大题突破08 气体实验定律和热力学定律的应用（山东专用）2026年高考物理终极冲刺讲练测

**基本信息** 该专项聚焦气体实验定律与热力学定律应用，以“命题解码-解题建模-实战刷题”为框架，通过热点题型分类提炼通技法，构建“方法-典例-模型”的系统性训练体系，强化物理观念与科学思维的融合。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |变质量问题|1典例+1类题|理想气体分态式、克拉伯龙方程、密度公式|从基础公式应用到实际情境模型转化| |气体实验定律图像问题|1典例+1类题|图像分析三环节（状态判断-过程分析-规律应用）|从单一过程到循环过程的逻辑递进| |热力学第一定律与状态方程综合|1典例+1类题|做功与吸放热求解技法|能量观念与气体状态变化规律的综合应用|

大题专练8 气体实验定律和热力学定律的应用 目录 【命题解码·定方向】 【解题建模·通技法】 热点题型1 变质量问题 通技法 克拉伯龙方程解决变质量问题 热点题型2 气体实验定律的图像问题 热点题型3 热力学第一定律和状态的方程的综合应用 通技法 做功和吸放热量的求解 【实战刷题·冲高分】 刷模拟 刷真题 命题·趋势·定位 1.重基础：注重基础考查，贯穿选择题、计算题，热力学定律选择题居多 2.强综合：注重物理观念与关键能力的深度融合，强化真实情境的模型转化能力，模型构建能力 3.拓创新：关注科技前沿与实验创新，以核心素养为纲，做到“以不变应万变”。 热点题型1 变质量问题 析典例·建模型 例1.(2021·山东卷,4)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值,充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V;每次挤压气囊都能将60 cm3的外界空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数为 150 mmHg。已知大气压强等于750 mmHg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于(　　) 【答案】D　 【解析】　(1):根据玻意耳定律可知p0V+5p0V0=p1×5V,已知p0=750 mmHg,V0=60 cm3,p1=750 mmHg+150 mmHg=900 mmHg,代入数据整理得V=60 cm3。 研考点·通技法 变质量问题解题方法 1、 理想气体分态式 PV=P1V1+P2V2+P3V3 2、克拉伯龙方程 PV=nRT 3、密度公式 气体密度与压强成正比，与温度成反比 破类题·提能力 1.喷雾器内有10L水，上部封闭有1atm的空气2L.关闭喷雾阀门，用打气简向喷雾器内再充入1atm的空气3 L（设外界环境温度一定，空气可看作理想气体），当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因 【答案】　2.5 atm 温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加。 【解析】　(1)设气体初态压强为P1，体积为V1；末态压强为P2，体积为V2，由玻意耳定律有P1V1=P2V2代入数据得P2 =2.5 atm 微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加。 热点题型2 气体实验定律的图像问题 析典例·建模型 例2. (多选)(2024·海南卷)如图. 一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，下列说法正确的是(　　) A．bc过程外界对气体做功 B．ca过程气体压强不变 C．ab过程气体放出热量 D．ca过程气体内能减小 【答案】 AC 【解析】 由理想气体状态方程＝C，可得V＝T，由V­T图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故pa<pb＝pc，bc过程为等压变化，体积减小，外界对气体做功，故A正确；由A选项可知，ca过程压强减小，故B错误；ab过程为等温变化，内能不变，故ΔU＝0，根据玻意耳定律可知，体积减小，压强增大，外界对气体做功，故W>0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，解得Q<0，故ab过程气体放出热量，故C正确；ca过程，温度升高，内能增大，故D错误。 研考点·通技法 分析图像问题的三环节 破类题·提能力 2. (2024·江西卷)可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经ABCDA完成循环过程，AB 和CD均为等温过程，BC和DA均为等容过程。已知T1＝1200 K，T2＝300 K，气体在状态A的压强pA＝8.0×105 Pa，体积V1＝1.0 m3，气体在状态C的压强pC＝1.0×105 Pa。 (1)求气体在状态D的压强pD。 (2)求气体在状态B的体积V2。 【答案】 (1)2.0×105 Pa　(2)2.0 m3 【解析】 (1)气体从状态D到状态A的过程发生等容变化，根据查理定律有＝ 代入数据解得pD＝2.0×105 Pa。 (2)气体从状态C到状态D的过程发生等温变化，根据玻意耳定律有pCVC＝pDV1 代入数据解得VC＝2.0 m3 又气体从状态B到状态C发生等容变化，因此气体在B状态的体积为V2＝VC＝2.0 m3。 热点题型3 热力学第一定律和状态的方程的综合应用 析典例·建模型 例3.(多选)如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后(　　) A．h中的气体内能增加 B．f与g中的气体温度相等 C．f与h中的气体温度相等 D．f与h中的气体压强相等 【答案】 AD 【解析】 对f中的气体加热，则f中气体温度升高，体积增加，此时f挤压g、h，而g、h中均为绝热部分，故g、h体积均减小，压强增大，弹簧弹力增加。当f右侧活塞向右移动时，对g、h均做正功，由热力学第一定律可知，内能增加，g、h中的气体温度升高，故A正确；当系统稳定时，满足pfS＝pgS＋F＝phS，则此时f与h中的气体压强相等，故D正确；由于h体积变小，温度升高，且pfS＝pgS＋F＝phS，故Vh<Vg<Vf，由理想气体状态方程可知＝＝，所以Th<Tf，故C错误；由理想气体状态方程可知＝＝，由于pg<pf，Vg<Vf，故Tg<Tf，故B错误。 破类题·提能力 3．（2026济南一模9）如图所示，某同学利用玻璃瓶、塑料管、气球、橡胶膜等材料模拟肺部的工作原理。塑料管上端开口与大气相通，下端在玻璃瓶内分别连通两个“气球肺”。玻璃瓶的底部用弹性良好的橡胶膜密封，向下拉动橡胶膜，两个“气球肺”膨胀，为吸气过程；松开橡胶膜，两个“气球肺”恢复原状，为呼气过程。若所有气体视为理想气体，温度保持不变，外界大气压不变，下列说法正确的是（ ） A. 吸气过程中，“气球肺”膨胀的原因是瓶内封闭气体的压强变小 B. 呼气过程中，“气球肺”收缩的原因是“气球肺”内气体的压强变小 C. 吸气过程中，瓶内封闭气体从外界吸收热量 D. 呼气过程中，瓶内封闭气体的体积变大 【答案】AC 【解析】AB．由题可知，吸气过程中，“气球肺”内气体的压强始终等于外界的大气压强，对于瓶内封闭气体，整个过程相当于等温变化，根据玻意耳定律 可知,气体的体积增大时，封闭气体的压强减小，故A正确，B错误； C．由题可知，吸气过程中，瓶内气体对外做功，则有 封闭气体的温度不变，内能不变，则有 根据热力学第一定律可得 解得 说明封闭气体要从外界吸收热量，故C正确； D．同理可知，松开橡胶膜，瓶内封闭气体的体积减小，压强增大，从而将“气球肺”内的气体压出“气球肺”的外部，实现呼气过程，故D错误。 故选AC。 刷模拟 1.(2026潍坊一模) 如图所示，一内横截面积圆柱形气缸静置于水平地面上，气缸下部有小缺口与外界大气连通。气缸内轻质活塞上部密闭一定质量的理想气体，开始时，气柱长度，压强与大气压强相等且均为，温度；活塞下部连接一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端固定在气缸底部并处于原长。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始向下滑动并压缩弹簧；继续缓慢加热，活塞下滑时停止加热，活塞同时停止下滑。活塞下滑过程中与气缸内壁之间的滑动摩擦力保持不变，且与最大静摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内。 （1）求活塞与气缸内壁之间的滑动摩擦力大小f； （2）求活塞下滑时气体的温度； （3）从开始加热到活塞下滑的过程中，气体从外界吸收的热量，求此过程中气体内能的增加量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】设轻活塞开始滑动时密闭气体的压强为，由查理定律有 解得 对轻活塞受力分析有 解得 轻活塞刚好下滑时，设气体压强为，对轻活塞受力分析有 且 解得 由理想气体状态方程有 解得 整个过程中，气体压强随距离均匀增加，由平均力法可得外界对气体做功 由热力学第一定律 解得 2、（2024烟台一模）一同学将针筒针拔除后，将该端封闭一定质量的理想气体做成弹射玩具，该同学先缓慢推动推杆将针筒内气体进行压缩，然后松开推杆，压缩气体膨胀将推杆弹射，若推杆缓慢压缩气体过程中针筒内气体温度不变，推杆弹射过程中针筒内气体与外界无热交换，则下列说法中正确的是（　　） A. 推杆压缩气体过程，针筒内气体吸热 B. 推杆压缩气体过程，针筒内气体压强减小 C. 推杆弹射过程，针筒内气体内能增加 D. 推杆弹射过程，针筒内气体分子平均动能减少 【答案】D 【解析】A．推杆压缩气体过程，对气体做功，气体内能不变，根据热力学第一定律可知气体向外界放热，故A错误； B．推杆压缩气体过程，气体体积变小，根据玻意耳定律可知，针筒内气体压强变大，故B错误； C．推杆弹射过程，针筒内气体对外做功且外界无热交换，内能减小，故C错误； D．推杆弹射过程，内能减小，温度降低，针筒内气体分子平均动能减少，故D正确。 故选D。 3、(2024·福建漳州调研)如图所示，汽缸内活塞左边封闭着一定质量的可视为理想气体的空气，压强和大气压相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为Q1。如果让活塞可以自由滑动(活塞与汽缸间无摩擦、不漏气)，也使汽缸内空气温度升高相同温度，其吸收的热量为Q2，则Q1和Q2的大小关系是 (　　) A．Q1＝Q2　　　　　　　 B．Q1>Q2 C．Q1<Q2 D．不能确定 【答案】 C 【解析】 对一定质量的理想气体，内能由温度决定，两种情况下气体温度变化相同，气体内能变化量相等，即ΔU1＝ΔU2＝ΔU。第一种情况，汽缸与活塞都固定不动，气体体积不变，气体不做功，W1＝0，第二种情况，活塞自由移动，则气体做等压变化又温度升高，根据盖—吕萨克定律，知气体体积增大，气体对外做功，W2<0，又由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，Q1<Q2，选项C正确。 4.(2024·河北沧州模拟预测)如图甲所示，圆柱形汽缸开口向下竖直放置，汽缸与活塞之间密封一定质量的理想气体，汽缸与活塞间无摩擦且不漏气，活塞面积S＝0.01 m2，质量m＝20 kg，气柱高度h1＝20 cm，气体温度T1＝300 K，外界大气压p0＝1.0×105 Pa。现把汽缸翻转开口向上放置，如图乙所示，气柱高度变为h2＝14 cm，在此过程中，外界对气体做功120 J，气体放出热量20 J，g取10 m/s2，则(　　) A．图甲状态，气体的压强为1.2×105 Pa B．图乙状态，气体的温度约为42 ℃ C．气体内能增加140 J D．气体分子单位时间对单位面积器壁的撞击次数减少 【答案】 B 【解析】 气体初状态的压强为p1＝p0－＝8.0×104 Pa，故A错误；气体初状态体积V1＝Sh1，温度T1＝300 K，气体末状态压强p2＝p0＋＝1.2×105 Pa，体积V2＝Sh2，根据理想气体状态方程有＝，代入数据解得T2＝315 K，即42 ℃，故B正确；根据热力学第一定律W＋Q＝ΔU，可知ΔU＝120 J－20 J＝100 J，即气体内能增加100 J，故C错误；因为温度升高，气体分子的平均速率增大，气体体积减小，则气体分子密度增大，所以气体分子单位时间对单位面积器壁的撞击次数增多，故D错误。 5．(2024·湖北武汉市模拟)某实验小组用图甲所示装置研究烧瓶内封闭气体的体积一定时压强与温度的关系，初始时封闭气体的摄氏温度为t0，往容器内加热水，可以改变封闭气体的温度t，用Δt(Δt＝t－t0)表示封闭气体升高的摄氏温度，p表示温度为t时封闭气体的压强，则图乙中可能正确的图线是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 【答案】 A 【解析】 烧瓶内封闭气体的体积一定，由查理定律有＝＝，又ΔT＝Δt，所以有Δp＝Δt＝p－p0整理得p＝Δt＋p0，可见p­Δt图像为一次函数，斜率为，截距为p0，均为正值，故正确的图线是①，故选A。 刷真题 1．(2025·陕晋青宁卷)某种卡车轮胎的标准胎压范围为2.8×105 Pa～3.5×105 Pa。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度T1为300 K时，体积V1和压强p1分别为0.528 m3、3.0×105 Pa；当胎内气体温度升高到T2为350 K时，体积增大到V2为0.560 m3，气体可视为理想气体。 (1)求此时胎内气体的压强p2。 (2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为7.608×104 J，求胎内气体的内能增加量ΔU。 【答案】 (1)3.3×105 Pa　(2)6.6×104 J 【解析】 (1)对胎内气体，根据理想气体状态方程有＝ 代入数据解得p2＝3.3×105 Pa (2)根据p­V图像与横轴所围图形面积表示气体做功可知，此过程外界对气体做的功 W＝－×105×(0.560－0.528)J＝－1.008×104 J 根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋W 又Q＝7.608×104 J 解得ΔU＝6.6×104 J 2.(2025·山东卷)如图所示，上端开口、下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好、管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为p0，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为f0＝p0S，等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，T1＝330 K时，气柱高度为h1，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至T2＝440 K时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至T3＝400 K时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至T4＝330 K时，保持温度不变，活塞不再下降。 (1)求T2＝440 K时，气柱高度h2。 (2)从T1状态到T4状态的过程中，求封闭气体吸收的净热量Q(扣除放热后净吸收的热量)。 【答案】 (1)h1　(2)p0Sh1 【解析】 (1)从T1状态到T2状态，封闭气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有 ＝ 其中V1＝Sh1、V2＝Sh2 联立解得h2＝h1 (2)T1状态和T4状态封闭气体的温度相同，则整个过程内能变化量为ΔU＝0 T1状态和T2状态，由平衡条件有 p0S＋f0＝p1S 解得p1＝p0 从T2状态到T3状态，封闭气体发生等容变化，由查理定律可知 ＝ 解得p3＝p0 从T3状态到T4状态，封闭气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有＝ 其中V4＝Sh4 解得h4＝h1 则从T1状态到T4状态，外界对封闭气体做的功为 W＝－[p1S(h2－h1)－p3S(h2－h4)] ＝－p0Sh1 由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，封闭气体吸收的净热量为Q＝－W＝p0Sh1。 3.(2024·山东卷)图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1＝1.0 cm2，长度H＝100.0 cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2＝90.0 cm2，高度h＝20.0 cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2，大气压p0＝1.0×105 Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。 甲　　　　乙 (1)求x。 (2)松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。 【答案】 (1)2 cm (2)8.92×10－4 m3 【解析】 (1)由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程，长柄中气体发生等温变化， 所以有p1(H－x)S1＝p2HS1 又因为p1＝p0 p2＋ρgh＝p0 代入数据联立解得x＝2 cm (2)当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有 p0V＋p2HS1＝p3 又因为p3＋ρg·＝p0 代入数据联立解得V＝8.92×10－4 m3。 4、(多选)(2025·河南卷)如图，一圆柱形汽缸水平固置，其内部被活塞M、P、N密封成两部分，活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时，P左、右两侧理想气体的温度分别为T1和T2，体积分别为V1和V2，T1<T2，V1<V2。则(　　) A．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将右移 B．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将左移 C．保持T1、T2不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将右移 D．保持T1、T2不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将左移 【答案】 AC 【解析】 固定M、N时，由理想气体状态方程pV＝nRT可得，＝，若P不动，两侧气体升高相同温度时，由于V1<V2，则Δp1>Δp2，由于活塞P与汽缸间无摩擦，则开始时P左右两侧气体压强相等，则P将向右移，A正确，B错误；保持T1、T2不变，根据理想气体状态方程可知，p0V＝(p0＋Δp)(V－ΔV)，可得Δp＝p0，若M、N同时向中间移动相同距离，由于V1<V2，则Δp1>Δp2，P将向右移，C正确，D错误。 5 、(2024·山东卷)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是(　　) A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．b→c过程，气体对外做功，内能增加 C．a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D．a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 【答案】 C 【解析】 a→b过程压强不变，体积增大，气体对外做功Wab<0，由盖—吕萨克定律可知Tb>Ta，即内能增大，ΔUab>0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q>0，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误； b→c过程中气体与外界无热量交换，即Qbc＝0 又由气体体积增大可知Wbc<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知ΔU<0，即气体内能减少，B错误； c→a过程为等温过程，可知Tc＝Ta，ΔUac＝0 根据热力学第一定律可知a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确； 根据热力学第一定律结合上述分析可知：a→b→c→a一整个热力学循环过程ΔU＝0，整个过程气体对外做功，W<0，由热力学第一定律可得ΔU＝Qab＋Qca＋W＝0 故a→b过程气体从外界吸收的热量不等于c→a过程放出的热量，D错误。 6、 (2025·湖北卷)如图所示，内壁光滑的汽缸内用活塞密封一定量理想气体，汽缸和活塞均绝热。用电热丝对密封气体加热，并在活塞上施加一外力F，使气体的热力学温度缓慢增大到初态的2倍，同时其体积缓慢减小。关于此过程，下列说法正确的是(　　) A．外力F保持不变 B．密封气体内能增加 C．密封气体对外做正功 D．密封气体的末态压强是初态的2倍 【答案】 B 【解析】 密封气体温度缓慢升高过程中在外力F作用下体积缓慢减小，结合理想气体状态方程＝C(C为常量)可知，密封气体压强缓慢增大，对活塞由平衡条件有mg＋p0S＋F＝pS，则外力F增大，A错误；由于温度升高，密封气体的内能增大，B正确；密封气体的体积减小，气体对外做负功，C错误；结合A项分析可知＝，由题可知密封气体初末状态温度之比为＝，且体积减小，则密封气体的末态压强p2＝p1>2p1，D错误。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 大题专练8 气体实验定律和热力学定律的应用 目录 【命题解码·定方向】 【解题建模·通技法】 热点题型1 变质量问题 通技法 克拉伯龙方程解决变质量问题 热点题型2 气体实验定律的图像问题 热点题型3 热力学第一定律和状态的方程的综合应用 通技法 做功和吸放热量的求解 【实战刷题·冲高分】 刷模拟 刷真题 命题·趋势·定位 1.重基础：注重基础考查，贯穿选择题、计算题，热力学定律选择题居多 2.强综合：注重物理观念与关键能力的深度融合，强化真实情境的模型转化能力，模型构建能力 3.拓创新：关注科技前沿与实验创新，以核心素养为纲，做到“以不变应万变”。 热点题型1 变质量问题 析典例·建模型 例1.(2021·山东卷,4)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值,充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V;每次挤压气囊都能将60 cm3的外界空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数为 150 mmHg。已知大气压强等于750 mmHg,气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于(　　) 研考点·通技法 变质量问题解题方法 1、 理想气体分态式 PV=P1V1+P2V2+P3V3 2、克拉伯龙方程 PV=nRT 3、密度公式 气体密度与压强成正比，与温度成反比 破类题·提能力 1.喷雾器内有10L水，上部封闭有1atm的空气2L.关闭喷雾阀门，用打气简向喷雾器内再充入1atm的空气3 L（设外界环境温度一定，空气可看作理想气体），当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因 热点题型2 气体实验定律的图像问题 析典例·建模型 例2. (多选)(2024·海南卷)如图. 一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，下列说法正确的是(　　) A．