2027届人教版高考物理一轮复习讲义（直击高考）（提高班）（知识点+模拟分类+真题分类）专题 十八 热学

该高中物理高考复习讲义聚焦热学专题，涵盖分子动理论、理想气体状态方程、热力学定律等核心考点，按“知识点逻辑层次-题型分类-真题对接”架构展开，通过考点梳理（如分子势能变化规律）、方法指导（如气体状态方程应用技巧）、真题训练（分活塞、液柱等题型），帮助学生系统突破热学难点。 讲义突出模型建构与科学推理，如引导学生推导理想气体密度式并结合活塞问题建立状态变化模型，强化物理观念与科学思维。设置基础巩固、真题变式、综合应用分层练习，配合易错点（如热力学温度使用）专项指导，助力学生高效掌握解题策略，为教师把控复习节奏提供清晰框架。

专题十八 热学 知识点1　分子力与分子势能 1. 分子力简化公式（理想化模型，高考常考定性判断）： 当分子间距离 （平衡距离，数量级 ）时，分子引力等于分子斥力，分子力 ； 当 时，分子斥力大于引力，分子力表现为斥力，近似公式：； 当 时，分子引力大于斥力，分子力表现为引力，近似公式：； 当 时，分子力近似为0（高考常考该临界条件，判断分子力是否可忽略）。 2. 分子势能公式（高考定性为主，定量偶考）： （1）核心关系：（高考不要求积分计算，仅需掌握变化规律）； （2）关键结论：① 当 时，分子势能最小（且为负值，高考常考“分子势能最小值”的判断）；② 时，r减小，分子势能增大（斥力做负功）；③ 时，r增大，分子势能先增大后趋于0（引力做负功，直至分子力为0，势能不变）。 知识点2 理想气体状态方程 1. 核心公式（一定质量的理想气体）： （1）理想气体状态方程（通用式）：（C为常量，由气体质量和种类决定）； （2）密度式（高考高频推导式）：； 说明：① p为气体压强（单位：Pa），V为气体体积（），T为热力学温度（K）， 为气体密度；② 推导逻辑：由 得 ，代入理想气体状态方程，消去m（一定质量），得到密度式；③ 高考易错点：必须用热力学温度T，不能用摄氏温度t。 2. 三个特殊状态推导式（高考常考，直接应用）： （1）等温变化（T不变）：（玻意耳定律，高考选择题、计算题常考，如气缸问题）； （2）等容变化（V不变）：（查理定律，常结合温度变化考查压强计算）； （3）等压变化（p不变）：（盖-吕萨克定律，多结合气缸活塞移动问题考查）。 3. 理想气体压强微观解释（高考选择题定性考查）： 说明：n为分子数密度，m为单个分子质量， 为分子速率平方的平均值；核心结论：气体压强与分子数密度n、分子平均动能成正比（温度越高、分子数密度越大，压强越大）。 知识点3 热力学定律 1. 热力学第一定律（能量守恒，高考核心）： 说明：① 符号规定（高考易错点，必须牢记）： - Q：气体吸热，Q为正；气体放热，Q为负； - W：外界对气体做功，W为正；气体对外界做功，W为负（气体体积增大时，W为负；体积减小，W为正）； - ：气体内能变化， 内能增加， 内能减少； ② 理想气体内能：仅与温度有关，（温度不变，，如等温变化）。 2. 热功当量（高考仅考查概念，无需计算）：（1卡热量等于4.2焦耳功，体现能量守恒）。 3. 热力学第二定律（高考定性考查，多为选择题）：无具体公式，核心结论为“热传递具有方向性”“不可能从单一热源吸热全部转化为功而不引起其他变化” 1、 分子动理论 1．（2026·海南海口·二模）对于下列有关热现象的描述中，说法正确的是（     ） A．单晶体有各向异性是由于组成晶体的微粒呈现有序排列的结果 B．质量相同的氢气和氧气，温度高的气体分子平均动能一定较大，其内能也一定较大 C．第二类永动机不能制成，因为它违背了能量守恒定律 D．表面张力是由于液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离，且小于分子平衡距离，表面层液体分子间作用力表现为引力而产生 【答案】A 【详解】A．单晶体内部的物质微粒按规则有序排列，不同方向上微粒的排布密度、间距等存在差异，因此宏观表现出物理性质各向异性，故A正确； B．分子平均动能仅由温度决定，温度高的气体分子平均动能确实更大，但理想气体内能等于分子数与分子平均动能的乘积；质量相同的氢气和氧气，氢气的摩尔质量远小于氧气，分子数多于氧气，因此即使氧气温度稍高，总内能仍可能小于氢气，内能不一定更大，故B错误； C．第二类永动机不违背能量守恒定律，它违背的是热力学第二定律，因此无法制成，故C错误； D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，也大于分子平衡距离，分子间作用力表现为引力，从而产生表面张力，故D错误。 故选A。 2．（2026·浙江宁波·二模）如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面紧密排列成直径为的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直径约为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】48个铁原子组成一个圆，圆的周长等于48个铁原子直径之和，设铁原子的直径为d，则有 可得铁原子的直径为 故选A。 3．（2026·山东菏泽·二模）如图所示，将倒扣导热玻璃管缓慢上提至管内外水面齐平（下端未离开水面）。下列关于管内气体的说法正确的是（　　） A．分子平均动能不变，分子碰撞器壁频率降低 B．单位体积内分子数减少，管内气体压强增大 C．分子间平均距离增大，分子间引力作用增强 D．气体对外做功并从外界吸收热量，每个气体分子内能不变 【答案】A 【详解】AB．玻璃管导热，则管内外气体的温度总相等，则气体温度不变，则气体分子平均动能不变，气体压强减小，体积变大，气体分子数密度减小，可知分子碰撞器壁频率降低，A正确，B错误； C．气体体积变大，则分子间平均距离增大，但分子间引力作用可认为为零，不变，C错误； D．气体体积变大，则气体对外做功，因气体温度不变，内能不变，则气体从外界吸收热量，而气体内能是指大量气体分子的总动能和分子势能之和，单个气体分子内能没有意义可言，D错误。 故选A。 4．（2026·北京海淀·二模）关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是由于对流、重力等外界作用引起的 B．分子势能的大小由分子间的相对位置决定 C．液体温度越低、悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显 D．做加速运动的物体，其分子热运动的平均动能会增大 【答案】B 【详解】A．扩散现象的本质是分子的无规则热运动，即使没有对流、重力等外界作用也能发生，故A错误； B．分子势能由分子间相互作用产生，其大小仅由分子间的相对位置决定，故B正确； C．布朗运动的剧烈程度满足：温度越高、悬浮颗粒越小，布朗运动越明显，温度越低、颗粒越大时布朗运动越弱，故C错误； D．分子热运动的平均动能仅与温度有关，和物体宏观的机械运动速度无关，故D错误。 故选B。 5．（2026·北京海淀·三模）关于分子的热运动，下列说法正确的是（　　） A．由于物体被举高，组成物体的分子的分子势能增大 B．分子间的作用力为0时分子势能最小 C．同一个物体，运动时的内能一定比静止时的内能大 D．用气筒给自行车车胎打气时要用力才能压缩空气，这说明空气分子间存在斥力 【答案】B 【详解】A．分子势能由分子间的相对位置决定，物体被举高仅使宏观重力势能增大，分子间相对位置不变，分子势能不变，故A错误； B．当分子间的作用力为0时，分子间距为平衡距离，此时无论分子间距增大还是减小，分子力均做负功、分子势能增大，因此分子间的作用力为0时分子势能最小，故B正确； C．内能是物体内所有分子热运动动能与分子势能的总和，和物体宏观机械运动的速度无关，运动的物体仅机械能的动能更大，内能不一定更大，故C错误； D．气体分子间距远大于平衡距离，分子间作用力可忽略，打气时费力是因为封闭气体存在压强，是大量分子频繁碰撞器壁的宏观效果，和分子斥力无关，故D错误。 故选B。 2、 活塞问题 1．（2026·海南·模拟预测）如图1所示，一导热良好且内壁光滑的汽缸内封闭有一定量的理想气体，将汽缸置于温度为的室内时，活塞稳定在离汽缸底为的处。如图2所示，将汽缸置于该室内恒温的冷水中后，活塞从处缓慢下降后稳定在处。已知室内压强不变，，则冷水的温度为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】对活塞受力分析可知，汽缸内气体压强不变，将汽缸置于冷水中后，封闭气体做等压变化，根据 其中，设汽缸的底面积为，则理想气体的初始体积为；理想气体的最终体积为；初始温度为，联立解得 即冷水的温度为17℃。 故选A。 2．（2026·湖北黄冈·二模）如图所示，气缸水平放置，气缸和光滑活塞为绝热材料。初始时气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞处于静止状态，现对气缸内气体缓慢加热，下列说法正确的是（　　） A．气体压强增大 B．气体内能增大 C．所有气体分子动能均增大 D．气体对外做功大于气体吸收的热量 【答案】B 【详解】A．气缸水平放置、活塞光滑无摩擦，气体压强始终不变，故加热过程压强不变，故A错误； B．对气体缓慢加热，气体温度升高，理想气体内能仅由温度决定，故内能增大，故B正确； C．温度是分子平均动能的标志，温度升高仅代表分子平均动能增大，并非所有分子动能均增大，故C错误； D．绝热过程只能从电热丝吸热，气体膨胀对外做功，即，温度升高，内能增大，即，根据热力学第一定律 可知，故D错误。 故选B。 3．（2026·湖南常德·模拟预测）如图所示，倾角为的光滑斜面固定放置，一内壁光滑的汽缸先固定在斜面上，横截面积为、质量为的活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸内，稳定时缸内气柱的长度为，温度为，改变气体的温度，解除固定后让汽缸沿着斜面下滑，稳定时缸内气柱的长度仍为，已知大气压强为、重力加速度为，理想气体的内能变化量与温度变化量的关系式为（为已知常量），所有温度为热力学温度。求： (1)汽缸被固定时，缸内气体的压强； (2)汽缸沿斜面下滑稳定时，缸内气体的压强； (3)汽缸被固定到沿斜面下滑稳定，缸内气体内能的减少量 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）汽缸被固定时，对活塞进行受力分析，由力的平衡可得 结合 解得 （2）汽缸沿斜面下滑稳定时，对整体由牛顿第二定律可得 则活塞即整体的加速度为 对活塞进行受力分析，由牛顿第二定律可得 解得 （3）由于气体做等容变化，根据查理定律可得 解得 汽缸被固定到沿斜面下滑稳定，缸内气体内能的减少量为 4．（2026·湖南岳阳·三模）如图所示，一个导热良好的圆柱形汽缸竖直放置，外界环境温度为301 K不变，质量m=2 kg、横截面积的活塞封闭某理想气体，静止时活塞与容器底部的距离为h=24 cm，在活塞上轻放一小物块，活塞下降3 cm后恰好再次平衡，大气压强，不计摩擦，g取10 m/s2。 (1)求小物块的质量； (2)缓慢升高环境温度使活塞再次静止在初位置，求此时气体的温度。 【答案】(1)6 kg (2)344 K 【详解】（1）初状态活塞静止时，根据受力平衡条件 解得 设小物块的质量为，末态活塞静止时，根据平衡条件 容器内气体等温变化，根据玻意耳定律 解得 （2）活塞回到初位置的过程中，容器内气体为等压变化，根据盖吕萨克定律 解得 5．（2026·浙江·模拟预测）如图所示，P、Q是两个质量和厚度均不计的活塞，可在竖直固定的两端开口的汽缸内无摩擦地滑动，其面积分别为S1=5cm2、S2=1cm2，它们之间用一根长为、质量m=2kg细杆连接，静止时汽缸中气体的温度T1=600K，活塞P下方气柱（较粗的一段气柱）长为d=12cm，已知大气压强p0=1×105Pa，g=10m/s2，缸内气体可看作理想气体，活塞在移动过程中不漏气。 (1)求活塞静止时汽缸内气体的压强； (2)若缸内气体的温度逐渐降为T2=300K，且该过程中缸内气体的内能减小16J，求： a.活塞下移的距离h； b.气体放出的热量Q。 【答案】(1)1.5×105Pa (2)a.，b.-20.8J，放出热量20.8J 【详解】（1）对两个活塞的整体受力分析可得     解得p=1.5×105Pa （2）由以上分析可知逐渐降温的过程中活塞始终受力平衡，内部气体为等压变化，则 其中， 解得 活塞下降的过程对内部气体用热力学第一定律得 其中 解得Q=-20.8J 即放出热量为20.8J。 3、 液柱问题 1.（2026·重庆九龙坡·模拟预测）如图甲所示，导热性能良好的玻璃管开口向下倒立在水槽中，将玻璃管缓慢竖直向下移动一段距离至如图乙所示位置（玻璃管未与水槽底部接触），此过程环境温度不变，管中气体可视作理想气体。则该过程中管中气体（     ） A．体积不变 B．分子平均动能增大 C．从外界吸收热量 D．压强增大 【答案】D 【详解】D．由图可知，图甲状态下，理想气体的压强等于外界气体压强；图乙状态下，理想气体压强大于外界气体压强，即管中气体的压强增大，故D正确； A．环境温度不变，即管中气体温度不变，根据玻意耳定律可知，管中气体体积变小，故A错误； B．因为管中气体的温度不变，所以管中气体的分子平均动能不变，故B错误； C．因为管中气体的温度不变，所以管中气体的内能不变，即 管中气体体积变小，所以外界对气体做功，即 根据热力学第一定律 可知，管中气体向外界放出热量，故C错误。 故选D。 2．（2026·重庆·模拟预测）如图所示，某同学将一根两端开口的细玻璃管竖直插入盛有水的烧杯中，用手指按住玻璃管上端开口处，然后向下缓慢移动一段距离，管内封闭空气可视为理想气体。若整个过程中，气体温度保持不变，则管内气体（　　） A．内能变大 B．体积不变 C．从外界吸热 D．压强增大 【答案】D 【详解】AD．假设大气压强为，玻璃管质量为��，横截面积为��，内部气体压强为��，则有施加向下的压力F后，有可见封闭气体压强变大。气体发生等温变化，温度不变。理想气体的内能变化量与温度有关，温度不变，气体内能不变，故A错误，D正确； B．气体发生等温变化，变大，根据玻意耳定律 可知气体体积减小，故B错误； C．气体体积变小，外界对气体做正功，即温度不变，内能不变，即根据 可知即气体放热，故C错误。 故选D。 3.（2026·海南·模拟预测）如图1所示为左端开口、右端封闭的U形管，管高为，水平部分的体积不计。现沿左管壁缓慢注入水，将右管中的空气（视为理想气体）封闭在右管中。若大气压强为，水的密度为，重力加速度大小为，管内气体温度不变，当右管内水柱高为时，如图2所示，则左右两管的水面高度差为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设右管横截面积为，初始时右管内全为封闭空气，压强，体积 注入水后，右管内水柱高为，因此封闭空气柱长度为 体积 设末态封闭气体压强为，气体温度不变，由玻意耳定律 代入得 约去后解得 封闭气体压强满足平衡关系 代入得 整理得 故A正确。 4.（25-26高三上·湖北襄阳·期末）上端封闭、下端开口的导热玻璃管倒扣在水槽中，处于静止状态。现缓慢向下按压玻璃管、管上端未进入水面，如图所示。则此过程中管内（　　） A．气体分子数密度变小 B．气体分子平均动能变大 C．水面上升 D．气体放热 【答案】D 【详解】BC．按压玻璃管，假设管内水面不动，其与水槽内的水面高度差h不变，则管内气体体积减小，气体温度不变，根据理想气体状态方程 可知管内气压增大，该结论与管内气压矛盾，故假设不成立，管内气压的增大必然导致管内水面下降，同时气体分子平均动能由温度决定，可知气体分子平均动能不变，故BC错误； A．根据理想气体状态方程 管内气压增大，气体温度不变，可知管内气体体积减小，气体分子数密度增大，故A错误； D．管内气体体积减小，外界对气体做功；气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律 可知气体放热，故D正确。 故选D。 5．（2026·安徽合肥·模拟预测）如图所示，某自动洗衣机洗衣缸的下部与一个竖直均匀细管相通。细管上部封闭，内部有一段空气柱，并与压力传感器相连。洗衣缸进水时，细管中的水位会随之上升，管内空气柱被压缩。已知细管刚进水时，管中被封闭的空气柱长度为，管内空气压强等于大气压强，温度与环境温度相同。设整个过程中细管内气体温度保持不变，水的密度，重力加速度，细管的横截面积为。正常工作时，当空气柱长度被压缩到时，压力传感器应触发控制装置关闭进水阀。但由于细管上部密封不严，有部分气体漏出，导致空气柱长度被压缩到时，压力传感器才触发关闭进水阀。 (1)求正常工作时，空气柱长度被压缩到时洗衣缸内水面与细管内水面的高度差； (2)求出由于细管密封不严，漏出气体的体积（以初始状态为参照，即漏出气体在压强、温度不变条件下所占的体积）。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 解得 又 解得 （2）压力传感器触发压强仍为。漏气后，空气柱被压缩到 时管内的剩余气体压强才达到，根据玻意耳定律有 解得 6．（2026·湖南·一模）如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直固定放置，管中有一段水银柱，左管开口，右管中封闭一段气柱，左管中水银面比右管中水平面低，大气压强为，求： (1)右管中封闭气体的压强； (2)在左管中倒入长的水银柱，结果左右两管中水银液面相平，气体温度不变，则开始时右管中封闭气柱长为多少。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）右管中封闭气体的压强为 （2）设原来右管中封闭气柱长为，根据题意可知，倒入水银柱后，右管中封闭气柱的长为，气体发生等温变化，则 解得 7．（2026·湖北武汉·模拟预测）如图所示，一根长、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用长的水银柱封闭了一段长的空气柱。大气压强，玻璃管周围环境温度为300 K。 (1)若向管内再加入长的水银柱，稳定后玻璃管中气柱长度是多少？ (2)若保持玻璃管竖直放置，缓慢升高管内气体温度，要使管内水银不溢出，求管内气体的最高温度为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设玻璃管横截面积为。初状态气体压强 气柱长度。加入水银后，末状态水银柱高度 气体压强 气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 代入数据解得 此时气柱与水银柱总长，水银未溢出，符合题意。 （2）初始状态温度，气柱长度。缓慢升温过程中，气体压强保持不变，发生等压变化。当水银柱上表面恰好到达管口时，气柱长度最大，温度最高。最大气柱长度 根据盖-吕萨克定律有 代入数据解得 4、 气体图像问题 1.（2026·山西忻州·模拟预测）如图所示，、、、表示一定质量的理想气体循环过程中的四个状态，其中的延长线过原点，平行于轴，平行于轴，下列说法正确的是（    ） A．从状态到，可能在绝热条件下进行 B．从状态到，气体对外做的功等于气体吸收的热量 C．从状态到，气体体积不变 D．从状态到，气体对外做功，吸收热量 【答案】B 【详解】A．是等压过程（平行轴，不变），升高，因此 由盖-吕萨克定律，升高则增大，气体对外做功，则 根据热力学第一定律 得，过程必须吸热，不可能绝热，故A错误； B．是等温过程（平行轴，不变），因此 由玻意耳定律，减小则增大，气体对外做功，则 根据热力学第一定律得 得，即气体对外做的功等于吸收的热量，故B正确； C．延长线过原点，说明是等容线，而的斜率小于的斜率，由 得，因此过程体积减小，故C错误； D．在过原点的直线上，斜率不变，因此体积不变，气体做功，并不对外做功；仅温度升高、内能增大、吸热，故D错误。 故选B。 2．（2026·天津河北·三模）水中小气泡内气体可视为质量不变的理想气体，气体从状态Q等温膨胀至状态R，再绝热收缩至状态S，其图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．Q→R过程中，气体放出热量 B．Q→R过程中，气体对外做功 C．R→S过程中，气体内能不变 D．R→S过程中，气体温度降低 【答案】B 【详解】AB．Q→R过程中，温度不变，则内能不变；体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知气体吸收热量。故A错误，B正确； CD．R→S过程中，绝热收缩，说明气体和外界没有热传递，体积减小，外界对气体做正功，气体内能增加，温度升高。故CD错误。 故选B。 3．（2026·河南·三模）如图所示，汽缸内封闭的一定质量的理想气体，经历了a→b→c→a一个完整循环过程，其p-V图像如图所示。已知a→b过程图线为双曲线的一部分，下列说法正确的是（     ） A．气体在状态a时的体积为2V0 B．a→b过程中，外界对气体所做的功等于气体向外界放出的热量 C．b→c过程中，气体对外界所做的功为3p0V0 D．c→a过程中，气体向外界放出的热量小于气体内能的减少量 【答案】B 【详解】A．由题意可知，过程图线为双曲线的一部分，对于一定质量的理想气体，这意味着（常数），即该过程为等温过程，故 根据玻意耳定律有， 由图可知，， 代入解得，故A错误； B．过程中，气体温度不变，理想气体内能只与温度有关，故内能不变，即。气体体积减小，外界对气体做功。根据热力学第一定律 可得，即气体向外界放出的热量等于外界对气体所做的功，故B正确； C．由图可知过程为等容过程，故 过程为等压膨胀过程，气体对外界所做的功，故C错误； D．过程中，气体体积不变，外界对气体不做功，即。压强减小，温度降低，内能减少。根据热力学第一定律 可知，即气体向外界放出的热量等于气体内能的减少量，故D错误。 故选B。 4.（2026·山东潍坊·三模）一定质量的理想气体，经历的状态变化过程，外界对气体做的总功为，气体内能的总改变量为，若，，则该过程的图像可能为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】经历的状态变化过程，总功（外界对气体做正功），（气体内能减少）。 理想气体内能仅与温度有关，根据理想气体状态方程，乘积与温度成正比，因此，说明末态乘积小于初态乘积。 A．体积增大，气体对外做负功，大小为图中直线下方的面积；体积减小，外界对气体做正功，大小为图中直线下方的面积； 由图可知，负功大于正功，总功，不符合要求，故A错误； B．图中初态与末态体积相同，，因此末态，故B错误； C．体积不变，做功为；体积减小，外界对气体做功，总功，符合要求。 图中初态与末态压强相同，末态，完全符合条件，故C正确； D．体积不变，做功为；体积增大，气体对外做功，总功，不符合要求，故D错误。 故选C。 5．（2026·北京昌平·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c，下列说法正确的是（　　） A．从a到b，气体体积减小 B．从a到b，气体对外界做功 C．从b到c，气体内能减小 D．从b到c，气体从外界吸热 【答案】D 【详解】AB．由图可知，从状态a到状态b，图线经过坐标原点，所以气体的体积不变，气体对外界不做功，故AB错误； CD．从状态b到状态c，气体压强不变，温度升高，内能增大，体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故C错误，D正确。 故选D。 6．（2026·北京丰台·二模）封闭在气缸中的一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其p-V图像如图所示。该过程中，下列说法正确的是（　　） A．气体与外界不存在热传递 B．气体分子的平均动能增大 C．单位体积内气体分子的数密度不变 D．气体吸收的热量小于封闭气体对外做的功 【答案】B 【详解】B．图像可知从A到B过程，气体压强不变，体积增大，根据盖-吕萨克定律，可知该过程温度升高，温度是分子平均动能的标志，温度升高则气体分子的平均动能增大，故B正确； C．从A到B过程，气体压强不变，温度升高，体积增大，分子数密度减小，故C错误； AD．从A到B过程，气体温度升高，内能增大，体积增大，气体对外做功W<0，根据热力学第一定律，可知Q>0，则气体吸收的热量大于封闭气体对外做的功，故AD错误。 故选B。 7．（2026·江苏徐州·模拟预测）一定质量的理想气体经历了的循环，其图像如图所示，其中过程气体分子的平均动能不变，过程气体压强不变，则（     ） A．过程，气体的压强与体积乘积增大 B．过程，气体分子单位时间单位面积碰撞次数增多 C．过程，气体内能可能减小 D．整个过程中气体放出热量和吸收热量相等 【答案】B 【详解】A．过程，气体分子的平均动能不变，对于理想气体，这意味着温度不变。根据理想气体状态方程（常数），可知乘积保持不变，故A错误； B．过程，气体压强不变，由图可知体积减小。根据理想气体状态方程，可知温度降低，分子的平均动能减小，单个分子对器壁的平均撞击力减小。压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的，宏观上压强不变，微观上必然是单位时间单位面积碰撞次数增多，以补偿单个分子撞击力的减小，故B正确； C．过程，由图可知体积不变，压强增大。根据查理定律，可知温度升高。理想气体的内能只由温度决定，温度升高，内能一定增大，故C错误； D．整个循环过程，气体回到初始状态，内能变化量，在图像中，图线与轴围成的面积表示功。过程气体体积增大，对外做功（对应曲线下方的面积）；过程气体体积减小，外界对气体做功（对应线段下方的面积）；过程体积不变，不做功。由图可知曲线下方的面积大于线段下方的面积，即，整个过程中气体对外做净功。根据热力学第一定律（为气体吸收的净热量），可得，即气体吸收的热量大于放出的热量，故D错误。 故选B。 8．（2026·重庆江津·三模）如图所示，一定质量的理想气体可经两个不同的过程从状态A变化到状态C，则（     ） A．气体在状态A和在状态C时，气体分子热运动的平均动能相同 B．A→B→C过程，气体的温度先降低后升高 C．A→B→C和A→D→C过程，气体吸收的热量相同 D．状态A和状态B，气体分子在单位时间内撞击单位面积的平均次数相同 【答案】A 【详解】AC．对A和C状态分析，可得A和C状态下体积与压强的乘积均为，根据理想气体状态方程 可知对于一定质量的理想气体，状态A和C的温度相同，气体分子热运动的平均动能相同，气体的内能相同， 根据热力学第一定律 可知A→B→C与A→D→C过程，所围成的面积不相同，故气体对外界做功不相同，故气体吸收的热量不相同，故A正确， C错误； B．A→B过程，由等压变化 可知气体体积增大，温度升高；B→C过程，由等容变化 可知压强变小，温度降低，则A→B→C过程，气体的温度先升高后降低，故B错误； D．A→B过程，气体体积增大，气体分子数密度减小，在单位时间内撞击单位面积的平均次数减少，故D错误。 故选A。 五、生活现象解析 1．（2026·河北沧州·三模）如图所示，在湖面下深处一条小鱼吐出一个气泡（气泡内的气体可看成理想气体），该气泡缓慢上升到湖面下深处。已知水的密度，重力加速度取，大气压强，湖水的温度视为不变。下列说法正确的是（     ） A．气泡的体积变为原来体积的倍 B．气泡的体积变为原来体积的倍 C．气泡内气体的内能减少 D．气泡内气体从外界吸热 【答案】D 【详解】AB．气泡在温度不变时遵循玻意耳定律 初态（10m深处）压强 末态（5m深处）压强 根据玻意耳定律，体积比为 因此体积变为原来的倍，故AB错误； CD．湖水的温度不变，气泡的温度不变，内能不变，气体膨胀，气体对外做功 根据热力学第一定律，有 可知气泡内气体从外界吸热，故C错误，D正确。 故选D。 2．（2026·广西桂林·三模）“工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示，热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖，在水面和杯盖间就封闭了一部分混合气体，过一段时间后杯盖被吸住。用力竖直向上提杯盖把盖碗缓慢提起，假设不漏气，忽略杯盖的重力。则（    ） A．被封闭气体的密度减小 B．被封闭气体从热水吸收的热量大于气体放出的热量 C．杯盖对盖碗的压力一定小于盖碗和水的总重力 D．把盖碗缓慢提起的过程中，被封闭气体的压强不变 【答案】A 【详解】AD.缓慢提起盖碗时，需要大气与封闭气体的压强差来平衡盖碗和水总重力，因此封闭气体压强减小，提起过程中封闭气体温度近似不变，由玻意耳定律可知气体体积变大，气体不漏气、质量不变，由，气体密度减小，故D错误，A正确； B.杯盖被吸住阶段，封闭气体温度下降，封闭气体内能，同时，由于外部大气压大于内部气压，杯盖下移使气体体积被压缩，外界对气体做功，由热力学第一定律，得，气体整体净放热，所以气体放出热量大于吸收热量，故B错误； C.杯盖对盖碗的弹力由内外气压差决定，提起时对盖碗和水受力分析，可简化表示为，当时，N可以大于盖碗和水总重力，则一定小于不成立，故C错误。 故选A。 3．（2026·山东日照·三模）如图所示，一根细长且内壁光滑的透明塑料管粗细均匀，管中有一小段水柱，下端插入一导热良好的空易拉罐，接口处用蜡密封好，整个装置竖直放置，罐内气体视为理想气体。下列说法正确的是（     ） A．若环境温度不变，大气压升高，罐内空气会对外界放热 B．若环境温度不变，大气压升高，则气体分子间的作用力增大 C．若环境温度升高，则罐内的每个气体分子的动能都增加 D．若环境温度升高，大气压不变，罐内空气增加的内能等于其从外界吸收的热量 【答案】A 【详解】A．环境温度不变，理想气体内能不变，即 大气压升高时，罐内气体压强增大，由玻意耳定律得，罐内气体体积减小，外界对气体做功，则 根据热力学第一定律，得，即罐内空气对外界放热，故A正确； B． 理想气体忽略分子间相互作用力，分子间作用力始终为0，不会随压强变化增大，故B错误； C． 温度升高，气体分子的平均动能增大，不是每个分子的动能都增加，部分分子动能可能减小，故C错误； D．环境温度升高、大气压不变时，罐内气体压强不变，由盖-吕萨克定律得，气体体积增大，气体对外做功，则 理想气体内能仅与温度有关，温度升高 根据热力学第一定律，得，即罐内空气增加的内能小于从外界吸收的热量，故D错误。 故选A。 4．（2026·北京朝阳·二模）如图所示，一种包装用的气泡膜内充满气体，气泡膜内气体可视为理想气体，在温度保持不变的情况下压缩气泡膜内的气体，则气泡内（　　） . A．分子无规则热运动加剧 B．气体压强增大 C．气体的内能增大 D．气体从外界吸收热量 【答案】B 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度保持不变，则分子的平均动能不变，分子无规则热运动的剧烈程度不变，故A错误； B．气体做等温变化，根据玻意耳定律可知，体积减小，压强增大，故B正确； C．理想气体的内能只与温度有关，温度保持不变，则气体的内能不变，故C错误； D．压缩气体，外界对气体做功，即 气体内能不变，即 根据热力学第一定律 ，可得 即气体向外界放出热量，故D错误。 故选B。 5．（2026·贵州毕节·三模）川藏铁路高海拔路段建设中，使用密封供氧钢瓶给工人供氧。供氧前，先在的营地给钢瓶充入氧气，再搬运到的施工区域。若钢瓶导热性能良好，体积不变且不漏气，氧气可视为理想气体，则钢瓶搬运到施工区域时，瓶内氧气（     ） A．内能减小 B．压强增大 C．吸收热量 D．所有分子的速率都减小 【答案】A 【详解】A．理想气体内能仅由温度决定，温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子平均动能减小，总内能减小，故A正确； B．由查理定律（、不变时为定值），热力学温度减小，则压强减小，故B错误； C．气体体积不变，对外做功，由热力学第一定律 已知，得，即气体放出热量，故C错误； D．温度降低对应分子平均速率减小，并非所有分子速率都减小，个别分子速率可能增大，故D错误。 故选A。 一、活塞问题 1．（2025年高考湖北卷物理真题T1--4变式题）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 【详解】 A．气体温度升高，体积减小，根据 气体压强变大，则外力F增加，选项A错误； B．气体温度升高，则气体内能变大，即∆U > 0，选项B正确； C．气体体积减小，则外界对气体做功，选项C错误； D．根据 热力学温度变为原来的2倍，体积减小，则气体压强大于原来的2倍，选项D错误。 故选B。 2.（多选）（2025年高考河南卷物理真题）如图，一圆柱形汽缸水平放置，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和，体积分别为和，。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 【详解】AB．由题干可知初始左右气体的压强相同，假设在升温的过程中板不发生移动，则由定容过程 可得左侧气体压强增加量多，则板向右移动；A正确B错误； CD．保持温度不变移动相同的距离时 ， 同理得， 若P不移动，则，故 ，则，向右移动，C正确D错误。 故选AC 3.（2026年高考云南卷物理高考真题（网络收集版））某同学制作了一个简易气动装置，可简化为如图所示的模型。水平汽缸A和竖直汽缸B固定在气压为的恒温环境中，其活塞a、b的横截面积分别为、。两汽缸通过细管连通，汽缸A内壁光滑，汽缸B内壁与活塞b间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个装置气密性和导热性良好。不计活塞的质量和厚度，重力加速度为g。 (1)打开气阀K，在活塞b上用轻质细线悬挂重物，逐渐增加重物的质量，当重物质量为m时活塞b刚要开始向下运动，求汽缸B内壁与活塞b间的最大静摩擦力大小； (2)在（1）问操作后关闭气阀K，封闭体积为的气体（视为理想气体），然后用水平拉力向右缓慢拉动活塞a，直到重物刚要开始向上运动，已知此过程中气体吸收的热量为Q，求该过程活塞a的位移大小及拉力对活塞a做的功； (3)在（2）问操作后继续缓慢拉动活塞a，使重物上升高度H，此时活塞b未到达汽缸B的顶部，求该过程中水平拉力对活塞a做的功。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）打开气阀K，对活塞b进行受力分析，当活塞b刚要开始向下运动时，在竖直方向上，重物的重力mg与最大静摩擦力f平衡，即 （2）在（1）问操作后关闭气阀K，则气体压强为，然后用水平拉力向右缓慢拉动活塞a，直到重物刚要开始向上运动，对活塞b，根据平衡条件有 设活塞a向右移动的位移为x，气体体积变为 因为缓慢拉动，气体做等温变化，根据玻意耳定律 联立解得 以气体为研究对象，根据热力学第一定律 其中 活塞对气体做功为 则气体对活塞做功为 对活塞，根据动能定理 解得拉力对活塞a做的功 （3）重物上升H过程中，活塞b匀速运动，气体压强保持不变，恒温下气体总体积不变，因此活塞a向右移动位移满足 得 拉力大小不变 拉力做功 联立解得 4.（2025年高考海南卷物理部分真题（1-6,14-18题））如图，竖直放置的汽缸内有一横截面积的活塞，活塞质量忽略不计，活塞与汽缸无摩擦且密封良好。若活塞保持静止，气缸内密封一定质量的理想气体，气体温度，气体体积。设大气压强，重力加速度 。 (1)若加热气体，使活塞缓慢上升，当气体体积变为，求气体温度； (2)若往活塞上轻放质量为的重物，且活塞下降过程中气体温度T0不变，求稳定后的气体体积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）活塞缓慢上升过程中，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律 代入数值解得 （2）设稳定后气体的压强为，根据平衡条件有 分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为，整个过程根据玻意耳定律 联立解得 二、液柱问题 5.（2026年高考河北卷物理高考真题（网络收集版））一款自动监测环境气压的装置由粗细均匀、导热良好的U形管和自动监测系统组成。如图所示，竖直放置的U形管右端开口，左侧管内用水银封闭了一定质量、可视为理想气体的空气。监测系统通过监测右侧液面的变化。结合温度即可得到环境气压。若外界温度下降的同时环境气压也发生了变化，导致形管右侧液面上升，忽略水银体积变化，则封闭气体的（     ） A．内能增加 B．压强增大 C．分子的数密度减少 D．分子热运动的平均动能不变 【答案】C 【详解】A．U形管导热良好，外界温度下降，因此封闭气体的温度也会下降。 理想气体的内能仅由温度决定，温度降低，内能减小，A错误； C． U形管水银总体积不变，右侧液面上升，说明左侧封闭气体的体积增大，封闭气体分子总数不变，因此单位体积的分子数（分子数密度）减少，C正确； B．根据理想气体状态方程 变形得 已知温度减小、体积增大，则封闭气体压强减小，B错误； D．温度降低，则分子热运动的平均动能减小，D错误。 故选 C。 6.（2025年高考江西卷物理真题）如图所示，一泵水器通过细水管与桶装水相连。按压一次泵水器可将压强等于大气压强、体积为的空气压入水桶中。在设计泵水器时应计算出的临界值，当时，在液面最低的情况下仅按压一次泵水器恰能出水。设桶身的高度和横截面积分别为H、S，颈部高度为l，按压前桶中气体压强为。不考虑温度变化和漏气，忽略桶壁厚度及桶颈部、细水管和出水管的体积。已知水的密度为，重力加速度为g。该临界值等于（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据题意，设往桶内压入压强为、体积为的空气后，桶内气体压强增大到，根据玻意耳定律有 泵水器恰能出水满足 联立解得 故选B。 7.（2025年高考福建卷物理真题）某智能洗衣机液位控制原理如图所示。洗衣缸中的水将一定质量的空气封闭在与底部相连的细管中，洗衣机通过压力传感器感知管中空气压强，从而控制水位。假设细管粗细均匀，进排水过程管中空气为理想气体，温度不变。某次排水过程中，管中封闭空气的压强为p1时，空气柱长度为；当封闭空气的压强为p2时，空气柱长度为___________ ，排水过程管中空气对外___________ 。（填“做正功”，“做负功”或“不做功”） 【答案】 做正功 【详解】[1]设细管的截面积为S，根据玻意耳定律有 可得 [2]根据题意当洗衣机内的水位下降时，空气柱长度变长，故内部气体对外界做正功。 8.（2025年高考湖南卷物理真题）用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为的空气柱。液柱长为h，密度为。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为，大气压强为。 (1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小； (2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长，细管开口向上竖直放置时空气柱温度。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度时，空气柱长度与竖直放置时相同。已知。根据该组实验数据，求重力加速度g的值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）竖直放置时里面气体的压强为 水平放置时里面气体的压强 由等温过程可得 解得 （2）由定容过程 代入数据可得 三、气体图像问题 9.（2025年高考天津卷物理真题）如图所示，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态A变化到状态C，则（　　） A．和过程，外界对气体做功相同 B．和过程，气体放出的热量相同 C．在状态A时和在状态C时，气体的内能相同 D．在状态B时和在状态D时，气体分子热运动的平均动能相同 【答案】C 【详解】A．根据，过程的压强总比过程的压强大，则过程外界对气体做功多，故A错误； B．同理可知过程外界对气体做功比过程大，根据热力学第一定律 可知过程气体放出的热量多，故B错误； C．根据理想气体状态方程结合题图可知状态A时和在状态C温度相等，则气体内能相同，故C正确； D．根据理想气体状态方程可知状态B的温度高于状态D的温度，则状态B气体分子热运动的平均动能大，故D错误。 故选C。 10．（2025年高考江苏卷物理真题）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（   ）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 【答案】C 【详解】AB．根据题意，一定质量的理想气体，甲乙两个状态下气体的体积相同，所以分子密度相同、分子的平均距离相同，故AB错误； C．根据题图可知，乙状态下气体速率大的分子占比较多，则乙状态下气体温度较高，则平均动能大，故C正确； D．乙状态下气体平均速度大，密度相等，则单位时间内撞击容器壁次数较多，故D错误。 故选C。 11.（多选）（2026年高考黑吉辽蒙卷物理高考真题（网络收集版））一定质量的理想气体由状态经状态、变化到状态，图像如图所示，则（     ） A．状态的温度比状态的高 B．状态的内能比状态的大 C．、过程气体对外做的功相等 D．过程气体对外做的功小于从外界吸收的热量 【答案】BD 【详解】A．根据题意，由图可知，从过程中，气体的压强不变，气体做等压变化，由于气体体积增大，则气体温度升高，可知，状态a的温度比状态b的低，故A错误； B．从过程中，结合图像，由理想气体状态方程有 解得 可知，状态b的温度比状态c的高，则状态b的内能比状态c的大，故B正确； C．根据图像的面积表示气体做功，由图可知，过程中，气体对外做功为 过程中，气体对外做功为 可知，、过程气体对外做的功不相等，故C错误； D．由图可知，过程气体的压强不变，气体做等压变化，由于气体体积增大，则气体温度升高，气体的内能增大，由热力学第一定律可知，过程气体对外做的功小于从外界吸收的热量，故D正确。 故选BD。 12.（多选）（2025年高考甘肃卷物理13、15试题）如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关，且随温度升高而增大。下列说法正确的是（   ） A．A→B过程为吸热过程 B．B→C过程为吸热过程 C．状态A压强比状态B的小 D．状态A内能比状态C的小 【答案】ACD 【详解】A．A→B过程，体积不变，则W=0，温度升高，则∆U>0，根据热力学第一定律∆U=W+Q 可知Q>0，即该过程吸热，选项A正确； B ．B→C过程，温度不变，则∆U=0，体积减小，则W>0，根据热力学第一定律∆U=W+Q 可知Q<0，即该过程为放热过程，选项B错误； C ．A→B过程，体积不变，温度升高，根据 可知，压强变大，即状态A压强比状态B压强小，选项C正确； D．状态A的温度低于状态C的温度，可知状态A的内能比状态C的小，选项D正确。 故选ACD。 13.（2025年高考陕西、山西、青海、宁夏卷物理真题）某种卡车轮胎的标准胎压范围为。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，温度为时，体积和压强分别为、；当胎内气体温度升高到为时，体积增大到为，气体可视为理想气体。 (1)求此时胎内气体的压强； (2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为，求胎内气体的内能增加量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体可视为理想气体，根据理想气体状态方程 整理代入数据得 （2）p-V图线与y轴围成的面积代表做功的大小，该过程气体体积增大，则气体对外做功，可得外界对气体做功为 由热力学第一定律 代入数据可得 四、生活现象解析 14．（2026年高考湖南卷物理高考真题（网络收集版））如图，一心形玩具气球内密封一定质量的理想气体和一个充有同种气体的弹性小气球，心形气球体积始终不变。在心形气球内，小气球内部气体压强大于外部气体压强，整个系统导热良好。初始时，小气球的体积为心形气球体积的一半。当温度缓慢升高时，忽略温度变化对气球材料性质的影响，下列说法正确的是（     ） A．小气球外部气体压强不变 B．小气球内部气体分子数与外部相等 C．小气球内部气体体积不变 D．小气球内部气体体积变大 【答案】D 【详解】设心形气球总体积为V（恒定），小气球体积为V1，外部气体体积V2 = V－V1，小气球内气体物质的量为n1，压强为p1；外部气体物质的量为n2，压强为p2。 B．初始时，且已知p1 > p2，由理想气体状态方程pV = nRT，得， 因为p1 > p2，所以n1 > n2，内外分子数不相等，故B错误； CD．当温度缓慢升高时，系统导热良好，内外气体温度始终相等。先假设升温过程中小气球体积不变，即V1与V2均保持初始值，两部分气体均发生等容变化，由p∝T知， 由于初始p1 > p2，因此Δp1 > Δp2 即内部气体压强的增加量大于外部气体压强的增加量。于是，若体积不变，升温后内外压强差p1－p2会变大。 但题目说明“忽略温度变化对气球材料性质的影响”，这意味着在相同体积（相同形变）下，弹性气球膜能提供的附加压强不随温度改变。初始平衡时，气体压强差等于膜提供的附加压强。升温后若体积不变，气体压强差将大于膜在同体积下能提供的附加压强，平衡被打破，小气球必然向外膨胀，即V1增大。因此，小气球内部气体体积变大，故C错误、D正确； A．升温后小气球体积V1增大，则外部气体体积V2 = V－V1减小。对外部气体，由理想气体状态方程 温度T升高，同时V2减小，故p2一定增大，故A错误。 故选D。 15.（2026年高考湖北卷物理高考真题（网络收集版））容器中封闭一定质量的理想气体。缓慢改变气体状态，使其体积变为初态的一半，压强变为初态的3倍。与气体的初态相比、末态（   ） A．气体的温度是初态的3倍 B．气体分子的平均动能更大 C．每个气体分子的速率都更大 D．单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数更少 【答案】B 【详解】根据理想气体状态方程 代入、，可得末态温度 A．末态温度是初态的1.5倍，不是3倍，故A错误； B．温度是分子平均动能的唯一宏观标志，末态温度更高，气体分子平均动能更大，故B正确； C．分子平均动能增大是统计规律，仅代表分子整体的速率分布向高速区偏移，不代表每个分子的速率都更大，故C错误； D．气体压强由单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数、分子平均碰撞冲量共同决定：末态温度升高，分子平均碰撞冲量增大，且压强变为初态的3倍，因此单位时间碰撞的分子数更多，故D错误。 故选B。 16．（2024年高考天津卷物理真题（缺1、2、5题））压缩空气储能是一种新型储能技术，其中涉及了空气的绝热膨胀和等温压缩过程，对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（    ） A．绝热膨胀过程，气体的内能增大 B．绝热膨胀过程，外界对气体做功 C．等温压缩过程，气体的压强不变 D．等温压缩过程，气体的内能不变 【答案】D 【详解】AB．绝热膨胀过程，理想气体与外界没有热量的交换，即Q=0，理想气体对外界做功，即W<0，由热力学第一定律，可知，即气体的内能减小，故AB错误； C．等温压缩过程，由玻意耳定律，可知气体的压强变大，故C错误； D．等温压缩过程，气体的温度保持不变，则内能不变，故D正确。 故选D。 17．（2025年高考重庆卷物理真题（1-11，15题））易碎物品运输中常采用缓冲气袋减小运输中冲击。若某次撞击过程中，气袋被压缩（无破损），不计袋内气体与外界的热交换，则该过程中袋内气体（视为理想气体）（　　） A．分子热运动的平均动能增加 B．内能减小 C．压强减小 D．对外界做正功 【答案】A 【详解】气袋被压缩且绝热（无热交换），视为理想气体。 AB．绝热压缩时外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能由温度决定，分子热运动的平均动能增加，故A正确，B错误； C．根据理想气体状态方程，体积减小，温度升高，可知压强增大，故C错误； D．气体体积减小，外界对气体做功，气体对外界做负功，故D错误。 故选A。 18．（2025年高考北京卷物理真题）我国古代发明的一种点火器如图所示，推杆插入套筒封闭空气，推杆前端粘着易燃艾绒。猛推推杆压缩筒内气体，艾绒即可点燃。在压缩过程中，筒内气体（　　） A．压强变小 B．对外界不做功 C．内能保持不变 D．分子平均动能增大 【答案】D 【详解】C．猛推推杆压缩筒内气体，气体未来得及与外界发生热交换，气体被压缩，体积减小，则外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，故C错误； A．气体内能增大，故其温度增大，又体积减小，根据理想气体状态方程，则气体压强增大，故A错误； B．气体被压缩，体积减小，则气体对外界做负功，故B错误； D．气体温度增大，则分子平均动能增大，故D正确。 故选 D。 19．（2025年高考河北卷物理真题）某同学将一充气皮球遗忘在操场上，找到时发现因太阳曝晒皮球温度升高，体积变大。在此过程中若皮球未漏气，则皮球内封闭气体（　　） A．对外做功 B．向外界传递热量 C．分子的数密度增大 D．每个分子的速率都增大 【答案】A 【详解】A．皮球体积变大，气体膨胀，对外界做功，故A正确。 B．太阳暴晒使气体温度升高，是外界对气体传热（气体吸热），而非气体向外界传递热量，故B错误。 C．皮球未漏气，分子总数不变，体积变大，分子的数密度减小，故C错误。 D．温度升高，分子平均动能增大，但并非每个分子速率都增大，只是“平均”情况，故D错误。 故选A。 20．（2025年高考安徽卷物理真题）在恒温容器内的水中，让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气，球内气体（可视为理想气体）温度不变，则气球上升过程中，球内气体（　　） A．对外做功，内能不变 B．向外放热，内能减少 C．分子的平均动能变小 D．吸收的热量等于内能的增加量 【答案】A 【详解】根据题意可知，气球缓慢上升的过程中，气体温度不变，则气体的内能不变，分子的平均动能不变，气体的体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，由于气体的内能不变，则吸收的热量与气体对外做的功相等。 故选A。 21．（2025年高考江苏卷物理真题）如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出后，瓶内气体（   ） A．内能迅速增大 B．温度迅速升高 C．压强迅速增大 D．体积迅速膨胀 【答案】D 【详解】瓶塞跳出的过程中瓶内的气体对外做功，气体体积迅速膨胀，由于该过程的时间比较短，可知气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律可知，气体的内能减小，则温度降低，由理想气体状态方程可知，气体压强减小。 故选D。 22．（2025年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古高考物理真题）某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体（   ） A．内能变小 B．压强变大 C．分子的数密度变大 D．每个分子动能都变大 【答案】B 【详解】A．将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，温度升高，而理想气体内能只与温度相关，则内能变大，故A错误； B．将糖果瓶带入温暖的车厢过程，气体做等容变化，根据，因为温度升高，则压强变大，故B正确； C．气体分子数量不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，故C错误； D．温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故D错误。 故选 B。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题十八 热学 知识点1　分子力与分子势能 1. 分子力简化公式（理想化模型，高考常考定性判断）： 当分子间距离 （平衡距离，数量级 ）时，分子引力等于分子斥力，分子力 ； 当 时，分子斥力大于引力，分子力表现为斥力，近似公式：； 当 时，分子引力大于斥力，分子力表现为引力，近似公式：； 当 时，分子力近似为0（高考常考该临界条件，判断分子力是否可忽略）。 2. 分子势能公式（高考定性为主，定量偶考）： （1）核心关系：（高考不要求积分计算，仅需掌握变化规律）； （2）关键结论：① 当 时，分子势能最小（且为负值，高考常考“分子势能最小值”的判断）；② 时，r减小，分子势能增大（斥力做负功）；③ 时，r增大，分子势能先增大后趋于0（引力做负功，直至分子力为0，势能不变）。 知识点2 理想气体状态方程 1. 核心公式（一定质量的理想气体）： （1）理想气体状态方程（通用式）：（C为常量，由气体质量和种类决定）； （2）密度式（高考高频推导式）：； 说明：① p为气体压强（单位：Pa），V为气体体积（），T为热力学温度（K）， 为气体密度；② 推导逻辑：由 得 ，代入理想气体状态方程，消去m（一定质量），得到密度式；③ 高考易错点：必须用热力学温度T，不能用摄氏温度t。 2. 三个特殊状态推导式（高考常考，直接应用）： （1）等温变化（T不变）：（玻意耳定律，高考选择题、计算题常考，如气缸问题）； （2）等容变化（V不变）：（查理定律，常结合温度变化考查压强计算）； （3）等压变化（p不变）：（盖-吕萨克定律，多结合气缸活塞移动问题考查）。 3. 理想气体压强微观解释（高考选择题定性考查）： 说明：n为分子数密度，m为单个分子质量， 为分子速率平方的平均值；核心结论：气体压强与分子数密度n、分子平均动能成正比（温度越高、分子数密度越大，压强越大）。 知识点3 热力学定律 1. 热力学第一定律（能量守恒，高考核心）： 说明：① 符号规定（高考易错点，必须牢记）： - Q：气体吸热，Q为正；气体放热，Q为负； - W：外界对气体做功，W为正；气体对外界做功，W为负（气体体积增大时，W为负；体积减小，W为正）； - ：气体内能变化， 内能增加， 内能减少； ② 理想气体内能：仅与温度有关，（温度不变，，如等温变化）。 2. 热功当量（高考仅考查概念，无需计算）：（1卡热量等于4.2焦耳功，体现能量守恒）。 3. 热力学第二定律（高考定性考查，多为选择题）：无具体公式，核心结论为“热传递具有方向性”“不可能从单一热源吸热全部转化为功而不引起其他变化” 1、 分子动理论 1．（2026·海南海口·二模）对于下列有关热现象的描述中，说法正确的是（     ） A．单晶体有各向异性是由于组成晶体的微粒呈现有序排列的结果 B．质量相同的氢气和氧气，温度高的气体分子平均动能一定较大，其内能也一定较大 C．第二类永动机不能制成，因为它违背了能量守恒定律 D．表面张力是由于液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离，且小于分子平衡距离，表面层液体分子间作用力表现为引力而产生 2．（2026·浙江宁波·二模）如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面紧密排列成直径为的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直径约为（　　） A． B． C． D． 3．（2026·山东菏泽·二模）如图所示，将倒扣导热玻璃管缓慢上提至管内外水面齐平（下端未离开水面）。下列关于管内气体的说法正确的是（　　） A．分子平均动能不变，分子碰撞器壁频率降低 B．单位体积内分子数减少，管内气体压强增大 C．分子间平均距离增大，分子间引力作用增强 D．气体对外做功并从外界吸收热量，每个气体分子内能不变 4．（2026·北京海淀·二模）关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是由于对流、重力等外界作用引起的 B．分子势能的大小由分子间的相对位置决定 C．液体温度越低、悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显 D．做加速运动的物体，其分子热运动的平均动能会增大 5．（2026·北京海淀·三模）关于分子的热运动，下列说法正确的是（　　） A．由于物体被举高，组成物体的分子的分子势能增大 B．分子间的作用力为0时分子势能最小 C．同一个物体，运动时的内能一定比静止时的内能大 D．用气筒给自行车车胎打气时要用力才能压缩空气，这说明空气分子间存在斥力 2、 活塞问题 1．（2026·海南·模拟预测）如图1所示，一导热良好且内壁光滑的汽缸内封闭有一定量的理想气体，将汽缸置于温度为的室内时，活塞稳定在离汽缸底为的处。如图2所示，将汽缸置于该室内恒温的冷水中后，活塞从处缓慢下降后稳定在处。已知室内压强不变，，则冷水的温度为（　　） A． B． C． D． 2．（2026·湖北黄冈·二模）如图所示，气缸水平放置，气缸和光滑活塞为绝热材料。初始时气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞处于静止状态，现对气缸内气体缓慢加热，下列说法正确的是（　　） A．气体压强增大 B．气体内能增大 C．所有气体分子动能均增大 D．气体对外做功大于气体吸收的热量 3．（2026·湖南常德·模拟预测）如图所示，倾角为的光滑斜面固定放置，一内壁光滑的汽缸先固定在斜面上，横截面积为、质量为的活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸内，稳定时缸内气柱的长度为，温度为，改变气体的温度，解除固定后让汽缸沿着斜面下滑，稳定时缸内气柱的长度仍为，已知大气压强为、重力加速度为，理想气体的内能变化量与温度变化量的关系式为（为已知常量），所有温度为热力学温度。求： (1)汽缸被固定时，缸内气体的压强； (2)汽缸沿斜面下滑稳定时，缸内气体的压强； (3)汽缸被固定到沿斜面下滑稳定，缸内气体内能的减少量 4．（2026·湖南岳阳·三模）如图所示，一个导热良好的圆柱形汽缸竖直放置，外界环境温度为301 K不变，质量m=2 kg、横截面积的活塞封闭某理想气体，静止时活塞与容器底部的距离为h=24 cm，在活塞上轻放一小物块，活塞下降3 cm后恰好再次平衡，大气压强，不计摩擦，g取10 m/s2。 (1)求小物块的质量； (2)缓慢升高环境温度使活塞再次静止在初位置，求此时气体的温度。 5．（2026·浙江·模拟预测）如图所示，P、Q是两个质量和厚度均不计的活塞，可在竖直固定的两端开口的汽缸内无摩擦地滑动，其面积分别为S1=5cm2、S2=1cm2，它们之间用一根长为、质量m=2kg细杆连接，静止时汽缸中气体的温度T1=600K，活塞P下方气柱（较粗的一段气柱）长为d=12cm，已知大气压强p0=1×105Pa，g=10m/s2，缸内气体可看作理想气体，活塞在移动过程中不漏气。 (1)求活塞静止时汽缸内气体的压强； (2)若缸内气体的温度逐渐降为T2=300K，且该过程中缸内气体的内能减小16J，求： a.活塞下移的距离h； b.气体放出的热量Q。 3、 液柱问题 1.（2026·重庆九龙坡·模拟预测）如图甲所示，导热性能良好的玻璃管开口向下倒立在水槽中，将玻璃管缓慢竖直向下移动一段距离至如图乙所示位置（玻璃管未与水槽底部接触），此过程环境温度不变，管中气体可视作理想气体。则该过程中管中气体（     ） A．体积不变 B．分子平均动能增大 C．从外界吸收热量 D．压强增大 2．（2026·重庆·模拟预测）如图所示，某同学将一根两端开口的细玻璃管竖直插入盛有水的烧杯中，用手指按住玻璃管上端开口处，然后向下缓慢移动一段距离，管内封闭空气可视为理想气体。若整个过程中，气体温度保持不变，则管内气体（　　） A．内能变大 B．体积不变 C．从外界吸热 D．压强增大 3.（2026·海南·模拟预测）如图1所示为左端开口、右端封闭的U形管，管高为，水平部分的体积不计。现沿左管壁缓慢注入水，将右管中的空气（视为理想气体）封闭在右管中。若大气压强为，水的密度为，重力加速度大小为，管内气体温度不变，当右管内水柱高为时，如图2所示，则左右两管的水面高度差为（　　） A． B． C． D． 4.（25-26高三上·湖北襄阳·期末）上端封闭、下端开口的导热玻璃管倒扣在水槽中，处于静止状态。现缓慢向下按压玻璃管、管上端未进入水面，如图所示。则此过程中管内（　　） A．气体分子数密度变小 B．气体分子平均动能变大 C．水面上升 D．气体放热 5．（2026·安徽合肥·模拟预测）如图所示，某自动洗衣机洗衣缸的下部与一个竖直均匀细管相通。细管上部封闭，内部有一段空气柱，并与压力传感器相连。洗衣缸进水时，细管中的水位会随之上升，管内空气柱被压缩。已知细管刚进水时，管中被封闭的空气柱长度为，管内空气压强等于大气压强，温度与环境温度相同。设整个过程中细管内气体温度保持不变，水的密度，重力加速度，细管的横截面积为。正常工作时，当空气柱长度被压缩到时，压力传感器应触发控制装置关闭进水阀。但由于细管上部密封不严，有部分气体漏出，导致空气柱长度被压缩到时，压力传感器才触发关闭进水阀。 (1)求正常工作时，空气柱长度被压缩到时洗衣缸内水面与细管内水面的高度差； (2)求出由于细管密封不严，漏出气体的体积（以初始状态为参照，即漏出气体在压强、温度不变条件下所占的体积）。 6．（2026·湖南·一模）如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直固定放置，管中有一段水银柱，左管开口，右管中封闭一段气柱，左管中水银面比右管中水平面低，大气压强为，求： (1)右管中封闭气体的压强； (2)在左管中倒入长的水银柱，结果左右两管中水银液面相平，气体温度不变，则开始时右管中封闭气柱长为多少。 7．（2026·湖北武汉·模拟预测）如图所示，一根长、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用长的水银柱封闭了一段长的空气柱。大气压强，玻璃管周围环境温度为300 K。 (1)若向管内再加入长的水银柱，稳定后玻璃管中气柱长度是多少？ (2)若保持玻璃管竖直放置，缓慢升高管内气体温度，要使管内水银不溢出，求管内气体的最高温度为多少？ 4、 气体图像问题 1.（2026·山西忻州·模拟预测）如图所示，、、、表示一定质量的理想气体循环过程中的四个状态，其中的延长线过原点，平行于轴，平行于轴，下列说法正确的是（    ） A．从状态到，可能在绝热条件下进行 B．从状态到，气体对外做的功等于气体吸收的热量 C．从状态到，气体体积不变 D．从状态到，气体对外做功，吸收热量 2．（2026·天津河北·三模）水中小气泡内气体可视为质量不变的理想气体，气体从状态Q等温膨胀至状态R，再绝热收缩至状态S，其图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．Q→R过程中，气体放出热量 B．Q→R过程中，气体对外做功 C．R→S过程中，气体内能不变 D．R→S过程中，气体温度降低 3．（2026·河南·三模）如图所示，汽缸内封闭的一定质量的理想气体，经历了a→b→c→a一个完整循环过程，其p-V图像如图所示。已知a→b过程图线为双曲线的一部分，下列说法正确的是（     ） A．气体在状态a时的体积为2V0 B．a→b过程中，外界对气体所做的功等于气体向外界放出的热量 C．b→c过程中，气体对外界所做的功为3p0V0 D．c→a过程中，气体向外界放出的热量小于气体内能的减少量 4.（2026·山东潍坊·三模）一定质量的理想气体，经历的状态变化过程，外界对气体做的总功为，气体内能的总改变量为，若，，则该过程的图像可能为（    ） A． B． C． D． 5．（2026·北京昌平·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c，下列说法正确的是（　　） A．从a到b，气体体积减小 B．从a到b，气体对外界做功 C．从b到c，气体内能减小 D．从b到c，气体从外界吸热 6．（2026·北京丰台·二模）封闭在气缸中的一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其p-V图像如图所示。该过程中，下列说法正确的是（　　） A．气体与外界不存在热传递 B．气体分子的平均动能增大 C．单位体积内气体分子的数密度不变 D．气体吸收的热量小于封闭气体对外做的功 7．（2026·江苏徐州·模拟预测）一定质量的理想气体经历了的循环，其图像如图所示，其中过程气体分子的平均动能不变，过程气体压强不变，则（     ） A．过程，气体的压强与体积乘积增大 B．过程，气体分子单位时间单位面积碰撞次数增多 C．过程，气体内能可能减小 D．整个过程中气体放出热量和吸收热量相等 8．（2026·重庆江津·三模）如图所示，一定质量的理想气体可经两个不同的过程从状态A变化到状态C，则（     ） A．气体在状态A和在状态C时，气体分子热运动的平均动能相同 B．A→B→C过程，气体的温度先降低后升高 C．A→B→C和A→D→C过程，气体吸收的热量相同 D．状态A和状态B，气体分子在单位时间内撞击单位面积的平均次数相同 五、生活现象解析 1．（2026·河北沧州·三模）如图所示，在湖面下深处一条小鱼吐出一个气泡（气泡内的气体可看成理想气体），该气泡缓慢上升到湖面下深处。已知水的密度，重力加速度取，大气压强，湖水的温度视为不变。下列说法正确的是（     ） A．气泡的体积变为原来体积的倍 B．气泡的体积变为原来体积的倍 C．气泡内气体的内能减少 D．气泡内气体从外界吸热 2．（2026·广西桂林·三模）“工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示，热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖，在水面和杯盖间就封闭了一部分混合气体，过一段时间后杯盖被吸住。用力竖直向上提杯盖把盖碗缓慢提起，假设不漏气，忽略杯盖的重力。则（    ） A．被封闭气体的密度减小 B．被封闭气体从热水吸收的热量大于气体放出的热量 C．杯盖对盖碗的压力一定小于盖碗和水的总重力 D．把盖碗缓慢提起的过程中，被封闭气体的压强不变 3．（2026·山东日照·三模）如图所示，一根细长且内壁光滑的透明塑料管粗细均匀，管中有一小段水柱，下端插入一导热良好的空易拉罐，接口处用蜡密封好，整个装置竖直放置，罐内气体视为理想气体。下列说法正确的是（     ） A．若环境温度不变，大气压升高，罐内空气会对外界放热 B．若环境温度不变，大气压升高，则气体分子间的作用力增大 C．若环境温度升高，则罐内的每个气体分子的动能都增加 D．若环境温度升高，大气压不变，罐内空气增加的内能等于其从外界吸收的热量 4．（2026·北京朝阳·二模）如图所示，一种包装用的气泡膜内充满气体，气泡膜内气体可视为理想气体，在温度保持不变的情况下压缩气泡膜内的气体，则气泡内（　　） . A．分子无规则热运动加剧 B．气体压强增大 C．气体的内能增大 D．气体从外界吸收热量 5．（2026·贵州毕节·三模）川藏铁路高海拔路段建设中，使用密封供氧钢瓶给工人供氧。供氧前，先在的营地给钢瓶充入氧气，再搬运到的施工区域。若钢瓶导热性能良好，体积不变且不漏气，氧气可视为理想气体，则钢瓶搬运到施工区域时，瓶内氧气（     ） A．内能减小 B．压强增大 C．吸收热量 D．所有分子的速率都减小 一、活塞问题 1．（2025年高考湖北卷物理真题T1--4变式题）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 2.（多选）（2025年高考河南卷物理真题）如图，一圆柱形汽缸水平放置，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和，体积分别为和，。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．保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将左移 3.（2026年高考云南卷物理高考真题（网络收集版））某同学制作了一个简易气动装置，可简化为如图所示的模型。水平汽缸A和竖直汽缸B固定在气压为的恒温环境中，其活塞a、b的横截面积分别为、。两汽缸通过细管连通，汽缸A内壁光滑，汽缸B内壁与活塞b间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个装置气密性和导热性良好。不计活塞的质量和厚度，重力加速度为g。 (1)打开气阀K，在活塞b上用轻质细线悬挂重物，逐渐增加重物的质量，当重物质量为m时活塞b刚要开始向下运动，求汽缸B内壁与活塞b间的最大静摩擦力大小； (2)在（1）问操作后关闭气阀K，封闭体积为的气体（视为理想气体），然后用水平拉力向右缓慢拉动活塞a，直到重物刚要开始向上运动，已知此过程中气体吸收的热量为Q，求该过程活塞a的位移大小及拉力对活塞a做的功； (3)在（2）问操作后继续缓慢拉动活塞a，使重物上升高度H，此时活塞b未到达汽缸B的顶部，求该过程中水平拉力对活塞a做的功。 4.（2025年高考海南卷物理部分真题（1-6,14-18题））如图，竖直放置的汽缸内有一横截面积的活塞，活塞质量忽略不计，活塞与汽缸无摩擦且密封良好。若活塞保持静止，气缸内密封一定质量的理想气体，气体温度，气体体积。设大气压强，重力加速度 。 (1)若加热气体，使活塞缓慢上升，当气体体积变为，求气体温度； (2)若往活塞上轻放质量为的重物，且活塞下降过程中气体温度T0不变，求稳定后的气体体积。 二、液柱问题 5.（2026年高考河北卷物理高考真题（网络收集版））一款自动监测环境气压的装置由粗细均匀、导热良好的U形管和自动监测系统组成。如图所示，竖直放置的U形管右端开口，左侧管内用水银封闭了一定质量、可视为理想气体的空气。监测系统通过监测右侧液面的变化。结合温度即可得到环境气压。若外界温度下降的同时环境气压也发生了变化，导致形管右侧液面上升，忽略水银体积变化，则封闭气体的（     ） A．内能增加 B．压强增大 C．分子的数密度减少 D．分子热运动的平均动能不变 6.（2025年高考江西卷物理真题）如图所示，一泵水器通过细水管与桶装水相连。按压一次泵水器可将压强等于大气压强、体积为的空气压入水桶中。在设计泵水器时应计算出的临界值，当时，在液面最低的情况下仅按压一次泵水器恰能出水。设桶身的高度和横截面积分别为H、S，颈部高度为l，按压前桶中气体压强为。不考虑温度变化和漏气，忽略桶壁厚度及桶颈部、细水管和出水管的体积。已知水的密度为，重力加速度为g。该临界值等于（　　） A． B． C． D． 7.（2025年高考福建卷物理真题）某智能洗衣机液位控制原理如图所示。洗衣缸中的水将一定质量的空气封闭在与底部相连的细管中，洗衣机通过压力传感器感知管中空气压强，从而控制水位。假设细管粗细均匀，进排水过程管中空气为理想气体，温度不变。某次排水过程中，管中封闭空气的压强为p1时，空气柱长度为；当封闭空气的压强为p2时，空气柱长度为___________ ，排水过程管中空气对外___________ 。（填“做正功”，“做负功”或“不做功”） 8.（2025年高考湖南卷物理真题）用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为的空气柱。液柱长为h，密度为。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为，大气压强为。 (1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小； (2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长，细管开口向上竖直放置时空气柱温度。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度时，空气柱长度与竖直放置时相同。已知。根据该组实验数据，求重力加速度g的值。 三、气体图像问题 9.（2025年高考天津卷物理真题）如图所示，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态A变化到状态C，则（　　） A．和过程，外界对气体做功相同 B．和过程，气体放出的热量相同 C．在状态A时和在状态C时，气体的内能相同 D．在状态B时和在状态D时，气体分子热运动的平均动能相同 10．（2025年高考江苏卷物理真题）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（   ）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 11.（多选）（2026年高考黑吉辽蒙卷物理高考真题（网络收集版））一定质量的理想气体由状态经状态、变化到状态，图像如图所示，则（     ） A．状态的温度比状态的高 B．状态的内能比状态的大 C．、过程气体对外做的功相等 D．过程气体对外做的功小于从外界吸收的热量 12.（多选）（2025年高考甘肃卷物理13、15试题）如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关，且随温度升高而增大。下列说法正确的是（   ） A．A→B过程为吸热过程 B．B→C过程为吸热过程 C．状态A压强比状态B的小 D．状态A内能比状态C的小 13.（2025年高考陕西、山西、青海、宁夏卷物理真题）某种卡车轮胎的标准胎压范围为。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，温度为时，体积和压强分别为、；当胎内气体温度升高到为时，体积增大到为，气体可视为理想气体。 (1)求此时胎内气体的压强； (2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为，求胎内气体的内能增加量。 四、生活现象解析 14．（2026年高考湖南卷物理高考真题（网络收集版））如图，一心形玩具气球内密封一定质量的理想气体和一个充有同种气体的弹性小气球，心形气球体积始终不变。在心形气球内，小气球内部气体压强大于外部气体压强，整个系统导热良好。初始时，小气球的体积为心形气球体积的一半。当温度缓慢升高时，忽略温度变化对气球材料性质的影响，下列说法正确的是（     ） A．小气球外部气体压强不变 B．小气球内部气体分子数与外部相等 C．小气球内部气体体积不变 D．小气球内部气体体积变大 15.（2026年高考湖北卷物理高考真题（网络收集版））容器中封闭一定质量的理想气体。缓慢改变气体状态，使其体积变为初态的一半，压强变为初态的3倍。与气体的初态相比、末态（   ） A．气体的温度是初态的3倍 B．气体分子的平均动能更大 C．每个气体分子的速率都更大 D．单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数更少 16．（2024年高考天津卷物理真题（缺1、2、5题））压缩空气储能是一种新型储能技术，其中涉及了空气的绝热膨胀和等温压缩过程，对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（    ） A．绝热膨胀过程，气体的内能增大 B．绝热膨胀过程，外界对气体做功 C．等温压缩过程，气体的压强不变 D．等温压缩过程，气体的内能不变 17．（2025年高考重庆卷物理真题（1-11，15题））易碎物品运输中常采用缓冲气袋减小运输中冲击。若某次撞击过程中，气袋被压缩（无破损），不计袋内气体与外界的热交换，则该过程中袋内气体（视为理想气体）（　　） A．分子热运动的平均动能增加 B．内能减小 C．压强减小 D．对外界做正功 18．（2025年高考北京卷物理真题）我国古代发明的一种点火器如图所示，推杆插入套筒封闭空气，推杆前端粘着易燃艾绒。猛推推杆压缩筒内气体，艾绒即可点燃。在压缩过程中，筒内气体（　　） A．压强变小 B．对外界不做功 C．内能保持不变 D．分子平均动能增大 19．（2025年高考河北卷物理真题）某同学将一充气皮球遗忘在操场上，找到时发现因太阳曝晒皮球温度升高，体积变大。在此过程中若皮球未漏气，则皮球内封闭气体（　　） A．对外做功 B．向外界传递热量 C．分子的数密度增大 D．每个分子的速率都增大 20．（2025年高考安徽卷物理真题）在恒温容器内的水中，让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气，球内气体（可视为理想气体）温度不变，则气球上升过程中，球内气体（　　） A．对外做功，内能不变 B．向外放热，内能减少 C．分子的平均动能变小 D．吸收的热量等于内能的增加量 21．（2025年高考江苏卷物理真题）如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出后，瓶内气体（   ） A．内能迅速增大 B．温度迅速升高 C．压强迅速增大 D．体积迅速膨胀 22．（2025年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古高考物理真题）某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体（   ） A．内能变小 B．压强变大 C．分子的数密度变大 D．每个分子动能都变大 学科网（北京）股份有限公司 $