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专题15 热学
一、单选题
1．（2023·北京·统考高考真题）夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与
白天相比，夜间轮胎内的气体（ ）
A．分子的平均动能更小
B．单位体积内分子的个数更少
C．所有分子的运动速率都更小
D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用
力更大
【答案】A
【详解】AC．夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，
故A 正确、C 错误；
BD．由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数
更多，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，BD 错误。
故选A。
2．（2023·海南·统考高考真题）下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（ ）
A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力
B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大
C．分子势能在r0处最小
D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小
【答案】C
【详解】分子间距离大于r0，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离r0处过程
中，引力做正功，分子势能减小，则在r0处分子势能最小；继续减小距离，分子间表
现为斥力，分子力做负功，分子势能增大。
故选C。
3．（2023·辽宁·统考高考真题）“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（ ）
1
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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。
4．（2023·江苏·统考高考真题）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
2
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【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。
5．（2023·天津·统考高考真题）如图是爬山所带氧气瓶，氧气瓶里的气体容积质量不
变，爬高过程中，温度减小，则气体（ ）
A．对外做功
B．内能减小
C．吸收热量
D．压强不变
【答案】B
【详解】A．由于爬山过程中气体体积不变，故气体不对外做功，故A 错误；
B．爬山过程中温度降低，则气体内能减小，故B 正确；
C．根据热力学第一定律可知
爬山过程中气体不做功，但内能见效，故可知气体放出热量，故C 错误；
D．爬山过程中氧气瓶里的气体容积质量均不变，温度减小，根据理想气体状态方程
有
可知气体压强减小，故D 错误；
故选B。
6．（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
3
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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。
7．（2022·北京·高考真题）2021 年5 月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置
（
）取得新突破，成功实现了可重复的1.2 亿摄氏度101 秒和1.6 亿摄氏度20 秒
等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重
要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当
物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而
离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都
会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（ ）
A．核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能
B．可以用磁场来约束等离子体
C．尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体
D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力
【答案】A
【详解】A．核聚变释放的能量源于来自于原子核的质量亏损，A 错误；
B．带电粒子运动时，在匀强磁场中会受到洛伦兹力的作用而不飞散，故可以用磁场来
约束等离子体，B 正确；
C．等离子体是各种粒子的混合体，整体是电中性的，但有大量的自由粒子，故它是电
的良导体，C 正确；
D．提高托卡马克实验装置运行温度，增大了等离子体的内能，使它们具有足够的动
能来克服库仑斥力，有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力，D 正确。
本题选择错误的，故选A。
8．（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（ ）
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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。
9．（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
【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
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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。
10．（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
【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。
11．（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（ ）
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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 = V0 + kT
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。
12．（2022·湖北·统考高考真题）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
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【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。
13．（2022·山东·统考高考真题）如图所示，内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一
定质量的理想气体，初始时汽缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将汽缸缓慢转动
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
【详解】初始时汽缸开口向上，活塞处于平衡状态，汽缸内外气体对活塞的压力差与
活塞的重力平衡，则有
汽缸在缓慢转动的过程中，汽缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿汽缸壁的分力，
故汽缸内气体缓慢的将活塞往外推，最后汽缸水平，缸内气压等于大气压。
AB．汽缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，汽缸内气体压强作
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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。
14．（2021·重庆·高考真题）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。
15．（2021·北京·高考真题）比较45C 的热水和100C 的水蒸气，下列说法正确的是
（ ）
A．热水分子的平均动能比水蒸气的大
B．热水的内能比相同质量的水蒸气的小
C．热水分子的速率都比水蒸气的小
D．热水分子的热运动比水蒸气的剧烈
【答案】B
【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，故热水
分子的平均动能比水蒸气的小，故A 错误；
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B．内能与物质的量、温度、体积有关，相同质量的热水和水蒸气，热水变成水蒸气，
温度升高，体积增大，吸收热量，故热水的内能比相同质量的水蒸气的小，故B 正确；
C．温度越高，分子热运动的平均速率越大，45C 的热水中的分子平均速率比100C
的水蒸气中的分子平均速率小，由于分子运动是无规则的，并不是每个分子的速率都
小，故C 错误；
D．温度越高，分子热运动越剧烈，故D 错误。
故选B。
16．（2021·山东·高考真题）血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加
压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，
充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将
的外界空气
充入臂带中，经5 次充气后，臂带内气体体积变为
，压强计示数为
。已
知大气压强等于
，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V 等
于（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】根据玻意耳定律可知
已知
，
，
代入数据整理得
故选D。
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17．（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。
18．（2020·北京·统考高考真题）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（ ）
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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。
19．（2020·北京·统考高考真题）如图所示，一定量的理想气体从状态A 开始，经历两
个过程，先后到达状态B 和C。有关A、B 和C 三个状态温度
和
的关系，正
确的是（ ）
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A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】由图可知状态A 到状态B 是一个等压过程，根据
因为VB>VA，故TB>TA；而状态B 到状态C 是一个等容过程，有
因为pB>pC，故TB>TC；对状态A 和C 有
可得TA=TC；综上分析可知C 正确，ABD 错误；
故选C。
20．（2020·天津·统考高考真题）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M 打开，水即从枪口喷出。若在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，
则气体（ ）
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A．压强变大
B．对外界做功
C．对外界放热
D．分子平均动能变大
【答案】B
【详解】A．随着水向外喷出，气体的体积增大，由于温度不变，根据
恒量
可知气体压强减小，A 错误；
BC．由于气体体积膨胀，对外界做功，根据热力学第一定律
气体温度不变，内能不变，一定从外界吸收热量，B 正确，C 错误；
D．温度是分子平均动能的标志，由于温度不变，分子的平均动能不变，D 错误。
故选B。
21．（2020·山东·统考高考真题）一定质量的理想气体从状态a 开始，经a→b、
b→c、c→a 三个过程后回到初始状态a，其p-V 图像如图所示。已知三个状态的坐标分
别为a（V0， 2p0）、 b（2V0，p0）、c（3V0，2p0） 以下判断正确的是（ ）
A．气体在a→b 过程中对外界做的功小于在b→c 过程中对外界做的功
B．气体在a→b 过程中从外界吸收的热量大于在b→c 过程中从外界吸收的热量
C．在c→a 过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D．气体在c→a 过程中内能的减少量大于b→c 过程中内能的增加量
【答案】C
【详解】A．根据气体做功的表达式
可知
图线和体积横轴
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围成的面积即为做功大小，所以气体在
过程中对外界做的功等于
过程中对
外界做的功，A 错误；
B．气体从
，满足玻意尔定律
，所以
所以
，根据热力学第一定律
可知
气体从
，温度升高，所以
，根据热力学第一定律可知
结合A 选项可知
所以
过程气体吸收的热量大于
过程吸收的热量，B 错误；
C．气体从
，温度降低，所以
，气体体积减小，外界对气体做功，所以
，根据热力学第一定律可知
，放出热量，C 正确；
D．理想气体的内能只与温度有关，根据
可知从
所以气体从
过程中内能的减少量等于
过程中内能的增加量，D 错误。
故选C。
22．（2019·北京·高考真题）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
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【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．
二、多选题
23．（2023·山东·统考高考真题）一定质量的理想气体，初始温度为
，压强为
。经等容过程，该气体吸收
的热量后温度上升
；若经等压过程，需
要吸收
的热量才能使气体温度上升
。下列说法正确的是（ ）
A．初始状态下，气体的体积为
B．等压过程中，气体对外做功
C．等压过程中，气体体积增加了原体积的
D．两个过程中，气体的内能增加
量都为
【答案】AD
【详解】C．令理想气体的初始状态的压强，体积和温度分别为
等容过程为状态二
等压过程为状态三
由理想气体状态方程可得
解得
体积增加了原来的
，C 错误；
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D．等容过程中气体做功为零，由热力学第一定律
两个过程的初末温度相同即内能变化相同，因此内能增加都为
，D 正确；
AB．等压过程内能增加了
，吸收热量为
，由热力学第一定律可知气体对外
做功为
，即做功的大小为
解得
A 正确B 错误；
故选AD。
24．（2023·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．热量能自发地从低温物体传到高温物体
B．液体的表面张力方向总是跟液面相切
C．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的
D．当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率
【答案】BD
【详解】A．根据热力学第二定律可知热量能不可能自发地从低温物体传到高温物体，
故A 错误；
B．液体的表面张力方向总是跟液面相切，故B 正确；
C．由狭义相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相
同的，故C 错误；
D．根据多普勒效应可知当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波
源振动的频率，故D 正确。
故选BD。
25．（2023·全国·统考高考真题）对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态
的内能与末状态的内能可能相等的是（ ）
A．等温增压后再等温膨胀
B．等压膨胀后再等温压缩
C．等容减压后再等压膨胀
D．等容增压后再等压压缩
E．等容增压后再等温膨胀
【答案】ACD
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【详解】A．对于一定质量的理想气体内能由温度决定，故等温增压和等温膨胀过程
温度均保持不变，内能不变，故A 正确；
B．根据理想气体状态方程
可知等压膨胀后气体温度升高，内能增大，等温压缩温度不变，内能不变，故末状态
与初始状态相比内能增加，故B 错误；
C．根据理想气体状态方程可知等容减压过程温度降低，内能减小；等压膨胀过程温度
升高，末状态的温度有可能和初状态的温度相等，内能相等，故C 正确；
D．根据理想气体状态方程可知等容增压过程温度升高；等压压缩过程温度降低，末
状态的温度有可能和初状态的温度相等，内能相等，故D 正确；
E．根据理想气体状态方程可知等容增压过程温度升高；等温膨胀过程温度不变，故末
状态的内能大于初状态的内能，故E 错误。
故选ACD。
26．（2023·全国·统考高考真题）在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下
列缓慢变化过程，气体一定与外界有热量交换的过程是（ ）
A．气体的体积不变，温度升高
B．气体的体积减小，温度降低
C．气体的体积减小，温度升高
D．气体的体积增大，温度不变
E．气体的体积增大，温度降低
【答案】ABD
【详解】A．气体的体积不变温度升高，则气体的内能升高，体积不变气体做功为零，
因此气体吸收热量，A 正确；
B．气体的体积减小温度降低，则气体的内能降低，体积减小外界对气体做功，由热力
学第一定律
可知气体对外放热，B 正确；
C．气体的体积减小温度升高，则气体的内能升高，体积减小外界对气体做功，由热力
学第一定律
可知Q 可能等于零，即没有热量交换过程，C 错误；
D．气体的体积增大温度不变则气体的内能不变，体积增大气体对外界做功，由热力
学第一定律
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可知
即气体吸收热量，D 正确；
E．气体的体积增大温度降低则气体的内能降低，体积增大气体对外界做功，由热力学
第一定律
可知Q 可能等于零，即没有热量交换过程，E 错误。
故选ABD。
27．（2023·山西·统考高考真题）如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，
用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h 三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初
始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f 中的
气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（ ）
A．h 中的气体内能增加
B．f 与g 中的气体温度相等
C．f 与h 中的气体温度相等
D．f 与h 中的气体压强相等
【答案】AD
【详解】A．当电阻丝对f 中的气体缓慢加热时，f 中的气体内能增大，温度升高，根
据理想气体状态方程可知f 中的气体压强增大，会缓慢推动左边活塞，可知h 的体积也
被压缩压强变大，对活塞受力分析，根据平衡条件可知，弹簧弹力变大，则弹簧被压
缩。与此同时弹簧对右边活塞有弹力作用，缓慢向右推动左边活塞。故活塞对h 中的
气体做正功，且是绝热过程，由热力学第一定律可知，h 中的气体内能增加，A 正确；
B．未加热前，三部分中气体的温度、体积、压强均相等，当系统稳定时，活塞受力平
衡，可知弹簧处于压缩状态，对左边活塞分析
则
分别对f、g 内的气体分析，根据理想气体状态方程有
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由题意可知，因弹簧被压缩，则
，联立可得
B 错误；
C．在达到稳定过程中h 中的气体体积变小，压强变大，f 中的气体体积变大。由于稳
定时弹簧保持平衡状态，故稳定时f、h 中的气体压强相等，根据理想气体状态方程对
h 气体分析可知
联立可得
C 错误；
D．对弹簧、活塞及g 中的气体组成的系统分析，根据平衡条件可知，f 与h 中的气体
压强相等，D 正确。
故选AD。
28．（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
【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。
29．（2022·湖南·统考高考真题）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一
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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。
30．（2022·全国·统考高考真题）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（ ）
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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
【详解】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。
31．（2022·全国·统考高考真题）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
【详解】AC．根据理想气体状态方程可知
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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。
32．（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
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；
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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。
33．（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、汽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，上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气
体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不
及热交换。若汽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．上下乘客时汽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，故气体的内能不变，体积变化缓慢，没有做功，故没有热交换，故A 正确，B
错误；
CD．剧烈颠簸时汽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，外界对气体做功，温度升高，故C 正确，D 错误。
故选AC。
34．（2021·全国·高考真题）如图，一定量的理想气体从状态
经热力学
过程
、
、
后又回到状态a。对于
、
、
三个过程，下列说法正确的是（
）
A．
过程中，气体始终吸热
B．
过程中，气体始终放热
C．
过程中，气体对外界做功
D．
过程中，气体的温度先降低后升高
E．
过程中，气体的温度先升高后降低
【答案】ABE
【详解】A．由理想气体的
图可知，理想气体经历ab 过程，体积不变，则
，
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而压强增大，由
可知，理想气体的温度升高，则内能增大，由
可知，气体一直吸热，故A 正确；
BC．理想气体经历ca 过程为等压压缩，则外界对气体做功
，由
知温
度降低，即内能减少
，由
可知，
，即气体放热，故B 正确，
C 错误；
DE．由
可知，
图像的坐标围成的面积反映温度，b 状态和c 状态的坐
标面积相等，而中间状态的坐标面积更大，故bc 过程的温度先升高后降低，故D 错误，
E 正确；
故选ABE。
35．（2021·湖南·高考真题）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热
活塞（截面积分别为
和
）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在
左端活塞上缓慢加细沙，活塞从
下降高度到
位置时，活塞上细沙的总质量为
。
在此过程中，用外力
作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度
和大气压强
保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为
。下列说法正确的
是（ ）
A．整个过程，外力
做功大于0，小于
B．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变
C．整个过程，理想气体的内能增大
D．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于
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E．左端活塞到达
位置时，外力
等于
【答案】BDE
【详解】A. 根据做功的两个必要因素有力和在力的方向上有位移，由于活塞
没有移
动，可知整个过程，外力F 做功等于0，A 错误；
BC. 根据汽缸导热且环境温度没有变，可知汽缸内的温度也保持不变，则整个过程，
理想气体的分子平均动能保持不变，内能不变，B 正确，C 错误；
D. 由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功：
D 正确；
E. 左端活塞到达 B 位置时，根据压强平衡可得：
即：
E 正确。
故选BDE。
36．（2020·江苏·统考高考真题）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
【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。
37．（2020·全国·统考高考真题）如图，一开口向上的导热汽缸内。用活塞封闭了一定
质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。
环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中（ ）
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A．气体体积逐渐减小，内能增加
B．气体压强逐渐增大，内能不变
C．气体压强逐渐增大，放出热量
D．外界对气体做功，气体内能不变
E．外界对气体做功，气体吸收热量
【答案】BCD
【详解】A．理想气体的内能与温度之间唯一决定，温度保持不变，所以内能不变，A
错误；
BCED．由理想气体状态方程
，可知体积减少，温度不变，所以压强增大。因
为温度不变，内能不变，体积减少，外界对系统做功，由热力学第一定律
可知，系统放热，BCD 正确，E 错误；
故选BCD。
38．（2019·海南·高考真题）一定量的理想气体从状态M 出发，经状态N、P、Q 回到
状态M，完成一个循环。从M 到N、从P 到Q 是等温过程；从N 到P、从Q 到M 是等
容过程；其体积—温度图像（V—T 图）如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．从M 到N 是吸热过程
B．从N 到P 是吸热过程
C．从P 到Q 气体对外界做功
D．从Q 到M 是气体对外界做功
E．从Q 到M 气体的内能减少
【答案】BCE
【详解】从M 到N 的过程，体积减小，外界对气体做功，即W>0；温度不变，内能不
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变，即∆U=0，根据∆U=W+Q，可知Q<0，即气体放热，选项A 错误；从N 到P 的过
程，气体体积不变，则W=0，气体温度升高，内能增加，即∆U>0，可知Q>0，即气体
吸热，选项B 正确；从P 到Q 气体体积变大，则气体对外界做功，选项C 正确；从Q
到M 气体体积不变，则气体既不对外界做功，外界也不对气体做功，选项D 错误；从
Q 到M 气体的温度降低，则气体的内能减少，选项E 正确。
39．（2019·江苏·高考真题）在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足
够长时间后，该气体 ．
A．分子的无规则运动停息下来
B．每个分子的速度大小均相等
C．分子的平均动能保持不变
D．分子的密集程度保持不变
【答案】CD
【详解】分子的无规则运动则为分子的热运动，由分子动理论可知，分子热运动不可
能停止，故A 错误；密闭容器内的理想气体，温度不变，所以分子平均动能不变，但
并不是每个分子的动能都相等，故B 错误，C 正确；由于没有外界影响且容器密闭，
所以分子的密集程度不变，故D 正确．
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