易错12 热学（7易错点错因剖析）（易错专练）（全国适用）（原卷版及解析）

易错12热学目录目录第一部分易错点剖析易错典题避错攻略举一反三易错点1估算时没有注意物态，误认为固体和液体与气体一样求解易错点2混淆分子力与宏观力，分不清分子势能和分子力随分子之间距离r变化的图像易错点3对“热量、内能、功”三个物理之间的关系分析不全面易错点4不理解p-V图像与坐标围成面积的物理意义易错点5错误理解热力学第二定律易错点6运用理想气体实验定律，不会分析气体的状态参量和气体的变化过程易错点7不能把变质量的理想气体问题转化为定质量问题来求解第二部分易错题闯关易错点1估算时没有注意物态，误认为固体和液体与气体一样求解易错典题【例1】某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为（）A.B.C.D.避错攻略【知识链接】1．两种分子模型(1)球体模型：把分子看成球形，分子的直径：d＝eq\r(3,\f(6V0,π))。适用于固体和液体。(2)立方体模型：把分子看成小立方体，其边长：d＝eq\r(3,V0)。适用于固体、液体和气体。2．宏观量与微观量的相互关系(1)宏观量：物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、物质的量n等。(2)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。(3)相互关系。①一个分子的质量：m0＝eq\f(Mmol,NA)＝eq\f(ρVmol,NA)。②一个分子的体积：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(Mmol,ρNA)。举一反三【变式1-1】（2025·浙江·二模）已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强是由大气的重力产生的，大小为，重力加速度大小为g。由以上数据可估算（）A．地球大气层空气分子总数为 B．地球大气层空气分子总数为C．空气分子之间的平均距离为 D．空气分子之间的平均距离为【变式1-2】（2025·湖南衡阳第一中学月考·）二氧化碳封存回注，就是通过工程技术手段，把捕集到的二氧化碳注入至地下800米到3500米深度范围内的陆上或海底咸水层，是国际公认的促进碳减排措施。我国第一口位于海底的二氧化碳封存回注井已于2023年正式开钻。实验发现，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，将二氧化碳分子看作直径为D的球，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为（）A． B． C． D．【变式1-3】（2025·广东省广州市模拟）2025年夏天格外长，空调销量暴增。空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（铜管）液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉到干燥。若有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积。已知水的密度、摩尔质量，阿伏加德罗常数。试求：（结果均保留1位有效数字）（1）该液化水中含有的水分子总数；（2）一个水分子的直径。易错点2混淆分子力与宏观力，分不清分子势能和分子力随分子之间距离r变化的图像易错典题【例2】（2021·重庆·高考真题）图1和图2中曲线I、II、III分别描述了某物理量随分子间的距离变化的规律，

A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③避错攻略【知识链接】分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。(3)当r＝r0时，分子势能最小。举一反三【变式2-1】（2025·山东·高考真题）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r0时分子势能Ep为零，则（A．只有r大于r0时，Ep为正 B．只有r小于r0C．当r不等于r0时，Ep为正 D．当r不等于r0【变式2-2】(多选)两个分子相距无限远，规定分子势能为0，假设一个分子A不动，另一个分子B从无限远逐渐靠近分子A，则分子间作用力与分子势能的图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（）A．分子间距为r0B．两分子相距无限远，分子势能与分子力均为0C．当分子势能最小时，分子力为0D．从无限远处向A靠近过程，引力与斥力一直增大【变式2-3】（2025·湖南娄底模拟）如图所示，若纵坐标可以表示为分子间的作用力或分子势能，横坐标表示分子间的距离有关。，横轴表示分子间的距离，下列说法正确的是（）A.标准状态下，一定质量的某种气体，其分子势能趋于零B.分子间距离从零增大到的过程中，分子力做负功，分子势能增大C.如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系D.如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线B表示分子力与分子间距的关系易错点3对“热量、内能、功”三个物理之间的关系分析不全面易错典题【例3】对一定质量的气体，下列说法正确的是A.在体积缓慢不断增大的过程中，气体一定对外界做功B.在压强不断增大有过程中，外界对气体一定做功C.在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加D.在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变避错攻略【知识链接】举一反三1．改变内能的两种方式：做功与传热．两者对改变系统的内能是等价的．2．热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．3．热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W.4．热力学第一定律的应用：(1)W的正负：外界对系统做功时，W取正值；系统对外界做功时，W取负值．(均选填“正”或“负”)(2)Q的正负：外界对系统传递的热量Q取正值；系统向外界传递的热量Q取负值．(均选填“正”或“负”)【变式3-1】（2025·北京·高考真题）我国古代发明的一种点火器如图所示，推杆插入套筒封闭空气，推杆前端粘着易燃艾绒。猛推推杆压缩筒内气体，艾绒即可点燃。在压缩过程中，筒内气体（）A．压强变小 B．对外界不做功 C．内能保持不变 D．分子平均动能增大【变式3-2】（2025·江苏·高考真题）如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出后，瓶内气体（

）A．内能迅速增大 B．温度迅速升高C．压强迅速增大 D．体积迅速膨胀【变式3-3】（2025·福建泉州·一模）(多选)食品包装袋内充入氮气可防止食物氧化、抑制微生物生长。已知包装袋材料导热性能良好，袋内气体可视为理想气体。从冷藏室取出后，包装袋随周围环境温度升高明显膨胀，则膨胀后包装袋内（）A．气体分子间斥力增大 B．每个气体分子动能都增大C．气体内能增大 D．气体对外界做正功易错点4不理解p-V图像与坐标围成面积的物理意义易错典题【例4】如图所示，一定质量的理想气体先由状态a变化到状态b，再由状态b变化到状态a，这样经过一系列中间过程又回到原来状态的过程称为循环过程，在整个循环过程中，下列关于一定质量理想气体的说法中正确的是（）A．内能变化为零B．整个循环过程中，外界对理想气体做的功等于理想气体对外做的功C．整个循环过程中，理想气体吸收的热量等于放出的热量D．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量避错攻略【知识链接】1.如何求解热力学第一定律与图像的综合应用（1）在某一过程中，气体的p、V、T的变化可由图像直接判断或结合理想气体状态方程pVT＝C（2）气体的做功情况、内能变化及吸、放热关系可由热力学第一定律分析。由体积变化分析气体做功的情况：体积膨胀，气体对外做功；气体被压缩，外界对气体做功。由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；温度降低，气体内能减小。(3)由热力学第一定律ΔU＝W＋Q判断气体是吸热还是放热。(4)在p－V图像中，图像与横轴所围面积表示气体对外界或外界对气体整个过程中所做的功。2.解决热力学第一定律与气体实验定律的综合问题的思维流程举一反三【变式4-1】（2024·山东·高考真题）一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b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→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功B．b→c过程，气体对外做功，内能增加C．a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功D．a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量【变式4-2】（2024·海南·高考真题）（多选）一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，下列说法正确的是（

）A．bc过程外界对气体做功 B．ca过程气体压强不变C．ab过程气体放出热量 D．ca过程气体内能减小【答案】AC.【变式4-3】（2025·河南·三模）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→d、d→a四个过程后回到初始状态a，其p-V图像是一个圆形，如图所示。下列说法正确的是（）A．a→b过程，气体对外界做的功小于从外界吸收的热量B．b→c过程，气体对外界做的功为3.5p0V0C．a→b→c过程，气体内能最大状态是状态cD．d→a过程，气体的温度不变易错点5错误理解热力学第二定律易错典题【例5】关于热力学第二定律，下列说法中正确的有（）A、热量能够从高温物体传到低温物体但不能从低温物体传到高温物体B、热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体C功D、机械功可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械功避错攻略【知识链接】1．热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．阐述的是传热的方向性．2．热力学第二定律的开尔文表述：(1)热机①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能．②热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量，即W<Q.(2)热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)．4．热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是等价的．(选填“等价”或“不等价”)5热力学第一定律和热力学第二定律的比较（1）两定律的比较热力学第一定律热力学第二定律区别是能量守恒定律在热力学中的表现，否定了创造能量和消灭能量的可能性，从而否定了第一类永动机是关于在有限空间和时间内，一切和热现象有关的物理过程、化学过程具有不可逆性的经验总结，从而否定了第二类永动机联系两定律分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律，二者既相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础（2）.两类永动机的比较第一类永动机第二类永动机设计要求不消耗任何能量，可以不断做功(或只给予很少的能量启动后，可以永远运动下去)将内能全部转化为机械能，而不引起其他变化(或只有一个热库，实现内能向机械能的转化)不可能制成的原因违背了能量守恒定律违背了热力学第二定律举一反三【变式5-1】（2025·湖南衡阳第一中学阶段测试）日常生活中使用的燃油汽车，其动力来源于发动机内部的汽缸，在汽缸内，通过气体燃烧将气体的内能转化为机械能，下列说法正确的是()A．现代汽车技术已经非常先进，能够使气体燃烧释放的热量全部转化成机械能B．气体燃烧过程符合热力学第二定律，内能无法全部用来做功以转化成机械能C．气体燃烧释放的热量没有全部转化为机械能，故该过程不符合热力学第一定律D．发动机工作时，若没有漏气和摩擦，也没有发动机的热量损失，则燃料产生的热量能够完全转化成机械能【变式5-2】（2025广东省梅州市兴宁市第一中学高三下学期5月模拟）气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（）A.B中气体可自发地全部退回到A中B.气体温度不变，体积增大，压强减小C.气体体积膨胀，对外做功，内能减小D.气体体积变大，气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少【变式5-3】（多选）下列说法正确的是（

）A．空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量B．在完全失重的情况下气体对容器壁的压强减小为零C．红色的恒星温度高于蓝色的恒星D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性易错点六运用理想气体实验定律，不会分析气体的状态参量和气体的变化过程易错典题【例6】（2025·湖南·高考真题）用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为L1的空气柱。液柱长为h，密度为ρ。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为L2，大气压强为(1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小；(2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长ℎ=0.2000m，细管开口向上竖直放置时空气柱温度T1=305.7K。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度T2。避错攻略【知识链接】气体实验定律气体压强产生原因由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强决定因素①宏观上：决定于气体的温度和体积②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度理想气体模型宏观模型在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体注意：实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体微观模型理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能气体实验三定律玻意耳定律p1V1＝p2V2查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)盖-吕萨克定律eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)理想气体的状态方程表达式eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C知识点2解题的基本思路举一反三【变式6-1】（2025·湖南省郴州市高三下学期第三次教学质量监测）如图所示，一导热汽缸竖直放置，光滑活塞将其中的气体分为A、B两部分，气体视为理想气体，初始时，A、B的体积相等，A气体压强为p0，劲度系数为k的轻弹簧处于原长，连在活塞和汽缸底部之间，活塞横截面积为S（忽略活塞厚度和弹簧体积），活塞的质量为。现把B中的气体缓慢抽走后，B气体的体积变为原来的。外界温度保持不变，重力加速度为g。求：（1）抽走部分气体之后A、B气体的压强；（2）抽走部分气体的过程中活塞下降的距离。【变式6-2】（2025·湖南岳阳实验中学模拟）如图所示，在竖直平面内放置粗细均匀的U型玻璃管内装有水银，左侧管口封闭。左侧管内封闭一定质量的理想气体A，气体A的长度，右侧管内一轻质活塞封闭一定质量的理想气体B，气体B的长度，两侧管内水银液面的高度差，现对轻质活塞施加竖直向下的力F，使活塞缓慢下降直至两侧管内水银液面相平。已知大气压强，玻璃管导热性能良好，环境温度不变，不计活塞与玻璃管的摩擦，活塞不漏气。求：(1)施加力F前，气体A的压强；(2)施加力F后，活塞下降的距离。【变式6-3】（2025·江西·模拟预测）如图所示的装置中，三支玻璃管A、B和C用细管连通，A、B两管上端等高，A管上端封闭，B管上端与大气相通，管内装有水银且A、B两管内的水银面等高，C管中的活塞可滑动且密封性良好。A、B和C竖直且整个装置平衡，A、B管中的空气柱长度均为，C管中的水银柱足够长。