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专题 14.2 固体 液体和气体
1．关于晶体，下列说法正确的是（ ）
A．石蜡做成的肖像是晶体 B．导热均匀的铁是非晶体
C．粘在一起的糖块是晶体 D．液态物质不可能是晶体
【答案】C
【解析】A．区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点，石蜡没有固定的熔点，不是晶体，故A错误；
B．区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点，铁具有固定的熔点，是晶体，故B错误；
C．区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点，粘在一起的糖块有固定的熔点，是晶体，故C正确；
D．区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点，与是否是液态物质无关，故D错误。
故选C。
2．下列说法正确的是（ ）
A．液体的蒸发与沸腾均只发生在液体表面
B．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端就会变钝，是由于表面张力的缘故
C．给庄稼松土有助于将地下的水分引上来
D．饱和汽压与温度无关
【答案】B
【解析】A.液体的蒸发只发生在液体表面，沸腾发生在液体的表面与内部，故A错误；
B.玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端就会变钝，是由于表面张力的缘故，故B正确；
C.给庄稼松土破坏了土壤里面的毛细管，不利于将地下的水分引上来，故C错误；
D.饱和汽压与温度有关，会随温度的升高而增大，故D错误。
故选B。
3．一定质量的理想气体，从初状态A经状态B、C、D再回到状态A，其体积V与温度T的关系如图所示。
图中TA、VA和TD为已知量，则下列说法正确的是（ ）
A．从A到B的过程中，气体向外放热B．从B到C的过程中，气体吸热
C．从D到A的过程中，单位时间撞击到单位面积器壁上的分子数增多
D．气体在状态D时的体积
【答案】D
【解析】A．从A到B的过程中体积不变做功为零，温度升高，气体内能增大，由公式
可知，气体从外界吸热，A错误；
B．从B到C的过程中，温度不变，气体内能不变，体积减小外界对气体做正功，由公式
可知，气体向外放热，B错误；
C．从D到A的过程中，压强不变气体温度升高体积增大，单位时间撞击到单位面积器壁上的分子数减少，
C错误；
D．从D到A的过程中压强不变，由公式
解得
D正确；
故选D。
4．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程 回到原状态，其 图像如图所示。下列
判断正确的是（ ）
A． 过程中气体一定吸热
B． 过程中气体既不吸热也不放热
C． 过程中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数相同
【答案】A
【解析】A． 过程图线的延长线过原点，根据查理定律 可知气体经历等容变化，对外界做功为零，
而气体温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知气体一定吸热，故A正确；
B． 过程中气体经历等温变化，压强减小，根据玻意耳定律 可知气体体积增大，气体对外界做功，
根据热力学第一定律可知气体一定吸热，故B错误；
C． 过程气中气体经历等压变化，温度降低，内能减小，根据盖—吕萨克定律 可知气体体积减小，
外界对气体做功，根据热力学第一定律可知外界对气体所做的功小于气体所放的热，故C错误；
D．b和c两个状态中，气体温度相同，分子平均动能相同，但b状态比c状态压强大，所以b状态下容器
壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数比c状态多，故D错误。
故选A。
二、多选题
5．下列说法正确的是（ ）
A．只有液体和气体能发生扩散现象，固体不能
B．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关
C．露珠呈球形是因为重力的作用
D．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙
【答案】BD
【解析】A．固体、液体和气体都能发生扩散现象，故A错误；
B．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，温度越高，扩散现象和布朗运动越剧烈，故B正确；
C．露珠呈球形是因为表面张力的作用，故C错误；
D．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙，故D正确。
故选BD。
6．下列说法正确的是（ ）
A．一切晶体的光学和力学性质都是各向异性的
B．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面存在表面张力
C．当分子间的距离变小时，分子间的作用力一定减小
D．脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
【答案】BD【解析】A．单晶体具有各向异性，而多晶体表现为各向同性，故A错误；
B．液体表面层内分子较为稀疏，分子力表现为引力，故在完全失重的宇宙飞船中，水的表面依然存在表
面张力，故B正确；
C．当分子间的距离变小时，如果开始时刻分子间距大于平衡距离，则分子间作用力可能减小，如果开始
时刻分子间距小于平衡距离，则分子力增大，故C错误；
D．脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，故D正确。
故选BD。
7．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（ ）
A．当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大
B．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强就越接近饱和气压
C．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力
D．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
