斜率变大，则体积变小，外界对气体做正功，则的过程温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体放出热量。 36．（2025·江苏宿迁·三模）“覆水难收”意指泼出去的水不能自发回到原来的状态，其蕴含的物理规律是（　　） A．热平衡定律 B．热力学第一定律 C．热力学第二定律 D．机械能守恒定律 【答案】C 【详解】‌“覆水难收”蕴含的物理规律是熵增加原理‌，即热力学第二定律。 故选C。 37．（2025·陕西宝鸡·三模）封闭在导热汽缸内一定质量的理想气体从状态A开始，经历状态B、C到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示。已知O、A、D三点在同一直线上，且图线AB、CD平行于横轴T，BC平行于纵轴V，则依据图像判断下列说法正确的是（    ） A．由状态A向状态B变化过程中，气体向外界放出热量 B．由状态B向状态C变化过程中，气体从外界吸收热量，内能增加 C．气体在状态A时的压强等于状态D时的压强 D．气体分子在状态C时平均动能小于在状态D时的平均动能 【答案】C 【详解】A．由状态A向状态B变化过程中，气体体积不变，则W=0；温度升高，则根据 可知Q>0，则气体从外界吸收热量，选项A错误； B．由状态B向状态C变化过程中，气体温度不变，则内能不变；体积变大，则W<0；根据 可知Q>0，气体从外界吸收热量，选项B错误； C．根据 因 O、A、D三点在同一直线上，可知气体在状态A时的压强等于状态D时的压强，选项C正确； D．状态C的温度高于D态，可知气体分子在状态C时平均动能大于在状态D时的平均动能，选项D错误。 故选C。 38．（2025·贵州黔南·三模）如图所示，一定质量的理想气体经状态完成循环过程，、为两个等容过程，、为两个绝热过程。过程中气体对外做功300J，，，，。则下列说法正确的是（　　） A．过程中气体对外做功为零 B．过程气体分子平均动能减小 C．过程中气体内能的变化量 D．C状态气体的温度为 【答案】CD 【详解】A．、过程中气体对外做功为零，过程中气体压强的平均值大于过程中气体压强的平均值，所以过程中气体对外做功大于过程中外界对气体做功，所以过程中气体对外做功不为零，故A错误； B．过程中，由得，温度T变大，所以理想气体分子平均动能增大，故B错误； C．过程为绝热过程，所以 又 得，故C正确； D．由 解得，故D正确。 故选CD。 39．（2025·四川南充·三模）如图所示为一定质量理想气体从状态状态状态的图像，已知状态A的温度。结合图中数据求： (1)状态B的温度和状态的温度； (2)从状态A到状态B的过程中，系统吸收的热量。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）根据题意，由理想气体状态方程有 结合图像解得 由图像可知，状态状态的过程为等压变化，则有 结合图像解得 （2）由图可知，状态状态过程中，气体体积变大，气体对外做功，大小为 由于状态A与状态B气体温度相等，则内能相等，由热力学第一定律可得，从状态A到状态B的过程中，系统吸收的热量 40．（2025·陕西·三模）某种理想气体的内能公式可表示为，其中为物质的量，为理想气体常数，为热力学温度。如图所示，一个容器被隔板均分为、两部分，其中充满质量相等的理想气体，它们的压强分别为、，温度分别为、。抽取隔板后，如果容器与外界没有能量交换，经过足够长的时间，稳定后容器内的气体压强为，温度为。则以下说法正确的是（　　） A．、两部分气体体积膨胀，对外做功，气体的总内能减少 B．抽取隔板前、两部分气体压强和温度满足 C．稳定后容器内气体的温度 D．由于气体分子运动的无规则性，抽取隔板后到稳定的过程自发可逆 【答案】BC 【详解】A．对于容器中的气体，在隔板抽取前、后气体总体积没变，所以没有与外界做功过程，即W=0，由于容器与外界没有能量交换，即Q=0，根据热力学第一定律知，，即气体的总内能不变，故A错误； B．对于一定质量的理想气体,中为物质的量，为理想气体常数，，, 所以 故B正确； C．对容器中的气体有 则, 且 联立解得 故C正确； D．