热学（抢分专练）解析版-2026高考物理冲刺复习

专题14热学

ONEI

【命题解读】

热学部分在全国及新高考各省份试卷中经常是两种题型，一种是选择（或填空）题，另一种是计算题，主

要考查内能、气体实验定律、理想气体、热力学定律。

【命题预测】

2026年高考全国卷及其他新高考省份的考杳题型相对稳定，即选择（或填空）题和计算题。所考查的内容

为热学的主干知识，包括分子力、分子势能、内能、气体压强的微观解释、气体实验定律、两个热力学定

律和气体的图像等。计算题大致以汽缸-活塞模型和玻璃--液住模型呈现，主要以“变质量”模型和关联气

体模型为主。

TWO

A题型01分子动理论

1.（2026•山东日照,一模）一定质量的理想气体，在相同体积、不同温度时分子速率分布如图中①、②所

示。下列说法正确的是（）

各速率区间的分子数

占总分子数的百分比

分子的速率

A.状态①的温度高于状态②的温度

B.状态①的压强小于状态②的压强

C.状态①的分了•数密度大于状态②的分子数密度

D.图线①与横轴所围的面积大于图线②与横轴所围的面积

【答案】B

【详解】A.随着温度的升高，图像峰值对应的平均速率变大，所以状态①的温度低「状态②的温度，故A

B.两状态下，气体体积相同，状态①的温度低于状态②的温度，所以状态①的压强小于状态②的压强,

故B正确；

C.两状态下，气体分子数目相同，体枳也相同，所以状态①的分子数密度等于状态②的分子数密度，故C

错误；

D.某一段图线与横轴围成图形的面积代表该速率区间段分子个数占总分子个数的百分比，则整条图线与横

轴围成的总面积必为100%等于1：即图线①与横轴所围的面积等于图线②与横轴所围的面积，故D错误。

故选

2.（2026•山东青岛•一模）如图所示，甲分子固定在坐标原点。，乙分子从右处静止释放后仅在分子间相

互作用力下滑到x轴运动，两分子间的分子势能6,与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示，图中分子

