2025年高考物理复习难题之热学

2025年高考物理复习难题速递之热学（2025年4月）

选择题（共10小题）

1.（2025•石景山区一模）如图所示，拔火罐时，用点燃的酒精棉球加热小罐内的空气，随后迅速把小罐

倒扣在身体表面,冷却后小罐便紧贴在皮肤上。若在逐渐冷却过程中，罐中气体质量和体积均视为不变。

下列说法正确的是（）

A.冷却过程中罐内气体对外做功

B.冷却过程中罐内气体内能减小

C.冷却后罐内每个气体分子的动能都减小

D.冷却后罐内单位体积的气体分子数减少

2.（2025•西城区校级模拟）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气体分子运动变得剧烈

3.（2025•全国一模）如图所示，将粗细均匀且一端开口的玻璃管水平放置，管内用长为h=15cm的水银

封闭着一段长为10=9cm的空气柱。若将玻璃管开口向上缓慢地竖直起来，空气柱长度变为h=7.5cm,

已知环境温度恒为to=27℃,管内气体可视为理想气体。下列选项正确的是（）

|<--------——?0>|

C）

A.大气压强为70cmHg

B.玻璃管竖直放置时内部封闭气体压强为75cmHg

C.竖直状态下，单个气体分子撞击器壁的平均力变大

D.竖直状态下，为了使封闭气体长度变为10,可以将封闭气体的温度缓慢升高60℃

4.（2025•内蒙古模拟）如图，一绝热汽缸中理想气体被轻弹簧连接的绝热活塞分成a、b两部分，活塞与

缸壁间密封良好且没有摩擦。初始时活塞静止，缓慢倒置汽缸后（）

A.a的压强减小

B.b的温度降低

C.b的所有分子速率均减小

D.弹簧的弹力一定增大

5.（2025•无极县校级一模）一定质量的理想气体经过a-*bfcfdfa过程的如图所示，其中ab和cd图线

均为双曲线的一部分，下列说法正确的是（）

A.a-b过程中，气体可能向外界放出热量

B.b-c过程中，气体一定向外界放出热量

C.整个过程中气体从外界吸收热量

D.c-d过程中，在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数减少

6.（2025•呼和浩特一模）在透明吸管内，手指和液体之间密封一定质量的气体，如图所示，由于手的接

触，密封气体温度高于外界气体。则（）

A.密封气体压强高于外界气体压强

B.图中液体与吸管内壁之间是不浸润的

C.密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度

D.密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能

7.（2025•六模拟）如图所示，容器内一定质量的理想气体由状态1开始经历过程1-2—3f4fl回到初

始状态。其中，过程—2和3-4为等温变化,2f3和4fl为等容变化，则下列判断中正确的是（）

A.在1-2的过程中，单个气体分子对容器壁的平均冲力逐渐减小

B.处于状态2时气体的每个分子的速率都比处于状态3时的要大

C.在3f4的过程中，外界对气体做功，气体内能增大

D.整个循环1-2-3-4-1过程，气体对外做的功等于从外界吸收的热量

8.（2025•湖南模拟）如图所示Imol理想气体经两个不同的过程（A-B-C和A/D-C）由状态A变到

状态C。已知气体遵循气体定律PV=RT,气体内能的变化量与温度的关系为/U=|R（T2-A）（R为

大于0的已知常量，Ti、T2分别为气体始末状态的温度）。初始状态A的温度为To。气体在这两个过

程中从外界吸收的热量分别为（）

Pf

°匕2voV

1311

A.QABC=-^RTQ,QADC=~yRTo

57

B.QABC=2RT（）,QADC=[RTO

137

C.QABC=~2'RT。,QADC=[RTO

511

D.QABC=^RT。，QADC--^-RTO

9.（2025•青岛一模）一定质量的理想气体，经历如图所示循环过程，a-b过程温度不变，b-c过程压强

不变。下列说法正确的是（）

A.a—b过程,气体对外做功，内能减少

B.b-c过程，压强不变，分子平均动能不变

C.b-c过程，气体向外界放出的热量等于外界对气体做的功

D.c-a过程，气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量

10.（2025•天津模拟）海上航行的船只大都装备有随时可用的充气救生船。充气船使用时在船的浮筒内充

入气体，充满气后浮筒的体积可视为不变。海上昼夜温差较大，若将充气船放置在海上，则夜间充气船

浮筒内的气体与白天相比（）

A.内能更小

B.压强更大

C.分子数密度更小

D.单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数增多

二.多选题（共5小题）

（多选）H.（2025•湖南模拟）如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分，A内充满气体，B

内为真空。现抽开隔板，让A中气体进入B并最终达到平衡状态，则（）

K

rp一

AB

A.气体的内能始终不变

B.气体的压强始终不变

C.气体分子的平均动能将减小

D.B中气体不可能自发地再全部回到A中

（多选）12.（2025•青岛一模）潜水钟是一种沉放到水下研究水底情况的装置。如图所示，一质量m=5

Xl（）3kg的潜水钟高h=2m,横截面积S=4m2,从水面上方开口向下沉入水中，最终到达水平海床，

进入钟内的水深Ah=1m。已知钟内封闭气体温度保持不变，大气压强po=l.OXl（）5pa,海水的密度p

=1.0X103kg/m3,重力加速度g=10m/s2,不考虑钟壁厚度。下列说法正确的是（）

B.海水深度H=^m

C.潜水钟对海床的压力FN=1X1（）4N

D.潜水钟对海床的压力FN=2X1（）4N

（多选）13.（2025・3月份模拟）如图为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导

热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段

TAT

长度为E的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物，当活塞下降至离容器底部m处的预警传感器处

时，系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度保持为To,大气压强为po,重力加速度为g,

不计摩擦阻力，下列说法正确的是（）

底部

A.刚好触发超重预警时所挂重物的质量为M=舞+称机

4,

B.刚好触发超重预警时所挂重物的质量为“=舞-弓小

C.刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%,活塞上升至位于离容器底部0.65L

D.刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%,活塞上升至位于离容器底部0.76L

（多选）14.（2025•延边州模拟）如图所示，一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回

A.a到b过程，气体内能减少

B.b到c过程，气体对外界做正功

C.c到d过程，气体从外界吸收热量

D.经过一次循环过程，气体向外界放出热量

（多选）15.（2025•雨花区校级一模）将压瘪的乒乓球（未漏气）浸泡在热水中，一段时间后乒乓球便恢

复原状，乒乓球内部气体（视为理想气体）经历了由A-B-C的变化过程，V—T图像如图所示，T为

热力学温度，已知理想气体的内能与热力学温度成正比，则下列结论正确的是（）

A.状态A、B的压强大小相等

B.从状态B到状态C,气体内能不变

C.A-B-C过程，球内气体对外所做的功小于气体从外界吸收的热量

D.在状态A与状态C时乒乓球内气体压强之比为1：2

三.解答题（共5小题）

16.（2025•清远一模）自行车减震系统常用到的气弹簧装置，除去外面弹簧，其简化模型如图所示。假设

装有氮气的封闭汽缸竖直固定在水平地面上，一光滑活塞将汽缸分成A、B两部分，活塞上有一个透气

的小孔将汽缸中两部分气体连通在一起，活塞上固定一个圆柱形连杆。已知活塞与连杆的总质量为m,

S2

活塞横截面积为S,连杆横截面积为3,初始时刻活塞静止在汽缸内某处，此时A部分气体高度为§%,

1

B部分气体高度为&%,已知大气压强为po,重力加速度为g,气体可看作理想气体，汽缸与连杆之间

无摩擦且密封良好。

（1）求初始时刻汽缸内气体压强pi；

1

（2）若汽缸导热性能良好，此时温度为T1,汽缸受到外部热源影响，缸内温度升高，活塞缓慢上升;八

6

时，求缸内气体温度T2。

17.（2025•商丘模拟）如图所示，导热汽缸A和绝热汽缸B分别用两个绝热活塞（厚度不计）封闭一定质

量的理想气体，两汽缸均固定在倾角为9=30°的斜面上，活塞中间有一轻质刚性杆连接。初始时汽缸

A、B内的光滑活塞均位于汽缸的正中央，活塞质量分别为m和2m（m为未知量），横截面积分别为S

和2S,汽缸长度均为L,B汽缸内气体初始压强为po,温度为To。若大气压强为po,且满足mg=poS,

g为重力加速度，环境温度不变。求：

（1）A汽缸封闭气体的压强及杆的作用力大小；

13

（2）现缓慢加热B汽缸中的气体温度至一7°，则此时A汽缸气柱长度与压强分别为多少。

6

18.（2025•船山区校级二模）如图所示，一根长度为L=120cm、横截面积为S、两端封闭、粗细均匀且导

热良好的玻璃管竖直放置。在玻璃管顶部开一小孔。堵住小孔，管内有一段高h=30cm的水银柱，上

方为真空，下方则封闭着长为a=60cm的空气柱。已知玻璃管所处地理位置的大气压强po=6OcmHg,

热力学温度Ti=300K,空气可视为理想气体。

（1）若只缓慢加热玻璃管，当水银刚到达玻璃管顶部时，求封闭气体的热力学温度T2;

（2）若松开孔，空气从外界进入，最终稳定时，水银柱下降距离Ah（整个过程外界温度为T1保持不

变）。

h

L

a

19.（2025•滑县一模）如图所示，粗细均匀、一端开口的直角玻璃管竖直放置，管内用两段水银柱封闭着

A、B两段气体（可看作理想气体），A气柱长度为30cm,竖直管中水银柱长度为25cm,水平管左端水

银柱长度为5cm,B气柱长度为60cm,水平管右端水银柱长度为15cm。现在缓慢地将玻璃管逆时针转

过90°,已知大气压为75mHg,环境温度保持不变，求稳定后A气柱的长度。

5cm60cm15cm

20.(2025•中卫一模)某物理探究小组设计了一款火警报警装置，其原理图如图所示，固定在水平地面上

的导热汽缸内，质量m=5kg、横截面积S=10cm2的活塞密封一定质量的理想气体，起初环境的热力

学温度To=3OOK,活塞距汽缸底部的高度h=15cm,当环境的热力学温度缓慢达到T=500K时，表面

涂有导电物质的活塞恰好与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声，不计活塞与汽缸之间的摩擦，整个

52

过程中气体吸收的热量为300J,外界大气压强po=1.0x10pa,g取10m/so求：

(1)起初缸内气体的压强pi;

(2)起初活塞到两触点的距离d；

(3)气体内能的增加量AU。

2025年高考物理复习难题速递之热学（2025年4月）

参考答案与试题解析

一.选择题（共10小题）

题号12345678910

答案BCDBCDDADA

二.多选题（共5小题）

题号1112131415

答案ADBCBDACCD

一.选择题（共10小题）

1.（2025•石景山区一模）如图所示，拔火罐时，用点燃的酒精棉球加热小罐内的空气，随后迅速把小罐

倒扣在身体表面,冷却后小罐便紧贴在皮肤上。若在逐渐冷却过程中，罐中气体质量和体积均视为不变。

下列说法正确的是（）

A.冷却过程中罐内气体对外做功

B.冷却过程中罐内气体内能减小

C.冷却后罐内每个气体分子的动能都减小

D.冷却后罐内单位体积的气体分子数减少

【考点】热力学第一定律的表达和应用；温度与分子动能的关系.

【专题】定性思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力.

【答案】B

【分析】A.由题知，在逐渐冷却过程中，罐中气体体积视为不变，据此分析判断;

B.冷却过程中，罐内气体温度降低，据此分析判断；

C.冷却过程中，根据温度与分子动能的关系，即可分析判断；

D.结合题意，即可分析判断。

【解答】解：A.由题知，在逐渐冷却过程中，罐中气体体积视为不变，则罐内气体对外不做功，故A

错误；

B.冷却过程中，罐内气体温度降低，则内能减小，故B正确；

C.冷却过程中，罐内气体温度降低，则气体分子的平均动能减小，但并非每个分子的动能都减小，故C

错误；

D.由题知，在逐渐冷却过程中，罐中气体质量和体积均视为不变，则冷却后罐内单位体积的气体分子数

不变，故D错误；

故选：Bo

【点评】本题考查了温度与分子动能的关系，解题时需注意：温度越高，分子平均动能越大，同样的，

分子平均动能越大，也能说明温度越高；温度对分子动能是对整体分子而言的，对单个分子的运动没有

实际意义。

2.（2025•西城区校级模拟）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气体分子运动变得剧烈

【考点】热力学第一定律的表达和应用；分子热运动速率随温度变化具有统计规律；温度与分子动能的

关系.

【专题】定性思想；推理法；分子运动论专题；推理论证能力.

【答案】C

【分析】突然下沉，外界对气体做的功等于气体内能的增加，平均动能增大，但是不一定每一个气体分

子的动能都增大，温度升高，体积减小，气体压强增大。

【解答】解：A.车体会突然下沉，来不及向外散热，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，气体压强增大，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，气体压强增大原因是

气体分子运动变得剧烈以及分子数密度增大，故D错误。

故选：Co

【点评】温度增大，分子平均动能增大，而不是每一个分子的动能都要增大，分子的运动具有不确定性，

对于单个分子而言，其运动情况是随机的。但整体来看，温度升高时，所有分子的平均动能是增大的。

3.（2025•全国一模）如图所示，将粗细均匀且一端开口的玻璃管水平放置，管内用长为h=15cm的水银

封闭着一段长为lo=9cm的空气柱o若将玻璃管开口向上缓慢地竖直起来，空气柱长度变为li=7.5cm,

已知环境温度恒为to=27℃,管内气体可视为理想气体。下列选项正确的是（）

|<-----——>|<>|

C））

A.大气压强为70cmHg

B.玻璃管竖直放置时内部封闭气体压强为75cmHg

C.竖直状态下，单个气体分子撞击器壁的平均力变大

D,竖直状态下，为了使封闭气体长度变为10,可以将封闭气体的温度缓慢升高60℃

【考点】理想气体及理想气体的状态方程；气体压强的计算；气体的等温变化与玻意耳定律的应用；气

体的等容变化与查理定律的应用.