根据热力学第二定律知，抽取隔板K后到稳定的过程不能自发可逆，故D错误 故选BC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题13 热学 分子动理论 1．（2025·重庆·三模）防灾演练中，消防员演示了在水中使用塑料盆进行自救的方法。如题图甲所示，消防员用双手环抱住倒扣的盆体，将盆口压入水中，最终消防员和塑料盆一起漂浮，其示意图如题图乙所示。若盆中空气可视为理想气体，且温度保持不变，则在盆口下压的过程中（　　） A．盆中气体压强不变 B．盆中气体从外界吸收热量 C．盆中所有气体分子的运动都加剧 D．盆中气体分子单位时间与盆内壁单位面积的碰撞次数增加 2．（2025·海南·三模）节日庆典离不开气球，国家气象总局发布的《升放气球管理办法》规定，灌装气球必须使用氦气。对于完成灌装的气球内的氦气（视为理想气体），下列说法正确的是（　　） A．气体产生压强的原因是受到地球的吸引 B．当所处环境温度升高时，所有的气体分子速率都增大 C．当所处环境温度升高时，气体的内能一定增大 D．气体分子的速率大小分布规律为“中间少、两头多” 3．（2025·贵州毕节·三模）分子力随分子间的距离的变化如图所示，为平衡位置。有两个分子从相距处，均由静止开始运动，若仅考虑这两个分子间的作用力和靠近过程，则（　　） A．从到分子力始终做正功 B．从到分子力先做正功后做负功 C．从到分子力先减小后增大 D．在处，分子间引力、斥力均减小为0 4．（2025·江苏宿迁·三模）我国科学家把金属铋块熔化成液态铋，再经挤压后得到单原子层金属铋片，与铋块相比，铋片的导电性能和机械强度显著增强则（　　） A．铋块熔化过程中温度不断升高 B．液态铋表面分子间作用力表现为引力 C．铋片中的分子呈无规则排列 D．铋片中的分子在做布朗运动 5．（2025·广西·三模）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 气体状态方程 6．（2025·山西·三模）如图，汽车的整个空气悬挂系统可简化为一个这样的模型：导热性能良好的气缸内封闭有一定质量的空气，截面积为S的活塞可无摩擦地在其内滑动。气缸底部安装有充气阀和排气阀（体积不计），活塞和气缸分别通过竖直连杆与车身及水平车轴连接。已知活塞和车体的总质量为M，大气压强为p0，环境温度为保持不变，当汽车静止在地面时，活塞与气缸底部的距离为h。若在车内装入一定质量的货物后，发现活塞与气缸底部的距离降为 。 (1)求货物的质量m。 (2)为让活塞与气缸底部的距离恢复为h，需用压缩机将大气通过充气阀缓慢充入气缸，求充入气体在状态下的体积。 7．（2025·重庆·三模）如图所示,在倾角为的斜面上放置一个带有活塞的导热气缸，活塞用平行于斜面的轻弹簧拉住，弹簧的另一端被固定，弹簧的劲度系数为，初始状态活塞到气缸底部内侧的距离为，气缸底部外侧到斜面底端挡板的距离为，气缸内气体的初始温度为。已知气缸质量为，活塞的质量为，气缸内部的横截面积为，活塞与气缸间密封一定质量的理想气体，该封闭气体的内能与温度之间存在关系，不计一切摩擦，，大气压为。现对气缸进行缓慢加热，则（　　） A．气缸内气体对活塞的压力是由气体分子间的斥力引起的 B．初始状态下气缸内气体压强 C．气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板时,气体的温度为 D．从最初到气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板时，气体吸收的热量 8．（2025·湖北·三模）一定质量的封闭气体可看做理想气体，其状态从a变为状态b、c又回到状态a，用图像表示如图所示。下列说法正确的是（　　） A．在b→c过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 B．在c→a过程中，气体对外界做功，气体内能不变，温度不变 C．在a→b→c过程中，气体放出的热量等于 D．气体在a→b→c→a循环过程中对外做的功等于图像围成的面积 9．（2025·河北·三模）如图所示，水平地面上竖直放置着一个高为的圆柱形绝热气缸，气缸内有一定质量的理想气体，气缸底部通过阀门连接气筒，横截面积为且导热性能良好的活塞将气体分成上下两部分，轻质弹簧上下两端分别固定于活塞下表面和气缸底部。