势能最小值-E。，若两分子所具有的总能量为0,则下列说法中正确的是（）

A.乙分子在X2时,，加速度最大

B.乙分子在打时，其动能最大

C.乙分子在冷时，动能大于瓦

D.甲乙分子的最小距离一定等于修

【答案】D

【详解】A.乙分子在马时，分子势能最小，分子间距离为平衡苑离，分子力为零，故加速度为零，加速度

最小，故A错误；

BC.乙分子从七处静止释放后仅在分子间相互作用力下沿着x轴运动，两分子所具有的总能量不变，且总

能量为0；由图可知乙分子在再时，分子势能最小，为-4,则乙分子在々时.，动能最大，动能等于4，

故BC错误；

D.当乙分子运动到不时，其分子势能为零，则分子动能也为零，此时两分子的距离最小，而后向分子间距

变大的方向运动，因此甲乙分子的最小距离一定等于不，故D正确。

故选D。

3.（2026•天津和平一模）如图所示，物体中两分子，以甲分子所在位置为坐标原由，乙分子固定在，,轴

上，甲、乙两分子间作用力与两分子间距离关系图像如图。现把乙分子从6处由静止释放，取无穷远处分

子势能为0,则（）

A.乙分子从4到々过程中表现为引力，从4到，:过程中表现力斥力

B.乙分子从，3到1过程中，两分子间作用力先减小后增大

C.乙分子从4至I"过程中，分子势能一直在减小

D,乙分子在《位置时，分子势能为零

【答案】C

【详解】分子力的正负：尸＞0表示斥力，/＜0表示引力；/•二4是分子力为。的平衡位置（6=。

分子势能的变化：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大。

势能零点：题目规定无穷远处分子势能为0,因此平衡位置J处分子势能最小且为负值。

A.乙分子从今到的全过程，分子力尸＜0,始终表现为引力；只有当〃＜耳时，分子力才表现为斥力。A

错误：

B.由图知弓一弓，引力的大小先增大到G处的峰值，再减小到4处的（）。因此分子力是先增大后减小，B

错误：

C.从6到斗的全过程，分子力始终为引力，乙分子向甲分子靠近时，引力一直做正功，因此分子势能一直

减小，直到〃=4处达到最小值。C正确；

D.无穷远处分子势能为0,从无穷远到尸=大引力持续做正功，分子势能持续减小，因此外处分子势能小

于0,D错误。

故选C。

4.（2026•北京丰台•一模）汽车刚启动时，仪表盘上显示四个较胎的胎压数据如图1所示，行驶一段时间

后胎压数据如图2所示，轮胎内气体体积均视为不变。在此过程中，对于轮胎内的封闭气体（）

胎压：kPa胎压：kPa

240।J)।242।270

2381(j।240

।268

图1图2

A.分子热运动更加剧烈

B.每个分子的运动速率都增大

C.分子数密度增大

D.单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞次数减小

【答案】A

【详解】由图1和图2数据可知，行驶后轮胎内气体压强增大。汽车行驶中摩擦生热，气体温度7升高。

A.温度是分子平均动能的标志，温度r升高，分子平均动能增大，分子热运动更加剧烈，故A正确；

B.温度升高，分子平均速率增大，但并非每个分子的运动速率都增大，这是统计规律，故B错误：

N

C.气体体积/不变，分子总数N不变，分子数密度〃=/不变，故C错误；

D.压强增大，分子数密度〃不变，说明分子平均动能增大，分了•运动更剧烈，单位时间内单位面积上气体

分子与轮胎内壁碰撞次数增加，故D错误。

故选Ao

5.（2026•北京顺义一模）下列说法正确的是（）

A.气体压强仅与温度有关

B.水和酒精混合后总体积变小说明液体分子间存在分子引力

C.当分子之间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大

D.布朗运动就是液体分子的运动

【答案】C

【详解】A.气体压强微观上由分子平均动能和分子数密度共同决定，宏观上满足理想气体状态方程

P』RT,与温度、体积、物质的量均有关，并非仅与温度有关，故A错误；

B.水和酒精混合后总体积变小，说明分子间存在间隙，与分子引力无关，故B错误；

C.当分子间作用力表现为斥力时，减小分子间距离，斥力做负功，分子势能随分子间距离减小而增大，

故c正确：

D.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的宏观反映，不是液体分

子本身的运动，故D错误。

故选c。

6.（2026•四川成都•二模）如图所示，横截面积为S、高为/，的绝热汽缸直立，汽缸内绝热的活塞封闭一

定质量温度为I的理想气体。在汽缸底部连接一U形细管，（细管内气体的体积忽略不计）细管内装有部

2

分水银，细管的右端开口与大气相通，大气压强为此。细管内右侧水银比左侧高为，活塞距离汽缸底部为;

已知水银的密度为夕，重力加速度大小为g,阿伏伽德罗常数为双八，活塞摩擦忽略不计。

o

（1）求活塞质S.m；

（2）已知在压强为P。、温度为北时，1摩尔的理想气体体积恰好为匕，求封闭气体的分子数M

【答案】（1）机二25%

C'N-MPCMSNR

5p。%

【详解】（1）初始时，封闭气体的压强为Pi=Po+Pg4

根据活塞的受力平衡有P|S=AS+mg

联立解得活塞质量旭=〃S①

（2）与标准状况对比，气体的物质的量为〃=咚

Po匕

分子数为N=〃NA

Z^p/pgESN人

联立解得封闭气体的分子数N=

5Po匕

”题型02固体和液体

7.（2026•江苏南通•一模）将某种液体滴在玻璃板表面，形成扁平球形的液滴，如图所示。现将玻璃板竖

直插入该液体中，稳定后玻璃板左右两侧的液面形状可能正确的是（）

【答案】A

【详解】根据题干中液滴的形态可知，此种液体与玻璃是不浸润H勺。所以玻璃板插入液体时的图像应如图A

所示。

故选Au

8.（2026•云南•模拟预测）夏季厨房处理食材时，“速干吸水纸”比普通纸巾更受欢迎：它能快速吸附菜板

上的水渍，且网状孔隙结构能让水分快速扩散到纸面外侧蒸发。下列关于该现象的物理分析，正询的是（

A.普通纸巾不浸润水渍

B.速干吸水纸不浸润水渍

C.速干吸水纸孔隙中的水膜表面分子间表现为斥力

D.速干吸水纸的网状孔隙结构是利用毛细现象加速水分扩散

【答案】D

【详解】A.普通纸巾能吸附水渍（水渍附着在纸巾纤维表面），说明普通纸巾浸润水渍，故A错误:

B.速干吸水纸能“快速吸附水渍”，说明水渍能附着在其孔隙及纤维表面，即速干吸水纸浸润水渍，故B错

误；

C.水膜的表面分子间距大于分子力平衡距离，分子间作用力表现为引力（这是表面张力的来源），并非斥

力，故C错误；

D.速干吸水纸的网状孔隙类似“三细管”，水分在孔隙中因毛细现象（液体在细管及孔隙中自动扩散、上升

的现象）快速扩散到纸面外侧，增大了水的表面积，从而加速蒸发，故D正确。

故选D。

9.（2026•江苏•一模）将细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于略微松弛的状态，将铁丝环浸入肥皂液后

取出，环.匕留有肥皂膜，如图所示。用烧热的针刺破棉线左侧的肥皂膜，稳定后棉线的形状是（）

【详解】液体表面张力会使液体表面收缩到最小面积。未刺破肥皂膜时，棉线两侧都有肥皂膜，表面张力

平衡，棉线保持松弛；当刺破棉线左侧的肥皂膜后，左侧表面张力消失，右侧剩余肥皂膜在表面张力作用

下收缩，会拉动松弛的棉线向右侧（肥皂膜一侧）弯曲，稳定后棉线会形成凸向右侧的圆弧，因此形状对

应选项C,故选C。

10.（2026•江苏•模拟预测）装在玻璃管中的液体光刻胶，液面呈现出如图所示现象，卜列说法正确的是

()