【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力.

【答案】D

【分析】AB.结合题意，根据玻意耳定律列式，即可分析判断；

C.结合题意，结合气体压强的微观解释，即可分析判断；

D.根据查理定律列式，结合题意，即可分析判断。

【解答】解：AB.设大气压强为po,

则玻璃管水平放置时，内部封闭气体压强为po,

玻璃管竖直放置时，内部封闭气体压强为：pi=po+15cmHg,

根据玻意耳定律有：poSlo=piSh,

联立解得：po=75cmHg,pi=90cmHg,故AB错误；

C.内部封闭气体经过等温压缩,温度不变，则分子平均速率不变,单个气体分子撞击器壁的平均力不变，

气体压强增大是因为单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，故C错误；

SA

D.根据查理定律有：—=—,

ToTi

其中：To=(273+27)K=300K,

解得：Ti=360K,

即：ti=(360-273)℃=87℃,

竖直状态下，为了使封闭气体长度变为10,可以将封闭气体的温度缓慢升高：At=ti-to,

解得：At=60℃,故D正确；

故选：D。

【点评】本题考查对理想气体及理想气体的实验规律，解题时需注意，要明确研究对象，确认哪些参量

变化、哪些参量不变，根据题目的已知条件和求解的问题，分别找出初、末状态的参量，其中正确找出

压强是解题的关键。

4.(2025•内蒙古模拟)如图，一绝热汽缸中理想气体被轻弹簧连接的绝热活塞分成a、b两部分，活塞与

缸壁间密封良好且没有摩擦。初始时活塞静止，缓慢倒置汽缸后()

b

A.a的压强减小

B.b的温度降低

C.b的所有分子速率均减小

D.弹簧的弹力一定增大

【考点】理想气体及理想气体的状态方程；温度与分子动能的关系.

【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；理想气体状态方程专题；推理论证能力.

【答案】B

【分析】初始时活塞静止，缓慢倒置汽缸后，b的体积增大，a的体积减小，根据理想气体状态方程及

热力学第一定律分析。

【解答】解：ABC、初始时活塞静止，缓慢倒置汽缸后，b的体积增大，气体对外做功，a的体积减小，

则a的压强增大，绝热汽缸，则Q=0,对b根据热力学第一定律

AU=W+Q

可知AU<0

则b的温度降低，并非所有分子速率均减小，故AC错误，B正确；

D、初始状态，弹簧弹力大小与方向未知，则缓慢倒置汽缸后弹簧弹力不一定增大，故D错误；

故选：B»

【点评】本题考查热力学第一定律与理想气体状态方程的应用，解题关键掌握绝热汽缸的特点。

5.（2025•无极县校级一模）一定质量的理想气体经过a—a过程的如图所示，其中ab和cd图线

均为双曲线的一部分，下列说法正确的是（）

A.a-b过程中，气体可能向外界放出热量

B.b-c过程中，气体一定向外界放出热量

C.整个过程中气体从外界吸收热量

D.c-d过程中，在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数减少

【考点】热力学第一定律的表达和应用；热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合；气体压强的微

观解释.

【专题】定性思想；推理法；热力学定律专题；理解能力.

【答案】C

【分析】根据理想气体的热力学过程，特别是热力学第一定律的应用判断选项。题目中给出的p-V图

像是理解气体状态变化的关键。根据图像，我们可以分析气体在不同过程中的内能变化、做功情况以及

热量交换。

【解答】解：A、由题意可知，a-b过程中，气体体积增大，气体对外做功，气体温度不变，内能不变，

由热力学第一定律AU=Q+W可知，气体从外界吸热，故A错误；

B、根据题意可知，b-c过程中，由p-V图像可知，气体温度降低，内能减小，即AU<0,体积增大，

气体对外做功，即W<0,由热力学第一定律AU=Q+W可知，气体向外界吸收热量还是放出热量不能

确定，故B错误；

C、根据题意，p-V图像的面积意义可知，整个过程中，外界对气体做功，即W<0,而气体的内能不

变，由热力学第一定律AU=Q+W可知，Q>0,气体从外界吸收热量，故C正确;

D、根据题意可知，c-d过程中，是等温压缩，气体的密度增大，温度不变，单位体积内的分子数增多，

压强增大，在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数增多，故D错误。

故选：Co

【点评】本题的关键在于理解p-V图像的物理意义，特别是双曲线部分代表的等温过程。通过分析气

体在不同过程中的内能变化、做功情况以及热量交换，可以准确判断气体的热力学行为。在解题时，应

充分利用热力学第一定律，结合图像信息进行综合分析。

6.（2025•呼和浩特一模）在透明吸管内，手指和液体之间密封一定质量的气体，如图所示，由于手的接

触，密封气体温度高于外界气体。则（）

A.密封气体压强高于外界气体压强

B.图中液体与吸管内壁之间是不浸润的

C.密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度

D.密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能

【考点】气体压强的计算；温度与分子动能的关系.

【专题】定性思想；推理法；物体的内能专题；推理论证能力.

【答案】D

【分析】根据平衡条件分析密封气体压强，密封气体温度升高，压强不变，体积就会变大，分子数密度

就会减小，液体在吸管内呈下凹状是浸润特征，温度是分子平均动能的标志。

【解答】解：AC.设液柱的质量为m,外界大气压强为po,横截面积为S,对液柱分析，密封气体压

强P=「0-等，因此密封气体压强低于外界气体压强，且吸管内部压强不变。密封气体温度升高，压

强不变，体积就会变大，分子数密度就会减小，因此密封气体分子数密度小于外界气体分子数密度，故

AC错误；

B.由图可知，液体在吸管内呈下凹状，液体与吸管内壁是浸润的，故B错误；

D.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，因此密封气体分子平均动能高于外界

气体分子平均动能，故D正确。

故选：D。

【点评】1.温度是分子平均动能的唯一标志。温度越高，分子平均动能越大，同样的，分子平均动能越

大，也能说明温度越高。

2.温度对分子动能是对整体分子而言的，对单个分子的运动没有实际意义。

7.（2025•六模拟）如图所示，容器内一定质量的理想气体由状态1开始经历过程1-2-3-4-1回到初

始状态。其中，过程1-2和3-4为等温变化,2-3和4-1为等容变化，则下列判断中正确的是（）

A.在1-2的过程中，单个气体分子对容器壁的平均冲力逐渐减小

B.处于状态2时气体的每个分子的速率都比处于状态3时的要大

C.在3-4的过程中，外界对气体做功，气体内能增大

D.整个循环1-2-3-4-1过程，气体对外做的功等于从外界吸收的热量

【考点】热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合；理想气体状态变化的图像问题.

【专题】应用题；学科综合题；定性思想；图析法；方程法；理想气体状态方程专题；推理论证能力.

【答案】D

【分析】温度是分子平均动能的标志，单个气体分子对容器壁的平均冲力取决于分子的平均动能；温度

高时分子的平均动能大，分子的平均速率大，但并不是每个分子的速率都大；理想气体的内能只与温度

有关，温度不变时，气体的内能不变，由热力学第一定律判断功与热量的关系。

【解答】解：A、由题意可知，气体在1-2的过程中，是等温变化，温度不变。温度是分子平均动能

的标志，所以分子的平均动能不变，单个气体分子对容器壁的平均冲力取决于分子的平均动能，因此单

个气体分子对容器壁的平均冲力不变，故A错误；

B、气体从状态2到状态3是等容变化，压强减小，温度降低。温度是分子平均动能的标志，只能说明

状态2时分子的平均动能比状态3时大，但不能说状态2时气体的每个分子的速率都比状态3时的大,

因为分子的速率分布是遵循统计规律的，存在速率较小和较大的分子，故B错误；

C、在3-4的过程中，是等温变化，温度不变，而理想气体的内能只与温度有关，所以气体内能不变。

此过程中体积减小，外界对气体做功，故C错误；

D、整个循环1-2-3-4-1过程，气体内能不变，即有：AU=0,根据热力学第一定律可得：AU=

W+Q,解得：Q=-W,由此可知气体对外做的功等于从外界吸收的热量，故D正确。

故选：D。

【点评】本题考查了理想气体状态变化的图像问题，看清图像的横、纵坐标，根据图像特点判断气体的

状态变化，得出气体对外做功情况，再联系热力学第一定律即可分析得出结论。

8.（2025•湖南模拟）如图所示1moi理想气体经两个不同的过程（A-B-C和A-D-C）由状态A变到

状态C。已知气体遵循气体定律PV=RT,气体内能的变化量与温度的关系为4U=^R（72-Ti）（R为

大于0的已知常量，Ti、T2分别为气体始末状态的温度）。初始状态A的温度为To。气体在这两个过

程中从外界吸收的热量分别为（）

A.QABC=^-RTO,QADC=y-RTo

57

B.QABC=]RT(),QADC=2RTO

137

C.QABC=方RT°,QADC=/TO

一511

D.QABC=qRT。，QADC=-G-RTO

【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体的等容变化与查理定律的应用.

【专题】定量思想；方程法；热力学定律专题；推理论证能力.

【答案】A

【分析】一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

【解答】解：由图可知，由状态A变到状态B,气体体积不变，压强增大，温度升高，气体内能增大，

且满足詈=则2To=TB

ToTB

所以4UZB=5R（TB—TO）=5RTO，由于气体不做功，所以QAB=/为8=5R（TB—To）=*RTo

由状态B变到状态C,气体压强不变，体积增大，温度升高，气体内能增大，且满足察=善，则Tc

TBTC

=4To,

所以叫c=制/_TB）=3RTO

由于WBC=-2po(2Vo-Vo)=-2poVo=-2RTo

所以QBC=AUBC-WBC=5RTO

所以QABC=QAB+QBC=/+5RTO=TRT0

由状态A变到状态D,气体压强不变，体积增大，气体对外做功，气体温度升高，内能增大，且满足

Vo=2Vo

To—TD

贝ij2To=TD

所以何D=/①_To)=/To

由于WAD=-po(2Vo-Vo)=-poVo=-RTo

所以QAD—%=打70

由状态D变到状态C,气体体积不变，压强增大，温度升高，气体内能增大，贝必U”；M^RQC-TD)=

3RT°

由于气体不做功，所以QDC=AUDC=3RTO

所以Q40C=Q4D+QOC=27RO+3RTO=WRTO，故A正确，BCD错误。

故选：Ao

【点评】考查对热力学第一定律的理解，熟悉运用公式解答。

9.(2025•青岛一模)一定质量的理想气体，经历如图所示循环过程，a-b过程温度不变，b-c过程压强

不变。下列说法正确的是()

A.afb过程，气体对外做功，内能减少

B.b-c过程，压强不变，分子平均动能不变

C.b-c过程，气体向外界放出的热量等于外界对气体做的功

D.c-a过程，气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量

【考点】热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合.

【专题】定性思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力.

【答案】D

【分析】根据图像分析各个过程中的状态变化情况，结合热力学第一定律列式求解判断。

【解答】解：A.a-b过程，温度不变，压强减小，则气体体积增大，故气体对外做功，内能不变，故

A错误；

BC.b-c过程，压强不变，温度降低，故分子平均动能减小，内能减小，体积减小，外界对气体做功，

根据AU=Q+W,可知气体向外界放热，且放出的热量大于外界对气体做的功，故BC错误；

D.c-a过程，气体发生等容变化，W=0,温度升高，则根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收

的热量等于气体内能的增加量，故D正确。

故选：D。

【点评】考查图像分析各个过程中的状态变化情况，结合热力学第一定律，会根据题意进行准确分析解

答。

10.（2025•天津模拟）海上航行的船只大都装备有随时可用的充气救生船。充气船使用时在船的浮筒内充

入气体，充满气后浮筒的体积可视为不变。海上昼夜温差较大，若将充气船放置在海上，则夜间充气船

浮筒内的气体与白天相比（）

A.内能更小

B.压强更大

C.分子数密度更小

D.单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数增多

【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体压强的微观解释；气体的等容变化与查理定律的应用.

【专题】定性思想；推理法；内能及其变化专题；推理论证能力.

【答案】A

【分析】根据气体分子的平均动能和温度关系，查理定律以及分子数密度与体积关系，压强等知识进行

分析解答。

【解答】解：A.夜间充气船浮筒内的气体温度较低，分子的平均动能更小，分子势能不变，内能更小,

故A正确；

B.充气船内气体体积不变，夜间温度低，由查理定律可知，压强更小，故B错误；

C.气体的质量不变，气体分子总数不变，体积不变，则分子数密度不变，故C错误；

D.夜间温度低，分子的平均动能更小，则分子的平均速率更小，而分子数密度不变，所以单位时间撞击

到单位面积浮筒内壁的分子数减小，故D错误。

故选：Ao

【点评】考查气体分子的平均动能和温度关系，查理定律以及分子数密度与体积关系，压强等知识，会

根据题意进行准确分析解答。

二.多选题（共5小题）

（多选）11.（2025•湖南模拟）如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分，A内充满气体，B

内为真空。现抽开隔板，让A中气体进入B并最终达到平衡状态，则（）

K

AB

A.气体的内能始终不变

B.气体的压强始终不变

C.气体分子的平均动能将减小

D.B中气体不可能自发地再全部回到A中

【考点】热力学第一定律的表达和应用；物体内能的概念与影响因素.

【专题】定性思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力.

【答案】AD

【分析】绝热过程，自由扩散，体积变大，故内能不变，由玻意耳定律和热力学第二定律求解。

【解答】解：A.抽走隔板后，由于B内为真空，A部分气体自由膨胀，膨胀过程中没有对外做功，气

体也不可能与外界发生热交换，因为容器是绝热容器，由热力学第一定律可知气体的内能始终不变，故

A正确；

C.由于气体的内能不变，故气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，故C错误；

B.由于气体发生的是等温膨胀，故由玻意耳定律可知，气体的压强将减小，故B错误；

D.由热力学第二定律可知，气体不可能再自发地全部回到A部分，故D正确。

故选：ADo

【点评】本题主要考查热力学定律的应用及运用理想气体状态方程对气体的温度、压强和体积的判断。

（多选）12.（2025•青岛一模）潜水钟是一种沉放到水下研究水底情况的装置。如图所示，一质量m=5

XlCpkg的潜水钟高h=2m,横截面积S=4m2,从水面上方开口向下沉入水中，最终到达水平海床，

进入钟内的水深Ah=lm。已知钟内封闭气体温度保持不变，大气压强po=LOXl()5pa,海水的密度p

=1.0X103kg/m3,重力加速度g=10m/s2,不考虑钟壁厚度。下列说法正确的是()

A.海水深度H=10m

B.海水深度H=11m

C.潜水钟对海床的压力FN=1X1()4N

D.潜水钟对海床的压力FN=2X1()4N

【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；牛顿第三定律的理解与应用；气体压强的计算.

【专题】应用题；学科综合题；定量思想；推理法；方程法；气体的状态参量和实验定律专题；推理论

证能力.

【答案】BC

【分析】根据玻意耳定律求出海水深度，再通过对潜水钟受力分析利用平衡条件和牛顿第三定律求出对

海床的压力。

【解答】解：AB、设潜水钟内初始空气柱长度为Lo=2m,则进入海水中后空气柱长度为L=1m,初始

时空气压强为：po=1.0X105Pa,设进入海水中后空气压强为p,因为钟内封闭气体温度不变，根据

1,Qx1Qx25

玻意耳定律可得：poLoS=pLS,解得：p==-|pa=2.0x10Pa,又因为p=po+pg(H

-Ah),其中Ah=lm,为钟内水深，代入数据解得：H=Hm,故A错误，B正确；

CD、对潜水钟进行受力分析，潜水钟受到重力mg、海床的支持力FN,以及钟内气体对钟向上的压力

,4

pS、大气对钟向下的压力poS,由平衡条件可得：mg+poS=FN+pS,代入数据解得：FN'=lx10N,

根据牛顿第三定律，潜水钟对海床的压力的大小为母=lxIO，％,故C正确，D错误。

故选：BC-

【点评】本题是对平衡条件及玻意耳定律的考查，解题的关键是要准确确定研究对象气体的状态参量。

(多选)13.(2025・3月份模拟)如图为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导

热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段

TA.T

长度为m的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物，当活塞下降至离容器底部《处的预警传感器处

时，系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度保持为To,大气压强为po,重力加速度为g,

不计摩擦阻力，下列说法正确的是（）

A.刚好触发超重预警时所挂重物的质量为M=驾+梳小

4g4

B.刚好触发超重预警时所挂重物的质量为〃=誓-尚机

C.刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%,活塞上升至位于离容器底部0.65L

D.刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%,活塞上升至位于离容器底部0.76L

【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；气体压强的计算.

【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力.

【答案】BD

【分析】对气缸进行受力分析，根据题设条件由平衡条件可求不挂重物时气体的压强；环境温度不变,

根据玻意耳定律和平衡条件求出所挂重物的质量；环境温度缓慢降低5%,气体发生等压变化，由盖一

吕萨克定律求出活塞上升的位置。

【解答】解：AB.对活塞有平衡方程，不挂重物时，

piS+mg=poS

封闭气体的初始压强

mq

Pi=Po-7s

由平衡条件可得挂上重物刚好触发超重预警时

P2S+(m+M)g=poS

封闭气体压强

P2=P。一吗皿

气体发生等温变化有

P1R_p2y2

ToTo

即

J04L

PiSg=p2s-g-

解得

故A错误，B正确;