现将C管中的活塞缓慢向上推，直到B管中的水银上升到管口。已知大气压强，A、B的横截面积相等，C的横截面积为A横截面积的3倍，封闭气体可视为理想气体，活塞移动过程中整个装置的温度保持不变。求：(1)B管中的水银上升到管口时，A管中气体的压强；(2)C管中的活塞向上移动的距离d。易错点七不能把变质量的理想气体问题转化为定质量问题来求解易错典题【例7】（2025·山东滨州·二模）将密闭文物储存柜内的空气部分抽出，然后充入惰性气体，制造柜内低压、低氧的环境，可以有效抑制氧化、虫害及微生物的滋生，是一种常见的文物保护技术。如图所示，某文物储存柜的容积为，文物放入时柜内压强为。关闭柜门后，通过抽气孔抽气，抽气筒的容积为，每次均抽出整筒空气。已知第一次抽气后柜内压强变为。不考虑抽气过程中气体温度的变化，储存柜内空气可看作理想气体。求：(1)柜内文物的体积；(2)要使储存柜内的压强小于，至少需要抽气几次。。避错攻略【知识链接】1.分析气体的变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象“化变为定”，即把“变质量”问题转化为“定质量”的气体问题，然后利用气体实验定律或理想气体状态方程求解。2．常见的四种变质量问题类别对象打气问题选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象抽气问题将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象灌气问题把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象漏气问题选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象举一反三【变式7-1】（2025·重庆·三模）某同学设计了如图所示装置：A为容积为V的导热汽缸，通过阀门和细管（容积不计）与最大容积为0.2V的导热汽缸B相连。B内有一厚度不计、可上下运动的活塞，上提活塞时阀门a关闭、阀门b打开，下压活塞时阀门b关闭、阀门a打开。外界大气压始终为，A中空气的初始压强也为，活塞每次上、下运动均到达B的最高、最低处，整个过程中环境温度保持不变，空气可视为理想气体。活塞从最低处开始先缓慢上提、再缓慢下压计为1次，则5次后A中的气体压强为（）A． B． C． D．【变式7-2】（2025·河北保定·模拟预测）如图甲为神舟十七号载人飞船成功与中国空间站天和核心舱实现对接。气闸舱有两个气闸门，与核心舱连接的是闸门A，与外太空连接的是闸门B，如图乙所示。空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为（地球表面标准大气压），用抽气机多次抽取气闸舱中气体（每次抽气后抽气机内与舱内气体压强相等），当气闸舱气压降到一定程度后才能打开气闸门B，已知每次从气闸舱抽取的气体（视为理想气体）体积都是气闸舱容积的，抽气过程中温度保持不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。则抽气1次后和抽气2次后气闸舱内气压分别约为（）A．9.1×104Pa，7.8×104Pa B．9.8×104Pa，7.8×104PaC．9.1×104Pa，8.3×104Pa D．9.8×104Pa，8.3×104Pa【变式7-3（2025·安徽·模拟预测）如图，一个盛有气体的容器内壁光滑，被隔板分成A、B两部分，隔板绝热。开始时系统处于平衡状态，A和B体积均为、压强均为大气压、温度均为环境温度。现将A接一个打气筒，打气筒每次打气都把压强为、温度为、体积为的气体打入中。缓慢打气若干次后，B的体积变为（所有气体均视为理想气体）(1)假设打气过程中整个系统温度保持不变，求打气的次数；(2)保持A中气体温度不变，加热B中气体使B的体积恢复为，求B中气体的温度。1．（多选）（2025·全国卷·高考真题）（多选）如图，一定量的理想气体先后处于V−T图上a、b、c三个状态，三个状态下气体的压强分别为pa、pA．pa=pb B．pa=2．（多选）（2025·河南·高考真题）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T1和T2，体积分别为V1和VA．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T1、T2不变，若M、D．保持T1、T2不变，若M、3．（多选）（2025·云南·高考真题）图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙所示。硬质玻璃泡a内封有一定质量的气体（视为理想气体），与a相连的b管插在水槽中固定，b管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b管的体积与a泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压p0下，b管上的刻度可以直接读出环境温度。则在pA．环境温度升高时，b管中液面升高 B．环境温度降低时，b管中液面升高C．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小 D．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大4.下列关于热力学第二定律的说法正确的是()A．气体向真空的自由膨胀是可逆的B．效率为100%的热机是不可能制成的C．机械能转变为热能的实际宏观过程是不可逆过程D．热量可以自发地从高温物体传向低温物体而不引起其他变化5．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体（

）A．内能变小 B．压强变大C．分子的数密度变大 D．每个分子动能都变大6．（多选）（2024·全国甲卷·高考真题）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d中试管内水面高于试管外水面。已知四个烧杯中水的温度分别为ta、tb、tc、tA．a中水的饱和气压最小B．a、b中水的饱和气压相等C．c、d中水的饱和气压相等D．a、b中试管内气体的压强相等E．d中试管内气体的压强比c中的大7．（2024·海南·高考真题）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为330cm3，薄吸管底面积A．若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏B．该装置所测温度不高于31.5℃C．该装置所测温度不低于23.5℃D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大8．（2025·四川·高考真题）如图1所示，用活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内，活塞稳定在a处。将汽缸置于恒温冷水中，如图2所示，活塞自发从a处缓慢下降并停在b处，然后保持汽缸不动，用外力将活塞缓慢提升回a处。不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。则（

）A．活塞从a到b的过程中，汽缸内气体压强升高B．活塞从a到b的过程中，汽缸内气体内能不变C．活塞从b到a的过程中，汽缸内气体压强升高D．活塞从b到a的过程中，汽缸内气体内能不变9．（2025·甘肃·高考真题）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10．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）某种卡车轮胎的标准胎压范围为。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度为时，体积和压强分别为、；当胎内气体温度升高到为时，体积增大到为，气体可视为理想气体。(1)求此时胎内气体的压强；(2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为，求胎内气体的内能增加量。11．（2025·山东·高考真题）如图所示，上端开口，下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为，等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，时，气柱高度为，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至时，保持温度不变，活塞不再下降。求：(1)时，气柱高度；(2)从状态到状态的过程中，封闭气体吸收的净热量Q（扣除放热后净吸收的热量）。12．（2025·海南·高考真题）竖直放置的汽缸内，活塞横截面积，活塞质量不计，活塞与汽缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体，，大气压强，(1)若加热活塞缓慢上升，体积变为，求此时的温度；(2)若往活塞上放的重物，保持温度T0不变，求稳定之后，气体的体积。13．（2025·广东·高考真题）如图是某铸造原理示意图，往气室注入空气增加压强，使金属液沿升液管进入已预热的铸型室，待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通过排气孔与大气相通，大气压强，铸型室底面积，高度，底面与注气前气室内金属液面高度差，柱状气室底面积，注气前气室内气体压强为，金属液的密度，重力加速度取，空气可视为理想气体，不计升液管的体积。(1)求金属液刚好充满铸型室时，气室内金属液面下降的高度和气室内气体压强。(2)若在注气前关闭排气孔使铸型室密封，且注气过程中铸型室内温度不变，求注气后铸型室内的金属液高度为时，气室内气体压强。14．（2025·浙江·高考真题）如图所示，导热良好带有吸管的瓶子，通过瓶塞密闭T1=300K，体积V1=1×103cm3处于状态1的理想气体，管内水面与瓶内水面高度差h=10cm。将瓶子放进T2=303K的恒温水中，瓶塞无摩擦地缓慢上升恰好停在瓶口，h保持不变，气体达到状态2，此时锁定瓶塞，再缓慢地从吸管中吸走部分水后，管内和瓶内水面等高，气体达到状态3。已知从状态2到状态3，气体对外做功1.02J；从状态1到状态3，气体吸收热量4.56J，大气压强p0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3；忽略表面张力和水蒸气对压强的影响。(1)从状态2到状态3，气体分子平均速率（“增大”、“不变”、“减小”），单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数（“增大”、“不变”、“减小”）；(2)求气体在状态3的体积V3；(3)求从状态1到状态3气体内能的改变量ΔU。15．（2024·甘肃·高考真题）如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成A、B两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态，A、B体积均为Sl，压强均为，弹簧为原长。现将B中气体抽出一半，B的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体。求：（1）抽气之后A、B的压强。（2）弹簧的劲度系数k。

易错12热学目录目录第一部分易错点剖析易错典题避错攻略举一反三易错点1估算时没有注意物态，误认为固体和液体与气体一样求解易错点2混淆分子力与宏观力，分不清分子势能和分子力随分子之间距离r变化的图像易错点3对“热量、内能、功”三个物理之间的关系分析不全面易错点4不理解p-V图像与坐标围成面积的物理意义易错点5错误理解热力学第二定律易错点6运用理想气体实验定律，不会分析气体的状态参量和气体的变化过程易错点7不能把变质量的理想气体问题转化为定质量问题来求解第二部分易错题闯关易错点1估算时没有注意物态，误认为固体和液体与气体一样求解易错典题【例1】某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为（）A.B.C.D.【错因分析】错选A、D，主要原因是同学们估算时没有注意物态，固体与液体由于分子之间的作用力较大，分子间结合紧密；而气体之间的分子间作用因力较小，分子所到的空间较大，分子所占有的体积与分子本身的体积不同【答案】BC【详解】气体分子间距较大，有大量的空隙，无法忽略不计，故A错。气体的密度是ρ，但单个分子的密度要远大于ρ，所以单分子质量，故D错。实际上从质量入手，摩尔质量与单个分子的质量之比即为NA，也就是，又，故选项BC正确避错攻略【知识链接】1．两种分子模型(1)球体模型：把分子看成球形，分子的直径：d＝eq\r(3,\f(6V0,π))。适用于固体和液体。(2)立方体模型：把分子看成小立方体，其边长：d＝eq\r(3,V0)。适用于固体、液体和气体。2．宏观量与微观量的相互关系(1)宏观量：物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、物质的量n等。(2)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。(3)相互关系。①一个分子的质量：m0＝eq\f(Mmol,NA)＝eq\f(ρVmol,NA)。②一个分子的体积：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(Mmol,ρNA)。举一反三【变式1-1】（2025·浙江·二模）已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强是由大气的重力产生的，大小为，重力加速度大小为g。由以上数据可估算（）A．地球大气层空气分子总数为 B．地球大气层空气分子总数为C．空气分子之间的平均距离为 D．空气分子之间的平均距离为【答案】C【详解】AB．大气中的压强由大气的质量产生，即而地球大气层空气分子总数为联立解得故AB错误；CD．大气体积为则气体分子之间的距离为故C正确，D错误。故选C。【变式1-2】（2025·湖南衡阳第一中学月考·）二氧化碳封存回注，就是通过工程技术手段，把捕集到的二氧化碳注入至地下800米到3500米深度范围内的陆上或海底咸水层，是国际公认的促进碳减排措施。我国第一口位于海底的二氧化碳封存回注井已于2023年正式开钻。实验发现，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，将二氧化碳分子看作直径为D的球，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为（）A． B． C． D．【答案】B【详解】根据题意可知，在该状态下体积为V的二氧化碳气体的质量为二氧化碳分子数为在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为故选B。【变式1-3】（2025·广东省广州市模拟）2025年夏天格外长，空调销量暴增。空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（铜管）液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉到干燥。若有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积。已知水的密度、摩尔质量，阿伏加德罗常数。试求：（结果均保留1位有效数字）（1）该液化水中含有的水分子总数；（2）一个水分子的直径。【答案】（1）；（2）【解析】(1)水的摩尔体积为水分子数(2)建立水分子的球体模型，有得水分子直径易错点2混淆分子力与宏观力，分不清分子势能和分子力随分子之间距离r变化的图像易错典题【例2】（2021·重庆·高考真题）图1和图2中曲线I、II、III分别描述了某物理量随分子间的距离变化的规律，

A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③【错因分析】混淆分子势能和分子力随分子之间距离r变化的图像，而误选C项。【答案】D【详解】根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为r0）时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离r根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为r0）时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小较引力变化快，可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。D正确，故选D。避错攻略【知识链接】分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。(3)当r＝r0时，分子势能最小。举一反三【变式2-1】（2025·山东·高考真题）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r0时分子势能Ep为零，则（A．只有r大于r0时，Ep为正 B．只有r小于r0C．当r不等于r0时，Ep为正 D．当r不等于r0【答案】C【详解】两个分子间距离r等于r0时分子势能为零，从r0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r0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r不等于r故选C。【变式2-2】(多选)两个分子相距无限远，规定分子势能为0，假设一个分子A不动，另一个分子B从无限远逐渐靠近分子A，则分子间作用力与分子势能的图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（）A．分子间距为r0B．两分子相距无限远，分子势能与分子力均为0C．当分子势能最小时，分子力为0D．从无限远处向A靠近过程，引力与斥力一直增大【答案】BCD【详解】A.当分子间距为r0B.当两分子相距无限远时，分子势能为0，分子力也为0，因为此时分子间的相互作用力可以忽略不计，B正确；C.当分子势能最小时，分子力为0，此时分子间距r0D.在B从无限远处向A靠近的过程中，引力和斥力均一直增大，开始引力大于斥力，但是斥力增大得比引力快，当分子间距小于r0故选BCD。【变式2-3】（2025·湖南娄底模拟）如图所示，若纵坐标可以表示为分子间的作用力或分子势能，横坐标表示分子间的距离有关。，横轴表示分子间的距离，下列说法正确的是（）A.标准状态下，一定质量的某种气体，其分子势能趋于零B.分子间距离从零增大到的过程中，分子力做负功，分子势能增大C.如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系D.如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线B表示分子力与分子间距的关系【答案】ACD【解析】标准状态下，一定质量的某种气体，分子间距离约为，其分子势能趋于零，故A正确。分子间距离从零增大到的过程中，分子力做正功，分子势能减小，故B错误；如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系，故C正确；如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示分子间的斥力，曲线C表示分子间的引力，则曲线B表示合力与分子间距的关系，故D正确易错点3对“热量、内能、功”三个物理之间的关系分析不全面易错典题【例3】对一定质量的气体，下列说法正确的是A.在体积缓慢不断增大的过程中，气体一定对外界做功B.在压强不断增大有过程中，外界对气体一定做功C.在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加D.在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变【错因分析】错选BCD，错误原因是热力学第一定律是跟热现象有关的物理过程中能量守恒定律的特殊表达形式，它说明功、热量与内能改变之间的定量关系．指出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失.外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔU，不能认为单一做功或单一热传递说会使内能增加【答案】A【详解】当气体增大时，气体对外界做功，当气体减小时，外界对气体做功；故A选正确；根据＝常数，p增大时，V不一定变化，故B选项错；在V减小的过程中，可能向外界放热，根据ΔE＝W＋Q可知，内能不一定增大，故C选项错误；Q＝0的过程中，W不一定为0，故D选项错误避错攻略【知识链接】举一反三1．改变内能的两种方式：做功与传热．两者对改变系统的内能是等价的．2．热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．3．热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W.4．热力学第一定律的应用：(1)W的正负：外界对系统做功时，W取正值；系统对外界做功时，W取负值．(均选填“正”或“负”)(2)Q的正负：外界对系统传递的热量Q取正值；系统向外界传递的热量Q取负值．(均选填“正”或“负”)【变式3-1】（2025·北京·高考真题）我国古代发明的一种点火器如图所示，推杆插入套筒封闭空气，推杆前端粘着易燃艾绒。猛推推杆压缩筒内气体，艾绒即可点燃。在压缩过程中，筒内气体（）A．压强变小 B．对外界不做功 C．内能保持不变 D．分子平均动能增大【答案】D【详解】C．猛推推杆压缩筒内气体，气体未来得及与外界发生热交换Q=0，气体被压缩，体积减小，则外界对气体做正功W>0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知，气体内能增大，故C错误；A．气体内能增大，故其温度增大，又体积减小，根据理想气体状态方程pVTB．气体被压缩，体积减小，则气体对外界做负功，故B错误；D．气体温度增大，则分子平均动能增大，故D正确。故选D。【变式3-2】（2025·江苏·高考真题）如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出后，瓶内气体（

）A．内能迅速增大 B．温度迅速升高C．压强迅速增大 D．体积迅速膨胀【答案】D【详解】瓶塞跳出的过程中瓶内的气体对外做功，气体体积迅速膨胀，由于该过程的时间比较短，可知气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律可知，气体的内能减小，则温度降低，由理想气体状态方程pVT故选D。【变式3-3】（2025·福建泉州·一模）(多选)食品包装袋内充入氮气可防止食物氧化、抑制微生物生长。已知包装袋材料导热性能良好，袋内气体可视为理想气体。从冷藏室取出后，包装袋随周围环境温度升高明显膨胀，则膨胀后包装袋内（）A．气体分子间斥力增大 B．每个气体分子动能都增大C．气体内能增大 D．气体对外界做正功【答案】CD【详解】A．理想气体分子间作用力不计，故A错误；B．气体温度升高，分子平均动能变大，但不是每个气体分子的动能都一定变大，故B错误；C．理想气体温度升高，内能增大，故C正确；D．气体体积增大，所以气体对外界做正功，故D正确。故选CD。易错点4不理解p-V图像与坐标围成面积的物理意义易错典题【例4】如图所示，一定质量的理想气体先由状态a变化到状态b，再由状态b变化到状态a，这样经过一系列中间过程又回到原来状态的过程称为循环过程，在整个循环过程中，下列关于一定质量理想气体的说法中正确的是（）A．内能变化为零B．整个循环过程中，外界对理想气体做的功等于理想气体对外做的功C．整个循环过程中，理想气体吸收的热量等于放出的热量D．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量【错因分析】错选B、C，错误的主要原因是不理解p-V图像与坐标围成面积的物理意义，从图像上去分析外界对理想气体做的功和理想气体对外做的功，而是主观地认为内能不变，外界对理想气体做的功等于理想气体对外做的功，进而推出整个循环过程中，理想气体吸收的热量等于放出的热量。【答案】A【详解】经过一个循环过程，温度回到原来的状态，∆T=0，内能变化为零，A正确；根据W=p∆V可知，图像与坐标轴围成的面积等于气体做功，由图可知从b到a外界对理想气体做的功小于从a到b理想气体对外做的功；整个循环过程W<0，△U=0，所以Q>0，Q吸-Q放>0即整个循环过程，理想气体吸收的热量大于放出的热量；所以选项A确，选项B、C、D错误。点拨：：热力学第一定律结合图像问题，除p-V图像直接分析气体做功外，其它图像分析气体体积和温度的变化后，再结合热力学第一定律分析出是吸热还是放热。避错攻略【知识链接】1.如何求解热力学第一定律与图像的综合应用（1）在某一过程中，气体的p、V、T的变化可由图像直接判断或结合理想气体状态方程pVT＝C（2）气体的做功情况、内能变化及吸、放热关系可由热力学第一定律分析。由体积变化分析气体做功的情况：体积膨胀，气体对外做功；气体被压缩，外界对气体做功。由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；温度降低，气体内能减小。(3)由热力学第一定律ΔU＝W＋Q判断气体是吸热还是放热。(4)在p－V图像中，图像与横轴所围面积表示气体对外界或外界对气体整个过程中所做的功。2.解决热力学第一定律与气体实验定律的综合问题的思维流程举一反三【变式4-1】（2024·山东·高考真题）一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b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→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功B．