专题15 热学（专项训练）（全国通用）2026年高考物理真题题源解密

**基本信息** 以“考情-真题-模拟”为框架，系统整合分子动理论、气体实验定律及热力学定律，提炼图像法、模型建构等科学思维方法，强化知识逻辑与解题能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |分子动理论 固体和液体|近3年高考真题+模拟题|分子速率分布图像分析、分子势能与距离关系判断|从微观分子运动规律到宏观物质性质，建立分子动理论与内能的联系| |气体实验定律与理想气体状态方程|近3年高考真题+模拟题|理想气体状态方程应用、p-V/T-p图像分析、平衡法处理汽缸模型|以气体状态参量关系为核心，结合实验定律解决单一及多过程状态变化问题| |热力学定律及综合应用|近3年高考真题+模拟题|热力学第一定律能量转化分析、多过程功热计算、实际情境模型建构|整合气体状态变化与能量转化，实现从理论到生活科技应用的拓展|

专题15 热学 内容导览 考情概览：摸清命题规律，锁定复习重点 2026真题研析：拆解最新真题，示范分析路径 3年真题精炼：精练近年真题，吃透常见考法 最新模拟探源：跟进模拟新题，预判考查风向 命题解读 考向 考查统计 1．高频考点： 本类试题主要考查分子动理论 内能、固体和液体性质、气体实验定律与理想气体状态方程热力学定律及与气体状态变化的综合应用问题。 2．素养考向 ①要求体会建构一定质量的理起气体模型的思维方式； ②体会数学方法在物理研究中的应用及意义，体会抽象方法如图像法，平衡法、整体法等方法分析。 考向一 分子动理论 固体和液体 2026山东卷T3 2025山东卷T2 2025江苏卷T8 考向二 气体实验定律与理想气体状态方程 2026湖南卷T7 2025海南卷T17 2025广东卷T13 2024湖南卷T13 2024山东卷T16， 考向三 热力学定律及与气体状态变化的综合应用 2026云南卷T14 2025天津卷T4 2025浙江卷T16 2025重庆卷T2 2024浙江卷T19 2024海南卷T11 从近三年高考来看，热学这部分内容以选择题或计算题为主，难度中等。命题趋势：从分子动理论、内能等基础概念→理想气体状态方程的单一过程分析→与热力学定律（尤其能量转化）相结合→在生活、科技实例（如汽车发动机、制冷设备）中构建多过程或动态变化情境进行综合分析。倾向于以气体的状态分析为出发点，以常见的热学现象和工程模型为切入点。预计在2027年高考中，热学内容单独命题时将突出以理想气体状态方程和热力学第一定律为核心模型，以气缸、液柱等经典装置与生活科技应用为载体，结合实际情境（如充放气、缓慢升温）设计多过程或动态变化问题。命题重点倾向于气体状态变化与能量转化的综合分析，并可能融入对微观统计思想的理解。考查形式仍将以选择题为主 考向一 分子动理论 固体和液体 1. （2026·山东·高考真题）一定质量的理想气体由状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，两种状态下气体分子的速率分布如图所示，图中是速率附近单位速率区间内分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是（ ） A. 气体一定从外界吸收热量 B. 气体中每个分子的速率都增加 C. 速率附近单位速率区间内的分子数增加 D. 气体中速率在区间的分子数占总分子数的比例减小 考向二 气体实验定律与理起气体状态方程 2. （2026·湖南·高考真题）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 考向三 热力学定律及与气体状态变化的综合应用 3. （2026·云南·高考真题）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。 考向一 分子动理论 固体和液体 1．（2025·江苏·高考真题，）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 2．（2025·山东·高考真题，2T，3分）分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（    ） A．只有r大于时，为正 B．只有r小于时，为正 C．当r不等于时，为正 D．当r不等于时，为负 考向二 气体实验定律与理起气体状态方程 .1. （2026·河北·高考真题）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 2. （2026·湖北·高考真题）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 3.（2026·上海·高考真题）点火装置 压燃点火（CompressionIgnition）是柴油发动机的核心点火方式。该技术利用柴油自燃温度低（约）、黏度大且不易蒸发的特性，通过高压缩比（通常压缩比在16至23之间，将纯空气压缩至超过柴油自燃温度后喷入柴油实现自燃，全程无需火花塞装置。该技术也被应用于马自达SKYACTIV-X汽油发动机，采用SPCCI火花控制压燃技术实现超稀薄燃烧，该发动机采用高压燃油喷射系统（燃油压力超过100 MPa）并实现了高压缩比（如16∶1），其空燃比可达36.8∶1. 如图所示为压缩点火装置，密闭汽缸的底部放置了一小块浸有乙醚的硝化棉。汽缸内的气体看作理想气体。 （1）若缓慢推动活塞压缩汽缸内的气体，硝化棉不会被点燃：此过程汽缸内的气体温度保持不变。下列P-V图与T-P图中，哪些符合上述过程（ ） AB.C. D. （2）若快速猛推活塞压缩汽缸内气体，硝化棉会被点燃；这是因为（ ） A.气体从环境中吸收的热量更少 B.气体释放到环境中的热量更少 C.气体从环境中吸收的热量更多 D.气体释放到环境中的热量更多 （3）若在温度不变的情况下，将汽缸内气体的体积压缩到原来的一半以下；下列物理量会发生变化（ ） A.气体的内能 B.气体分子的热运动剧烈程度 C.单位体积内的气体分子个数 D.气体分子间的平均作用力 4. （2026·河南·高考真题）机械装置的润滑油系统常用图示设备稳定油压。气腔内充有氮气，当润滑油系统油压过高时，油会泵入油腔，压缩皮囊；油压降低时，皮囊膨胀，油从油腔泵出。设备的工作温度为、气腔内氮气压强为时，气腔体积为。氮气视为理想气体。 （1）某次泵油，氮气压强从变为，求泵出油的体积；（泵油过程为等温过程） （2）若使设备在时也能正常工作，需要对气腔补气，以满足在压强为时气腔体积仍为，求补充氮气的质量与气腔内原有氮气质量之比。（补气过程为等温过程） 5. （2026·山西陕西·高考真题）某小组设计并完成了“稳定平抛水柱”实验。如图，竖直放置的储水瓶液面上方封闭少量气体，底部竖直细管甲与大气连通、水平细管乙有一阀门。初始时关闭，瓶内上方气体体积，甲管内恰无水且端口距水面高，乙管 端口距水面高；打开，水持续从乙管流出，大气通过甲管进入瓶内，当水面与甲管端口齐平时关闭，此时瓶内上方气体的总体积。已知大气压强、水的密度，重力加速度取，忽略温度变化与瓶体形变，气体均可视为理想气体。求∶ （1）初始K关闭时，瓶内上方气体压强和乙管 端口处压强； （2）在打开K到关闭K的过程中，进入瓶内的空气在大气压强下的体积。 6．（2025·江西·高考真题，6T，4分）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·河南·高考真题，10T，4分）（多选）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 考向三 热力学定律及与气体状态变化的综合应用 1.（2026·贵州·高考真题）（多选） 在贵州凯里，人们常将小西红柿和红辣椒加工后放入如图所示的瓦罐中，罐口处倒扣一个钵并用水密封，发酵制作酸汤。发酵过程中罐内物质缓慢产生气体，压强足够大时气体以气泡形式溢出，间歇性放气。罐内气体可视为理想气体，设罐内气体温度和体积保持不变，则（ ） A. 在放气过程中，溢出的气体对外界做正功 B. 在放气过程中，溢出的气体对外界做负功 C. 在刚放气完到下次即将放气的过程中，发酵产生气体，罐内气体内能减小 D. 在刚放气完到下次即将放气的过程中，发酵产生气体，罐内气体内能增大 2. （2026·内蒙古辽宁·高考真题）（多选）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 3. （2026·湖南·高考真题）（多选）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 4. （2026·江苏·高考真题）一定质量的理想气体从状态到状态经历等温变化，此过程外界压缩气体对其做的功为W。已知状态气体体积为，压强为，b状态气体体积为。求： （1）该过程气体放出的热量； （2）b状态时气体的压强。 【答案】（1） （2） 5.（2026·浙江·高考真题） 如图所示，导热良好的瓶内，用一质量为m1、横截面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，在活塞上方有质量为的液体。初始时，瓶内气体处于状态 A，体积为。将一根质量不计的细管插入液体，液体在细管中上升到一定高度后保持静止，随后通过细管缓慢吸走全部液体，此时瓶内气体处于状态B。环境温度保持不变，从状态A到状态 B 过程中，气体吸收热量。已知，，，，大气压强，g=10m/s2。 （1）图中液体________（选填“浸润”或“不浸润”）管壁，若细管仅内径变小，与原细管相比，管内液面将________（选填“升高”、“不变”或“降低”）； （2）求气体在状态B时的体积； （3）求气体从状态A到状态B过程中对外做的功。 6.（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 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 6．（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． 7.（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． 。 8.（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 9．（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 10.（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． 11．（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 12．（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 13．（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 14．（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 15．（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。 16．．（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？ 1 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题15 热学 内容导览 考情概览：摸清命题规律，锁定复习重点 2026真题研析：拆解最新真题，示范分析路径 3年真题精炼：精练近年真题，吃透常见考法 最新模拟探源：跟进模拟新题，预判考查风向 命题解读 考向 考查统计 1．高频考点： 本类试题主要考查分子动理论 内能、固体和液体性质、气体实验定律与理想气体状态方程热力学定律及与气体状态变化的综合应用问题。 2．素养考向 ①要求体会建构一定质量的理起气体模型的思维方式； ②体会数学方法在物理研究中的应用及意义，体会抽象方法如图像法，平衡法、整体法等方法分析。 考向一 分子动理论 固体和液体 2026山东卷T3 2025山东卷T2 2025江苏卷T8 考向二 气体实验定律与理想气体状态方程 2026湖南卷T7 2025海南卷T17 2025广东卷T13 2024湖南卷T13 2024山东卷T16， 考向三 热力学定律及与气体状态变化的综合应用 2026云南卷T14 2025天津卷T4 2025浙江卷T16 2025重庆卷T2 2024浙江卷T19 2024海南卷T11 从近三年高考来看，热学这部分内容以选择题或计算题为主，难度中等。命题趋势：从分子动理论、内能等基础概念→理想气体状态方程的单一过程分析→与热力学定律（尤其能量转化）相结合→在生活、科技实例（如汽车发动机、制冷设备）中构建多过程或动态变化情境进行综合分析。倾向于以气体的状态分析为出发点，以常见的热学现象和工程模型为切入点。预计在2027年高考中，热学内容单独命题时将突出以理想气体状态方程和热力学第一定律为核心模型，以气缸、液柱等经典装置与生活科技应用为载体，结合实际情境（如充放气、缓慢升温）设计多过程或动态变化问题。命题重点倾向于气体状态变化与能量转化的综合分析，并可能融入对微观统计思想的理解。考查形式仍将以选择题为主 考向一 分子动理论 固体和液体 1. （2026·山东·高考真题）一定质量的理想气体由状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，两种状态下气体分子的速率分布如图所示，图中是速率附近单位速率区间内分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是（ ） A. 气体一定从外界吸收热量 B. 气体中每个分子的速率都增加 C. 速率附近单位速率区间内的分子数增加 D. 气体中速率在区间的分子数占总分子数的比例减小 命题分析：（1）情境创设：以气体分子速率分布曲线为材料，将统计规律与温度变化结合，体现”宏观量与微观量相统一”的物理思想。 （2）问题设计：四个选项分别从”吸放热”“分子速率个体与整体”“单位速率区间分子数”“区间占比”四个角度设问。干扰项A利用”温度升高必吸热”的直觉误区（忽视做功因素），B利用”平均速率增大→每个分子速率都增大”的统计与个体混淆。 （3）考查目标：考查图像分析、统计规律理解与热力学综合判断能力（难度 0.65），侧重科学思维中的科学推理。 【答案】D 【解析】 【详解】根据理想气体分子速率分布规律：温度越高，分子平均速率越大，速率分布曲线的峰值向速率更大的方向移动，且峰值降低、曲线更平缓。由此可知，图中状态Ⅱ温度高于状态Ⅰ，气体从Ⅰ到Ⅱ温度升高。 A．一定质量理想气体的内能仅与温度有关，温度升高则内能增大。根据热力学第一定律，若外界对气体做功，则可能，气体可能是放热，A错误； B．温度升高是分子平均速率增大，属于统计规律，不代表每个分子的速率都增加，B错误； C．f(v)的物理意义是速率附近单位速率区间内分子数占总分子数的百分比，由图可知状态Ⅱ在处的小于状态Ⅰ，因此附近单位速率区间内的分子数减少，C错误； D．状态Ⅱ的峰值右移，速率小于的占比减少、速率大于​的占比增加，由图可知，区间图像面积减小，则气体中速率在区间的分子数占总分子数的比例减小，D正确。 故选D 。 考向二 气体实验定律与理起气体状态方程 2. （2026·湖南·高考真题）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 命题分析： （1）情境创设：以心形气球内的关联气体为背景，考查理想气体状态方程在关联气体模型中的应用，情境新颖且贴近生活。 （2）问题设计：同时考查压强变化、分子数比较、体积变化三个维度，干扰项设置在压强不变的误判和体积不变的误判上。关键在于理解弹性气球压强差恒定的假设。 （3）考查目标：侧重考查定性推理与定量判断能力，要求学生从理想气体状态方程出发建立关联条件，属于较高层次的科学思维考查。 【答案】D 【解析】 【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。 考向三 热力学定律及与气体状态变化的综合应用 3. （2026·云南·高考真题）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。 命题分析： （1）情境创设：以简易气动装置为背景，将理想气体状态方程、力学平衡和热力学定律综合运用，考查多知识点协同分析能力。 （2）问题设计：三问层层递进——第(1)问求摩擦力（基础），第(2)问求位移和功（综合，需玻意耳定律+热力学第一定律），第(3)问求功（递推，恒压过程）。 （3）考查目标：侧重考查科学思维中的科学推理和综合分析能力——对活塞受力分析确定压强变化，运用玻意耳定律求体积变化，结合热力学第一定律求功。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 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 【小问2详解】 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 【小问3详解】 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 考向一 分子动理论 固体和液体 1．（2025·江苏·高考真题，）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。 2．（2025·山东·高考真题，2T，3分）分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（    ） A．只有r大于时，为正 B．只有r小于时，为正 C．当r不等于时，为正 D．当r不等于时，为负 【答案】C 【详解】两个分子间距离r等于时分子势能为零，从处随着距离的增大，此时分子间作用力表现为引力，分子间作用力做负功，故分子势能增大；从处随着距离的减小，此时分子间作用力表现为斥力，分子间作用力也做负功，分子势能也增大；故可知当不等于时，为正。 故选C。 考向二 气体实验定律与理起气体状态方程 .1. （2026·河北·高考真题）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 【解析】 【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。 2. （2026·湖北·高考真题）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 【解析】 【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。 3.（2026·上海·高考真题）点火装置 压燃点火（CompressionIgnition）是柴油发动机的核心点火方式。该技术利用柴油自燃温度低（约）、黏度大且不易蒸发的特性，通过高压缩比（通常压缩比在16至23之间，将纯空气压缩至超过柴油自燃温度后喷入柴油实现自燃，全程无需火花塞装置。该技术也被应用于马自达SKYACTIV-X汽油发动机，采用SPCCI火花控制压燃技术实现超稀薄燃烧，该发动机采用高压燃油喷射系统（燃油压力超过100 MPa）并实现了高压缩比（如16∶1），其空燃比可达36.8∶1. 如图所示为压缩点火装置，密闭汽缸的底部放置了一小块浸有乙醚的硝化棉。汽缸内的气体看作理想气体。 （1）若缓慢推动活塞压缩汽缸内的气体，硝化棉不会被点燃：此过程汽缸内的气体温度保持不变。下列P-V图与T-P图中，哪些符合上述过程（ ） AB.C. D. （2）若快速猛推活塞压缩汽缸内气体，硝化棉会被点燃；这是因为（ ） A.气体从环境中吸收的热量更少 B.气体释放到环境中的热量更少 C.气体从环境中吸收的热量更多 D.气体释放到环境中的热量更多 （3）若在温度不变的情况下，将汽缸内气体的体积压缩到原来的一半以下；下列物理量会发生变化（ ） A.气体的内能 B.气体分子的热运动剧烈程度 C.单位体积内的气体分子个数 D.气体分子间的平均作用力 【答案】 ①. AD ②. B ③. C 【解析】 【详解】 （1）[1]AB．气体的温度不变，则图线为与轴平行的直线，根据玻意耳定律 可知，气体压强增大，故A正确，B错误； CD．气体温度不变，根据玻意耳定律 可知，图线为双曲线，且体积减小，压强增大，故C错误，D正确。 故选AD。 （2）[2]若快速猛推活塞压缩汽缸内气体，热量释放到环境中较少，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高。 故选B。 （3）[3]AD．理想气体忽略分子间作用力，则理想气体的内能只与温度有关，理想气体的温度不变，即内能不变，故AD不符合题意； B．理想气体的温度不变，气体分子的热运动剧烈程度不变，故B不符合题意； C．气体的体积压缩到原来的一半以下，即气体的体积减小，则单位体积内的气体分子个数增大，故C符合题意。 故选C。 4. （2026·河南·高考真题）机械装置的润滑油系统常用图示设备稳定油压。气腔内充有氮气，当润滑油系统油压过高时，油会泵入油腔，压缩皮囊；油压降低时，皮囊膨胀，油从油腔泵出。设备的工作温度为、气腔内氮气压强为时，气腔体积为。氮气视为理想气体。 （1）某次泵油，氮气压强从变为，求泵出油的体积；（泵油过程为等温过程） （2）若使设备在时也能正常工作，需要对气腔补气，以满足在压强为时气腔体积仍为，求补充氮气的质量与气腔内原有氮气质量之比。（补气过程为等温过程） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 泵油过程氮气温度不变，做等温变化，由玻意耳定律有 代入数据解得 泵出油的体积 【小问2详解】 对原有氮气，由理想气体状态方程 代入数据解得 同温同压下，气体质量之比等于体积之比，即 5. （2026·山西陕西·高考真题）某小组设计并完成了“稳定平抛水柱”实验。如图，竖直放置的储水瓶液面上方封闭少量气体，底部竖直细管甲与大气连通、水平细管乙有一阀门。初始时关闭，瓶内上方气体体积，甲管内恰无水且端口距水面高，乙管 端口距水面高；打开，水持续从乙管流出，大气通过甲管进入瓶内，当水面与甲管端口齐平时关闭，此时瓶内上方气体的总体积。已知大气压强、水的密度，重力加速度取，忽略温度变化与瓶体形变，气体均可视为理想气体。求∶ （1）初始K关闭时，瓶内上方气体压强和乙管 端口处压强； （2）在打开K到关闭K的过程中，进入瓶内的空气在大气压强下的体积。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 初始K关闭时，甲管与大气连通且管内恰无水，说明A端口处压强等于大气压强。由液体压强公式可知，瓶内上方气体压强满足 代入数据解得 乙管B端口处压强满足 代入数据解得 【小问2详解】 当水面与甲管A端口齐平时，瓶内上方气体压强等于大气压强。设进入瓶内的空气在大气压强下的体积为，对瓶内原有气体和进入的空气整体应用玻意耳定律，有 代入数据解得 6．（2025·江西·高考真题，6T，4分）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·河南·高考真题，10T，4分）（多选）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 考向三 热力学定律及与气体状态变化的综合应用 1.（2026·贵州·高考真题）（多选） 在贵州凯里，人们常将小西红柿和红辣椒加工后放入如图所示的瓦罐中，罐口处倒扣一个钵并用水密封，发酵制作酸汤。发酵过程中罐内物质缓慢产生气体，压强足够大时气体以气泡形式溢出，间歇性放气。罐内气体可视为理想气体，设罐内气体温度和体积保持不变，则（ ） A. 在放气过程中，溢出的气体对外界做正功 B. 在放气过程中，溢出的气体对外界做负功 C. 在刚放气完到下次即将放气的过程中，发酵产生气体，罐内气体内能减小 D. 在刚放气完到下次即将放气的过程中，发酵产生气体，罐内气体内能增大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．在放气过程中，气体体积增大，则溢出的气体对外界做正功，故A正确，B错误； CD．在刚放气完到下次即将放气的过程中，发酵产生气体，气体的质量增加，温度不变，罐内气体内能增大，故C错误，D正确。 故选AD。 2. （2026·内蒙古辽宁·高考真题）（多选）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 【解析】 【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。 3. （2026·湖南·高考真题）（多选）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】 【详解】A．温度是分子平均动能的统计标志，仅反映整体的平均水平，高温处仍存在速率小的水分子，低温处也存在速率大的水分子，并非所有水分子的运动速率都满足高温处大于低温处，故A错误； B．一定量的水变为同温度的水蒸气，温度不变则分子总动能不变。汽化过程吸收热量，且汽化后分子间距大幅增大，分子势能增加，因此总内能变大，故B正确； C．该过程中，均热板从高温的芯片吸热，向低温的冷凝端放热，整个过程循环进行，均热板自身状态复原，不需要对外界做功，仅依靠水传递热量，符合物理规律，故C正确； D．根据热力学第二定律，不可能从低温物体吸热、向高温物体放热，同时不产生其他影响，该描述违反热力学第二定律，故D错误。 故选BC 。 4. （2026·江苏·高考真题）一定质量的理想气体从状态到状态经历等温变化，此过程外界压缩气体对其做的功为W。已知状态气体体积为，压强为，b状态气体体积为。求： （1）该过程气体放出的热量； （2）b状态时气体的压强。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 理想气体经历从a状态到b状态等温变化，气体的内能不变，由热力学第一定律有 解得 负号表示过程中气体放出热量。 【小问2详解】 理想气体经历从a状态到b状态等温变化，由玻意耳定律有 解得 5.（2026·浙江·高考真题） 如图所示，导热良好的瓶内，用一质量为m1、横截面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，在活塞上方有质量为的液体。初始时，瓶内气体处于状态 A，体积为。将一根质量不计的细管插入液体，液体在细管中上升到一定高度后保持静止，随后通过细管缓慢吸走全部液体，此时瓶内气体处于状态B。环境温度保持不变，从状态A到状态 B 过程中，气体吸收热量。已知，，，，大气压强，g=10m/s2。 （1）图中液体________（选填“浸润”或“不浸润”）管壁，若细管仅内径变小，与原细管相比，管内液面将________（选填“升高”、“不变”或“降低”）； （2）求气体在状态B时的体积； （3）求气体从状态A到状态B过程中对外做的功。 【答案】（1） ①. 浸润 ②. 升高 （2）420cm3 （3）2.05J 【解析】 【小问1详解】 [1][2]图中管中液面上升且液面呈现凹状，则液体浸润管壁，若细管仅内径变小，与原细管相比，毛细现象更加明显，管内液面升高。 【小问2详解】 初态对活塞以及上面的液体分析可知气体压强 末态吸走液体后气体的压强为 根据玻意耳定律可知 解得气体在状态B时的体积为 【小问3详解】 气体从状态A到状态B过程中气体温度不变，则根据热力学第一定律 其中 即气体对外做的功2.05J。 6.（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。 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。 6．（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。 7.（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。 8.（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。 9．（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。 10.（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。 11．（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。 12．（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。 13．（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。 14．（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。 15．（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。 16．．（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 1 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $