2024-2025学年下学期高二物理教科版期末必刷常考题之热力学定律

第37页（共37页）2024-2025学年下学期高二物理教科版（2019）期末必刷常考题之热力学定律一．选择题（共7小题）1．（2025•朝阳区二模）去高原旅游时，密封的食品包装袋比在平原上膨胀许多。假设环境温度不变，袋内气体视为理想气体。下列说法正确的是（）A．高原地区的大气压较高 B．包装袋中气体内能减小 C．包装袋中气体压强减小 D．包装袋中气体放出热量2．（2025•昌平区二模）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，气体分子的平均动能不变 B．从a到b，气体对外界做功，内能减小 C．从b到c，气体从外界吸热，内能增大 D．从b到c，气体向外界放热，内能减小3．（2025•丰台区二模）如图所示，密封包装的食品袋从低海拔运送到高海拔地区的过程中，会发生膨胀现象。若此过程中温度不变，袋内空气视为理想气体，下列说法正确的是（）A．袋内空气对外界做功，内能减小 B．袋内空气分子的平均动能减小 C．袋内空气压强减小 D．袋内空气向外界放热4．（2025•宝鸡模拟）封闭在导热汽缸内一定质量的理想气体从状态A开始，经历状态B、C到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示。已知O、A、D三点在同一直线上，且图线AB、CD平行于横轴T，BC平行于纵轴V，则依据图像判断下列说法正确的是（）A．由状态A向状态B变化过程中，气体向外界放出热量 B．由状态B向状态C变化过程中，气体从外界吸收热量，内能增加 C．气体在状态A时的压强等于状态D时的压强 D．气体分子在状态C时平均动能小于在状态D时的平均动能5．（2025•南开区二模）如图所示为某一定质量的理想气体循环过程的p﹣V图像。B→C为等压过程，D→A为等容过程，A→B和C→D为等温过程。关于该循环过程下列说法正确的是（）A．A状态气体的温度高于C状态气体的温度 B．C→D过程气体向外界放出热量 C．B→C过程气体对外做功，气体分子的平均动能减小 D．整个循环过程，B状态单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数最多6．（2025•历下区校级二模）压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车及各种汽车中。发动机工作过程中内部气体（可视为定量的理想气体）遵循如图所示的狄塞尔循环，其中a→b、c→d为绝热过程，则气体（）A．在a→b过程中温度不变 B．在b→c过程中吸收的热量大于对外界做功 C．在d→a过程中吸收热量 D．经历一个循环过程后对外界做功为07．（2025春•石家庄期中）如图所示导热性能良好内壁光滑的汽缸固定在平台上，汽缸内有一导热和密封性良好的活塞，初始活塞离汽缸底部的距离为d，活塞面积为S，用不可伸长的细线跨过光滑定滑轮与放在地面上的物块相连，物块质量为m。初始时细线刚好伸直且无拉力，大气压强始终为p0，初始时环境温度为T0，现缓慢降低环境温度直至活塞运动到距离汽缸底部d2处，重力加速度为gA．物块对地面的压力为0时的气体温度为T0B．气体的最终温度为T0C．整个过程中外界对气体做的功为（p0S﹣mg）d D．若整个过程气体内能减少量为ΔU，则气体释放的热量为(二．多选题（共3小题）（多选）8．（2025春•北京校级月考）如图所示，在斯特林循环的p﹣V图像中，一定质量理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a，整个过程由两个等温和两个等容过程组成。下列说法正确的是（）A．从a到b，气体得温度一直升高 B．从b到c，气体与外界无热量交换 C．从c到d，气体对外放热 D．从d到a，单位体积中的气体分子数目增大（多选）9．（2025•青秀区校级模拟）一定质量的某种理想气体从状态M开始经M→N→E→M回到初始状态M，在各状态时的参数如V﹣T图所示，已知在状态N时的压强为3p0，下列说法正确的是（）A．在状态M时的压强为p0B．在N→E过程中气体从外界吸收热量 C．在E→M过程中气体对外界做功的数值小于3p0V0 D．在E→M过程中气体向外界放出热量且内能不变（多选）10．（2025•山海关区一模）如图所示，一定质量的理想气体按p﹣V图像中箭头所示由M→N→S→M完成一个循环，其中M→N为等温过程，N→S为等容过程。对该理想气体，下列说法正确的是（）A．状态M的内能等于状态N的内能 B．状态M的温度高于状态S的温度 C．S→M过程中气体吸收热量 D．M→N→S→M全过程中外界对气体做功三．填空题（共3小题）11．（2025•厦门模拟）小萌同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后得到如图所示的p﹣T图像。a→b的过程中气体对外界（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）；a→b→c的过程中气体热量（选填“吸收”“放出”或“既不吸收也不放出”）。12．（2025•莆田二模）一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C，其p﹣T图像如图所示。已知气体在状态C时的体积为0.9m3。气体在状态B时的体积为m3；从状态A到状态C的过程中气体（填“吸收”或“释放”）热量。13．（2025•泉州模拟）图甲为一气压升降椅，图乙为其模型简图，气缸与活塞间封闭有一定质量的理想气体。某同学坐上升降椅，缸内的气体被压缩，若缸内气体温度视为不变，则此过程中缸内气体的压强（选填“变大”“变小”或“不变”），气体分子单位时间内对单位面积缸壁的碰撞次数（选填“增加”“减少”或“不变”），气体（选填“吸收”或“放出”）热量。四．解答题（共2小题）14．（2025•南充模拟）如图所示为一定质量理想气体从状态A→状态B→状态C的p﹣V图像，已知状态A的温度TA＝600K。结合图中数据求：（1）状态B的温度TB和状态C的温度TC；（2）从状态A到状态B的过程中，系统吸收的热量Q。15．（2025春•南京期中）如图所示，一定质量的理想气体由状态A变为状态B的V—T图像，气体在状态A时的压强为p＝3×105Pa，在整个过程中气体内能增加了ΔU＝4.0×104J，求：（1）理想气体在状态A时的热力学温度为多少；（2）判断从状态A到B的过程中，气体吸放热情况，并求出热量Q的大小。

2024-2025学年下学期高二物理教科版（2019）期末必刷常考题之热力学定律参考答案与试题解析一．选择题（共7小题）题号1234567答案CDCCDBD二．多选题（共3小题）题号8910答案ACDACAD一．选择题（共7小题）1．（2025•朝阳区二模）去高原旅游时，密封的食品包装袋比在平原上膨胀许多。假设环境温度不变，袋内气体视为理想气体。下列说法正确的是（）A．高原地区的大气压较高 B．包装袋中气体内能减小 C．包装袋中气体压强减小 D．包装袋中气体放出热量【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体的等温变化与玻意耳定律的应用．【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力．【答案】C【分析】气体体积增大，对外界做功，根据玻意耳定律分析C，根据热力学第一定律分析BD。【解答】解：AC、根据玻意耳定律pV＝C可知，包装袋中气体压强减小，则高原地区的大气压较低，故C正确，A错误；BD、温度不变，则气体内能不变，气体体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，包装袋中气体吸收热量，故BD错误；故选：C。【点评】本题以袋内气体变化为背景，考查热力学第一定律，关键是弄清楚题干给出的条件，能够根据热力学第一定律判断气体内能的变化与哪些因素有关（功和热量）。2．（2025•昌平区二模）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，气体分子的平均动能不变 B．从a到b，气体对外界做功，内能减小 C．从b到c，气体从外界吸热，内能增大 D．从b到c，气体向外界放热，内能减小【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】D【分析】根据图像可分析气体在各个过程分别做何种变化，再根据一定质量理想气体状态方程和热力学第一定律列式即可求解。【解答】解：AB、a→b的过程中，压强不变，VT=C可知，气体温度升高，内能增大，分子平均动能增大，由题图可知，气体体积增大，气体对外界做功，故CD、b→c的过程中，气体压强减小，体积不变，由pT=C可知，气体温度减小，内能减小，即ΔU＜0，体积不变，则有W＝0，由热力学第一定律ΔU＝Q+W，可得Q＝ΔU＜0，可知气体对外界放出热量，故C错误，故选：D。【点评】该题考查一定质量的理想气体图像问题，需要由图像准确分析各个过程分别为哪种变化，正确找到对应实验定律列式求解。3．（2025•丰台区二模）如图所示，密封包装的食品袋从低海拔运送到高海拔地区的过程中，会发生膨胀现象。若此过程中温度不变，袋内空气视为理想气体，下列说法正确的是（）A．袋内空气对外界做功，内能减小 B．袋内空气分子的平均动能减小 C．袋内空气压强减小 D．袋内空气向外界放热【考点】热力学第一定律的表达和应用．【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】袋内气体做等温膨胀，由于体积增大，故分子之间的距离减小，内能不变，气体对外做功，根据热力学第一定律即可判断。【解答】解：AD、温度不变，气体的内能不变，体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q可得，Q＞0，袋内空气一定从外界吸热，故AD错误；B、由于温度不变，故袋内空气分子的平均动能不变，故B错误；C、袋内气体的温度不变，气体做等温变化，根据玻意耳定律可得：pV＝C，体积增大，压强减小，故C正确；故选：C。【点评】本题是对气体的热力学定律和气体状态方程的考查，知道温度时分子平均动能的量度，运用理想气体状态方程和热力学第一定律结合研究这类问题。4．（2025•宝鸡模拟）封闭在导热汽缸内一定质量的理想气体从状态A开始，经历状态B、C到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示。已知O、A、D三点在同一直线上，且图线AB、CD平行于横轴T，BC平行于纵轴V，则依据图像判断下列说法正确的是（）A．由状态A向状态B变化过程中，气体向外界放出热量 B．由状态B向状态C变化过程中，气体从外界吸收热量，内能增加 C．气体在状态A时的压强等于状态D时的压强 D．气体分子在状态C时平均动能小于在状态D时的平均动能【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】定量思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力．【答案】C【分析】根据V﹣T图像，直观得到体积和温度的变化，结合热力学第一定律判断出能量的变化。【解答】解：A、由状态A变到状态B过程中，气体体积不变，则W＝0，温度升高，则ΔU＞0，根据ΔU＝W+Q可知，气体吸收热量，故A错误；B、从状态B到状态C，气体温度不变，内能不变；体积变大，则气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，气体吸收热量，故B错误；C、AD连线过原点，为等压线，故气体在状态A时的压强等于状态D时的压强，故C正确；D、气体状态C的温度大于在状态D的温度，则状态C时平均动能大于在状态D时平均动能，故D错误；故选：C。【点评】利用热力学第一定律可以判断气体的做功、热传递和内能的变化情况。5．（2025•南开区二模）如图所示为某一定质量的理想气体循环过程的p﹣V图像。B→C为等压过程，D→A为等容过程，A→B和C→D为等温过程。关于该循环过程下列说法正确的是（）A．A状态气体的温度高于C状态气体的温度 B．C→D过程气体向外界放出热量 C．B→C过程气体对外做功，气体分子的平均动能减小 D．