2024年高考物理复习试题分类训练：热学（教师卷）

专题13热学

2024

高考真题

1.（2024.河北卷考题）9.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（）

理想气体真空

7WVWWWWVW

活塞/

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

【解析】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。因活塞密封不产，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.密闭的气缸绝热，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，最终气体充满整个气缸，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ACDo

2.（2024年新课标考题）8.如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1-2为绝热过程（过

程中气体不与外界交换热量），2-3为等压过程，3-4为绝热过程，4-1为等容过程。上述四个过程是四

冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是（）

23

A.1-2过程中，气体内能增加B.2-3过程中，气体向外放热

C.3-4过程中，气体内能不变D.4-1过程中，气体向外放热

【答案】AD

【解析】A.1-2为绝热过程，根据热力学第一定律AU=Q+W可知此时气体体积减小，外界对气体

做功，故内能增加，故A正确；

B.2f3为等压过程，根据盖吕萨克定律可知气体体积增大时温度增加，内能增大，此时气体体积增大，

气体对外界做功W<0,故气体吸收热量，故B错误；

C.3f4为绝热过程，此时气体体积增大，气体对外界做功W<0,根据热力学第一定律可知气体内能

减小，故C错误；

D.4fl为等容过程，根据查理定律可知压强减小时温度减小，故内能减小，由于体积不变W=0,故

可知气体向外放热，故D正确。

故选ADo

3.（2024年山东卷考题）6.一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a-6过程是等压过程，b-

c过程中气体与外界无热量交换，c-a过程是等温过程。下列说法正确的是（）

A.a-6过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功

B.6-c过程，气体对外做功，内能增加

C.a-6-c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功

D.a一6过程，气体从外界吸收的热量等于c-a过程放出的热量

【答案】C

【解析】A.a-b过程压强不变，是等压变化且体积增大，气体对外做功收0,由盖-吕萨克定律可知

Tb>Ta

即内能增大，^uah>0,根据热力学第一定律AU=Q+W可知af人过程，气体从外界吸收的热量

一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误；

B.方法一：bfc过程中气体与外界无热量交换，即。历=。

又由气体体积增大可知叱c<o,由热力学第一定律AU=Q+W可知气体内能减少。

方法二：cf。过程为等温过程，所以北=4，结合7；>7；分析可知£〉7；

所以6到。过程气体的内能减少。故B错误；

C.。->。过程为等温过程，可知Tc^Ta^Uac=Q

根据热力学第一定律可知afbfc过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确；

D.根据热力学第一定律结合上述解析可知：afcfa—整个热力学循环过程AU=0,整个过

程气体对外做功，因此热力学第一定律可得AU=Qah-Qca-W=0

故a过程气体从外界吸收的热量Qab不等于era过程放出的热量-以，D错误。

故选Co

4.（2024全国甲卷考题）13.如图，四个相同的绝热试管分别倒立在盛水的烧杯a、b、c、d中，平衡

后烧杯a、b.c中的试管内外水面的高度差相同，烧杯，中试管内水面高于试管外水面。己知四个烧杯中

水的温度分别为。、%、%、且。<与<4=。。水的密度随温度的变化忽略不计。下列说法正确的

是（）

A.a中水的饱和气压最小B.a、6中水的饱和气压相等

C.c、d中水的饱和气压相等D.a、6中试管内气体的压强相等

E.，中试管内气体的压强比c中的大

【答案】ACD

【解析】A.同一物质的饱和气压与温度有关,温度越大，饱和气压越大，a中水的温度最低，则a中

水的饱和气压最小，故A正确；

B.同理，a中水的温度小于6中水的温度，则a中水的饱和气压小于。中水的饱和气压，故B错误;

C.c中水的温度等于d中水的温度，则c、d中水的饱和气压相等，故C正确；

D.设大气压强为p0,试管内外水面的高度差为则a、方中试管内气体的压强均为

P=Po+P水gg

故D正确;

E.d中试管内气体的压强为Pd=A）一夕水gA"

C中试管内气体的压强为Pc=+P水8好

可知Pd<Pc，故E错误。

故选ACDo

5.（2024年上海卷考题）1.通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为

（）

A.10-15mB.10-12mC.10-9mD.10-6m

【答案】C

【解析】通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为10T°m或ICTm，

故选Co

6.（2024年上海卷考题）2.验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示，用支架将封有一定质

量气体的注射器和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。实验过程中，随着水温的缓慢下降，记录多组气

体温度和体积的数据。

温度

昊）=C3传感器

¥

（1）不考虑漏气因素，符合理论预期的图线是

（2）下列有助于减小实验误差的操作是

A.实验前测量并记录环境温度B.实验前测量并记录大气压强

C.待温度读数完全稳定后才记录数据D.测量过程中保持水面高于活塞下端

【答案】0.A②.C

【解析】[1]实验过程中压强不变，根据"==c

TZ+273K

cc

可得V=—T=—（Z+273K）

PP

可知，在压强不变的情况下，气体体积与热力学温度成正比，与摄氏温度成一次函数关系，故A正确,

BCD错误。

故选A

（2）[2]A.环境温度不影响实验数据，实验前测量并记录环境温度并不能减小实验误差，故A错误;

B.本实验压强不变，实验前测量并记录大气压强不能减小实验误差，故B错误;

C.待温度读数完全稳定后才记录数据，稳定后的数据更加接近真实数据，故能减小误差，故C正确;

D.测量过程中保持水面高于活塞下端不能减少误差，故D错误。

故选C

7.（2024年江西卷考题）13.可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经ABCZM完

成循环过程，A3和CD均为等温过程，和均为等容过程。已知7；=1200K,7；=3OOK,气体在

状态/的压强%=8.Oxl（）5pa,体积％=1.0m3,气体在状态，的压强&=l.Oxl（）5pa。求:

（1）气体在状态D的压强pD；

（2）气体在状态6的体积匕。

【答案】（1）2xlO5Pa;（2）2.0m3

P^PD_

【解析】（1）从。到/状态，根据查理定律=

IT2

5

解得pD=2xlOPa

（2）从C到〃状态，根据玻意耳定律PM=

3

解得V2=2.0m

8.（2024年安徽卷考题）13.某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨,在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体

的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。于是在哈尔滨给该轮胎充

入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的

温度与环境相同，且保持不变)。已知该轮胎内气体的体积％=30L,从北京出发时，该轮胎气体的温度

：=-3℃,压强8=2.7xl()5pa。哈尔滨的环境温度/2=-23℃,大气压强p0取1.0xl05pa。求:

(1)在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小。

(2)充进该轮胎的空气体积。

【答案】(1)2.5xlO5Pa；(2)6L

【解析】(1)由查理定律可得与=票

其中=2.7xlO5Pa,7；=273—3(K)=270K,n=273—23(K)=250K

5

代入数据解得，在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小为p2=2.5xlOPa

(2)由玻意耳定律PjVQ+PoV=PNo

代入数据解得，充进该轮胎空气体积为V=6L

9.(2024年广东卷考题)13.差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、

B两个导热良好的气缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体

压强减去B内气体压强大于如时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀

关闭。当环境温度4=300K时，A内气体体积匕i=4.0xIO?m3,B内气体压强外1等于大气压强Po，已

5

知活塞的横截面积S=0.10m2,Ap=O』lpo，po=l.OxlOPa,重力加速度大小取g=lOm/s?,A、B

内的气体可视为理想气体，忽略活塞与气缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降

至|］与=270K时:

(1)求B内气体压强PB2；

(2)求A内气体体积匕j；

(3)在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到以并保持不变，求己倒入铁砂的质量机。

【答案】(1)9xlO4Pa；(2)3.6xl02m3；(3)l.lxlO2kg

【解析】(1、2)假设温度降低到丁2时，差压阀没有打开，A、B两个气缸导热良好，B内气体做等容变

化，初态PBI=Po，(=300K末态(=270K

，B1_PB2

根据

4

代入数据可得pB2=9xlOPa

A内气体做等压变化，压强保持不变，初态匕1=4.0xIO?m3,(=300K

末态4=270K

根据

23

代入数据可得匕2=3.6x10nl

由于Po-PB2<Ap

假设成立，即PB?=9X104Pa

(3)恰好稳定时，A内气体压强为p[=Po+W

B内气体压强PB=PO

此时差压阀恰好关闭，所以有P'A—P'B=AP

代入数据联立解得根=Llxl()2kg

10.(2024年山东卷考题)16.图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储

液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S=l.Ocm?,长度庐100.0cm,侧壁有一小孔A。

