专题08 热学（山东专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题9 热学 分子动理论 1．（2025·山东名校联盟·二模）一定质量的理想气体从状态a开始，经过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知其中三个状态的坐标分别为a（，）、b（，）、c（，），图像cb、da延长线过原点O。下列说法正确的是（　　） A．气体在过程中对外界做的功等于在过程中对外界做的功 B．在过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 C．气体在过程中从外界吸收的热量小于在过程中向外界放出的热量 D．气体在过程中内能的减少量大于过程中内能的增加量 【答案】C 【详解】A．过程，气体的温度不变，体积变大，根据可知，气体的压强减小；过程，气体压强不变，这两个过程中气体体积的增大量相同，但过程中的压强较大，故气体在过程中对外界做的功大于在过程中对外界做的功，故A错误； B．过程，气体温度不变，内能不变，气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，外界对气体做的功等于气体向外界放出的热量，故B错误； C．从过程有 可得 从过程有 可得状态d的体积为 作出对应的图像如图所示 根据图像与横轴围成的面积表示做功大小，由图可知过程中气体对外界做的功小于过程中外界对气体做的功，由于这两个过程中内能均不变，根据热力学第一定律可知，气体在过程中从外界吸收的热量小于在过程中向外界放出的热量，故C正确； D．由能量守恒定律可知，气体在过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量，故D错误。 故选C。 2．（2025·山东潍坊·二模）下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A．甲图中用粗棉线实现自动浇水，利用了毛细现象 B．乙图中热针接触涂蜡固体后，蜡融化区域呈现圆形，说明该固体为非晶体 C．丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子间存在引力 D．丁图中用手推动封闭注射器的活塞时阻力增大，原因是分子斥力增大 【答案】A 【详解】A．甲图中用粗棉线实现自动浇水，利用了毛细现象，故A正确； B．图乙说明固体在传导热量上具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明该固体可能是多晶体，也可能是非晶体，故B错误； C．丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子不停地做无规则的热运动，故C错误； D．丁图中封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中阻力增大，是气体压强逐渐变大的缘故，故D错误。 故选A。 3．（2025·山东济南·二模）如图所示，一定质量的理想气体经历了的等温过程。在该过程中，下列说法正确的是（　　） A．气体对外界做的功大于 B．气体从外界吸收的热量小于 C．所有分子热运动速率都不变 D．单位时间内气体分子对容器壁单位面积的撞击次数减少 【答案】BD 【详解】A．图像与坐标轴围成的面积等于气体做功，若ab连线为直线，则a→b气体对外界做的功 由图像可知气体对外界做的功小于，选项A错误； B．气体温度不变，则内能不变，根据 可知，气体从外界吸收的热量小于，选项B正确； C．气体温度不变，则分子平均动能不变，并非所有分子热运动速率都不变，选项C错误； D．气体压强减小，体积变大，气体数密度减小，分子平均速率不变，则单位时间内气体分子对容器壁单位面积的撞击次数减少，选项D正确。 故选BD。 4．（2025·山东枣庄八中·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。 5．（2025·山东济南·山师附中二模）压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车及各种汽车中。发动机工作过程中内部气体（可视为定量的理想气体）遵循如图所示的狄塞尔循环，其中a→b、c→d为绝热过程，则气体（　　） A．在a→b过程中温度不变 B．在b→c过程中吸收的热量大于对外界做功 C．在d→a过程中吸收热量 D．经历一个循环过程后对外界做功为0 【答案】B 【详解】A．a→b过程为绝热过程，体积减小，外界对气体做功，则 根据热力学第一定律可知 即a→b过程内能增大，温度升高，A错误； B．b→c过程中，气体压强不变，根据 可知，气体体积增大，温度升高，则内能，气体体积增大，气体对外做功，则,根据热力学第一定律 可知，气体吸收的热量大于对外界做的功，B正确； C．d→a过程中体积不变，则，根据可知，气体的压强减小，温度降低，内能减小，气体放出热量，C错误； D．根据图线与坐标轴围成的面积表示气体所做的功可知，经历一个循环后，外界对气体做功不为零，D错误。 故选B。 6．