CD.刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%,即温度变为0.95T0,气体发生等压变化

_「2%

To—O.95To

即

p2V3=0.95p2V2=0.95piVi

又

Pi

P2=才

所以

PiL

:Sh=0.95P用

解得

h=0.76L

C错误，D正确。

故选：BDo

【点评】本题考查了气体实验定律和气体做功应用的相关问题，考查知识点针对性强，物理过程清晰,

考查了学生掌握知识与应用知识的能力。

（多选）14.（2025•延边州模拟）如图所示，一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回

A.a到b过程，气体内能减少

B.b到c过程，气体对外界做正功

C.c到d过程，气体从外界吸收热量

D.经过一次循环过程，气体向外界放出热量

【考点】热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合.

【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力.

【答案】AC

【分析】分析体积变化，判断气体做功情况，结合查理定律和热力学第一定律分析。

【解答】解：A.a到b过程为等容变化，气体对外界不做功，由查理定律有等=普可得Ta>Tb,则气

TaTb

体内能减少，故A正确；

B.b到c过程，气体体积减小，外界对气体做正功，故B错误；

C.c到d过程为等容变化，气体对外界不做功，由查理定律有在=®可得Td>Tc,则气体内能增加，

%Td

根据热力学第一定律AU=W+Q可知，气体从外界吸收热量，故C正确；

D.由W=pV可知，p-V图像与坐标轴围成的面积代表做功，可知由d到a气体对外界做的正功大于由

b到c外界对气体做的正功，所以一个循环过程中，气体对外界做正功，而气体内能不变，根据热力学

第一定律AU=W+Q可知，气体从外界吸收热量，故D错误。

故选：AC-

【点评】热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内

能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制

中的焦耳。

（多选）15.（2025•雨花区校级一模）将压瘪的乒乓球（未漏气）浸泡在热水中，一段时间后乒乓球便恢

复原状，乒乓球内部气体（视为理想气体）经历了由A-B-C的变化过程，V—T图像如图所示，T为

热力学温度，已知理想气体的内能与热力学温度成正比，则下列结论正确的是（）

4V

T

A.状态A、B的压强大小相等

B.从状态B到状态C,气体内能不变

C.A-B-C过程，球内气体对外所做的功小于气体从外界吸收的热量

D.在状态A与状态C时乒乓球内气体压强之比为1：2

【考点】热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合.

【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；推理论证能力.

【答案】CD

【分析】根据V-T坐标系中，过原点的倾斜直线为等压变化进行判断；温度升高内能增大；根据热力

学第一定律分析；根据理想气体状态方程分析解答。

【解答】解：A、在V-T坐标系中，过原点的倾斜直线为等压变化，根据图像可知，A、B两点不在

过原点的同一条直线上，因此状态A、B的压强大小不相等，故A错误；

B、从状态B到状态C,气体温度升高，气体内能变大，故B错误；

C、A-B-C过程，球内气体体积增大，气体对外做功，即W<0；球内气体温度升高，球内气体内能

增大，即AU>0,根据热力学第一定律AU=W+Q可知，Q>0,即从外界吸热，且吸收热量大于对外

做功的绝对值，故C正确；

v0

D、根据理想气体状态方程可知曳&_=吗，解得PA：pc=l：2,故D正确；

To4To

故选：CD。

【点评】该题考查气体实验定律图像问题以及热力学第一定律和理想气体状态方程的应用，涉及知识点

较多，综合性强，难度大。

三.解答题（共5小题）

16.（2025•清远一模）自行车减震系统常用到的气弹簧装置，除去外面弹簧，其简化模型如图所示。假设

装有氮气的封闭汽缸竖直固定在水平地面上，一光滑活塞将汽缸分成A、B两部分，活塞上有一个透气

的小孔将汽缸中两部分气体连通在一起，活塞上固定一个圆柱形连杆。已知活塞与连杆的总质量为m,

S2

活塞横截面积为S,连杆横截面积为一，初始时刻活塞静止在汽缸内某处，此时A部分气体高度为:;八,

23

B部分气体高度为;h,已知大气压强为po,重力加速度为g,气体可看作理想气体，汽缸与连杆之间

无摩擦且密封良好。

(1)求初始时刻汽缸内气体压强pi;

(2)若汽缸导热性能良好，此时温度为T1,汽缸受到外部热源影响，缸内温度升高，活塞缓慢上升工h

6

时，求缸内气体温度T2。

【考点】气体的等压变化与盖-吕萨克定律的应用；气体压强的计算.

【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；推理论证能力.

【答案】(1)求初始时刻汽缸内气体压强pi等于等+p0；