开始时轻质弹簧处于原长，活塞恰好位于气缸正中间位置，活塞上部分气体压强为，下部分气体压强为，两部分气体的温度均为。现在对气体缓慢加热使活塞上升，稳定后，两部分气体的温度均为，之后温度保持不变。已知重力加速度为，忽略电热丝、轻质弹簧、阀门所占气缸内的体积，不计活塞的厚度，活塞与气缸之间无摩擦且不漏气。下列说法正确的是（　　） A．活塞的质量为 B．弹簧的劲度系数为 C．缓慢抽气使活塞回到气缸正中间位置，上部分气体的压强为 D．缓慢抽气使活塞回到气缸正中间位置，需要抽出气体的体积在温度为、压强为的条件下为 10．（2025·山东威海·三模）容积V=9L的密闭容器中装有一定质量的理想气体，开始时气体的压强p=5×104Pa，温度T1=300K。一段时间后，气体的温度升为T2=360K。为保证容器中气体的压强不超过p，需用抽气筒对容器抽气，每次可以抽取V1=1L的气体，抽气过程温度不变。求： (1)温度刚升为T2时气体的压强； (2)至少需要抽气的次数。 11．（2025·山东潍坊·三模）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛用于减震系统。如图所示，A、B为导热良好的汽缸，通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变，当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中，当该差值小于或等于时差压阀关闭。初始时A内气体体积为，B内气体体积为，A、B内气体压强均为，已知活塞横截面积为S，，重力加速度为g，A、B内气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计，现逐个将质量相同的砝码放置在活塞上，第1个砝码放上时，差压阀恰好打开，整个过程中，环境温度不变。 (1)求砝码质量； (2)求放置5个砝码后，稳定时B内气体压强； (3)求放置5个砝码后，稳定时A内气体体积。 12．（2025·江西九江·三模）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞导热良好且能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压强恒为的空气中，开始时气体的温度为T，活塞与容器底的距离为h，当环境温度变化时，气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。下列判断正确的是（　　） A．气体压强始终为 B．外界气体的温度升高了 C．气体对外做功的数值为 D．此过程中的密闭气体的内能增加了 13．（2025·江西萍乡·三模）气动升降平台广泛应用于各种工业场合，其工作原理是通过气压差实现平台的升降，主要由空气压缩机、调压阀、汽缸、活塞、支撑杆和平台等部分组成。如图为气动升降平台简化原理图，支撑杆（含活塞）和平台的总质量，圆柱形汽缸内的活塞底面积为，某时刻活塞底与汽缸底部的距离为，活塞下方空气的压强。已知活塞上方与大气连通，大气压强，重力加速度大小取，汽缸导热性能良好，忽略活塞受到的摩擦力及汽缸内气体温度变化。 (1)求此时平台上重物的质量； (2)若重物的质量增加到，要使活塞位置保持不变，应向汽缸内充入压强为的气体体积为多少？ 14．（2025·河南·三模）如图所示，竖直放置开口向上质量为的气缸，用质量为的活塞密封一部分理想气体，静止在水平地面上，气柱的高度为。现用竖直向上的恒定拉力（大小未知）作用在活塞上，当二者相对静止且一起向上做匀加速运动时，活塞相对气缸上升了。已知大气压强恒为，活塞横截面积为，活塞和气缸导热性能良好，环境温度不变，不计活塞和气缸间的摩擦，忽略空气阻力，重力加速度大小为，求： (1)匀加速上升过程中密封气体的压强； (2)拉力的大小。 15．（2025·四川宜宾·三模）某探究小组设计了一个气缸如图甲，开口向上并竖直放置，其上端装有固定卡环，气缸导热性能良好且内壁光滑。质量kg，横截面积的活塞将一定质量气体（可视为理想气体）封闭在气缸内。现缓慢升高环境温度，气体从状态A变化到状态C的图像如图乙所示，已知大气压强Pa，重力加速度m/s²。求： (1)状态C时气体的压强； (2)气体从A到C的过程中气体内能增加了72J，则这一过程中气体吸收的热量是多少？ 16．（2025·海南·三模）一定质量的理想气体从状态（温度为）开始，经历过程回到状态，其图像如图所示。对于该过程，下列说法正确的是（　　） A．在状态，气体温度为 B．过程中，气体对外做功，温度降低 C．过程中，气体体积不变，内能增大 D．过程中，气体温度先升高后降低 17．（2025·四川乐山·三模）一定质量的理想气体，由状态A经状态B变为状态C，其中A到B过程为等压变化，B到C过程为等容变化。已知，，。求： (1)气体在状态B时的体积大小； (2)设过程气体吸收热量为，过程气体放为热量为，求过程中气体对外所做的功。（用、表示） 18．（2025·河北秦皇岛·三模）一定质量的理想气体的压强p与温度T的关系图像如图所示。气体先经过等压变化由状态A变为状态B，再经过等容变化由状态B变为状态C，已知气体在状态C的体积为6L。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B的温度为300K B．气体在状态B的温度为400K C．气体在状态A的体积为4L D．气体在状态A的体积为3L 19．（2025·河北张家口·三模）我国北方地区秋季昼夜温差比较大。一日某室内最高温度为32℃，最低温度为12℃，假设室内气体压强保持不变，该室内有一如图所示的空茶壶，则在温度最高与最低时壶中气体质量之比为（已知摄氏温度t与热力学温度T的关系是T=t+273K）（　　） A．63∶59 B．59∶63 C．61∶57 D．57∶61 20．（2025·辽宁·三模）一水杯的杯口横截面积为20cm²，杯盖重力为0.4N，在温度为27℃的室内将杯盖盖上，杯盖和杯口间由于有少量水，使杯内封闭了一定质量的气体。已知大气压强为1.0×10⁵Pa，室外温度12℃。求： (1)如果将杯拿到室外竖直放置一段时间达到热平衡后，杯内气体压强为多少？至少需要多大的力可以将杯盖向上取走？ (2)在室外将杯盖打开，稳定后杯内气体与原来在室内时杯内气体质量的比是多少？ 21．（2025·四川绵阳·三模）按压瓶在生活中应用广泛。某种按压瓶结构如图所示，瓶盖与腔室的活塞相连，活塞连接在腔室内弹簧的上端，弹簧下端固定在腔室下部。腔室有上、下两个小球阀门，上阀门封闭腔室与大气相通的出口，下阀门封闭腔室与塑料管连接口，塑料管插入储液瓶的液体中。两个阀门小球重力很小，只要阀门内外气体压强不相等，阀门就会打开，让气体或液体向上流动。该种按压瓶第一次使用前，弹簧处于原长，瓶内液体液面如图所示，塑料管和腔室内的气体压强均与外界大气压强相同，塑料管内气体体积为V0，腔室内气体体积为9V0。第一次    腔室向下按压瓶盖，下阀门紧闭，上阀门打开，当腔室内气体剩余三分之二时松手，弹簧开始回弹，上阀门封闭，下阀门打开，到弹簧恢复原长时，有体积为的液体进入塑料管，完成了第一次按压。已知塑料管横截面积为S，大气压强为p0，重力加速度为g，腔室和塑料管内气体视为理想气体，气体温度不变，腔室气密性良好，储液瓶内气体与大气相通。求： (1)弹簧恢复原长时，腔室内气体的压强； (2)储液瓶内液体的密度。 22．（2025·陕西安康·三模）如图所示，蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在热力学温度的室内，用打气筒对蹦蹦球充气，充气前蹦蹦球内部空气的压强，充气后蹦蹦球内部气体的压强增加到2.4atm．已知蹦蹦球的容积，打气筒每次充入、压强为1atm的空气，忽略充气过程中气体温度及蹦蹦球容积的变化，空气可视为理想气体． (1)求打气筒充气的次数n； (2)将蹦蹦球拿到室外暴晒，一段时间后蹦蹦球内部空气的热力学温度升高到，求此时蹦蹦球内部空气的压强p。 23．（2025·重庆·三模）如图所示，一开口向上的导热汽缸置于水平面上，用质量为m的活塞封闭了一定质量的理想气体，初始时活塞静止，距气缸底部的距离为L。现将质量为3m的细沙缓慢地倒在活塞上，经过一段时间，重新达到平衡，气体向外放出的热量为Q。已知：活塞横截面积为S，大气压强（g为重力加速度），不计一切摩擦，活塞移动的过程中无气体泄漏且外界温度不变。求： (1)移动过程中外界对气体做的功W，以及重新达到平衡状态后气体的压强p； (2)重新达到平衡状态后，活塞下降的高度h。 24．（2025·重庆·三模）如图所示为南南同学在晚自习前购买的一杯加冰奶茶，未开封静置在桌上一段时间后，奶茶上方与密封膜之间的气体温度不变，但体积增大，密封气体可视为理想气体且无漏气，关于密封气体的说法正确的是（　　） A．分子热运动越来越剧烈 B．与外界没有热交换 C．对密封膜单位面积作用力减小 D．压强增大 25．（2025·山西临汾·三模）“极目一号”是我国自主研发的浮空艇，浮空艇内有一个容积不变的储气罐。在地面时，储气罐内密封有压强为，温度为27℃的空气（可视为理想气体）；当到达指定高度时，为了保持平衡，储气罐开始缓慢向外放出气体，罐内气体压强变为，温度降为。求： (1)储气罐放出气体的质量占原来气体质量的比例； (2)放出气体后，储气罐中气体的密度是原来气体密度的多少倍？ 26．（2025·山西晋中·三模）一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，其中过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A．过程中，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．过程中，单位时间内气体分子与单位面积器壁的碰撞次数减少 C．过程中，气体分子的平均动能增大 D．的整个过程，气体与外界的热量交换量为0 27．（2025·甘肃白银·三模）如图所示，一可自由移动的绝热活塞M将一横截面积为的水平固定的绝热汽缸分为A、B两个空间，A空间装有体积为、压强为、温度为23℃的理想气体，A的左侧是一导热活塞，的左边与大气相通；B空间中理想气体的温度为27℃，体积为。现增大左边活塞N受到的水平向右的推力，使缓慢向右移动，同时给B中气体加热，此过程A中的气体温度保持不变，活塞保持原位置不动。已知阿伏加德罗常数，标准状态下（压强为，温度为0℃）任何气体的体积为，外界大气压强。不计活塞与汽缸壁间的摩擦，绝对零度取值为-273℃。求： (1)B中气体的分子数（结果保留两位有效数字）； (2)当推力增加时，活塞N向右移动的距离。 28．（2025·重庆·三模）某同学设计了如图所示装置：A为容积为V的导热气缸，通过阀门和细管（容积不计）与最大容积为0.2V的导热气缸B相连。B内有一厚度不计、可上下运动的活塞，上提活塞时阀门a关闭、阀门b打开，下压活塞时阀门b关闭、阀门a打开。外界大气压始终为，A中空气的初始压强也为，活塞每次上、下运动均到达B的最高、最低处，整个过程中环境温度保持不变，空气可视为理想气体。活塞从最低处开始先缓慢上提、再缓慢下压计为1次，则5次后A中的气体压强为（　　） A． B． C． D． 29．（2025·甘肃白银·三模）孔明灯如图所示，孔明灯质量。在地面上空气温度、大气压强时，孔明灯内空气质量，空气密度。点燃蜡烛，对灯内空气缓慢加热，孔明灯缓慢上升到离地面高度为2km时，灯内空气温度，压强，假设孔明灯的容积和质量保持不变。求： (1)灯刚能浮起来时，灯内空气的密度； (2)孔明灯在离地面高度为2km时，灯内空气的质量。 30．（2025·湖南长沙·三模）如图为一个绝热的密封容器瓶，通过一细管AB与外界相连，瓶内用水银封住了一定质量的理想气体，管中水银面O比瓶内水银面高。现在将瓶子缓慢旋转，整个过程中管的B端始终在水银内。外界大气压，则下列说法正确的是（　　） A．初始状态瓶内气体的压强 B．末状态瓶内气体压强小于初始状态瓶内气体压强 C．瓶内气体的质量发生了变化 D．这个过程中瓶内气体的温度降低了 31．（2025·河北邢台·三模）我国交通便利，物流快递业发达，网购成为越来越多人的主要购物方式。海南某同学网购了黑龙江生产的某玻璃瓶装的坚果。瓶子密封良好，装瓶时气温为-23 ℃，瓶内气体体积为，海南的同学收到货时，海南气温为27 ℃。两地大气压强相差不大，可认为相等，都为。不考虑瓶内物体的挥发和瓶子的体积变化，认为0 ℃等于273 K，瓶内气体可视为理想气体。求： (1)到海南后未开瓶时瓶内气体的压强； (2)海南的同学缓慢打开瓶盖后，瓶内减少的气体与开瓶前气体的质量之比。 