（2025·山东青岛城阳二中·二模）一定质量的理想气体经历四段状态变化过程，其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为0K，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，、、三个状态的体积关系为，下列说法不正确的是（　　） A．从到，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少 B．、两状态的体积之比为 C．从到的过程气体从外界吸收的热量小于从到的过程气体从外界吸收的热量 D．从到，气体的体积不变 【答案】CD 【详解】A．从b到c，压强不变，温度升高，则体积变大，单位体积内分子数减少，则单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少，故A正确； B．d到a等容过程有 c到d等温过程有 又 联立解得，故B正确； C．由，联立解得 bcd过程的图如下 由图可知，b到c和c到d的体积差相等。由于图线与横坐标围成的面积表示气体对外界做的功，显然 b到c，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律得 c到d，气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律得 联立可得，故C错误； D．根据得 可知图像的斜率与气体体积有关，从a到b，图线的斜率增大，则气体的体积减小，故D错误。 选不正确的，故选CD。 气体、固体和液体 7．（2025·山东名校联盟·二模）如图，水平放置的导热汽缸被一可自由滑动的光滑绝热活塞分成A、B两部分。初始时，A、B的压强均为，体积比为，环境温度为。现通过两种方式改变A、B两部分的体积，第一种方式是通过A汽缸中的加热丝对A中气体缓慢加热，B中气体保持温度不变；第二种方式是通过B汽缸壁的阀门把B中气体缓慢往外抽气；两种方式均使A、B的体积比变为。以下说法正确的是（　　） A．两种方式末状态A中气体的压强相等 B．第一种方式，末状态A中气体的温度为 C．第二种方式，抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为 D．第二种方式，抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为 【答案】BD 【详解】B.第一种方式，设汽缸容积为5V 对B部分气体，由玻意耳定律可得 解得 对A部分气体，由理想气体状态方程可得 代入数据解得，故B正确； CD.第二种方式，设汽缸容积为5V，缓慢抽气，导热汽缸，可视为两部分气体均作等温变化 对A部分气体，由玻意耳定律可得 解得 对B部分气体，由玻意耳定律可得 代入数据解得 第二种方式，抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值，故C错误，D正确； A.由以上两种方式所求的末状态压强可知，A错误； 故选BD。 8．（2025·山东九五高中协作体·质监）篮球运动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。某同学发现教室里一只篮球气压不足，用气压计测得球内气体压强为，已知篮球内部容积为，教室内温度为。现把篮球拿至室外篮球场后用简易打气筒给篮球打气28次，每次能将、的空气打入球内，篮球及篮球场空气温度均为，假设篮球的标准气压为。忽略打气和放气过程中篮球容积的变化。求： (1)打气完成后篮球内部的气压p； (2)若发现打气过多，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) (2) 【详解】（1）根据题可得 其中，，，，， 代入数据解得 （2）根据克拉珀龙方程可得， 两式比较可得其中，根据 联立解得 9．（2025·山东名校·联考）如图所示为充满了一定质量理想气体的密封气柱袋，主要用于保护易碎、易损坏的物品。当气柱袋受到快速挤压过程中与外界无热量交换，关于快速挤压过程中的气柱袋内的气体，下列说法正确的是（　　） A．内能不变 B．压强不变 C．气体对外做功 D．分子热运动的平均动能增大 【答案】D 【详解】A．气柱袋受到快速挤压时，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律得知气体的内能增大。故A错误； B．气体的体积变小，内能增大，温度升高；根据理想气体的状态方程 可知，气体的压强必定增大，故B错误； C．气体的体积减小，外界对气体做功，故C错误； D．气体的体积减小，外界对气体做功；内能增大，温度升高，分子热运动的平均动能增大；D正确。 故选D。 10．（2025·山东名校·联考）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。 11．（2025·山东潍坊·二模）图甲为市面上常见的气压式升降椅，它通过汽缸的上下运动支配座椅升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与座椅固定连接，横截面积的柱状支架与底座固定连接，可自由移动的汽缸与支架之间封闭一定质量的理想气体。