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专题 25 热学
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考向一 分子动理论、内能及热力学定律................................................................................................................1
考查方式一 分子动理论、内能及热力学定律................................................................................................2
考向二 固体、液体和气体........................................................................................................................................4
考向三 气体实验定律与理想气体状态方程............................................................................................................6
考向四 气体的状态变化图象与热力学定律的综合问题......................................................................................11
【题型演练】...............................................................................................................................................................17
考向一 分子动理论、内能及热力学定律
1.分子动理论要掌握的“一个桥梁、三个核心”
(1)宏观量与微观量的转换桥梁
(2)分子模型、分子数
①分子模型：球模型V＝πR3，立方体模型V＝a3.
②分子数：N＝nN ＝N ＝N (固体、液体)．
A A A
(3)分子运动：分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，即平均速率越大，
但某个分子的瞬时速率不一定大．
(4)分子势能、分子力与分子间距离的关系．
2.理想气体相关三量ΔU、W、Q的分析思路
(1)内能变化量ΔU的分析思路
①由气体温度变化分析气体内能变化．温度升高，内能增加；温度降低，内能减少．
②由公式ΔU＝W＋Q分析内能变化．
(2)做功情况W的分析思路
①由体积变化分析气体做功情况．体积膨胀，气体对外界做功；体积被压缩，外界对气体做功．
②由公式W＝ΔU－Q分析气体做功情况．
(3) 气体吸、放热Q的分析思路：一般由公式Q＝ΔU－W分析气体的吸、放热情况．考查方式一 分子动理论、内能及热力学定律
【典例1】（多选）关于分子动理论，下列说法正确的有( )
A．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明
B．布朗运动不是分子的运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性
C．压缩气体时，体积越小，压强越大，说明气体分子间存在着斥力
D．从微观角度来看，气体的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关
【解析】扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，选项A正确．布朗运动是悬浮在液体
表面的固体颗粒的运动，不是分子的运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性，选项B正确．压缩
气体时，体积越小压强越大，这是因为体积越小时气体分子的密度越大，单位时间内气体分子对器壁的碰
撞次数越多，压强越大，这与气体分子间的斥力无关，选项C错误．从微观角度来看，气体的压强与气体
分子的平均动能和分子的密集程度有关，气体动能越大，气体分子对器壁的碰撞力越大；分子密集程度越
大，单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数越多，压强越大，选项D正确．
【答案】ABD
[变式1]（多选）如图所示，活塞和固定隔板把汽缸内的气体分成甲、乙两部分．已知活塞和汽缸壁均绝热，
隔板由导热材料制成，气体的温度随其内能的增加而升高．现用力使活塞缓慢向左移动，下列做法正确的
是( )
A．外力对气体乙做正功
B．气体乙的内能不变
C．气体乙将热量传递给气体甲
D．气体甲的内能不变
【解析】由于甲、乙系统和外界是绝热的，因此不能和外界进行热交换Q＝0，甲、乙内能的变换只
能通过外界做功引起，当活塞缓慢地向左移动一段距离时，乙气体体积减小，外界对乙做功，其内能增加，
温度升高，然后通过隔板将热量传递给甲一部分，最终甲、乙内能都增加，故A、C正确，B、D错误．
【答案】AC
[变式2]（多选）下列说法中正确的是( )
A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大
B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动
C．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V，则阿伏加德罗常数可表示为N ＝
0 A
【解析】若外界对气体做的功大于气体放出的热量，气体温度升高，其分子的平均动能增大，故A是
正确的；布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，故B是正确
的；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故C错误；某固体或液体的摩尔体积
为V，每个分子的体积为V，则阿伏加德罗常数可表示为N ＝，但对于气体此式不成立，故D错误．
0 A
【答案】AB
[变式3]（多选）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、
环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中
向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体
分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流
出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（ ）
A．A端为冷端，B端为热端
B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的
C．A端流出的气体内能一定大于B端流出的
D．该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律
E．该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律
【答案】ABE
【详解】A. 依题意，中心部位为热运动速率较低的气体，与挡板相作用后反弹，从A端流出，而边缘部
份热运动速率较高的气体从B端流出；同种气体分子平均热运动速率较大、其对应的温度也就较高，所以
A端为冷端、B端为热端，故A正确；
B．依题意，A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出
的气体分子热运动平均速度小于从B端流出的，故B正确；
C．A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，则从A端流出的气体分子
平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关；依题意，不能得出从A端流
出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能，故C错误；
DE．该装置将冷热不均气体的进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非是自发进行的，没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端出、较高的从B端出，也符合能量守恒定律，故D错误，E
正确。
故选ABE。
[变式4（多选）]两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下
列说法正确的是（ ）
A．分子力先增大，后一直减小
B．分子力先做正功，后做负功
C．分子动能先增大，后减小
D．分子势能先增大，后减小
E．分子势能和动能之和不变
【答案】BCE
【详解】A．由分子动理论的知识，当两个分子相互靠近，直至不能靠近的过程中，分子力先是引力且先
增大后减小，之后为分子斥力，一直增大，故A错误；
BCD．分子引力先做正功，然后分子斥力做负功，分子势能先减小再增大，分子动能先增大后减小，故
BC正确，D错误；
E．因为只有分子力做功，所以分子势能和分子动能的总和保持不变，故E正确。
故选BCE。
考向二 固体、液体和气体
1．固体和液体的主要特点
(1)晶体和非晶体的分子结构不同，表现出的物理性质不同．晶体具有确定的熔点，单晶体表现出各向
异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化．
(2)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间，液晶具有流动性，在光学、电学物
理性质上表现出各向异性．
(3)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切．
2．饱和汽压的特点
液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．
3.相对湿度
某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比．即B＝.
4．对气体压强的两点理解
(1)气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞的结果，温度越高，气体分子数密度越大，气体对容器壁因碰撞而产生的压强就越大．
(2)地球表面大气压强可认为是大气重力产生的．
【典例2】（多选）下列说法中正确的是( )
A．同种元素形成的晶体只能有一种排列规律
B．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的
C．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D．晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
【解析】同种元素原子可以按不同结构排列，即具有不同的空间点阵，物理性质则不同，如石墨和金
刚石，A项错误；晶体的分子(或原子、离子)排列规则，构成空间点阵，非晶体的分子(或原子、离子)排列
不规则，B项正确；由于物质内部原子排列的明显差异，导致了晶体与非晶体物理、化学性质的巨大差别，
晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，C项正确；单晶体的物理性质是各向异性的，多晶体和非晶
体的物理性质是各向同性的，故D项错误．
【答案】BC
[变式1]（多选）下列说法正确的是( )
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体
【解析】晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项
A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，
选项B正确；同种元素构成的固体可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选
项C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D正确．
【答案】BCD
[变式2] 是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能
量280kJ，断裂 、 键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ，则 的反应热
为（ ）
A．-1780 B．-1220
C．-450 D．+430
【答案】B【详解】对于
S（s）+3F （g）═SF （g）
2 6
SF 是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键，由
6
=反应物总键能-生成物总键能
可得其反应热
=280kJ/mol+3×160kJ/mol-6×330kJ/mol=-1220kJ/mol
故选B。
[变式3]铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的
侧视形状应当是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，在复色光时，出现彩色条纹，由于
重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距上疏下密，由于表面张力的
作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，ABD错误。
故选C。
考向三 气体实验定律与理想气体状态方程
1．气体压强的几种求法
(1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡
方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强．
(2)力平衡法：选与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡
方程，求得气体的压强．
(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．
(4)加速运动系统中封闭气体压强的求法：选与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，
利用牛顿第二定律列方程求解．
2．巧选“充气、抽气、灌气(分装)、漏气”问题中的研究对象——化变质量为定质量
在“充气、抽气、灌气(分装)、漏气”问题中通过巧选研究对象可以把变质量问题转化为定质量的问
题．
(1)充气问题设想将充进容器内的气体用一个无形的弹性口袋收集起来，那么当我们取容器和口袋内的全部气体为
研究对象时，这些气体状态不管怎样变化，其质量总是不变的．这样，就将变质量问题转化为定质量问题．
(2)抽气问题
用抽气筒对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，其解决方法同充气问题类似，
假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即把变质量问题转化为定质量问题．
(3)灌气(分装)问题
将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看
作整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题．
(4)漏气问题
容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，不能用理想气体状态方程求解．如果选容器内剩余气体为
研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题．
【典例3】如图所示，横截面积为10 cm2的圆柱形汽缸内有a、b两个质量忽略不计的活塞，两个活塞把汽
缸内的气体分为A、B两部分，A部分和B部分气柱的长度都为15 cm.活塞a可以导热，汽缸和活塞b是绝
热的．与活塞b相连的轻弹簧劲度系数为100 N/m.初始状态A、B两部分气体的温度均为27 ℃，活塞a刚
好与汽缸口平齐，弹簧为原长．若在活塞a上放上一个5 kg的重物，则活塞a下降一段距离后静止．然后
通过B内的电热丝(图中未画出)对B部分气体进行缓慢加热，使活塞a上升到与汽缸口再次平齐的位置，
则此时B部分气体的温度为多少？(已知外界大气压强为p＝1×105 Pa，重力加速度大小g＝10 m/s2，不计
0
活塞与汽缸间的摩擦，不计弹簧及电热丝的体积)
【解析】对于A部分气体，初态p ＝1×105 Pa，V＝lS
A A 1
末态p ′＝p＋＝1.5×105 Pa，V′＝l′S
A 0 A 1
根据玻意耳定律有p V＝p ′V′
A A A A
解得l′＝10 cm
1
若使活塞A返回原处，B部分气体末状态时气柱长为l′＝20 cm，此时弹簧要伸长5 cm
2
对活塞B有p ′S＋k·Δl＝p ′S
A B
解得p ′＝1.55×105 Pa，V ′＝l′S
B B 2
对B部分气体，初态p ＝1×105 Pa，
B
V ＝lS，T ＝300 K
B 1 B
根据理想气体状态方程有＝解得T ′＝620 K
B
则t＝(620－273)℃＝347 ℃
【答案】347 ℃
[变式1]如图所示，总体积为V的圆柱形汽缸中，有一个厚度不计的轻质活塞，活塞横截面积为S，与汽缸
壁之间可以无摩擦滑动．在温度为T、大气压强为p 的环境中，用活塞密封一定质量的空气，并在活塞上
0 0
放一个质量为m的重物(mg＝pS)，系统达到平衡状态后，系统的体积为，并与环境温度相同．为使活塞升
0
至汽缸顶部，现用一个打气筒对汽缸充气，打气筒一次可以把一个标准大气压下体积为的空气充入汽缸．
(空气看作理想气体，＝1.414)
(1)在缓慢充气的情况下，缸内气体温度不变，求至少充气多少次才能使活塞升至汽缸顶部？
(2)在快速充气的情况下，缸内气体来不及散热，且每次充气可以使缸内气体温度升高，求至少充气多
少次才能使活塞升至汽缸顶部？
【解析】(1)设至少充气n次，则n次充气的气体体积为，压强为p，充气后压强为2p，体积为，由
0 0
玻意耳定律有p＝2p
0 0
解得n＝100次
(2)设至少充气N次，则N次充气的气体体积为，压强为p，温度为T；汽缸原有气体体积，压强为
0 0
2p，温度为T；充气后体积为V，压强为2p，温度为T＋；由理想气体状态方程，得
0 0 0 0
＝
整理得到(1＋)2＝2
解得N＝100(－1)
根据题意，取N＝42次
【答案】(1)100次 (2)42次
[变式2]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。
【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
[变式3]足够长的玻璃管水平放置，用长 的水银封闭一段长为 的空气柱，大气压强为 ，
环境温度为 ，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则：
①空气柱是吸热还是放热
②空气柱长度变为多少
③当气体温度变为 时，空气柱长度又是多少？
【答案】①放热；② ；③
【详解】①②以封闭气体为研究对象，气体做等温变化，设玻璃管横截面积为 ，玻璃管水平时
玻璃管竖起来后
根据
解得气体体积减小，外界对气体做功，但其温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知气体向外放热；
③空气柱长度为 ；由等压变化得
其中
解得
考向四 气体的状态变化图象与热力学定律的综合问题
1．一定质量的理想气体的状态变化图象与特点
类别 图象 特点 其他图象
pV＝CT(其中C为恒量)，pV之
积越大，等温线温度越高，线离原
点越远
等温线
p＝CT，斜率k＝CT，即斜率
越大，温度越高
p＝T，斜率k＝，即斜率越
等容线
大，体积越小
V＝T，斜率k＝，即斜率越
等压线
大，压强越小
2.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式
(1)定性判断
利用题中的条件和符号法则对W、Q、ΔU中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用ΔU＝W＋Q对第三个量做出判断．
(2)定量计算
一般计算等压变化过程的功，即W＝p·ΔV，然后结合其他条件，利用ΔU＝W＋Q进行相关计算．
(3)注意符号正负的规定
若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定．气体体积增大，气体对外界做功，
W<0；气体的体积减小，外界对气体做功，W>0.
【典例4】如图所示，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一
个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞．两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管都
是绝热的．开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为
真空．现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直到系统达到新的平衡，此时理想气体的温度增加为原来的
1.4 倍，已知外界大气压强为p，求此过程中气体内能的增加量．
0
【解析】设理想气体初状态时的压强为p
活塞受力平衡，有pS＝Mg＋pS
0
设气体初状态的温度为T，系统达到新的平衡时活塞下降的高度为x，由盖—吕萨克定律有
＝
解得x＝H
又系统绝热，即Q＝0
外界对气体做功为W＝pSx
根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋W
所以ΔU＝(Mg＋pS)H.
0
【答案】(Mg＋pS)H
0[变式1]如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为
H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可
忽略；活塞和气缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为
p，温度均为T。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度
0 0
以及在此过程中气体对外所做的功。（重力加速度大小为g）
【答案】 ，（pS＋mg）h
0
【详解】开始时活塞位于a处，加热后，气缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时气缸
中气体的温度为T，压强为p，根据查理定律有
1 1
根据力的平衡条件有
pS＝pS＋mg
1 0
联立可得
此后，气缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时气缸中气体的温度为T；活塞位于a
2
处和b处时气体的体积分别为V 和V。根据盖—吕萨克定律有
1 2
式中
V＝SH
1
V＝S（H＋h）
2
联立③④⑤⑥式解得从开始加热到活塞到达b处的过程中，气缸中的气体对外做的功为
[变式2]如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中，活塞的面积为S，与气缸底部相距L，气缸和
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 和 。现接通电热丝加热气体，一段时
间后断开，活塞缓慢向右移动距离L后停止，活塞与气缸间的滑动摩擦为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 ；
（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，等容过程
活塞向右移动了L，等压过程且
解得【题型演练】
1．下列关于热现象的描述正确的是（ ）
A．根据热力学定律，热机的效率可以达到100%
B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的
【答案】C
【详解】A．热机在工作过程中不可避免的要有能量耗散，其效率不可能达到100%，A错误；
B．热传递是靠能量的转移改变系统内能的，B错误；
C．系统达到热平衡的标志是温度相同，C正确；
D．分子动理论告诉我们，物质是由分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，但大量分子的运动遵从
一定的统计规律，如温度升高，所有分子的平均动能增大，D错误；
故选C。
2．图1和图2中曲线 分别描述了某物理量随分之间的距离变化的规律， 为平衡位置。现有如
下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线 对
应的物理量分别是（ ）
A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③
【答案】D
【详解】根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为 ）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变化的图像；
根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为 ）时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r变
化的图像；
根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小，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。3．分子力 随分子间距离 的变化如图所示。将两分子从相距 处释放，仅考虑这两个分子间的作用
力，下列说法正确的是（ ）
A．从 到 分子间引力、斥力都在减小
B．从 到 分子力的大小先减小后增大
C．从 到 分子势能先减小后增大
D．从 到 分子动能先增大后减小
【答案】D
【详解】A．从 到 分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误；
B．由图可知，在 时分子力为零，故从 到 分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；
C．分子势能在 时分子势能最小，故从 到 分子势能一直减小，故C错误；
D．从 到 分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确。
故选D。
4．下列说法正确的是
A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
【答案】A
【详解】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化，内能是分子平
均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强A．温度是分子平均动能的标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确；
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故B错误；
C．由压强公式 可知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与体积有关，故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故D错误．
5．如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是（ ）
A．铅分子做无规则热运动 B．铅柱受到大气压力作用
C．铅柱间存在万有引力作用 D．铅柱间存在分子引力作用
【答案】D
【详解】试题分析：分子间的距离大于平衡距离时，引力和斥力都随着距离的增大而减小，但是斥力减小
的更快，因而分子间的作用表现为引力，分子间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，
说明分子间存在引力，由于分子间的引力，两个接触面的铅分子之间的距离达到分子力的作用距离，两块
铅柱结合在一起，所以D项正确；AB项错误．
考点：本题考查了分子间的相互作用力
6． （多选）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )
A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B．晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的
C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
【答案】BC
【详解】A．金刚石、食盐、水晶是晶体，但玻璃不是晶体，故A错误；
B．晶体的分子排列是有规则的，故B正确；
C．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故C正确；
D．单晶体的物理特性是各向异性，而多晶体不是各向异性的，故D错误。故选BC。
7． （多选）关于空气湿度，下列说法正确的是 （ ）
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
【答案】BC
【详解】A．在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人
们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故A错误；
B．在一定气温条件下，大气中相对湿度越小，水汽蒸发也就越快，人就越感到干燥，故当人们感到干燥
时，空气的相对湿度一定较小，但绝对湿度不一定小，故B正确；
C．绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水的蒸气压来表示，故C正确；
D．相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数，相对湿度则给出大气的潮湿
程度，而不是水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比，故D错误。
故选BC。
8． （多选）玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体。下列关于玻璃的说
法正确的有（ ）
A．没有固定的熔点
B．天然具有规则的几何形状
C．沿不同方向的导热性能相同
D．分子在空间上周期性排列
【答案】AC
【详解】根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列
的固体。它没有一定规则的外形。它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。它没有固定的
熔点。
故选AC。
9． （多选）下列说法正确的是（ ）
A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B．空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故E．干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
【答案】BCE
【详解】A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，A 错误；
B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，B正确；
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，C 正确；
D．高原地区水的沸点较低，是由于高原地区气压低，故水的沸点也较低，D 错误；
E．干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸收热量，从而
温度会降低的缘故，E正确。
故选BCE。
10． （多选）以下说法正确的是（ ）
A．水的饱和汽压随温度的升高而增大
B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动
C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
D．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小
【答案】AB
【详解】A．饱和汽压与液体种类和温度有关，水的饱和汽压随温度的升高而增大，且增大得越来越快，
故A正确；
B．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，故B正确；
C．当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力也减小，故C错误；
D．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，温度升高，气体分子的平均动能增大，故D错误。
故选AB。
11．带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体，气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过
过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如 图所示，设气体在状态b和状态c的压强分别为 和 ，
在过程ab和ac中吸收的热量分别为 和 ，则（ ）A． ，
B． ，
C． ，
D． ，
【答案】C
【详解】由图可知Oab是一条过原点的直线，由 图像特点可知，Oab直线上各点的压强相等，故
气体从状态a到达状态c是等容变化，根据查理定律可得
故
、 状态温度相同，所以过程ab和ac的内能变化量 相等，气体从状态 到状态 ，体积增大，气体
对外做功， 为负值；气体从状态 到状态 ，体积不变，对外不做功， 为零，根据热力学第一定律
，可知 过程吸收的热量多，即
故选C。
12．2022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。
13．某未密闭房间的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温
度时，下列正确的是（ ）
A．室内空气的压强比室外的小
B．室内空气分子的平均动能比室外的大
C．室内空气的密度比室外大
D．室内空气对室外空气做了负功
【答案】B
【详解】A．房间未密闭，室内外空气的压强相等，故A错误；
B．室内空气温度高于室外空气温度，室内空气分子的平均动能大于室外，故B正确；
C．等压升温，气体体积应该增大，但室内空间不会变化，室内气体的总质量减小，密度减小，故C错误；
D．等压升温，气体体积增大，气体对外做正功，故D错误。
故选B。
14．下列关于热现象的描述正确的是（ ）
A．根据热力学定律，热机的效率可以达到100%
B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的
【答案】C
【详解】A．热机在工作过程中不可避免的要有能量耗散，其效率不可能达到100%，A错误；
B．热传递是靠能量的转移改变系统内能的，B错误；
C．系统达到热平衡的标志是温度相同，C正确；
D．分子动理论告诉我们，物质是由分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，但大量分子的运动遵从
一定的统计规律，如温度升高，所有分子的平均动能增大，D错误；
故选C。
15．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。
16．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（ ）
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。
17．一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
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。
18．一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p—V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的
中点。下列说法正确的是（ ）
A．a→b是等温过程
B．a→b过程中气体吸热
C．a→c过程中状态b的温度最低
D．a→c过程中外界对气体做正功
【答案】B
【详解】AB．根据理想气体的状态方程
可知a→b气体温度升高，内能增加，且体积增大气体对外界做功，则W < 0，由热力学第一定律
U = W + Q
可知a→b过程中气体吸热，A错误、B正确；
C．根据理想气体的状态方程
可知，p—V图像的坐标值的乘积反映温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，而中间状态的坐标值乘
积更大，a→c过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误；
D．a→c过程气体体积增大，外界对气体做负功，D错误。
故选B。
19．（多选）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
【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。
20．如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），
其中B→C过程中内能减少900J．求A→B→C过程中气体对外界做的总功．
【答案】W=1500J
【详解】由题意可知， 过程为等压膨胀，所以气体对外做功为：
过程：由热力学第一定律得：
则气体对外界做的总功为：
代入数据解得： ．
21．一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其 图象如图所示，求该过程中气体吸收
的热量Q。【答案】
【详解】根据 图像可知状态A和状态C温度相同，内能相同；故从A经B到C过程中气体吸收的热
量等于气体对外所做的功。根据图像可知状态A到状态B为等压过程，气体对外做功为
状态B到状态C为等容变化，气体不做功；故A经B到C过程中气体吸收的热量为