热力学定律 32．（2025·辽宁·三模）爆震发动机作为一种极具潜力的新型动力装置，其工作原理涉及到复杂的热力学过程。在某先进的爆震发动机实验平台中，对一定质量的理想气体进行模拟爆震燃烧实验。摩尔数为n的理想气体初始状态压强为，体积为，对应下图中的a点。现在这部分气体经过等压膨胀，体积变为，对应下图中的b点，气体在状态b经等温膨胀至状态c，压强变为。又经等压压缩至状态d，最后等温压缩回到状态a。已知理想气体的体积V、压强P和温度T满足方程；内能U满足关系。其中R为常数，n为物质的量，根据以上信息可以判断（　　） A．气体在状态点b时的内能为 B．气体在状态点a时温度为 C．由c到d的过程外界对气体做功为 D．由c到d的过程气体从外界吸热 33．（2025·山东威海·三模）一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，p−V图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．A→B气体内能逐渐减小 B．B→C气体分子的平均动能逐渐增大 C．A→C气体向外界放出的热量为6×105J D．C状态单位时间气体分子对器壁单位面积碰撞次数比B状态的少 34．（2025·山西吕梁·三模）如图所示，一竖直放置的U形玻璃管，横截面积，其右端开口，左端用光滑活塞和水银封闭一段长为、温度的空气柱，右侧水银面比左侧的水银面高20cm。现将封闭气体的温度缓慢降至，此时封闭空气柱长。已知降温过程中封闭气体的内能减少了2J，外界大气压，水银的密度，重力加速度取10m/s²，求： (1)封闭空气柱温度为时的长度； (2)降温过程中封闭气体放出的热量。 35．（2025·福建厦门·三模）小萌同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后得到如图所示的图像。的过程中气体对外界______（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）；的过程中气体______热量（选填“吸收”“放出”或“既不吸收也不放出”）。 36．（2025·江苏宿迁·三模）“覆水难收”意指泼出去的水不能自发回到原来的状态，其蕴含的物理规律是（　　） A．热平衡定律 B．热力学第一定律 C．热力学第二定律 D．机械能守恒定律 37．（2025·陕西宝鸡·三模）封闭在导热汽缸内一定质量的理想气体从状态A开始，经历状态B、C到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示。已知O、A、D三点在同一直线上，且图线AB、CD平行于横轴T，BC平行于纵轴V，则依据图像判断下列说法正确的是（    ） A．由状态A向状态B变化过程中，气体向外界放出热量 B．由状态B向状态C变化过程中，气体从外界吸收热量，内能增加 C．气体在状态A时的压强等于状态D时的压强 D．气体分子在状态C时平均动能小于在状态D时的平均动能 38．（2025·贵州黔南·三模）如图所示，一定质量的理想气体经状态完成循环过程，、为两个等容过程，、为两个绝热过程。过程中气体对外做功300J，，，，。则下列说法正确的是（　　） A．过程中气体对外做功为零 B．过程气体分子平均动能减小 C．过程中气体内能的变化量 D．C状态气体的温度为 39．（2025·四川南充·三模）如图所示为一定质量理想气体从状态状态状态的图像，已知状态A的温度。结合图中数据求： (1)状态B的温度和状态的温度； (2)从状态A到状态B的过程中，系统吸收的热量。 40．（2025·陕西·三模）某种理想气体的内能公式可表示为，其中为物质的量，为理想气体常数，为热力学温度。如图所示，一个容器被隔板均分为、两部分，其中充满质量相等的理想气体，它们的压强分别为、，温度分别为、。抽取隔板后，如果容器与外界没有能量交换，经过足够长的时间，稳定后容器内的气体压强为，温度为。则以下说法正确的是（　　） A．、两部分气体体积膨胀，对外做功，气体的总内能减少 B．抽取隔板前、两部分气体压强和温度满足 C．稳定后容器内气体的温度 D．由于气体分子运动的无规则性，抽取隔板后到稳定的过程自发可逆 / 学科网（北京）股份有限公司 $$