E．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率相同
【答案】BCD
【解析】A．分子间距等于平衡距离时，分子势能最小，所以当分子间距增大时，分子间作用力减小，分
子势能可能增大，也可能减小，A错误；
B．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强就越接近饱和气压，B正确；
C．液体表面层分子间距离大于液体内部分子距离，此时分子之间的引力大于斥力，液体表面错在张力，C
正确；
D．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，分子的无规则热运动的动能增大，故气体分子对器壁
单位面积上的平均作用力增大，D正确；
E．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同，应为质量不同，所以速率不同，E错误。
故选BCD。
三、填空题
8．图示为竖直放置、上粗下细、两端封闭的玻璃细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。
缓慢加热气体，使A、B升高相同温度，水银柱将__________（填“向上移动”，“向下移动”或“不
动”）；系统稳定后，A、B两部分气体压强均变大，变化量大小关系为 p __________ p 。
A B
△ △【答案】 向上移动 大于## >
【解析】[1]假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等容变化。对气体A
则得
即
对气体B，同理可得
据题意初始温度相同， ，升高相同的温度， 且 ，则
液柱将向上移动。
[2]系统稳定后，液注的上下表面的高度差将变大，液注上下表面的压强差变大，即系统稳定后
四、解答题
9．一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。
（1）已知气体在状态A的温度TA = 300K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少？
（2）建立坐标系，作出上述气体上述状态变化过程的V—T图像。注意，在图中要标明表示状态A、B、
C、D的四点，画箭头标明状态变化的方向，并说明图线上的各段分别表示气体的什么状态变化过程。【答案】（1）600K，600K，300K；（2）见解析
【解析】（1）由题图可知，A→B为等压过程，根据盖—吕萨克定律有
得
由题设可知，B→C为等温线，得
C→D为等压过程，根据盖—吕萨克定律有
解得
（2）结合题图作出的V—T图像如图所示，A→B是等压膨胀过程，B→C是等温膨胀过程，C→D是等压
压缩过程。
10．如图甲、乙所示，两个汽缸质量均为 ，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为 ，图甲的汽缸
静止在水平面上，图乙的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。不计活塞与汽缸壁间的摩擦，两个汽缸内分别
封闭有一定质量的气体A、B，大气压强为 ，重力加速度为g，则封闭气体 、 的压强各为多少？【答案】 ；
【解析】由图甲中的活塞为研究对象可得
解得
以图乙中汽缸为研究对象可得
解得
一、单选题
1．（2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习）以下说法中不正确的是（ ）
A．如果气体分子总数不变，使气体温度升高，气体压强可能减小
B．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
C．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
D．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关
【答案】D
【解析】A．如果气体分子总数不变，即质量一定，根据理想气体状态方程，气体温度升高，由于体积变
化不明确，所以气体压强可能减小，故A正确；
B．根据熵增原理，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故B正确；
C．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故C正确；
D．饱和汽压与分子种类、温度有关，温度一定时，饱和汽压的分子数密度是一定的，故D错误。
本题选错误的选项，故选D。2．（2022·重庆南开中学高三阶段练习）2021年12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课正式开讲。在
航天员翟志刚、叶光富的辅助下，航天员王亚平把一个金属圈插入饮用水袋中，慢慢抽出金属圈，形成了
一个水膜。然后往水膜表面贴上一片花朵折纸，这朵花在太空中“绽放”。这正是因为在太空失重环境下
水的表面张力发挥的神奇作用。关于液体的表面张力，橙子辅导物理小组给出的下列说法正确的是
（ ）
A．液体表面张力是液体各部分间的相互作用
B．液体表面张力的方向总是垂直于液面，指向液体内部
C．产生液体表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力
D．液体表面张力使液体表面有收缩的趋势
【答案】D
【解析】A．由定义知，如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力就是液体表面张力，
所以液体表面张力并不是液体各部分间的相互作用，选项A错误；
B．液体表面张力的方向总是与液面相切，选项B错误；
C．产生液体表面张力的原因是表面层内液体分子力表现为引力，并不是只有引力没有斥力，选项C错误；
D．液体表面张力使液体表面有收缩的趋势，选项D正确。
故选D。
3．（2022·湖北·鄂南高中高三期中）一定质量的理想气体由状态a变为状态b，再变为状态c，其 图
像如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A．由状态a沿图像变化到状态b气体温度升高
B．由状态b沿图像变化到状态c气体温度升高
C．由状态a沿图像变化到状态b气体要从外界吸热
D．气体在状态c的内能大于在状态a的内能
【答案】B
【解析】AC．由状态a沿图像变化到状态b，属于等容变化，根据查理定律可得由状态a沿图像变化到状态b，压强减小，则温度降低，内能减小，气体需要放热，AC错误；
B．由状态a沿图像变化到状态b，属于等圧変化，由盖-吕萨克定律可得
由状态a沿图像变化到状态b，体积增大，温度升高，B正确；
D．对于一定量的气体而言，则有
结合图形代入数据可得
理想气体的内能只与温度有关，因此，气体在状态c的内能等于在状态a的内能，D错误。
故选B。
4．（2022·山西临汾·高三期中）如图所示，一定质量的理想气体分别经历a→b和a→c两个过程，则（
）
A．状态a的内能大于状态b B．状态a的体积大于状态b
C．a→c过程中气体吸收热量 D．a→c过程中所有气体分子热运动速率增大
【答案】C
【解析】A．由图可知，状态a的温度小于状态b，状态a的内能小于状态b，A错误；
B．p—T图像中，Oa的斜率大于Ob，则状态a的体积小于状态b，B错误；
C．a→c过程中，体积变大，对外做功，温度升高，内能变大，气体一定吸收了热量，C正确；
D．a→c过程中气体温度升高，气体分子热运动的平均速率增大，但并非所有分子的速率都增大，D错误。
故选C。
5．（2022·江苏省如皋中学高二阶段练习）如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管连接，
两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为273
K，B中气体的温度为293 K，如果将它们的温度都升高10 K，则水银柱将（ ）A．向A移动 B．向B移动
C．不动 D．不能确定
【答案】B
【解析】假定水银柱两边气体的体积不变，即V、V 不变，所装气体温度分别为T=273 K和T=293 K，
1 2 1 2
当温度降低ΔT=10 K时，由查理定律可知
则
因为
，
所以
即A内压强增加得更多，所以最终A内压强大，水银柱将向B移动。
故选B。
二、多选题
6．（2020·湖南·新邵县教研室高三期末）以下说法中正确的是（ ）
A．雨后叶子表面上的小水珠接近球形主要是液体表面张力作用的结果
B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加
C．液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性
D．布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，温度越高、微粒越大，运动越显著
【答案】ABC
【解析】A．液体表面张力使液体有收缩成球形的趋势，雨后叶子表面上的小水珠接近球形主要是液体表
面张力作用的结果，故A正确；
B．由热力学第一定律在绝热条件下， ，而压缩气体， ，所以可知
所以内能增加，故B正确；
C．液晶是一类特殊的物质存在的状态，液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，故C正确；
D．布朗运动的实质是液体分子不停地做无规则撞击悬浮微粒，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子
的撞击作用不平衡的导致的无规则运动，温度越高，微粒越小，不平衡性越明显，故D错误。
故选ABC。
7．（2019·广东·深圳市南头中学高三期中）下列关于固体、液体和气体的说法正确的是（ ）
A．固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的
B．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
C．固体、液体和气体中都会有扩散现象发生
D．液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力
E．某些固体在熔化过程中，虽然吸收热量但温度却保持不变
【答案】CDE
【解析】A．任何物质的分子都在做永不停息的无规则热运动，A错误；
B．气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果，与重力无关，在完全失重状态下，容器内气
体压强依然存在，B错误；
C．扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的，任
何物质的分子都在做无规则热运动，所以，固体、液体和气体中都会有扩散现象发生，C正确；
D．在表面层，分子比较稀疏，分子间距离r略大于r，分子间的作用力表现为引力，D正确；
0
E．晶体在熔化过程中，吸收热量用来破坏空间点阵结构，这一过程中温度不变，E正确。
故选CDE。
8．（2022·四川雅安·模拟预测）下列说法正确的是（ ）
A．空气中水蒸气的压强越大，人体水分蒸发的越快
B．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面
具有收缩的趋势
C．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
D．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
E．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
【答案】BDE
【解析】A．空气中水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大，但人体水分蒸发的快慢与相对湿度有关，不能说明人体水分蒸发的越快，A错误；
B．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面
具有收缩的趋势，B正确；
C．晶体熔化时吸收热量，但温度不变，分子平均动能不变，C错误；
D．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，气体分子无规则运动越剧烈，则气体分子对器壁单位
面积上的平均作用力增大，D正确；
E．一切物质的分子都在不停地做无规则运动，所以扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，E正确。
故选BDE。
三、填空题
9．（2022·上海市延安中学高三期中）一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑
的轻活塞，初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等
时为止。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强
p=75cmHg，环境温度不变。末状态右侧管内气体的压强为___________cmHg，活塞向下移动的距离
0
__________（填“大于”、“小于”、或“等于”）右侧管内水银上升的距离。
【答案】 144 大于
【解析】[1]设初始时，右管中空气柱的压强为p，长度为l；左管中空气柱的压强为p＝p，长度为l，
1 1 2 0 2
活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p′，长度为l′；左管中空气柱的压强为p′，长度为l′。以cmHg
1 1 2 2
为压强单位，由题给条件可得
由玻意耳定律得解得
[2]依题意
由玻意耳定律得
解得活塞向下移动的距离为
右侧管内水银上升的距离
所以活塞向下移动的距离大于右侧管内水银上升的距离。
四、解答题
10．（2022·广东·惠州一中高三阶段练习）图（a）为一气压升降椅，图（b）为其模型简图，导热性能良
好的气缸用活塞封闭有压强为 （与外界大气压相同）、体积为 的气体（可视为理想气体）；某同学坐
上座椅后，气体被活塞缓慢压缩，活塞静止时气体体积为 。已知活塞截面积为S，与汽缸间摩擦不计，
活塞和与其连接的部件质量可忽略不计，环境温度不变，重力加速度为g。求：
（1）该同学坐上座椅稳定后，气缸内气体的压强p；
（2）该同学的质量m。
【答案】（1） ；（2）【解析】（1）同学坐上后，由于气缸导热性能良好，活塞缓慢压缩气体时，缸内气体温度不变。对缸内
气体，根据玻意耳定律得
解得
（2）对人、活塞及与其连接的部件整体，由平衡条件得
解得
11．（2022·广东广州·高三阶段练习）为了更方便监控高温锅炉外壁的温度变化，在锅炉的外壁上镶嵌一
个导热性能良好的气缸，气缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。气缸开口向上，用质量为m＝1kg
的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为 。当气缸内温度为300K时，活塞与气缸底相
距H＝6cm，活塞上部距活塞h＝4cm处有一用轻质绳悬挂的重物M。当绳上拉力为零时，警报器报警。已
知缸外气体压强 ，重力加速度大小 ，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦。求：
（1）当活塞刚刚碰到重物时，锅炉外壁温度为多少？
（2）若锅炉外壁的安全温度为800K，那么重物的质量应是多少？
【答案】（1) ；（2）M＝1.2kg。
【解析】（1）活塞上升过程为等压变化。
；则根据吕萨克定律得
得
（2）活塞碰到重物后到绳的拉力为零是等容过程，设重物质量为M，则
；
根据查理定律得
可得
M＝1.2kg
12．（2022·江苏·南京市秦淮中学高三阶段练习）如图所示，汽缸中封闭着温度为400K的空气，一重物用
绳索经滑轮跟缸中活塞相连接，且处于平衡状态，这时活塞离汽缸底的高度为10cm，如果缸内空气的温度
变为360K，变化过程中活塞始终处于平衡状态。求重物将上升的高度是多少？
【答案】1cm
【解析】气体温度变化前后气体的压强p不变，以封闭气体为研究对象，设缸内空气温度由373K变为
273K时，重物上升的高度为x，则由盖—吕萨克定律有
代入数据解得
一、单选题
1．（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
【解析】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。
2．（2013·重庆·高考真题）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【解析】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。
3．（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
【解析】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。
4．（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
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【解析】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。
5．（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（ ）
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
【解析】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。6．（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
【解析】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。
7．（2022·湖北·高考真题）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
【解析】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。
8．（2022·山东·高考真题）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始
时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动 过程中，缸内气体（ ）
A．内能增加，外界对气体做正功
B．内能减小，所有分子热运动速率都减小
C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少
D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加
【答案】C
【解析】初始时气缸开口向上，活塞处于平衡状态，气缸内外气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡，则
有
气缸在缓慢转动的过程中，气缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿气缸壁的分力，故气缸内气体缓慢的将活塞往外推，最后气缸水平，缸内气压等于大气压。
AB．气缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，气缸内气体压强作用将活塞往外推，气
体对外做功，根据热力学第一定律 得：气体内能减小，故缸内理想气体的温度降低，分子热运
动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，AB错误；
CD．气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，故速率大的分子数占总分子
数的比例减小，C正确，D错误。
故选C。
二、多选题
9．（2022·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如 图上从a到b的线段
所示。在此过程中（ ）
A．气体一直对外做功
B．气体的内能一直增加
C．气体一直从外界吸热
D．气体吸收的热量等于其对外做的功
E．气体吸收的热量等于其内能的增加量
【答案】BCE
【解析】A．因从a到b的p—T图像过原点，由 可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不
对外做功，选项A错误；
B．因从a到b气体温度升高，可知气体内能增加，选项B正确；
CDE．因W=0，∆U>0，根据热力学第一定律
∆U=W+Q
可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，选项CE正确，D错误。
故选BCE。
10．（2022·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如 图上的两条线段所示，则气体在（ ）
A．状态a处的压强大于状态c处的压强
B．由a变化到b的过程中，气体对外做功
C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变
D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热
E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
【答案】ABD
【解析】AC．根据理想气体状态方程可知
即 图像的斜率为 ，故有
故A正确，C错误；
B．理想气体由a变化到b的过程中，因体积增大，则气体对外做功，故B正确；
DE．理想气体由a变化到b的过程中，温度升高，则内能增大，由热力学第一定律有
而 ， ，则有
可得
，
即气体从外界吸热，且从外界吸收的热量大于其增加的内能，故D正确，E错误；
故选ABD。
11．（2020·江苏·高考真题）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
【解析】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。
三、填空题
12．（2022·河北·高考真题）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的
气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强
将______（填“增大”“减小”或“不变”）；温度将______（填“升高”“降低”或“不变”）。
【答案】 增大 升高
【解析】[2]假设气球内部气体和气球外部气体的温度不变，当气球内部的气体缓慢释放到气球外部，气球
内部气体压强大于外部气体压强，根据玻意尔定律 可知气球内的气体释放到外部时体积增大，相当
于容器的体积增大；而容器的体积无法改变，所以将假设扩大体积的容器绝热压缩到原来容器的体积即可，
气体绝热压缩，与外界无热交换，即 ，外界对气体做功，即 ，根据绝热情况下的热力学第一定
律 可知气体内能增加，温度 升高；
[1]气体温度 升高，根据理想气体实验定律 可知气体压强 增大。
13．（2020·江苏·高考真题）一瓶酒精用了一些后，把瓶盖拧紧，不久瓶内液面上方形成了酒精的饱和汽，
此时_____（选填“有”或“没有”）酒精分子从液面飞出。当温度升高时，瓶中酒精饱和汽的密度_____
（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 有 增大
【解析】[1]形成饱和气后，酒精还是会蒸发，只是液体里跑到气体中的分子和气体中的分子跑到液体里的
速度一样快，整体来看是不变的，维持了动态平衡。但此时仍然会有酒精分子从液面飞出；[2]温度升高使气体分子的动能增大，离开液体表面的气体分子更多，饱和汽的密度增大。
四、解答题
14．（2022·重庆·高考真题）某同学探究一封闭气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；
②等压过程中，温度为 时气体的体积。
【答案】① ；②
【解析】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
15．（2022·广东·高考真题）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将 水装
入容积为 的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶
内水的体积为 。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强 取 ，重力加速度g取 ，水的密度 取 。求水底的压强p和水的深度h。
【答案】 ，10m
【解析】对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知
即
解得
根据
解得
h=10m
16．（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）
【解析】（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
17．（2022·湖南·高考真题）如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积 的导热汽缸
下接一圆管，用质量 、横截面积 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦
不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量 的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入
待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离，外界大气压强 ，重力加速度取 ，环境温度保持不变，求：
（1）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强 ；
（2）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）将活塞与金属丝视为一整体，因平衡则有
代入数据解得
（2）当活塞在B位置时，汽缸内压强为p，则有
2
代入数据解得
将活塞与金属丝视为一整体，因平衡则有
联立解得
18．（2022·山东·高考真题）某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简化为
通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视
为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；
设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内
气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为p，求：
0（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量m；
（2）鱼静止于水面下H 处时，B室内气体质量m。
1 1
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）由题知开始时鱼静止在H处，设此时鱼的体积为 ，有
且此时B室内气体体积为V，质量为m，则
鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，则有
联立解得需从A室充入B室的气体质量
（2）B室内气体压强与鱼体外压强相等，则鱼静止在H处和水面下H 处时，B室内的压强分别为
1
，
由于鱼静止时，浮力等于重力，则鱼的体积不变，由于题可知，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，
则鱼在水下静止时，B室内气体体积不变，由题知开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为
m，由于鱼鳔内气体温度不变，若 ，则在H处时，B室内气体需要增加，设吸入的气体体积为
ΔV，根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量若 ，则在H处时，B室内气体需要减少，设释放的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量
19．（2022·全国·高考真题）如图，容积均为 、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为 、温度为
的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通：汽缸内的两活塞将缸内气
体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II、Ⅲ部分的体积分别为 和 、环境压强保持不变，不计活塞
的质量和体积，忽略摩擦。
（1）将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
（2）将环境温度缓慢改变至 ，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽
缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）因两活塞的质量不计，则当环境温度升高时，Ⅳ内的气体压强总等于大气压强，则该气体
进行等压变化，则当B中的活塞刚到达汽缸底部时，由盖吕萨克定律可得
解得（2）设当A中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为p，则此时Ⅳ内的气体压强也等于p，设此时Ⅳ内
的气体的体积为V，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体被压缩的体积为V-V，则对气体Ⅳ
0
对Ⅱ、Ⅲ两部分气体
联立解得
20．（2022·全国·高考真题）如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和
活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过
连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为 、m，面积分别为 、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，
此时弹簧的伸长量为 ，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为 。已知活塞外
大气压强为 ，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。（重力加速度常量g）
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
【答案】（1） ；（2） ，
【解析】（1）设封闭气体的压强为 ，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有解得
对活塞Ⅰ由平衡条件有
解得弹簧的劲度系数为
（2）缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可
知，气体的压强不变依然为
即封闭气体发生等压过程，初末状态的体积分别为
，
由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有
有等压方程可知
解得