A.光刻胶浸润玻璃，表面层中的光刻胶分子间作用力表现为斥力

B.光刻胶浸润玻璃，表面层中的光刻胶分子间作用力表现为引力

C.光刻胶不浸润玻璃，表面层中的光刻胶分子间作用力表现为斥力

D.光刻胶不浸润玻璃，表面层中的光刻胶分子间作用力表现为引力

【答案】D

【详解】由图可知，液面呈现出的现象为不浸润现象，表面层中的光刻胶分子间作用力表现为引力。

故选D。

11.（2026•山东莉泽•一模）水银具有强毒性与不可降解性，根据《关于汞的水俣公约》，从2026年1月

1日起，我国禁止生产水银体温计。水银体温计断裂后，逸出的水银在玻璃表面形成球形的水银滴并能轻松

滚落。下列说法正确的是（）

A.水银能浸润玻璃

B.水银很难被压缩是因为液体分子间不存在空隙

C.水银滴呈球形是因为水银滴表面层分子间引力与斥力相等

D.将两端开口的细玻璃管竖直插入水银中，管内水银面低于管外水银面

【答案】D

【详解】A.水银在玻璃表面形成球形且可轻松滚落，说明水银不会附着在玻璃表面，属于不浸润玻璃的液

体，故A错误；

B.液体分子间存在空隙，水银难以压缩的原因是分子间距小于平衡距离时，分子间斥力远大于引力，斥力

阻碍压缩，并非分子间无空隙，故B错误；

C.水银滴呈球形是表面张力作用的结果，由于水银表面层分子比内部分子稀疏，分子间距大于平衡距离,

分子间表现为引力，使液面收缩为球形，并非引力与斥力相等，故C错误：

D.水银不浸润玻璃，毛细现象中不浸润液体在细管内液面会下降，因此管内水银面低于管外水银面，故D

正确。

故选D。

12.（2026・辽宁•一模）取分子间距厂为无穷远时分子势能练为0,则分子势能与随分子间距，•变化的情况

如图所示。关于液体表面层分子之间的平均距离可能为图示中的（)

E

A.i\B.r2C.4D.

【答案】D

【详解】液体存在表面张力，是由于液体表面层的分子之间表现为引力，所以表面层的液体分子间距略大

于¥衡距离不。分子间距为2时分子势能最小，由图像可知，液体表面层内的分子间距可能为

故选D。

13.（2026•江苏南通•二模）甲、乙两种固体熔化过程中温度随时间变化的图像如图，下列说法，正确的是

（）

A.甲、乙都是单晶体

B.0~B过程中甲的内能不变

C.4过程中乙的内能不变

D.4时刻甲、乙两种物质分工的平均动能相同

【答案】D

【详解】A.晶体（单晶体、多晶体）有固定熔点，非晶体没有固定熔点。由图可知，甲没有固定熔点，是

非晶体，乙有固定熔点是晶体，A错误；

B.0』过程中甲持续吸热，温度升高，内能增大，B错误；

C.t-t2过程中乙虽然温度不变，但持续吸热，内能不断增大，C错误：

D.温度是分子平均动能的标志，t2时刻甲、乙温度相同，因此二者分子平均动能相同，D正确。

故选D。

14.（2026•江苏南京•一模）人类对物质的认识不断发展，下列判断正确的是（）

A.农民锄地截断土壤中的毛细管结构可减少土壤中的水分蒸发

B.荷叶上小水珠呈扁球状是由于失重而使液体表面收缩

C.晶体具有确定的熔点，其物理性质一定呈现各向异性

D.液晶是液体和晶体的混合物，具有光学各向异性

【答案】A

【详解】A.给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉，A正确：

B.荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势，B错误；

C.晶体具有确定的熔点，单晶体的物理性质呈现各向异性，多晶体呈现各向同性，C错误；

D.液晶像液体一样具有流动性.并不是液体和晶体的混合物.而其光学性质与某叱晶体相似.具有各向异

性，D错误。

故选Ao

A题型03气体实验定律与理想气体状态方程

15.（2026•河南•模拟预测）如图甲所示，导热性能良好的玻璃管开口向下倒立在水槽内的水中，将玻璃管

缓慢竖直向下移一些至如图乙所示位置，此过程环境温度不变，管中气体可视作理想气体，贝!一定增大的

是管中气体的（）

A.体积B.压强C.温度D.内能

【答案】B

【详解】AB.设大气压强为以，管内液面高于管外液面的高度差为h,则管内气体压强p=popg力

当玻璃管竖直向卜移动时，假设气体体枳P不变，则气柱长度不变，随着管子下移，管内液面也会随之卜.

移，导致管内液面高出管外液面的高度差h减小。根据p=pegh可知，气体压强〃将增大。根据玻意

耳定律pV=C（常数），在温度不变的情况下，若压强〃增大，则体积V必然减小。这说明气体实际上

是被压缩，体积P减小，而压强〃增大。故A错误，B正确；

CD.玻璃管导热性能良好，且缓慢移动，说明管内气体温度始终与环境温度保持一致。由于环境温度不

变，所以气体的温度r不变。对于理想气体，内能只与温度有关，温度不变，则内能不变，故CD错误；

故选B。

16.（2026•山东淄博•一模）密闭容器内一定质量的理想气体经历如图所示的M、儿、cd、4〃四个状态变

化过程。已知松延长线过坐标原点，"竖直，cd水平，曲和从平行。下列说法正确的是（）

A.帅过程中气体从外界吸收热量

B.根过程中单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增加

C.4过程中气体分子数密度不断增大

D.而过程中气体压强不断减小

【答案】B

【分析】根据理想气体状态方程PV=nRT

因此匕T图中过原点的直线为等压线，某点与原点连线的斜率上=£=华

斜率越大，压强越小，且理想气体内能仅与温度有关

【详解】A."是竖直线，温度T不变，体积/减小。理想气体内能不变AU=0

体积减小说明外界对气体做功力>0,由热力学第一定律AU=%+。

得：。=-％<0

气体对外放热，故A错误。

B.松延长线过原点，是等压过程，压强?不变。从8到c•温度降低，气体分子平均动能减小；压强不变,

因此单位时间内单位面积器壁碰撞的分子数必须增加，才能维持压强不变，故B正确.

C.cd是水平线，体积/不变，气体总分子数不变，因此气体分子数密度（单位体积分子数）不变，故C

错误。

D.而平行于历，其方程满足/=&7+c（k为儿的斜率，c>0）

整理得彳V二%+3c

nRTnR

由尸n二厂;工

T

cV

从"到a温度7增大，下减小，下减小，因此压强?增大，即而过程气体压强不断增大，故D错误。

故选B。

17.（2026・河北廊坊•一模）一定质量理想气体的匕/图像如图所示，该过程对应的p・P图像可能是（）

【答案】C

【详解】由P-7图可得，力-8温度7不变，体积P减小，为等温变化。根据玻意耳定律，温度不变时,

有P展C

即P与P成反比，因此在P-P图中，力对应双曲线，且曲线变化趋势从J/大、P小的4向/小、P大

的B移动。由P-T图可得，8-C的延长线过坐标原点，说明彳为常数，代入理想气体状态方程得

p=nR-

/V

说明压强〃不变，因此〃-C是等压变化。压强〃不变，体积么随温度7增大而增大，对应在图中是

水平向右的直线。综上可知选项C的图像符合描述。

故选C。

18.（多选）（2026•山东淄博•一模）如图，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为〃?、横截面积为S

的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距乙现让小车以一较小的水平恒定加速度

。向右加速运动，稳定时发现活塞相对广汽缸移动了一定的距离。己知大气压强为Po,不计汽缸和活塞间

的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为外,整个过程中气体温度保持不变，气体可视为理想

气体，则此时()

左\I

7777777777777777777777777777777777777777

A.汽缸内气体的压强为为+味

B.汽缸内气体的压强为为-m彳et

C.活塞移动的距离为黑L

D.活塞移动的距离为庄L

p0S+ma

【答案】AC

【详解】AB.小车运动后对活塞受力分析，设内部气体压强为P，根据牛顿第二定律，有pS-PoS=ma

内部气体压强为〃=〃。+等，故A正确，B错误；

CD.设运动后活塞移动的距离为AZ.,根据玻意耳定律，有PoSL=pS(L-M)

解得AA=丑,故C正确，D错误。

ma+

故选ACo

19.(2026•江苏徐州•模拟预测)我国考古发现的“长信宫灯”示意图如图所示，灯罩内灯芯点燃后产生的烟

气沿着右臂管道进入灯体内，经灯体底部的水盘过滤烟尘，清洁空气。假设灯罩内气体的体积为灯芯

点燃前气体的密度为0,温度为气体的压强保持不变。

(1)求灯芯点燃前，灯罩内气体的质量〃L：

（2）灯芯点燃后，灯罩内气体温度为7,求灯罩内气体的质量，叫。

【答案】（1）町=夕〃

⑵%=罕

【详解】（1）灯芯点燃前，灯罩内气体的质量为町

vr

（2）灯芯点燃后，灯罩内气休做等压变化，满足五=彳

yo1

灯罩内气体的质量吗=京＞

联立解得孙=却

■T

20.（2026・安徽•一模）如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，右管口封闭，右管内封闭有长度为104

（单.位为cm）、热力学温度为。、压强为1.2p«（P。为大气压强，是未知量）的理想气体，左、右两管的

水根面高度差为4/?,缓慢升高右管内气体的温度，使左管的水很面比右管的水银面高8〃。

10/7

[U-

（1）求大气压强P。（以cmHg为压强单位）；

（2）求此时右管内气体的热力学温度（；

（3）保持右管内气体的热力学温度为（，从左端管口向玻璃管中缓慢注入适量水银，直至右管内气体的长度

为10",求注入的水银柱的长度X。

【答案】（l）20/?（cmHg）

（2）1.47；

（3）9.6//

【详解】⑴由平衡条件有Po+4〃（cmHg）=L2p”

解得Po=20/z（cmHg）

（2）当左管的水银面比右管的水银面高8分时，右管内气体的长度为12万，气体的压强

Pi/嗡x8h=l.4p°

由理想气体状态方程有—1.2p,,x—lO/?=%p.x1—2h

解得（=1・47；

Y

（3）气体的压强0=12%+于0.200

4/z

由等容变化有贵=生

结合（=1.4〃，解得x=9.6A

21.（2026・湖北黄冈•二模）如图，上端封闭的竖直长玻璃管中封有长度为％=4cm的水银柱。开口向下时,

其上端封闭空气柱长度为4=10cm,已知大气压强为=76cmHg,玻璃管导热良好,且室温不变，求:

（1）若将玻璃管翻转至开口向上放置，则此时封闭空气柱长度4为多少？

（2）若将开口向下的玻璃管竖直插入足够深的水银槽，稳定后，发现上方封闭气体长度变为％=8cm,则玻璃

管下端管内外水银液面高度差”为多少?

