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第 15 章 热学
第 1 节 分子动理论 内能 固体和液体
学生用书P348
分子间距离大于 ｒ 时 分子间表现为斥力
Ａ． ０ ，
分子从无限远靠近到距离 ｒ 处的过程中分
１． ［ 江苏， （ ）］（多选）玻璃的出现和使
２０２０ １３Ａ １ Ｂ． ０
子势能变大
用在人类生活里已有四千多年的历史 它是
，
分子势能在 ｒ 处最小
一种非晶体 下列关于玻璃的说法正确的有
。 Ｃ． ０
分子间距离在小于 ｒ 且减小时 分子势能
（ ） Ｄ． ０ ，
在减小
没有固定的熔点
Ａ．
４．答案 Ｃ
天然具有规则的几何形状
Ｂ．
５． （ 江苏， ， 分）自主学习活动中 同学
沿不同方向的导热性能相同
２０２２ ６ ４ ，
Ｃ．
们对密闭容器中的氢气性质进行讨论 下列
分子在空间上周期性排列
，
Ｄ．
说法中正确的是
１．答案 ＡＣ
（ ）
体积增大时 氢气分子的密集程度保持不变
２． （ 北京， ， 分）夜间由于气温降低 汽车 Ａ． ，
２０２３ １ ３ ，
压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
轮胎内的气体压强变低 与白天相比 夜间
Ｂ．
。 ，
因为氢气分子很小 所以氢气在任何情况
轮胎内的气体
Ｃ． ，
（ ）
下均可看成理想气体
分子的平均动能更小
Ａ．
温度变化时 氢气分子速率分布中各速率
单位体积内分子的个数更少 Ｄ． ，
Ｂ．
区间的分子数占总分子数的百分比会变化
所有分子的运动速率都更小
Ｃ．
５．答案 Ｄ
分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力
Ｄ．
６． ［ 重庆， （ ）， 分］图 和图 中曲线
更大 ２０２１ １５ １ ４ １ ２
分别描述了某物理量随分子之间的
２．答案 Ａ Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
距离变化的规律 ｒ 为平衡位置 现有如下
３． （ 浙江 月， ， 分）（多选）下列说法正 ， ０ 。
２０２３ ６ １４ ３
物理量 分子势能 分子间引力 分子
确的是 ：① ，② ，③
（ ）
间斥力 分子间引力和斥力的合力 则曲线
热量能自发地从低温物体传到高温物体 ，④ ，
Ａ．
对应的物理量分别是
液体的表面张力方向总是跟液面相切 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ （ ）
Ｂ．
在不同的惯性参考系中 物理规律的形式
Ｃ． ，
是不同的
当波源与观察者相互接近时 观察者观测
Ｄ． ，
到波的频率大于波源振动的频率
图 图
３．答案 ＢＤ １ ２
Ａ．①③② Ｂ．②④③
４． （ 海南， ， 分）如图为两分子靠近过程
２０２３ ５ ３
Ｃ．④①③ Ｄ．①④③
中的示意图 ｒ 为分子间平衡距离 下列关于
， ０ ， ６．答案 Ｄ
分子力和分子势能的说法正确的是
（ ）
第15章 热学 ２ ３５
瓶内单位面积上 单位时间内空气分子撞
Ｃ． 、
击的次数减少
１． （ 届湖北武汉江汉摸底考）关于分子动理
２０２５ 瓶内单位面积上空气分子撞击的平均作用
论 下列说法正确的是 Ｄ．
， （ ） 力增大
给自行车打气越打越困难 主要是因为车
Ａ． ， ３．答案 Ｃ
胎内气体分子之间的相互排斥作用
４． （ 届湖北武汉江汉摸底考）下列关于固
随着温度的升高 所有气体分子热运动的 ２０２５
Ｂ． ， 体 液体的说法正确的是
速率都增大 、 （ ）
毛细管中出现毛细现象时 液体一定浸润
当分子间作用力表现为斥力时 分子势能 Ａ． ，
Ｃ． ， 该毛细管
随分子间距离的增大而减小
航天员在太空中会因为毛笔无法吸墨而写
向一锅水中撒点胡椒粉 加热时发现水中 Ｂ．
Ｄ． ， 不成毛笔字
胡椒粉在翻滚 说明温度越高布朗运动越
， 晶体沿不同方向的导热性质一定不同
剧烈 Ｃ．
液体的表面张力方向总是与液面相切
１．答案 Ｃ Ｄ．
４．答案 Ｄ
２． （ 届北京上学期开学考）下列说法中正确
２０２５ ５． （ 届淄博二模）如图甲所示 汽缸内封闭
的是 ２０２４ ，
（ ） 了一定质量的气体 可视为理想气体 可移
布朗运动就是液体分子的热运动 （ ），
Ａ． 动的活塞与容器壁光滑接触 开始时活塞处
物体的温度升高 物体内所有分子运动的 ，
Ｂ． ， 于位置 静止 经历某个过程后 活塞运动到
速率都增大 Ⅰ ， ，
位置 图中未标出 重新静止 活塞处于这
对于一定质量的气体 当分子热运动变剧 Ⅱ（ ） ，
Ｃ． ，
两个位置时 汽缸内各速率区间的气体分子
烈时 其压强可以不变 ，
，
æｎ ö
对一定质量的气体加热 其内能一定增加 数 ｎ 占总分子数 Ｎ 的百分比ç ％÷与分
Ｄ． ， èＮ×１００ ø
２．答案 Ｃ
子速率 ｖ 之间的关系分别如图乙中实线和虚
３． （ 届泰安四模）如图所示为某兴趣小组
２０２４ 线所示 忽略大气压强的变化 下列说法中正
， ，
发射的自制水火箭 发射前瓶内空气的体积
。 确的是
（ ）
为 ． 压强为 瓶内水的体积为 ．
１２ Ｌ、 ３ ａｔｍ， ０ ８ Ｌ。 O
f
打开喷嘴后水火箭发射升空 不计瓶内空气 /
，
温度变化 水火箭向上加速过程中
。 （ ）
0 W
/ 甲 乙
! 在位置 时气体分子平均动能较大
Ａ． Ⅰ
在位置 时气体的压强较大
! Ｂ． Ⅱ
在位置 时汽缸内单位时间 单位面积上
Ｃ． Ⅰ 、
碰撞器壁的气体分子数较多
水火箭速度增加 瓶内空气分子的平均动 每一个气体分子在位置 时都比在位置
Ａ． ， Ｄ． Ⅱ Ⅰ
能增大 时的速率大
瓶内空气膨胀对外做功 内能减少 ５．答案 Ｃ
Ｂ． ，
２ ３６ 5年高考3年模拟 A版 高考物理
６． （ 届菏泽模拟）如图所示的露珠 若该露 水含有的分子数约为 ２３ 个
２０２４ ， Ａ．１ ｇ ３×１０
珠的体积为Ｖ ． －４ ３ 已知水的密度ρ 个水分子的体积约为 －３０ ３
＝９０×１０ ｃｍ ， ＝ Ｂ．１ ３×１０ ｍ
． ３ ３ 摩尔质量 Ｍ 阿伏加 露珠中含有的分子数约为 １９ 个
１０×１０ ｋｇ／ｍ ， ＝１８ ｇ／ｍｏｌ， Ｃ． ３×１０
德罗常数为 Ｎ ． ２３ －１ 则下列说 ． ９ 个水分子的质量约为 ．
Ａ ＝６ ０２×１０ ｍｏｌ 。 Ｄ．８ １×１０ ２４ ３ ｇ
法正确的是 ６．答案 Ｃ
（ ）
第15章 热学 ２ ３７
第 2 节 气体的性质
学生用书P350
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
１． （ 江苏， ， 分）如图所示 密闭容器内 － ，
２０２３ ３ ４ ，
应的气体压强 ｐ 随 Ｔ 变化的 ｐ Ｔ 图像正确的是
一定质量的理想气体由状态 Ａ 变化到状态 Ｂ －
。
该过程中
（ ）
（ ）
气体分子的数密度增大
Ａ．
气体分子的平均动能增大
Ｂ．
单位时间内气体分子对单位面积器壁的作
Ｃ．
用力减小
单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分
Ｄ．
Ａ Ｂ
子数减小
１．答案 Ｂ
２． （ 辽宁， ， 分） 空气充电宝 是一种通
２０２３ ５ ４ “ ”
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
、 。 “ Ｃ Ｄ
３．答案 Ｃ
电宝 某个工作过程中 一定质量理想气体的
” ，
４． （ 江西， ， 分）可逆斯特林热机的工
ｐ Ｔ 图像如图所示 该过程对应的 ｐ Ｖ 图像 ２０２４ １３ １０
－ 。 －
作循环如图所示 一定质量的理想气体经
可能是 。
（ ）
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 Ｔ
， 。 １ ＝
Ｔ 气体在状态 Ａ 的压强ｐ
１ ２００ Ｋ， ２ ＝３００ Ｋ， Ａ＝
． ５ 体积Ｖ ． ３ 气体在状态Ｃ 的
８ ０×１０ Ｐａ， １ ＝１ ０ ｍ ，
压强 ｐ ． ５ 求
Ｃ＝１ ０×１０ Ｐａ。 ：
气体在状态 Ｄ 的压强 ｐ
（１） Ｄ；
气体在状态 Ｂ 的体积 Ｖ
（２） ２。
Ａ Ｂ
Q1B
"
5
#
5
%
Ｃ Ｄ $
２．答案 Ｂ 0 7 7 7N
３． （ 重庆， ， 分）密封于汽缸中的理想气
２０２３ ４ ４ ４．答案 ． ５ ． ３
（１）２ ０×１０ Ｐａ （２）２ ０ ｍ
体 从状态 ａ 依次经过 ａｂ ｂｃ 和 ｃｄ 三个热力
， 、
２ ３８ 5年高考3年模拟 A版 高考物理
Ｌ 封闭气体所处玻璃管横截面积为
１ ＝６ ｃｍ，
１． （ 届泰安肥城外国语学校期末）（多选）如 Ｓ ２ 水银上表面所处玻璃管横截面积
２０２４ １ ＝１ ｃｍ ，
图所示为一定质量的理想气体在不同温度下 为 Ｓ ２ 现缓慢向内部注入体积为 Ｖ 的
２ ＝３ ｃｍ ，
的两条等温线 则下列说法中正确的是 水银 水银恰好不溢出 封闭气体压强 ｐ 与其
， （ ） ， ，
Q 长度 Ｌ 的关系如图乙所示 不考虑气体温度
，
变化 大气压强 ｐ 则注入水银的
5 ， ０ ＝７６ ｃｍＨｇ，
5 体积 Ｖ 为
（ ）
0 7
QDN)H
Ｔ Ｔ
-
Ａ． １＜ ２ Q
Ｔ Ｔ
-
Ｂ． １＞ ２ -DN
一定质量的理想气体 在不同温度下的等
Ｃ． ， 甲 乙
温线是不同的
３ ３
Ａ．１５９ ｃｍ Ｂ．５３ ｃｍ
一定质量的理想气体在发生等温变化时
Ｄ． ， ３ ３
Ｃ．１２５ ｃｍ Ｄ．１２９ ｃｍ
其压强与体积成反比
３．答案 Ｃ
１．答案 ＡＣＤ
４． （ 届威海期末）（多选）如图所示 圆柱
２０２４ ，
２． （ 届东三省联考）如图所示 光滑的绝 形光滑汽缸顶部开一小孔 用活塞封闭一定
２０２５ ，
，
热汽缸内有一质量为 ｍ 的绝热活塞 活塞下
质量的理想气体 活塞用细线悬挂在天花板
，
，
方封闭一定质量的理想气体 初始时气体状
上 开始时活塞与汽缸顶部接触 气体的温
，
。 ，
态为 Ａ 现用电热丝对汽缸内气体缓慢加热至 度为 Ｔ 现让气体的温度缓慢降低 当活塞
，
２ ０。 ，
某一状态 Ｂ 停止加热前 活塞已经与卡口接 与汽缸顶部的距离为汽缸高度的四分之一
， ，
触 下列图像能反映封闭气体状态变化的是
时 气体的温度为 Ｔ 已知汽缸的质量为 Ｍ
。
， ０。 、
横截面积为 Ｓ 外界大气压强为 ｐ 重力加速
（ ）
， ０，
度为 ｇ 下列说法正确的是
。 （ ）
"
6
Q Q Q Q
" # " # # #
"
"
当汽缸顶部与活塞分离时 气体的温度为
0 5 0 5 0 7 0 7 Ａ． ，
甲 乙 丙 丁 ４Ｔ
甲和丙 甲和丁 ３ ０
Ａ． Ｂ．
当汽缸顶部与活塞分离时 气体的温度为
乙和丙 乙和丁 Ｂ． ，
Ｃ． Ｄ．
２．答案 Ｄ ５Ｔ
０
３． （ 届泰安一中模拟）如图甲所示 一玻 ３
２０２４ ， æ Ｍｇö
璃容器倒置在水平桌面上 下端用塞子封闭 开始时汽缸内气体的压强为３ çｐ ÷
， Ｃ． è ０ － Ｓ ø
２
不漏气 用水银封闭一定质量的理想气体 初
， ， æ Ｍｇö
开始时汽缸内气体的压强为８ çｐ ÷
始时水银柱高为 Ｌ ２ ＝ １０ ｃｍ， 封闭气体长为 Ｄ． ３ è ０ － Ｓ ø
第15章 热学 ２ ３９
４．答案 ＡＣ 求重物的质量 ｍ
（１） ；
５． （ 届东营利津中学开学考）导热良好的 缓慢升高气体的温度 求当活塞回到原来
２０２５ （２） ，
汽缸用质量不计的光滑活塞封闭一定质量的 位置时 气体的温度 Ｔ
， 。
理想气体 封闭气体的压强为 ｐ 活塞下表面
， ０，
与汽缸底部之间的距离为 Ｌ 在活塞上放一重 - -
，
物 活塞平衡时 其下表面距离汽缸底部为
， ，
ｐ Ｓ
５．答案 ２ ０ ５Ｔ
３Ｌ 已知活塞横截面积为 Ｓ 大气压强为 ｐ （１） ｇ （２） ０
， ， ０， ３ ３
５
环境温度为 Ｔ 重力加速度为 ｇ
０， 。
２ ４０ 5年高考3年模拟 A版 高考物理
微专题 31 玻璃管-液柱模型 学生用书P352
１． （ 海南， ， 分）如图为用铝制易拉罐制 求此不规则小块固体的体积 Ｖ
２０２４ ７ ３ （２） ；
作的温度计 一透明薄吸管里有一段油柱 长 若此过程中气体内能增加 ． 求吸收
， （ （３） １０ ３ Ｊ，
度不计 吸管与罐连接处密封良好 罐内气体 热量 Ｑ
）， ， 。
可视为理想气体 已知罐的容积为 薄
３
， ３３０ ｃｍ ，
吸管横截面积为 ． ２ 罐外吸管总长度为
０ ５ ｃｍ ，
当温度为 时 油柱离罐口
２０ ｃｍ， ２７ ℃ ， １０ ｃｍ，
不考虑大气压的变化 下列说法正确的是 M
，
（ ）
DN
DN ２．答案 不变 变小 －５ ３
（１） （２）４×１０ ｍ
若在吸管上标注等差温度值 则刻度左密 ．
Ａ． ， （３）１４ ４ Ｊ
右疏 ３． （ 河北， ， 分）如图 某实验小组为测
２０２３ １３ ８ ，
该装置所测温度不高于 ． 量一个葫芦的容积 在葫芦开口处竖直插入一根
Ｂ． ３１ ５ ℃ ，
该装置所测温度不低于 ． 两端开口 内部横截面积为 ． ２ 的均匀透明
Ｃ． ２３ ５ ℃ 、 ０１ ｃｍ
其他条件不变 缓慢把吸管拉出来一点 则 长塑料管 密封好接口 用氮气排空内部气体 并
Ｄ． ， ， ， ， ，
油柱离罐口距离增大 用一小段水柱封闭氮气 外界温度为 时
。 ３００ Ｋ ，
１．答案 Ｂ 气柱长度 ｌ 为 当外界温度缓慢升高到
１０ ｃｍ；
２． （ 浙江 月， ， 分）如图所示 测定一 时 气柱长度变为 已知外界大气
２０２４ ６ １７ ８ ， ３１０ Ｋ ， ５０ ｃｍ。
个形状不规则小块固体体积 将此小块固体 压恒为 ． ５ 水柱长度不计
， １ ０×１０ Ｐａ， 。
放入已知容积为 Ｖ 的导热效果良好的容器 求温度变化过程中氮气对外界做的功
（１） ；
０
中 开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管 其 求葫芦的容积
， ， （２） ；
横截面积为 Ｓ 接口用蜡密封 容器内充入一 试估算被封闭氮气分子的个数 保留 位
， 。 （３） （ ２
定质量的理想气体 并用质量为 ｍ 的活塞封 有效数字 已知 氮气在 ． ５
， ）。 １ ｍｏｌ １ ０×１０ Ｐａ、
闭 活塞能无摩擦滑动 稳定后测出气柱长度 状态下的体积约为 ． 阿伏加德罗
， ， ２７３ Ｋ ２２ ４ Ｌ，
为 ｌ 将此容器放入热水中 活塞缓慢竖直向 常数 Ｎ 取 ． ２３ －１
１。 ， Ａ ６ ０×１０ ｍｏｌ 。
上移动 再次稳定后气柱长度为 ｌ 温度为
， ２、
Ｔ 已知 Ｓ ． －４ ２ ｍ ． ｌ
２。 ＝ ４ ０×１０ ｍ ， ＝ ０ １ ｋｇ， １ ＝
． ｌ ． Ｔ Ｖ ． －４ ３
０ ２ ｍ， ２ ＝０ ３ ｍ， ２ ＝３５０ Ｋ， ０ ＝２ ０×１０ ｍ ，
大气压强 ｐ ． ５ 环境温度 Ｔ
０ ＝ １ ０×１０ Ｐａ， １ ＝
重力加速度 ｇ ２
３００ Ｋ， ＝１０ ｍ／ｓ 。
在此过程中器壁单位面积所受气体分子
（１）
的平均作用力 选填 变大 变小
（ “ ”“ ”
或 不变 气体分子的数密度 选
“ ”）， （
填 变大 变小 或 不变 ３．答案 （１）０ ． ４ Ｊ （２）１１９ ｃｍ ３ （３）２ ． ９×１０ ２１
“ ”“ ” “ ”）；
第15章 热学 ２ ４１
微专题 32 活塞-汽缸模型 学生用书P353
１． （ 山东， ， 分）如图所示 内壁光滑的 ３． （ 新课标， ， 分）（多选）如图 一封闭
２０２２ ５ ３ ， ２０２３ ２１ ６ ，
绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想 着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上 用
，
气体 初始时汽缸开口向上放置 活塞处于静 轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为 ｆ ｇ ｈ
， ， 、 、
止状态 将汽缸缓慢转动 °过程中 缸内气体 三部分 活塞与汽缸壁间没有摩擦 初始时
， ９０ ， ， 。
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
， （ ）
内能增加 外界对气体做正功
．ｈ 中的气体内能增加
Ａ． ，
Ａ
内能减小 所有分子热运动速率都减小
．ｆ 与 ｇ 中的气体温度相等
Ｂ． ，
Ｂ
温度降低 速率大的分子数占总分子数比
．ｆ 与 ｈ 中的气体温度相等
Ｃ． ，
Ｃ
例减少 ．ｆ 与 ｈ 中的气体压强相等
Ｄ
温度升高 速率大的分子数占总分子数比 ３．答案 ＡＤ
Ｄ． ，
例增加 ４． （ 届济宁一模）某品牌电动轿车的减震
２０２４
１．答案 Ｃ 靠空气减震器 由活塞 汽缸组成 汽缸底部
（ 、 ，
２． （ 河北， ， 分）（多选）如图 水平放置 固定在车轴上 来完成 如图甲所示 该电动
２０２４ ９ ６ ， ） ， 。
的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部 轿车共有 个完全相同的空气减震器 空气
４ ，
分 左侧封闭一定质量的理想气体 右侧为真 减震器的结构简化图如图乙所示 电动轿车
， ， 。
空 活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水 在与水平面成 θ °角的斜坡上匀速向上运
， ＝３７
平连接 汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧 动时 汽缸内气柱的长度ｌ ． 已知空
。 ， １ ＝７ ０ ｃｍ。
自然长度 弹簧的形变始终在弹性限度内且 气减震器上方的总质量 Ｍ 每个活塞
， ＝３００ ｋｇ，
体积忽略不计 活塞初始时静止在汽缸正中 横截面面积 Ｓ ２ 活塞质量不计 重力加
。 ＝３０ ｃｍ ， ，
间 后因活塞密封不严发生缓慢移动 活塞重 速度 ｇ ２ 外界大气压强 ｐ ．
， ， ＝ １０ ｍ／ｓ ， ０ ＝ １ ０×
新静止后 ５ ° ． 汽缸内气体视为理想气
１０ Ｐａ，ｃｏｓ ３７ ＝０ ８，
（ ）
体且温度不变 个减震器均与斜坡垂直 不
，４ ，
)! ,/
计活塞与汽缸间的摩擦 求
。 ：
上坡时汽缸内气体的压强 ｐ
"
（１） １；
电动轿车行驶至水平路面时 减震器汽缸
（２） ，
弹簧恢复至自然长度 内气柱的长度ｌ
Ａ． ２。
活塞两侧气体质量相等 /!L
Ｂ．
与初始时相比 汽缸内气体的内能增加
Ｃ． ，
与初始时相比 活塞左侧单位体积内气体
Ｄ． ，
分子数减少
２．答案 ＡＣＤ 甲 乙
２ ４２ 5年高考3年模拟 A版 高考物理
４．答案 ． ５ 求活塞位于 ｂ 处时 封闭气体对活塞的压
（１）３ ０×１０ Ｐａ （２）６ ｃｍ （１） ，
５． （ 浙江 月， ， 分）如图所示 一个固 力大小
２０２４ １ １７ ８ ， ；
定在水平面上的绝热容器被隔板 Ａ 分成体积 推导活塞从 ａ 处到 ｂ 处封闭气体经历了
（２）
均为 Ｖ ３ 的左右两部分 横截面积 等温变化
１ ＝７５０ ｃｍ 。 ；
为 Ｓ ２ 的绝热活塞 Ｂ 被锁定 隔板 Ａ 画出封闭气体等温变化的 ｐ Ｖ 图像 并通
＝１００ ｃｍ ， （３） － ，
的左侧为真空 右侧中一定质量的理想气体 过计算标出 ａ ｂ 处坐标值
， 、 。
处于温度 Ｔ 压强 ｐ ． ５ 的 C B
１ ＝３００ Ｋ、 １ ＝２ ０４×１０ Ｐａ
状态 抽取隔板 Ａ 右侧中的气体就会扩散
１。 ，
到左侧中 最终达到状态 然后解锁活塞 M NN
， ２。
Ｂ 同时施加水平恒力 Ｆ 仍使其保持静止 当
， ， ， Qf1B
'/
电阻丝 Ｃ 加热时 活塞 Ｂ 能缓慢滑动 无摩 B
， （
擦 使气体达到温度 Ｔ 的状态 气
）， ３ ＝３５０ Ｋ ３， C NN
体内能增加 Ｕ ． 已知大气压强 ｐ Y
Δ ＝６３ ８ Ｊ。 ０ ＝ 7fN
． ５ 隔板厚度不计
１ ０１×１０ Ｐａ， 。 ６．答案 见解析
（１）５０ Ｎ （２）（３）
气体从状态 到状态 是 填
（１） １ ２ （ 解析 活塞位于 ｂ 处时 根据平衡条件可
（１） ，
可逆 或 不可逆 过程 分子平均动能
“ ” “ ”） ， 知此时气体压强等于大气压强 ｐ
填 增大 减小 或 不变
０，
（ “ ”“ ” “ ”）； 故此时封闭气体对活塞的压力大小为 Ｆ
＝
求水平恒力 Ｆ 的大小
（２） ； ｐ Ｓ ５ －６
求电阻丝 Ｃ 放出的热量 Ｑ ０ ＝１×１０ ×５００×１０ Ｎ＝５０ Ｎ。
（３） 。
根据题图可知 Ｆ １ 图线为一条过原点
（２） － ｘ
５＋
的直线 设斜率为 ｋ 可得 Ｆ ｋ １
， ， ＝ · ｘ，
５＋
ｋ
５．答案 不可逆 不变 根据 Ｆ ｐＳ 可得气体压强为 ｐ
（１） （２）１０ Ｎ （３） ＝ ＝ ｘ Ｓ（ＳＩ），
（５＋ ）
．
８９ ３ Ｊ 则活塞从 ａ 处到 ｂ 处过程中 对封闭气体有
，
６． （ 广西， ， 分）如图 圆柱形管内封装
２０２４ １４ １２ ， ｋ
一定质量的理想气体 水平固定放置 横截面
ｐＶ
＝ ｘ Ｓ·
Ｓ
·（
ｘ
＋５） ×１０
－３
（ＳＩ） ＝
ｋ
·
， ， （５＋ ）
积 Ｓ
＝５００ ｍｍ
２ 的活塞与一光滑轻杆相连
，
活
１０
－３
（ＳＩ），
塞与管壁之间无摩擦 静止时活塞位于圆管 说明该过程中封闭气体的 ｐＶ 值恒定不变 由
。 ，
的 ｂ 处 此时封闭气体的长度 ｌ 推 ｐＶ
， ０ ＝２００ ｍｍ。 理想气体状态方程 Ｃ 可知 气体做等温
动轻杆先使活塞从 ｂ 处缓慢移动到离圆柱形 Ｔ ＝ ，
管最右侧距离为 的 ａ 处 再使封闭气体 变化
５ ｍｍ ， 。
缓慢膨胀 直至活塞回到ｂ 处 设活塞从ａ 处 活塞在 ｂ 处时气体体积为 Ｖ Ｓｌ
， 。 （３） ｂ ＝ ０ ＝１０×
向左移动的距离为 ｘ 封闭气体对活塞的压力 －５ ３
， １０ ｍ ，
活塞在 ａ 处时气体体积为 Ｖ Ｓｌ ．
大小为 Ｆ 膨胀过程 Ｆ １ 曲线如图 大气压 ａ ＝ ａ ＝ ０ ２５×
， － ｘ 。
５＋ １０ －５ ｍ ３ ，
强 ｐ ５ 活塞从 ａ 到 ｂ 处过程中 封闭气体做等温变
０ ＝１×１０ Ｐａ。 ，
第15章 热学 ２ ４３
化 根据玻意耳定律有 ｐ Ｖ ｐ Ｖ 如图
， ａ ａ＝ ｂ ｂ， 。
解得 ｐ ５ Qf1B
ａ＝４０×１０ Ｐａ， B
ｐＶ
在题图中作出对应的坐标点 根据 Ｃ 可
， Ｔ ＝
C
知 气体做等温变化时的 ｐ Ｖ 图线是双曲线
， － 7fN
中的一条 故封闭气体等温变化的 ｐ Ｖ 图像
， －
２ ４４ 5年高考3年模拟 A版 高考物理
微专题 33 气体变质量问题 学生用书P355
１． （ 山东， ， 分）血压仪由加压气囊 臂 现有一搭载 组空气悬挂的汽车 空气悬挂
２０２１ ４ ３ 、 ４ ，
带 压强计等构成 如图所示 加压气囊可将 上的车身质量为 ｍ 空载时活塞与汽缸底之
、 ， 。 ，
外界空气充入臂带 压强计示数为臂带内气 间的距离均为 ｈ 如图所示 该汽车装载货物
， 。 ，
体的压强高于大气压的数值 充气前臂带内
。 后 活塞与汽缸底间的距离均变为３ｈ 已知活
， ，
气体压强为大气压强 体积为 Ｖ 每次挤压气
４
， ；
塞的横截面积为 Ｓ 不计缸体的重力以及活塞
囊都能将 的外界空气充入臂带中 经
３ ，
６０ ｃｍ ，
与缸体之间的摩擦力 气体的温度始终不变
次充气后 臂带内气体体积变为 Ｖ 压强计
， ，
５ ， ５ ，
外界大气压强恒为 ｐ 重力加速度为 ｇ 求
示数 为 已 知 大 气 压 强 等 于
１５０ ｍｍＨｇ。
０， 。 ：
装载的货物质量 Ｍ
气体温度不变 忽略细管和压强
（１） ；
７５０ ｍｍＨｇ， 。
装载货物后 气泵自动给汽缸充入适量空
计内的气体体积 则 Ｖ 等于
（２） ，
。 （ ）
气 使活塞和汽缸底之间的距离回到 ｈ 充入
， ，
的气体与原气体的质量之比 η
。
!"
I KK
4
ｐ Ｓ ｍｇ
３．答案 ４ ０ ＋ １
３ ３ ３ ３ （１） ｇ （２）
Ａ．３０ ｃｍ Ｂ．４０ ｃｍ Ｃ．５０ ｃｍ Ｄ．６０ ｃｍ ３ ３
１．答案 Ｄ ４． （ 山东， ， 分）图甲为战国时期青铜
２０２４ １６ ８
２． ［ 全国甲， （ ）， 分］一高压舱内气 汲酒器 根据其原理制作了由中空圆柱形长
２０２３ ３３ ２ １０ ，
体的压强为 ． 个大气压 温度为 密度 柄和储液罐组成的汲液器 如图乙所示 长
１ ２ ， １７ ℃， ， 。
为 ． ３ 柄顶部封闭 横截面积 Ｓ ． ２ 长度 Ｈ
１ ４６ ｋｇ／ｍ 。 ， １ ＝１ ０ ｃｍ ， ＝
升高气体温度并释放出舱内部分气体以 ． 侧壁有一小孔 Ａ 储液罐的横截面
（ⅰ） １００ ０ ｃｍ， 。
保持压强不变 求气体温度升至 时舱内 积Ｓ ． ２ 高度ｈ ． 罐底有一小
， ２７ ℃ ２ ＝９０ ０ ｃｍ 、 ＝２０ ０ ｃｍ，
气体的密度 孔 Ｂ 汲液时 将汲液器竖直浸入液体 液体
； 。 ， ，
保持温度 不变 再释放出舱内部分 从孔 Ｂ 进入 空气由孔 Ａ 排出 当内外液面相
（ⅱ） ２７ ℃ ， ， ；
气体使舱内压强降至 ． 个大气压 求高压舱 平时 长柄浸入液面部分的长度为 ｘ 堵住孔
１ ０ ， ， ；
内气体的密度 Ａ 缓慢地将汲液器竖直提出液面 储液罐内
。 ， ，
２．答案 ． ３ ． ３ 刚好储满液体 已知液体密度 ρ ．
（ⅰ）１ ４１ ｋｇ／ｍ （ⅱ）１ １８ ｋｇ／ｍ 。 ＝ １ ０ ×
３． （ 届德州开学考）近年来 越来越多的 ３ ３ 重力加速度大小 ｇ ２ 大气
２０２５ ， １０ ｋｇ／ｍ ， ＝１０ ｍ／ｓ ，
汽车搭载了 空气悬挂 结构 空气悬挂是一 压 ｐ ． ５ 整个过程温度保持不变
“ ” 。 ０ ＝１ ０×１０ Ｐａ。 ，
种先进的汽车悬挂系统 能够根据路况和距 空气可视为理想气体 忽略器壁厚度
， ， 。
离传感器的信号自动调整车身高度 提升汽
，
车的行驶稳定性 空气悬挂安装在汽车的前
。
轴和后轴上 其构造可简化为汽缸活塞模型
， 。
第15章 热学 ２ ４５
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
Y ，
与 Ｂ 室气体体积的变化相等 鱼的质量不变
I ， ，
# 鱼鳔内气体温度不变 水的密度为 ρ 重力加
。 ，
图甲 图乙
速度为 ｇ 大气压强为 ｐ 求
求 ｘ ， ０， ：
（１） ； 鱼通过增加 Ｂ 室体积获得大小为 ａ 的加
松开孔 Ａ 从外界进入压强为 ｐ 体积为 Ｖ （１）
（２） ， ０、 速度 需从 Ａ 室充入 Ｂ 室的气体质量 ｍ
的空气 使满储液罐中液体缓缓流出 堵住孔 ， Δ ；
， ， 鱼静止于水面下 Ｈ 处时 Ｂ 室内气体质
Ａ 稳定后罐中恰好剩余一半的液体 求 Ｖ （２） １ ，
， ， 。 量 ｍ
４．答案
３
１。
（１）２ ｃｍ （２）８９２ ｃｍ
５． （ 山东， ， 分）某些鱼类通过调节体内
２０２２ １５ ７
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
、 Ｍｍａ ｐ ρｇＨ
室 Ａ 室壁厚 可认为体积恒定 Ｂ 室壁薄 体 ５．答案 ０ ＋ １ｍ
， ， ， ， （１） ρｇＶ （２） ｐ ρｇＨ
＋
０
积可变 两室内气体视为理想气体 可通过阀
； ，
２ ４６ 5年高考3年模拟 A版 高考物理
第 3 节 热力学定律与能量守恒定律 学生用书P357
１． （ 重庆， ， 分）某救生手环主要由高压 ａｂ 过程气体放出热量
２０２４ ３ ４ Ｃ．
气囊组成 气囊内视为理想气体 密闭气囊 ｃａ 过程气体内能减小
。 。 Ｄ．
与人一起上浮的过程中 若气囊内气体温度 ３．答案 ＡＣ
。
不变 体积增大 则 ４． （ 山东， ， 分）（多选）一定质量的理想
， ， （ ） ２０２３ ９ ４
外界对气囊内气体做正功 气体 初始温度为 压强为 ５
Ａ． ， ３００ Ｋ， １×１０ Ｐａ。
气囊内气体压强增大 经等容过程 该气体吸收 的热量后温度
Ｂ． ， ４００ Ｊ
气囊内气体内能增大 上升 若经等压过程 需要吸收 的
Ｃ． １００ Ｋ； ， ６００ Ｊ
气囊内气体从外界吸热 热量才能使气体温度上升 下列说法
Ｄ． １００ Ｋ。
１．答案 Ｄ 正确的是
（ ）
２． （ 届潍坊开学考）（多选）一定质量的理 初始状态下 气体的体积为
２０２５ Ａ． ， ６ Ｌ
想气体经过如图所示循环过程 ｂ ｃ 为等温 等压过程中 气体对外做功
， → Ｂ． ， ４００ Ｊ
过程 ｃ ｄ 为绝热过程 ａｂ 与纵轴平行 ｄａ 与
， → ， ， 等压过程中 气体体积增加了原体积的１
Ｃ． ，
横轴平行 下列说法正确的是
４
。 （ ）
两个过程中 气体的内能增加量都为
1
Ｄ． ， ４００ Ｊ
C
４．答案 ＡＤ
D
５． （ 山东， ， 分）一定质量理想气体经历
２０２４ ６ ３
B E 如图所示的循环过程 ａ ｂ 过程是等压过程
， → ，
0 7 ｂ ｃ 过程中气体与外界无热量交换 ｃ ａ 过
→ ， →
ｂ ｃ 过程气体从外界吸收热量 程是等温过程 下列说法正确的是
Ａ． → 。 （ ）
ｃ ｄ 过程气体的内能不变 Q
Ｂ． →
B C
ｄ ａ 过程气体单位时间内对器壁单位面积
Ｃ． →
上的平均碰撞次数增多
D
ａ ｂ ｃ ｄ ａ 整个循环过程气体要向外 0 7
Ｄ． → → → →
界放出热量 ａ ｂ 过程 气体从外界吸收的热量全部用
Ａ． → ，
２．答案 ＡＣ 于对外做功
３． （ 海南， ， 分）（多选）如图 一定质量 ｂ ｃ 过程 气体对外做功 内能增加
２０２４ １１ ４ ， Ｂ． → ， ，
的理想气体从状态 ａ 开始经 ａｂ ｂｃ ｃａ 三个过 ａ ｂ ｃ 过程 气体从外界吸收的热量全部
、 、 Ｃ． → → ，
程回到原状态 已知 ａｂ 垂直于 Ｔ 轴 ｂｃ 延长 用于对外做功
， ，
线过坐标原点 Ｏ 下列说法正确的是 ａ ｂ 过程 气体从外界吸收的热量等于 ｃ
， （ ） Ｄ． → ， →
7 ａ 过程放出的热量
B
５．答案 Ｃ
C ６． （ 届济南二模）一定质量的理想气体从
D ２０２４
5
0 状态 ａ 开始 经 ａ ｂ ｃ ａ 回到初始状态 ａ
， → → → ，
ｂｃ 过程外界对气体做功 其 Ｔ Ｖ 图像如图所示 下列说法正确的是
Ａ． － 。
ｃａ 过程气体压强不变
Ｂ． （ ）
第15章 热学 ２ ４７
5 ７．答案 ． ．
5 B D （１）６ ６ ｋｇ （２）０ １１ Ｊ
８． （ 贵州， ， 分）制作水火箭是青少年
5 C ２０２４ １３ ９
科技活动的常见项目之一 某研究小组为了
。
0 7 7 7 探究水火箭在充气与喷水过程中气体的热学
ａ ｂ 状态对应的压强之比为 规律 把水火箭的塑料容器竖直固定 其中 Ａ
， ， 、
Ａ． 、 ３ ∶ ２
ｂ ｃ 过程 容器壁单位面积上的分子平均 Ｃ 分别是塑料容器的充气口 喷水口 Ｂ 是气
、 ，
Ｂ． → ，
压计 如图 所示 在室温环境下 容器内
作用力变小
， （ａ） 。 ，
装入一定质量的水 此时容器内的气体体积
ｃ ａ 过程为绝热过程
，
Ｃ． →
ａ ｂ ｃ ａ 整个过程向外放出的热量等于 为 Ｖ 压强为 ｐ 现缓慢充气后压强变为 ｐ
Ｄ． → → →
０， ０， ４ ０，
不计容器的容积变化
外界对气体做的功
。
６．答案 Ｄ 设充气过程中气体温度不变 求充入的气
（１） ，
７． （新颖情境）（ 届潍坊开学考）如图所示 体在该室温环境下压强为 ｐ 时的体积
２０２５ ０ 。
打开喷水口阀门 喷出一部分水后关闭阀
为一细沙分装称量装置示意图 高 Ｌ
， ＝４０ ｃｍ （２） ，
的导热性能良好的薄壁容器竖直悬挂 容器 门 容器内气体从状态 Ｍ 变化到状态 Ｎ 其压
， ，
，
内有一厚度不计的活塞 横截面积 Ｓ 强 ｐ 与体积 Ｖ 的变化关系如图 中实线所
， ＝ （ｂ）
１０ －３ ｍ ２ 、 活塞和托盘的总质量 ｍ ＝０ ． １ ｋｇ。 托 示 ， 已知气体在状态 Ｎ 时的体积为 Ｖ １， 压强为
ｐ 求气体在状态 Ｎ 与状态 Ｍ 时的热力学温
Ｌ
盘不放细沙时封闭气体的长度为 缓慢向 １。
。 度之比
４ 。
托盘中加入细沙 当活塞下降至离容器顶部 图 中虚线 ＭＮ′是容器内气体在绝热
， （３） （ｂ）
Ｌ 既不吸热也不放热 条件下压强 ｐ 与体积 Ｖ
３ 时 系统会发出信号 停止加入细沙 已知 （ ）
， ， 。
的变化关系图线 试判断气体在图 中沿实
４
， （ｂ）
初始时外界温度 Ｔ 大气压强 ｐ
线从 Ｍ 到 Ｎ 的过程是吸热还是放热 不需
０ ＝ ３００ Ｋ， ０ ＝ 。 （
５ ｇ 取 ２ 不计活塞与汽缸间的摩 要说明理由
１０ Ｐａ， １０ ｍ／ｓ ，
）
擦力且不漏气 " #
。
刚好使系统发出信号时 求加入细沙的总 Q
（１） ， /! Q .
质量 Ｍ
。
!
从刚好发出信号开始 若外界温度 Ｔ 缓
（２） ， ０ Q /
/
慢降低至 ． Ｔ 气体内能减少了 ． －２
０ ９９ ０， １ １×１０ Ｊ，
$ 0 7 7 7
求气体向外界放出的热量
。
图 图
（ａ） （ｂ）
ｐ Ｖ
"
８．答案 Ｖ １ １ 吸热
（１）３ ０ （２） ｐ Ｖ （３）
４ ０ ０
-
D
4 M@
,
２ ４８ 5年高考3年模拟 A版 高考物理
实验 17 用油膜法估测油酸分子的大小
学生用书P359
１．（ 届安徽黄山二模）在 用油膜法估测油酸
２０２４ “
分子的大小 实验中 小物同学用体积为 Ａ 的
” ，
纯油酸配置成体积为 Ｂ 的油酸酒精溶液 用
，
注射器取体积为 Ｃ 的油酸酒精溶液 再把其
，
一滴一滴地全部滴入烧杯 滴数为 Ｎ
将一滴油酸酒精溶液滴在水面上 待油酸
， 。
Ｂ． ，
此后实验操作的正确排序为 用
薄膜的形状稳定后 将玻璃板放在盘上 用
（１） （
， ，
字母符号表示
彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上
）。
向浅盘中装入约 深的水 并撒上痱子
Ｃ． ２ ｃｍ ，
粉或细石膏粉
甲 乙 丙 丁
用所学公式求出油膜厚度 即油酸分子的
甲 描绘油膜轮廓 Ｄ． ，
Ａ． ： 直径
乙 取油酸酒精溶液
Ｂ． ： 在 纯油酸中加入酒精 至油酸酒精溶
丙 撒粉 Ｅ． １ ｍＬ ，
Ｃ． ： 液总体积为
丁 滴油酸酒精溶液 １ ０００ ｍＬ
Ｄ． ：
用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液
把 滴该溶液滴入浅盘里 稳定后测得油 Ｆ．
（２） １ ，
一滴一滴地滴入量筒 测得 滴溶液体积
膜的面积为 Ｓ 估算出油酸分子的直径大小为 ， ６０
，
为
用以上字母表示 １ ｍＬ
（ ）。
上述实验步骤的合理顺序是
小物同学的计算结果明显偏大 其原因可 （１） ：Ｅ
（３） ，
根据上述数据 每滴油酸酒精溶液中含有
能是 （２） ，
。
纯油酸的体积是 保留 位有效
计算油膜面积时所有不足一格的方格全部 ｍＬ；（ ２
Ａ．
数字
按满格计数 ）
根据上述数据及图中的面积 估测出油酸
爽身粉太薄使油膜边界不清 导致油膜面
（３） ，
Ｂ． ，
分子的直径是 保留 位有效数
积测量值偏大
ｍ；（ ２
字
未等爽身粉完全散开 就在玻璃板上描绘
）
Ｃ． ，
关于本实验下列说法正确的有
了油膜轮廓
（４） （ ）
选用油酸酒精溶液而不是纯油酸 目的是
用注射器测得 溶液有 Ｎ 滴时数成了
Ａ． ，
Ｄ． １ ｍＬ
让油酸尽可能散开 形成单分子油膜
Ｎ 滴
（ －１） ，
若油酸没有充分散开 油酸分子直径的计
ＡＣ
１．答案 Ｂ． ，
（１）ＣＢＤＡ （２）ＮＢＳ （３）ＣＤ 算结果将偏小
２．（ 届河北保定开学考） 用油膜法估测油酸 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方
２０２５ “ Ｃ．
分子的大小 的实验步骤如下 格 油酸分子直径的计算结果将偏大
” ： ，
将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 在向量筒中滴入 油酸酒精溶液时 滴
Ａ． ， Ｄ． １ ｍＬ ，
数出轮廓中的方格数 正方形小方格的边 数少记了几滴 油酸分子直径的计算结果
（ ，
长为 求油膜面积 Ｓ 如图所示 将偏小
２ ｃｍ）， （ ）
结束实验时 需要将水从浅盘的一角倒出
Ｅ． ， ，
第15章 热学 ２ ４９
在这个角的边缘会遗留少许油酸 为了保 ２．答案 ． －５ ．
。 （１）ＦＣＢＡＤ （２）１ ７×１０ （３）７ １×
持浅盘的清洁 不影响下次使用 可以用适 －１０
， ， １０ （４）ＡＣ
量清水清洗 并用脱脂棉擦去
，
２ ５０ 5年高考3年模拟 A版 高考物理
实验 18 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
学生用书P360
１．（ 江苏， ， 分）在 探究气体等温变化的
２０２３ ９ ４ “
规律 的实验中 实验装置如图所示 利用注
” ， 。
射器选取一段空气柱为研究对象 下列改变
。
空气柱体积的操作正确的是
（ ）
乙
回答以下问题
：
在实验误差允许范围内 图乙中的拟合曲
（１） ，
线为一条过原点的直线 说明在等温情况下
， ，
把柱塞快速地向下压 一定质量的气体
Ａ． 。
把柱塞缓慢地向上拉 ｐ 与 Ｖ 成正比
Ｂ． Ａ．
在橡胶套处接另一注射器 快速推动该注
Ｃ． ， ｐ 与１成正比
射器柱塞 Ｂ． Ｖ
在橡胶套处接另一注射器 缓慢推动该注 若气体被压缩到 Ｖ ． 由图乙可读
Ｄ． ， （２） ＝１０ ０ ｍＬ，
射器柱塞 出封闭气体压强为 保留 位有
Ｐａ（ ３
１．答案 Ｂ 效数字
）。
２．（ 山东， ， 分）利用图甲所示实验装置可 某组同学进行实验时 一同学在记录数据
２０２３ １３ ６ （３） ，
探究等温条件下气体压强与体积的关系 将 时漏掉了 Ｖ 则在计算 ｐＶ 乘积时 他的计算
。 Δ ， ，
带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上 注射 结果与同组正确记录数据同学的计算结果之
，
器内封闭一定质量的空气 下端通过塑料管与 差的绝对值会随 ｐ 的增大而 填 增
， （ “
压强传感器相连 活塞上端固定一托盘 托盘 大 或 减小
。 ， ” “ ”）。
中放入砝码 待气体状态稳定后 记录气体压 ２．答案 ． ５ 增大
， ， （１）Ｂ （２）２ ０４×１０ （３）
强ｐ 和体积Ｖ 等于注射器示数 Ｖ 与塑料管容
（ ０
积 Ｖ之和 逐次增加砝码质量 采集多组数
Δ ）。 ，
据并作出拟合曲线如图乙所示
。
甲
第15章 热学 ２ ５１
