文档内容
专题 14 热学
考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势
2025·甘肃卷、四川卷
考点1 分子 2024·江苏卷、安徽卷、湖南卷 注重基础考查，分子动理论、气体实验定
动理论 气体 2023·全国甲卷、全国乙卷 律、理想气体状态方程等基础知识仍是重
状态方程 2022·重庆卷、江苏卷 点，多以选择题或填空题形式出现。同
2021·海南卷、重庆卷 时，命题会结合生产生活实践、科技应用
等创设多样化情境，考查学生理解、推理
2025·陕晋宁青、山东卷 论证、模型建构及创新等能力。此外，开
考点2 气体实
2024·黑吉辽卷、新课标卷、河北卷 放性、探究性问题或增多，鼓励学生深入
验定律与热力
2023·浙江卷、广东卷
思考，培养批判性思维和解决复杂问题的
学定律的综合
2022·辽宁卷、江苏卷
能力。备考时应注重基础知识掌握，提升
应用
2021·山东卷、天津卷
综合应用与创新能力。
考点01 分子动理论 气体状态方程
1．（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 ，因为温度升高，则压强变大，故B
正确；
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学科网（北京）股份有限公司C．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。
2．（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 时分子势能 为零，则（ ）
A．只有r大于 时， 为正 B．只有r小于 时， 为正
C．当r不等于 时， 为正 D．当r不等于 时， 为负
【答案】C
【详解】两个分子间距离r等于 时分子势能为零，从 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 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 不等于 时， 为正。
故选C。
3．（2025·江苏·高考真题）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率
分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（ ）
A．分子的数密度较大
B．分子间平均距离较小
C．分子的平均动能较大
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学科网（北京）股份有限公司D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少
【答案】C
【详解】AB．根据题意，一定质量的理想气体，甲乙两个状态下气体的体积相同，所以分子密度相同、
分子的平均距离相同，故AB错误；
C．根据题图可知，乙状态下气体速率大的分子占比较多，则乙状态下气体温度较高，则平均动能大，
故C正确；
D．乙状态下气体平均速度大，密度相等，则单位时间内撞击容器壁次数较多，故D错误。
故选C。
4．（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 的空气柱。液柱长为h，密度为 。缓慢旋转细管至水平，封闭空
气柱长度为 ，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 ，细管开口向上竖直放置时空气柱温度
。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度 时，空气柱长度与竖直放置时相
同。已知 。根据该组实验数据，求重力加速度g的值。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）竖直放置时里面气体的压强为
水平放置时里面气体的压强
由等温过程可得
解得
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学科网（北京）股份有限公司（2）由定容过程
代入数据可得
5．（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 和 ，体积分别为
和 ， 。则（ ）
A．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 不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将右移
D．保持 不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将左移
【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 板不发生移动，则由定容
过程
可得左侧气体压强增加量多，则 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
， 同理 得 ，
若P不移动，则 ，故
，则 ，向右移动，C正确D错误。
故选AC
6．（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 下，b管
上的刻度可以直接读出环境温度。则在 下（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．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， 中气体做等容变化，根据 ，当环境温度升高，则 中气体压强增大，
又
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， 管中刻度从上到下温度逐渐升高，同一温度， 中压强不变， 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 管内液面降低，则温度测量值偏
大，故D正确，C错误。
故选BD。
7．（2025·海南·高考真题）竖直放置的气缸内，活塞横截面积 ，活塞质量不计，活塞与气缸无
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T 不变，求稳定之后，气体的体积 。
0
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）活塞缓慢上升过程中，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律
代入数值解得
（2）设稳定后气体的压强为 ，根据平衡条件有
分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为 ，整个过程根据玻意耳定律
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学科网（北京）股份有限公司联立解得
8．（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
【答案】ACD
【详解】A．A→B过程，体积不变，则W=0，温度升高，则∆U>0，根据热力学第一定律∆U=W+Q
可知Q>0，即该过程吸热，选项A正确；
B ．B→C过程，温度不变，则∆U=0，体积减小，则W>0，根据热力学第一定律∆U=W+Q
可知Q<0，即该过程为放热过程，选项B错误；
C ．A→B过程，体积不变，温度升高，根据
可知，压强变大，即状态A压强比状态B压强小，选项C正确；
D．状态A的温度低于状态C的温度，可知状态A的内能比状态C的小，选项D正确。
故选ACD。
9．（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。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1） ， ；（2）
【详解】（1）设抽气前两体积为 ，对气体A分析：抽气后
根据玻意耳定律得
解得
对气体B分析，若体积不变的情况下抽去一半的气体，则压强变为原来的一半即 ，则根据玻意耳
定律得
解得
（2）由题意可知，弹簧的压缩量为 ，对活塞受力分析有
根据胡克定律得
联立得
10．（2024·广东·高考真题）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 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 时，A内气体体积 ，B内气体压强 等于大气压
强 ，已知活塞的横截面积 ， ， ，重力加速度大小取 ，
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
境温度降到 时：
（1）求B内气体压强 ；
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学科网（北京）股份有限公司（2）求A内气体体积 ；
（3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到 并保持不变，求已倒入铁砂的质量 。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【详解】（1、2）假设温度降低到 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
，
末态
根据
代入数据可得
A内气体做等压变化，压强保持不变，初态
，
末态
根据
代入数据可得
由于
假设成立，即
（3）恰好稳定时，A内气体压强为
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学科网（北京）股份有限公司B内气体压强
此时差压阀恰好关闭，所以有
代入数据联立解得
11．（2024·江西·高考真题）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 完成循
环过程， 和 均为等温过程， 和 均为等容过程。已知 ，气体在状态
A的压强 ，体积 ，气体在状态C的压强 。求：
（1）气体在状态D的压强 ；
（2）气体在状态B的体积 。
【答案】（1） ；（2）
【详解】（1）从D到A状态，根据查理定律
解得
（2）从C到D状态，根据玻意耳定律
解得
12．（2024·山东·高考真题）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=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔
1
A。储液罐的横截面积S=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，
2
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ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大
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学科网（北京）股份有限公司小g=10m/s2，大气压p=1.0×105Pa。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。
0
（1）求x；
（2）松开孔A，从外界进入压强为p、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳
0
定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。
【答案】（1） ；（2）
【详解】（1）由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程，气体发生等温变化，所以有
又因为
代入数据联立解得
（2）当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有
又因为
代入数据联立解得
【点睛】
13．（2024·湖南·高考真题）一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。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p，求此时气体的体积V（用p、p和V表示）；
0 0 0
（2）小赞同学想测量该气球内气体体积V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m = 8.66 × 10−3kg（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p和体积V还满足：(p−p)(V−V ) = C，其中p = 1.0 × 105Pa为大气压强，V =
0 B0 0 B0
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学科网（北京）股份有限公司0.5 × 10−3m3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m = 8.40 ×
0
10−3kg，外界空气密度为ρ = 1.3kg/m3，求气球内气体体积V的大小。
0
【答案】（1） ；（2）
【详解】（1）理想气体做等温变化，根据玻意耳定律有
解得
（2）设气球内气体质量为 ，密度为 ，则等温变化中，气体质量不变，有：
对气球进行受力分析如图所示
根据气球的受力分析有
结合题中p和V满足的关系为
解得
14．（2024·湖北·高考真题）如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m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
h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升 再次平衡。已知容器内气体内能变化量
ΔU与温度变化量ΔT的关系式为 ，C为已知常数，大气压强恒为 ，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。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1） ；（2）
【详解】（1）气体进行等压变化，则由盖吕萨克定律得
即
解得
（2）此过程中气体内能增加
气体对外做功大小为
由热力学第一定律可得此过程中容器内气体吸收的热量
15．（2024·全国甲卷·高考真题）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、b之间，b与汽缸底部的距离 ，活塞的
面积为 。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 和 。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
b处（过程中气体温度视为不变），外力增加到 并保持不变。
（1）求外力增加到 时，卡销b对活塞支持力的大小；
（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b时气体的温度。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）100N；（2）327K
【详解】（1）活塞从位置 到 过程中，气体做等温变化，初态
、
末态
、
根据
解得
此时对活塞根据平衡条件
解得卡销b对活塞支持力的大小
（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
，
末态，对活塞根据平衡条件
解得
设此时温度为 ，根据
解得
16．（2024·江苏·高考真题）装有科学仪器的密闭容器内部充满温度为 、压强为 的气体。
容器上有面积为 的平面观察窗，现将该容器送到到月球上，内部气体的温度变成240K，体积
保持不变，月球表面视为真空。求此时：
（1）该气体的压强 ；
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学科网（北京）股份有限公司（2）观察窗受到气体的压力 。
【答案】（1）8 × 104Pa；（2）4.8 × 103N
【详解】（1）由题知，整个过程可认为气体的体积不变，则有
解得
p = 8 × 104Pa
2
（2）根据压强的定义，气体对观测窗的压力
F = pS = 4.8 × 103N
2
17．（2023·重庆·高考真题）密封于气缸中的理想气体，从状态 依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达
到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示，则对应的气体压强p随T变化
的p-T图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】由V-T图像可知，理想气体ab过程做等压变化，bc过程做等温变化，cd过程做等容变化。
根据理想气体状态方程，有
可知bc过程理想气体的体积增大，则压强减小。
故选C。
18．（2023·上海·高考真题）一定质量的理想气体，经历如图过程，其中 分别为双曲线的一部分。
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学科网（北京）股份有限公司下列对 四点温度大小比较正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】AC．由题可知一定质量的理想气体， 分别为双曲线的一部分，故 分别为该气体
的两段等温变化的过程。则
、
AC错误；
BD．ad、bc两过程都是等容变化，由图可知
，
根据查理定律可知
可得
、
故B正确，D错误。
故选B。
19．（2023·湖北·高考真题）如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截
面积分别为S、 ，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气
体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长
度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降 ，左侧活塞上
升 。已知大气压强为 ，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始
终在弹性限度内。求：
（1）最终汽缸内气体的压强。
（2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1） ；（2） ；
【详解】（1）对左右汽缸内所封的气体，初态压强
p=p
1 0
体积
末态压强p，体积
2
根据玻意耳定律可得
解得
（2）对右边活塞受力分析可知
解得
对左侧活塞受力分析可知
解得
20．（2023·辽宁·高考真题）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存
能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所
示。该过程对应的p-V图像可能是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】根据
可得
从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原
点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c态的体积大于b态体积。
故选B。
21．（2023·江苏·高考真题）如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中
（ ）
A．气体分子的数密度增大
B．气体分子的平均动能增大
C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
【答案】B
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学科网（北京）股份有限公司【详解】A．根据
可得
则从A到B为等容线，即从A到B气体体积不变，则气体分子的数密度不变，选项A错误；
B．从A到B气体的温度升高，则气体分子的平均动能变大，则选项B正确；
C．从A到B气体的压强变大，气体分子的平均速率变大，则单位时间内气体分子对单位面积的器壁
的碰撞力变大，选项C错误；
D．气体的分子密度不变，从A到B气体分子的平均速率变大，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的
气体分子数变大，选项D错误。
故选B。
22．（2023·全国乙卷·高考真题）如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为 的A、B两段
细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长
度均为 。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变 。求B管在上方
时，玻璃管内两部分气体的压强。（气体温度保持不变，以 为压强单位）
【答案】 ，
【详解】设B管在上方时上部分气压为p ，则此时下方气压为p ，此时有
B A
倒置后A管气体压强变小，即空气柱长度增加1cm，A管中水银柱减小1cm，A管的内径是B管的2倍，
则
可知B管水银柱增加4cm，空气柱减小4cm；设此时两管的压强分别为 、 ，所以有
倒置前后温度不变，根据玻意耳定律对A管有
对B管有
18 / 43
学科网（北京）股份有限公司其中
联立以上各式解得
23．（2023·全国甲卷·高考真题）一高压舱内气体的压强为1.2个大气压，温度为17℃，密度为
1.46kg/m3。
（i）升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27℃时舱内气体的密度；
（ii）保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压，求舱内气体的密度。
【答案】（i）1.41kg/m3；（ii）1.18kg/m3
【详解】（i）由摄氏度和开尔文温度的关系可得
T = 273＋17K = 290K，T = 273＋27K = 300K
1 2
理想气体状态方程pV = nRT可知
其中n为封闭气体的物质的量，即理想气体的 正比于气体的质量，则
其中p = p = 1.2p，ρ = 1.46kg/m3，代入数据解得
1 2 0 1
ρ = 1.41kg/m3
2
（ii）由题意得p = p ，T = 273＋27K = 300K同理可得
3 0 3
解得
ρ = 1.18kg/m3
3
24．（2022·重庆·高考真题）某同学探究一封闭汽缸内理想气体的状态变化特性，得到压强p随温度t的变
化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为 的等容过程，当温度为 时气体的压强为 ；图线Ⅱ描述
的是压强为 的等压过程。取 为 ，求
①等容过程中，温度为 时气体的压强；
19 / 43
学科网（北京）股份有限公司②等压过程中，温度为 时气体的体积。
【答案】① ；②
【详解】①在等容过程中，设0℃时气体压强为p ；根据查理定律有
0
解得
②当压强为p ，温度为0℃时，设此时体积为V ，则根据理想气体状态方程有
2 2
解得
25．（2022·重庆·高考真题）2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032
米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，
则艇内气体（ ）（视为理想气体）
A．吸收热量 B．压强增大 C．内能减小 D．对外做负功
【答案】C
【详解】由于浮空艇上升过程中体积和质量均不变，则艇内气体不做功；根据
可知温度降低，则艇内气体压强减小，气体内能减小；又根据
可知气体放出热量。
故选C。
26．（2022·江苏·高考真题）自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正
确的是（ ）
A．体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变
B．压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
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学科网（北京）股份有限公司C．因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D．温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
【答案】D
【详解】A．密闭容器中的氢气质量不变，分子个数不变，根据
可知当体积增大时，单位体积内分子个数变少，分子的密集程度变小，故A错误；
B．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；压强增大并不是因
为分子间斥力增大，故B错误；
C．普通气体在温度不太低，压强不太大的情况下才能看作理想气体，故C错误；
D．温度是气体分子平均动能的标志，大量气体分子的速率呈现“中间多，两边少”的规律，温度变
化时，大量分子的平均速率会变化，即分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变
化，故D正确。
故选D。
27．（2022·上海·高考真题）如图所示，两根粗细相同的玻璃管下端用橡皮管相连，左管内封有一段长
30cm的气体，右管开口，左管水银面比右管内水银面高25cm，大气压强为75cmHg，现移动右侧玻
璃管，使两侧管内水银面相平，此时气体柱的长度为（ ）
A．20cm B．25cm
C．40cm D．45cm
【答案】A
【详解】设玻璃管横截面积为 ，初态，气体的压强为
体积
当两侧管内水银面相平时，设气体柱长度为 ，则气体体积为
压强
由玻意耳定律可得
21 / 43
学科网（北京）股份有限公司联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
28．（2022·河北·高考真题）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸
内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔
板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强 。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为 ，
各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体
积为原来的 ，设整个过程温度保持不变，求：
（i）此时上、下部分气体的压强；
（ii）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。
【答案】（1） ， ；（2）
【详解】（1）旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知
解得旋转后上部分气体压强为
旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为 ，则
解得旋转后下部分气体压强为
（2）对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力 竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向
上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知
解得活塞的质量为
22 / 43
学科网（北京）股份有限公司29．（2021·重庆·高考真题）定高气球是种气象气球，充气完成后，其容积变化可以忽略。现有容积为
的某气罐装有温度为 、压强为 的氦气，将该气罐与未充气的某定高气球连通充气。当充气完成后
达到平衡状态后，气罐和球内的温度均为 ，压强均为 ， 为常数。然后将气球密封并释放升空至
某预定高度，气球内气体视为理想气体，假设全过程无漏气。
（1）求密封时定高气球内气体的体积；
（2）若在该预定高度球内气体重新达到平衡状态时的温度为 ，求此时气体的压强。
【答案】（1） ；（2）
【详解】（1）设密封时定高气球内气体体积为V，由玻意耳定律
解得
（2）由查理定律
解得
30．（2021·海南·高考真题）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过
等温过程到达状态c，直线 过原点。则气体（ ）
A．在状态c的压强等于在状态a的压强
B．在状态b的压强小于在状态c的压强
C．在 的过程中内能保持不变
D．在 的过程对外做功
【答案】AC
【详解】AB．根据
23 / 43
学科网（北京）股份有限公司可知，因直线ac过原点，可知在状态c的压强等于在状态a的压强，b点与原点连线的斜率小于c点
与原点连线的斜率，可知在状态b的压强大于在状态c的压强，选项A正确，B错误；
C．在 的过程中温度不变，则气体的内能保持不变，选项C正确；
D．在 的过程中，气体的体积不变，则气体不对外做功，选项D错误。
故选AC。
考点02 气体实验定律与热力学定律的综合应用
31．（2025·福建·高考真题）洗衣机水箱的导管内存在一竖直空气柱，根据此空气柱的长度可知洗衣机内
的水量多少。当空气柱压强为p 时，空气柱长度为L，水位下降后，空气柱温度不变，空气柱内压强
1 1
为p，则空气柱长度L=___________ ，该过程中内部气体对外界___________ 。（填做正功，做负
2 2
功，不做功）
【答案】 做正功
【详解】[1]设细管的截面积为S，根据玻意耳定律有
可得
[2]根据题意当洗衣机内的水位下降时，空气柱长度变长，故内部气体对外界做正功。
32．（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：
24 / 43
学科网（北京）股份有限公司(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）。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）活塞开始缓慢上升，由受力平衡
可得封闭的理想气体压强
升温过程中，等压膨胀，由盖-吕萨克定律
解得
（2） 升温过程中，等压膨胀，外界对气体做功
降温过程中，等容变化，外界对气体做功
活塞受力平衡有
解得封闭的理想气体压强
降温过程中，等压压缩，由盖-吕萨克定律
解得
外界对气体做功
全程中外界对气体做功
因为 ，故封闭的理想气体总内能变化
25 / 43
学科网（北京）股份有限公司利用热力学第一定律
解得
故封闭气体吸收的净热量 。
33．（2025·安徽·高考真题）在恒温容器内的水中，让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气，球
内气体（可视为理想气体）温度不变，则气球上升过程中，球内气体（ ）
A．对外做功，内能不变 B．向外放热，内能减少
C．分子的平均动能变小 D．吸收的热量等于内能的增加量
【答案】A
【详解】根据题意可知，气球缓慢上升的过程中，气体温度不变，则气体的内能不变，分子的平均动
能不变，气体的体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，由于气体的内能不变，则吸收的
热量与气体对外做的功相等。
故选A。
34．（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 ，气体被压缩，体积减小，
则外界对气体做正功 ，根据热力学第一定律 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 ，则气体压强增大，
故A错误；
B．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。
35．（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（ ）
26 / 43
学科网（北京）股份有限公司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 可知，气体压强减小。
故选D。
36．（2025·河北·高考真题）某同学将一充气皮球遗忘在操场上，找到时发现因太阳曝晒皮球温度升高，
体积变大。在此过程中若皮球未漏气，则皮球内封闭气体（ ）
A．对外做功
B．向外界传递热量
C．分子的数密度增大
D．每个分子的速率都增大
【答案】A
【详解】A．皮球体积变大，气体膨胀，对外界做功，故A正确。
B．太阳暴晒使气体温度升高，是外界对气体传热（气体吸热），而非气体向外界传递热量，故B错
误。
C．皮球未漏气，分子总数不变，体积变大，分子的数密度减小，故C错误。
D．温度升高，分子平均动能增大，但并非每个分子速率都增大，只是“平均”情况，故D错误。
故选A。
37．（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。
27 / 43
学科网（北京）股份有限公司(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 。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）气体可视为理想气体，根据理想气体状态方程
整理代入数据得
（2）p-V图线与y轴围成的面积代表做功的大小，该过程气体体积增大，则气体对外做功，可得外界
对气体做功为
由热力学第一定律
代入数据可得
38．（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T = 300 K，体积V = 1
1 1
× 103 cm3处于状态1的理想气体，管内水面与瓶内水面高度差h = 10 cm。将瓶子放进T = 303 K的恒
2
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1.02 J；从状态1到状态3，气体吸收热量4.56 J，大气压强p = 1.0 × 105 Pa，水的密度ρ = 1.0
0
× 103 kg/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V；
3
(3)求从状态1到状态3气体内能的改变量ΔU。
28 / 43
学科网（北京）股份有限公司【答案】(1) 不变 减小
(2)V = 1.0201 × 103 cm3
3
(3)ΔU = 2.53 J
【详解】（1）[1][2]从状态2到状态3，温度保持不变，气体分子的内能保持不变，则气体分子平均速
率不变，由于气体对外做功，则气体压强减小，故单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数减小。
（2）气体从状态1到状态2的过程，由盖—吕萨克定律
其中
， ，
解得
此时气体压强为
气体从状态2到状态3的过程，由玻意耳定律
其中
代入数据解得，气体在状态3的体积为
（3）气体从状态1到状态2的过程中，气体对外做功为
由热力学第一定律
其中
，
代入解得，从状态1到状态3气体内能的改变量为
39．（2024·重庆·高考真题）某救生手环主要由高压气罐密闭。气囊内视为理想气体。密闭气囊与人一起
上浮的过程中。若气囊内气体温度不变，体积增大，则（ ）
A．外界对气囊内气体做正功 B．气囊内气体压强增大
C．气囊内气体内能增大 D．气囊内气体从外界吸热
【答案】D
【详解】AB．气囊上浮过程，密闭气体温度不变，由玻意耳定律
29 / 43
学科网（北京）股份有限公司pV = C
可知，体积变大，则压强变小，气体对外做功，故AB错误；
CD．气体温度不变，内能不变，气体对外做功，W < 0，由热力学第一定律
ΔU = Q＋W
则Q > 0，需要从外界吸热，故C错误，D正确。
故选D。
40．（2024·浙江·高考真题）如图所示，测定一个形状不规则小块固体体积，将此小块固体放入已知容积
为V 的导热效果良好的容器中，开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管，其横截面积为S，接口用蜡密
0
封。容器内充入一定质量的理想气体，并用质量为m的活塞封闭，活塞能无摩擦滑动，稳定后测出气
柱长度为l，将此容器放入热水中，活塞缓慢竖直向上移动，再次稳定后气柱长度为l、温度为T。
1 2 2
已知S=4.0×10-4m2，m=0.1kg，l=0.2 m，l=0.3m，T=350K，V=2.0×10-4m3，大气压强p=1.0×105Pa，环
1 2 2 0 0
境温度T=300K。
1
（1）在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力________（选填“变大”“变小”或“不
变”），气体分子的数密度_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）求此不规则小块固体的体积V；
（3）若此过程中气体内能增加10.3 J，求吸收热量Q。
【答案】（1）不变，变小；（2）4×10-5m3；（3）14.4J
【详解】（1）[1][2]温度升高后，活塞缓慢上升，受力不变，故封闭气体的压强不变，根据 可
知器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变；由于体积变大，故气体分子的数密度变小。
（2）气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律
解得
（3）整个过程中外界对气体做功为
对活塞受力分析
解得
30 / 43
学科网（北京）股份有限公司根据热力学第一定律
其中
解得
故气体吸收热量为14.4J。
41．（2024·海南·高考真题）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
化简可得
由图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故
p < p = pbc过程为等压变化，体积减小，外界对气体做功，故A正确；
a b c
B．由理想气体状态方程
化简可得
由图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故
ca过程气体压强减小，故B错误；
C．ab过程为等温变化，内能不变，故
31 / 43
学科网（北京）股份有限公司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
根据热力学第一定律
解得
Ab过程气体放出热量，故C正确；
D．ca过程，温度升高，内能增大，故D错误。
故选C。
42．（2024·河北·高考真题）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（ ）
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
【详解】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。因活塞密封不严，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．密闭的汽缸绝热，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，最终气体充满整个汽缸，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ACD。
43．（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（ ）
32 / 43
学科网（北京）股份有限公司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
即内能增大， ，根据热力学第一定律 可知 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： 过程中气体与外界无热量交换，即
又由气体体积增大可知 ，由热力学第一定律 可知气体内能减少。
方法二： 过程为等温过程，所以
结合 分析可知
所以b到c过程气体的内能减少。故B错误；
C． 过程为等温过程，可知
根据热力学第一定律可知 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： 一整个热力学循环过程 ，整个过
程气体对外做功，因此热力学第一定律可得
故 过程气体从外界吸收的热量 不等于 过程放出的热量 ，D错误。
故选C。
【点睛】
44．（2024·新疆河南·高考真题）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
33 / 43
学科网（北京）股份有限公司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（ ）
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
【详解】A．1→2为绝热过程，根据热力学第一定律 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．2→3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 ，故气体吸收热量，故B错误；
C．3→4为绝热过程，此时气体体积增大，气体对外界做功 ，根据热力学第一定律可知气体内能
减小，故C错误；
D．4→1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 ，
故可知气体向外放热，故D正确。
故选AD。
45．（2024·浙江·高考真题）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
的左右两部分。面积为 的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为真空，右侧中一
定质量的理想气体处于温度 、压强 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F，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 的状态3，气体内能增加
。已知大气压强 ，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F的大小；
（3）求电阻丝C放出的热量Q。
34 / 43
学科网（北京）股份有限公司【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） ；（3）
【详解】（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
解得状态2气体的压强为
解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，以活塞B为对象，根据受力平衡可得
解得
（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 的状态3，可知
气体做等压变化，则有
可得状态3气体的体积为
该过程气体对外做功为
根据热力学第一定律可得
解得气体吸收的热量为
可知电阻丝C放出的热量为
46．（2023·福建·高考真题）一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程后回到状态A，其
35 / 43
学科网（北京）股份有限公司图如图所示。完成一次循环，气体内能_________（填“增加”“减少”或“不变”），气体对
外界_________（填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体______（填“吸热”“放热”“不
吸热”或“不放热”）。
【答案】 不变 做正功 吸热
【详解】[1]完成一次循环，回到初始状态，理想气体温度不变，而一定质量的气体的内能仅由温度决
定，所以整个过程气体的内能不变；
[2][3]对p-V图像来说，图像与坐标轴所围图形的面积表示气体做功情况，其中从A→B→C的过程气体
的体积减小是外界对气体做功的过程，从C→D→A的过程气体的体积增大，是气体对外做功的过程，
且从C→D→A的过程图像与坐标轴所围的面积大于从A→B→C的过程图像与坐标轴所围的面积，即气
体对外做的功大于外界对气体做的功，则整个过程中表现为气体对外界做正功；根据热力学第一定律
因为 ，可知因
W＜0
则
Q＞0
所以气体从外界吸收热量。
47．（2023·广东·高考真题）在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气
泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示
的 图像，气泡内气体先从压强为 、体积为 、温度为 的状态 等温膨胀到体积为 、压
强为 的状态 ，然后从状态 绝热收缩到体积为 、压强为 、温度为 的状态 到 过程
中外界对气体做功为 ．已知 和 ．求：
36 / 43
学科网（北京）股份有限公司（1） 的表达式；
（2） 的表达式；
（3） 到 过程，气泡内气体的内能变化了多少？
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【详解】（1）由题可知，根据玻意耳定律可得
解得
（2）根据理想气体状态方程可知
解得
（3）根据热力学第一定律可知
其中 ，故气体内能增加
48．（2023·浙江·高考真题）某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容
器内用面积 、质量 的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气
体处于温度 、活塞与容器底的距离 的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，
活塞缓慢上升 恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续
加热至温度 的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了 。
取大气压 ，求气体。
（1）在状态B的温度；
（2）在状态C的压强；
（3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。
37 / 43
学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）330K；（2） ；（3）
【详解】（1）根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变，则有
解得
（2）从状态A到状态B的过程中，活塞缓慢上升，则
解得
根据题意可知，气体由状态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则有
解得
（3）根据题意可知，从状态A到状态C的过程中气体对外做功为
由热力学第一定律有
解得
49．（2022·天津·高考真题）采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，
一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则（ ）
A．绝热过程中，气体分子平均动能增加B．绝热过程中，外界对气体做负功
C．等压过程中，外界对气体做正功 D．等压过程中，气体内能不变
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学科网（北京）股份有限公司【答案】AC
【详解】AB．一定质量的理想气体经过绝热过程被压缩，可知气体体积减小，外界对气体做正功，根
据热力学第一定律可知，气体内能增加，则气体温度升高，气体分子平均动能增加，故A正确，B错
误；
CD．一定质量的理想气体经过等压过程回到初始温度，可知气体温度降低，气体内能减少；根据
可知气体体积减小，外界对气体做正功，故C正确，D错误。
故选AC。
50．（2022·北京·高考真题）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，气体温度保持不变 B．从a到b，气体对外界做功
C．从b到c，气体内能减小 D．从b到c，气体从外界吸热
【答案】D
【详解】AB．一定质量的理想气体从状态a开始，沿题图路径到达状态b过程中气体发生等容变化，
压强减小，根据查理定律 ，可知气体温度降低，再根据热力学第一定律U = Q＋W，由于气体
不做功，内能减小，则气体放热，AB错误；
CD．一定质量的理想气体从状态b沿题图路径到达状态c过程中气体发生等压变化，体积增大，根据
，可知气体温度升高，内能增大，再根据热力学第一定律U = Q＋W，可知b到c过程吸热，
且吸收的热量大于功值，C错误、D正确。
故选D。
51．（2022·江苏·高考真题）如图所示，一定质量的理想气体分别经历 和 两个过程，其中
为等温过程，状态b、c的体积相同，则（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．状态a的内能大于状态b B．状态a的温度高于状态c
C． 过程中气体吸收热量 D． 过程中外界对气体做正功
【答案】C
【详解】A．由于a b的过程为等温过程，即状态a和状态b温度相同，分子平均动能相同，对于理
想气体状态a的内能等于状态b的内能，故A错误；
→
B．由于状态b和状态c体积相同，且 ，根据理想气体状态方程
可知 ，又因为 ，故 ，故B错误；
CD．因为a c过程气体体积增大，气体对外界做正功；而气体温度升高，内能增加，根据
→
可知气体吸收热量；故C正确，D错误；
故选C。
52．（2022·辽宁·高考真题）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图
像如图所示，此过程中该系统（ ）
A．对外界做正功 B．压强保持不变 C．向外界放热 D．内能减少
【答案】A
【详解】A．理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，理想气体对外界做正功，A正确；
B．由题图可知
V = V + kT
0
根据理想气体的状态方程有
联立有
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学科网（北京）股份有限公司可看出T增大，p增大，B错误；
D．理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大，D错误；
C．理想气体从状态a变化到状态b，由选项AD可知，理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热
力学第一定律可知气体向外界吸收热量，C错误。
故选A。
53．（2021·江苏·高考真题）如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中，活塞的面积为S，与汽缸
底部相距L，汽缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为p 和T。现接通
0 0
电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离L后停止，活塞与汽缸间的滑动摩擦为
f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体吸收的热量为Q，求该过程中：
（1）内能的增加量∆U；
（2）最终温度T。
【答案】（1） ；（2）
【详解】（1）活塞移动时受力平衡
气体对外界做功
根据热力学第一定律
解得
（2）活塞发生移动前，发生等容变化，即
活塞向右移动了L，等压过程
且
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学科网（北京）股份有限公司解得
54．（2021·天津·高考真题）列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有
效减振，空气弹簧主要由活塞、气缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车
厢振动，上下乘客时气缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气
体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若气缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中（
）
A．上下乘客时，气体的内能不变 B．上下乘客时，气体从外界吸热
C．剧烈颠簸时，外界对气体做功 D．剧烈颠簸时，气体的温度不变
【答案】AC
【详解】AB．上下乘客时气缸内气体与外界有充分的热交换，即发生等温变化，温度不变，气体的内
能不变；根据热力学第一定律，气体被压缩，外界对气体做功，气体放出热量， A正确，B错误；
CD．剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，且气体与外界来不及热交换，气体经历绝热过程，在气
体压缩的过程中，外界对气体做功，根据热力学第一线定律，气体内能增加，温度升高，C正确，D
错误。
故选AC。
55．（2021·山东·高考真题）如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导
热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小
瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体（ ）
A．内能减少
B．对外界做正功
C．增加的内能大于吸收的热量
D．增加的内能等于吸收的热量
【答案】B
【详解】A．由于越接近矿泉水瓶口，水的温度越高，因此小瓶上浮的过程中，小瓶内温度升高，内
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学科网（北京）股份有限公司能增加，A错误；
B．在小瓶上升的过程中，小瓶内气体的温度逐渐升高，压强逐渐减小，根据理想气体状态方程
气体体积膨胀，对外界做正功，B正确；
CD．由AB分析，小瓶上升时，小瓶内气体内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律
由于气体对外做功，因此吸收的热量大于增加的内能，CD错误。
故选B。
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