【答案】（1），2=9cm

(2)〃=18cm

【详解】（1）开口向下时,上端封闭气体压强为P1,则有Pi+Og/°=P。

解得Pi=72cmHg

开口向上时，封闭气体压强为〃2，则有Pe+Pg/（）=P2

解得Pi=80cmHg

设玻璃管横截面积S，由玻意耳定律得月3=%/正

联立解得4=9cm

(2)插入水银槽后，设封闭气体压强为P3，由玻意耳定律得P/1S=p，S

解得P3=90cmHg

设管中下端气体压强为24,则有%=P3+Pg，0

而又有P4=Po+0g〃

解得H=18cm

22.(2026・河北•一模)吹塑是一种塑料加工方法，制作某塑料瓶的原理简化如图，先将容积为匕=50mL

的瓶坯由27℃加热到187C,然后将瓶坯放入模具，通过高压气源向瓶坯内充气，使瓶坯填满模具内的空腔,

最终得到容积匕=500mL的瓶子。加热前瓶坯内气体压强为p°=lxl()5pa,密度为O=1.12kg/m；充气完成

时，瓶内气体压强为3/%、温度为167C。

(1)求加热完成时，瓶坯内气体的密度(结果保留两位小数)。

(2)充气过程中充入气体的温度、压强均与加热前瓶坏内气体相同时,求充入气体的体积(结果保留整数)。

【答案】⑴0.73kg/m」

(2)990mL

【详解】(1)加热过程，瓶坯内的气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律有4=叁

又气体总质量不变，则气体的密度与体积成反比

加热完成时，瓶坯内气体的密度月=等

解得g=O73kg/m3

(2)充气前，瓶内气体压强为P4、体积为匕、温度为小，充气后，瓶内气体压强为3〃0、体积为匕、温

度为73。设充入瓶内的气体在温度、压强均与加热前瓶坯内气体相同时的体积为匕，由理想气体状态方程

「PoK|Po匕_3p°匕

解得匕=990mL

23.(2026•山东德州•模拟预测)如图所示，绝热圆筒气缸底部朝上、开口朝下放置在水平地面上，用绝热

的薄活塞封闭了一定质量的理想气体，气缸内底部有可控加热装置(体积不计)，活塞下面的气缸内固定

有带压力传感器的环状挡板，不计活塞与气缸壁的摩擦。已知活塞的质量为，〃=1kg,重力加速度

g=IOm/s2,气缸的底面积S=50cn/,气缸底部到环状挡板位置的高度为〃=8cm,大气压强

Po=1.0x10$Pa,初始时刻气缸内热力学温度7；=28()K,活塞到气缸底部的距离刀=4cm。现通过加热装

置使缸内气体均匀升温，升温速率为左=0・01K/s。求

(1)初始时刻气缸内气体的压强;

(2)从初始时刻到压力传感器开始有示数时的过程中，缸内气体对外做功的量值;

(3)从压力传感器开始有示数时开始计时，写出传感器示数尸(艮J活塞与传感器相互作用的合力)与时间/之

间的关系式。

【答案】(1)0.98x105pa

(2)19.6J

(3)-----1

800

【详解】(1)对活塞由平衡条件PS+mg=RS

解得p=0.98x1()$Pa

(2)从初始时刻到压力传感器开始有示数时的过程，在等压变化过程

IV=pAK=09«XI05X50X4X10-6J=196.I

ShSH

(3)由等压变化范二弁

解得7；=560K

传感器有示数后是等容变化，7=77

尸=%5=左47=走内

7

整理可得尸=诉1

oOU

24.(2026•内蒙古赤峰•一模)2026年1月19H,神舟二十号飞船从中国空间站带回了一套“战功赫赫”的“飞

天战袍”一一退役的舱外航天服。为检验此航天服的“气密性”，纶真空状态的航天服充入体积为匕、压强为

R=4xl()4pa的氧气，使航天服内部压强e=lxlO'Pa,然后把航天服放入检测室，将检测室抽成真空密封。

经过10小时通过压强传感器测出检测室内的压强A=200Pa。已知航天服的容积匕=0.12m二检测室放入

航天服后检测室剩余空腔的体积匕=0.48nr\整个过程温度不变。求：

(1)给真空状态的航天服充入氧气的体积匕；

(2)经10小时后，航天服内气体的压强巴；

⑶经10小时后，若漏出气体的质量小于原有质量的1%,航天服的“气密性”合格，通过计算判断该航天服“气

密性”是否合格。

【答窠】⑴匕=0.3m3

⑵%=9.92x104Pa

(3)合格，计算见解析

【详解】(1)已知氧气的压强Pi=4xlO'Pa,航天服内部压强6=lxlO‘Pa,航天服的容积匕=0.120?,

充气过程温度不变，对充入的氧气由玻意耳定律，得PJI-PM

解得匕=0.3m，

(2)已知检测室内的压强A=200Pa,检测室剩余空腔的体积匕=().48m3,漏气后，气体分为航天服内、

检测室内两部分，总气体温度不变，由玻意耳定律，得P?匕=0匕+43匕

解得吊=9.92x104Pa

(3)同温下，理想气体的质量比等于物质的量比，结合理想气体状态方程P尸=〃&7

得漏出气体占比—=笠

mn%匕！

解得—=28)：°48=0.008=0.8%<1%

ni1X105X0.12

因此该航天服气密性合格。

25.(2026•山西吕梁•二模)如图，一上端有卡销、容积为匕的内壁光滑的汽缸竖直放置在水平地面上，一

定质量的理想气体被一厚度不计的活塞密封在汽缸内。初始时封闭气体压强为1.2/%(为为大气压强)，温

度为体积为0.8匕。现对气体缓慢加热，使活塞刚好.上升到卡销处时停止加热，然后立即在活塞上加细

砂并保持缸内气体温度不变，让活塞缓慢下降，已知所加细砂的总质量是活塞质量的2倍。求：

(1)活塞刚上升到卡销处时，缸内气体的温度；

(2)最终稳定时缸内封闭气体的体积。

【答案】

4

⑵匕=%

【详解】(1)气体的初始体积为匕=0.8%初始温度为(=4

末态体积为匕=匕

K匕

气体发生等压变化，由盖・吕萨克定律

代入解得%二；《

(2)气体发生等温变化，由玻意耳定律〃2%=0匕

其中〃2=1.2〃0

设活塞质量为〃7,所加细砂质量为M初始时，根据活塞平衡条件有P°S+〃嘈=1.2p°s

在活塞上加细砂并保持缸内气体温度不变，让活塞缓慢卜降，根据活塞平衡条件有P3s=p0S+(〃?+M)g

其中M=2m

解得P3=L6p。，匕=0.75%或匕=;匕

26.（2026•湖南•模拟预测）为研究潜水的某潜水员快速上浮时肺部面临的风险，某实验将人体肺部简化为

一个与体外环境通过气道相通、温度恒为"的弹性气囊“已知水面处的大气压强为P。，潜水员肺部处于自

然松弛状态，体积为匕。假设气体可视为理想气体。

（1）港水员在水深90m处时，肺部体积会被压缩到水面时体积的求此时肺部气体的压强P-

（2）潜水员从水深90m处上浮时需先用嘴从压缩气瓶中往肺里吸入部分空气使肺部体枳恢复至0.5匕，潜水员

上浮过程中为避免肺部过度扩张，需在某安全深度处吐出0.6匕（在当前深度压强下）的气体，已知潜水员

到达水面时肺部体积为2匕，求该安全深度廉

【答案】（l）Pi=lOPo

（2）h=40m

【详解】（1）设水深90m处压强为由，肺部气体发生等温变化，根据玻意耳定律有〃0匕=〃仆卡匕

得Pi=lOPo

（2）水深90m处压强1人=pg%

解得夕g%=9〃o

吐气前到水面过程中，根据气体物质的量守恒，初状态气体的物质的量等于吐出的气体与末状态气体的物