储液罐的横截面积W=90.0cm2,高度A=20.0cm,罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从

孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A,缓慢地将汲液

器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度0=1.0XlO'kg/m：重力加速度大小麦lOm/s,大

气压M=L0X105pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。

(1)求X;

(2)松开孔A,从外界进入压强为加、体积为『的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A,稳

定后罐中恰好剩余一半的液体，求匕

图甲图乙

【答案】⑴x=2cm；⑵V=8.92xl04m3

【解析】(1)由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程只能够，气体发生等温变化，所以有

Pi(H-x)S[=p2Hsi

又因为Pi=PoP2+Pgh=Po

代入数据联立解得x=2cm

(2)当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有

HS

M)V+P2I=A1$2

h

又因为P3+Pg--=Po

代入数据联立解得V=8.92X104m3

11.(2024全国甲卷考题)14.如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活

塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、6之间，6与汽缸底部的距离反=10而，活塞的面

积为LOxlO.n?。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，

分别为1.0x105Pa和300K。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销6处(过

程中气体温度视为不变)，外力增加到200N并保持不变。

(1)求外力增加到200N时，卡销力对活塞支持力大小；

(2)再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销6时气体的温度。

b

【答案】(1)100N；(2)327K

5

【解析】(1)活塞从位置。到b过程中，气体做等温变化，初态Px=1.0xl0Pa,h=S-n方

末态0=?、V2=S-10ab

根据PM=PM

5

解得p2=l.lxlOPa

此时对活塞根据平衡条件尸+pS=p2S+N

解得卡销b对活塞支持力的大小N=100N

(2)将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，当活塞刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态

5

p2=l.lxlOPa,T2=300K

末态，对活塞根据平衡条件p3S=F+P[S

5

解得p3=1.2xl0Pa

卫二马

设此时温度为根据心一

解得7；x327K

12.（2024年江苏卷考题）12.某科研实验站有一个密闭容器，容器内有温度为300K,压强为10'pa的

气体，容器内有一个面积0.06平方米的观测台，现将这个容器移动到月球，容器内的温度变成240K,整个

过程可认为气体的体积不变，月球表面为真空状态。求：

（1）气体现在的压强；

（2）观测台对气体的压力。

【答案】（1）8X104Pa；（2）4.8X103N

【解析】（1）由题知，整个过程可认为气体的体积不变，则有祟=祟

,1A

解得R=8X104Pa

（2）根据压强的定义，观测台对气体的压力A=RS=4.8X103N

13.（2024浙江1月卷考题）19.如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为

K=750cm3的左右两部分。面积为S=100cm2的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为真空，右侧中一定

5

质量的理想气体处于温度工=300K、压强A=2.04xl0Pa的状态1。抽取隔板A,右侧中的气体就会扩

散到左侧中，最终达到状态2。然后解锁活塞B,同时施加水平恒力产，仍使其保持静止，当电阻丝C加热

时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度（=350K的状态3,气体内能增加AU=63.8J。已

知大气压强％=L01xl05pa,隔板厚度不计。

（1）气体从状态1到状态2是—（选填“可逆”或“不可逆”）过程，分子平均动能—（选填“增

大”、“减小”或“不变”

（2）求水平恒力户的大小；

（3）求电阻丝C放出的热量&

【答案】（1）气体从状态1到状态2是不可逆过程，分子平均动能不变；（2）10N；（3）89.3J

【解析】

【解析】(1)根据热力学第二定律可知，气体从状态1到状态2是不可逆过程，由于隔板A的左侧为

真空，可知气体从状态1到状态2,气体不做功，又没有发生热传递，所以气体的内能不变，气体的温度不

变，分子平均动能不变。

(2)气体从状态1到状态2发生等温变化，则有PR=P2-2匕

解得状态2气体的压强为p2=a=L02xl05pa

2

解锁活塞B,同时施加水平恒力凡仍使其保持静止，以活塞B为对象，根据受力平衡可得

P2s^P0S+F

解得F=m—Po)S=(1.02xl05-l.OlxlO^xlOOxlO^N=10N

(3)当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动(无摩擦)，使气体达到温度(=350K的状态3,可知气

体做等压变化，则有乎考

AA

T350

可得状态3气体的体积为匕=m-2司=^x2x750cm3=1750cm3

56

该过程气体对外做功为W=p2AV=p2(V,-2V^)=1.02xl0x(1750-2x750)xlO-J=25.5J

根据热力学第一定律可得AU=-W+Q'

解得气体吸收的热量为。=AU+W=63.8J+25.5J=89.3J

可知电阻丝C放出的热量为Q=0=89.3J

14.(2024年湖北卷考题)13.如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为⑷的活塞密封

一部分理想气体，活塞横截面积为S,能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为"，气柱的高度为瓦

当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升g/z再次平衡。已知容器内气体内能变化量△〃与温度

变化量△7的关系式为AU=CAT,C为已知常数，大气压强恒为4,重力加速度大小为g,所有温度为

热力学温度。求

(1)再次平衡时容器内气体的温度。

(2)此过程中容器内气体吸收的热量。

【答案】(1)—TQ；(2)—h(pQS+mg)+—CT0

则由盖吕萨克定律得引=J，即

【解析】（1）气体进行等压变化,竺一上I竺

工一N

解得

（2）此过程中气体内能增加△U=CAT=gc7；

气体对外做功W=pSAh=^h（p0S+mg）

此过程中容器内气体吸收的热量Q=AU+W=g/z（PoS+"g）+gc”

15.（2024年辽宁卷考题）13.如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为加：n2=5：1,原线圈接在电

压峰值为回的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为丹的电热丝,电热丝密封在绝热容器内，容器

内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为4。

（1）求变压器的输出功率只

（2）已知该容器内的气体吸收的热量0与其温度变化量△7成正比，即0=CAT,其中C已知。若电

热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍,求电热丝的通电时间to

【答案】（1）

【解析】（1）由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为

U[n,

设变压器副线圈的输出电压为火根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有7^=—

U2n2

联立解得02=f01=需

U2u2

理想变压器输出功率等于7?的热功率，即p=0=〜

R5QR

（2）设加热前容器内气体压强为R,则加热后气体的压强为2M，温度为分容器内的气体做等容

Po=：2p°

变化，则有

由。=CAT知气体吸收的热量Q=C（2T0_To）=CTo

根据热力学第一定律AU=W+。，气体的体积不变，所以历=0,容器是绝热容器，则MJ=Q

电热丝产生的热量全部被气体吸收Q=Pt

u-

联立整理得^^t=CT

507?°n

5QCT..R

解得t=——

u；

16.（2024年湖南卷考题）13.一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为0、体积为匕气球内空

气可视为理想气体。

（1）若将气球内气体等温膨胀至大气压强Q,求此时气体的体积%（用Q、。和『表示）；

（2）小赞同学想测量该气球内气体体积『的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，

示数为0=8.66X10-3kg（此时须考虑空气浮力对该示数的影响）。小赞同学查阅资料发现，此时气球内

气体压强O和体积，还满足：初/。）（/"）=C,其中Q=1.0X10*a为大气压强，入=0.5XW3m3

为气球无张力时的最大容积，C=18J为常数。已知该气球自身质量为例=8.40XlO^kg,外界空气密度

为O"=1.3kg/m3,求气球内气体体积，的大小。

【答案】（1）——；（2）5xlO-3m3

P。

【解析】（1）理想气体做等温变化，根据玻意耳定律有py=p^o

解得

（2）设气球内气体质量为血气，则加气=00%

对气球进行受力分析如图所示

根据气球的受力分析有mg+pagV=m^g+mog

结合题中。和「满足的关系为（2―Z）（V-/o）=C

解得V=5xW3m3

2024

高考模拟题

一、单选题

1.（2024•山东济宁•三模）如图所示，一定质量的理想气体，经历ac一。过程，其中a—>6

是等温过程，匕fc是等压过程，C->。是等容过程。下列说法正确的是（）

A.完成一次循环，气体向外界放热

B.a、b、c三个状态中，气体在c状态分子平均动能最大

C.人fc过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功

D.aJ6过程中，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会增加

【答案】C

【析解】A.完成一次循环，气体的内能不变，af6过程，气体体积增大，气体对外界做功，过

程，气体体积减小，外界对气体做功，由于af6过程气体的压强大于bfc过程气体压强，则气体对外做

功大于外界对气体做功，c-。过程，气体体积不变，气体不做功，由热力学第一定律可知，完成一次循环，

气体吸热，故A错误；

BC.bfc过程中，气体的压强不变，体积减小，则气体的温度降低，内能减小，由热力学第一定律可

知，气体放出的热量大于外界对气体做的功，c状态气体温度最低，气体在c状态分子平均动能最小，故B

错误，C正确；

D.aJ6过程中，气体温度不变，分子的平均动能不变，压强减小，由气体压强的微观解释可知，容

器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会减少，故D错误。

故选Co

2.（2024•山东青岛•三模）如图为某品牌卡车的气囊减震装置，当路面不平时，车体会突然下沉挤

压气囊，该过程中关于气囊内的气体，下列说法正确的是（）

A.外界对气体做的功小于气体内能的增加

B.气体温度升高，每个分子的动能都增大

C.气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大

D.气体压强增大的唯一原因是因为气体分子运动变得剧烈

【答案】C

【解析】A.车体会突然下沉挤压气囊，外界对气体做的功等于气体内能的增加，故A错误；

B.气体温度升高，气体的平均动能增大，但是不一定每一个气体分子的动能都增大，故B错误；

C.由于温度升高，分子平均速率增大，体积减小，分子密度增大，气体分子对气囊单位面积的平均撞

击力增大，故C正确；

D.气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，气体压强由气体分子

的数密度和平均动能决定，故D错误。

故选Co

3.（2024•山东潍坊•三模）如图所示，开口向右的绝热汽缸，用绝热光滑活塞封闭一定质量的理想

气体，轻绳左端连接活塞，另一端跨过光滑定滑轮连接质量为小的小桶，小桶静止，气体处于状态1。现接

通电热丝一段时间后断电，活塞向右移动/后静止，气体处于状态2。由状态1到状态2气体内能增加量为

AU。重力加速度大小为g,外界大气压强不变。下列说法正确的是（）

U

A.状态2相比状态1,每个分子的速率都增大

B.状态2相比状态1,分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少

C.由状态1到状态2,气体内能的增加量等于电热丝释放的热量

D.电热丝释放的热量为A。-"7gL

【答案】B

【解析】A.由状态1到状态2气体内能增加，温度升高，分子平均动能增大，分子热运动平均速率增

大，不是每个分子的运动速率都增大，故A错误;

B.状态2相比状态1压强不变，温度升高，分子平均动能增大，体积增大，分子数密度减小，由压强

的微观解释可知，分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少，故B正确；

C.由状态1到状态2,由热力学第一定律可知，气体内能的增加量等于电热丝释放的热量减去气体对

外做的功，故C错误；

D.设大气压强为P。，活塞的横截面积为S,气体压强为P,由平衡方程p°S=〃?g+pS

得pS=p°S-mg

活塞向右移动/过程中，对外做功卬=。5=（。05-加8力

由热力学第一定律得=

得气体吸收的热量即电热丝释放的热量。=AU+（P0S-mg）L,故D错误。

故选Bo

4.（2024•山东烟台•三模）如图所示，汽缸开口向上置于水平面上，活塞与汽缸之间有一个气球，

气球内、外有质量相等的同种气体，活塞静止，此时气球外部气体甲的压强小于气球内部气体乙的压强。

现缓慢向下推动活塞，使其下降一段距离，气体甲的压强仍小于气体乙的压强。已知汽缸内和气球内的气

体均可视为理想气体，活塞与汽缸均绝热，活塞与汽缸壁之间无摩擦，气球导热良好。则此过程中（）

A.气体甲内能增加量大于气体乙内能增加量

B.气体甲的每个气体分子做无规则热运动的速率均加快

C.活塞对气体甲做的功等于气体甲内能增加量

D.活塞对气体甲做的功小于甲、乙两部分气体内能增加量之和

【答案】D

【解析】A.气球导热良好，则气球内外气体温度总相等，一定质量的理想气体内能只与温度有关，故

气体甲内能增加量等于气体乙内能增加量，A错误；

B.活塞对气体甲做正功，气体甲内能增大，温度升高，气体分子平均速率增大，不是每个气体分子做

无规则热运动的速率均加快，B错误；

C.活塞与汽缸均绝热，气体与外界无热量交换。活塞对气体甲做功的同时，橡皮膜收缩，气体甲也对

气体乙做功，故活塞对气体甲做的功大于气体甲内能增加量，c错误；

D.活塞对气体甲做功的同时，橡皮膜收缩，由能量守恒活塞对气体甲做的功与橡皮膜释放的弹性势能

之和等于甲、乙两部分气体内能增加量之和，故活塞对气体甲做的功小于甲、乙两部分气体内能增加量之

和，D正确。

故选Do

5.（2024•江西鹰潭•二模）如图所示为静置坚硬玻璃瓶，用橡胶塞密封住压强为latm的一定体积空

气，从早晨到中午，因太阳暴晒致使橡胶塞突然蹦出。假设瓶中空气可视为理想气体，玻璃与外界能缓慢

热交换，外部大气压强为latm,下列说法正确的是（）

A.橡胶塞蹦出前，瓶中空气压强不变

B.橡胶塞蹦出前，瓶中空气内能增量大于从外界所吸热量

C.橡胶塞蹦出的短暂过程，瓶内空气温度会迅速下降

D.橡胶塞蹦出的短暂过程，瓶内空气内能减少量等于橡胶塞动能增加量

【答案】C

【解析】A.橡胶塞蹦出前，瓶中气体温度升高，气体分子平均动能增大，空气压强增大，故A错误;

B.橡胶塞蹦出前，外界对气体不做功，由热力学第一定律AU=W+。，可知瓶中空气内能增量等于从

外界所吸热量，故B错误；

C.橡胶塞蹦出的短暂过程，外界对气体做负功，瓶内气体内能减小，瓶内空气温度会迅速下降，故C

正确；

D.橡胶塞蹦出的短暂过程，瓶内空气内能减少、瓶内气体对外放热，瓶内空气内能减少量大于对橡胶

塞所做的功，因此瓶内空气内能减少量大于橡胶塞动能增加量，故D错误。

故选Co

6.（2024•河北保定•三模）两端封闭、粗细均匀的玻璃管内，一段水银柱将内部的理想气体分隔成4

8两段，当玻璃管竖直静止时，/、8两段的长度相等，如图甲所示；仅将玻璃管旋转180。，再次平衡时，/、

方两段的长度之比为1：2,如图乙所示。下列说法正确的是（）

A

-B

甲乙

A.图甲中46两段气体的压强的比值为，

B.图甲中48两段气体的压强的比值为《

C.图乙中48两段气体的压强的比值为］

7

D-图乙中“、。两段气体的压强的比值为了

【答案】B

【解析】设水银柱的长度为%,将玻璃管旋转180。，再次平衡时，设4的长度为3则6的长度为2人

玻璃管竖直静止时，46两段的长度为二二=1.5〃

玻璃管竖直静止时，有PA+0g%=PB

将玻璃管旋转180。，再次平衡时，有〃+pg%=P；

气体做等温变化，则以515/7="5/7pBS-1.5h=p'BS-2h

、一71075

联立解得pA=~pgh0,pB=—pgh0,p'A=-pgh0,p'B=-pgl^

则P±=L£=L

川PB10F5

故选B。

7.（2024•河北邯郸•模拟预测）拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的纸片放入一

个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局

部瘀血，以达到通经活络、祛风散寒等作用的疗法。封闭气体质量变化不计，可以看作理想气体。火罐“吸”

到皮肤上的短时间内，下列说法正确的是（）

A.火罐“吸”在皮肤上的主要原因是火罐内的气体稍有体积减小，温度降低，压强减小

B.火罐“吸”在皮肤上的主要原因是火罐内的气体稍有体积减小，温度升高，压强增大

C.火罐内的气体吸收热量，内能增大

D.火罐内气体分子单位时间内撞击火罐底部的次数增加

【答案】A

【解析】AB.在刚开始的短时间内，火罐内部气体体积稍有减小，由于火罐导热性良好，所以火罐内

pv

气体温度迅速降低，根据理想气体状态方程*=c

可知气体压强减小，在外界大气压的作用下火罐“吸”在皮肤上，故A正确，B错误；

C.气体的体积稍有减小，可忽略，则W=0

而温度迅速降低，则气体内能减小AU<0

根据热力学第一定律AU=W+。，可得。<。即气体向外放热，故C错误；

D.因气体的体积稍有减小，可忽略不计，则单位体积内的分子数不变，而气体的温度降低，则分子的

平均动能减小，分子的平均速率变小，则火罐内气体分子单位时间内撞击火罐底部的次数变少，故D错误。

故选A。

8.（2024•山东济南•三模）如图所示，带玻璃管的塞子塞住玻璃瓶口，瓶中装有部分水，水逐渐流

出的过程中，瓶内气体温度保持不变，下列关于瓶内封闭气体的判断正确的是（

A.压强增大B.压强不变

C.吸热D.放热

【答案】C

【解析】AB.根据玻意耳定律OV=C可知，瓶内封闭气体的体积增大，压强减小，故AB错误;

CD.封闭气体的体积增大，气体对外做功，温度不变，则气体的内能不变，根据热力学第一定律

AU=W+Q,可知气体吸热，故C正确，D错误;

故选Co

9.（2024•重庆九龙坡•三模）空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。图为某型号空气炸锅简

化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，已知初始气

体压强为Q=1.0X105pa,温度为々=300K,加热一段时间后气体温度升高到7=360K,此过程中气体吸收

的热量为4.2X10],则（

A.升温后所有气体分子的动能都增大

B.升温后胆中气体的压强为1.5X105pa

C.此过程胆中气体的内能增加量为4.2义101

D.升温后压强增大是由于单位体积的分子数增多了

【答案】C

【解析】A.升温后分子平均动能变大，并非所有气体分子的动能都增大，选项A错误;

B.根据兽=增，解得升温后胆中气体的压强为：^1.2X105Pa,选项B错误；

C.此过程胆中气体体积不变，则生0,吸收的热量为缶4.2X10），则气体内能增加量为

g缶4.2X10」选项C正确；

D.气体体积不变，则单位气体体积的分子数不变，升温后气体分子平均速率变大，可知压强增大不是

由于单位体积的分子数增多了，而是气体分子对器壁的平均碰撞力增大了，选项D错误。

故选Co

10.（2024•河北张家口•三模）某同学用硬质圆柱形矿泉水瓶制作了一个水深测量仪，如图所示。使

用前先在矿泉水瓶内注入一定量的水，拧紧瓶盖并将矿泉水瓶倒置，水面到达矿泉水瓶圆柱部分，记录该

位置为基准位置，测量基准位置到瓶底的距离为及使用时潜水员把该装置带入水下，保持瓶口向下竖直放

置，拧开瓶盖，稳定后测量瓶内水面到基准位置的高度为人已知大气压强为P。，水的密度为夕，重力加

速度为g,忽略水温变化，则矿泉水瓶内水面所在处水的深度为（）

PoHP°hP°hPoh

'Pg（H-h）-pg（H-h）-pg^H+h）-pgH

【答案】B

【解析】设矿泉水瓶内水面所在处水的深度为d,则矿泉水瓶内水面所在处水的压强为

P=Pa+Pgd

初始时矿泉水瓶内气体压强为P°,设矿泉水瓶横截面积为S,则初始时气体体积V0=SH

入水后气体体积V、=S（H-h）

气体为等温变化，由玻意耳定律可得P0V0=pVt

故选B。

【点睛】本题以水深测量仪为素材，创设探索问题情境，考查应用理想气体状态方程解决问题的能力，

考查学生理解问题和分析综合问题能力。

11.（2024•浙江金华•三模）2022年11月21日中国空间站第三次太空授课中演示了紫色水球从“活

跃”到“懒惰”的过程。如图所示，用注射器向水球喷气，水球发生振动。向水球射入一枚质量10g的钢

球，钢球留在水球中，再用注射器以相同方式向水球喷气，水球振动幅度减小。则（）

A.首次喷气水球振幅较大一定是因为注射器喷气的频率与水球的