整个循环过程，B状态单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数最多【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】定量思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力．【答案】D【分析】根据理想气体状态方程判断出BC点的温度高低，气体的内能只与温度有关，根据热力学第一定律有ΔU＝W+Q判断气体吸热还是发热；温度是分子平均动能的标志；根据图象利用理想气体状态方程对每一个过程进行分析即可。【解答】解：A、根据图可知：pB＝pC，VB＜VC，根据理想气体状态方程可得p解得：TA＝TB＜TC＝TD，故A错误；B、C→D为等温过程，气体体积变大，则W＜0，由热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，C→D过程气体从外界吸收的热量，故B错误；C、气体的温度越高，气体分子的平均动能越大，B→C过程气体对外做功，气体分子的平均动能增大，故C错误；D、B状态，体积最小，单位体积内分子数最多，温度最高，气体分子的平均动能最大，故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数最多，故D正确；故选：D。【点评】本题考查的是p﹣V图象问题，解题的关键从图象判断气体变化过程，利用理想气体状态方程，然后结合热力学第一定律进行分析判断即可解决。6．（2025•历下区校级二模）压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车及各种汽车中。发动机工作过程中内部气体（可视为定量的理想气体）遵循如图所示的狄塞尔循环，其中a→b、c→d为绝热过程，则气体（）A．在a→b过程中温度不变 B．在b→c过程中吸收的热量大于对外界做功 C．在d→a过程中吸收热量 D．经历一个循环过程后对外界做功为0【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】B【分析】气体从a→b、c→d为绝热过程，根据理想气体状态方程可判断温度变化；在p﹣V图像中图线与V轴所夹面积表示气体做功；结合热力学第一定律分析放热情况。【解答】解：A、a→b过程为绝热过程，体积减小，则W＞0，根据ΔU＝W+Q可知，ΔU＞0，则温度升高，故A错误；B、在b→c过程中，气体压强不变，根据VT=C可知，温度升高，内能增大则ΔU＞0，气体体积增大，则W＜0，根据ΔU＝W+Q可知，气体吸收的热量大于对外界做功，故C、d→a过程中体积不变，则W＝0，根据pT=C可知，温度降低，内能减小，则气体放出热量，故D、根据图像与坐标轴围成的面积代表气体做功可知，经历一个循环过程后对外界做功不为0，故D错误；故选：B。【点评】本题考查理想气体的状态方程，解题关键在于掌握在p﹣V图像中图线与V轴所夹面积表示气体做功。7．（2025春•石家庄期中）如图所示导热性能良好内壁光滑的汽缸固定在平台上，汽缸内有一导热和密封性良好的活塞，初始活塞离汽缸底部的距离为d，活塞面积为S，用不可伸长的细线跨过光滑定滑轮与放在地面上的物块相连，物块质量为m。初始时细线刚好伸直且无拉力，大气压强始终为p0，初始时环境温度为T0，现缓慢降低环境温度直至活塞运动到距离汽缸底部d2处，重力加速度为gA．物块对地面的压力为0时的气体温度为T0B．气体的最终温度为T0C．整个过程中外界对气体做的功为（p0S﹣mg）d D．若整个过程气体内能减少量为ΔU，则气体释放的热量为(【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体压强的计算；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；理想气体状态方程专题；理解能力．【答案】D【分析】根据力的平衡条件确定物块对地面压力为零时的条件，进而求解气体温度。利用理想气体的状态方程计算气体的最终温度。根据热力学第一定律计算外界对气体做的功以及气体释放的热量。【解答】解：A、从初始到物块对地面压力为0的过程，活塞不动，气体做等容变化，初始气体的温度为T0，压强为p0，当物块对地面压力为0时，对活塞受力分析有p0S＝p1S+mg，解得气体的压强p1=p0-mgSB、根据题意可知，当活塞开始运动后，气体做等压变化，根据盖﹣吕萨克定律有dST1=dS2C、根据题意可知，整个过程外界对气体做的功W=p1D、根据热力学第一定律有﹣ΔU＝W﹣Q，解得Q=(p0故选：D。【点评】本题考查理想气体的状态方程、热力学第一定律以及力的平衡条件。二．多选题（共3小题）（多选）8．（2025春•北京校级月考）如图所示，在斯特林循环的p﹣V图像中，一定质量理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a，整个过程由两个等温和两个等容过程组成。下列说法正确的是（）A．从a到b，气体得温度一直升高 B．从b到c，气体与外界无热量交换 C．从c到d，气体对外放热 D．从d到a，单位体积中的气体分子数目增大【考点】热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合．【专题】比较思想；图析法；热力学定律专题；理解能力．【答案】ACD【分析】从a到b，气体发生等容变化，根据压强的变化分析温度的变化；从b到c，气体发生等温变化，根据热力学第一定律分析吸放热情况；从c到d，气体体积不变，不做功，根据温度变化判断内能的变化，再根据热力学第一定律分析吸放热情况；从d到a，根据体积变化分析单位体积中的气体分子数目的变化。【解答】解：A、从a到b，气体发生等容变化，压强一直增大，根据pT=C知，气体的温度一直升高，故B、从b到c，温度不变，气体的内能不变。体积变大，气体对外界做功，根据ΔE＝Q+W可知，则气体吸热，气体与外界有热量交换，故B错误；C、从c到d，气体温度降低，内能减小。体积不变，W＝0，根据ΔE＝Q+W，知气体对外放热，故C正确；D、从d到a，气体体积减小，则单位体积中的气体分子数目增大，故D正确。故选：ACD。【点评】本题考查气体定律以及热力学第一定律的综合运用，解题关键是要分析好压强p、体积V、温度T三个参量的变化情况，选择合适的规律解决，然后结合热力学第一定律公式ΔU＝W+Q进行分析。（多选）9．（2025•青秀区校级模拟）一定质量的某种理想气体从状态M开始经M→N→E→M回到初始状态M，在各状态时的参数如V﹣T图所示，已知在状态N时的压强为3p0，下列说法正确的是（）A．在状态M时的压强为p0B．在N→E过程中气体从外界吸收热量 C．在E→M过程中气体对外界做功的数值小于3p0V0 D．在E→M过程中气体向外界放出热量且内能不变【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】根据图示图像分析清楚气体状态变化过程，求出气体状态参量，应用理想气体状态方程求出气体在状态M时的压强；一定质量的理想气体内能由温度决定，气体体积变大气体对外做功，气体体积变小外界对气体做功，分析清楚气体状态变化过程，应用热力学第一定律分析答题。【解答】解：A、由图示图像可知：VM＝4V0，TM＝T0，VN＝V0，TN＝3T0，由题意可知：pN＝3p0，气体由M到N过程，由理想气体状态方程得p解得：pM=故A正确；B、由图示图像可知，在N→E过程中气体体积不变，外界对气体不做功，W＝0，气体温度降低，气体内能减少，ΔU＜0，由热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，Q＝ΔU﹣W＝ΔU＜0，气体向外界放出热量，故B错误；C、由图示图像可知：TN＝3T0，TE＝T0，由题意可知：pN＝3p0，从N到E过程气体体积不变，由查理定律得3解得：pE＝p0由图示图像可知，在E→M过程中气体温度不变而体积变大，由玻意耳定律可知，气体压强p减小，如果气体压强不变，则在E→M过程中气体对外做功W＝p0（4V0﹣V0）＝3p0V0，实际上气体压强减小，则气体对外界做功小于3p0V0，故C正确；D、由图示图像可知，在E→M过程中气体温度不变而体积变大，气体内能不变，ΔU＝0，气体对外做功，W＜0，由热力学第一定律ΔU＝W+Q可知：Q＝ΔU﹣W＝﹣W＞0，气体从外界吸收热量，故D错误。故选：AC。【点评】根据题意分析清楚气体状态变化过程、求出气体状态参量，应用理想气体状态方程、查理定律与热力学第一定律即可解题；应用热力学第一定律解题时注意各物理量正负号的含义。（多选）10．（2025•山海关区一模）如图所示，一定质量的理想气体按p﹣V图像中箭头所示由M→N→S→M完成一个循环，其中M→N为等温过程，N→S为等容过程。对该理想气体，下列说法正确的是（）A．状态M的内能等于状态N的内能 B．状态M的温度高于状态S的温度 C．S→M过程中气体吸收热量 D．M→N→S→M全过程中外界对气体做功【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】AD【分析】根据一定质量的理想气体状态方程，先判断体积的变化，膨胀是气体对外做功，收缩是外界对气体做功；理想气体无势能，内能与温度有关；最后根据热力学第一定律判断吸放热情况。【解答】解：A、M→N为等温过程，则温度相等，可知状态M的内能等于状态N的内能，故A正确；B、N→S为等容过程，根据pT=C可知，N的温度或M的温度小于S的温度，故C、S→M过程中温度降低，内能减小，体积减小，则W＞0，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，气体放出热量，故C错误；D、p﹣V图像与坐标轴围成的面积代表气体做功，可知全过程中外界对气体做功，故D正确；故选：AD。【点评】本题考查气体定律以及热力学第一定律的综合运用，解题关键是要先根据气体实验定律判断气体的p、V、T的变化，然后结合热力学第一定律公式ΔU＝W+Q进行分析。三．填空题（共3小题）11．（2025•厦门模拟）小萌同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后得到如图所示的p﹣T图像。a→b的过程中气体对外界不做功（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）；a→b→c的过程中气体吸收热量（选填“吸收”“放出”或“既不吸收也不放出”）。【考点】热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合；理想气体及理想气体的状态方程；热力学第一定律的表达和应用．【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力．【答案】不做功；吸收【分析】根据理想气体状态方程判断出体积变化，从而分析做功情况，根据热力学第一定律有ΔU＝W+Q判断气体吸热还是放热。【解答】解：a→b的过程中气体的体积不变，则气体对外界不做功；a→b→c的过程中气体温度减小，则内能减小，根据pV＝C可知，b→c的过程中体积减小，则W＞0，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q可知Q＞0，则气体吸收热量。故答案为：不做功；吸收【点评】本题考查的是p﹣T图像问题，解题的关键从图像判断气体变化过程，利用理想气体状态方程，然后结合热力学第一定律进行分析判断即可解决。12．（2025•莆田二模）一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C，其p﹣T图像如图所示。已知气体在状态C时的体积为0.9m3。气体在状态B时的体积为0.6m3；从状态A到状态C的过程中气体吸收（填“吸收”或“释放”）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；方程法；热力学定律专题；理解能力．【答案】0.6；吸收。【分析】根据理想气体状态方程和热力学第一定律求解。【解答】解：由题中图像可知，从状态B变为状态C为等压变化，则V解得VB＝0.6m3从状态A到状态C温度增大，则内能增大，即ΔU＞0，气体体积增大，则气体对外界做功，即W＜0，则根据ΔU＝W+Q可知，从状态A到状态C，气体吸收热量。故答案为：0.6；吸收。【点评】本题关键掌握理想气体状态方程和热力学第一定律，并能根据题意灵活运用．13．（2025•泉州模拟）图甲为一气压升降椅，图乙为其模型简图，气缸与活塞间封闭有一定质量的理想气体。某同学坐上升降椅，缸内的气体被压缩，若缸内气体温度视为不变，则此过程中缸内气体的压强变大（选填“变大”“变小”或“不变”），气体分子单位时间内对单位面积缸壁的碰撞次数增加（选填“增加”“减少”或“不变”），气体放出（选填“吸收”或“放出”）热量。【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体压强的微观解释；理想气体及理想气体的状态方程．【专题】定量思想；方程法；热力学定律专题；理想气体状态方程专题；理解能力．【答案】变大；增加；放出。【分析】当理想气体被压缩时，如果气体温度保持不变，根据理想气体状态方程，可以推断出气体压强的变化。根据压强的微观解释，可以分析气体分子对缸壁碰撞次数的变化。根据热力学第一定律，可以判断气体是吸收还是放出热量。【解答】解：根据理想气体状态方程PVT=C，当气体被压缩，体积V减小，而温度T保持不变时，为了保持等式成立，压强p变大。压强由于气体被压缩，外界对气体做功，而气体温度保持不变，说明气体的内能没有变化。根据热力学第一定律，外界对气体做的功等于气体放出的热量，因此气体放出热量。故答案为：变大；增加；放出。【点评】本题通过理想气体状态方程和热力学第一定律，分析了气体在压缩过程中压强、分子碰撞次数以及热交换的变化。本题主要考查理想气体的状态方程及其物理意义。四．解答题（共2小题）14．（2025•南充模拟）如图所示为一定质量理想气体从状态A→状态B→状态C的p﹣V图像，已知状态A的温度TA＝600K。结合图中数据求：（1）状态B的温度TB和状态C的温度TC；（2）从状态A到状态B的过程中，系统吸收的热量Q。【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】（1）状态B的温度为600K，状态C的温度为200K；（2）从状态A到状态B的过程中，系统吸收的热量为4×105J。【分析】（1）AB两点坐标乘积相等，故AB两个状态温度相等，根据查理定律列式求出状态C的温度；（2）根据功的计算公式得出气体对外界做的功，结合热力学第一定律解答。【解答】解：（1）因AB两点坐标乘积相等，故AB两个状态温度相等TB＝600KB变化到C为等压变化，据V解得TC＝200K（2）A变化到B外界对气体做功W=-pΔV=(1+3)×1052×2J根据热力学第一定律：ΔU＝W+Q其中因温度相等内能不变ΔU＝0解得：Q＝4×105J答：（1）状态B的温度为600K，状态C的温度为200K；（2）从状态A到状态B的过程中，系统吸收的热量为4×105J。【点评】本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程与热力学第一定律的应用，解题的关键点是分析出气体变化前后的状态参量。15．（2025春•南京期中）如图所示，一定质量的理想气体由状态A变为状态B的V—T图像，气体在状态A时的压强为p＝3×105Pa，在整个过程中气体内能增加了ΔU＝4.0×104J，求：（1）理想气体在状态A时的热力学温度为多少；（2）判断从状态A到B的过程中，气体吸放热情况，并求出热量Q的大小。【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】（1）理想气体在状态A时的热力学温度为200K；（2）判断从状态A到B的过程中，气体从外界吸收热量，吸收的热量为1.0×105J。【分析】（1）从A到B的过程为等压变化，由盖﹣吕萨克定律列式求解；（2）气体对外界做功W＝pΔV，结合热力学第一定律列式求解。【解答】解：（1）由图像得从A到B的过程为等压变化，由盖吕萨克定律有V得TA＝200K（2）从A到B的过程中气体体积变大，气体对外界做功W＝﹣pΔV＝﹣3×105×（0.6﹣0.4）J＝﹣6.0×104J由热力学第一定律有ΔU＝W+Q得Q＝1.0×105J所以，气体从外界吸收热量，吸收的热量为Q＝1.0×105J答：（1）理想气体在状态A时的热力学温度为200K；（2）判断从状态A到B的过程中，气体从外界吸收热量，吸收的热量为1.0×105J。【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。

考点卡片1．气体压强的微观解释【知识点的认识】1.气体压强的产生单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生了持续，均匀的压力。所以从分子动理论的观点来看，气体的压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。2.决定气体压强大小的因素（l）微观因素①气体分子的数密度：气体分子数密度（即单位体积内气体分子的数目）越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大。②气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，气体分子与器壁碰撞时（可视为弹性碰撞）对器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大，气体压强就越大。（2）宏观因素1与温度有关：温度越高，气体的压强越大。②与体积有关：体积越小，气体的压强越大。3.密闭气体压强和大气压强的区别与联系【命题方向】下列说法中正确的是（）A.一定温度下理想气体的分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数目的分布是均匀的B.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁上的平均作用力气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位C.面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大D.如果压强增大且温度不变，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大分析：由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以分子的速率不等，在一定温度下，速率很大和很小的分子数目很少，每个分子具有多大的速率完全是偶然的；由于大量气体分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强。根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积，即气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。气体压强与温度和体积有关。解答：A、由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以分子的速率不等，在一定温度下，速率很大和很小的分子数目很少，每个分子具有多大的速率完全是偶然的，故A错误；B、根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积，即气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，故B正确。C、气体压强与温度和体积有关。气体体积也在减小，分子越密集，但是如果气体分子热运动的平均动能减少，即温度减小，气体的压强不一定增大，故C错误。D、如果压强增大且温度不变，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大，故D正确。故选：BD。点评：加强对基本概念的记忆，基本方法的学习利用，是学好3﹣3的基本方法。此处高考要求不高，不用做太难的题目。【解题思路点拨】气体压强的分析技巧（1）明确气体压强产生的原因——大量做无规则运动的分子对器壁频繁，持续地碰撞。压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。（2）明确气体压强的决定因素——气体分子的数密度与平均动能。（3）只有知道了以上两个因素的变化，才能确定压强的变化，不能根据任何单个因素的变化确定压强是否变化。2．气体压强的计算【知识点的认识】1．气体压强的特点（1）气体自重产生的压强一般很小，可以忽略。但大气压强P0却是一个较大的数值（大气层重力产生），不能忽略。（2）密闭气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律，即外加压强由气体按照原来的大小向各个方向传递。2．封闭气体压强的计算（1）理论依据①液体压强的计算公式p＝ρgh。②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为p＝p0+ρgh③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体）④连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。（2）计算的方法步骤（液体密封气体）①选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象②分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两面侧的压强平衡方程③解方程，求得气体压强【命题方向】有一段12cm长汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体．若管口向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上（如图所示），在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为p0＝76cmHg）为（）A、76cmHgB、82cmHgC、88cmHgD、70cmHg分析：先以玻璃管与水银柱整体为研究对象然后以玻璃管中的水银柱为研究对象进行受力分析结合牛顿第二定律求出封闭气体对水银柱的压力大小，然后根据压强的公式计算压强．解答：以玻璃管与水银柱整体为研究对象，有：Mgsin30°＝Ma，得a=12水银柱相对玻璃管静止，则二者加速度相等，以水银柱为研究对象有：mgsin30°+p0s﹣ps＝ma②将①代入②得：p＝p0＝76cmHg故选：A。点评：本题考查了封闭气体压强的计算，正确选取研究对象是关键．【解题思路点拨】计算封闭气体的压强的一般步骤如下：1.选定研究对象，对其进行受力分析；2.列平衡方程或牛顿第二定律；3.求解压强。3．气体的等温变化与玻意耳定律的应用【知识点的认识】玻意耳定律（等温变化）：①内容：一定质量的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积的乘积保持不变．②数学表达式：pV＝C（常量）或p1V1＝p2V2．③适用条件：a．气体质量不变、温度不变；b．气体温度不太低（与室温相比）、压强不太大（与大气压相比）．④p﹣V图象﹣﹣等温线：一定质量的某种气体在p﹣V图上的等温线是双曲线的一支，如图A所示，从状态M经过等温变化到状态N，矩形的面积相等，在图B中温度T1＜T2．⑤p-1V图象：由pV＝CT，可得p＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高，且直线的延长线过原点，如图C所示，可知T1＜【命题方向】如图所示，一根足够长的粗细均匀的玻璃管竖直放置，用一段长为19cm的水银柱封闭一段长10cm的空气柱，已知大气压强为105Pa（相当于76cmHg），气体的温度为27℃，玻璃管的横截面积为2×10﹣4m2，求：（1）求初态时封闭气体压强；（2）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，求封闭空气柱的长度．分析：（1）根据液体内部压强的公式即可求出；（2）气体做等温变化，由玻意耳定律列方程求解末态气柱长度。解答：（1）初态时封闭气体压强：p1＝p0+ρgh＝76cmHg+10cmHg＝95cmHg（2）初态时封闭气体的体积：V1＝l1S末态时封闭气体的体积：V2＝l2S气体做等温变化，由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2末态气柱长度：l2＝12.5cm答：（1）初态时封闭气体压强为95cmHg；（2）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，封闭空气柱的长度为12.5cm．点评：（1）初态时封闭气体压强为95cmHg；（2）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，封闭空气柱的长度为12.5cm．【解题思路点拨】应用玻意耳定律求解时，要明确研究对象，确认温度不变，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，其中正确确定压强是解题的关键。4．气体的等容变化与查理定律的应用【知识点的认识】1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。2.查理定律：（1）文字表述：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。（2）表达式：p＝CT（其中C为常量）或p1（3）图像表示：（4）适用条件：气体质量不变，气体的体积不变。3.对查理定律的理解（1）查理定律是实验定律，是由法国科学家查理通过实验发现的。（2）适用条件：气体质量一定，体积不变，压强不太大（等于或小于几个大气压），温度不太低（不低于零下几十摄氏度）。（3）一定质量的某种气体在体积不变的情况下，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的。【命题方向】一种特殊的气体温度计由两个装有理想气体的导热容器组装而成，测量时将两个导热容器分别放入甲、乙两个水槽中，如图所示，连接管内装有水银，当两个水槽的温度都为0℃（273K）时，没有压强差；当水槽乙处于0℃而水槽甲处于50℃时，压强差为60mmHg。导热容器的体积恒定且远大于连接管的体积。求：（1）两个水槽的温度都为0℃（273K）时，导热容器内气体的压强多大；（2）当水槽乙处于0℃而水槽甲处于未知的待测温度（高于0℃）时，压强差为72mmHg，此未知待测温度是多少。分析：（1）乙容器内的气体做等容变化，找出初末状态参量，根据查理定律求得压强；（2）乙容器内的气体做等容变化，根据查理定律求得未知温度。解答：（1）设0℃时，甲中气体的压强为p0，T0＝273K；气体温度为50℃即T1＝（273+50）K＝323K时，气体的压强p1＝p0+60mmHg气体做等容变化，有p解得p0＝327.6mmHg（2）设未知温度为T2，p2＝p0+72mmHg有p解得T2＝333K答：（1）两个水槽的温度都为0℃（273K）时，导热容器内气体的压强327.6mmHg；（2）当水槽乙处于0℃而水槽甲处于未知的待测温度（高于0℃）时，压强差为72mmHg，此未知待测温度是333K。点评：本题主要考查了查理定律，关是找出初末状态参量，明确所研究的气体即可，解题时要注意温度单位的换算。【解题思路点拨】1.查理定律及其推论由查理定律p1T1=p2.应用查理定律解题的一般步骤（1）确定研究对象，即被封闭的气体。（2）分析气体状态变化时是否符合查理定律的适用条件：质量一定，体积不变。（3）确定初、末两个状态的温度、压强。（4）根据查理定律列式求解5．理想气体及理想气体的状态方程【知识点的认识】理想气体的状态方程（1）理想气体①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。（2）理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程：p1V1气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例。【命题方向】题型一：气体实验定律和理想气体状态方程的应用如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K．两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞（质量不同，厚度可忽略）。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为理想气体），压强分别为p0和p03；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V04．现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K（i）恒温热源的温度T；（ii）重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx。分析：（i）两活塞下方封闭的气体等压变化，利用盖吕萨克定律列式求解；（ii）分别以两部分封闭气体，利用玻意耳定律列式求解。解：（i）与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖吕•萨克定律得：TT0解得T=7（ii）由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大。打开K后，右活塞必须升至气缸顶才能满足力学平衡条件。气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设在活塞上方气体压强为p，由玻意耳定律得PVx对下方气体由玻意耳定律得：(P+联立③④式得6解得VVX答：（i）恒温热源的温度T=（ii）重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积V点评：本题涉及两部分气体状态变化问题，除了隔离研究两部分之外，关键是把握它们之间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系。