质的品之和，由丁•温度恒定，气体的物质的最正比于//乘积，故有〃/0.5匕二〃2。6匕+〃屋2匕

解得Pi=5Po

根据P?=Pn+Pgh

得"g/?=4po

联上可得。=40m

27.（2026・河南信阳•一模）在河南省科技运动会上，一兴趣小组参加了水火箭比高项目的制作与发射比赛。

发射装置简化为如图所示的模型，体积为K=2.5L的充气瓶（箭体）内装有高度10cm,体积力=0.5L的水柱

和压强为1个标准大气压p尸”i（）5pa的空气。打气筒气室体积为匕尸400mL,现用打气筒通过单向气阀向

箭体内充气，每一次充入压强一个大气压、体积为分的气体。当水火箭内部气压达到3个标准大气压时，

压缩空气可将活塞顶出，箭体发射。水的密度p=LOxlO3kg/m3,充气过程气体温度不变，瓶和水的体积变化

不计。求：

（1）要使水火箭发射出去，需要打气多少次；

（2）己知打气筒手柄和活塞质量不计、活塞和气缸方间的摩擦力不计、打气筒与瓶塞连接管的体积不计、打

气筒活塞横截面积S=4xl（Hm2,至少需要用多大的力才能完成第8次打气。（取g=10m/s2）

【答案】（1）10

（2）64.4N

【详解】（1）要使水火箭发射出去，设需要打气筒打气〃次，内题意可知，当水火筋发射瞬间，其内部气

压为P=3p°

根据玻意耳定律，有外（夕一匕）+吵0匕二23-匕）

解得〃=10

（2）第8次打气后，箭体内气体压强为pg,根据玻意耳定律，有〃。（p-匕）+8%匕=外&-匕）

解得区=26Po

对活塞受力分析可得（Px+Pgh）S=F+p0S

解得尸=64.4N

・题型04热力学定律与气体实验定律的综合应用

28.（2026•天津・一模）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充

入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门打开，水即从枪口喷出。已知王同学的水枪储水

罐总容积为匕=L6L,初始时罐内气体体积为匕=0.4L,气体压强为P1=2.5xl（）spa,他喷出了0.4L的水,

不计水的蒸发和泄漏，也不计罐内气体的泄漏，罐内气体可视为理想气体且温度始终保持不变。则（）

充气口年£75

三一水工

M

A.在水不断喷出的过程中罐内气体内能不断减少

B.在水不断喷出的过程中罐内气体向外界放热

C.王同学喷出0.4L的水时,罐内气体的压强为1.25x105Pa

D.在水不断喷出的过程中每个气体分子的速率都不变

【答案】C

【详解】A.理想气体的内能只与温度有关，题FI已知温度始终保持不变，故罐内气体内能不变，故A错

误：

B.在水小断喷出的过程中，气体体积增大，气体对外界做功，却匹＜0，向内能小变，即△"=（）,根据热

力学第一定律AU=%+。

可知。＞0,即气体从外界吸热，故B错误；

C.初状态气体压强0=2.5xl（）5pa,体积匕=0.4L,喷出0.4L水后，气体体积变为匕=0.4L-0.4L=0.8L

根据玻意耳定律夕匕=22匕

解得〃2=1.25xl()5pa,故C正确;

D.温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子的平均动能不变，平均速率不变，但并不是每个气体分子

的速率都不变，故D错误。

故选C。

29.（2026•河南濮阳•一模）一定质量理想气体体积，随摄氏温度1变化的PT图像如图所示，过程为

ATBTCTDTA,4-C图线与。-力图线均与纵轴平行，则下列判断正确的是（）

-273.15Ot/℃

A.从4到8过程，气体对容器壁单位面积的作用力减小

B.从4到C过程，气体放出热量等于外界对气体做功

C.从。到。过程，所有气体分子的动能增大

D.从。到月过程，气体分子数密度增大

【答案】B

【详解】A.从4到8过程为等压过程，气体压强不变，可知气体对容器壁单位面积的作用力不变，A错误；

B.从8到。过程，气体温度不变，内能不变；体积减小，则外界对气体做功，根据热力学第一定律可知,

气体放出热量等于外界对气体做功，B正确；

C.从C到。过程，气体温度升高，气体分子的平均动能变大，但并非所有气体分子的动能都增大，c错误；

D.从。到4过程，气体体积变大，则分子数密度减小，D错误。

故选B。

30.（2026・天津红桥•一模）近年我国部分省市受极端天气影响，造成人民群众牛命危险和财产损失.洪涝

灾害时，可利用圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救，如图（a）所示。将盆用力”向下迅速竖直压入水面，如

图（b）所示。设盆内气体可以视为理想气体，盆内气体压缩过程中与外界无热量交换。关于此过程说法正

确的是（）

C.封闭气体分子的平均动能博大D.气体内能保持不变

【答案】C

【详解】ACD.因为下压过程气体体积减小，则外界对气体做功，与外界无热量交换，根据热力学第一定

律可知，气体内能增大，温度升高，气体分子的平均动能增大，故AD错误，C正确；

B.由于气体体积减小，温度升高，根据理想气体状态方程可知，气体压强增大，由于温度改变，所以气体

压强与体积不成反比，故B错误。

故选C。

31.（多选）（2026•山东青岛•一模）一定质量的理想气体经历“一方一c-d一。四段状态变化过程，其〃-/

图像如图所示。其中八延长线与横轴的交点为-273.15%：,庆和〃分别平行于横轴和纵釉，b、c、d三个

状态的体积关系为2Vc=〃+外,下列说法正确的是（）

p/atm

A.从。到b,气体的体积不变

B.。、d两状态的体积之比为5：6

C.从人到c,单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加

D.从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量

【答案】BD

【详解】A.若为等容变化，则满足（=C

即p=C（，273.15℃）,所以〃―图像为一次函数，而af方图像过坐标原点，为正比例函数，所以从。到

b,气体的体积发生改变，A错误；

B.由图，Qfb满足与

bfc是等压变化，有?=争

Cfd为等温变化，满足区匕=化匕

df。为等容变化，满足/=华

JdZa

代入数据有匕=。匕，PL汕,匕：匕=5:6,B正确；

63

C.压强不变，则单位时间碰撞单位面积器壁的分子数不变，C错误；

D.8fc->d过程的P-P图像如图

由热力学第-定律△。=%+。

做功（沙）的大小为P-P图像的线卜面积，由图可知，c•过程的线卜面积大于过程的线卜面积,

又体积均增大，气体对外做功，且大小关系为町,也

又6->c过程温度升高，内能增加，则吸收热量为。辰.=△0+%,

Cfd过程温度不变，内能不变，则吸收热量为。那二叱」

所以从b到C的过程气体从外界吸收的热量大于从C到d的过程气体从外界吸收的热量，D正确。

故选BD。

32.（多选）（2026•山东临沂・一模）在研究一定质量理想气体II勺压强p、体积V、热力学温度7的关系时,

在直角坐标系中作出如图所示的图像，其中长方体。48C-MNP。有三条边在坐标轴上，D、E、F、G是对

应边的中点，H、/是对角线MP、PC的中点，/”是OER7平面内的一条双曲线。气体从状态〃开始经

HP、PI、〃;三个过程回到原状态H,则下列说法正确的是（）

A.，到?气体体积增大

B.〃到P气体分子平均动能减少

C./到“外界对气体做功，气体向外界放热

D.。到/单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力增大

【答案】AC

【详解】AB.由图可知，气体在〃处的压强与尸处的压强相等，故气体从〃到户发生等压变化，此过程

中温度升高，体积增大，所以气体平均动能增大，故A正确，B错误；

C.由图可知，气体在“处的温度与/处的温度相等，又"/是DE尸G平面内的一条双曲线，所以该曲线为

等温变化的曲线，即气体从/到〃发生等温变化，所以该过程温度不变，则内能保持不变，又该过程体积

减小，所以外界对气体做功，因气体内能不变，根据热力学第一定律，可知气体向外界放热，故C正确：

D.由图可知，气体在尸处的体积与/处的体枳相等，故气体从尸到/发生等容变化，温度降低，压强减小,

故P到/单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小，故D错误。

故选AC。

33.（多选）（2026•重庆渝中•模拟预测）将-底面积S的恻柱形容器倒扣在水中，松手后容器底恰好与

水面齐平静止，如图甲所示，容器内有高度为h的空气。现用拉力尸缓慢向上提起容器，容器口始终未

脱离水面，如图乙所示，此时在水面上方容器内有高度为〃的水，高度为/的空气。忽略容器的厚度及

形变，大气压强为外，重力加速度为g，水的密度为p,容器为空气可视为理想气体，且温度保持不变。

下列说法正确的是（）

A.容器的重力为pg/8B.h<l

C.气体分子的平均动能变大D.在此过程中气体放热

【答案】AB

【详解】A.刚开始时，对杯子受力分析，重力等于浮力，则有=故A正确;

B.刚开始时，杯内气体的压强Pi=pg〃+Po

当在水面上方杯子内有高度为H的水时，杯内空气的压强满足P?"gH=P。

杯子被缓慢提起，有充足的时间与外界进行热交换，因此气体发生等温变化，根据玻意耳定律则有

Pi$h=pJS

Pgh)h

解得；

可见/>力，故B正确;

C.整个过程气体发生等温变化，温度不变，分子平均动能不变，故C错误；

D.提升过程中，杯内空气的压强减小，体积增大，气体对外做功，即%<0,根据热力学第一定律则有

由于内能AU不变，可知。>0,故向上提升杯子的过程中，杯内空气吸热。故D错误。

故选ABo

34.（2026•广东中山•一模）气压传动是利用压缩空气为动力源，实现机械传动的方式，下图为其结构简化

图，传动装置由水平气缸、弯管与足够高的竖直气缸构成，竖直气缸与大气相通。活塞1与水平气缸右端

距离为L,初始时刻处于静止状态，活塞2紧靠啜直气缸底端。现缓慢向右推动活塞1,随后活塞2缓慢向

上运动。已知大气压强为外，活塞1的面积为3S,活塞2的面积为S、质量为〃?。重力加速度为g,不计

一切摩擦与弯管气体的体积，气体温度保持不变。

竖直

气缸

L活塞2

水平气缸-----r〜•弯管

活塞1

(1)当活塞2开始移动时，求活塞1运动的距离立；

(2)若已知活塞1被推至水平气缸最右端的过程中，活塞I对气体做功为％,求气体放出的热量。。

【答案】⑴"=黑，

f^S+mg

(2)Q=^-3P0SL

【详解】I)对水平气缸的气体，由等温变化4x3SL=Px3s(L-AL)

其中p=4+等

解得.=尸管

RS+rng

(2)由热力学第一定律得△U=3-Q

气体对活塞2做功忆=，(£-△£)•3s

则外界对气体做的功力=%-%

由「温度不变AU=0

即0=附一

35.(2026•辽宁•二模)如图(a)所示，开口向上、内壁光滑的绝热气缸竖直放置.，气缸内用质量为

阳=2kg、面积为S=lxl03m?的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体.气缸内有一阻值为火=100。的电热

丝可以给密封气体加热，电热丝外加电压U随时间/的变化图像如图(b)所示，导线电阻和电热丝体积忽

略不计，外界大气压为为=lxl()spa,重力加速度g取lOm/s?.初始时，开关K断开，活塞到气缸底部的

距离为九=20cm,密封气体的温度为300K.现闭合开关K,经过一段时间Z=500s后断开开关，最终

活塞稳定,此时其上升了M=10cm,求:

(1)此时气缸内气体的温度：

(2)闭合开关K到活塞最终稳定后，气缸内密封气体的内能变化量.

【答案】⑴450K

(2)68J

【详解】(1)最终活塞稳定后，设气缸内密封气体的温度为加热过程中汽缸内气体压强不变,

根据盖-吕萨克定律有黑=

解得7；=450K

(2)密封气体的压强为Pi=p0+等=1.2xl()spa

活塞上升过程中,密封气体对外做功为％=PIS•4=1