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高考重点考点解读与针对性训练
第十六章 热学
考点133 热力学定律
【考点解读】
考点四 气体状态变化的图像问题
一定质量的气体不同图像的比较
等温变化
等容变化
等压变化
图
像
p-V 图像
p- 1
V 图像
p-T 图像
V-T 图像
特
点
pV＝CT（其中C 为恒
量），即pV 之积越大
的等温线温度越高，
线离原点越远
p＝CT 1
V ，斜率k＝
CT，即斜率越大，
温度越高
p＝C
V T，斜率k＝
C
V ，即斜率越
大，体积越小
V＝C
p T，斜率k＝
C
p ，即斜率越大，
压强越小
注意 上表中各个常量“C”意义有所不同。
考点二 热力学第一定律与气体状态变化图像的综合
处理热力学第一定律与气体状态变化图像的综合问题的思路
（1）根据气体状态变化图像的特点判断气体的温度、体积的变化情况，从而判断气体与外
界的吸、放热情况及做功情况。
（2）在p-V 图像中，图线与V 轴围成的面积表示气体对外界或外界对气体做的功。
（3）结合热力学第一定律判断有关问题。
热力学第一定律
1.改变物体内能的两种方式：
做功
和传热。
2.热力学第一定律
（1）内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的
热量
与外界对它所做的
功的
和
。
1
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（2）表达式：ΔU＝
Q ＋
W
。
（3）ΔU＝
Q ＋
W
中正、负号法则
物理量意义符号
W
Q
ΔU
＋
外界对物体做功
物体
吸收
热量
内能
增加
－
物体对外界做功
物体
放出
热量
内能
减少
3.能量守恒定律
（1）内容
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个
物体
转移
到别的物体，在转化或
转移
的过程中，能量的总量保持不变。
（2）条件性
能量守恒是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。
（3）第一类永动机是不可能制成的，它违背了
能量守恒定律
。
考点一 热力学定律与能量守恒定律
1.热力学第一定律表达式的正、负号法则
物理量
＋
－
W
外界对物体做功
物体对外界做功
Q
物体吸收热量
物体放出热量
ΔU
内能增加
内能减少
2.热力学第一定律的三种特殊情况
（1）绝热过程：Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。
（2）不做功的过程：W＝0，Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。
（3）内能不变的过程：W＋Q＝0，即物体吸收的热量全部用来对外做功，或外界对物体
做的功等于物体放出的热量。
热力学第二定律
1.热力学第二定律的两种表述
（1）克劳修斯表述：热量不能
自发地
从低温物体传到高温物体。
（2）开尔文表述：不可能从
单一
热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
2.热力学第二定律的微观意义
一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
3.用熵的概念表示热力学第二定律
在自发过程中，系统总是自发地向
无序
方向发展，即一个孤立系统的熵值总是
不减
少
的。（ 熵增加原理 ）
2
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4.第二类永动机
从单一热库吸收热量并把它全部用来对外做功，而不产生其他影响的机器。
它违背了
热力学第二定律
，不可能实现。
3.在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的含义
（1）“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量。
（2）“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境
不产生热力学方面的影响。如吸热、放热、做功等。
4.两类永动机的比较
第一类永动机
第二类永动机
不需要任何动力或燃料，却能不断地对
外做功的机器
从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产
生其他影响的机器
违背能量守恒定律，不可能制成
不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，
不可能制成
5.能源是有限的
（1）每天我们使用的能源最后都转化成了内能，能源消耗使得周围环境升温。根据热力学
第二定律，分散在环境中的内能不能自动聚集起来驱动机器做功了。这样的转化过程叫作
“
能量耗散
”。
（2）所谓能源，其实是指具有高品质的容易利用的
储能物质
，例如石油、天然气、煤
等。能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的
品质
下降了。虽然能量总量
不会减少，但能源会逐步减少，因此能源是有限的资源。
热力学第一定律与气体实验定律的综合
求解气体实验定律与热力学第一定律的综合问题的一般思路
【高考真题】
4．（2025 高考安徽卷）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（ ）
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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
【解析】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，ABC 错误；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，D 错误。
5. （2025 高考四川卷）如图1 所示，用活塞将一定质量的理想气体密封在导热气缸内，活
塞稳定在a 处。将气缸置于恒温冷水中，如图2 所示，活塞自发从a 处缓慢下降并停在b
处，然后保持气缸不动，用外力将活塞缓慢提升回a 处。不计活塞与气缸壁之间的摩擦。
则（ ）
A. 活塞从a 到b 的过程中，气缸内气体压强升高
B. 活塞从a 到b 的过程中，气缸内气体内能不变
C. 活塞从b 到a 的过程中，气缸内气体压强升高
D. 活塞从b 到a 的过程中，气缸内气体内能不变
【答案】A
【解析】。将气缸置于恒温冷水中，气缸内气体温度降低，内能减小，活塞从a 到b 的过
程中，压强不变，A 正确B 错误；持气缸不动，用外力将活塞缓慢提升回a 处，活塞从b 到
a 的过程中，气缸内气体压强减小，气体对外做功，气缸内气体内能减小，CD 错误。
6. （2025 高考甘肃卷）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（ ）
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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
【解析】一定量的理想气体从状态A 经等容过程到达状态B，温度升高，内能增大，由热
力学第一定律，A→B 过程为吸热过程，A 正确；然后经等温过程到达状态C，体积减小，
外界对气体做功，由热力学第一定律，B→C 过程为放热过程，B 错误；由理想气体状态方
程可知状态A 压强比状态B 的小，C 正确；状态A 内能比状态B 的小，状态BC 温度相同，
内能相同，所以状态A 内能比状态C 的小，D 正确。
7．（2025 高考河北卷）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
【解析】皮球体积变大，气体膨胀，对外界做功，故A 正确。
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。
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。
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。
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16. （2025 年1 月浙江选考） 如图所示，导热良好带有吸管的瓶子，通过瓶塞密闭T1 =
300 K，体积V1 = 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T2 = 303 K 的恒温水中，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p0 = 1.0 × 105 Pa，水的密度ρ = 1.0 × 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V3；
（3）求从状态1 到状态3 气体内能的改变量ΔU。
【答案】（1） ①. 不变 ②. 减小
（2）V3 = 1.0201 × 103 cm3
（3）ΔU = 2.53 J
【解析】（1）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
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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
（2024·新课标卷21 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
解析：1→2 为绝热过程，Q＝0，气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一
定律ΔU＝Q＋W 可知ΔU＞0，气体内能增加，A 正确；2→3 为等压膨胀过程，W＜0，由盖
－吕萨克定律可知气体温度升高，内能增加，即ΔU＞0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W 可
知Q＞0，气体从外界吸热，B 错误；3→4 过程为绝热过程，Q＝0，气体体积增大，W＜
0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W 可知ΔU＜0，气体内能减少，C 错误；4→1 过程中，气体
做等容变化，W＝0，又压强减小，则由查理定律可知气体温度降低，内能减少，即ΔU＜
0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W 可知Q＜0，气体对外放热，D 正确。
（2024·海南高考11 题）如图，一定质量的理想气体从状态a 开始经ab、bc、ca 三个过程
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回到原状态，已知ab 垂直于T 轴，bc 延长线过坐标原点O，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
解析：由于bc 过程气体体积减小，则外界对气体做功，A 正确；根据pV＝CT（C 为常量）
可得V＝C
p T，根据题图可知，ca 过程，图线上的点与坐标原点连线的斜率增大，则p 减小，
B 错误；ab 过程气体温度不变，内能不变，即ΔU＝0，体积减小，外界对气体做功，即W
＞0，结合热力学第一定律ΔU＝Q＋W 可知，Q＜0，即气体放出热量，C 正确；ca 过程，
气体温度升高，内能增大，D 错误。
.（2024·山东高考6 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（
）
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
解析：C a→b 过程是等压变化且体积增大，则Wab＜0，由盖－吕萨克定律可知Tb＞Ta，
即ΔUab＞0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W 可知a→b 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→c 过程中气体与外界无热量交换，
即Qbc＝0，又由气体体积增大可知Wbc＜0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W 可知气体内能减
少，B 错误；c→a 过程为等温过程，可知Tc＝Ta，ΔUac＝0，根据热力学第一定律可知
a→b→c 过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C 正确；由A 项分析可知Qab＝
ΔUab－Wab，由B 项分析可知Wbc＝ΔUbc，由C 项分析可知0＝Wca＋Qca，又ΔUab＋ΔUbc＝0，
联立解得Qab－（－Qca）＝－Wca－Wbc－Wab，根据p-V 图像与坐标轴所围图形的面积表示
气体对外界做的功，结合题图可知Qab－（－Qca）≠0，所以a→b 过程气体从外界吸收的
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热量Qab不等于c→a 过程放出的热量－Qca，D 错误。
图像分析
4.（2024·江西高考13 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
ABCDA 完成循环过程，AB 和CD 均为等温过程，BC 和DA 均为等容过程。已知T1＝1 200
K，T2＝300 K，气体在状态A 的压强pA＝8.0×105 Pa，体积V1＝1.0 m3，气体在状态C 的
压强pC＝1.0×105 Pa。求：
（1）气体在状态D 的压强pD；
（2）气体在状态B 的体积V2。
答案：（1）2.0×105 Pa （2）2.0 m3
解析：（1）气体从状态D 到状态A 的过程发生等容变化，根据查理定律有pD
T 2
＝pA
T 1
代入数据解得pD＝2.0×105 Pa。
（2）气体从状态C 到状态D 的过程发生等温变化，根据玻意耳定律有pCVC＝pDV1
代入数据解得VC＝2.0 m3
又气体从状态B 到状态C 发生等容变化，因此气体在状态B 的体积为V2＝VC＝2.0 m3。
（2024·贵州高考13 题）制作水火箭是青少年科技活动的常见项目之一。某研究小组为了
探究水火箭在充气与喷水过程中气体的热学规律，把水火箭的塑料容器竖直固定，其中
A、C 分别是塑料容器的充气口、喷水口，B 是气压计，如图a 所示。在室温环境下，容器
内装入一定质量的水，此时容器内的气体体积为V0，压强为p0，现缓慢充气后压强变为
4p0，不计容器的容积变化。
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（1）设充气过程中气体温度不变，求充入的气体在该室温环境下压强为p0时的体积；
答案：（1）3V0
解析：（1）设充入的气体在该室温环境下压强为p0时的体积为V，充气过程中气体温度不
变，则有p0V0＋p0V＝4p0V0
解得V＝3V0。
（2）打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内气体从状态M 变化到状态N，
其压强p 与体积V 的变化关系如图b 中实线所示，已知气体在状态N 时的体积为V1，压强
为p1。求气体在状态N 与状态M 时的热力学温度之比；
答案：（2）p1V 1
4 p0V 0
解析：（2）容器内气体从状态M 变化到状态N，由理想气体的状态方程可得
4 p0V 0
T M
＝
p1V 1
T N
可得
T N
T M
＝
p1V 1
4 p0V 0
。
（3）图b 中虚线MN'是容器内气体在绝热（既不吸热也不放热）条件下压强p 与体积V 的
变化关系图线，试判断气体在图b 中沿实线从M 到N 的过程是吸热还是放热。（不需要说
明理由）
答案：（3）吸热
解析：（3）由p-V 图像与横坐标轴所围面积表示气体做功可知，从M 到N 的过程对外做
功更多，N 和N'都是从M 状态变化而来，pV
T 应该相同，可得TN＞TN'
可知从M 到N 的过程内能降低得更少。由热力学第一定律ΔU＝Q＋W 可知，从M 到N'的
过程绝热，内能的减少量等于气体对外做功；从M 到N 的过程气体对外做功更多，内能降
低反而更少，则气体必然吸热。
（2024·重庆高考3 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
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C.气囊内气体内能增大
D.气囊内气体从外界吸热
答案：D
解析：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A、B 错误；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，可知Q＞0，需要从外界吸热，故C 错误，D 正确。
（2024·河北高考9 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
解析：ACD 活塞密封不严，左侧封闭气体向右侧真空扩散，当活塞重新静止时，活塞左
右两侧气体压强相等，对活塞受力分析可知，其不受弹簧弹力，即弹簧恢复至自然长度，
A 正确；由于初始时活塞左侧有气体、右侧真空且活塞静止，则初始时弹簧处于压缩状态，
又此时活塞静止在汽缸正中间，则当活塞重新静止时，有V 左＜V 右，又活塞左右两侧气体
为同种气体且压强和温度都相等，则活塞左右两侧气体的密度相等，由m＝ρV 可知，活塞
左侧气体的质量小于右侧气体的质量，B 错误；由于系统绝热，则气体与弹簧组成的系统
能量守恒，与初始时相比，活塞重新静止时弹簧的弹性势能减少，则气体的内能增加，C
正确；结合A 项分析可知，与初始时相比，气体的体积增大，总分子数不变，所以活塞左
侧单位体积内气体分子数减少，D 正确。
【针对性训练】
4. （江苏盐城射阳中学2025 届高三三模）如图所示，把一条细棉线的两端系在铁丝环上，
棉线处于松弛状态。将铁丝环浸入肥皂液里，拿出来时环上留下一居肥皂液的薄膜，这时
薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破a 侧的薄膜，观察到棉线的形状为（ ）
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A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】先把个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂液里浸一下，使环上布满肥皂液薄膜
膜中分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，所以产生收缩效果
用烧热的针刺破a 侧的薄膜，b 中的水膜能使b 的面积最小。故选D。
8. （2025 年5 月河南部分重点高中考前联考）为检测甲图中烧瓶的气密性，将导管伸入水
槽中，用手捂热烧瓶（如图乙），导管口产生气泡，松开手后导管内有水倒吸，最终形成
一段稳定水柱（如图丙），证明装置不漏气。忽略大气压和环境温度的变化，下列关于烧
瓶内气体（可视为理想气体）说法正确的是（ ）
A. 图丙中气体的压强大于大气压强
B. 图乙中气泡上升过程中压强减小
C. 松开手后气体的内能逐渐减小
D. 松开手后气体向外界放热小于外界对气体做的功
【答案】BC
【解析】．由于液柱液面高于烧杯水面，图丙中气体的压强小于大气压强，故A 错误；
图乙中气泡上升过程中深度减小，压强减小，故B 正确；气体的温度降低，内能减小，故
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C 正确；
气体体积变小，外界对气体做功，气体内能减小，根据热力学第一定律可知，气体向外界
放热大于外界对气体做的功，故D 错误。
2. （2025 年5 月山东潍坊市高考三模）某新型“自清洁玻璃”具有特殊的微纳米结构，水滴
在其表面会形成接近球形的液滴并能自发滚落，滚落过程中几乎不会在玻璃表面留下痕迹。
下列说法正确的是（ ）
A. 水能浸润该“自清洁玻璃”
B. 水滴呈球形是因为液体表面张力的作用
C. 水滴表面的水分子间只存在分子引力
D. 用该玻璃制成的两端开口的洁净毛细管竖直插入水中，管内液面比水面高
【答案】B
【解析】如果水能浸润该 “自清洁玻璃”，水在玻璃表面应该是铺展开的，而不是形成接
近球形的液滴，所以水不能浸润该 “自清洁玻璃”， 故A 错误；
液体表面张力会使液体表面有收缩的趋势，使得水滴呈球形，故B 正确；
分子间引力和斥力是同时存在的，在水滴表面的水分子间也不例外，只是分子引力大于分
子斥力，表现为引力，故C 错误；
因为水不能浸润该玻璃，用该玻璃制成的两端开口的洁净毛细管竖直插入水中，管内液面
应该比水面低，故D 错误。
8. （2025 年5 月广西桂林市高三二模）遇到突发洪水时，可以借助塑料盆进行自救，塑料
盆可近似看成底面积为S 的圆柱形容器，把塑料盆口向下竖直轻放在水面上，如图甲所示；
用力竖直向下缓慢压盆底，至盆底与盆外水面相平，盆内封闭气体（视为理想气体）被压
缩，简化模型如图乙所示。若此过程中封闭气体温度与外界温度相同且不变，下列说法正
确的是（ ）
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A. 封闭气体的内能不变
B. 封闭气体分子的平均动能增大
C. 封闭气体的压强不变
D. 封闭气体向外界放热
【答案】AD
【解析】．封闭气体（理想气体）温度不变，内能不变，A 正确；
分子的平均动能只和温度有关，封闭气体（理想气体）温度不变，分子的平均动能不变，B
错误；
当塑料盆口向下竖直轻放在水面上时，封闭气体的压强等于大气压强，即
当用力竖直向下缓慢压盆底，至盆底与盆外水面相平时有
解得
，即封闭气体的压强变大，C 错误；
气体体积减小，外界对封闭气体做正功，温度不变，封闭气体内能不变，由热力学第一定
律，封闭气体向外界放热，D 正确。
2. （河南商丘2025 年5 月考前冲刺） 充气救生船是船只在海上航行时的必备装备，使用
时先要向浮筒内充入气体，浮筒导热性能良好，充满气后密闭浮筒内气体的体积可视为不
变，气体可视为理想气体。关于充满气后的浮筒内的气体在夜间气温缓慢下降的过程中，
下列说法正确的是（ ）
A. 对外做功
B. 放出热量
C. 对单位面积浮筒内壁的平均撞击力大小不变
D. 内能减小，所有分子热运动的速率都减小
【答案】B
【解析】．由于浮筒内气体的体积不变，故浮筒内的气体不对外做功，A 错误；
因为温度降低，则气体内能减小，根据热力学第一定律
，可知气体放出热量，
B 正确；
气体体积不变，温度降低，则气体压强减小，即气体分子对单位面积浮筒内壁的平均撞击
力大小减小，C 错误；温度降低，气体分子的平均速率减小，但不是所有分子的速率都减
小，D 错误。
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6. （河北名校联考普通高中2025 届高三年级适应性演练）如图甲所示，一质量为
、横
截面积为
的绝热活塞封闭着绝热气缸（内有体积可忽略的加热丝）内的一部分理想气体，
封闭气体经过一系列过程从状态
经状态
到状态
，气体的体积
和温度
的关系如图
乙所示。已知外界大气压始终为
，重力加速度为
，不计摩擦。下列说法中正确的是（
）
A. 从
到
过程中，单个气体分子对气缸壁的平均撞击力先不变后增大
B. 从
到
的过程中，气体分子的数密度先减小后不变
C. 从
到
的过程中，气体从加热丝吸收的热量等于气体内能的增加量
D. 在
状态的压强为
【答案】B
【解析】．温度是分子平均动能的标志 ，从A 到C 过程中，气体温度一直升高，分子平均
动能增大，所以单个气体分子对气缸壁的平均撞击力一直增大，并非先不变后增大，故A
错误；
从A 到B，体积V 增大，分子数密度减小；从B 到C，体积V 不变，分子数密度不变，所以
从A 到C 的过程中，气体分子的数密度先减小后不变 ，故B 正确；
从
到
过程，温度增大，气体内能增大，同时气体体积增大，气体对外做功，故从
到
的过程中，气体从加热丝吸收的热量等于气体内能的增加量与气体对外做功之和，故C
错误；
在状态A 时，对活塞有
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从A 到C，由理想气体状态方程有
联立解得
，故D 错误。
9. （2025 年4 月河南十校教育联盟物理）如图甲所示，一定质量的理想气体从状态
经等
压过程到状态
。此过程中，气体压强
，吸收的热量
，下列对
气体从状态
到状态
过程说法正确的是（ ）
A. 气体在状态
的体积为
B. 气体分子在状态
和状态
的速率分布可能如图乙所示
C. 气体从状态
到状态
过程对外界做功为240J
D. 气体从状态
到状态
过程中内能的增加量为720J
【答案】BC
【解析】．由于从状态
到状态
为等压变化，根据盖-吕萨克定律可得
解得
，A 错误；
状态B 的温度高，气体分子运动剧烈，速率大的分子百分比含量大，B 正确；
从状态A 到状态B 过程，气体体积增大，对外界做功
，C 正确；
从状态A 到状态B 过程，气体对外界做功，使内能减小，做功W 取负值，吸收的热量使内
能增大，热量Q 取正值，由热力学第一定律
内能的增加量为240J，D 错误。
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8. （2025 学年湖北省百师联盟高三下二轮复习联考（二））如图所示，一定质量的理想气
体经历a→b→c→a 的循环过程，其中c→a 过程为等温过程，下列说法正确的是（ ）
A. a→b 过程，气体的内能增加，各速率区间分子数占总分子数的百分比增加
B. b→c 过程，气体分子在单位时间内撞击在器壁单位面积上的次数增多
C. c→a 过程，气体分子的平均动能不变，外界对气体做负功，气体从外界吸收热量
D. c→a 过程气体从外界吸收的热量等于a→b→c 过程气体放出的热量
【答案】BC
【解析】．
过程，气体体积不变，压强增大，根据查理定律可知，气体温度升高，
气体内能增加，高速率区间分子数占总分子数的百分比增加，低速率区间分子数占总分子
数的百分比减少，故A 错误；
B．
过程，气体压强一定，体积减小，根据盖吕萨克定律可知，气体温度降低，气
体分子平均动能减少，单个分子的平均撞击力减小，由于压强不变，则气体分子单位时间
内撞击在器壁单位面积上的次数增多，故B 正确；
C．
过程为等温变化过程，所以气体分子的平均动能不变，内能不变，气体体积增
大，气体对外界做正功，即有
根据热力学第一定律有
由于内能不变，可知
即气体从外界吸收热量，故C 正确；
D．
的循环过程，内能变化量
图像与横坐标所围几何图形的面积表示功，根据图像与横轴围成的面积大小可知，
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过程气体对外界做的功小于
过程外界对气体做的功的大小，根据热力学
第一定律有
所以
过程，气体从外界吸收的热量小于
过程气体放出的热量，故D 错误。
9. (湖北省黄冈中学2025 届高三5 月第三次模拟考试)一定质量的封闭气体可看做理想气体，
其状态从a 变为状态b、c 又回到状态a，用
图像表示如图所示。下列说法正确的是
（ ）
A. 在b→c 过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
B. 在c→a 过程中，气体对外界做功，气体内能不变，温度不变
C. 在a→b→c 过程中，气体放出的热量等于
D. 气体在a→b→c→a 循环过程中对外做的功等于
图像围成的面积
【答案】BC
【解析】在b→c 过程中，气体压强不变，体积减小，温度降低，则气体数密度增加，气体
分子平均速率减小，可知单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，A 错误；
B．在c→a 过程中，气体体积增大，气体对外界做正功，又根据
可知，气体温度
不变，气体内能不变，B 正确；
C．因ac 两态温度相同，可知在a→b→c 过程中，气体内能不变，气体体积减小，外界对气
体做功
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根据
可知气体放出的热量等于
，C 正确；
气体在a→b→c→a 循环过程中对外做功
，即为
图像围成的面积，可知选
项D 错误。
3. (四川雅安市高2025 年4 月第二次诊断)某喷水壶内部构造如图所示。通过压杆A 让瓶内
充入空气，达到一定压强后，停止充气；按压按柄B 让阀门K 打开，水从喷嘴喷出。若在
水快速喷出一小段时间内，储气室内气体（可视为理想气体）来不及与外界进行热交换，
则储气室内的气体（ ）
A. 压强变大
B. 内能减小
C. 温度升高
D. 对外做负功
【答案】B
【解析】若在水快速喷出一小段时间内，储气室内气体体积变大，气体对外做正功，即
W<0，因来不及与外界进行热交换，则Q=0，根据∆U=W+Q，可知∆U<0，即气体内能减小，
温度降低，根据
可知，气体压强变小。B 正确。
状态A 时的压强为
。下列说法正确的是（ ）
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A. A→B 过程中气体
压强增大了
B. B→C 过程中气体对外界放出的热量小于外界对气体做的功
C. C→D 过程中气体的压强变小，气体从外界吸收热量
D. D→A 过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器的碰撞次数减少
【答案】D
【解析】．A→B 过程为等容过程，根据查理定律有
解得
可知，A→B 过程中气体的压强增大了
，故A 错误；
B．由于BC 的延长线过O 点，根据盖吕萨克定律可知，该过程为等压过程，压强不变，
B→C 过程，温度降低，气体内能减小，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律
可知，气体对外界放出的热量大于外界对气体做的功，故B 错误；
C．C→D 过程中为等容过程，温度降低，根据查理定律可知，气体的压强变小，温度降低，
气体内能减小，体积一定，气体与外界之间做功为0，根据热力学第一定律，气体向外界
释放热量，故C 错误；
D．D→A 过程为等温过程，根据玻意耳定律可知，体积增大，压强减小，由于温度一定，
则分子运动的平均速率一定，一个分子与器壁撞击的平均作用力一定，而压强减小，则气
体分子在单位时间内对单位面积容器的碰撞次数减少，故D 正确。
6. （2025 年5 月河南名校联考）如图所示，一定质量的理想气体从状态a 依次经过一系列
的变化过程回到状态a。已知ad 和bc 与T 轴平行，ab 和cd 与p 轴平行，bd 的延长线经过
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O 点。则在a、b、c、d 四个状态及①、②、③、④四个过程中（ ）
A. 过程②中气体的密度增大
B. 过程①中单位时间内气体分子对单位面积的容器壁的撞击次数增多
C 过程②中气体向外界放出热量
D. 过程③中气体向外界放出热量
【答案】D
【解析】．过程②中气体的压强不变，温度升高，气体的内能增大，由盖—吕萨克定律
可知气体的体积增大，密度减小，气体对外做功，则
，由热力学第一定律
可知
，故过程②中气体从外界吸收热量，故选项AC 错误；
B．过程①中气体的压强减小，温度不变，根据玻意耳定律
可知体积增大，单位时
间内气体分子对单位面积的容器壁的撞击次数减小，故选项B 错误；
D．过程③中气体的温度不变，内能不变，压强增大，由玻意耳定律
可知，气体的
体积减小，外界对气体做正功，则
，由热力学第一定律
可知
，
气体向外界放出热量，选项D 正确。
1. (湖北省2025 届八校三统联考)如图，某汽车机舱盖的支撑杆由汽缸和活塞组成。打开机
舱盖时，汽缸内密闭压缩气体膨胀，将机舱盖顶起。在此过程中，汽缸内气体可视为理想
气体，忽略缸内气体与外界的热交换。对于汽缸内的气体，下列说法正确的是（ ）
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A 对外做正功，内能增大
B. 对外做负功，内能减小
C. 对外做正功，分子平均动能增大
D. 对外做正功，分子平均动能减小
【答案】D
【解析】根据题意，忽略缸内气体与外界的热交换，由热力学第一定律可知，气体对外做
正功，内能减小，温度降低，分子平均动能减小，气体对外做负功，内能增加，温度升高
分子平均动能增大。故选D。
7. （天津市九校联考高三年级模拟考试2）越来越多的体育爱好者喜欢潜水运动，潜水者
在水中呼出的气体，从水下几米深处快速上升到水面，这一过程中气体与外界未实现热交
换。将气泡内的气体视为理想气体，则在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 气体分子的平均动能保持不变
B. 单位时间内与气泡壁碰撞的气体分子数减少
C. 气体体积变大，压强减少，对外做功
D. 气体减少
内能小于它对外做的功
【答案】BC
【解析】．设气泡在水下深度为，大气压强为
，则气泡压强为
可见从水下几米深处快速上升到水面的过程中，压强变小，假设气体的温度不变，则根据
玻意耳定律：
可知气体的体积增大，所以气体对外做功，即
这一过程中气体与外界未实现热交换，即
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根据热力学第一定律
所以
理想气体内能变化与温度有关，所以气体温度降低与假设矛盾，即温度会降低，气体分子
平均动能减小，气体减小的内能等于它对外做的功，A 错误，C 正确，D 错误；
B．因为分子平均动能减小且气体体积增大，所以单位时间内与气泡壁碰撞的气体分子数减
小，B 正确。
8. （2025 年5 月东北三省精准质检）膨化食品包装袋内充入氮气可防止食物氧化，食品在
运输过程中，随周围环境温度升高包装袋会明显膨胀，若包装袋的材料导热良好，包装袋
内的气体可视为理想气体，以下分析正确的是（ ）
A. 包装袋膨胀是因为内部气体分子数增加
B. 包装袋膨胀过程中，外界对包装袋内气体做负功
C. 包装袋内的所有气体分子运动的速率均变大
D. 包装袋内气体的内能增加量小于气体吸收的热量
【答案】BD
【解析】
【详解】A．包装袋内的气体视为理想气体，气体质量不变，当温度增加时，包装袋内的
气体分子总数并没有发生变化，故A 错误；包装袋膨胀过程中，气体体积膨胀，外界对气
体做负功，故B 正确；由于温度升高，气体分子的平均运动速率变大，但不是所有气体分
子的速度都变大了，故C 错误；包装袋材料的导热良好，所以当环境温度升高时，气体内
能增大，同时膨胀，外界对气体做负功，根据
，可知气体内能增加量小于气
体吸收热量，故D 正确。
5. （2024~2025 学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研（二））如图所示为一定质量理想
气体经历的循环，该循环由两个等温过程、一个等压过程和一个等容过程组成。则下列说
法正确的是（ ）
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A. 在
过程中，气体分子的数密度变小
B. 在
过程中，气体吸收热量
C. 在
过程中，气体分子的平均速率增大
D. 在
过程中，气体
内能增加
【答案】B
【解析】．在
过程中，气体的体积减小，则气体分子的数密度大，故A 错误；
B．在
过程中，气体等压膨胀，根据
可知，气体温度升高，气体内能增大；
由于气体体积增大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故B
正确；
C．在
过程中，气体温度不变，气体分子的平均速率不变，故C 错误；
D．在
过程中，气体体积不变，压强减小，根据
可知，气体温度降低，气体
内能减小，故D 错误。
故选B。
3. (湖北省2025 届八校三统联考)某拖拉机
往复式柴油内燃机利用迪塞尔循环进行工作，
该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成．如图所示为一定质量的理想
气体经历的迪塞尔循环，则（ ）
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A. 在状态a 和c 时气体温度
B.
过程，气体对外界做功、内能减少
C.
过程，气体增加的内能小于该过程吸收的热量
D. 完成一次循环过程，气体对外界做的功大于吸收的热量
【答案】C
【解析】．据题意，结合题图可知，气体从c 到d 为绝热膨胀，则
,
,
根据
,
则温度降低；气体从d 到a，体积不变，压强减小，则温度降低，则该气体在状态c 的温度
高于在状态a 时的温度，故A 错误；
a→b 过程为绝热压缩，外界对气体做功
,
则
即外界对气体做的功全部用于增加内能，故B 错误；
过程中体积增大，气体对外做功，即
根据热力学第一定律
可知
, 即增加的内能小于该过程吸收的热量，故C 正确；
根据pV 图像与V 轴围成的面积表示气体做功的大小，可知一次循环过程中气体对外界做的
功
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而一次循环过程整个过程气体内能变化为零，则整个过程
即在一次循环过程中气体吸收的热量大于气体对外界做的功，故D 错误。
5. （海淀区2024-2025 学年第二学期期末练习）如图所示，一定质量的理想气体从状态a
开始，沿图示路径经状态b、c 再回到状态a，其中，图线
平行于纵轴、图线
平行于
横轴。下列说法正确的是（ ）
A. 从a 到b，气体对外界做功
B. 从b 到c，气体温度保持不变
C. 从c 到a，气体内能减小
D. 从c 到a，气体从外界吸热
【答案】D
【解析】．从a 到b，气体体积减小，外界对气体做功，A 错误；
从b 到c，气体做等容变化，根据
可知压强减小，温度降低，B 错误；
从c 到a，气体压强不变，根据
可知体积增大，温度升高，气体内能增加，C 错误；
从c 到a，气体体积增大，对外做功，而气体内能增加，根据热力学第一定律U=Q＋W，
可知气体从外界吸热，D 正确。
3. （2025 届信阳潢川县一高和高级中学二模联考）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，气体的内能变大
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
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D. 剧烈颠簸时，气体的温度不变
【答案】C
【解析】．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，可知气
体温度保持不变，气体内能保持不变，在气体压缩的过程中，外界对气体做正功，根据热
力学第一定律可知，气体对外界放热，AB 错误；
CD．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，在气体压缩的过
程中，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，温度升高，C 正确，
D 错误；
3. （河西区2024-2025 学年度第二学期高三年级总复习质量调查（二））如图甲所示是战
国时期的竹节柄铜汲酒器。把汲酒器竖直放入水中，柄部在上、荷蕾形器在下，水由底部
圆孔进入荷蕾形器中后，用拇指压住柄侧面的方孔，将汲酒器内的气体密封，如图乙所示
再把汲酒器缓慢提起并悬停在空中，如此便将水“汲”起，如图丙所示。汲酒器内封闭的
气体视作理想气体，提起过程封闭气体体积不断增大，环境温度保持不变，则以下说法正
确的是（ ）
A. 提起汲酒器的过程中，封闭气体的分子平均动能不断增大
B. 提起汲酒器的过程中，封闭气体的压强不断减小
C. 提起汲酒器的过程中，外界对封闭气体做功
D. 提起汲酒器
过程中，封闭气体向外界放热
【答案】B
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【解析】．汲酒器内的气体被密封，环境温度保持不变，则该过程为等温变化，封闭气体
的温度不变，则封闭气体的分子平均动能不变，故A 错误；
B．提起过程封闭气体体积不断增大，环境温度保持不变，根据公式
，则封闭
气体的压强不断减小，故B 正确；
C．提起汲酒器的过程中，气体体积增大，封闭气体对外界做功，故C 错误；
D．根据热力学第一定律
，由于温度保持不变，
，气体对外做
功，则
，则
，即气体从外界吸热，故D 错误。
故选B。
2. （2025 年5 月天津红桥二模高三物理） 一定质量的理想气体由状态A 变化到状态B 的
过程中，其体积V 随温度T 变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 气体向外放出的热量等于外界对气体做的功
B. 气体压强保持不变
C. 气体分子的平均动能增大
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
【解析】根据
可知由状态A 变化到状态B
过程中，气体压强保持不变，温度降低，则气体分子平均动
能减小，气体体积减小，气体分子数密度增加，可知单位时间内，与单位面积器壁碰撞的
气体分子数增加；外界对气体做功，内能减小，根据
可知气体向外放热，则气体向外放出的热量大于外界对气体做的功。
故选B。
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4. (2025 高考宝鸡三模)封闭在导热汽缸内一定质量的理想气体从状态A 开始，经历状态
B、C 到状态D，其体积V 与热力学温度T 的关系如图所示。已知O、A、D 三点在同一直线
上，且图线AB、CD 平行于横轴T，BC 平行于纵轴V，则依据图像判断下列说法正确的是（
）
A. 由状态A 向状态B 变化过程中，气体向外界放出热量
B. 由状态B 向状态C 变化过程中，气体从外界吸收热量，内能增加
C. 气体在状态A 时的压强等于状态D 时的压强
D. 气体分子在状态C 时平均动能小于在状态D 时的平均动能
【答案】C
【解析】A．由状态A 向状态B 变化过程中，气体体积不变，则W=0；温度升高，则
根据
,可知Q>0，则气体从外界吸收热量，选项A 错误；
．由状态B 向状态C 变化过程中，气体温度不变，则内能不变；体积变大，则W<0；根据
可知Q>0，气体从外界吸收热量，选项B 错误；
．根据
,因 O、A、D 三点在同一直线上，可知气体在状态A 时的压强等于状态D 时
的压强，选项C 正确；
状态C 的温度高于D 态，可知气体分子在状态C 时平均动能大于在状态D 时的平均动能，
选项D 错误。
8. （2025 届信阳潢川县一高和高级中学二模联考）如图所示，一定质量的理想气体先后经
过1、2、3 三个过程回到初始状态A，下列说法正确的是（ ）
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A. 过程1 气体体积增大，气体对外界做功
B. 过程2 气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
C. 过程3 一定是吸热的
D. 气体经过一个循环回到初始状态A 的过程中外界对气体做功
【答案】AD
【解析】．根据理想气体状态方程
可知，过程1 压强减小，温度不变，故体积增
大，气体对外界做功，A 正确；
B．根据理想气体状态方程
可知，过程2 压强不变，温度升高，故体积增大，气体
对外界做功，内能增大，根据
，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的
功，B 错误；
C．根据理想气体状态方程
可知，过程3 压强增大，温度降低，故体积减小，外界
对气体做功，内能减小，根据
，气体放出的热量大于外界对气体做的功，C
错误；
D．可作出
图像
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气体经过一个循环，外界对气体做功，选项D 正确。
7.〔多选〕（2025·河北秦皇岛市模拟）一定质量的理想气体，状态变化依次经历a→b，再
经历b→c 的过程，其压强p 和温度T 的关系如图所示，根据p-T 图像，下列说法正确的是
（ ）
A.状态a 的体积小于状态c 的体积
B.状态a 的内能大于状态c 的内能
C.a→b 的过程，气体从外界吸热
D.b→c 的过程，气体的分子数密度增大
解析：AC 由理想气体的状态方程pV
T ＝C，可得p＝C
V T，即p-T 图线上的点与坐标原点连
线的斜率与体积成反比，由题图可知ka＝kb＞kc，则有Va＝Vb＜Vc，可知状态a 的体积小于
状态c 的体积，b→c 的过程，气体的分子数密度减小，A 正确，D 错误；由题图可知Ta＜
Tc，可知状态a 的内能小于状态c 的内能，B 错误；a→b 的过程，气体温度升高，内能增大，
即ΔU＞0，从状态a 到状态b 气体做等容变化，则W＝0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，
可知Q＞0，气体从外界吸热，C 正确。
8.（2025·福建莆田一中模拟考试）如图所示，一定质量的理想气体从状态a 开始按箭头所
示经一系列状态变化又回到状态a。由图可知，气体在a、b、c 三个状态的密度ρa、ρb、ρc
的大小关系是
ρ a＞
ρ b＝
ρ c ，气体分子的平均动能Eka、Ekb、Ekc的大小关系是
E ka＝
E kc＜
Ekb ，从状态a 又回到状态a 的过程，气体
从外界吸收
（选填“从外界吸收”或“向
外界放出”）热量。
解析：由题图可知，气体体积关系为Va＜Vb＝Vc，气体的质量一定，则密度关系为ρa＞ρb＝
ρc；由理想气体状态方程pV
T ＝C 可知，气体温度T＝pV
C ，由题图数据可得Ta＝Tc＜Tb，温
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度越高，分子平均动能越大，则分子平均动能的关系为Eka＝Ekc＜Ekb；p-V 图像中，气体沿
顺时针变化回到初状态，可知气体对外做功，从状态a 又回到状态a，温度不变，内能不
变，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量。
一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p- 1
V 图像如图所示，变化顺序为
a→b→c→d→a，图中ab 线段延长线过坐标原点，cd 线段与p 轴垂直，da 线段与1
V 轴垂直。
气体在此状态变化过程中（ ）
A.a→b 过程，压强减小，温度不变，体积增大
B.b→c 过程，压强增大，温度降低，体积减小
C.c→d 过程，压强不变，温度升高，体积减小
D.d→a 过程，压强减小，温度升高，体积不变
答案：A
解析：由题图可知，a→b 过程，气体发生等温变化，气体压强减小而体积增大，故A 正确；
由理想气体状态方程pV
T ＝C 可知p＝CT 1
V ，斜率k＝CT，连接O、b 的直线比连接O、c 的
直线的斜率小，所以b 的温度低，b→c 过程，温度升高，压强增大，且体积也增大，故B
错误；c→d 过程，气体压强不变而体积变小，由理想气体状态方程pV
T ＝C 可知，气体温
度降低，故C 错误；d→a 过程，气体体积不变，压强变小，由理想气体状态方程pV
T ＝C
可知，气体温度降低，故D 错误。
（2025·辽宁省沈阳市期末考试）一定质量的理想气体经过如图所示的一系列过程，
下列说法正确的是（ ）
A.a→b 过程，气体内能增加
B.a→b 过程，气体分子热运动加剧
C.当分子热运动减缓时，压强必定减小
D.当分子平均动能增大时，气体体积可以保持不变
答案：D
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解析：a→b 过程，温度不变，一定质量的理想气体的内能不变，故A 错误；a→b 过程，温
度不变，分子热运动的平均动能不变，气体分子热运动的剧烈程度不变，故B 错误；b→c
过程，温度降低，分子热运动减缓，压强不变，故C 错误；c→a 过程，温度升高，分子平
均动能增大，因为c→a 过程的p-T 图像过原点，所以c→a 过程为等容过程，气体体积保持
不变，故D 正确。
如图所示，一定质量的理想气体，经过图线A→B→C→A 的状态变化过程，AB 的延
长线过O 点，CA 与纵轴平行。由图线可知（ ）
A.A→B 过程，气体压强不变，密度减小
B.B→C 过程，气体压强增大，密度增大
C.B→C 过程，气体温度升高，密度减小
D.C→A 过程，气体温度不变，密度增大
答案：B
解析：由题图可知，A→B 过程，气体体积与热力学温度成正比，则气体发生等压变化，气
体压强不变，体积减小，密度变大，故A 错误；由题图可知，B→C 过程，体积减小，温度
升高，故压强增大，密度增大，B 正确，C 错误；由题图可知，C→A 过程，气体的体积增
大，温度不变，故压强减小，密度减小，故D 错误。
9.一定质量的理想气体经历了如图所示的ab、bc、cd、da 四个过程，其中bc 的延长线通
过原点，cd 垂直于ab 且与水平轴平行，da 与bc 平行，则气体体积在（ ）
A.ab 过程中不断减小
B.bc 过程中保持不变
C.cd 过程中不断增加
D.da 过程中保持不变
解析：B 因为bc 的延长线通过原点，所以bc 是等容线，即气体体积在bc 过程中保持不变，
B 正确；ab 是等温线，压强减小则体积增大，A 错误；cd 是等压线，温度降低则体积减小，
C 错误；连接aO 交cd 于e，则ae 是等容线，即Va＝Ve，因为Vd＜Ve，所以Vd＜Va，所以da
过程中气体体积发生变化，D 错误。
【练1】 关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（ ）
A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
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B.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
C.由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，传热也不一定改变内能，但同时做功和传
热一定会改变内能
D.由热力学第二定律可知从单一热库吸收热量，完全变成功是可能的
解析：D 第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违反热力学第二定律，故A、B
错误；由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知做功不一定改变内能，传热也不一定改变内能，
同时做功和传热也不一定会改变内能，故C 错误；由热力学第二定律可知从单一热库吸收
热量，完全变成功是可能的，但会引起其他变化，故D 正确。
【练2】 日常生活中使用的燃油汽车，其动力来源于发动机内部的汽缸，在汽缸内，通过
气体燃烧将气体的内能转化为机械能，下列说法正确的是（ ）
A.现代汽车技术已经非常先进，能够使气体燃烧释放的热量全部转化成机械能
B.气体燃烧过程符合热力学第二定律，内能无法全部用来做功以转化成机械能
C.气体燃烧释放的热量没有全部转化为机械能，故该过程不符合热力学第一定律
D.发动机工作时，若没有漏气和摩擦，也没有发动机的热量损失，则燃料产生的热量能够
完全转化成机械能
解析：B 根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100％，现代汽车技术已经非
常先进，但也不能够使气体燃烧释放的热量全部转化成机械能，A 错误；气体燃烧过程符
合热力学第二定律，内能无法全部用来做功以转化成机械能，B 正确；气体燃烧释放的热
量没有全部转化为机械能，但该过程符合热力学第一定律，C 错误；根据热力学第二定律
可知，热机的效率不可能达到100％，发动机工作时，就算没有漏气和摩擦，也没有发动
机的热量损失，燃料产生的热量也不能完全转化成机械能，D 错误。
【练3】 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
解析：B 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；爬山过程中温度
减小，则气体内能减小，故B 正确；根据热力学第一定律可知ΔU＝W＋Q，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；爬山过程中氧气瓶里的气体容
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积、质量均不变，温度减小，根据理想气体状态方程pV
T ＝C，可知气体压强减小，故D 错
误。
【练4】 （2025·江苏宿迁市模拟）下列关于能量守恒定律的认识，错误的是（ ）
A.某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C.对物体做功，物体的内能可能减小
D.石子从空中落下，最后停止在地面上，说明石子的能量消失了
解析：D 根据能量守恒定律可知，某种形式的能量减少，其他形式的能量一定增加，故A
正确；某个物体的能量减少，根据能量守恒定律知，必然有其他物体的能量增加，故B 正
确；对物体做功，若物体同时向外界放热，物体的内能可能减小，故C 正确；石子在运动
和碰撞中机械能转化为物体及周围物体的内能，能量并没有消失，故D 错误。
一定质量的理想气体由状态a 开始，经历ab、bc、ca 三个过程回到原状态，其p-T 图像如
图所示，气体在三个状态的体积分别为Va、Vb、Vc，压强分别为pa、pb、pc。已知pb＝p0，
pc＝4p0，则下列说法正确的是（ ）
A.pa＝3p0
B.Vb＝3Vc
C.从状态a 到状态b，气体对外做功
D.从状态c 到状态a，气体从外界吸热
答案：D
解析：从状态a 到状态b，气体体积不变，气体不对外做功，由查理定律可得pa
T a
＝pb
T b
，又
pb＝p0，解得pa＝2p0，故A、C 错误；从状态b 到状态c，气体温度不变，由玻意耳定律可
得pbVb＝pcVc，解得Vb＝4Vc，故B 错误；从状态c 到状态a，温度升高，内能增大，体积增
大，气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知气体吸收热量，故D 正确。
〔多选〕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T-V 图像上的两条
线段所示，则气体在（ ）
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A.由a 变化到b 的过程中，气体对外做功
B.由b 变化到c 的过程中，气体的压强不变
C.由a 变化到b 的过程中，气体从外界吸热
D.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
解析：AC 根据理想气体状态方程pV
T ＝C 可知T＝p
C ·V，即T-V 图像的斜率为p
C ，故有pa
＝pb＞pc，故B 错误；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
A 正确；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
ΔU＝Q＋W，而ΔU＞0，W＜0，则有ΔU＝Q－｜W｜，可得Q＞0，Q＞ΔU，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C 正确，D 错误。
1.〔多选〕下列有关物体内能改变的说法中，正确的是（ ）
A.外界对物体做功，物体的内能一定增加
B.外界对物体传递热量，物体的内能一定增加
C.物体对外界做功，物体的内能可能增加
D.物体向外界放热，物体的内能可能增加
解析：CD 做功和传热都能改变物体的内能，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W 可知，当外
界对物体做功时，物体的内能不一定增加，同理当外界对物体传递热量时，物体的内能也
不一定增加，故A、B 错误；由ΔU＝Q＋W 可知，若物体对外界做功的同时吸收热量，物
体的内能可能增加，同理物体向外界放热的同时外界对物体做功，物体的内能可能增加，
故C、D 正确。
2.〔多选〕用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，
假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体（ ）
A.体积减小，内能增大
B.体积减小，压强减小
C.对外界做负功，内能增大
D.对外界做正功，压强减小
解析：AC 充气袋四周被挤压时，体积减小，外界对气体做功，即气体对外界做负功，根
据热力学第一定律知，气体的内能增大，故A、C 正确，D 错误；气体的内能增大，温度升
高，体积减小，根据pV
T ＝C 可知气体的压强必定增大，故B 错误。
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3.〔多选〕如图所示为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外
的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化
放出热量到箱体外。下列说法正确的是（ ）
A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
C.电冰箱的工作原理违背热力学第一定律
D.电冰箱除了将热量从低温热库传到高温热库外，工作过程中所产生的其他一切影响，无
论用任何办法都不可能加以消除
解析：BD 热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒定律的
具体表现，适用于所有的热学过程，故C 错误；根据热力学第二定律，热量不能自发地从
低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，故A 错误，B 正确；压缩机工作时会
发热，将一部分电能转化为内能消耗掉，这种影响没法消除，故D 正确。
4.一定质量的理想气体，体积由V1膨胀到V2，如果是通过等压过程实现，做功为W1、传
递热量为Q1、内能变化为ΔU1；如果是通过等温过程实现，做功为W2、传递热量为Q2、内
能变化为ΔU2，则下列关系式正确的是（ ）
A.W1＞W2，Q1＞Q2，ΔU1＞ΔU2
B.W1＞W2，Q1＞Q2，ΔU1＝ΔU2
C.W1＞W2，Q1＝Q2，ΔU1＝ΔU2
D.W1＜W2，Q1＝Q2，ΔU1＝ΔU2
解析：A 等压过程中气体膨胀，对外做功时力的大小不变，而等温过程中气体膨胀，压
强减小，对外做功的力减小，所做的功小于等压过程做的功，W1＞W2；等压过程时温度升
高，气体内能增大，而等温过程时，气体内能不变，则ΔU1＞ΔU2；等压过程气体对外做的
功多，内能增大得多，所以等压过程中气体吸收的热量多，Q1＞Q2，故选项A 正确，B、
C、D 错误。
5.〔多选〕（2025·山东日照期末考试）用隔板将一绝热容器隔成A 和B 两部分，A 中有一
定质量的理想气体，B 为真空（如图甲），现把隔板抽去，A 中的气体自动充满整个容器
（如图乙），这个过程称为气体的自由膨胀。下列说法正确的是（ ）
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A.自由膨胀过程中，气体分子做无规则热运动
B.自由膨胀前后，气体的压强减小
C.自由膨胀前后，气体的温度不变
D.容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A 部分
解析：ABC 气体分子一直在做无规则热运动，即使在自由膨胀过程中也是如此，故A 正
确；自由膨胀过程中由于不受阻力作用，因此气体不做功，由于容器绝热，因此Q＝0，由
ΔU＝W＋Q 可知，气体内能不变，因此温度也不变，故C 正确；自由膨胀后，温度不变，
体积变大，由玻意耳定律可知，压强变小，故B 正确；凡是与热现象有关的宏观过程都具
有方向性，是不可逆的，故D 错误。
（2025·江苏省南京市六校联考）如图所示，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间
内移动的距离为L，这段过程对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于恒力F 使活塞移动相
同距离所做的功。已知活塞的面积为S，开始压缩时汽缸内气体的体积为V0，温度为T0，
压强为p0。假设气体可视为理想气体，温度处处相同。
（1）若气体被压缩后的温度为T，则被压缩后气体的压强p 为多大？
答案：（1）
p0V 0T
T 0（V 0－LS）
解析：（1）根据理想气体状态方程有p0V 0
T 0
＝p（V 0－LS）
T
解得p＝
p0V 0T
T 0（V 0－LS）。
（2）上述压缩过程中，气体传递给汽缸的热量为Q，则气体内能的变化量是多少？
答案：（2）FL－Q
解析：（2）压缩过程活塞对气体所做的功W＝FL
根据热力学第一定律有ΔU＝W－Q＝FL－Q。
（2024·浙江1 月选考17 题）如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A
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分成体积均为V1＝750 cm3的左右两部分。面积为S＝100 cm2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T1＝300 K、压强p1＝2.04×105 Pa
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T3＝350 K 的状态3，气体内能增加ΔU＝63.8 J。已知大气压强p0
＝1.01×105 Pa，隔板厚度不计。
（1）气体从状态1 到状态2 是
不可逆
（选填“可逆”或“不可逆”）过程，分子平均
动能
不变
（选填“增大”“减小”或“不变”）；
解析：（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）求水平恒力F 的大小；
答案：（2）10 N
解析：（2）气体从状态1 到状态2 发生等温变化，则有p1V1＝p2·2V1
解得状态2 气体的压强为p2＝p1
2
＝1.02×105 Pa
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
p2S＝p0S＋F
解得F＝（p2－p0）S＝（1.02×105－1.01×105）×100×10－4 N＝10 N。
（3）求电阻丝C 放出的热量Q。
答案：（3）89.3 J
解析：（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T3＝350
K 的状态3，可知气体做等压变化，则有2V 1
T 1
＝V 3
T 3
可得状态3 气体的体积为V3＝T 2
T 1
·2V1＝350
300×2×750 cm3＝1 750 cm3
该过程气体对外做功为W＝p2ΔV＝p2（V3－2V1）＝1.02×105×（1 750－2×750）×10－6
J＝25.5 J
根据热力学第一定律可得ΔU＝－W＋Q'
解得气体吸收的热量为Q'＝ΔU＋W＝63.8 J＋25.5 J＝89.3 J
可知电阻丝C 放出的热量为Q＝Q'＝89.3 J。
17. (浙江诸暨市2025 年5 月高三适应性考试试题)如图甲所示，潜水钟倒扣沉入水中，钟
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内存有一定量的空气供潜水员呼吸。现将潜水钟简化为横截面积S=4.0m2、高度L=3.0m 的
薄壁圆筒，如图乙所示，筒内装有体积可以忽略的电热丝和温度传感器（图中未画出）。
现将开口向下的圆筒由水面上方缓慢竖直吊放至水下某一深度，此时圆筒内的液面与水面
的高度差h=5.0m，该过程传感器显示筒内气体温度始终为T1=300K。接着通过电热丝对筒
内气体加热，同时逐渐竖直向上提升圆筒，使圆筒内液面与水面的高度差始终保持h 值不
变，当圆筒提升∆L=40cm 时，传感器显示筒内气体温度为T2。已知筒内气体的质量保持不
变，其内能与温度的关系式为U=kT，其中k=1.0×104J/K，大气压强为p0=1.0×105Pa，水的密
度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2。
（1）在圆筒缓慢向下吊放过程中，筒内气体的内能____________（“增大”、“不变”、“减
小”），筒内气体的分子数密度____________（“增大”、“不变”、“减小”）；
（2）求筒内气体的温度T2；
（3）求圆筒提升∆L 过程中筒内气体吸收的热量Q。
【答案】（1） ①. 不变 ②. 增大
（2）360K （3）
【解析】（1）[1]在圆筒缓慢向下吊放过程中，筒内气体的温度不变，筒内气体的内能不
变；
[2]在圆筒缓慢向下吊放过程中，筒内气体的压强增大，体积减小，筒内气体的分子数密度
增大。
（2）设圆筒到达某一深度时筒内空气长度L1，此过程等温变化，由玻意耳定律
解得
圆筒向上提升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律
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解得
（3）在圆筒竖直提升
的过程中，设气体对外做功为W，则有
解得
内能变化
解得
由热力学第一定律
解得
13. （2025 年5 月四川宜宾市三模）某探究小组设计了一个气缸如图甲，开口向上并竖直
放置，其上端装有固定卡环，气缸导热性能良好且内壁光滑。质量
kg，横截面积
的活塞将一定质量气体（可视为理想气体）封闭在气缸内。现缓慢升高
环境温度，气体从状态A 变化到状态C 的
图像如图乙所示，已知大气压强
Pa，重力加速度
m/s²。求：
（1）状态C 时气体的压强；
（2）气体从A 到C 的过程中气体内能增加了72J，则这一过程中气体吸收的热量是多少？
【答案】（1）
（2）
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【解析】（1）在A 状态气体压强为
气体由B 状态变化到C 状态，气体发生等容变化，则有
又
联立解得
（2）气体从A 状态到B 状态为等压过程，外界对气体做功为
根据热力学第一定律
联立解得
13. （河北省“五个一”名校联盟高三年级第二次联考） 根据《中华人民共和国道路交通安
全法实施条例》，驾驶机动车不得有连续超过4 小时未停车休息或者停车休息时间少于20
分钟的行为。连续长时间驾驶机动车除了会使驾驶员疲劳外，也会使汽车的轮胎因摩擦升
温，需停车降温冷却。若某只轮胎内的气体的热力学温度
K，内部气体压强
Pa，轮胎内气体可视为理想气体，轮胎内部体积
m3，且保持不
变。
（1）求当汽车运动中轮胎内气体的温度升到
K 时轮胎内气体的压强
；
（2）轮胎内的气体的热力学温度恢复到300K 时，若给轮胎充气，使其内部气体压强达到
Pa，不计温度变化，求充入的标准气压（
Pa，
K）气体的
体积
。
【答案】（1）
Pa
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（2）
m3
【解析】（1）轮胎内气体做等容变化，有
解得
Pa
（2）由题意有
解得
m3
13. （江苏盐城射阳中学2025 届高三三模）汽车搭载空气悬挂有助于提升汽车的舒适性，
某国产汽车的空气悬挂由空气弹簧与避震桶芯所组成。某次测试中，空气弹簧内密封有一
定质量的理想气体，其压缩和膨胀过程可简化为如图所示的p-V 图像。气体从状态
等温压缩到状态
，然后从状态B 绝热膨胀到状态
，B 到C 过程中气体对外界做功为W，已知
和W。求：
（1）状态C 的温度
；
（2）A 到C 全过程，空气弹簧内的气体内能变化量。
【答案】（1）
（2）-W
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【解析】（1）从B 到C 过程，根据理想气体状态方程可知
解得
（2）根据热力学第一定律可知A 到B 过程
B 到C 过程
由于
故A 到C 过程气体内能增加
联立解得
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