b→c过程，气体对外做功，内能增加C．a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功D．a→b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【详解】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W<0，由盖-吕萨克定律可知T即内能增大，ΔUab>0，根据热力学第一定律ΔB．方法一：b→c过程中气体与外界无热量交换，即Q又由气体体积增大可知Wbc<0，由热力学第一定律方法二：c→a过程为等温过程，所以T结合TbT所以b到c过程气体的内能减少。故B错误；C．c→a过程为等温过程，可知T根据热力学第一定律可知a→b→c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：a→b→c→a一整个热力学循环过程ΔU=0Δ故a→b过程气体从外界吸收的热量Qab不等于c→a过程放出的热量−故选C。【变式4-2】（2024·海南·高考真题）（多选）一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，下列说法正确的是（

）A．bc过程外界对气体做功 B．ca过程气体压强不变C．ab过程气体放出热量 D．ca过程气体内能减小【答案】AC【详解】A．由理想气体状态方程pV化简可得V=由图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故pa<pb=pcbc过程为等压变化，体积减小，外界对气体做功，故A正确；B．由理想气体状态方程pV化简可得V=由图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故pa＜C．ab过程为等温变化，内能不变，故Δ根据玻意耳定律可知，体积减小，压强增大，外界对气体做功，故W根据热力学第一定律Δ解得Q＜0D．ca过程，温度升高，内能增大，故D错误。故选C。.【变式4-3】（2025·河南·三模）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→d、d→a四个过程后回到初始状态a，其p-V图像是一个圆形，如图所示。下列说法正确的是（）A．a→b过程，气体对外界做的功小于从外界吸收的热量B．b→c过程，气体对外界做的功为3.5p0V0C．a→b→c过程，气体内能最大状态是状态cD．d→a过程，气体的温度不变【答案】A【详解】A．a→b过程中，气体内能增加，体积膨胀，对外做功，根据热力学第一定律ΔU=W+QB．b→c过程中，气体对外做的功等于p−V图像与横轴所围图形的面积，大于3.5pC．a→b→c过程中，pV最大时，温度最高，理想气体的内能最大，对照题图可知气体内能最大状态是在b、c之间的某状态，故C错误；D．d→a过程中，图线不是等温曲线，所以温度是变化的，故D错误。故选A。易错点5错误理解热力学第二定律易错典题【例5】关于热力学第二定律，下列说法中正确的有（）A、热量能够从高温物体传到低温物体但不能从低温物体传到高温物体B、热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体C功D、机械功可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械功【错因分析】误选错A、C。热力学第二定律揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.热量会自发地从高温物体传给低温物体，但不会自发地从低温物体传给高温物体．这说明：热传导的过程是有方向性的．这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向不会自发进行．要实现相反方向的过程，必须借助外界帮助，因而产生起它影响或引起其他变．显然在引起了其它变化的情况下，热量能够从低温物体传到高温物体；同理，机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化成内能，内能却不能全部转化成机械能，而不引起其他变化【答案】BD【解析】根据热传递的规律可知热量能够自发地从高温物体传到低温物体；当外界对系统做功的时，可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去，致冷机（例如冰箱和空调）就是这样的装置。但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体。选项错误，B正确。一个运动的物体，克服摩擦阻力做功，最终停止；在这相过程中机械功全部转化为热量。外界条件发生变化时，热量也可以全部转化为机械功；例如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功。选项C错误，D正确。避错攻略【知识链接】1．热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．阐述的是传热的方向性．2．热力学第二定律的开尔文表述：(1)热机①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能．②热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量，即W<Q.(2)热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)．4．热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是等价的．(选填“等价”或“不等价”)5热力学第一定律和热力学第二定律的比较（1）两定律的比较热力学第一定律热力学第二定律区别是能量守恒定律在热力学中的表现，否定了创造能量和消灭能量的可能性，从而否定了第一类永动机是关于在有限空间和时间内，一切和热现象有关的物理过程、化学过程具有不可逆性的经验总结，从而否定了第二类永动机联系两定律分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律，二者既相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础（2）.两类永动机的比较第一类永动机第二类永动机设计要求不消耗任何能量，可以不断做功(或只给予很少的能量启动后，可以永远运动下去)将内能全部转化为机械能，而不引起其他变化(或只有一个热库，实现内能向机械能的转化)不可能制成的原因违背了能量守恒定律违背了热力学第二定律举一反三【变式5-1】（2025·湖南衡阳第一中学阶段测试）日常生活中使用的燃油汽车，其动力来源于发动机内部的汽缸，在汽缸内，通过气体燃烧将气体的内能转化为机械能，下列说法正确的是()A．现代汽车技术已经非常先进，能够使气体燃烧释放的热量全部转化成机械能B．气体燃烧过程符合热力学第二定律，内能无法全部用来做功以转化成机械能C．气体燃烧释放的热量没有全部转化为机械能，故该过程不符合热力学第一定律D．发动机工作时，若没有漏气和摩擦，也没有发动机的热量损失，则燃料产生的热量能够完全转化成机械能【答案】B【解析】根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，现代汽车技术已经非常先进，但也不能够使气体燃烧释放的热量全部转化成机械能，选项A错误；气体燃烧过程符合热力学第二定律，内能无法全部用来做功以转化成机械能，选项B正确；气体燃烧释放的热量没有全部转化为机械能，该过程符合热力学第一定律，选项C错误；根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，发动机工作时，就算没有漏气和摩擦，也没有发动机的热量损失，燃料产生的热量也不能完全转化成机械能，选项D错误【变式5-2】（2025广东省梅州市兴宁市第一中学高三下学期5月模拟）气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（）A.B中气体可自发地全部退回到A中B.气体温度不变，体积增大，压强减小C.气体体积膨胀，对外做功，内能减小D.气体体积变大，气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少【答案】BD【解析】根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观变化都是不可逆的，故A错误；由于气闸舱B内为真空，所以气体在膨胀过程中不会对外做功，又系统与外界没有热交换，则气体内能不变，C错误；对于一定质量理想气体内能不变，则温度不变，由pV=C，且气体体积增大可知，气体压强减小，故B正确；气体体积变大，分子数密度n减小，温度不变，分子平均动能不变，平均速率不变，所以气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少，故D正确。【变式5-3】（多选）下列说法正确的是（

）A．空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量B．在完全失重的情况下气体对容器壁的压强减小为零C．红色的恒星温度高于蓝色的恒星D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性【答案】AD【详解】A．空调制冷时，电能转化为热，向室外释放的热量等于从室内吸收的热量加上消耗的电能，因此向室外放出的热量更多，故A正确；B．气体压强由分子热运动产生，与重力无关，完全失重时压强仍存在，故B错误；C．恒星颜色与温度相关，红色恒星温度低于蓝色恒星（如红矮星温度约3000K，蓝巨星超30000K），故C错误；D．能量耗散表明能量转化具有方向性（如热力学第二定律的熵增原理），故D正确。故选AD。易错点六运用理想气体实验定律，不会分析气体的状态参量和气体的变化过程易错典题【例6】（2025·湖南·高考真题）用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为L1的空气柱。液柱长为h，密度为ρ。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为L2，大气压强为(1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小；(2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长ℎ=0.2000m，细管开口向上竖直放置时空气柱温度T1=305.7K。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度T2【错因分析】没有注意到题中的“空气柱长度与竖直放置时相同”说明的等容变化，而乱列表达式。【答案】(1)g=(2)g=9.5【详解】（1）竖直放置时里面气体的压强为p水平放置时里面气体的压强p由等温过程可得p解得g=（2）由定容过程p代入数据可得g=9.5。避错攻略【知识链接】气体实验定律气体压强产生原因由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强决定因素①宏观上：决定于气体的温度和体积②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度理想气体模型宏观模型在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体注意：实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体微观模型理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能气体实验三定律玻意耳定律p1V1＝p2V2查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)盖-吕萨克定律eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)理想气体的状态方程表达式eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C知识点2解题的基本思路举一反三【变式6-1】（2025·湖南省郴州市高三下学期第三次教学质量监测）如图所示，一导热汽缸竖直放置，光滑活塞将其中的气体分为A、B两部分，气体视为理想气体，初始时，A、B的体积相等，A气体压强为p0，劲度系数为k的轻弹簧处于原长，连在活塞和汽缸底部之间，活塞横截面积为S（忽略活塞厚度和弹簧体积），活塞的质量为。现把B中的气体缓慢抽走后，B气体的体积变为原来的。外界温度保持不变，重力加速度为g。求：（1）抽走部分气体之后A、B气体的压强；（2）抽走部分气体的过程中活塞下降的距离。【答案】（1），（2）【解析】【小问1详解】设抽气前A、B的体积均为V，对气体A，抽气后根据玻意耳定律得解得活塞的质量为，则初态时气体B的压强解得对气体B分析，若体积不变的情况下抽去的气体，则压强变为原来的，则根据玻意耳定律得解得【小问2详解】抽走部分气体的过程中活塞下降的距离等于弹簧的压缩量x，对活塞受力分析有根据胡克定律得联立解得【变式6-2】（2025·湖南岳阳实验中学模拟）如图所示，在竖直平面内放置粗细均匀的U型玻璃管内装有水银，左侧管口封闭。左侧管内封闭一定质量的理想气体A，气体A的长度，右侧管内一轻质活塞封闭一定质量的理想气体B，气体B的长度，两侧管内水银液面的高度差，现对轻质活塞施加竖直向下的力F，使活塞缓慢下降直至两侧管内水银液面相平。已知大气压强，玻璃管导热性能良好，环境温度不变，不计活塞与玻璃管的摩擦，活塞不漏气。求：(1)施加力F前，气体A的压强；(2)施加力F后，活塞下降的距离。【答案】(1)80cmHg(2)3.5cm【详解】（1）对轻活塞受力分析可知，施加F前，气体B的压强根据两侧管内水银液面的高低，可得（2）当两侧液面相平时，左侧管内液面升高右侧管内液面降低此时气体A的长度对气体A，根据玻意耳定律有解得两侧是水银液面相平，有对气体B，根据玻意尔定律有解得气体B的长度故活塞下降的距离为【变式6-3】（2025·江西·模拟预测）如图所示的装置中，三支玻璃管A、B和C用细管连通，A、B两管上端等高，A管上端封闭，B管上端与大气相通，管内装有水银且A、B两管内的水银面等高，C管中的活塞可滑动且密封性良好。A、B和C竖直且整个装置平衡，A、B管中的空气柱长度均为，C管中的水银柱足够长。现将C管中的活塞缓慢向上推，直到B管中的水银上升到管口。已知大气压强，A、B的横截面积相等，C的横截面积为A横截面积的3倍，封闭气体可视为理想气体，活塞移动过程中整个装置的温度保持不变。求：(1)B管中的水银上升到管口时，A管中气体的压强；(2)C管中的活塞向上移动的距离d。【答案】(1)(2)【详解】（1）设B管中的水银上升到管口时，A管中空气柱的长度为，则有根据解得（2）设A管中水银柱上升的高度为，则有，解得易错点七不能把变质量的理想气体问题转化为定质量问题来求解易错典题【例7】（2025·山东滨州·二模）将密闭文物储存柜内的空气部分抽出，然后充入惰性气体，制造柜内低压、低氧的环境，可以有效抑制氧化、虫害及微生物的滋生，是一种常见的文物保护技术。如图所示，某文物储存柜的容积为，文物放入时柜内压强为。关闭柜门后，通过抽气孔抽气，抽气筒的容积为，每次均抽出整筒空气。已知第一次抽气后柜内压强变为。不考虑抽气过程中气体温度的变化，储存柜内空气可看作理想气体。求：(1)柜内文物的体积；(2)要使储存柜内的压强小于，至少需要抽气几次。【错因分析】求解此题不能将抽出的气体与抽后储存柜里的气体作为一个整体，是等质量，而是把质量不同的气体进行列式。【答案】(1)(2)3次【详解】（1）第一次抽气过程，由玻意耳定律得解得（2）第二次抽气过程，由玻意耳定律得解得第三次抽气过程，由玻意耳定律得解得故要使压强小于至少要抽气3次。。避错攻略【知识链接】1.分析气体的变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象“化变为定”，即把“变质量”问题转化为“定质量”的气体问题，然后利用气体实验定律或理想气体状态方程求解。2．常见的四种变质量问题类别对象打气问题选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象抽气问题将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象灌气问题把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象漏气问题选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象举一反三【变式7-1】（2025·重庆·三模）某同学设计了如图所示装置：A为容积为V的导热汽缸，通过阀门和细管（容积不计）与最大容积为0.2V的导热汽缸B相连。B内有一厚度不计、可上下运动的活塞，上提活塞时阀门a关闭、阀门b打开，下压活塞时阀门b关闭、阀门a打开。外界大气压始终为，A中空气的初始压强也为，活塞每次上、下运动均到达B的最高、最低处，整个过程中环境温度保持不变，空气可视为理想气体。活塞从最低处开始先缓慢上提、再缓慢下压计为1次，则5次后A中的气体压强为（）A． B． C． D．【答案】C【详解】5次过程均为充气过程，由可得5次后A中的气体压强故选C。【变式7-2】（2025·河北保定·模拟预测）如图甲为神舟十七号载人飞船成功与中国空间站天和核心舱实现对接。气闸舱有两个气闸门，与核心舱连接的是闸门A，与外太空连接的是闸门B，如图乙所示。空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为（地球表面标准大气压），用抽气机多次抽取气闸舱中气体（每次抽气后抽气机内与舱内气体压强相等），当气闸舱气压降到一定程度后才能打开气闸门B，已知每次从气闸舱抽取的气体（视为理想气体）体积都是气闸舱容积的，抽气过程中温度保持不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。则抽气1次后和抽气2次后气闸舱内气压分别约为（）A．9.1×104Pa，7.8×104Pa B．9.8×104Pa，7.8×104PaC．9.1×104Pa，8.3×104Pa D．9.8×104Pa，8.3×104Pa【答案】C【详解】第一次抽气相当于气体的体积由V变为，温度不变，根据气体实验定律得解得第二次抽气相当于气体的体积由变为，温度不变，根据气体实验定律得解得故选C。【变式7-3（2025·安徽·模拟预测）如图，一个盛有气体的容器内壁光滑，被隔板分成A、B两部分，隔板绝热。开始时系统处于平衡状态，A和B体积均为、压强均为大气压、温度均为环境温度。现将A接一个打气筒，打气筒每次打气都把压强为、温度为、体积为的气体打入中。缓慢打气若干次后，B的体积变为（所有气体均视为理想气体）(1)假设打气过程中整个系统温度保持不变，求打气的次数；(2)保持A中气体温度不变，加热B中气体使B的体积恢复为，求B中气体的温度。【答案】(1)12次(2)【详解】（1）对B中气体，根据玻意耳定律可得解得打气过程，根据玻意耳定律可得解得可知打气12次。（2）保持A中气体温度不变，加热B中气体使B的体积恢复为，对A中气体根据玻意耳定律可得可得对B中气体，有解得1．（多选）（2025·全国卷·高考真题）（多选）如图，一定量的理想气体先后处于V−T图上a、b、c三个状态，三个状态下气体的压强分别为pa、pA．pa=pb B．pa=【答案】AD【详解】根据理想气体的状态方程有pV=CT变形有V=则V—T图线上的点与坐标原点连线的斜率代表C则由题图可知pc>pb=pa故选AD。2．（多选）（2025·河南·高考真题）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T1和T2，体积分别为V1和VA．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T1、T2不变，若M、D．保持T1、T2不变，若M、【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P板不发生移动，则由定容过程p可得左侧气体压强增加量多，则P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pV1T1=C1若P不移动，则V1−，则p1故选AC3．（多选）（2025·云南·高考真题）图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙所示。硬质玻璃泡a内封有一定质量的气体（视为理想气体），与a相连的b管插在水槽中固定，b管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b管的体积与a泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压p0下，b管上的刻度可以直接读出环境温度。则在pA．环境温度升高时，b管中液面升高 B．环境温度降低时，b管中液面升高C．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小 D．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大【答案】BD【详解】AB．根据题意，a中气体做等容变化，根据pT=C，当环境温度升高，则a可知b管中液面降低，同理可知环境温度降低时，b管中液面升高，故B正确，A错误；CD．由AB选项分析可知，b管中刻度从上到下温度逐渐升高，同一温度，a中压强不变，b管中液面液槽内液面高度差不变，水槽中的水少量蒸发后，槽中液面降低，则b管内液面降低，则温度测量值偏大，故D正确，C错误。故选BD。4.下列关于热力学第二定律的说法正确的是()A．气体向真空的自由膨胀是可逆的B．效率为100%的热机是不可能制成的C．机械能转变为热能的实际宏观过程是不可逆过程D．热量可以自发地从高温物体传向低温物体而不引起其他变化【答案】BCD【解析】根据热力学第二定律可知，气体向真空的自由膨胀是不可逆的，A项错误；根据热力学第二定律可知，效率为100%的热机是不可能制成的，B项正确；根据热力学第二定律可知，机械能转变为热能的实际宏观过程是不可逆过程，C项正确；根据热力学第二定律可知，热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化是不可能的，但可以自发地从高温物体传向低温物体，D项正确。5．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体（

）A．内能变小 B．压强变大C．分子的数密度变大 D．每个分子动能都变大【答案】B【详解】A．将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，温度升高，而理想气体内能只与温度相关，则内能变大，故A错误；B．将糖果瓶带入温暖的车厢过程，气体做等容变化，根据pTC．气体分子数量不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，故C错误；D．温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故D错误。故选B。6．（多选）（2024·全国甲卷·高考真题）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d中试管内水面高于试管外水面。已知四个烧杯中水的温度分别为ta、tb、tc、tA．a中水的饱和气压最小B．a、b中水的饱和气压相等C．c、d中水的饱和气压相等D．a、b中试管内气体的压强相等E．d中试管内气体的压强比c中的大【答案】ACD【详解】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b中水的温度，则a中水的饱和气压小于b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Δℎ，则a、p=故D正确；E．d中试管内气体的压强为pd=p可知p故E错误。故选ACD。7．（2024·海南·高考真题）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为330cm3，薄吸管底面积A．若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏B．该装置所测温度不高于31.5℃C．该装置所测温度不低于23.5℃D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大【答案】B【详解】A．由盖—吕萨克定律得V其中V1=V0代入解得T=根据T=t+273Kt=故若在吸管上标注等差温度值，则刻度均匀，故A错误；BC．当x=20cmt故该装置所测温度不高于31.5℃，当x=0时，该装置所测的温度最低，代入解得t故该装置所测温度不低于22.5℃，故B正确，C错误；D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，由盖—吕萨克定律可知，油柱离罐口距离不变，故D错误。故选B。8．（2025·四川·高考真题）如图1所示，用活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内，活塞稳定在a处。将汽缸置于恒温冷水中，如图2所示，活塞自发从a处缓慢下降并停在b处，然后保持汽缸不动，用外力将活塞缓慢提升回a处。不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。则（

）A．活塞从a到b的过程中，汽缸内气体压强升高B．活塞从a到b的过程中，汽缸内气体内能不变C．活塞从b到a的过程中，汽缸内气体压强升高D．活塞从b到a的过程中，汽缸内气体内能不变【答案】D【详解】AB．根据题意可知活塞从a到b