专题07 热学综合（浙江专用）2026年高考物理二模分类汇编

**基本信息** 汇集浙江多地2026届二模热学真题，聚焦热学基础与计算两大核心模块，适配高考二轮复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|4题|分子动理论、热力学定律、气体性质|结合图像情境（如图丁日光灯启动器双金属片工作原理），考查基础概念辨析| |非选择题|16题|气体状态方程、热力学第一定律、内能变化|以气缸加热、气体温度计等真实情境设计多过程计算（如汽缸活塞运动中压强与温度关系），贴合高考命题趋势|

命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题07热学综合 ☆3大考点概聪 考点01热学基础 考点02热学计算 考点1 热学基础 1.D 2.AC 3.AC 4.AC 考点2 热学计算 1.(1) 减少 大于 (2)T2=660K (3)130则 2.(1) 不变 减少 (2)1×10Pa, 396K (3)161J 3.(1) 减小 增大 (2)-1.72J (3)245K 4.(1) 增大 减小 (2)T,=420K或t,=147℃ (3)275J 5.(1)不变 25m (3)600] 11 6.4T=h+ (2)W =0-mgd-poSd (3)B h 7.(1) 不变 变大 152J (2363K 8.(1)468K (2)4×104m3 (3)350J 41(×103m3) 2.0 9.(1)8.0×10Pa (2) (3)10J 1.0 T/(x10k) 3.0 6.0 10.(1)440K (2）'2=1.25×104m3 (3)14J 11.(1) 减小 减小(2)9.33×10Pa (3)86J 12.)2pS (2)2T (3)0-0.3pSH 5g 1/2 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 13.(1) 负功 不变 (2)F= (3)0=15.5J 14.(1) 增大 减小(2)400K (3)140C+0.1p'。 15.(1) 不变 增大(2)h=H (3)Q=4kT。+3pSH 16.(1) 单晶体 云母(2)601 (3)5.6% 17.(1AD 24r D )S(N,+N2) 2/2 专题07 热学综合 3大考点概览 考点01 热学基础 考点02 热学计算 热学基础 考点1 1．（2026·浙江宁波·二模）关于下列四幅插图说法正确的是（　　） A．图甲时刻线圈的自感电动势正在增大 B．图乙中滑动变阻器触头向右移动时，微安表示数一定增大 C．图丙两根玻璃管中分别是水和水银，则在左侧玻璃管中的是水银 D．图丁为日光灯启动器的双金属片，是利用两种金属的热膨胀系数不同来工作的 2．（2026·浙江台州·二模）下列说法正确的是（　　） A．图甲中火车高速行驶，站在地面上的观察者发现车厢中央的光源发出的闪光不能同时到达前后壁 B．图乙中观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的干涉原理 C．图丙中扼流圈利用了电感器对交流电的阻碍作用 D．图丁中若封闭容器内气体温度升高，则每个气体分子的动能都增加 3．（2026·浙江杭州·二模）下列判断正确的是（　　） A．比结合能越大的原子核越稳定 B．放射性元素经过个半衰期还剩的元素没有发生衰变 C．红外线和射线都是电磁波，在真空中传播的速度相等 D．一个系统把所吸收的热量全部用来对外做功是不可能的 4．（2026·浙江·二模）下列实验操作规范的是_________ A．“探究弹簧弹力与形变量的关系”时，将弹簧悬挂测量弹簧原长 B．“探究平抛运动的特点”时，用重锤线检查斜槽末端的切线是否水平 C．“探究影响感应电流方向的因素”时，判断感应电流的方向时，需要先确定线圈的绕向 D．“用油膜法估测油酸分子的大小”时，在油膜面积最大时快速将油膜轮廓描绘在带格子的玻璃板上 热学计算 考点2 1．（2026·浙江金华·二模）如图所示，一高度的圆柱形容器倒置在水平的地面上，容器内部封闭着一定质量的气体，容器质量为，活塞质量为，其横截面积为，容器壁厚度可忽略不计，活塞与容器间的摩擦不计，容器、活塞与外界绝热。当容器内温度为时，活塞正好位于容器中间。用电热丝对封闭气体加热。已知大气压强，重力加速度，容器开口处与大气相通，电热丝质量、体积忽略不计。求： (1)活塞从中间下降至刚好接触底部的过程中，单位时间撞击容器单位面积的分子数_________（选填“增加”、“减少”或“不变”），气体吸收的热量_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）对外做功。 (2)当容器刚好对水平地面没有压力时，封闭气体的温度是多少？ (3)已知（2）中加热过程气体吸收的热量为，则封闭气体内能增加了多少？ 2．（2026·浙江台州·二模）如图所示，一竖直放置的绝热圆柱形容器，侧面安装有减压阀，顶部安装有小卡槽。用质量m=1kg、横截面积S=100cm2、可无摩擦滑动的绝热薄活塞密封一定质量的理想气体。开始时，活塞处于静止状态，与容器底端的距离h1=20cm，与卡槽的距离h2=4cm，容器内气体温度与容器外相同（状态1）。现对安装在容器下部的电热丝通以电流，让其加热气体，使活塞缓慢上升到达卡槽。当活塞对卡槽施加的压力达到100N时（状态2），减压阀自动打开，容器缓慢释放气体，容器内气体的温度保持不变，直至活塞对卡槽的压力减至0。此时，关闭阀门，容器内气体不再外泄。已知外界压强p0=0.99×105Pa，环境温度t0=27℃。 (1)减压阀自动打开后，气体分子热运动的平均速率_________（选填“增大”、“不变”或“减小”），单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数_________（选填“增多”、“减少”或“不变”）； (2)求在状态1时容器内气体的压强和状态2时容器内气体的温度； (3)若从状态1到状态2过程中，容器内气体吸收的热量Q=201J，求此过程中气体的内能变化量。 3．（2026·浙江杭州·二模）一种低温测量中常用的气体温度计如图所示。下端A是容积为的测温泡，上端是容积为的压强计，，压强计B导热性能良好，其内部气体温度保持室温不变。两者通过导热性能极差的毛细管C相连，毛细管容积可忽略不计。测量前，温度计内封闭着压强为、温度为室温的气体（状态1），然后将测温泡A浸入温度为的低温待测物质，A内气体与待测物质达到热平衡过程中，原先状态1下的内有体积的气体进入测温泡A，最后压强计B的读数为（状态2），已知，，，从状态1到状态2的过程中，整个温度计内封闭气体共向外界放出1.72J热量（测温过程中，压强计和测温泡的容积保持不变）。 (1)与低温待测物质达到热平衡后，测温泡A内气体分子的平均速率______（选填“增大”或“减小”），气体分子的数密度______（选填“增大”或“减小”）； (2)求状态1到状态2过程中，整个温度计内封闭气体总内能的变化（封闭气体总体积不变）； (3)以状态2下A中的气体为研究对象，求低温待测物质的温度。 4．（2026·浙江宁波·二模）如图所示，一个绝热汽缸竖直放置，其横截面积，内有一个绝热梯形活塞与一根电热丝，活塞上表面水平，下表面与右侧竖直方向的夹角。活塞的质量，且与缸壁之间无摩擦。开始时，活塞上放一个质量的重物，活塞处于静止状态。现通过电热丝缓慢加热，使气体温度逐渐升高，活塞缓慢上升。已知汽缸内气体为理想气体，初始体积为，初始温度为，重力加速度，整个过程大气压强恒为。 (1)加热过程中，气体分子的平均速率______，气体分子与汽缸壁单位面积单位时间碰撞次数______。（选填“增大”、“减小”、“不变”） (2)当活塞缓慢上升时，求此时气体的温度； (3)若在活塞上升的过程中，气体从电热丝吸收热量，求此过程中气体内能的变化量。 5．（2026·浙江·二模）如图所示，一导热良好的汽缸竖直放置，下部分用固定隔板密封一定质量的理想气体，上部分为真空，上端用螺丝固定一质量为、面积为的活塞。初始时，封闭气体的压强为、高度为，真空部分高度也为h。先抽去隔板，让气体自由膨胀充满整个空间，随后松开螺丝，活塞在汽缸内无摩擦向下滑动，待稳定后活塞恰好静止在离缸底处。已知大气压强为。 (1)抽去隔板后，气体自由膨胀的过程中，气体的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）； (2)求； (3)求整个过程中，气体向外放出的热量。 6．（2026·浙江宁波·二模）如图1所示，一质量为m、横截面积为S的活塞将一部分气体封闭在导热圆柱形容器内，活塞能无摩擦地滑动。开始时封闭气体的温度为（低于环境温度），活塞与容器底部的距离为h。当气体从外界吸收热量后，活塞缓慢上升高度d后再次平衡。大气压恒为，环境温度保持不变，重力加速度为g。 (1)求环境温度T； (2)如图2所示，在推力F的作用下，活塞缓慢下移至初始位置，此过程气体向外界放出热量Q，求此过程推力F对活塞所做的功W。 (3)如图所示，下列热机工作过程的能流分配正确，且能自发进行的是________。 A．B．C．D． 7．（2026·浙江绍兴·二模）如图所示，竖直轻杆一端固定于点，另一端连接活塞，导热良好的薄壁气缸通过活塞密封一定质量的理想气体，水平台面上有一尺寸较小的压力传感器。初始时，气缸保持静止，活塞底部与汽缸底部的距离为，气缸底部与压力传感器上表面的距离为，环境温度为。缓慢升高环境温度，气缸向下运动，恰好与压力传感器接触，此过程气缸内气体内能增加了102J；继续升高环境温度，直至压力传感器示数为。已知气缸质量为，大气压强恒为，气缸底面积为，活塞一直未脱离汽缸，不计一切摩擦。 (1)从初始状态至气缸接触压力传感器， ①气缸内气体压强_______气体分子的平均动能________；（以上两空均选填“变大”“变小”或者“不变”）； ②求：气缸内气体吸收的热量________； (2)求：压力传感器示数为时，气缸内气体的热力学温度。 8．（2026·浙江嘉兴·二模）如图甲所示，上方开口的圆筒气缸竖直放置，气缸导热性能良好，底部有一凸出物。缸内用质量、面积的活塞封闭了一定质量理想气体。缸内壁离缸底56cm处固定一卡口。初始时活塞位于卡口处，活塞到缸底距离h随气体温度T的变化关系如图乙所示。状态A时，卡口对活塞的支持力为40N；状态B时，卡口对活塞恰好无作用力。从状态A经状态B到状态C的过程中气体内能增加了。已知大气压，不计卡口体积，活塞与缸壁无摩擦，求： (1)状态B的温度； (2)凸出物的体积； (3)整个过程中气体吸收的热量Q。 9．（2026·浙江温州·二模）有一火灾报警装置，其原理如图1所示，当活塞触及卡柱时，触发报警，致使闪烁灯闪烁、警报器鸣笛。导热性能良好的容器安装在天花板上，卡柱到容器上端距离为L。横截面积为、质量为的活塞（厚度不计）密封一定质量的理想气体，活塞能沿容器无摩擦滑动。未发生火灾时，环境温度为，活塞与卡柱的距离为；发生火灾时，容器内温度缓慢上升到，从至过程中容器中气体内能增加了9.6J。已知，，，，，，。 (1)求未发生火灾时容器内的压强； (2)在图2中画出从至过程中容器内气体的图像； (3)求从至过程中，气体吸收的热量。 10．（2026·浙江衢州·二模）如图所示，竖直放置的气缸高，距缸底的光滑内壁上安装有小支架，质量、横截面积的活塞静置于支架上。缸内封闭了一定质量的理想气体，气体的温度，压强等于大气压强。活塞与内壁接触紧密。现对密闭气体缓慢加热，使气体温度最终升高至，此过程气体内能增加了，重力加速度取。求： (1)在缓慢加热过程中，活塞刚要离开小支架时的气体温度； (2)气体温度最终升高至时，气缸内气体的体积； (3)整个过程气体吸收的热量。 11．（2026·浙江杭州·二模）氦气球是小孩喜欢的玩具。在地面附近时，气温为300K，大气压强为，一充气铝膜气球内氦气的压强与外界大气压相等，体积为。小孩不小心气球脱手，气球缓慢上升，由于外界气压降低，球内气体压强大于外界大气压，气体体积增大，当气球上升到离地1km高度时，球内气体体积膨胀为原来的1.05倍，周围气温降至294K，气球刚好悬浮，铝膜导热良好。则： (1)气球在上升过程中，球内气体分子的平均动能________（填“增大”、“减小”或“不变”），球内气体的压强________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 (2)气球悬浮时，球内气体的压强多大？（保留2位有效数字） (3)已知氦气的内能与温度成正比，球内气体在300K时的内能为，上升过程中，球内气体从外界吸热31.4J，则球内气体对外做多少功？ 12．（2026·浙江宁波·二模）如图所示，一根劲度系数的轻质弹簧上端固定，下端与一质量为的绝热活塞连接并悬挂一绝热气缸。活塞与气缸内封闭着一定质量的理想气体。气缸内部带有加热装置，顶部开口且有卡扣，以保证活塞不会脱离。气缸内部高为、底面积为，缸内气体初始温度为，活塞到气缸底部的距离为，弹簧被拉伸了。现缓慢加热气体使气缸下降到活塞恰好到达气缸顶部。已知大气压强恒为，重力加速度为，忽略活塞和气缸壁的厚度及加热装置的体积，不计一切摩擦。求： (1)绝热气缸的总质量； (2)活塞恰好到达气缸顶部时封闭气体的温度； (3)已知在整个加热过程中，气体吸收的热量为，求气体内能的变化量。 13．（2026·浙江·二模）如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积，导热性能良好的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度。缓慢推动轻杆使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为40mm的a处，设活塞到a处的距离为x，封闭气体对活塞的压力大小为F，整个过程为等温变化，大气压强。 (1)压缩过程中，气体对外做功为________（选填“正功”“负功”或“零”），管内气体的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (2)写出压力大小F与距离x变化的关系式。 (3)b到a的过程封闭气体等温变化的p-V图像如图乙所示，根据图像，估算这一过程气体放出的热量。 14．（2026·浙江·二模）如图所示，水平放置的气缸内壁光滑，活塞厚度不计，活塞封闭了一定质量的理想气体。在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动。B左边气缸的容积为，A、B之间的容积为，开始时活塞在B处，缸内气体的压强为（为大气压强），温度为300K，现缓慢加热气缸内气体，直至450K。该理想气体的内能U与温度T满足，C为已知常数。 (1)活塞在B处还未开始运动且气温缓缓上升的过程中，气体分子平均速率_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；活塞在A、B之间运动时，单位时间撞击单位面积的分子数_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）； (2)求活塞刚离开B处时的温度T； (3)求从加热气体开始，到活塞刚运动到A处过程中，封闭气体吸收的热量Q。 15．（2026·浙江·二模）如图甲所示，深度为的圆柱形汽缸底部安装有电热丝（体积可忽略），可以通电加热来改变缸内的温度，汽缸口有固定卡销。汽缸内用质量为、横截面积为的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞刚好在汽缸口，且与卡销无相互作用。初始状态，汽缸内气体温度为，压强为，现保持气体温度不变，将汽缸固定在倾角为的斜面上，稳定后的状态如图乙所示。随后缓慢加热气体，使气体温度升高到的状态。已知汽缸内气体内能变化与温度变化的关系为（为已知常量），大气压强恒为，重力加速度为。不计活塞及卡销厚度，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，，。 (1)状态到状态过程，分子平均动能__________（选填“增大”“减小”或“不变”），气缸壁单位面积所受气体分子的平均作用力__________（选填“增大”“减小”或“不变”）； (2)状态时活塞距汽缸底部的距离； (3)状态到状态的过程中气体吸收的热量。 16．（2026·浙江·二模）如图1所示，一竖直固定的圆柱形容器用活塞封闭一定质量的理想气体。活塞质量m=1kg，横截面积S=50cm2，外界大气压p0=1.00×105Pa，重力加速度g=10m/s2。活塞与容器壁间的摩擦忽略不计。 (1)设计容器时，为选择材料进行了如图2实验：将石蜡均匀涂在材料薄片上，用电烙铁在背面加热，观察正面石蜡熔化区域的形状。若实验发现熔化区域如图3呈椭圆形，则该材料是________（选填“单晶体”、“多晶体”或“非晶体”），这种材料可能是________（选填“玻璃”或“云母”）； (2)检测装置气密性良好后，缓慢加热容器，使活塞缓慢上升l0=10cm的过程中，气体内能增加了9J。求该过程中气体从外界吸收的热量Q； (3)夏季温度t1=27℃时，用户测得容器内气柱高度h1=20cm；冬季温度时测得气柱高h2=17cm。若四季大气压p0保持不变，用户由此判断容器漏气。求漏出气体的质量占夏季容器内原有气体总质量的百分比。 17．（2026·浙江衢州·二模）某同学研究光的干涉现象，实验装置如图所示。 从单缝发出的单色光，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝通过平面镜成的像是。 (1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离___________； A．将光源由绿色光改为红色光 B．将光屏稍向左移动一些 C．将平面镜稍向下移动一些 D．将单缝稍向下移动一些 (2)若光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光屏上形成的第2条亮纹与第4条亮纹的中心间距为，单色光的波长___________； (3)在“用油膜法估测油酸分子直径大小”的实验时，测得一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为，根据画有油膜轮廓玻璃板上的坐标方格，数出轮廓范围内正方形的个数，完整的格子数为个，超过半格不足整个的格子数为个，不足半格的格子数为个，每个格子的面积为，则油酸分子直径的表达式为：___________ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 热学综合 3大考点概览 考点01 热学基础 考点02 热学计算 热学基础 考点1 1．（2026·浙江宁波·二模）关于下列四幅插图说法正确的是（　　） A．图甲时刻线圈的自感电动势正在增大 B．图乙中滑动变阻器触头向右移动时，微安表示数一定增大 C．图丙两根玻璃管中分别是水和水银，则在左侧玻璃管中的是水银 D．图丁为日光灯启动器的双金属片，是利用两种金属的热膨胀系数不同来工作的 【答案】D 【详解】A．由图中电流方向可知，此时电容器处于放电过程，电荷量减小，电路中的电流逐渐增大到最大值，根据LC震荡电路电流随时间是正弦式图像的特点可知电流增大时，其变化率逐渐减小，根据自感电动势公式 可知自感电动势逐渐减小，A错误； B．乙是光电效应实验，图中电路加的是正向电压，滑动变阻器触头右移，正向电压增大；若光电流已经达到饱和值，微安表示数不会再增大，因此不是“一定增大”，B错误； C．水对玻璃是浸润现象，液面呈凹形，管壁处液面高、中心低；水银对玻璃是不浸润现象，液面呈凸形，中心高、管壁处低，图丙中左侧液面为凹形，因此左侧是水，C错误； D．启动器的双金属片是由热膨胀系数不同的两种金属压合而成，温度变化时两种金属膨胀程度不同，使双金属片弯曲，实现电路通断，D正确。 故选D。 2．（2026·浙江台州·二模）下列说法正确的是（　　） A．图甲中火车高速行驶，站在地面上的观察者发现车厢中央的光源发出的闪光不能同时到达前后壁 B．图乙中观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的干涉原理 C．图丙中扼流圈利用了电感器对交流电的阻碍作用 D．图丁中若封闭容器内气体温度升高，则每个气体分子的动能都增加 【答案】AC 【详解】A．根据狭义相对论的光速不变原理，地面惯性系中光速恒为，高速运动的车厢向右运动，向前传播的光需要追赶远离的前壁，向后传播的光会遇到迎面靠近的后壁，因此地面观察者观察到闪光不同时到达前后壁，故A正确； B．观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的偏振原理，而非干涉，故B错误； C．扼流圈本质是电感线圈，利用自感效应，电感器会产生自感电动势阻碍电流的变化，对交流电有阻碍作用，故C正确； D．温度是分子平均动能的标志，封闭气体温度升高，分子的平均动能增大，并非每个气体分子的动能都增加，部分分子动能可能减小，故D错误。 故选AC。 3．（2026·浙江杭州·二模）下列判断正确的是（　　） A．比结合能越大的原子核越稳定 B．放射性元素经过个半衰期还剩的元素没有发生衰变 C．红外线和射线都是电磁波，在真空中传播的速度相等 D．一个系统把所吸收的热量全部用来对外做功是不可能的 【答案】AC 【详解】A．比结合能越大，即核子结合成原子核时平均每个核子释放的能量越多，原子核结合越牢固，故A正确； B．放射性元素经过4个半衰期还剩的元素没有发生衰变，故B错误； C．红外线和射线都是电磁波，在真空中传播的速度相等，故C正确； D．在气体等温膨胀时，所吸收的热量全部用来对外做功，故D错误。 故选AC。 4．（2026·浙江·二模）下列实验操作规范的是_________ A．“探究弹簧弹力与形变量的关系”时，将弹簧悬挂测量弹簧原长 B．“探究平抛运动的特点”时，用重锤线检查斜槽末端的切线是否水平 C．“探究影响感应电流方向的因素”时，判断感应电流的方向时，需要先确定线圈的绕向 D．“用油膜法估测油酸分子的大小”时，在油膜面积最大时快速将油膜轮廓描绘在带格子的玻璃板上 【答案】AC 【详解】A．探究弹簧弹力与形变量关系时，悬挂弹簧测量原长，可以消除弹簧自身重力对实验的影响，操作规范，故A正确； B．探究平抛运动特点时，要求小球抛出初速度水平，利用重锤线确定竖直方向，小球放在斜槽末端不滚动说明斜槽末端水平，故B错误； C．探究感应电流方向的影响因素时，只有知道线圈绕向，才能结合灵敏电流计的偏转方向确定线圈中感应电流的实际方向，操作规范，故C正确； D．用油膜法估测分子大小时，需要待油膜形状稳定后再描绘轮廓，不能在油膜刚扩散到面积最大时立刻描绘，操作不规范，故D错误。 故选AC。 热学计算 考点2 1．（2026·浙江金华·二模）如图所示，一高度的圆柱形容器倒置在水平的地面上，容器内部封闭着一定质量的气体，容器质量为，活塞质量为，其横截面积为，容器壁厚度可忽略不计，活塞与容器间的摩擦不计，容器、活塞与外界绝热。当容器内温度为时，活塞正好位于容器中间。用电热丝对封闭气体加热。已知大气压强，重力加速度，容器开口处与大气相通，电热丝质量、体积忽略不计。求： (1)活塞从中间下降至刚好接触底部的过程中，单位时间撞击容器单位面积的分子数_________（选填“增加”、“减少”或“不变”），气体吸收的热量_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）对外做功。 (2)当容器刚好对水平地面没有压力时，封闭气体的温度是多少？ (3)已知（2）中加热过程气体吸收的热量为，则封闭气体内能增加了多少？ 【答案】(1) 减少 大于 (2) (3)130J 【详解】（1）[1]活塞从中间下降到接触底部的过程中，活塞受力平衡，封闭气体压强保持不变，加热过程温度升高，分子平均动能增大，单个分子撞击的平均冲量增大；压强不变，因此单位时间撞击单位面积的分子数减少。 [2]气体体积膨胀，气体对外做功，温度升高，理想气体内能增大，由热力学第一定律得，因此气体吸收的热量大于对外做功。 （2）对封闭气体，对活塞受力平衡得 体积，初始温度 末状态，对容器受力平衡 得 ，体积 由理想气体状态方程 代入得 （3）加热过程中，只有活塞下降过程气体对外做功，体积不变后做功为0， 气体对外做功 由热力学第一定律，内能增加量 2．（2026·浙江台州·二模）如图所示，一竖直放置的绝热圆柱形容器，侧面安装有减压阀，顶部安装有小卡槽。用质量m=1kg、横截面积S=100cm2、可无摩擦滑动的绝热薄活塞密封一定质量的理想气体。开始时，活塞处于静止状态，与容器底端的距离h1=20cm，与卡槽的距离h2=4cm，容器内气体温度与容器外相同（状态1）。现对安装在容器下部的电热丝通以电流，让其加热气体，使活塞缓慢上升到达卡槽。当活塞对卡槽施加的压力达到100N时（状态2），减压阀自动打开，容器缓慢释放气体，容器内气体的温度保持不变，直至活塞对卡槽的压力减至0。此时，关闭阀门，容器内气体不再外泄。已知外界压强p0=0.99×105Pa，环境温度t0=27℃。 (1)减压阀自动打开后，气体分子热运动的平均速率_________（选填“增大”、“不变”或“减小”），单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数_________（选填“增多”、“减少”或“不变”）； (2)求在状态1时容器内气体的压强和状态2时容器内气体的温度； (3)若从状态1到状态2过程中，容器内气体吸收的热量Q=201J，求此过程中气体的内能变化量。 【答案】(1) 不变 减少 (2)， (3) 【详解】（1）[1] 减压阀自动打开后，气体温度保持不变，故气体分子热运动的平均速率不变。 [2] 减压阀自动打开后，直至活塞对卡槽的压力减至0，容器内气体分子数目减小，又分子热运动的平均速率不变，则单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数减少。 （2）状态1时容器内气体的压强，根据活塞平衡条件有 代入数据解得 状态2时，根据活塞平衡条件有 代入数据解得 设状态2时容器内气体的温度，根据理想气体状态方程 其中， 代入数据解得 （3）状态1到状态2变化过程等压膨胀外界对气体做功 代入数据解得 根据热力学第一定律 代入数据解得，此过程中气体的内能变化量。 3．（2026·浙江杭州·二模）一种低温测量中常用的气体温度计如图所示。下端A是容积为的测温泡，上端是容积为的压强计，，压强计B导热性能良好，其内部气体温度保持室温不变。两者通过导热性能极差的毛细管C相连，毛细管容积可忽略不计。测量前，温度计内封闭着压强为、温度为室温的气体（状态1），然后将测温泡A浸入温度为的低温待测物质，A内气体与待测物质达到热平衡过程中，原先状态1下的内有体积的气体进入测温泡A，最后压强计B的读数为（状态2），已知，，，从状态1到状态2的过程中，整个温度计内封闭气体共向外界放出1.72J热量（测温过程中，压强计和测温泡的容积保持不变）。 (1)与低温待测物质达到热平衡后，测温泡A内气体分子的平均速率______（选填“增大”或“减小”），气体分子的数密度______（选填“增大”或“减小”）； (2)求状态1到状态2过程中，整个温度计内封闭气体总内能的变化（封闭气体总体积不变）； (3)以状态2下A中的气体为研究对象，求低温待测物质的温度。 【答案】(1) 减小 增大 (2) (3) 【详解】（1）[1][2]与低温待测物质达到热平衡后，测温泡A内气体温度降低，分子的平均速率减小；A内气体与待测物质达到热平衡过程中，原先状态1下的内有体积的气体进入测温泡A，分子数增多，则分子数密度增大。 （2）气体体积不变，不对外做功 热力学第一定律 得出 （3）根据理想气体状态方程 解得低温待测物质的温度 4．（2026·浙江宁波·二模）如图所示，一个绝热汽缸竖直放置，其横截面积，内有一个绝热梯形活塞与一根电热丝，活塞上表面水平，下表面与右侧竖直方向的夹角。活塞的质量，且与缸壁之间无摩擦。开始时，活塞上放一个质量的重物，活塞处于静止状态。现通过电热丝缓慢加热，使气体温度逐渐升高，活塞缓慢上升。已知汽缸内气体为理想气体，初始体积为，初始温度为，重力加速度，整个过程大气压强恒为。 (1)加热过程中，气体分子的平均速率______，气体分子与汽缸壁单位面积单位时间碰撞次数______。（选填“增大”、“减小”、“不变”） (2)当活塞缓慢上升时，求此时气体的温度； (3)若在活塞上升的过程中，气体从电热丝吸收热量，求此过程中气体内能的变化量。 【答案】(1) 增大 减小 (2)或 (3) 【详解】（1）[1]加热过程气体温度升高，分子平均动能增大，因此气体分子的平均速率增大； [2]对活塞受力分析可知，气体压强保持不变，温度升高、体积增大，分子数密度减小，因此气体分子与汽缸壁单位面积单位时间碰撞次数减小。 （2）初始温度： 初始体积 活塞上升后，气体体积变化： 末态体积 过程为等压变化，由盖-吕萨克定律： 代入数据得： （3）对活塞受力平衡，得气体压强： 代入数据得： 气体膨胀对外做功： 根据热力学第一定律 代入 得： 即气体内能增加了。 5．（2026·浙江·二模）如图所示，一导热良好的汽缸竖直放置，下部分用固定隔板密封一定质量的理想气体，上部分为真空，上端用螺丝固定一质量为、面积为的活塞。初始时，封闭气体的压强为、高度为，真空部分高度也为h。先抽去隔板，让气体自由膨胀充满整个空间，随后松开螺丝，活塞在汽缸内无摩擦向下滑动，待稳定后活塞恰好静止在离缸底处。已知大气压强为。 (1)抽去隔板后，气体自由膨胀的过程中，气体的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）； (2)求； (3)求整个过程中，气体向外放出的热量。 【答案】(1)不变 (2) (3)600J 【详解】（1）不变，因为气体向真空自由膨胀时，不对外做功（）；汽缸导热良好，气体可与外界进行热交换，最终温度与初始温度相同（理想气体内能仅与温度有关），因此内能不变。 （2）初始状态，气体压强，体积 稳定后气体压强满足 代入数据得 应用玻意耳定律 解得 （3）活塞初始位置在汽缸顶部（离缸底高度为），末位置在离缸底处，所以下降的高度为 设气体对活塞做的功为，对活塞应用动能定理（初末动能均为0）， 因此 那么外界对气体做的功，等于气体对外做功的相反数： 代入数据计算 热力学第一定律求热量，因为，所以： 负号表示气体向外放出热量，故放出的热量大小为600J。 6．（2026·浙江宁波·二模）如图1所示，一质量为m、横截面积为S的活塞将一部分气体封闭在导热圆柱形容器内，活塞能无摩擦地滑动。开始时封闭气体的温度为（低于环境温度），活塞与容器底部的距离为h。当气体从外界吸收热量后，活塞缓慢上升高度d后再次平衡。大气压恒为，环境温度保持不变，重力加速度为g。 (1)求环境温度T； (2)如图2所示，在推力F的作用下，活塞缓慢下移至初始位置，此过程气体向外界放出热量Q，求此过程推力F对活塞所做的功W。 (3)如图所示，下列热机工作过程的能流分配正确，且能自发进行的是________。 A．B．C．D． 【答案】(1) (2) (3)B 【详解】（1）根据盖-吕萨克定律有 解得 （2）此过程为等温变化，气体内能变化，由热力学第一定律，可得 解得 （3）根据热力学第二定律，热机工作时从高温热库吸热，对外做功，向低温热库放热，且该过程能自发进行。 A．放热，违反能量守恒，故A错误； B．从高温热库吸热，对外做功，向低温热库放热，符合热力学第二定律，故B正确； C．从低温热库吸热，无法自发进行，故C错误； D．向高温热库放热，违背自发过程的方向性，故D错误。 故选B。 7．（2026·浙江绍兴·二模）如图所示，竖直轻杆一端固定于点，另一端连接活塞，导热良好的薄壁气缸通过活塞密封一定质量的理想气体，水平台面上有一尺寸较小的压力传感器。初始时，气缸保持静止，活塞底部与汽缸底部的距离为，气缸底部与压力传感器上表面的距离为，环境温度为。缓慢升高环境温度，气缸向下运动，恰好与压力传感器接触，此过程气缸内气体内能增加了102J；继续升高环境温度，直至压力传感器示数为。已知气缸质量为，大气压强恒为，气缸底面积为，活塞一直未脱离汽缸，不计一切摩擦。 (1)从初始状态至气缸接触压力传感器， ①气缸内气体压强_______气体分子的平均动能________；（以上两空均选填“变大”“变小”或者“不变”）； ②求：气缸内气体吸收的热量________； (2)求：压力传感器示数为时，气缸内气体的热力学温度。 【答案】(1) 不变 变大 152J (2)363K 【详解】（1）①设气缸内气体压强为，有 解得 从初始状态至气缸接触压力传感器，由上式可知气体做等压变化，压强不变，温度升高，可知气体分子的平均动能变大。 ②恰好与压力传感器接触，此过程气缸内气体内能增加了102J。气体对外做功 由热力学第一定律 可得气缸内气体吸收的热量 （2）设缸内气体压强为，有 解得 根据理想气体状态方程有 解得 8．（2026·浙江嘉兴·二模）如图甲所示，上方开口的圆筒气缸竖直放置，气缸导热性能良好，底部有一凸出物。缸内用质量、面积的活塞封闭了一定质量理想气体。缸内壁离缸底56cm处固定一卡口。初始时活塞位于卡口处，活塞到缸底距离h随气体温度T的变化关系如图乙所示。状态A时，卡口对活塞的支持力为40N；状态B时，卡口对活塞恰好无作用力。从状态A经状态B到状态C的过程中气体内能增加了。已知大气压，不计卡口体积，活塞与缸壁无摩擦，求： (1)状态B的温度； (2)凸出物的体积； (3)整个过程中气体吸收的热量Q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据平衡条件有， 可得， 状态到状态发生等容变化，有 可得状态B的温度 （2）状态到状态发生等压变化，有 可得凸出物的体积 （3）状态A到状态B，有；状态到状态，外界对气体做功 从状态A经状态B到状态C的过程中气体内能增加了，根据热力学第一定律有 可得整个过程中气体吸收的热量 9．（2026·浙江温州·二模）有一火灾报警装置，其原理如图1所示，当活塞触及卡柱时，触发报警，致使闪烁灯闪烁、警报器鸣笛。导热性能良好的容器安装在天花板上，卡柱到容器上端距离为L。横截面积为、质量为的活塞（厚度不计）密封一定质量的理想气体，活塞能沿容器无摩擦滑动。未发生火灾时，环境温度为，活塞与卡柱的距离为；发生火灾时，容器内温度缓慢上升到，从至过程中容器中气体内能增加了9.6J。已知，，，，，，。 (1)求未发生火灾时容器内的压强； (2)在图2中画出从至过程中容器内气体的图像； (3)求从至过程中，气体吸收的热量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）未发生火灾时，对活塞有 解得 （2）活塞刚到达卡柱时的温度为，对等压变化有，， 解得 之后气体做等容变化，可得容器内气体的图像如图所示 （3）气体仅在等压膨胀阶段做功，有 从至过程中容器中气体内能增加了9.6J，代入热力学第一定律 可得气体吸收的热量为 10．（2026·浙江衢州·二模）如图所示，竖直放置的气缸高，距缸底的光滑内壁上安装有小支架，质量、横截面积的活塞静置于支架上。缸内封闭了一定质量的理想气体，气体的温度，压强等于大气压强。活塞与内壁接触紧密。现对密闭气体缓慢加热，使气体温度最终升高至，此过程气体内能增加了，重力加速度取。求： (1)在缓慢加热过程中，活塞刚要离开小支架时的气体温度； (2)气体温度最终升高至时，气缸内气体的体积； (3)整个过程气体吸收的热量。 【答案】(1)440K (2) (3)14J 【详解】（1）当活塞刚要离开小支架时，对活塞进行受力分析，根据平衡条件有 代入数据解得此时缸内气体的压强为 活塞离开支架前气体为等容变化，则根据查理定律有 解得活塞刚要离开小支架时的气体温度为 （2）活塞离开支架后缸内气体的变化过程为等压变化，则根据盖·吕萨克定律有 其中 代入数据联立解得气体温度最终升高至时，缸内气体的体积为 （3）整个过程气体对外界做的功为 则根据热力学第一定律有 解得整个过程气体吸收的热量为 11．（2026·浙江杭州·二模）氦气球是小孩喜欢的玩具。在地面附近时，气温为300K，大气压强为，一充气铝膜气球内氦气的压强与外界大气压相等，体积为。小孩不小心气球脱手，气球缓慢上升，由于外界气压降低，球内气体压强大于外界大气压，气体体积增大，当气球上升到离地1km高度时，球内气体体积膨胀为原来的1.05倍，周围气温降至294K，气球刚好悬浮，铝膜导热良好。则： (1)气球在上升过程中，球内气体分子的平均动能________（填“增大”、“减小”或“不变”），球内气体的压强________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 (2)气球悬浮时，球内气体的压强多大？（保留2位有效数字） (3)已知氦气的内能与温度成正比，球内气体在300K时的内能为，上升过程中，球内气体从外界吸热31.4J，则球内气体对外做多少功？ 【答案】(1) 减小 减小 (2) (3)86J 【详解】（1）[1][2]球内气体温度降低，分子平均动能减小，体积增大，根据可知，压强减小。 （2）由 得 （3）由， 得 12．（2026·浙江宁波·二模）如图所示，一根劲度系数的轻质弹簧上端固定，下端与一质量为的绝热活塞连接并悬挂一绝热气缸。活塞与气缸内封闭着一定质量的理想气体。气缸内部带有加热装置，顶部开口且有卡扣，以保证活塞不会脱离。气缸内部高为、底面积为，缸内气体初始温度为，活塞到气缸底部的距离为，弹簧被拉伸了。现缓慢加热气体使气缸下降到活塞恰好到达气缸顶部。已知大气压强恒为，重力加速度为，忽略活塞和气缸壁的厚度及加热装置的体积，不计一切摩擦。求： (1)绝热气缸的总质量； (2)活塞恰好到达气缸顶部时封闭气体的温度； (3)已知在整个加热过程中，气体吸收的热量为，求气体内能的变化量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）温度为时，对活塞分析 解得 对气缸分析 解得 （2）活塞恰好到达气缸顶部的过程中，气体做等压变化 可解得 （3）当气体温度为时，体积为；当活塞恰好到达气缸顶部时，气体温度为，所以气体温度由加热到的过程中，气体作等压变化，故气体对外做功为 根据热力学第一定律可得 13．（2026·浙江·二模）如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积，导热性能良好的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度。缓慢推动轻杆使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为40mm的a处，设活塞到a处的距离为x，封闭气体对活塞的压力大小为F，整个过程为等温变化，大气压强。 (1)压缩过程中，气体对外做功为________（选填“正功”“负功”或“零”），管内气体的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (2)写出压力大小F与距离x变化的关系式。 (3)b到a的过程封闭气体等温变化的p-V图像如图乙所示，根据图像，估算这一过程气体放出的热量。 【答案】(1) 负功 不变 (2) (3) 【详解】（1）[1]气体对活塞的力与活塞的运动方向相反，故做负功； [2]整个过程为等温变化,故内能不变。 （2）整个过程为等温变化 其中 且 则 （3）由热力学第一定律得 因为内能不变，则 由图像可得 图像中每一小格代表做功 则 得 即放出的热量 14．（2026·浙江·二模）如图所示，水平放置的气缸内壁光滑，活塞厚度不计，活塞封闭了一定质量的理想气体。在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动。B左边气缸的容积为，A、B之间的容积为，开始时活塞在B处，缸内气体的压强为（为大气压强），温度为300K，现缓慢加热气缸内气体，直至450K。该理想气体的内能U与温度T满足，C为已知常数。 (1)活塞在B处还未开始运动且气温缓缓上升的过程中，气体分子平均速率_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；活塞在A、B之间运动时，单位时间撞击单位面积的分子数_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）； (2)求活塞刚离开B处时的温度T； (3)求从加热气体开始，到活塞刚运动到A处过程中，封闭气体吸收的热量Q。 【答案】(1) 增大 减小 (2)400K (3) 【详解】（1）[1]活塞在B处还未开始运动且气温缓缓上升的过程中，气体分子的平均动能增大，气体分子的平均速率增大； [2]活塞在A、B之间运动时，以活塞为对象，根据受力分析可知气缸内的气体压强等于大气压强，即气缸内的气体发生等压变化，由于气体温度升高，气体分子的平均动能增大，根据气体压强微观意义可知，单位时间撞击单位面积的分子数减小。 （2）活塞刚离开B处时，根据查理定律可得 解得活塞刚离开B处时的温度为 （3）从加热气体开始，到活塞刚运动到A处过程中，根据理想气体状态方程可得 解得 该过程气体内能变化量为 外界对气体做功为 根据热力学第一定律可得 解得封闭气体吸收的热量为 15．（2026·浙江·二模）如图甲所示，深度为的圆柱形汽缸底部安装有电热丝（体积可忽略），可以通电加热来改变缸内的温度，汽缸口有固定卡销。汽缸内用质量为、横截面积为的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞刚好在汽缸口，且与卡销无相互作用。初始状态，汽缸内气体温度为，压强为，现保持气体温度不变，将汽缸固定在倾角为的斜面上，稳定后的状态如图乙所示。随后缓慢加热气体，使气体温度升高到的状态。已知汽缸内气体内能变化与温度变化的关系为（为已知常量），大气压强恒为，重力加速度为。不计活塞及卡销厚度，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，，。 (1)状态到状态过程，分子平均动能__________（选填“增大”“减小”或“不变”），气缸壁单位面积所受气体分子的平均作用力__________（选填“增大”“减小”或“不变”）； (2)状态时活塞距汽缸底部的距离； (3)状态到状态的过程中气体吸收的热量。 【答案】(1) 不变 增大 (2) (3) 【详解】（1）[1][2]温度不变，分子平均动能不变。从A到B压强变大，根据，可知单位面积所受分子的平均作用力变大。 （2）初始时，对封闭气体，压强体积分别为， 斜面上，初始时活塞受力平衡，则 解得 根据玻意耳定律有 解得 （3）假设活塞刚好到达汽缸口时，气体温度为，根据查理定律有 解得 此后气体体积不再变化。从状态到状态，有 又， 其中 所以吸热 16．（2026·浙江·二模）如图1所示，一竖直固定的圆柱形容器用活塞封闭一定质量的理想气体。活塞质量m=1kg，横截面积S=50cm2，外界大气压p0=1.00×105Pa，重力加速度g=10m/s2。活塞与容器壁间的摩擦忽略不计。 (1)设计容器时，为选择材料进行了如图2实验：将石蜡均匀涂在材料薄片上，用电烙铁在背面加热，观察正面石蜡熔化区域的形状。若实验发现熔化区域如图3呈椭圆形，则该材料是________（选填“单晶体”、“多晶体”或“非晶体”），这种材料可能是________（选填“玻璃”或“云母”）； (2)检测装置气密性良好后，缓慢加热容器，使活塞缓慢上升l0=10cm的过程中，气体内能增加了9J。求该过程中气体从外界吸收的热量Q； (3)夏季温度t1=27℃时，用户测得容器内气柱高度h1=20cm；冬季温度时测得气柱高h2=17cm。若四季大气压p0保持不变，用户由此判断容器漏气。求漏出气体的质量占夏季容器内原有气体总质量的百分比。 【答案】(1) 单晶体 云母 (2)60J (3) 【详解】（1）[1][2]石蜡熔化区域呈椭圆形，说明材料在不同方向上的导热性不同，表现出各向异性，这是单晶体的特征。 玻璃是非晶体（各向同性，熔化区域为圆形），云母是单晶体（各向异性），因此这种材料是云母。 （2）对活塞，根据平衡条件有 解得 外界对气体做功 根据热力学第一定律有 其中，联立解得气体吸收的热量Q=60J （3）温度为T1=300 K    T2=270 K 若不漏气，气体做等压变化，根据玻意耳定律有 解得 则 17．（2026·浙江衢州·二模）某同学研究光的干涉现象，实验装置如图所示。 从单缝发出的单色光，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝通过平面镜成的像是。 (1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离___________； A．将光源由绿色光改为红色光 B．将光屏稍向左移动一些 C．将平面镜稍向下移动一些 D．将单缝稍向下移动一些 (2)若光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光屏上形成的第2条亮纹与第4条亮纹的中心间距为，单色光的波长___________； (3)在“用油膜法估测油酸分子直径大小”的实验时，测得一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为，根据画有油膜轮廓玻璃板上的坐标方格，数出轮廓范围内正方形的个数，完整的格子数为个，超过半格不足整个的格子数为个，不足半格的格子数为个，每个格子的面积为，则油酸分子直径的表达式为：___________ 【答案】(1)AD (2) (3) 【详解】（1）A．根据，相邻亮纹间距和波长、双光源到屏距离成正比，和（到平面镜垂直距离）成反比：绿光波长小于红光，换红光后增大，增大，故A正确； B．光屏左移，减小，减小，故B错误； C．平面镜向下移动，位置不变，到平面镜距离增大，减小，故C错误； D．单缝向下移动，靠近平面镜，减小，增大，故D正确。 故选AD。 （2）第2条到第4条亮纹中心间距为，因此相邻亮纹间距 代入 得： 整理得 （3）油膜法估测分子直径时，数格子规则为：完整格子计数，超过半格按1格计数，不足半格舍去，因此总格子数为 油膜总面积 单分子油膜分子直径 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $