专题14 热学（6年汇编）（河北专用）2021-2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 汇集2021-2026年河北高考热学真题及2026年模拟题，以新能源热泵、航天热控系统等真实情境为载体，强化综合关联与核心逻辑考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|28题|分子动理论、气体状态方程、热力学定律|以航天热控系统、医用恒温设备为情境，考查微观分子动理论理解与气体状态方程应用| |非选择题|13题|气体实验定律、内能变化、综合计算|结合科研潜水器、压力锅等实际问题，如葫芦容积测量题联动气体做功与分子数估算，体现“分子动理论-气体状态-热力学过程”综合链条|

专题14 热学 6年真题1年模拟 考点分类 河北考情（2021-2026） 命题规律 考点1 热学 2026河北卷 2025河北卷 2024河北卷 2023河北卷 2022河北卷 2021河北卷 . 真实情境深度渗透‌：以新能源热泵、航天热控系统、医用恒温设备等前沿科技场景为载体，不再使用纯理论裸模型出题，要求学生从复杂场景中提炼热学相关规律。 . ‌综合关联属性突出‌：不再孤立考查热学基础概念，会联动能量守恒、气体实验定律、热力学定律等考点，强化“分子动理论-气体状态-热力学过程”的综合链条考查。 ‌能力导向持续强化‌：弱化机械繁琐的代数运算，重点考查微观分子动理论的理解、气体状态方程的灵活应用，规避死记硬背知识点的考法，侧重对热学核心逻辑的考查。 考点01 热学 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．（2025·河北·高考真题）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 3．（2024·河北·高考真题）（多选）如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后（   ） A．弹簧恢复至自然长度 B．活塞两侧气体质量相等 C．与初始时相比，汽缸内气体的内能增加 D．与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少 4．（2023·河北·高考真题）如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为时，气柱长度为；当外界温度缓慢升高到时，气柱长度变为。已知外界大气压恒为，水柱长度不计。 （1）求温度变化过程中氮气对外界做的功； （2）求葫芦的容积； （3）试估算被封闭氮气分子的个数（保留2位有效数字）。已知氮气在状态下的体积约为，阿伏伽德罗常数取。 5．（2022·河北·高考真题）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将______（填“增大”“减小”或“不变”）；温度将______（填“升高”“降低”或“不变”）。 6．（2021·河北·高考真题）两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸A、B，汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气体，如图1所示，现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若A中细沙的质量大于B中细沙的质量，重新平衡后，汽缸A内气体的内能______（填“大于”“小于”或“等于”）汽缸B内气体的内能，图2为重新平衡后A、B汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲线______（填图像中曲线标号）表示汽缸B中气体分子的速率分布规律。 7．（2026·河北邢台·模拟预测）某型号科研潜水器采用压载水舱实现浮力调节，其简化模型如图所示，一个导热性能良好的直立圆柱形水舱，顶部通过阀门与高压气瓶连接，底部有排水口。水舱内部的横截面积，高度。初始时，水舱内装有深度的海水，水面上方封闭一定质量的气体，气体压强。现打开阀门向水舱内缓慢充入压强、体积的气体后关闭阀门。打开排水口，水舱中的水缓慢排出，当水舱内气体的压强降至与外界海水的压强差时，排水口自动关闭，此时水舱内剩余海水的深度。已知大气压强，海水的密度，重力加速度g取，气体可视为理想气体，整个过程气体的温度与海水的温度相同且始终保持不变。则排水口自动关闭时，水舱内水面所处的深度为（     ） A．25m B．23m C．15m D．13m 8．（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 9．（2026·河北保定·三模）微流控芯片利用微米级的微通道网络，对气体、液体等进行控制。若微流控芯片内的气体可视为处于如图所示的封闭容器中，容器导热良好且关于虚线左右对称。气体可视为理想气体。缓慢升高温度，则（　　） A．分子数密度增大，气体的压强增大 B．单位时间撞击单位面积器壁的分子数增多 C．分子平均动能增大，内能保持不变 D．虚线左侧气体质量增大，右侧气体质量减小 10．（2026·河北衡水·模拟预测）如图甲所示是战国时期的竹节柄铜汲酒器。把汲酒器竖直放入酒中，柄部在上、荷蕾形器在下，酒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，如此便将酒“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，汲酒器导热性能良好。下列说法正确的是（     ） A．提起汲酒器的过程中，封闭气体的内能不断增大 B．提起汲酒器的过程中，封闭气体单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 C．提起汲酒器的过程中，外界对封闭气体做正功 D．提起汲酒器的过程中，封闭气体向外界放出的热量等于气体对外界做的功 11．（2026·河北保定·三模）一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，压强p随体积V变化的图像如图所示。这部分理想气体内能与温度的关系为U=3kT,其中k为常量。状态A时气体温度为，从状态A变化到气体温度最高的过程中，气体与外界交换热量的绝对值为（　　） A． B． C． D． 12．（2026·河北秦皇岛·模拟预测）截面均匀，两端封闭的导热玻璃管内用长为水银柱封闭着A、B两段空气柱，当玻璃管水平放置时，两段空气柱的长度分别为、，初始时刻环境温度为，A气柱的压强为，其中为水银密度，g为重力加速度。下列说法中正确的是（     ） A．若仅将环境温度缓慢升高到，水银柱将向左移动 B．若仅将环境温度缓慢降低到，水银柱将向左移动 C．若仅将玻璃管缓慢顺时针转过90°，A、B两部分气体密度之比为1∶3 D．若仅将玻璃管缓慢顺时针转过90°，A、B两部分气体密度之比为1∶2 13．（2026·河北沧州·二模）重庆市云阳县为保障师生冬季教学学习生活，全县83所农村学校的供暖设备全面启用，为高海拔山区的广大师生送去温暖。若供暖后，教室内的温度从3℃上升到，教室内气体的压强视为不变，关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．热量可以自发地从低温物体传向高温物体 B．教室内空气的质量增加 C．教室内每个气体分子的速率均增加 D．有空气分子从教室内向外逸出 14．（2026·河北邢台·二模）理想气体的内能U是分子各种形式的动能与分子内原子间振动势能的总和， 其中n为物质的量、t为分子平动自由度、r为转动自由度、s为振动自由度、k为常量。在温度恒为T的环境下，恒容导热容器中有2mol的CO和1mol的，假设CO完全燃烧，反应方程为。所有气体均可看成理想气体，结合表中数据，下列说法正确的是（　　） 平动自由度 转动自由度 振动自由度 CO 3 2 1 3 2 1 3 2 4 A．气体对外做负功 B．气体对外做正功 C．稳定后气体内能相比燃烧前的变化量为-1.5RTJ D．稳定后气体内能相比燃烧前的变化量为2.5RTJ 15．（2026·河北·三模）我国奋斗者号潜水器开展深海科考时，在深海采集样品并将样品密封在导热良好的金属采样管中，密封后管内留有部分空气，该空气可视为理想气体。在采样管缓慢上升的过程中，空气从状态到状态的压强随热力学温度变化的图像如图所示，图线的延长线过坐标原点。该过程中（     ） A．管内空气的分子平均动能逐渐增大 B．管内空气对外界放出热量 C．管内空气分子撞击单位面积管壁产生的平均作用力减小 D．管内单位体积内分子个数增加 16．（2026·河北保定·二模）一定质量的理想气体经历a→b→c→a的变化过程，其压强p随摄氏温度t变化的图像如图所示。b、a 连线与t轴垂直，a、c连线与p轴垂直，b、c连线过原点。则（　　） A．b→c过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数始终相同 B．b→c过程，气体放出的热量等于内能的减少量 C．c→a过程，气体吸收的热量等于内能的增加量 D．a→b过程，气体放出的热量等于外界对气体做的功 17．（2026·河北邯郸·模拟预测）航天飞船的生命保障系统是航天员在轨安全的核心，其中气体循环模块的原理如图所示。该系统中导热性能良好的气缸竖直固定在舱内，用质量不计的光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞连接轻质拉杆实现拉伸或压缩，飞船舱内温度保持不变。下列说法正确的是（　　） A．固定活塞位置，利用电热丝对气体缓慢加热，气体吸收的热量小于气体内能的增加量 B．缓慢拉动拉杆使活塞上移，气体吸收的热量等于气体对外界所做的功 C．快速下压活塞使气体压缩，气体体积减小，内能增大，温度保持不变 D．若气体先等压膨胀，再等容降压，整个过程中气体一直从外界吸收热量 18．（2026·河北沧州·一模）如图所示，导热性能良好的玻璃管开口向上放置，用一段水银柱封闭一部分气体（可视为理想气体），现在向玻璃管内缓慢加入一部分水银，使水银柱的长度变大。此过程中外界大气压和温度均保持不变。下列说法中正确的是（    ） A．封闭气体体积减小，外界对气体做功，所以气体的内能增大 B．水银柱的长度增大，封闭气体的压强减小 C．封闭气体单位时间与玻璃管单位面积的撞击次数增多 D．封闭气体分子与玻璃管单次碰撞的平均撞击力变小 19．（2026·河北沧州·二模）水银温度计的工作原理与分子动理论密切相关，某次测量其液面如图所示。下列说法正确的是（　　） A．常温下，水银分子间保持一定的平均距离，且只存在引力 B．温度越高，水银分子的运动越剧烈，每个分子的动能都增大 C．水银浸润玻璃，读数时视线应与液柱凸面最低点齐平 D．已知水银的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，则单位体积中所含的水银分子数为 20．（2026·河北保定·一模）卡通气球因为形象可爱深受小朋友们的喜欢。寒假时，小朋友将一卡通气球从寒冷的室外拿到温暖的家中（不考虑卡通气球的容积变化），关于气球内的气体，下列说法正确的是（　　） A．气体压强增大 B．每个分子热运动的速率都变大 C．气体对外做正功 D．气体内能不一定增大 21．（2026·河北廊坊·一模）一定质量理想气体的V-T图像如图所示，该过程对应的p-V图像可能是（　　） A． B． C． D． 22．（2026·河北·一模）如图所示，有一竖直放置、左右两端封闭的U形管，左端高于右端，下端接有一直玻璃管，玻璃管上有一阀门，现用水银在左右两侧管内均封闭一定质量的理想气体，气柱M和N的长度相等。已知U形管和玻璃管导热性能良好，下列说法正确的是（　　） A．使环境温度缓慢降低ΔT，稳定后气柱M的长度小于N的 B．使环境温度缓慢降低ΔT，稳定后气柱M的长度等于N的 C．打开阀门，缓慢充入少量水银，稳定后气柱M的长度大于N的 D．打开阀门，缓慢充入少量水银，稳定后气柱M的长度小于N的 23．（2026·河北沧州·一模）某同学设计了一款气压传动装置，导热良好的水平气缸与竖直气缸通过体积可忽略的弯管相连，质量不计的活塞A、B分别置于两气缸中且活塞B位于竖直气缸的底部，两者间封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，初始时气体的压强等于外界大气压强，活塞B的上方有一定量的液体，现用力缓慢向右移动活塞A，最终如图乙所示。已知活塞可在气缸中无摩擦滑动且不漏气，环境温度始终不变，关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A．气体的体积不变 B．气体的压强不变 C．外界对气体不做功 D．气体的内能不变 24．（2026·河北石家庄·一模）“自热米饭”盒的内部结构如图所示，加热层有氧化钙等物质，遇水反应放热，可实现无火无电条件下加热食材，加热时食材层内空气温度缓慢上升，通过盖子上的透气孔泄压维持食材层内空气压强不变。若忽略加热过程中食材层体积变化，食材层内空气可视为理想气体，则加热过程中，下列说法正确的是（　　） A．食材层内空气分子单位时间内撞击器壁的分子数不变 B．食材层内空气的内能增加量等于气体从化学反应中吸收的热量 C．食材层内空气的压强与热力学温度成正比 D．食材层内空气分子对单位面积器壁的平均作用力不变 25．（2026·河北·一模）冬季寒潮来袭，小华将热水倒入水瓶后，立即用瓶塞密封瓶口，瓶内封闭了一定质量的空气（视为理想气体）。水瓶容积不变，随着瓶内水温逐渐降低，封闭空气的温度从热力学温度降至，其压强随热力学温度的变化图像为过坐标原点的倾斜直线（如图所示）。关于的过程，下列说法正确的是（　　） A．封闭空气的内能增加，且空气对外界做负功 B．封闭空气向外界放出的热量等于其内能的减少量 C．封闭空气向外界放出的热量大于其内能的减少量 D．瓶内空气分子数密度不变，每个分子撞击器壁的作用力均减小 26．（2026·河北唐山·一模）如图所示，水平地面上固定一导热良好的气缸，用活塞封闭一定质量的理想气体。若气缸周围环境温度和大气压强保持不变，现向左缓慢推动活塞，则气缸内的气体（    ） A．压强变大 B．压强变小 C．温度降低 D．温度升高 27．（2026·河北保定·二模）（多选）如图1所示，导热性能良好的汽缸竖直放置在水平面上，用一质量为m、厚度不计的活塞将缸内同种气体分成甲、乙两部分，系统平衡时活塞刚好位于汽缸的正中央，气体甲的压强刚好等于外界大气压；若将汽缸沿顺时针方向缓慢转过90°，如图2所示。已知外界大气压为p0，重力加速度为g，活塞的横截面积为，环境温度保持不变。活塞的密封性良好，且活塞与汽缸间摩擦不计，封闭气体可视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A．图1中气体乙的压强为1.5p0 B．图1中，气体甲、乙的密度之比为5：6 C．图1、2中气体甲的压强之比为10：11 D．图1、2中气体乙的密度之比为11∶12 28．（2026·河北秦皇岛·模拟预测）（多选）如图所示，竖直静止放置、粗细均匀、导热性能良好的玻璃管上端开口，管内用水银封闭一定质量的理想气体，现改变环境温度，对于管内气体，下列说法正确的是（     ） A．升高环境温度，气体内能的增加量小于其吸收的热量 B．升高环境温度，气体内能的增加量大于其吸收的热量 C．降低环境温度，气体内能的减少量小于其放出的热量 D．降低环境温度，气体内能的减少量大于其吸收的热量 29．（2026·河北保定·二模）（多选）如图甲所示，导热性能良好的汽缸放置在水平地面上，右端开口，汽缸内壁设有卡销，用一横截面积为的活塞在缸内密封一定质量的理想气体，活塞厚度可忽略且能无摩擦滑动。当活塞位于卡销位置时，气体的体积为V0。开始时封闭气体体积 将汽缸缓慢转动90°，如图乙所示，此时活塞刚好与卡销接触，但没有相互作用，此过程中封闭气体从外界吸收的热量为Q。环境温度始终为T0，大气压强为p0，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．末态时封闭气体的压强为 B．活塞的质量为 C．封闭气体对外做的功小于Q D．若不转动汽缸，当温度缓慢升高到时，活塞刚好到达卡销处 30．（2026·河北张家口·二模）（多选）如图甲为由球形部分和横截面积为的均匀细玻璃管构成的容器，管内有一段水银柱，将一定质量的理想气体密封在容器球形部分与玻璃管内。缓慢改变气体温度（水银柱长度不变），测量玻璃管内气柱长度随热力学温度变化的关系如图乙中直线所示；保持温度不变，缓慢改变水银柱的长度，气柱长度的变化如图中直线所示，之后气柱长度沿直线变化。AB、CD的延长线与纵轴的交点均为。下列说法正确的是（　　） A．容器球形部分的容积为 B．到过程气体内能增加 C．到的过程压强不变 D．到的过程水银柱长度增加 31．（2026·河北保定·一模）（多选）如图所示，一内壁绝热光滑汽缸固定在水平面上，两绝热活塞将汽缸内同一理想气体均匀分成O、P、Q三部分，两活塞间用一轻质弹簧（处于原长）连接，通过导热丝对Q部分气体降温，则稳定后（　　） A．O部分气体的压强大于P部分气体的 B．Q部分气体的体积小于O部分气体的 C．Q部分气体的温度小于P部分气体的 D．Q部分气体的温度等于O部分气体的 32．（2026·河北保定·一模）（多选）一定质量的理想气体，经历了如图所示的、、三个过程，其中c、a、O三点共线，与T轴平行。下列说法正确的是（　　） A．气体在过程中对外界做正功 B．气体在过程中的体积不变 C．气体在过程中向外界放出热量 D．气体在过程中单位体积的分子数增大 33．（2026·河北·一模）（多选）一理想气体系统经历一循环过程a→b→c→d→a，其p–V图如图所示，其中d→a过程气体温度不变。下列说法正确的是（　　） A．a→b过程气体分子的平均动能增加 B．b→c过程气体向外界放出热量 C．状态c、a的体积和压强满足 D．a→b→c→d→a过程气体从外界吸收热量 34．（2026·河北秦皇岛·二模）如图1空气波压力治疗仪由带气泵的储气罐和相同的气囊组成，简化模型如图2。气泵能使储气罐储存高压气体，储气罐与每个气囊通过细管道连接，气囊进气口有独立进气电磁阀门，当气囊内的压强传感器测量的气压达到预设值，进气阀门将自动关闭，充气时，非工作气囊的进气阀门始终处于关闭状态，以实现多种治疗模式。已知进气阀门开启前，储气罐内高压气体的压强为，气囊内充气前无气体，气囊内气压预设值可调范围，气压达到预设值时单个气囊的体积为，温度变化和细管的体积忽略不计。（） (1)若选用单气囊模式进行精细治疗，预设值调到，求充满气囊的过程中，从储气罐中进入气囊的高压气体的体积； (2)若储气罐内压强达后停止加压，要使得两个气囊都能同时在预设值范围内可调，则储气罐容积至少多大？ 35．（2026·河北·模拟预测）如图所示，1 mol理想气体从状态到状态，该过程在图上为直线。已知理想气体状态方程为，气体的内能为，其中为已知定常量，图上所有点的坐标均已知。 (1)求从状态到状态过程中的气体最高温度； (2)判断气体从状态到状态吸热还是放热，并求出其具体结果。 36．（2026·河北雄安·模拟预测）压力锅（高压锅）通过增大锅内气压来提高水的沸点，从而达到快速烹饪食物的目的。其结构简化如图所示，某厨师将食材放进锅内后合上锅盖，并将限压阀套在出气孔上开始加热，随着锅内温度升高，锅内气体压强增大，当压强增大到设计的最大值时，气体会顶起出气孔上的限压阀。已知出气孔的横截面积为，大气压强。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体，取。 (1)要使锅内压强达到，求限压阀的质量； (2)当锅内压强达到时打开出气孔，求稳定后高压锅内气体密度与打开出气孔前的密度之比。（假设气体温度不变） 37．（2026·河北邯郸·三模）如图所示，导热良好的瓶子，通过瓶塞密闭、体积、处于状态1的理想气体，瓶塞质量为，其横截面积为，将瓶子放进的恒温水中，瓶塞无摩擦地缓慢上升恰好停在瓶口，气体达到状态2。已知大气压强，重力加速度。 (1)求气体在状态1的压强和状态2的体积。 (2)若气体的内能与热力学温度成正比，状态1时该气体内能，求气体从状态1到状态2从外界吸收的热量。 38．（2026·河北保定·三模）对钢瓶进行气压试验，升压过程：①先将容器内气体升压到0.2Mpa，检查系统；②之后升至试验压强的50%，检查系统；③按试验压强的10%逐级升压，每级稳压3min，直到升压至试验压强。若试验压强为 ，钢瓶容积为V=40L，充入气体的压强为。整个过程气体温度保持不变，气体均可看成理想气体。 (1)若①、②过程中充入气体的体积之比为1∶108，求初始时钢瓶内的气体压强。 (2)试分析③过程每次充入气体的过程，充入气体的质量是否相等？系统放出的热量是否相等？ 39．（2026·河北邢台·三模）如图所示为某同学自制的简易温度计（标有温度刻度），在一个水平放置的空铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，吸管中的气体不可忽略，接口处用蜡密封，吸管中有一小段油柱（长度可以忽略），吸管上的A点标有，B点标有。已知吸管的横截面积为S，油柱位于A点时封闭气体的体积为，内能为，外界大气压恒为p0，封闭气体可视为理想气体，理想气体的内能与热力学温度成正比。若环境温度变化使油柱从A点缓慢移到B点，关于此过程，求： (1)油柱移动的距离； (2)封闭气体从外界吸收的热量。 40．（2026·河北衡水·模拟预测）如图所示，导热汽缸倾斜固定，与水平方向夹角为37°，活塞面积，质量为，活塞与汽缸的摩擦忽略不计。初始时，汽缸内气体温度与环境温度相同，均为，活塞静止，与汽缸底部的距离为。缓慢加热缸内气体，活塞缓慢上升。大气压强，缸内气体可视为理想气体，重力加速度。 (1)求初始时汽缸内气体的压强； (2)当活塞移动距离为5 cm时，求缸内气体温度； (3)在（2）的条件下，若整个过程中气体吸收了的热量，求气体内能的增加量。 41．（2026·河北沧州·二模）如图所示为竖直放置的“水火箭”简化装置图。箭体上方密封气体的体积，初始压强等于外界大气压，下方储水的深度。容器开口处用轻质瓶塞封闭，装有单向阀门的轻质塑料管穿过瓶塞与打气筒连接，打气筒可通过塑料管向容器内充气。已知轻质瓶塞的横截面积，瓶塞与容器开口处的最大静摩擦力，打气筒每次向容器内充入气体的压强为、体积。当容器内气体压强增大到临界值时，瓶塞和容器内的水一同被喷出，完成一次推射实验。已知重力加速度g取，水的密度，容器内气体视为理想气体，充气过程温度保持不变。 (1)求装置刚好喷水时容器内气体的压强p； (2)求达到喷水状态时，至少需要充气的次数。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题14 热学 6年真题1年模拟 考点分类 河北考情（2021-2026） 命题规律 考点1 热学 2026河北卷 2025河北卷 2024河北卷 2023河北卷 2022河北卷 2021河北卷 . 真实情境深度渗透‌：以新能源热泵、航天热控系统、医用恒温设备等前沿科技场景为载体，不再使用纯理论裸模型出题，要求学生从复杂场景中提炼热学相关规律。 . ‌综合关联属性突出‌：不再孤立考查热学基础概念，会联动能量守恒、气体实验定律、热力学定律等考点，强化“分子动理论-气体状态-热力学过程”的综合链条考查。 ‌能力导向持续强化‌：弱化机械繁琐的代数运算，重点考查微观分子动理论的理解、气体状态方程的灵活应用，规避死记硬背知识点的考法，侧重对热学核心逻辑的考查。 考点01 热学 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 【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．（2025·河北·高考真题）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。 3．（2024·河北·高考真题）（多选）如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后（   ） A．弹簧恢复至自然长度 B．活塞两侧气体质量相等 C．与初始时相比，汽缸内气体的内能增加 D．与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少 【答案】ACD 【详解】A．初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力处于平衡状态，弹簧处于压缩状态。因活塞密封不严，可知左侧气体向右侧真空漏出。左侧气体压强变小，右侧出现气体，对活塞有向左的压力，最终左、右两侧气体压强相等，且弹簧恢复原长，故A正确； B．由题知活塞初始时静止在汽缸正中间，但由于活塞向左移动，左侧气体体积小于右侧气体体积，则左侧气体质量小于右侧气体质量，故B错误； C．密闭的汽缸绝热，与外界没有能量交换，但弹簧弹性势能减少了，可知气体内能增加，故C正确； D．初始时气体在左侧，最终气体充满整个汽缸，则初始左侧单位体积内气体分子数应该是最终左侧的两倍，故D正确。 故选ACD。 4．（2023·河北·高考真题）如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为时，气柱长度为；当外界温度缓慢升高到时，气柱长度变为。已知外界大气压恒为，水柱长度不计。 （1）求温度变化过程中氮气对外界做的功； （2）求葫芦的容积； （3）试估算被封闭氮气分子的个数（保留2位有效数字）。已知氮气在状态下的体积约为，阿伏伽德罗常数取。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由于水柱的长度不计，故封闭气体的压强始终等于大气压强。设大气压强为，塑料管的横截面积为，初、末态气柱的长度分别为，气体对外做的功为。根据功的定义有 解得 （2）设葫芦的容积为，封闭气体的初、末态温度分别为，体积分别为，根据盖—吕萨克定律有 联立以上各式并代入题给数据得 （3）设在状态下，氮气的体积为、温度为，封闭气体的体积为，被封闭氮气的分子个数为。根据盖一吕萨克定律有 其中 联立以上各式并代入题给数据得 个 5．（2022·河北·高考真题）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将______（填“增大”“减小”或“不变”）；温度将______（填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】 增大 升高 【详解】[2]假设气球内部气体和气球外部气体的温度不变，当气球内部的气体缓慢释放到气球外部，气球内部气体压强大于外部气体压强，根据玻意尔定律可知气球内的气体释放到外部时体积增大，相当于容器的体积增大；而容器的体积无法改变，所以将假设扩大体积的容器绝热压缩到原来容器的体积即可，气体绝热压缩，与外界无热交换，即，外界对气体做功，即，根据绝热情况下的热力学第一定律可知气体内能增加，温度升高； [1]气体温度升高，根据理想气体实验定律可知气体压强增大。 6．（2021·河北·高考真题）两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸A、B，汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气体，如图1所示，现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若A中细沙的质量大于B中细沙的质量，重新平衡后，汽缸A内气体的内能______（填“大于”“小于”或“等于”）汽缸B内气体的内能，图2为重新平衡后A、B汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲线______（填图像中曲线标号）表示汽缸B中气体分子的速率分布规律。 【答案】 大于 ① 【详解】[1]对活塞分析有 因为A中细沙的质量大于B中细沙的质量，故稳定后有；所以在达到平衡过程中外界对气体做功有 则根据 因为汽缸和活塞都是绝热的，故有 即重新平衡后A汽缸内的气体内能大于B汽缸内的气体内能； [2]由图中曲线可知曲线②中分子速率大的分子数占总分子数百分比较大，即曲线②的温度较高，所以由前面分析可知B汽缸温度较低，故曲线①表示汽缸B中气体分子的速率分布。 7．（2026·河北邢台·模拟预测）某型号科研潜水器采用压载水舱实现浮力调节，其简化模型如图所示，一个导热性能良好的直立圆柱形水舱，顶部通过阀门与高压气瓶连接，底部有排水口。水舱内部的横截面积，高度。初始时，水舱内装有深度的海水，水面上方封闭一定质量的气体，气体压强。现打开阀门向水舱内缓慢充入压强、体积的气体后关闭阀门。打开排水口，水舱中的水缓慢排出，当水舱内气体的压强降至与外界海水的压强差时，排水口自动关闭，此时水舱内剩余海水的深度。已知大气压强，海水的密度，重力加速度g取，气体可视为理想气体，整个过程气体的温度与海水的温度相同且始终保持不变。则排水口自动关闭时，水舱内水面所处的深度为（     ） A．25m B．23m C．15m D．13m 【答案】D 【详解】设关闭阀门时，水舱内气体的压强为，根据玻意耳定律，有 解得 设排水口自动关闭时，水舱内气体的压强为，根据玻意耳定律，有 解得 设排水口自动关闭时，水舱内水面所处的深度为H，则有 解得 故选D。 8．（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。 9．（2026·河北保定·三模）微流控芯片利用微米级的微通道网络，对气体、液体等进行控制。若微流控芯片内的气体可视为处于如图所示的封闭容器中，容器导热良好且关于虚线左右对称。气体可视为理想气体。缓慢升高温度，则（　　） A．分子数密度增大，气体的压强增大 B．单位时间撞击单位面积器壁的分子数增多 C．分子平均动能增大，内能保持不变 D．虚线左侧气体质量增大，右侧气体质量减小 【答案】B 【详解】A．分子数密度，容器体积不变、总分子数不变，故分子数密度不变。理想气体方程，其中不变，升高，固定，因此压强增大。故A错误； B．温度升高会导致分子平均速率增大，进而单位时间内每个分子撞击器壁的次数增加。又因为分子数密度不变，因此单位时间撞击单位面积的总分子数增多。故B正确； C．温度是分子平均动能的标志，温度升高会导致平均动能增大。理想气体内能只由温度决定，温度升高，内能增大。故C错误； D．容器封闭左右对称且连通，气体总质量固定，质量分布始终均匀，两侧质量相等且不变。故D错误。 故选B。 10．（2026·河北衡水·模拟预测）如图甲所示是战国时期的竹节柄铜汲酒器。把汲酒器竖直放入酒中，柄部在上、荷蕾形器在下，酒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，如此便将酒“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，汲酒器导热性能良好。下列说法正确的是（     ） A．提起汲酒器的过程中，封闭气体的内能不断增大 B．提起汲酒器的过程中，封闭气体单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 C．提起汲酒器的过程中，外界对封闭气体做正功 D．提起汲酒器的过程中，封闭气体向外界放出的热量等于气体对外界做的功 【答案】B 【详解】A．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，封闭气体可看成理想气体，一定质量的理想气体温度不变时内能也不变，故A错误； B．提起过程封闭气体体积不断增大、温度不变，根据玻意耳定律 气体的压强会减小，所以单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故B正确； C．提起汲酒器的过程中，气体体积增大，外界对封闭气体做负功，故C错误； D．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 即气体从外界吸热等于气体对外做功，故D错误。 故选B。 11．（2026·河北保定·三模）一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，压强p随体积V变化的图像如图所示。这部分理想气体内能与温度的关系为U=3kT,其中k为常量。状态A时气体温度为，从状态A变化到气体温度最高的过程中，气体与外界交换热量的绝对值为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图可知直线方程为 得 对理想气体，由理想气体状态方程 温度与成正比，因此求最大值即求的最大值 这是开口向下的二次函数，顶点在 时最大，最高，此时 由理想气体状态方程 得最高温度 由得 气体对外界做的功为 热力学第一定律 整理得 故选D。 12．（2026·河北秦皇岛·模拟预测）截面均匀，两端封闭的导热玻璃管内用长为水银柱封闭着A、B两段空气柱，当玻璃管水平放置时，两段空气柱的长度分别为、，初始时刻环境温度为，A气柱的压强为，其中为水银密度，g为重力加速度。下列说法中正确的是（     ） A．若仅将环境温度缓慢升高到，水银柱将向左移动 B．若仅将环境温度缓慢降低到，水银柱将向左移动 C．若仅将玻璃管缓慢顺时针转过90°，A、B两部分气体密度之比为1∶3 D．若仅将玻璃管缓慢顺时针转过90°，A、B两部分气体密度之比为1∶2 【答案】D 【详解】AB．初始时刻环境温度为，A气柱的压强为，B气柱的压强也为；若仅将环境温度缓慢升高或降低到相等温度时，假设A、B两段空气柱的体积都不变，由可知A、B两段空气柱的压强仍相等，水银柱都不移动，故AB错误； CD．若仅将玻璃管缓慢顺时针转过90°，对A段空气柱 对B段空气柱 解得 对A段空气柱 对B段空气柱 解得，故C错误，D正确。 故选D。 13．（2026·河北沧州·二模）重庆市云阳县为保障师生冬季教学学习生活，全县83所农村学校的供暖设备全面启用，为高海拔山区的广大师生送去温暖。若供暖后，教室内的温度从3℃上升到，教室内气体的压强视为不变，关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．热量可以自发地从低温物体传向高温物体 B．教室内空气的质量增加 C．教室内每个气体分子的速率均增加 D．有空气分子从教室内向外逸出 【答案】D 【详解】A．根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传向高温物体，故A错误； B D．教室内气体压强不变，温度升高，由盖-吕萨克定律（为常数）可知，气体体积会增大，而教室容积固定，因此会有气体逸出，室内空气质量减小，故B错误、D正确； C．温度是分子平均动能的标志，温度升高仅说明气体分子的平均速率增大，不代表每个气体分子的速率都增加，故C错误。 故选D。 14．（2026·河北邢台·二模）理想气体的内能U是分子各种形式的动能与分子内原子间振动势能的总和， 其中n为物质的量、t为分子平动自由度、r为转动自由度、s为振动自由度、k为常量。在温度恒为T的环境下，恒容导热容器中有2mol的CO和1mol的，假设CO完全燃烧，反应方程为。所有气体均可看成理想气体，结合表中数据，下列说法正确的是（　　） 平动自由度 转动自由度 振动自由度 CO 3 2 1 3 2 1 3 2 4 A．气体对外做负功 B．气体对外做正功 C．稳定后气体内能相比燃烧前的变化量为-1.5RTJ D．稳定后气体内能相比燃烧前的变化量为2.5RTJ 【答案】D 【详解】AB ．容器为恒容容器，气体体积不变，气体对外做功公式为，，故气体对外做功为0，既不做正功，也不做负功，AB错误。 CD．根据题干给出的内能公式 计算内能变化： 反应前总内能：2mol CO的内能： 1mol O2的内能： 总内能 反应后总内能： 2mol CO和1mol O2完全反应生成2mol CO2，其内能为 内能变化量 即稳定后气体内能相比燃烧前的变化量为 ，故C错误，D正确。 故选D。 15．（2026·河北·三模）我国奋斗者号潜水器开展深海科考时，在深海采集样品并将样品密封在导热良好的金属采样管中，密封后管内留有部分空气，该空气可视为理想气体。在采样管缓慢上升的过程中，空气从状态到状态的压强随热力学温度变化的图像如图所示，图线的延长线过坐标原点。该过程中（     ） A．管内空气的分子平均动能逐渐增大 B．管内空气对外界放出热量 C．管内空气分子撞击单位面积管壁产生的平均作用力减小 D．管内单位体积内分子个数增加 【答案】A 【详解】A．空气从状态A到状态B，温度升高，管内空气的分子平均动能逐渐增大，故A正确； B．根据理想气体状态方程，变形得 由题意，图线延长线过原点，说明为定值，因此管内空气体积不变，该过程为等容变化； 管内空气温度升高，内能增大，体积不变，外界对气体做的功为0，根据热力学第一定律，得，因此管内空气从外界吸收热量，故B错误； C．管内空气压强在数值上等于空气分子撞击单位面积管壁产生的平均作用力，结合空气压强增大，可知管内空气分子撞击单位面积管壁产生的平均作用力增大，故C错误； D．管内空气分子总个数不变，空气体积不变，单位体积内分子个数保持不变，故D错误。 故选A。 16．（2026·河北保定·二模）一定质量的理想气体经历a→b→c→a的变化过程，其压强p随摄氏温度t变化的图像如图所示。b、a 连线与t轴垂直，a、c连线与p轴垂直，b、c连线过原点。则（　　） A．b→c过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数始终相同 B．b→c过程，气体放出的热量等于内能的减少量 C．c→a过程，气体吸收的热量等于内能的增加量 D．a→b过程，气体放出的热量等于外界对气体做的功 【答案】D 【详解】A．绝对零度等于，根据，可得 b→c过程，图像上的点与绝对零度连线的斜率逐渐减小，即减小，则体积增大，气体分子的数密度减小，因温度降低，气体分子的平均速率减小，所以，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减小，故A错误； B．b→c过程，气体体积增大，对外做功，气体温度降低，内能减少，根据可知，气体减少的内能等于气体放出的热量和对外做的功之和，气体放出的热量小于内能的减少量，故B错误； C．c→a过程，气体压强不变，温度升高，根据盖-吕萨克定律可知，气体体积增大，对外做功，内能增大，吸收热量，根据可知，气体吸收的热量大于内能的增加量，故C错误； D．a→b过程，气体温度不变，压强增大，根据玻意耳定律可知，气体体积减小，外界对气体做功，内能不变，气体对外放热，根据可知，气体放出的热量等于外界对气体做的功，故D正确。 故选D。 17．（2026·河北邯郸·模拟预测）航天飞船的生命保障系统是航天员在轨安全的核心，其中气体循环模块的原理如图所示。该系统中导热性能良好的气缸竖直固定在舱内，用质量不计的光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞连接轻质拉杆实现拉伸或压缩，飞船舱内温度保持不变。下列说法正确的是（　　） A．固定活塞位置，利用电热丝对气体缓慢加热，气体吸收的热量小于气体内能的增加量 B．缓慢拉动拉杆使活塞上移，气体吸收的热量等于气体对外界所做的功 C．快速下压活塞使气体压缩，气体体积减小，内能增大，温度保持不变 D．若气体先等压膨胀，再等容降压，整个过程中气体一直从外界吸收热量 【答案】B 【详解】A．固定活塞位置，气体体积保持不变，因此气体对外界不做功，外界对气体也不做功， 根据热力学第一定律 代入得，即气体吸收的热量等于气体内能增加量，故A错误； B．气缸导热性能良好且过程缓慢，气体与外界充分热交换为等温过程， 活塞上移，气体膨胀对外做功，即 由热力学第一定律 可得，吸收的热量等于气体对外界做的功，故B正确； C．快速下压活塞，无充足时间进行热交换，为绝热过程， 压缩气体，外界对气体做功，，，内能增大，温度升高，故C错误； D．等压膨胀p不变，V增大，由 可知，T升高， 气体膨胀对外做功， 由热力学第一定律可得 气体吸热。等容降压V不变， p减小，由 可知，T降低， 由热力学第一定律可得，气体放热，故D错误。 故选B。 18．（2026·河北沧州·一模）如图所示，导热性能良好的玻璃管开口向上放置，用一段水银柱封闭一部分气体（可视为理想气体），现在向玻璃管内缓慢加入一部分水银，使水银柱的长度变大。此过程中外界大气压和温度均保持不变。下列说法中正确的是（    ） A．封闭气体体积减小，外界对气体做功，所以气体的内能增大 B．水银柱的长度增大，封闭气体的压强减小 C．封闭气体单位时间与玻璃管单位面积的撞击次数增多 D．封闭气体分子与玻璃管单次碰撞的平均撞击力变小 【答案】C 【详解】A．由于玻璃管导热性能良好，外界温度保持不变，所以封闭气体的温度保持不变，即封闭气体的内能保持不变，封闭气体的体积减小，外界对气体做功，此过程中气体向外界放热，故A错误； B．对封闭气体分析可知，封闭气体的压强，所以当水银柱长度增大时封闭气体的压强增大，故B错误； C．封闭气体做无规则热运动的平均速率不变，但由于封闭气体的体积变小，所以分子的数密度增多，所以封闭气体单位时间与玻璃管单位面积的撞击次数增大，故C正确； D．由于封闭气体的温度不变，所以气体分子做无规则热运动的平均速率不变，所以封闭气体分子与玻璃管单次碰撞的平均撞击力不会变小，故D错误。 故选C。 19．（2026·河北沧州·二模）水银温度计的工作原理与分子动理论密切相关，某次测量其液面如图所示。下列说法正确的是（　　） A．常温下，水银分子间保持一定的平均距离，且只存在引力 B．温度越高，水银分子的运动越剧烈，每个分子的动能都增大 C．水银浸润玻璃，读数时视线应与液柱凸面最低点齐平 D．已知水银的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，则单位体积中所含的水银分子数为 【答案】D 【详解】A．分子间既有相互作用的引力又有相互作用的斥力，引力和斥力是同时存在的，这跟分子间的距离和温度无关，故A错误； B．温度越高，水银分子的运动越剧烈，大量分子的平均动能一定增大，但不是每个分子的动能都增大，故B错误； C．毛细管内液面呈凸形，说明水银对玻璃有不浸润现象，读数时视线应与液柱凸面最高点齐平，故C错误； D．摩尔体积 单位体积的物质的量 故单位体积的水银分子数，故D正确。 故选D。 20．（2026·河北保定·一模）卡通气球因为形象可爱深受小朋友们的喜欢。寒假时，小朋友将一卡通气球从寒冷的室外拿到温暖的家中（不考虑卡通气球的容积变化），关于气球内的气体，下列说法正确的是（　　） A．气体压强增大 B．每个分子热运动的速率都变大 C．气体对外做正功 D．气体内能不一定增大 【答案】A 【详解】A．题干明确气球容积不变，气体做等容变化，且从室外到室内温度升高，根据查理定律，一定质量的气体等容变化时，压强与热力学温度成正比，温度升高则气体压强增大，故A正确； B．温度是分子平均热运动动能的标志，温度升高仅说明分子热运动的平均速率增大，不代表每个分子的热运动速率都变大，故B错误； C．气体对外做功 因气球容积不变，故气体对外做功为0，故C错误； D．理想气体内能仅由温度决定，气体温度升高，内能一定增大，故D错误。 故选A。 21．（2026·河北廊坊·一模）一定质量理想气体的V-T图像如图所示，该过程对应的p-V图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由V-T图像可知，A→B，气体温度不变，体积减小，则压强变大；B→C，气体温度升高，体积变大，则压强不变；则对应的p-V图像为C。 故选C。 22．（2026·河北·一模）如图所示，有一竖直放置、左右两端封闭的U形管，左端高于右端，下端接有一直玻璃管，玻璃管上有一阀门，现用水银在左右两侧管内均封闭一定质量的理想气体，气柱M和N的长度相等。已知U形管和玻璃管导热性能良好，下列说法正确的是（　　） A．使环境温度缓慢降低ΔT，稳定后气柱M的长度小于N的 B．使环境温度缓慢降低ΔT，稳定后气柱M的长度等于N的 C．打开阀门，缓慢充入少量水银，稳定后气柱M的长度大于N的 D．打开阀门，缓慢充入少量水银，稳定后气柱M的长度小于N的 【答案】D 【详解】AB．假设环境温度缓慢降低ΔT时，两部分气体都进行等容变化，则由查理定律 可得 因开始时温度T和∆T都相同，而N气体压强p较大，则左右两侧水银高度差变小，M的长度大于N的，AB错误； CD．打开阀门缓慢充入少量水银后，初始状态两气柱温度相同，根据等温变化的规律可得 可得压强为 若两边气柱减小相同的高度h，则因开始时右边N的压强较大，则N端气体压强增加量更大，则体积减小的更多，故稳定后气柱M的长度小于N的，故C错误，D正确。 故选D。 23．（2026·河北沧州·一模）某同学设计了一款气压传动装置，导热良好的水平气缸与竖直气缸通过体积可忽略的弯管相连，质量不计的活塞A、B分别置于两气缸中且活塞B位于竖直气缸的底部，两者间封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，初始时气体的压强等于外界大气压强，活塞B的上方有一定量的液体，现用力缓慢向右移动活塞A，最终如图乙所示。已知活塞可在气缸中无摩擦滑动且不漏气，环境温度始终不变，关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A．气体的体积不变 B．气体的压强不变 C．外界对气体不做功 D．气体的内能不变 【答案】D 【详解】B．初始状态下，气体的压强与大气压相等即 在图乙所示的末状态下，气体的压强为 气体压强会变大，故B错误； A．装置导热，所以状态变化时满足玻意耳定律，即 由于 所以，故A错误； C．由于气体的体积减小，外界对气体做正功，故C错误； D．装置导热，所以气体的温度保持不变，由于气体是一定质量的理想气体，内能只受温度影响，故内能不变，故D正确。 故选D。 24．（2026·河北石家庄·一模）“自热米饭”盒的内部结构如图所示，加热层有氧化钙等物质，遇水反应放热，可实现无火无电条件下加热食材，加热时食材层内空气温度缓慢上升，通过盖子上的透气孔泄压维持食材层内空气压强不变。若忽略加热过程中食材层体积变化，食材层内空气可视为理想气体，则加热过程中，下列说法正确的是（　　） A．食材层内空气分子单位时间内撞击器壁的分子数不变 B．食材层内空气的内能增加量等于气体从化学反应中吸收的热量 C．食材层内空气的压强与热力学温度成正比 D．食材层内空气分子对单位面积器壁的平均作用力不变 【答案】D 【详解】B．根据热力学第一定律 虽然气体体积不变，但是气体分子数减小，有气体泄漏，可视作气体体积增大，可得 所以，故B错误； CD．压强的物理意义就是分子对单位面积器壁的平均作用力，由于盖子上的透气孔泄压维持食材层内空气压强不变，所以食材层内空气分子对单位面积器壁的平均作用力不变，故C错误，D正确； A．设在时间内撞击器壁的分子数为，分子的平均速度为，器壁受到的平均作用力为，根据动量定理可得 解得单位时间内撞击器壁的分子数 根据选项D可知不变，随着加热食材层内温度升高，分子的平均速度增大，可得减小，故A错误。 故选D。 25．（2026·河北·一模）冬季寒潮来袭，小华将热水倒入水瓶后，立即用瓶塞密封瓶口，瓶内封闭了一定质量的空气（视为理想气体）。水瓶容积不变，随着瓶内水温逐渐降低，封闭空气的温度从热力学温度降至，其压强随热力学温度的变化图像为过坐标原点的倾斜直线（如图所示）。关于的过程，下列说法正确的是（　　） A．封闭空气的内能增加，且空气对外界做负功 B．封闭空气向外界放出的热量等于其内能的减少量 C．封闭空气向外界放出的热量大于其内能的减少量 D．瓶内空气分子数密度不变，每个分子撞击器壁的作用力均减小 【答案】B 【详解】A．理想气体的内能仅由温度决定，过程中，封闭空气温度从热力学温度降至，因此内能减少，又因水瓶容积不变，空气对外界不做功，故A错误； BC．根据热力学第一定律，等容过程中，温度降低，内能减少，故，可得，即空气向外界放热，且放出的热量大小等于内能的减少量，故B正确，C错误； D．水瓶容积不变，封闭空气的质量和体积均未改变，因此单位体积内的分子数保持不变，过程中温度降低，分子平均动能减小，并非每个分子的动能都减小，故D错误。 故选B。 26．（2026·河北唐山·一模）如图所示，水平地面上固定一导热良好的气缸，用活塞封闭一定质量的理想气体。若气缸周围环境温度和大气压强保持不变，现向左缓慢推动活塞，则气缸内的气体（    ） A．压强变大 B．压强变小 C．温度降低 D．温度升高 【答案】A 【详解】CD．气缸导热良好，环境温度不变，推动活塞过程缓慢，封闭气体始终和外界环境达到热平衡，因此气体温度不变，CD错误； AB．对一定质量的理想气体，温度不变，向左推动活塞时，封闭气体体积减小，根据玻意耳定律（为恒量），体积减小则气体压强增大，因此压强变大，A正确，B错误。 故选A 。 27．（2026·河北保定·二模）（多选）如图1所示，导热性能良好的汽缸竖直放置在水平面上，用一质量为m、厚度不计的活塞将缸内同种气体分成甲、乙两部分，系统平衡时活塞刚好位于汽缸的正中央，气体甲的压强刚好等于外界大气压；若将汽缸沿顺时针方向缓慢转过90°，如图2所示。已知外界大气压为p0，重力加速度为g，活塞的横截面积为，环境温度保持不变。活塞的密封性良好，且活塞与汽缸间摩擦不计，封闭气体可视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A．图1中气体乙的压强为1.5p0 B．图1中，气体甲、乙的密度之比为5：6 C．图1、2中气体甲的压强之比为10：11 D．图1、2中气体乙的密度之比为11∶12 【答案】BC 【详解】A．对活塞受力平衡 代入得 ，A错误； B．由理想气体状态方程 变形得密度 同温同种气体，均相同，因此密度与压强成正比 ， B正确； C．汽缸转水平放置后，活塞重力不产生压强差，平衡时 设汽缸总长为，原甲乙体积均为，活塞向右移动后，， 等温变化满足玻意耳定律， 对甲 对乙 解得 因此压强比 ， C正确； D．乙质量不变，密度与体积成反比 代入解得 因此 得 ， D错误。 故选 BC。 28．（2026·河北秦皇岛·模拟预测）（多选）如图所示，竖直静止放置、粗细均匀、导热性能良好的玻璃管上端开口，管内用水银封闭一定质量的理想气体，现改变环境温度，对于管内气体，下列说法正确的是（     ） A．升高环境温度，气体内能的增加量小于其吸收的热量 B．升高环境温度，气体内能的增加量大于其吸收的热量 C．降低环境温度，气体内能的减少量小于其放出的热量 D．降低环境温度，气体内能的减少量大于其吸收的热量 【答案】AC 【详解】玻璃管上端开口，水银柱长度不变，封闭气体压强恒定，气体做等压变化；理想气体内能仅由温度决定。 热力学第一定律： 气体对外做功；外界对气体做功；吸热，放热 AB．温度升高，内能增加 等压升温，气体体积膨胀，气体对外做功， 代入公式：，可知且 说明气体吸收的热量一部分用来增加内能，一部分用来对外做功，故A正确，B错误； CD．温度降低，内能减少 等压降温，气体体积收缩，外界对气体做功， 代入公式：，可知且 说明气体内能的减少量小于其放出的热量，故C正确，D错误。 故选AC。 29．（2026·河北保定·二模）（多选）如图甲所示，导热性能良好的汽缸放置在水平地面上，右端开口，汽缸内壁设有卡销，用一横截面积为的活塞在缸内密封一定质量的理想气体，活塞厚度可忽略且能无摩擦滑动。当活塞位于卡销位置时，气体的体积为V0。开始时封闭气体体积 将汽缸缓慢转动90°，如图乙所示，此时活塞刚好与卡销接触，但没有相互作用，此过程中封闭气体从外界吸收的热量为Q。环境温度始终为T0，大气压强为p0，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．末态时封闭气体的压强为 B．活塞的质量为 C．封闭气体对外做的功小于Q D．若不转动汽缸，当温度缓慢升高到时，活塞刚好到达卡销处 【答案】BD 【详解】A．导热性能良好的汽缸，说明气体做等温变化，有 其中，解得末态时封闭气体的压强为，故A错误； B．如图乙所示，此时活塞刚好与卡销接触，有 解得活塞的质量为，故B正确； C．气体温度不变，内能变化，根据热力学第一定律可得 气体从外界吸收的热量为Q，可知封闭气体对外做的功等于Q，故C错误； D．若不转动汽缸，当温度缓慢升高到时，气体做等压变化有 可得，即活塞刚好到达卡销处，故D正确。 故选BD。 30．（2026·河北张家口·二模）（多选）如图甲为由球形部分和横截面积为的均匀细玻璃管构成的容器，管内有一段水银柱，将一定质量的理想气体密封在容器球形部分与玻璃管内。缓慢改变气体温度（水银柱长度不变），测量玻璃管内气柱长度随热力学温度变化的关系如图乙中直线所示；保持温度不变，缓慢改变水银柱的长度，气柱长度的变化如图中直线所示，之后气柱长度沿直线变化。AB、CD的延长线与纵轴的交点均为。下列说法正确的是（　　） A．容器球形部分的容积为 B．到过程气体内能增加 C．到的过程压强不变 D．到的过程水银柱长度增加 【答案】ABC 【详解】A．设容器球形部分的容积为，密封气体的总体积，AB过程水银柱长度不变，气体压强不变，为等压变化，由盖-吕萨克定律（为常数） 整理得 由图乙，AB延长线交纵轴于，有 即，故A正确； B．A到B过程，横坐标增大，气体温度升高；理想气体内能仅与温度有关，温度升高，内能增加，故B正确； C．对一定质量的理想气体，由理想气体状态方程 整理得 可知图像中，过的直线斜率，斜率不变说明压强不变。CD是过的直线，斜率恒定，因此C到D过程压强不变，故C正确； D．B到C过程温度不变，气柱长度增大，因此气体体积增大，由玻意耳定律，得气体压强减小； 容器上端开口通大气，压强满足（为水银柱长度），因此减小则减小，水银柱长度减小，故D错误。 故选ABC。 31．（2026·河北保定·一模）（多选）如图所示，一内壁绝热光滑汽缸固定在水平面上，两绝热活塞将汽缸内同一理想气体均匀分成O、P、Q三部分，两活塞间用一轻质弹簧（处于原长）连接，通过导热丝对Q部分气体降温，则稳定后（　　） A．O部分气体的压强大于P部分气体的 B．Q部分气体的体积小于O部分气体的 C．Q部分气体的温度小于P部分气体的 D．Q部分气体的温度等于O部分气体的 【答案】BC 【详解】A．设初始状态三部分气体的压强、体积、温度分别为、、。对Q部分气体降温后，由理想气体状态方程可知，Q部分气体压强减小，右侧活塞向右移动，弹簧被拉长，设伸长量为，弹簧拉动左侧活塞向右移动，最终平衡。对左侧活塞，由平衡条件，得 整理得 对右侧活塞，由平衡条件，得 整理得 因此 即O部分气体的压强小于P部分气体的，故A错误； B．右侧活塞向右移动，则 左侧活塞向右移动，则 因此 即Q部分气体的体积小于O部分气体的，故B正确； C．汽缸、活塞均绝热，P部分气体体积增大，绝热膨胀对外做功，温度降低，则 但Q部分气体被导热丝降温，热量被导出，稳定后 即Q部分气体的温度小于P部分气体的，故C正确； D．由，根据理想气体状态方程，得​​ 又​，得​ 即Q部分气体的温度小于O部分气体的，故D错误。 故选BC。 32．（2026·河北保定·一模）（多选）一定质量的理想气体，经历了如图所示的、、三个过程，其中c、a、O三点共线，与T轴平行。下列说法正确的是（　　） A．气体在过程中对外界做正功 B．气体在过程中的体积不变 C．气体在过程中向外界放出热量 D．气体在过程中单位体积的分子数增大 【答案】BC 【详解】AB．在过程中，气体的压强p与热力学温度T成正比，过程为等容过程，外界对气体不做功，故A错误、B正确； C．一定质量的理想气体的内能由温度决定，过程为等温过程，内能不变（），根据玻意耳定律可知，气体在该过程中的压强增大，则体积减小，外界对气体做正功（），根据热力学第一定律 可得，即气体向外界放出热量，故C正确； D．过程为等压过程，根据盖—吕萨克定律可知，气体在该过程中的温度升高，则体积增大，而气体分子数保持不变，因此气体单位体积的分子数减小，故D错误。 故选BC。 33．（2026·河北·一模）（多选）一理想气体系统经历一循环过程a→b→c→d→a，其p–V图如图所示，其中d→a过程气体温度不变。下列说法正确的是（　　） A．a→b过程气体分子的平均动能增加 B．b→c过程气体向外界放出热量 C．状态c、a的体积和压强满足 D．a→b→c→d→a过程气体从外界吸收热量 【答案】ABC 【详解】A．a→b过程，气体体积不变，压强增大，根据查理定律可知，气体温度升高，内能增大，则分子的平均动能增加，故A正确； B．b→c过程，气体压强不变，体积减小，外界对气体做功，根据盖-吕萨克定律可知，气体温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故B正确； C．根据理想气体状态方程可得 d→a过程气体温度不变，即 c→d过程气体体积不变，压强增大，则温度升高，即 所以，故C正确； D．a→b→c→d过程，气体体积减小，外界对气体做功，气体放出热量等于外界对气体做的功，d→a过程气体体积增大，气体对外界做功，气体吸收的热量等于气体克服外界做的功，图线与坐标轴所围区域的面积表示做功，由图可知，外界对气体做的功大于气体克服外界做的功，所以气体放出热量大于气体吸收的热量，则整个过程气体向外界放出热量，故D错误。 故选ABC。 34．（2026·河北秦皇岛·二模）如图1空气波压力治疗仪由带气泵的储气罐和相同的气囊组成，简化模型如图2。气泵能使储气罐储存高压气体，储气罐与每个气囊通过细管道连接，气囊进气口有独立进气电磁阀门，当气囊内的压强传感器测量的气压达到预设值，进气阀门将自动关闭，充气时，非工作气囊的进气阀门始终处于关闭状态，以实现多种治疗模式。已知进气阀门开启前，储气罐内高压气体的压强为，气囊内充气前无气体，气囊内气压预设值可调范围，气压达到预设值时单个气囊的体积为，温度变化和细管的体积忽略不计。（） (1)若选用单气囊模式进行精细治疗，预设值调到，求充满气囊的过程中，从储气罐中进入气囊的高压气体的体积； (2)若储气罐内压强达后停止加压，要使得两个气囊都能同时在预设值范围内可调，则储气罐容积至少多大？ 【答案】(1)0.35L (2)2L 【详解】（1）设，从储气罐中进入气囊的高压气体的体积为；，此时单个气囊的体积 选用单气囊模式，体积的气体从储气罐进入气囊中，温度不变，根据玻意耳定律可得 解得 （2）由于温度不变，根据玻意耳定律可得，压强越大体积越小。 设储气罐容积最小为，要使得两个气囊都能同时在预设值范围内可调，气囊内气压预设值应调至，根据玻意耳定律可得 解得 35．（2026·河北·模拟预测）如图所示，1 mol理想气体从状态到状态，该过程在图上为直线。已知理想气体状态方程为，气体的内能为，其中为已知定常量，图上所有点的坐标均已知。 (1)求从状态到状态过程中的气体最高温度； (2)判断气体从状态到状态吸热还是放热，并求出其具体结果。 【答案】(1) (2)气体吸热，吸收的热量为 【详解】（1）首先写出AB直线的关系， A点坐标，B点坐标，直线斜率 整理得与的关系 对1mol理想气体，由状态方程 得 因 这是开口向下的二次函数，当时取得最大值为 因此最高温度 （2）由理想气体内能 状态A和B的， 因此，内能变化。 图中，气体对外做功等于图线与V轴围成的梯形面积 根据热力学第一定律 代入得 因此气体吸热，吸收的热量为 。 36．（2026·河北雄安·模拟预测）压力锅（高压锅）通过增大锅内气压来提高水的沸点，从而达到快速烹饪食物的目的。其结构简化如图所示，某厨师将食材放进锅内后合上锅盖，并将限压阀套在出气孔上开始加热，随着锅内温度升高，锅内气体压强增大，当压强增大到设计的最大值时，气体会顶起出气孔上的限压阀。已知出气孔的横截面积为，大气压强。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体，取。 (1)要使锅内压强达到，求限压阀的质量； (2)当锅内压强达到时打开出气孔，求稳定后高压锅内气体密度与打开出气孔前的密度之比。（假设气体温度不变） 【答案】(1)0.05kg (2)3∶2 【详解】（1）当锅内气体压强增大到时，限压阀被顶起，设限压阀质量为，由平衡条件可得 解得 （2）设打开出气孔前气体体积为，气体密度为，打开出气孔稳定后，气体体积为，气体密度为，则 此过程为等温变化，根据玻意耳定律可得 解得 37．（2026·河北邯郸·三模）如图所示，导热良好的瓶子，通过瓶塞密闭、体积、处于状态1的理想气体，瓶塞质量为，其横截面积为，将瓶子放进的恒温水中，瓶塞无摩擦地缓慢上升恰好停在瓶口，气体达到状态2。已知大气压强，重力加速度。 (1)求气体在状态1的压强和状态2的体积。 (2)若气体的内能与热力学温度成正比，状态1时该气体内能，求气体从状态1到状态2从外界吸收的热量。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）对瓶塞受力分析，根据平衡条件有 解得 气体从状态1到状态2的过程做等压变化，由盖—吕萨克定律有                解得 （2）若气体的内能与热力学温度成正比，则有 解得 设从状态1到状态2的过程中，气体内能变化为，有 解得 设从状态1到状态2的过程中，外界对气体做功为W，有 解得 由热力学第一定律                                              解得 38．（2026·河北保定·三模）对钢瓶进行气压试验，升压过程：①先将容器内气体升压到0.2Mpa，检查系统；②之后升至试验压强的50%，检查系统；③按试验压强的10%逐级升压，每级稳压3min，直到升压至试验压强。若试验压强为 ，钢瓶容积为V=40L，充入气体的压强为。整个过程气体温度保持不变，气体均可看成理想气体。 (1)若①、②过程中充入气体的体积之比为1∶108，求初始时钢瓶内的气体压强。 (2)试分析③过程每次充入气体的过程，充入气体的质量是否相等？系统放出的热量是否相等？ 【答案】(1) (2)质量相等，热量不相等 【详解】（1）设①、②过程中充入气体的体积分别为V₁、V₂，钢瓶内原有气体的压强为p₂，由玻意耳定律对两次升压过程，有， 其中 联立得 （2）对于③的第一次充气过程，有 对于③的第二次充气过程，有 … 依次类推，可知每次充入气体在外界时的体积相同，压强也相同，所以质量相等。 由热力学第一定律有△U=Q+W，气体内能变化量等于充入气体的总内能，气体内能每次增加的量相同。每次充气过程充入气体的质量相同，即充入气体在外界时的体积相同，压强越大，需要将气体压缩到的体积越小，外界对气体做的功越多，钢瓶内原有气体也在被压缩，则每次也对外放出热量。 依次类推，可知每次充气过程气体放出的热量不相等。 39．（2026·河北邢台·三模）如图所示为某同学自制的简易温度计（标有温度刻度），在一个水平放置的空铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，吸管中的气体不可忽略，接口处用蜡密封，吸管中有一小段油柱（长度可以忽略），吸管上的A点标有，B点标有。已知吸管的横截面积为S，油柱位于A点时封闭气体的体积为，内能为，外界大气压恒为p0，封闭气体可视为理想气体，理想气体的内能与热力学温度成正比。若环境温度变化使油柱从A点缓慢移到B点，关于此过程，求： (1)油柱移动的距离； (2)封闭气体从外界吸收的热量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）分析可知此过程为等压过程，根据盖-吕萨克定律有 其中T₀=(273+7）K、 解得 油柱移动的距离 联立得 （2）因为理想气体的内能与热力学温度成正比，则有 解得 此过程，气体对外做的功为 由热力学第一定律得 解得 40．（2026·河北衡水·模拟预测）如图所示，导热汽缸倾斜固定，与水平方向夹角为37°，活塞面积，质量为，活塞与汽缸的摩擦忽略不计。初始时，汽缸内气体温度与环境温度相同，均为，活塞静止，与汽缸底部的距离为。缓慢加热缸内气体，活塞缓慢上升。大气压强，缸内气体可视为理想气体，重力加速度。 (1)求初始时汽缸内气体的压强； (2)当活塞移动距离为5 cm时，求缸内气体温度； (3)在（2）的条件下，若整个过程中气体吸收了的热量，求气体内能的增加量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）初始时，对活塞有 代入题中数据，解得 （2）加热过程中活塞缓慢上升，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律有 代入题中数据，解得 （3）在（2）的条件下，整个过程气体对外做功 根据热力学第一定律有 其中 联立解得 41．（2026·河北沧州·二模）如图所示为竖直放置的“水火箭”简化装置图。箭体上方密封气体的体积，初始压强等于外界大气压，下方储水的深度。容器开口处用轻质瓶塞封闭，装有单向阀门的轻质塑料管穿过瓶塞与打气筒连接，打气筒可通过塑料管向容器内充气。已知轻质瓶塞的横截面积，瓶塞与容器开口处的最大静摩擦力，打气筒每次向容器内充入气体的压强为、体积。当容器内气体压强增大到临界值时，瓶塞和容器内的水一同被喷出，完成一次推射实验。已知重力加速度g取，水的密度，容器内气体视为理想气体，充气过程温度保持不变。 (1)求装置刚好喷水时容器内气体的压强p； (2)求达到喷水状态时，至少需要充气的次数。 【答案】(1) (2)79 【详解】（1）临界时，瓶塞受到的摩擦力恰好为最大静摩擦力，根据平衡条件得 解得 （2）充气全过程气体等温变化，将原有气体和所有充入气体视为整体，由玻意耳定律得 解得N=78.9次 所以应该至少充气79次。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $