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专题20 分子动理论和理想气体
考点
十年考情（2015-2024）
命题趋势
考点1 分子动
理论
（10 年10
考）
2024·浙江·高考真题、2023·北京·高考真题、2023·海南·高考真
题、2022·江苏·高考真题、2021·重庆·高考真题、2021·广东·高
考真题、2021·北京·高考真题、2020·北京·高考真题、2020·上
海·高考真题、2020·全国·高考真题、2019·北京·高考真题、
2019·江苏·高考真题、2018·北京·高考真题、2018·全国·高考真
题、2018·江苏·高考真题、2017·北京·高考真题、2017·上海·高
考真题、2017·海南·高考真题、2017·江苏·高考真题、2017·全
国·高考真题、2016·全国·高考真题、2015·广东·高考真题
命题分析：通过对
近几年高考的分
析，本专题中分子
动理论、热力学定
律及理想气体状态
方程的应用仍然是
高考命题的热点，
题型有选择题、实
验题以及计算题．
趋势分析：在复习
过程中应加强对分
子动理论以及热力
学定律相关的选择
题或计算题的练
习，加强对综合考
查气体实验定律及
热力学定律的计算
题的训练．
考点2 理想气
体
（10 年几考）
2024·全国·高考真题、2024·河北·高考真题、2024·重庆·高考真
题、2024·海南·高考真题、2024·北京·高考真题、2023·重庆·高
考真题、2023·天津·高考真题、2023·辽宁·高考真题、2023·江
苏·高考真题、2023·浙江·高考真题、2023·全国·高考真题、
2022·重庆·高考真题、2022·北京·高考真题、2022·北京·高考真
题、2022·江苏·高考真题、2022·辽宁·高考真题、2022·湖北·高
考真题、2022·天津·高考真题、2022·全国·高考真题、2021·海
南·高考真题、2021·山东·高考真题、2021·全国·高考真题、
2021·湖南·高考真题、2020·北京·高考真题、2020·上海·高考真
题、2018·海南·高考真题、2018·江苏·高考真题、2017·全国·高
考真题、2017·上海·高考真题、2017·江苏·高考真题、2016·全
国·高考真题、2016·上海·高考真题、2016·江苏·高考真题、
2016·海南·高考真题、2015·上海·高考真题
考点01 分子动理论
一、单选题
1．（2023·北京·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
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壁单位面积的平均作用力更小，BD 错误。
故选A。
2．（2023·海南·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．（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。
4．（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（ ）
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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较引力变化快，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。
5．（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；
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。
6．（2020·北京·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r =r2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r =r2到r =r0分子间引力、斥力都在减小
B．从r =r2到
分子力的大小先减小后增大
C．从r =r2到r =r0分子势能先减小后增大
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D．从r =r2到
分子动能先增大后减小
【答案】D
【详解】A．从r =r2到r =r0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r =r0时分子力为零，故从r =r2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r =r0时分子势能最小，故从r =r2到r =r0分子势能一直减小，故C 错误；
D．从r =r2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。
7．（2020·上海·高考真题）悬浮水中的花瓣颗粒的布朗运动说明了（ ）
A．分子之间有斥力
B．花瓣颗粒的无规则运动
C．分子之间有斥力
D．水分子的无规则运动
【答案】D
【详解】ABCD．花瓣颗粒的无规则运动的原因是由于水分子无规则运动撞击花瓣颗粒引起的，因此说明了
水分子的无规则运动，D 正确，ABC 错误。
故选D。
8．（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
【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．
9．（2018·北京·高考真题）关于分子动理论，下列说法正确的是
A．气体扩散的快慢与温度无关
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．分子间同时存在着引力和斥力
D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大
【答案】C
【详解】A、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A 错误；
B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动的无规则性，
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是液体分子运动的无规则性的间接反映，故B 错误；
C、分子间斥力与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是随分子间距
增大而减小；当分子间距小于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥力，而分子间距大于平衡位置时，
分子表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存在的，故C 正确，D 错误．
点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永
不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的．
10．（2017·北京·高考真题）以下关于热运动的说法正确的是 （ ）
A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈
B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止
C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈
D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大
【答案】C
【详解】水流速度是机械运动速度，不能反映热运动情况，A 错误；分子在永不停息地做无规
则运动，B 错误；水的温度升高，水分子的平均速率增大，并非每一个水分子的运动速率都
增大，D 错误；选项C 说法正确．
【名师点睛】温度是分子平均动能的标志，但单个分子做无规则运动，单个分子在高温时速
率可能较小．
11．（2017·上海·高考真题）一个密闭容器由固定导热板分隔为体积相同的两部分，分别装有质量不等的
同种气体．当两部分气体稳定后，它们的（ ）
A．密度相同
B．分子数相同
C．分子平均速率相同
D．分子间平均距离相同
【答案】C
【详解】两部分气体为同种气体，但是质量不同，则摩尔数不同，分子数不同，选项B 错误；两部分气体
的体积相同，故密度不同，每个分子运动占据的体积不同，分子平均距离不同，选项AD 错误；因中间为
导热隔板，则最终两边温度相同，分子平均速率相同，选项C 正确；故选C.
二、多选题
12．（2024·浙江·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同
C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号
D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少
【答案】AB
【详解】A．中子靠弱相互作用结合成整体，则中子呈电中性但内部有复杂结构，故A 正确；
B．根据爱因斯坦的相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同，故B 正确；
C．根据
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可知，增加接收电路的线圈匝数，可减小振荡电路的固有频率，则可接收较低频率的电台信号，故C 错误；
D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，即分子距离从小于
到大于
的过程，分子力先做正
功后做负功，则分子势能先减小后增大，故D 错误。
故选AB。
13．（2017·全国·高考真题）氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随
气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是________．
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大
【答案】ABC
【详解】A. 由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子
速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等；故A 项符合题意.
B 温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0 ℃时的情形，分子
平均动能较小，则B 项符合题意.
C. 实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，故为100℃时的情形，故C 项
符合题意.
D. 图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目；故D 项不合题意
E.由图可知，0～400 m/s 段内，100℃对应的占据的比例均小于与0℃时所占据的比值，因此100℃时氧气
分子速率出现在0～400m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较小；则E 项不合题意．
14．（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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15．（2016·全国·高考真题）关于气体的内能，下列说法正确的是________
A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同
B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大
C．气体被压缩时，内能可能不变
D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
【答案】CDE
【详解】A．质量和温度都相同的气体，因气体的种类不一定相同，则摩尔数不一定相同，内能不一定相
同，故A 错误；
B．气体的内能与机械能无关， 气体温度不变，整体运动速度越大，其内能不变，故B 错误；
C．气体被压缩时，若气体对外做功，则气体的内能可能不变，故C 正确；
D．一定量的某种理想气体的分子势能可视为零，则内能只与温度有关，故D 正确；
E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，则内能一定增加，故 E 正确；
16．（2015·广东·高考真题）下图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的
空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气
A．内能增大
B．压强增大
C．分子间引力和斥力都减小
D．所有分子运动速率都增大
【答案】AB
【详解】试题分析：气体分子间距较大，内能主要体现在分子平均动能上，温度升高时内能增大；再根据
压强的微观解释可明确压强的变化．
解：水加热升温使空气温度升高，故封闭空气的内能增大，气体分子的平均动能增大，分子对器壁的撞击
力增大，故压强增大；但分子间距离不变，故分子间作用力不变；由于温度是分子平均动能的标志是一个
统计规律，温度升高时并不是所有分子的动能都增大，有少数分子动能可能减小；
故选AB．
【点评】本题考查分子的微观性质，要注意明确气体内能取决于温度；而压强取决于温度和体积．
17．（2018·全国·高考真题）对于实际的气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动的动能
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D．气体体积变化时，其内能可能不变
E．气体的内能包括气体分子热运动的动能
【答案】BDE
【详解】ABCE．气体的内能等于所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故AC 错误，BE 正确；
D．根据热力学第一定律
可知改变内能的方式有做功和热传递，所以体积发生变化时，内能可能不变，故D 正确。
故选BDE。
18．（2017·海南·高考真题）关于布朗运动，下列说法正确的是________．
A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动
B．液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈
C．在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动
D．液体中悬浮微粒的布朗运动使液体分子永不停息地做无规则运动
E．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的
【答案】ABE
【详解】A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动，选项A 正确；
B．液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈，选项B 正确；
C．悬浮颗粒越大，惯性越大，碰撞时受到冲力越平衡，所以大颗粒不做布朗运动，故C 错误．
D．布朗运动是由液体分子的无规则运动引起的悬浮在液体中颗粒的无规则运动，故D 错误．
E．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的，故E 正确．
故选ABE．
点睛：对于布朗运动，要理解并掌握布朗运动形成的原因，知道布朗运动既不是颗粒分子的运动，也不是
液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．
三、解答题
19．（2017·江苏·高考真题）科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子．资料显示，某种蛋
白的摩尔质量为66 kg/mol，其分子可视为半径为3×10–9 m 的球，已知阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol–1．请
估算该蛋白的密度．（计算结果保留一位有效数字）
【答案】
【详解】摩尔体积
由密度
，
解得
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代入数据得
【点睛】本题主要考查阿伏加德罗常数，摩尔质量、摩尔体积等物理量间的关系，记得公式，用心计算，
小心有效数字的要求即可．
四、填空题
20．（2021·广东·高考真题）在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现
矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强 （选
填“大于”、“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子
平均动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 小于 不变
【详解】[1]机场地面温度与高空客舱温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根
据理想气体状态方程
故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强；
[2]由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，故从
高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。
21．（2020·全国·高考真题）分子间作用力F 与分子间距r 的关系如图所示，r= r1时，F=0。分子间势能由
r 决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O 点很远处
向O 点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能 （填“减小“不变”或“增大”）；在间距由
r2减小到r1的过程中，势能 （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能 （填
“大于”“等于”或“小于”）零。
【答案】 减小 减小 小于
【详解】[1]从距
点很远处向
点运动，两分子间距减小到
的过程中，分子间体现引力，引力做正功，
分子势能减小；
[2]在
的过程中，分子间仍然体现引力，引力做正功，分子势能减小；
[3]在间距等于
之前，分子势能一直减小，取无穷远处分子间势能为零，则在
处分子势能小于零。
22．（2019·江苏·高考真题）由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分
子之间的相互作用总体上表现为 （选填“引力”或“斥力”）．分子势能Ep和分子间距离r 的关系
图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中 （选填“A”“B”或“C”）的位置．
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【答案】 引力 C
【详解】由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于
，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，
由于当分子间距离为
时，分子间作用力为0，分子势能最小即图中的B 点，由于表面层中分子间距大于
，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C 位置．
23．（2018·江苏·高考真题）一定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见
右表．则T1 （选填“大于”“小于”或“等于”）T2．若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内
温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400~500 m/s 区间的氧气分子数占总分子数的百分比 （选
填“大于”“小于”或“等于”）18.6%．
速率区间（m•s﹣
1）
各速率区间的分子数占总分子数的百分比/%
温度T1
温度T2
100 以下
0.7
1.4
100～200
5.4
8.1
200～300
11.9
17.0
300～400
17.4
21.4
400～500
18.6
20.4
500～600
16.7
15.1
600～700
12.9
9.2
700～800
7.9
4.5
800～900
4.6
2.0
900 以上
3.9
0.9
【答案】 大于 等于
【详解】分子速率分布与温度有关，温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数所占比例增加，速
10
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率小的分子数所占比例减小，所以T1大于T2；泄漏前后容器内温度不变，则在泄漏后的容器中，速率处于
400~500 m/s 区间的氧气分子数占总分子数的百分比不变，仍为18.6%．
24．（2017·江苏·高考真题）（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位
置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知：
若水温相同， （选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同， （选
填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈。
【答案】 甲 乙
【详解】布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，布朗运动是由于液体
分子对小颗粒的撞击不平衡造成的；颗粒越小，液体分子对颗粒的撞击越不平衡，布朗运动越明显。由图
可知，乙图中颗粒的布朗运动更明显，所以若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大；温度越高，布朗运动越激
烈，所以若炭粒大小相同，乙中水分子的热运动较剧烈。
考点02 理想气体
一、单选题
1．（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
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。
2．（2024·海南·高考真题）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，
吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为
，薄吸管底面积
，罐外吸
管总长度为20cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10cm，不考虑大气压强变化，下列说法正确的是
（ ）
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A．若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏
B．该装置所测温度不高于31.5℃
C．该装置所测温度不低于23.5℃
D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大
【答案】B
【详解】A．由盖—吕萨克定律得
其中
，
，
代入解得
根据
可知
故若在吸管上标注等差温度值，则刻度均匀，故A 错误；
BC．当
时，该装置所测的温度最高，代入解得
故该装置所测温度不高于
，当
时，该装置所测的温度最低，代入解得
故该装置所测温度不低于
，故B 正确，C 错误；
D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，由盖—吕萨克定律可知，油柱离罐口距离不变，故D 错误。
故选B。
3．（2024·北京·高考真题）一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体
分子个数不变，外界大气压不变。在上浮过程中气泡内气体（ ）
A．内能变大
B．压强变大
C．体积不变
D．从水中吸热
【答案】D
【详解】A．上浮过程气泡内气体的温度不变，内能不变，故A 错误；
B．气泡内气体压强p = p0＋ρ 水gh，故上浮过程气泡内气体的压强减小，故B 错误；
C．由玻意耳定律pV = C 知，气体的体积变大，故C 错误；
D．上浮过程气体体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律ΔU = Q＋W 知，气体从水中吸热，故D
正确。
12
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故选D。
4．（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。
5．（2023·天津·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，但内能减小，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
13
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可知气体压强减小，故D 错误；
故选B。
6．（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（ ）
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。
7．（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
14
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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。
8．（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。
9．（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；
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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。
10．（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。
11．（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
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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。
12．（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。
13．（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；
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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。
14．（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
【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
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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。
15．（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。
16．（2020·北京·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（ ）
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
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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。
17．（2020·上海·高考真题）如图所示，一根玻璃管上端开口下端封闭，上管的内径小于下管的内径。管
内的水银柱封闭了一定质量的气体，在大气压保持不变的情况下，温度升高，水银柱全部进入上管而未溢
出此过程中，气压p 随体积V 的变化关系为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】当水银全部进入上管后，气体温度再升高，气体体积膨胀，但压强P 保持不变，气体发生等压变
化，而当水银还未全部进入上管时，随着温度升高，气体膨胀，管内水银柱变长，气体压强P 变大，但当
气体体积接近零时，气体压强最小，但不是零，应等于水银柱产生的压强和大气压之和，即图象在纵轴的
截距不是零，D 正确，ABC 错误。
故选D。
二、多选题
18．（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
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【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
pa < pb = pcbc 过程为等压变化，体积减小，外界对气体做功，故A 正确；
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
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。
19．（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
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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。
因活塞密封不产，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．密闭的气缸绝热，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，最终气体充满整个气缸，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。
20．（2024·全国·高考真题）如图，四个相同的绝热试管分别倒立在盛水的烧杯a、b、c、d 中，平衡后烧
杯a、b、c 中的试管内外水面的高度差相同，烧杯d 中试管内水面高于试管外水面。已知四个烧杯中水的
温度分别为
、
、
、
，且
。水的密度随温度的变化忽略不计。下列说法正确的是（
）
A．a 中水的饱和气压最小
B．a、b 中水的饱和气压相等
C．c、d 中水的饱和气压相等
D．a、b 中试管内气体的压强相等
E．d 中试管内气体的压强比c 中的大
【答案】ACD
【详解】A．同一物质的饱和气压与温度有关，温度越大，饱和气压越大，a 中水的温度最低，则a 中水的
饱和气压最小，故A 正确；
B．同理，a 中水的温度小于b 中水的温度，则a 中水的饱和气压小于b 中水的饱和气压，故B 错误；
C．c 中水的温度等于d 中水的温度，则c、d 中水的饱和气压相等，故C 正确；
D．设大气压强为
，试管内外水面的高度差为
，则a、b 中试管内气体的压强均为
故D 正确；
E．d 中试管内气体的压强为
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c 中试管内气体的压强为
可知
故E 错误。
故选ACD。
21．（2024·全国·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W =0，故可知
气体向外放热，故D 正确。
故选AD。
22．（2017·全国·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ab 到达状态b，再
经过等温过程bc 到达状态c，最后经等压过程ca 回到状态a．下列说法正确的是（ ）
A．在过程ab 中气体的内能增加
B．在过程ca 中外界对气体做功
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C．在过程ab 中气体对外界做功
D．在过程bc 中气体从外界吸收热量
E．在过程ca 中气体从外界吸收热量
【答案】ABD
【详解】A．在过程ab 中气体的体积不变，压强升高，根据
可知气体的温度升高，内能增加，故A 正确；
B．在过程ca 中气体压强不变，气体体积减小，外界对气体做功，故B 正确；
C．在过程ab 中气体的体积不变，气体对外界不做功，故C 错误；
D．在过程bc 中，气体的温度不变，内能不变，气体的体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律
可知气体从外界吸收热量，故D 正确；
E．在过程ca 中气体的压强不变，体积减小，外界对气体做功，根据
可知气体温度降低，内能减小，根据热力学第一定律
可知气体放出热量，故E 错误。
故选ABD。
23．（2023·浙江·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。
24．（2023·全国·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（ ）
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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
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。
25．（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（ ）
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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。
26．（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
【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。
27．（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（ ）
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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
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。
28．（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
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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；
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。
29．（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W =0，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。
30．（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
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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
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。
31．（2016·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a 开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da 回到
原状态，其p–T 图像如图所示，其中对角线ac 的延长线过原点O．下列判断正确的是（ ）
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A．气体在a、c 两状态的体积相等
B．气体在状态a 时的内能大于它在状态c 时的内能
C．在过程cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D．在过程da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E．在过程bc 中外界对气体做的功等于在过程da 中气体对外界做的功
【答案】ABE
【详解】根据气体状态方程
，得
，p-T 图象的斜率
，a、c 两点在同一直线上，即a、c
两点是同一等容线上的两点，体积相等，故A 正确；
B、理想气体在状态a 的温度大于状态c 的温度，理想气体的内能只与温度有关，温度高，内能大，故气体
在状态a 时的内能大于它在状态c 时的内能，B 正确；
C、在过程cd 中温度不变，内能不变
，等温变化压强与体积成反比，压强大体积小，从c 到d 体积
减小，外界对气体做正功
，根据热力学第一定律
，所以
，所以在过程cd 中气体
向外界放出的热量等于外界对气体做的功，C 错误；
D、在过程da 中，等压变化，温度升高，内能增大
，体积变大，外界对气体做负功即
，根据
热力学第一定律
，
，所以在过程da 中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，
D 错误；
E、在过程bc 中，等压变化，温度降低，内能减小
，体积减小，外界对气体做功，根据
，
即pV=CT，
，da 过程中，气体对外界做功
，因为
，
所以
，在过程bc 中外界对气体做的功等于在过程da 中气体对外界做的功，故E 正确．
32．（2018·海南·高考真题）如图，一定量的理想气体，由状态a 等压变化到状态b，再从b 等容变化到状
态c。a、c 两状态温度相等．下列说法正确的是______
A．从状态b 到状态c 的过程中气体吸热
B．气体在状态a 的内能等于在状态c 的内能
C．气体在状态b 的温度小于在状态a 的温度
D．从状态a 到状态b 的过程中气体对外做正功
【答案】BD
【详解】A．内能是组成物体分子的无规则热运动动能和分子间相互作用势能的总和，由于理想气体的不
考虑分子势能内能，故理想气体的内能等于分子平均动能的总和，而温度是分子平均动能的宏观表现，由
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理想气体状态方程
可知，当Vb=Vc，pb>pc 时，Tb>TC，故
，根据热力学第一定律
体积V 不变，故W=0，所以
，从状态b 到状态c 的过程中气体放热，选项A 错误；
B．同理，气体在状态a 的温度等于在状态c 的温度，故气体在状态a 的内能等于在状态c 的内能，选项B
正确；
C．由理想气体状态方程
可知当pa=pb，Va<Vb 时，Ta<Tb，选项C 错误；
D．从状态a 到状态b 的过程中气体膨胀对外做正功，故D 正确；
故选BD。
33．（2018·江苏·高考真题）如图所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中．纱布中
的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度．当空气温度不变，若一段时间后发现该温度计
示数减小，则_____．
A．空气的相对湿度减小
B．空气中水蒸气的压强增大
C．空气中水的饱和气压减小
D．空气中水的饱和气压增大
【答案】A
【详解】温度计示数减小说明蒸发加快，空气中水蒸气的压强减小，选项B 错误；因空气的饱和气压只与
温度有关，空气温度不变，所以饱和气压不变，选项C、D 错误；根据相对湿度的定义，空气的相对湿度
减小，选项A 正确．
点睛：本题考查湿度温度计的原理、分子速率分布的特点和热力学第一定律，解题的关键是要理解热力学
的基本概念、弄清热力学第一定律各物理量的含义，注意气体等压变化过程中（C→A）应用
计
算外界对气体做的功．
34．（2017·上海·高考真题）如图，竖直放置的U 形管内装有水银，左端开口，右端封闭一定量的气体，
底部有一阀门．开始时阀门关闭，左管的水银面较高．现打开阀门，流出一些水银后关闭阀门．当重新平
衡时（ ）
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A．左管的水银面与右管等高
B．左管的水银面比右管的高
C．左管的水银面比右管的低
D．水银面高度关系无法判断
【答案】D
【详解】若流出的水银量较少，则左管水银仍高于右管；若流出的水银量较多，因左边上边等于大气压，
右边若小于大气压强，则左边会低于右边；总之根据已知条件不能判断水银面高度关系，故选D.
35．（2016·上海·高考真题）如图，粗细均匀的玻璃管A 和B 由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱
封闭在A 管内，初始时两管水银面等高，B 管上方与大气相通。若固定A 管，将B 管沿竖直方向缓慢下移
一小段距离H，A 管内的水银面高度相应变化h，则（ ）
A．h=H
B．h<
C．h=
D．
<h<H
【答案】B
【详解】根据题意，原来A、B 管内的水银高度相同，有
B 管下移后，设A 管水银下移高度为h，B 管内水银末位置高度如图所示，A、B 管内末位置水银高度差为
，则B 管内水银初、末位置高度差为
，可以计算出B 管下降的高度为
此时由于A 管内水银下降，则A 管内气体体积增加，压强减小，即
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此时有
计算得
解得
由于
所以
ACD 错误，B 正确。
故选B。
【点睛】先分析B 管下降前，封闭气体压强与大气压相等，
；再分析B 管下降后，封闭气体压强与
大气压关系：
，分析时注意A 管和B 管内水银下降的高度和等于H 这个关系
。
36．（2015·上海·高考真题）如图，长为h 的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分割成两部分，A 处管内外
水银面相平．将玻璃管缓慢向上提升H 高度（管下端未离开水银面），上下两部分气体的压强发生变化分
别为
和
，体积变化分别为
和
．已知水银密度为
，玻璃管截面积为S，则
A．
一定等于
B．
一定等于
C．
与
之差为
D．
与
之和为HS
【答案】A
【详解】当玻璃管缓慢向上提升H 高度时，气体的体积变大，压强变小，有部分水银进入玻璃管，也就是
管中的水银面会比管外的水银面高，设高度差为
，初状态上面气体的压强
，末状态上
面气体的压强
，所以
，同理可求出
，故A 正确，C 错误；
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由玻意耳定律得
，所以气体的变化
，同理可求出
，故B
错误；因为有水银进入玻璃管内，所以
与
之和小于HS，故D 错误．
37．（2017·江苏·高考真题）一定质量的理想气体从状态A 经过状态B 变化到状态C，其V–T 图象如图所
示．下列说法正确的有（ ）
A．A→B 的过程中，气体对外界做功
B．A→B 的过程中，气体放出热量
C．B→C 的过程中，气体压强不变
D．A→B→C 的过程中，气体内能增加
【答案】BC
【详解】A B．由图知A→B 的过程中，温度不变，则内能不变，而体积减小，所以外界对气体做功，为保
持内能不变， 根据热力学定律知，在A→B 的过程中，气体放出热量，故A 错误；B 正确；
C．B→C 的过程为等压变化，气体压强不变，故C 正确；
D．A→B→C 的过程中，温度降低，气体内能减小，故D 错误．
故选BC．
【点睛】两个过程：A 到B 等温变化，B 到C 等压变化．
38．（2016·江苏·高考真题）在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停
止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸气的变化情况为( )
A．压强变小
B．压强不变
C．一直是饱和汽
D．变为未饱和汽
【答案】AC
【详解】水上方蒸汽的气压叫饱和气压，只与温度有关，只要下面还有水，那就是处于饱和状态，饱和气
压随着温度的降低而减小，AC 正确，BD 错误．
【点睛】考查饱和汽和饱和汽压等概念的理解，关于这两个概念注意：饱和汽压随温度的升高而增大，饱
和气压与蒸汽所占的体积无关，与该蒸汽中有无其他气体也无关，不能用气体实验定律分析，这是饱和气
体，不是理想气体，对于未饱和汽，气体实验定律近似适用．
39．（2016·海南·高考真题）一定量的理想气体从状态M 可以经历过程1 或者过程2 到达状态N，其p–V
图象如图所示。在过程1 中，气体始终与外界无热量交换；在过程2 中，气体先经历等容变化再经历等压
变化，对于这两个过程，下列说法正确的是（ ）
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A．气体经历过程1，其温度降低
B．气体经历过程1，其内能减小
C．气体在过程2 中一直对外放热
D．气体在过程2 中一直对外做功
E．气体经历过程1 的内能改变量与经历过程2 的相同
【答案】ABE
【详解】AB.气体经历过程1，压强减小，体积变大，气体膨胀对外做功，又气体与外界无热量交换，根据
热力学第一定律知，其内能减小，故温度降低，故AB 正确；
CD.气体在过程2 中，根据理想气体状态方程
，开始时，体积不变，对外不做功，压强减小，温度
降低，根据热力学第一定律知，气体对外放热；然后压强不变，体积变大，气体膨胀对外做功，温度升高，
内能增大，根据热力学第一定律知，气体要吸收热量，故CD 错误；
E.无论是气体经历过程1 还是过程2，初、末状态相同，故内能改变量相同，故E 正确。
故选ABE.
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