题型二：理想气体状态方程与热力学第一定律的综合问题密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大。从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的平均动能增大了。该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图所示，则T1小于T2（选填“大于”或“小于”）。分析：温度是分子平均动能的标志，温度升高平均动能增大，体积不变时，气体的内能由平均动能决定。解：密闭在钢瓶中的理想气体体积不变，温度升高时分子平均动能增大压强增大。温度升高时，速率大的分子所占比重较大T1＜T2。答案为：平均动能，小于点评：本题考查了温度是分子平均动能的标志，温度升高平均动能增大。【解题方法点拨】1（对应题型一）。运用气体实验定律和理想气体状态方程解题的一般步骤：（1）明确所研究的气体状态变化过程；（2）确定初、末状态压强p、体积V、温度T；（3）根据题设条件选择规律（实验定律或状态方程）列方程；（4）根据题意列辅助方程（如压强大小的计算方程等）（5）联立方程求解。2（对应题型二）。解答理想气体状态方程与热力学第一定律的综合问题的关键在于找到两个规律之间的联系，弄清气体状态变化过程中各状态量的变化情况。两个规律的联系在于气体的体积V和温度T，关系如下：（1）体积变化对应气体与外界做功的关系：体积增大，气体对外界做功，即W＜0；体积减小，外界对气体做功，即W＞0。（2）理想气体不计分子间作用力，即不计分子势能，故内能只与温度有关：温度升高，内能增大，即△U＞0；温度降低，内能减小，即△U＜0。6．理想气体状态变化的图像问题【知识点的认识】1.模型概述：本模型主要研究的就是理想气体的图像问题。2.一定质量的理想气体的状态变化图像【命题方向】例1：一定质量的理想气体状态变化过程的P﹣V如图所示，其中A是初始状态，B、C是中间状态。A→B为双曲线的一部分，B→C与纵轴平行，C→A与横轴平行。如将上述变化过程改用P﹣T图线和V﹣T图线表示，则在下列各图中正确的是（）A.B.C.D.分析：由p﹣V图象可知，A到B等温膨胀过程；B到C等容变化，压强增大；C到A等压变化，体积变小，对照选项逐一分析。解答：AB、A到B等温变化，膨胀体积变大，根据玻意耳定律压强p变小；B到C是等容变化，在p﹣T图象上为过原点的直线；C到A是等压变化，体积减小，根据盖﹣吕萨克定律知温度降低，故A错误，B正确；CD、A到B是等温变化，体积变大；B到C是等容变化，压强变大，根据查理定律，温度升高；C到A是等压变化，体积变小，在V﹣T图象中为过原点的一条倾斜的直线，故C错误，D正确；故选：BD。点评：本题考查了气体状态变化图象问题，根据图示图象分析清楚气体变化过程与变化性质是解题的前提，要明确各个过程的变化规律，结合理想气体状态方程或气体实验定律分析是关键。例2：一定质量的某种理想气体，在如图所示的p﹣T坐标系中，先后分别发生两种状态变化过程，过程一：状态A→C，气体从外界吸收热量为45J；过程二：状态A→B，气体从外界吸收热量为15J。已知图线AC反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同。则从状态A→C的过程，该气体的体积不变（选填“增大”“减小”或“不变”），内能的增量是45J；从状态A→B的过程，外界对该气体做的功30J。分析：根据理想气体状态方程判断AC两状态的体积，气体体积不变，不做功，根据热力学第一定律求解内能的增量；理想气体内能只与温度有关，根据热力学第一定律求解状态A→B的过程，外界对该气体做的功。解答：根据理想气体状态方程得：pVT图像AC反向延长线通过坐标原点O，所以AC为等容线，则从状态A到C的过程，该气体的体积不变；气体体积不变，不做功，由热力学第一定律得，内能的增量ΔU＝QAC＝45J理想气体内能只与温度有关，所以UB＝UC从状态A到B的过程，由热力学第一定律得，ΔU＝QAB+WAB解得：WAB＝30J故答案为：不变，45，30。点评：本题考查p﹣T图像和热力学第一定律，知道理想气体内能只与温度有关。【解题思路点拨】气体图像相互转换的五条“黄金律”（1）准确理解p﹣V图像、p﹣T图像和V﹣T图像的物理意义和各图像的函数关系及各图像的特点。（2）知道图像上的一个点表示的是一定质量气体的一个平衡状态，知道其状态参量：p、V、T。（3）知道图像上的某一线段表示的是一定质量的气体由一个平衡状态（p、V、T）转化到另一个平衡状态（p'.V'、T'）的过程；并能判断出该过程是等温过程、等容过程还是等压过程。（4）从图像中的某一点（平衡状态）的状态参量开始，根据不同的变化过程，先用相对应的规律计算出下一点（平衡状态）的状态参量，逐一分析计算出各点的p、V、T。（5）根据计算结果在图像中描点、连线，作出一个新的图像，并根据相应的规律逐一检查是否有误。7．热力学第一定律的表达和应用【知识点的认识】热力学第一定律1．内容：如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么外界对物体做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加△U。2．公式：W+Q＝△U。3．符号法则：①物体吸热→Q取正；物体放热→Q取负；②物体对外界做功，W取负；外界对物体做功，W取正；③物体内能增加，△U取正；物体内能减小，△U取负；【命题方向】（1）常考题型考查对概念的理解：对一定量的气体，下列说法正确的是（）A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体分子的热运动越激烈，气体的温度就越高C．气体对器壁的压强是由大量分子对器壁的碰撞产生的D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减少，因而气体的内能减少分析：根据气体分子间空隙很大，分析气体的体积与所有气体分子的体积之和的关系。根据温度的微观含义、压强产生的微观机理分析。根据内能的概念分析气体膨胀时内能如何变化。解答：A、气体分子间空