质量的工作人员坐在座椅上（两脚悬空离地），稳定后封闭气体柱长度，已知汽缸与座椅的总质量，大气压强，室内温度。工作人员坐在座椅上打开空调，室内气温缓慢降至，汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦，g取。 (1)求降温过程座椅高度的变化量； (2)若降温过程封闭气体内能变化了1.4J，求气体吸收或放出的热量。 【答案】(1)0.4cm (2)放出热量5J 【详解】（1）汽缸内气体压强一定，由盖—吕萨克定律得 即 解得则 可得 降温过程座椅下降了0.4cm （2）人坐在座椅上，由平衡条件得 气体温度下降，内能减小；外界对缸内气体所做的功 即 根据热力学第一定律 代入数据得 此过程气体放出热量为5J 12．（2025·山东菏泽·二模）在一次科学晚会上，胡老师表演了一个“马德堡半球实验”。他先取出两个在碗底各焊接了铁钩的不锈钢碗，在一个碗里烧了一些纸，然后迅速把另一个碗扣上，再在碗的外面浇水，使其冷却到环境温度。用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉，试图把两个碗拉开。当两边的人各增加到5人时，才把碗拉开。已知碗口的直径为20cm，环境温度为27℃，大气压强，实验过程中碗不变形，也不漏气，设每人平均用力为200N。两个不锈钢碗刚被扣上时，里面空气的温度最接近（　　） A．43℃ B．143℃ C．150℃ D．167℃ 【答案】D 【详解】设一个人的拉力为,冷却后碗内压强为，碗口面积为，碗口直径为，对其中一个碗受力分析可知 解得 由理想气体状态方程 当气体体积不变时，压强与热力学温度成正比即 解得℃，D选项符合题意。 故选D。 13．（2025·山东济南·二模）如图甲所示为机械组装中完成推动工作的汽缸，其工作原理如图乙所示。密封性良好的汽缸固定在水平地面上，整个容器被刚性杆连接的绝热活塞分成气室I、气室II两部分，左右两侧各有一阀门、，刚性杆与地面平行且右端和物体接触。开始时，，均与大气相通，现将关闭，保持打开，通过电阻丝对I中的气体缓慢加热至活塞恰好能向右推动物体。停止加热，通过向气室II内缓慢注入压缩气体，使活塞恰好能向左移动，充气过程中气室II内温度保持不变。已知物体质量，活塞面积，忽略活塞与缸壁间的摩擦，物体与地面的摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，大气压强，重力加速度。汽缸内气体可视为理想气体，初始温度。求 (1)活塞恰好能向右推动物体时，气室I内气体的温度； (2)活塞恰好能向左移动时，气室II内注入气体的质量与原有气体的质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）活塞恰能向右推动物体时，对活塞和刚性杆整体受力分析可得 解得 对气室I内的气体，由查理定律可得 解得 （2）活塞恰好能向右移动时，气室II中的气体压强为 对此时气室II中的气体，由玻意耳定律可得 解得 则气室II注入气体的质量与原有质量之比为 14．（2025·山东滨州·二模）将密闭文物储存柜内的空气部分抽出，然后充入惰性气体，制造柜内低压、低氧的环境，可以有效抑制氧化、虫害及微生物的滋生，是一种常见的文物保护技术。如图所示，某文物储存柜的容积为，文物放入时柜内压强为。关闭柜门后，通过抽气孔抽气，抽气筒的容积为，每次均抽出整筒空气。已知第一次抽气后柜内压强变为。不考虑抽气过程中气体温度的变化，储存柜内空气可看作理想气体。求： (1)柜内文物的体积； (2)要使储存柜内的压强小于，至少需要抽气几次。 【答案】(1) (2)3次 【详解】（1）第一次抽气过程，由玻意耳定律得 解得 （2）第二次抽气过程，由玻意耳定律得 解得 第三次抽气过程，由玻意耳定律得 解得 故要使压强小于至少要抽气3次。 15．（2025·山东济宁·二模）某探空气球充气前球内无气体，现用充气泵在地面处为其充入某种惰性气体（可视为理想气体），每秒可将温度为300K、体积为10L、压强为1.0×105Pa的惰性气体充入气球，充气完成后球内气体压强为1.5×105Pa、体积为20m3，忽略充气过程中气体温度的变化。气球释放后，最终到达某高度处时气球内气体温度变为240K（气球上升过程中体积不变）。下列说法正确的是（　　） A．气球在地面充气所用时间为300s B．气球在地面充气所用时间为3000s C．气球到达最终高度处时气球内气体的压强为1.0×105Pa D．气球到达最终高度处时气球内气体的压强为1.2×105Pa 【答案】BD 【详解】AB．气体充气时发生等温变化，气球在地面充气所用时间为，根据玻意耳定律有 其中，，， 解得 故A错误，B正确； CD．所体发生等容变化，根据查理定律有 其中，， 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 16.（2025·山东聊城·二模）气垫鞋是通过在鞋底内置密闭气垫（通常填充高压氮气或空气）来提供缓震功能的运动鞋。气垫内气体可视为理想气体，气垫导热良好。某款气垫跑鞋在静态未穿着时每个气垫中气体体积为，压强为，假设大气压强恒为，室温恒为。 (1)某同学穿该跑鞋运动，一段时间后由于摩擦等因素鞋内温度升高5℃，气垫体积被压缩为原来的，求此时气垫内气体压强。（结果保留三位有效数字） (2)长时间穿着导致气垫损坏漏气，静置于室内足够长的时间后，体积仍为，求漏出气垫的气体和剩余气体的质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）取气垫内气体为研究对象，初态：，， 末态：压强，， 由理想气体状态方程有     联立解得 （2）以漏气前气垫内的气体为研究对象，初态：， 漏气后：，气体体积 由玻意耳定律有    解得 漏出气垫的气体和剩余气体的质量之比为     解得 17.（2025·山东济南省实验中学·二模）某品牌“锁鲜包”采用了气调保鲜技术，通过向包装内充入惰性气体，隔绝氧气和抑制细菌生长。如图所示，某锁鲜包容积为800ml，包内盛放质量为250g、体积为200ml的辣鸭脖。在的低温车间里封装完毕后，通过冷链运输至各销售门店，由于温度改变，锁鲜包封装膜“鼓起”的体积为锁鲜包容积的5%。已知销售门店的温度，大气压强，锁鲜包内外温度始终一致，求： (1)在门店销售时，锁鲜包内的气体压强（结果用分数表示）； (2)为了防止喷溅，在开启包装前，需要先给锁鲜包“放气”直至包内外压强相同（封装膜不再鼓起），放气过程中，锁鲜包放出的气体与封装时包内气体的质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）封装时锁鲜包的气体，， 在销售门店锁鲜包的气体压强为p，， 根据气体状态方程有 可得 （2）在放气过程中放出的气体体积，根据玻意尔定律有 解得 则 18.（2025·山东枣庄八中·二模）如图甲所示，容积为的空玻璃瓶用橡皮塞封住瓶口，由穿过橡皮塞且两端开口的细玻璃管与大气相通，将其由室温环境转移并浸入温度为恒为的热水中，达到热平衡后，快速取出玻璃瓶并将其竖直倒置，使玻璃管下端没入室温水槽中，稳定后玻璃瓶内与水槽内水面的高度差。室内温度恒为，水的密度，外界大气压，取重力加速度，不计细玻璃管的体积，热力学温度与摄氏温度的关系为。求： (1)气体温度由升高至，玻璃瓶内减少的气体质量与温度为时瓶内气体质量的比值； (2)最终稳定时进入玻璃瓶内的水的体积。 【答案】(1) (2)0.07L 【详解】（1）环境与热水的热力学温度分别记为、，以放人热水前玻璃瓶内气体为研究对象，根据等压变化规律 瓶内减少的气体质量与瓶内室温时气体的质量之比 解得 （2）浸入热水并达到热平衡后，以此时玻璃瓶内气体为研究对象。倒置于水槽后，设吸人瓶中水的体积为，体积为 此时瓶内气体压强为 根据理想气体状态方程有 解得 19.（24-25·山东菏泽单县二中·二模）小方同学用一个容积为50L、压强为的氦气罐给完全相同的气球充气，若充气后气球内气体压强为，则恰好可充190个气球。可认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度相同，忽略充气过程的漏气和气球内原有气体。已知地面附近空气温度为27℃、压强为。已知气球上升时体积达到7.5L时就会爆裂，离地高度每升高10m，气球内气体压强减小100Pa，上升过程中大气温度不变。求： （1）充气后每个气球的体积； （2）当气球发生爆裂时，气球离地面的高度h。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由玻意耳定律可得解得 （2）设气球离地面高度为h，则对气球内气体 可得 20.（2025·山东济南·山师附中二模）如图所示，导热良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，一定质量的活塞放置在卡环上，将汽缸分为A、B两部分。初始时两部分高度均为h，C处开口，B部分的压强与大气压强相等。现将环境温度由T0缓慢升高为时，活塞恰好离开卡环；继续升温直至活塞升高，然后保持温度不变；再由充气口C注入气体，使活塞缓慢下降，最后刚好回到卡环位置。已知大气压强为p0。求： (1)活塞升高时的温度； (2)注入气体前、后A部分气体的质量比。 【答案】(1)T=2T0 (2) 【详解】（1）对于B气体，由理想气体状态方程可得，     解得T1=2T0 （2）注入气体过程，对B部分气体，由玻意耳定律可得 对活塞则有 注入气体前后，A部分气体的质量比为     联立解得 21.（2025·山东青岛平度·二模）2024年10月25日第57届田径运动会正式开幕。小明所在班级使用了桶装纯净水进行供水，图甲为桶装纯净水使用压水器供水的示意图，图乙是简化的原理图。当手按下压水器时，压水器中的活塞打开，外界空气压入桶内，放手后，压水器活塞关闭，当压水器将水压到出水管管口时，水可以流出。压水器出水管上方有一个止水阀，按下止水阀，桶内空气可以与外界相通。已知桶底横截面积，容积V＝20L。现桶内有10L水，初始时出水管竖直部分内外液面相平，出水口与桶内水面的高度差h＝0.3m，压水器气囊的容积，空气可视为理想气体。已知出水管的体积与桶内水的体积相比可忽略不计，水的密度，外界大气压强恒为，重力加速度。求 (1)若桶内气体温度不变，刚好有水从出水管流出时桶内气体的压强； (2)若每次将气囊完全压下，整个过程桶内温度不变，压气完成后打开出水管开关进行接水，已知小明的水杯容量为500mL，接满10杯水需要压的次数。 【答案】(1) (2)28次 【详解】（1）设刚有水出时桶内气体压强为，则有 解得 （2）设10位同学用水总量为，则有 此时水面到管口的高度为 解得 设接水稳定后桶内压强为，则有 解得 对整个过程，根据玻意耳定律可得 联立可得次 22.（2025·山东青岛城阳二中·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。 热力学定律 23.（2025·山东九五高中协作体·质监）一定量的理想气体从状态M出发，经状态N、P、Q回到状态M，完成一个循环。从M到N、从P到Q是等温过程；从N到P、从Q到M是等容过程；其体积一温度图像（图）如图所示，下列说法正确的是（　　） A．从M到N是吸热过程 B．从N到P是吸热过程 C．从P到Q气体对外界做功 D．从Q到M是气体对外界做功 【答案】BC 【详解】A．从M到N理想气体温度不变，则内能不变，即，但体积减小，说明外界对气体做功，即W＞0，由热力学第一定律 可知Q<0，所以是一个放热过程，故A错误； B．从N到P理想气体温度升高，则内能增大，即，但体积不变，说明外界没有对气体做功，气体也没有对外界做功，即W＝0，由热力学第一定律 可知Q>0，所以是一个吸热过程，故B正确； C．从P到Q过程气体体积增大，气体对外界做功，故C正确； D．从Q到M过程气体体积不变，外界没有对气体做功，气体也没有对外界做功，故D错误。 故选BC。 24.（2025·山东日照·二模）如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸静止在光滑水平地面上，其内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞与汽缸底之间的距离为L。现用水平向右的恒力F推动活塞，一段时间后，活塞与汽缸保持相对静止并一起向右运动，此时活塞与汽缸底之间的距离为。已知活塞的质量为m，横截面积为S，汽缸的质量为6m，大气压强为p0，环境温度恒定。下列判断正确的是（　　）    A．活塞相对汽缸静止前，汽缸内封闭气体压缩的过程为等压变化 B．活塞相对汽缸静止时，汽缸内气体的压强为p0 C．活塞相对汽缸静止前，恒力F做的功转化为汽缸和活塞的动能 D．恒力F的大小为 【答案】D 【详解】AB．活塞相对汽缸静止前，汽缸内封闭气体温度不变，所以该过程为等温变化，根据玻意耳定律有 所以 故AB错误； C．由于气体压缩过程中，体积减小，温度不变，所以外界对气体做功，且内能不变，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，根据能量守恒定律可知，恒力F做的功转化为汽缸和活塞的动能和放出的热量之和，故C错误； D．根据牛顿第二定律，对活塞和汽缸整体有 对活塞有 联立解得 故D正确。 故选D。 25.（2025·山东青岛平度·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，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，理想气体的内能增大 【答案】ACD 【详解】A．A→B的过程为等温膨胀过程，气体的内能不变，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，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，选项A正确； B．B→C的过程气体体积不变，气体不对外做功，外界也不对气体做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放热，则理想气体向外界放出的热量等于理想气体的内能减小量，选项B错误； C．C→D的过程气体等温压缩，内能不变，根据热力学第一定律可知，外界对理想气体做功，理想气体向外界放热，选项C正确； D．D→A的过程气体等容升温，气体不对外做功，外界也不对气体做功，根据热力学第一定律可知，理想气体从外界吸热，理想气体的内能增大，选项D正确。 故选ACD。 26．（2025·山东济南省实验中学·二模）如图甲所示是带有报警装置的加热器模型。一高度为H的汽缸开口向上直立在水平地面上，汽缸壁和活塞都是绝热的，活塞横截面积为S，在缸的正中间处有固定卡环，活塞可以在卡环以上无摩擦运动。活塞下方封闭有一定质量的理想气体，初始状态封闭气体温度为T0，压强等于外界大气压强p0，现通过电热丝缓慢加热，活塞缓慢上升了，恰好触碰到报警装置。已知理想气体内能U与温度T的关系为（k为正的已知常量），不计活塞和卡环的厚度，重力加速度为g。封闭气体状态变化如图乙所示，以下说法正确的是（　　） A．活塞质量 B．活塞质量 C．从a到c的过程中，气体吸收的热量为 D．从a到c的过程中，气体吸收的热量为 【答案】BC 【详解】AB．设活塞质量为m，b到c过程气体等压膨胀 由平衡知识可得解得，故A错误，B正确； CD．从a到c过程，气体先经历等容升温增压过程，再经历等压升温增容过程 由理想气体状态方程有 解得 据题意得从b到c过程，气体对外做功 由热力学第一定律可得，从a到c的过程中 气体吸收的热量 故C正确，D错误； 故选BC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题9 热学 分子动理论 1．（2025·山东名校联盟·二模）一定质量的理想气体从状态a开始，经过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知其中三个状态的坐标分别为a（，）、b（，）、c（，），图像cb、da延长线过原点O。下列说法正确的是（　　） A．气体在过程中对外界做的功等于在过程中对外界做的功 B．在过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 C．气体在过程中从外界吸收的热量小于在过程中向外界放出的热量 D．气体在过程中内能的减少量大于过程中内能的增加量 2．（2025·山东潍坊·二模）下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A．甲图中用粗棉线实现自动浇水，利用了毛细现象 B．乙图中热针接触涂蜡固体后，蜡融化区域呈现圆形，说明该固体为非晶体 C．丙图中抽去玻璃板后两种气体混合，原因是分子间存在引力 D．丁图中用手推动封闭注射器的活塞时阻力增大，原因是分子斥力增大 3．（2025·山东济南·二模）如图所示，一定质量的理想气体经历了的等温过程。在该过程中，下列说法正确的是（　　） A．气体对外界做的功大于 B．气体从外界吸收的热量小于 C．所有分子热运动速率都不变 D．单位时间内气体分子对容器壁单位面积的撞击次数减少 4．（2025·山东枣庄八中·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 5．（2025·山东济南·山师附中二模）压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车及各种汽车中。发动机工作过程中内部气体（可视为定量的理想气体）遵循如图所示的狄塞尔循环，其中a→b、c→d为绝热过程，则气体（　　） A．在a→b过程中温度不变 B．在b→c过程中吸收的热量大于对外界做功 C．在d→a过程中吸收热量 D．经历一个循环过程后对外界做功为0 6．（2025·山东青岛城阳二中·二模）一定质量的理想气体经历四段状态变化过程，其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为0K，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，、、三个状态的体积关系为，下列说法不正确的是（　　） A．从到，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少 B．、两状态的体积之比为 C．从到的过程气体从外界吸收的热量小于从到的过程气体从外界吸收的热量 D．从到，气体的体积不变 气体、固体和液体 7．（2025·山东名校联盟·二模）如图，水平放置的导热汽缸被一可自由滑动的光滑绝热活塞分成A、B两部分。初始时，A、B的压强均为，体积比为，环境温度为。现通过两种方式改变A、B两部分的体积，第一种方式是通过A汽缸中的加热丝对A中气体缓慢加热，B中气体保持温度不变；第二种方式是通过B汽缸壁的阀门把B中气体缓慢往外抽气；两种方式均使A、B的体积比变为。以下说法正确的是（　　） A．两种方式末状态A中气体的压强相等 B．第一种方式，末状态A中气体的温度为 C．第二种方式，抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为 D．第二种方式，抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为 8．（2025·山东九五高中协作体·质监）篮球运动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。某同学发现教室里一只篮球气压不足，用气压计测得球内气体压强为，已知篮球内部容积为，教室内温度为。现把篮球拿至室外篮球场后用简易打气筒给篮球打气28次，每次能将、的空气打入球内，篮球及篮球场空气温度均为，假设篮球的标准气压为。忽略打气和放气过程中篮球容积的变化。求： (1)打气完成后篮球内部的气压p； (2)若发现打气过多，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。 9．（2025·山东名校·联考）如图所示为充满了一定质量理想气体的密封气柱袋，主要用于保护易碎、易损坏的物品。当气柱袋受到快速挤压过程中与外界无热量交换，关于快速挤压过程中的气柱袋内的气体，下列说法正确的是（　　） A．内能不变 B．压强不变 C．气体对外做功 D．分子热运动的平均动能增大 10．（2025·山东名校·联考）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）？ 11．（2025·山东潍坊·二模）图甲为市面上常见的气压式升降椅，它通过汽缸的上下运动支配座椅升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与座椅固定连接，横截面积的柱状支架与底座固定连接，可自由移动的汽缸与支架之间封闭一定质量的理想气体。质量的工作人员坐在座椅上（两脚悬空离地），稳定后封闭气体柱长度，已知汽缸与座椅的总质量，大气压强，室内温度。工作人员坐在座椅上打开空调，室内气温缓慢降至，汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦，g取。 (1)求降温过程座椅高度的变化量； (2)若降温过程封闭气体内能变化了1.4J，求气体吸收或放出的热量。 12．（2025·山东菏泽·二模）在一次科学晚会上，胡老师表演了一个“马德堡半球实验”。他先取出两个在碗底各焊接了铁钩的不锈钢碗，在一个碗里烧了一些纸，然后迅速把另一个碗扣上，再在碗的外面浇水，使其冷却到环境温度。用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉，试图把两个碗拉开。当两边的人各增加到5人时，才把碗拉开。已知碗口的直径为20cm，环境温度为27℃，大气压强，实验过程中碗不变形，也不漏气，设每人平均用力为200N。两个不锈钢碗刚被扣上时，里面空气的温度最接近（　　） A．43℃ B．143℃ C．150℃ D．167℃ 13．（2025·山东济南·二模）如图甲所示为机械组装中完成推动工作的汽缸，其工作原理如图乙所示。密封性良好的汽缸固定在水平地面上，整个容器被刚性杆连接的绝热活塞分成气室I、气室II两部分，左右两侧各有一阀门、，刚性杆与地面平行且右端和物体接触。开始时，，均与大气相通，现将关闭，保持打开，通过电阻丝对I中的气体缓慢加热至活塞恰好能向右推动物体。停止加热，通过向气室II内缓慢注入压缩气体，使活塞恰好能向左移动，充气过程中气室II内温度保持不变。已知物体质量，活塞面积，忽略活塞与缸壁间的摩擦，物体与地面的摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，大气压强，重力加速度。汽缸内气体可视为理想气体，初始温度。求 (1)活塞恰好能向右推动物体时，气室I内气体的温度； (2)活塞恰好能向左移动时，气室II内注入气体的质量与原有气体的质量之比。 14．（2025·山东滨州·二模）将密闭文物储存柜内的空气部分抽出，然后充入惰性气体，制造柜内低压、低氧的环境，可以有效抑制氧化、虫害及微生物的滋生，是一种常见的文物保护技术。如图所示，某文物储存柜的容积为，文物放入时柜内压强为。关闭柜门后，通过抽气孔抽气，抽气筒的容积为，每次均抽出整筒空气。已知第一次抽气后柜内压强变为。不考虑抽气过程中气体温度的变化，储存柜内空气可看作理想气体。求： (1)柜内文物的体积； (2)要使储存柜内的压强小于，至少需要抽气几次。 15．（2025·山东济宁·二模）某探空气球充气前球内无气体，现用充气泵在地面处为其充入某种惰性气体（可视为理想气体），每秒可将温度为300K、体积为10L、压强为1.0×105Pa的惰性气体充入气球，充气完成后球内气体压强为1.5×105Pa、体积为20m3，忽略充气过程中气体温度的变化。气球释放后，最终到达某高度处时气球内气体温度变为240K（气球上升过程中体积不变）。下列说法正确的是（　　） A．气球在地面充气所用时间为300s B．气球在地面充气所用时间为3000s C．气球到达最终高度处时气球内气体的压强为1.0×105Pa D．气球到达最终高度处时气球内气体的压强为1.2×105Pa 16.（2025·山东聊城·二模）气垫鞋是通过在鞋底内置密闭气垫（通常填充高压氮气或空气）来提供缓震功能的运动鞋。气垫内气体可视为理想气体，气垫导热良好。某款气垫跑鞋在静态未穿着时每个气垫中气体体积为，压强为，假设大气压强恒为，室温恒为。 (1)某同学穿该跑鞋运动，一段时间后由于摩擦等因素鞋内温度升高5℃，气垫体积被压缩为原来的，求此时气垫内气体压强。（结果保留三位有效数字） (2)长时间穿着导致气垫损坏漏气，静置于室内足够长的时间后，体积仍为，求漏出气垫的气体和剩余气体的质量之比。 17.（2025·山东济南省实验中学·二模）某品牌“锁鲜包”采用了气调保鲜技术，通过向包装内充入惰性气体，隔绝氧气和抑制细菌生长。如图所示，某锁鲜包容积为800ml，包内盛放质量为250g、体积为200ml的辣鸭脖。在的低温车间里封装完毕后，通过冷链运输至各销售门店，由于温度改变，锁鲜包封装膜“鼓起”的体积为锁鲜包容积的5%。已知销售门店的温度，大气压强，锁鲜包内外温度始终一致，求： (1)在门店销售时，锁鲜包内的气体压强（结果用分数表示）； (2)为了防止喷溅，在开启包装前，需要先给锁鲜包“放气”直至包内外压强相同（封装膜不再鼓起），放气过程中，锁鲜包放出的气体与封装时包内气体的质量之比。 18.（2025·山东枣庄八中·二模）如图甲所示，容积为的空玻璃瓶用橡皮塞封住瓶口，由穿过橡皮塞且两端开口的细玻璃管与大气相通，将其由室温环境转移并浸入温度为恒为的热水中，达到热平衡后，快速取出玻璃瓶并将其竖直倒置，使玻璃管下端没入室温水槽中，稳定后玻璃瓶内与水槽内水面的高度差。室内温度恒为，水的密度，外界大气压，取重力加速度，不计细玻璃管的体积，热力学温度与摄氏温度的关系为。求： (1)气体温度由升高至，玻璃瓶内减少的气体质量与温度为时瓶内气体质量的比值； (2)最终稳定时进入玻璃瓶内的水的体积。 19.（24-25·山东菏泽单县二中·二模）小方同学用一个容积为50L、压强为的氦气罐给完全相同的气球充气，若充气后气球内气体压强为，则恰好可充190个气球。可认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度相同，忽略充气过程的漏气和气球内原有气体。已知地面附近空气温度为27℃、压强为。已知气球上升时体积达到7.5L时就会爆裂，离地高度每升高10m，气球内气体压强减小100Pa，上升过程中大气温度不变。求： （1）充气后每个气球的体积； （2）当气球发生爆裂时，气球离地面的高度h。 20.（2025·山东济南·山师附中二模）如图所示，导热良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，一定质量的活塞放置在卡环上，将汽缸分为A、B两部分。初始时两部分高度均为h，C处开口，B部分的压强与大气压强相等。现将环境温度由T0缓慢升高为时，活塞恰好离开卡环；继续升温直至活塞升高，然后保持温度不变；再由充气口C注入气体，使活塞缓慢下降，最后刚好回到卡环位置。已知大气压强为p0。求： (1)活塞升高时的温度； (2)注入气体前、后A部分气体的质量比。 21.（2025·山东青岛平度·二模）2024年10月25日第57届田径运动会正式开幕。小明所在班级使用了桶装纯净水进行供水，图甲为桶装纯净水使用压水器供水的示意图，图乙是简化的原理图。当手按下压水器时，压水器中的活塞打开，外界空气压入桶内，放手后，压水器活塞关闭，当压水器将水压到出水管管口时，水可以流出。压水器出水管上方有一个止水阀，按下止水阀，桶内空气可以与外界相通。已知桶底横截面积，容积V＝20L。现桶内有10L水，初始时出水管竖直部分内外液面相平，出水口与桶内水面的高度差h＝0.3m，压水器气囊的容积，空气可视为理想气体。已知出水管的体积与桶内水的体积相比可忽略不计，水的密度，外界大气压强恒为，重力加速度。求 (1)若桶内气体温度不变，刚好有水从出水管流出时桶内气体的压强； (2)若每次将气囊完全压下，整个过程桶内温度不变，压气完成后打开出水管开关进行接水，已知小明的水杯容量为500mL，接满10杯水需要压的次数。 22.（2025·山东青岛城阳二中·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。 热力学定律 23.（2025·山东九五高中协作体·质监）一定量的理想气体从状态M出发，经状态N、P、Q回到状态M，完成一个循环。从M到N、从P到Q是等温过程；从N到P、从Q到M是等容过程；其体积一温度图像（图）如图所示，下列说法正确的是（　　） A．从M到N是吸热过程 B．从N到P是吸热过程 C．从P到Q气体对外界做功 D．从Q到M是气体对外界做功 24.（2025·山东日照·二模）如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸静止在光滑水平地面上，其内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞与汽缸底之间的距离为L。现用水平向右的恒力F推动活塞，一段时间后，活塞与汽缸保持相对静止并一起向右运动，此时活塞与汽缸底之间的距离为。已知活塞的质量为m，横截面积为S，汽缸的质量为6m，大气压强为p0，环境温度恒定。下列判断正确的是（　　）    A．活塞相对汽缸静止前，汽缸内封闭气体压缩的过程为等压变化 B．活塞相对汽缸静止时，汽缸内气体的压强为p0 C．活塞相对汽缸静止前，恒力F做的功转化为汽缸和活塞的动能 D．恒力F的大小为 25.（2025·山东青岛平度·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，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，理想气体的内能增大 26．（2025·山东济南省实验中学·二模）如图甲所示是带有报警装置的加热器模型。一高度为H的汽缸开口向上直立在水平地面上，汽缸壁和活塞都是绝热的，活塞横截面积为S，在缸的正中间处有固定卡环，活塞可以在卡环以上无摩擦运动。活塞下方封闭有一定质量的理想气体，初始状态封闭气体温度为T0，压强等于外界大气压强p0，现通过电热丝缓慢加热，活塞缓慢上升了，恰好触碰到报警装置。已知理想气体内能U与温度T的关系为（k为正的已知常量），不计活塞和卡环的厚度，重力加速度为g。封闭气体状态变化如图乙所示，以下说法正确的是（　　） A．活塞质量 B．活塞质量 C．从a到c的过程中，气体吸收的热量为 D．从a到c的过程中，气体吸收的热量为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$