bc过程外界对气体做功 B．ca过程气体压强不变 C．ab过程气体放出热量 D．ca过程气体内能减小 研考点·通技法 分析图像问题的三环节 破类题·提能力 2. (2024·江西卷)可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经ABCDA完成循环过程，AB 和CD均为等温过程，BC和DA均为等容过程。已知T1＝1200 K，T2＝300 K，气体在状态A的压强pA＝8.0×105 Pa，体积V1＝1.0 m3，气体在状态C的压强pC＝1.0×105 Pa。 (1)求气体在状态D的压强pD。 (2)求气体在状态B的体积V2。 热点题型3 热力学第一定律和状态的方程的综合应用 析典例·建模型 例3.(多选)如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后(　　) A．h中的气体内能增加 B．f与g中的气体温度相等 C．f与h中的气体温度相等 D．f与h中的气体压强相等 破类题·提能力 3．（2026济南一模9）如图所示，某同学利用玻璃瓶、塑料管、气球、橡胶膜等材料模拟肺部的工作原理。塑料管上端开口与大气相通，下端在玻璃瓶内分别连通两个“气球肺”。玻璃瓶的底部用弹性良好的橡胶膜密封，向下拉动橡胶膜，两个“气球肺”膨胀，为吸气过程；松开橡胶膜，两个“气球肺”恢复原状，为呼气过程。若所有气体视为理想气体，温度保持不变，外界大气压不变，下列说法正确的是（ ） A. 吸气过程中，“气球肺”膨胀的原因是瓶内封闭气体的压强变小 B. 呼气过程中，“气球肺”收缩的原因是“气球肺”内气体的压强变小 C. 吸气过程中，瓶内封闭气体从外界吸收热量 D. 呼气过程中，瓶内封闭气体的体积变大 刷模拟 1.(2026潍坊一模) 如图所示，一内横截面积圆柱形气缸静置于水平地面上，气缸下部有小缺口与外界大气连通。气缸内轻质活塞上部密闭一定质量的理想气体，开始时，气柱长度，压强与大气压强相等且均为，温度；活塞下部连接一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端固定在气缸底部并处于原长。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始向下滑动并压缩弹簧；继续缓慢加热，活塞下滑时停止加热，活塞同时停止下滑。活塞下滑过程中与气缸内壁之间的滑动摩擦力保持不变，且与最大静摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内。 （1）求活塞与气缸内壁之间的滑动摩擦力大小f； （2）求活塞下滑时气体的温度； （3）从开始加热到活塞下滑的过程中，气体从外界吸收的热量，求此过程中气体内能的增加量。 2、（2024烟台一模）一同学将针筒针拔除后，将该端封闭一定质量的理想气体做成弹射玩具，该同学先缓慢推动推杆将针筒内气体进行压缩，然后松开推杆，压缩气体膨胀将推杆弹射，若推杆缓慢压缩气体过程中针筒内气体温度不变，推杆弹射过程中针筒内气体与外界无热交换，则下列说法中正确的是（　　） A. 推杆压缩气体过程，针筒内气体吸热 B. 推杆压缩气体过程，针筒内气体压强减小 C. 推杆弹射过程，针筒内气体内能增加 D. 推杆弹射过程，针筒内气体分子平均动能减少 3、(2024·福建漳州调研)如图所示，汽缸内活塞左边封闭着一定质量的可视为理想气体的空气，压强和大气压相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为Q1。如果让活塞可以自由滑动(活塞与汽缸间无摩擦、不漏气)，也使汽缸内空气温度升高相同温度，其吸收的热量为Q2，则Q1和Q2的大小关系是 (　　) A．Q1＝Q2　　　　　　　 B．Q1>Q2 C．Q1<Q2 D．不能确定 4.(2024·河北沧州模拟预测)如图甲所示，圆柱形汽缸开口向下竖直放置，汽缸与活塞之间密封一定质量的理想气体，汽缸与活塞间无摩擦且不漏气，活塞面积S＝0.01 m2，质量m＝20 kg，气柱高度h1＝20 cm，气体温度T1＝300 K，外界大气压p0＝1.0×105 Pa。现把汽缸翻转开口向上放置，如图乙所示，气柱高度变为h2＝14 cm，在此过程中，外界对气体做功120 J，气体放出热量20 J，g取10 m/s2，则(　　) A．图甲状态，气体的压强为1.2×105 Pa B．图乙状态，气体的温度约为42 ℃ C．气体内能增加140 J D．气体分子单位时间对单位面积器壁的撞击次数减少 5．(2024·湖北武汉市模拟)某实验小组用图甲所示装置研究烧瓶内封闭气体的体积一定时压强与温度的关系，初始时封闭气体的摄氏温度为t0，往容器内加热水，可以改变封闭气体的温度t，用Δt(Δt＝t－t0)表示封闭气体升高的摄氏温度，p表示温度为t时封闭气体的压强，则图乙中可能正确的图线是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 刷真题 1．(2025·陕晋青宁卷)某种卡车轮胎的标准胎压范围为2.8×105 Pa～3.5×105 Pa。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度T1为300 K时，体积V1和压强p1分别为0.528 m3、3.0×105 Pa；当胎内气体温度升高到T2为350 K时，体积增大到V2为0.560 m3，气体可视为理想气体。 (1)求此时胎内气体的压强p2。 (2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为7.608×104 J，求胎内气体的内能增加量ΔU。 2.(2025·山东卷)如图所示，上端开口、下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好、管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为p0，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为f0＝p0S，等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，T1＝330 K时，气柱高度为h1，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至T2＝440 K时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至T3＝400 K时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至T4＝330 K时，保持温度不变，活塞不再下降。 (1)求T2＝440 K时，气柱高度h2。 (2)从T1状态到T4状态的过程中，求封闭气体吸收的净热量Q(扣除放热后净吸收的热量)。 3.(2024·山东卷)图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1＝1.0 cm2，长度H＝100.0 cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2＝90.0 cm2，高度h＝20.0 cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2，大气压p0＝1.0×105 Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。 甲　　　　乙 (1)求x。 (2)松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。 4、(多选)(2025·河南卷)如图，一圆柱形汽缸水平固置，其内部被活塞M、P、N密封成两部分，活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时，P左、右两侧理想气体的温度分别为T1和T2，体积分别为V1和V2，T1<T2，V1<V2。则(　　) A．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将右移 B．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将左移 C．保持T1、T2不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将右移 D．保持T1、T2不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将左移 5 、(2024·山东卷)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是(　　) A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．b→c过程，气体对外做功，内能增加 C．a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D．a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 6、 (2025·湖北卷)如图所示，内壁光滑的汽缸内用活塞密封一定量理想气体，汽缸和活塞均绝热。用电热丝对密封气体加热，并在活塞上施加一外力F，使气体的热力学温度缓慢增大到初态的2倍，同时其体积缓慢减小。关于此过程，下列说法正确的是(　　) A．外力F保持不变 B．密封气体内能增加 C．密封气体对外做正功 D．密封气体的末态压强是初态的2倍 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $