16.7热力学定律 专项训练 -2027届高考物理一轮复习100考点精练

**基本信息** 聚焦热力学定律应用，通过18道精选试题构建"概念辨析-定量计算-实际情境"三阶训练体系，强化能量观念与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择（12题）|均热板散热/气密性检测/气体状态变化|以实际装置为载体，考查热力学第一定律、理想气体状态方程|从分子热运动（动能、速率分布）到气体状态参量（P、V、T）关系，构建"微观-宏观"认知链条| |计算（6题）|U形管测温/气缸加热/气泡上升|结合图像与方程求解，涉及功、热量、内能定量计算|遵循"状态分析-过程判断-定律应用"逻辑，强化模型建构与科学论证|

2027高考物理一轮复习100考点精练 第十六章 热学 考点16.7 热力学定律 【考点精练】 1．（2026高考湖南卷）如图，一块高功率芯片上方紧贴着一个均热板散热器。均热板是一个完全密封的扁平纯铜空腔，空腔内部注有微量的水。在正常工作过程中，水从高温芯片处吸收热量汽化，水蒸气在低温冷凝端放出热量变回液态水，并回流到底部。下列说法正确的是 A．空腔内高温处所有水分子的运动速率都比低温处水分子的运动速率大 B．一定量的水吸收热量变成相同温度的水蒸气，内能变大 C．该均热板可以从高温物体吸热，向低温物体放热，不对外界做功 D．该均热板可以从低温物体吸热，向高温物体放热，而不产生其他影响 2. （2025年5月河南部分重点高中考前联考）为检测甲图中烧瓶的气密性，将导管伸入水槽中，用手捂热烧瓶（如图乙），导管口产生气泡，松开手后导管内有水倒吸，最终形成一段稳定水柱（如图丙），证明装置不漏气。忽略大气压和环境温度的变化，下列关于烧瓶内气体（可视为理想气体）说法正确的是（　　） A. 图丙中气体的压强大于大气压强 B. 图乙中气泡上升过程中压强减小 C. 松开手后气体的内能逐渐减小 D. 松开手后气体向外界放热小于外界对气体做的功 3. （2025年5月广西桂林市高三二模）遇到突发洪水时，可以借助塑料盆进行自救，塑料盆可近似看成底面积为S的圆柱形容器，把塑料盆口向下竖直轻放在水面上，如图甲所示；用力竖直向下缓慢压盆底，至盆底与盆外水面相平，盆内封闭气体（视为理想气体）被压缩，简化模型如图乙所示。若此过程中封闭气体温度与外界温度相同且不变，下列说法正确的是（　　） A. 封闭气体的内能不变 B. 封闭气体分子的平均动能增大 C. 封闭气体的压强不变 D. 封闭气体向外界放热 4. （河南商丘2025年5月考前冲刺） 充气救生船是船只在海上航行时的必备装备，使用时先要向浮筒内充入气体，浮筒导热性能良好，充满气后密闭浮筒内气体的体积可视为不变，气体可视为理想气体。关于充满气后的浮筒内的气体在夜间气温缓慢下降的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 对外做功 B. 放出热量 C. 对单位面积浮筒内壁的平均撞击力大小不变 D. 内能减小，所有分子热运动的速率都减小 5. （ (四川雅安市高2025年4月第二次诊断)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 6. （2025年5月贵州贵阳普通高中教学检测）如图，一辆汽车沿凹形路面以不变的速率驶向最低位置的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计气体分子间作用力，则胎内气体（　　） A 对外界做功 B. 向外界放出热量 C. 压强变大 D. 内能增大 7 2025年4月河南十校教育联盟物理）如图甲所示，一定质量的理想气体从状态经等压过程到状态。此过程中，气体压强，吸收的热量，下列对气体从状态到状态过程说法正确的是（　　） A. 气体在状态的体积为 B. 气体分子在状态和状态的速率分布可能如图乙所示 C. 气体从状态到状态过程对外界做功为240J D. 气体从状态到状态过程中内能的增加量为720J 8. （2025年5月北京朝阳二模）去高原旅游时，密封的食品包装袋比在平原上膨胀许多。假设环境温度不变，袋内气体视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A. 高原地区的大气压较高 B. 包装袋中气体内能减小 C. 包装袋中气体压强减小 D. 包装袋中气体放出热量 9 （湖北省2025届八校三统联考)如图，某汽车机舱盖的支撑杆由汽缸和活塞组成。打开机舱盖时，汽缸内密闭压缩气体膨胀，将机舱盖顶起。在此过程中，汽缸内气体可视为理想气体，忽略缸内气体与外界的热交换。对于汽缸内的气体，下列说法正确的是（　　） A 对外做正功，内能增大 B. 对外做负功，内能减小 C. 对外做正功，分子平均动能增大 D. 对外做正功，分子平均动能减小 10. （2025届信阳潢川县一高和高级中学二模联考）列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振，空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若汽缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中（　　） A. 上下乘客时，气体的内能变大 B 上下乘客时，气体从外界吸热 C. 剧烈颠簸时，外界对气体做功 D. 剧烈颠簸时，气体的温度不变 11. （河西区2024-2025 学年度第二学期高三年级总复习质量调查（二））如图甲所示是战国时期的竹节柄铜汲酒器。把汲酒器竖直放入水中，柄部在上、荷蕾形器在下，水由底部圆孔进入荷蕾形器中后，用拇指压住柄侧面的方孔，将汲酒器内的气体密封，如图乙所示。再把汲酒器缓慢提起并悬停在空中，如此便将水“汲”起，如图丙所示。汲酒器内封闭的气体视作理想气体，提起过程封闭气体体积不断增大，环境温度保持不变，则以下说法正确的是（　　） A. 提起汲酒器的过程中，封闭气体的分子平均动能不断增大 B. 提起汲酒器的过程中，封闭气体的压强不断减小 C. 提起汲酒器的过程中，外界对封闭气体做功 D. 提起汲酒器过程中，封闭气体向外界放热 12. （2025年5月福建省三明市高三质量检测） 如图，一开口向上竖直放置的圆柱形导热容器，用导热活塞密封一定质量的理想气体。初始时容器内气柱的高度为h、温度为T0。当外界环境温度变化后，活塞缓慢上升后再次平衡，不计活塞与容器间的摩擦，此时容器内气体的温度为________。该过程气体内能________（填“增大”“减小”或“不变”），气体向外界________（填“吸热”或“放热”）。 13. （山西吕梁市2025年高三年级第三次模拟考试） 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。 14. (2025年4月浙江稽阳联谊学校高三联考) 如图所示，一导热良好的圆柱形汽缸竖直放置于水平地面上，横截面积，用质量m=2kg厚度不计的活塞密封一定质量的理想气体。初始时活塞与汽缸底部距离，与汽缸底部距离处有一固定卡环，外界大气压，初始气体状态1温度。现缓慢加热气体，加热至气体状态2温度时停止。忽略活塞与汽缸间摩擦，重力加速度。 （1）如图乙所示两条曲线为气体状态1和2的分子速率分布曲线，状态2对应的曲线为_______（填A或B），气体温度从300K至400K过程中，单位时间撞击单位面积汽缸壁的分子数_______（填“增大”、“不变”或“减小”） （2）求状态2的气体压强。 （3）若从状态1到状态2过程中气体吸收热量Q=120J，求外界对气体做的功W及气体内能变化。 15. （湖南娄底市2025届高三4月教学质量检测）夏天，某同学设计了如图所示的估测室温的装置。用质量为的绝热活塞和导热良好的汽缸封闭一定质量的理想气体，活塞的横截面积为，室温时测得活塞到汽缸底部的距离为。将汽缸竖直放置于同一房间的冰水中，已知冰水温度恒为，活塞缓慢下降，稳定时测得活塞到汽缸底部的距离为，已知大气压强为，不计活塞与缸壁间的摩擦。 （1）求室温； （2）若已知该气体内能与温度满足为已知量，求在上述过程中该气体向外释放的热量。 16. （江西吉安一中2025学年度下学期全真模拟考试）济南趵突泉是中国著名的风景名胜，泉水一年四季恒定在18℃左右。严冬，水面上水气袅袅，像一层薄薄的烟雾，一边是泉池幽深，波光粼粼，一边是楼阁彩绘，雕梁画栋，构成了一幅奇妙的人间仙境。在水底有很多小孔冒出微小气泡，可以看到气泡在缓慢上升过程中体积逐渐变大且没有破裂。假设初始时小气泡（可视为理想气体）体积，气泡上升过程中内外压强相同。已知泉水水深，大气压强，水的密度，重力加速度g取。 （1）求气泡到达水面时的体积； （2）已知气泡上升过程中对外界做功，判断气泡是吸热还是放热，并求出热量的数值。 17. （2025年5月山东潍坊市高考三模）某同学利用铝制空饮料罐制作的简易温度计如图所示，接口处插入一根透明吸管后用蜡密封，并在吸管内引入一小段长度可忽略的油柱。罐口外部吸管的长度为，当外界温度为时，油柱恰好位于吸管的最右侧，当外界温度缓慢降低到时，油柱恰好位于外部吸管的最左侧。已知外界大气压强恒为，吸管的厚度不计、横截面积为，罐内气体可视为理想气体。 （1）求该饮料罐内部的体积V； （2）若该温度计的油柱从外部吸管的最右侧缓慢移动到最左侧的过程中，封闭气体的内能减少1.2J，求该过程中密封气体放出的热量Q。 18. （2025年5月四川宜宾市三模）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？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027高考物理一轮复习100考点精练 第十六章 热学 考点16.7 热力学定律 【考点精练】 1．（2026高考湖南卷）如图，一块高功率芯片上方紧贴着一个均热板散热器。均热板是一个完全密封的扁平纯铜空腔，空腔内部注有微量的水。在正常工作过程中，水从高温芯片处吸收热量汽化，水蒸气在低温冷凝端放出热量变回液态水，并回流到底部。下列说法正确的是 A．空腔内高温处所有水分子的运动速率都比低温处水分子的运动速率大 B．一定量的水吸收热量变成相同温度的水蒸气，内能变大 C．该均热板可以从高温物体吸热，向低温物体放热，不对外界做功 D．该均热板可以从低温物体吸热，向高温物体放热，而不产生其他影响 答案 BC 解析 根据温度是分子平均动能的标志可知，空腔内高温处水分子的平均动能比低温处水分子的平均动能大，但空腔内高温处不是所有水分子的运动速率都比低温处水分子的运动速率大，A错误；一定量的水吸收热量变成相同温度的水蒸气，内能变大，B正确；根据题述，正常工作过程中，水从高温芯片处吸收热量汽化，向低温物体放热，整个过程循环进行，均热板自身状态复原，不需要对外做功，仅依靠水传递热量，符合物理规律，C正确；该均热板是通过外界做功，从低温物体吸热，向高温物体放热，产生了其他影响，D错误。 2. （2025年5月河南部分重点高中考前联考）为检测甲图中烧瓶的气密性，将导管伸入水槽中，用手捂热烧瓶（如图乙），导管口产生气泡，松开手后导管内有水倒吸，最终形成一段稳定水柱（如图丙），证明装置不漏气。忽略大气压和环境温度的变化，下列关于烧瓶内气体（可视为理想气体）说法正确的是（　　） A. 图丙中气体的压强大于大气压强 B. 图乙中气泡上升过程中压强减小 C. 松开手后气体的内能逐渐减小 D. 松开手后气体向外界放热小于外界对气体做的功 【答案】BC 【解析】．由于液柱液面高于烧杯水面，图丙中气体的压强小于大气压强，故A错误； 图乙中气泡上升过程中深度减小，压强减小，故B正确； 气体的温度降低，内能减小，故C正确； 气体体积变小，外界对气体做功，气体内能减小，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热大于外界对气体做的功，故D错误。 3. （2025年5月广西桂林市高三二模）遇到突发洪水时，可以借助塑料盆进行自救，塑料盆可近似看成底面积为S的圆柱形容器，把塑料盆口向下竖直轻放在水面上，如图甲所示；用力竖直向下缓慢压盆底，至盆底与盆外水面相平，盆内封闭气体（视为理想气体）被压缩，简化模型如图乙所示。若此过程中封闭气体温度与外界温度相同且不变，下列说法正确的是（　　） A. 封闭气体的内能不变 B. 封闭气体分子的平均动能增大 C. 封闭气体的压强不变 D. 封闭气体向外界放热 【答案】AD 【解析】．封闭气体（理想气体）温度不变，内能不变，A正确； 分子的平均动能只和温度有关，封闭气体（理想气体）温度不变，分子的平均动能不变，B错误； 当塑料盆口向下竖直轻放在水面上时，封闭气体的压强等于大气压强，即 当用力竖直向下缓慢压盆底，至盆底与盆外水面相平时有 解得，即封闭气体的压强变大，C错误； 气体体积减小，外界对封闭气体做正功，温度不变，封闭气体内能不变，由热力学第一定律，封闭气体向外界放热，D正确。 4. （河南商丘2025年5月考前冲刺） 充气救生船是船只在海上航行时的必备装备，使用时先要向浮筒内充入气体，浮筒导热性能良好，充满气后密闭浮筒内气体的体积可视为不变，气体可视为理想气体。关于充满气后的浮筒内的气体在夜间气温缓慢下降的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 对外做功 B. 放出热量 C. 对单位面积浮筒内壁的平均撞击力大小不变 D. 内能减小，所有分子热运动的速率都减小 【答案】B 【解析】．由于浮筒内气体的体积不变，故浮筒内的气体不对外做功，A错误； 因为温度降低，则气体内能减小，根据热力学第一定律，可知气体放出热量，B正确； 气体体积不变，温度降低，则气体压强减小，即气体分子对单位面积浮筒内壁的平均撞击力大小减小，C错误； 温度降低，气体分子的平均速率减小，但不是所有分子的速率都减小，D错误。 5. （ (四川雅安市高2025年4月第二次诊断)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 【解析】 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。 6. （2025年5月贵州贵阳普通高中教学检测）如图，一辆汽车沿凹形路面以不变的速率驶向最低位置的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计气体分子间作用力，则胎内气体（　　） A 对外界做功 B. 向外界放出热量 C. 压强变大 D. 内能增大 【答案】BC 【解析】．一辆汽车沿凹形路面以不变的速率驶向最低位置的过程中，由于汽车处于超重状态，汽车与地面间的压力增大，所以胎内气体体积减小，外界对气体做功；由于胎内气体温度不变，则气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故AD错误，B正确； 由于胎内气体温度不变，根据玻意耳定律，由于胎内气体体积减小，可知胎内气体压强变大，故C正确。 7 2025年4月河南十校教育联盟物理）如图甲所示，一定质量的理想气体从状态经等压过程到状态。此过程中，气体压强，吸收的热量，下列对气体从状态到状态过程说法正确的是（　　） A. 气体在状态的体积为 B. 气体分子在状态和状态的速率分布可能如图乙所示 C. 气体从状态到状态过程对外界做功为240J D. 气体从状态到状态过程中内能的增加量为720J 【答案】BC 【解析】．由于从状态到状态为等压变化，根据盖-吕萨克定律可得 解得，A错误； 状态B的温度高，气体分子运动剧烈，速率大的分子百分比含量大，B正确； 从状态A到状态B过程，气体体积增大，对外界做功，C正确； 从状态A到状态B过程，气体对外界做功，使内能减小，做功W取负值，吸收的热量使内能增大，热量Q取正值，由热力学第一定律，内能的增加量为240J，D错误。 8. （2025年5月北京朝阳二模）去高原旅游时，密封的食品包装袋比在平原上膨胀许多。假设环境温度不变，袋内气体视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A. 高原地区的大气压较高 B. 包装袋中气体内能减小 C. 包装袋中气体压强减小 D. 包装袋中气体放出热量 【答案】C 【解析】．理想气体做等温变化，由玻意尔定律 可知气体膨胀，气体压强减小，A错误，C正确； 由于气体温度不变，故一定质量的理想气体内能不变，B错误； 气体膨胀，气体对外界做功，即，而气体的温度不变，即内能不变，根据热力学第一定律 可知包装袋中气体从外界吸收热量，D错误。 9 （湖北省2025届八校三统联考)如图，某汽车机舱盖的支撑杆由汽缸和活塞组成。打开机舱盖时，汽缸内密闭压缩气体膨胀，将机舱盖顶起。在此过程中，汽缸内气体可视为理想气体，忽略缸内气体与外界的热交换。对于汽缸内的气体，下列说法正确的是（　　） A 对外做正功，内能增大 B. 对外做负功，内能减小 C. 对外做正功，分子平均动能增大 D. 对外做正功，分子平均动能减小 【答案】D 【解析】根据题意，忽略缸内气体与外界的热交换，由热力学第一定律可知，气体对外做正功，内能减小，温度降低，分子平均动能减小，气体对外做负功，内能增加，温度升高，分子平均动能增大。故选D。 10. （2025届信阳潢川县一高和高级中学二模联考）列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振，空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若汽缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中（　　） A. 上下乘客时，气体的内能变大 B 上下乘客时，气体从外界吸热 C. 剧烈颠簸时，外界对气体做功 D. 剧烈颠簸时，气体的温度不变 【答案】C 【解析】．上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换，可知气体温度保持不变，气体内能保持不变，在气体压缩的过程中，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体对外界放热，AB错误； 剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换，在气体压缩的过程中，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，温度升高，C正确，D错误； 11. （河西区2024-2025 学年度第二学期高三年级总复习质量调查（二））如图甲所示是战国时期的竹节柄铜汲酒器。把汲酒器竖直放入水中，柄部在上、荷蕾形器在下，水由底部圆孔进入荷蕾形器中后，用拇指压住柄侧面的方孔，将汲酒器内的气体密封，如图乙所示。再把汲酒器缓慢提起并悬停在空中，如此便将水“汲”起，如图丙所示。汲酒器内封闭的气体视作理想气体，提起过程封闭气体体积不断增大，环境温度保持不变，则以下说法正确的是（　　） A. 提起汲酒器的过程中，封闭气体的分子平均动能不断增大 B. 提起汲酒器的过程中，封闭气体的压强不断减小 C. 提起汲酒器的过程中，外界对封闭气体做功 D. 提起汲酒器过程中，封闭气体向外界放热 【答案】B 【解析】．汲酒器内的气体被密封，环境温度保持不变，则该过程为等温变化，封闭气体的温度不变，则封闭气体的分子平均动能不变，故A错误； 提起过程封闭气体体积不断增大，环境温度保持不变，根据公式，则封闭气体的压强不断减小，故B正确； 提起汲酒器的过程中，气体体积增大，封闭气体对外界做功，故C错误； 根据热力学第一定律 ，由于温度保持不变，  ，气体对外做功，则  ，则 ，即气体从外界吸热，故D错误。 12. （2025年5月福建省三明市高三质量检测） 如图，一开口向上竖直放置的圆柱形导热容器，用导热活塞密封一定质量的理想气体。初始时容器内气柱的高度为h、温度为T0。当外界环境温度变化后，活塞缓慢上升后再次平衡，不计活塞与容器间的摩擦，此时容器内气体的温度为________。该过程气体内能________（填“增大”“减小”或“不变”），气体向外界________（填“吸热”或“放热”）。 【答案】 ①. ②. 增大 ③. 吸热 【解析】设被活塞封闭的一定质量的理想气体初始时压强为p1，对活塞，根据平衡条件有 解得 当容器从外界吸收一定热量之后，被封闭的理想气体发生等压变化，初态 末态 设末态温度为T1，根据盖-吕萨克定律有 代入数据解得 气体温度升高，气体内能增大，又气体对外做功，结合热力学第一定律有，容器内气体从外界吸收热量。 13. （山西吕梁市2025年高三年级第三次模拟考试） 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 【解析】（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。 14. (2025年4月浙江稽阳联谊学校高三联考) 如图所示，一导热良好的圆柱形汽缸竖直放置于水平地面上，横截面积，用质量m=2kg厚度不计的活塞密封一定质量的理想气体。初始时活塞与汽缸底部距离，与汽缸底部距离处有一固定卡环，外界大气压，初始气体状态1温度。现缓慢加热气体，加热至气体状态2温度时停止。忽略活塞与汽缸间摩擦，重力加速度。 （1）如图乙所示两条曲线为气体状态1和2的分子速率分布曲线，状态2对应的曲线为_______（填A或B），气体温度从300K至400K过程中，单位时间撞击单位面积汽缸壁的分子数_______（填“增大”、“不变”或“减小”） （2）求状态2的气体压强。 （3）若从状态1到状态2过程中气体吸收热量Q=120J，求外界对气体做的功W及气体内能变化。 【答案】（1）B，减少 （2） （3）-21J，99J 【解析】(1)[1]状态2温度高，分子平均速率大，对应曲线B； [2]对活塞受力分析，根据平衡条件可得 解得 气体先做等压变化，根据盖-吕萨克定律可知 解得 接下来气气体温度从300K至400K过程为等压变化，单位时间内单位面积汽缸壁受到撞击力不变，但每次分子撞击力变大，故撞击次数减少。 (2)气体先发生等压变化，接下来气体做等容变化，根据查理定律可得 解得 (3)外界对气体所做的功 由热力学第一定律得 15. （湖南娄底市2025届高三4月教学质量检测）夏天，某同学设计了如图所示的估测室温的装置。用质量为的绝热活塞和导热良好的汽缸封闭一定质量的理想气体，活塞的横截面积为，室温时测得活塞到汽缸底部的距离为。将汽缸竖直放置于同一房间的冰水中，已知冰水温度恒为，活塞缓慢下降，稳定时测得活塞到汽缸底部的距离为，已知大气压强为，不计活塞与缸壁间的摩擦。 （1）求室温； （2）若已知该气体内能与温度满足为已知量，求在上述过程中该气体向外释放的热量。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）由等压变化得 解得 （2）根据公式，得初、末状态的气体的内能为 内能变化量为 活塞缓慢下降，设气体压强为，对活塞受力分析可得： 气体经历等压变化，外界对气体做功为 由热力学第一定律 得气体向外界释放的热量 16. （江西吉安一中2025学年度下学期全真模拟考试）济南趵突泉是中国著名的风景名胜，泉水一年四季恒定在18℃左右。严冬，水面上水气袅袅，像一层薄薄的烟雾，一边是泉池幽深，波光粼粼，一边是楼阁彩绘，雕梁画栋，构成了一幅奇妙的人间仙境。在水底有很多小孔冒出微小气泡，可以看到气泡在缓慢上升过程中体积逐渐变大且没有破裂。假设初始时小气泡（可视为理想气体）体积，气泡上升过程中内外压强相同。已知泉水水深，大气压强，水的密度，重力加速度g取。 （1）求气泡到达水面时的体积； （2）已知气泡上升过程中对外界做功，判断气泡是吸热还是放热，并求出热量的数值。 【答案】（1） （2）吸热， 【解析】（1）气泡在深度时，压强为 解得 水温不变，根据玻意耳定律有 解得 （2）温度不变，内能不变，根据热力学第一定律有 体积变大，气泡上升过程中对外界做功，则有 解得气泡从外界吸收热量 17. （2025年5月山东潍坊市高考三模）某同学利用铝制空饮料罐制作的简易温度计如图所示，接口处插入一根透明吸管后用蜡密封，并在吸管内引入一小段长度可忽略的油柱。罐口外部吸管的长度为，当外界温度为时，油柱恰好位于吸管的最右侧，当外界温度缓慢降低到时，油柱恰好位于外部吸管的最左侧。已知外界大气压强恒为，吸管的厚度不计、横截面积为，罐内气体可视为理想气体。 （1）求该饮料罐内部的体积V； （2）若该温度计的油柱从外部吸管的最右侧缓慢移动到最左侧的过程中，封闭气体的内能减少1.2J，求该过程中密封气体放出的热量Q。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）封闭气体的变化过程为等压变化过程，由盖-吕萨克定律则有 其中、 解得 （2）温度降低，内能减小， 温度降低，体积减小，外界对气体做功为 根据热力学第一定律 得 放出热量为2J 18. （2025年5月四川宜宾市三模）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） 【解析】（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 1 学科网（北京）股份有限公司 $