文档文本内容
专题14 热学
考点
三年考情（2023-2025）
命题趋势
考点1 分子
动理论 气体
状态方程
2025·甘肃卷·T9、2025·四川卷·T4、2024·江苏卷
·T13、2024·安徽卷·T13、2024·湖南卷·T13、2024·江
西卷·T13、2024·全国甲卷·T33、2024·山东卷·T16、
2024·广西卷·T14、2024·广东卷·T13、2024·甘肃卷
·T13、2024·海南卷·T7
重点考查：①气体实验定
律和理想气体状态方程的
应用；②变质量问题；③
气体状态变化的图像问
题；④热力学第一定律与
理想气体状态方程、图像
问题的综合。
考点2 气体实
验定律与热力
学定律的综合
应用
2025·陕晋宁青·T13、2025·山东卷·T16、2024·浙江1
月选考卷·T17、2024·黑吉辽卷·T13、2024·新课标卷
·T21、2024·河北卷·T9、2024·海南卷·T11、2024·山
东卷·T6、2024·北京卷·T3、2024·重庆卷·T3、2024·
湖北卷·T13、2024·贵州卷·T13、2024·浙江6 月选考
卷·T17
考点01 分子动理论 气体状态方程
1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的
糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时
相比，瓶内气体（ ）
A．内能变小
B．压强变大
C．分子的数密度变大
D．每个分子动能都变大
【答案】B
【详解】A．将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，温度升高，而理想气体内能只与温
度相关，则内能变大，故A 错误；
B．将糖果瓶带入温暖的车厢过程，气体做等容变化，根据
，因为温度升高，则压
强变大，故B 正确；
C．气体分子数量不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，故C 错误；
D．温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故D 错误。
故选 B。
2．（2025·安徽·高考真题）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（ ）
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
【详解】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，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。
故选A。
3．（2025·山东·高考真题）分子间作用力F 与分子间距离r 的关系如图所示，若规定两个分
子间距离r 等于
时分子势能
为零，则（ ）
A．只有r 大于
时，
为正
B．只有r 小于
时，
为正
C．当r 不等于
时，
为正
D．当r 不等于
时，
为负
【答案】C
【详解】两个分子间距离r 等于
时分子势能为零，从
处随着距离的增大，此时分子间
作用力表现为引力，分子间作用力做负功，故分子势能增大；从
处随着距离的减小，此
时分子间作用力表现为斥力，分子间作用力也做负功，分子势能也增大；故可知当
不等
于
时，
为正。
故选C。
4．（2025·江苏·高考真题）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该
气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（ ）
A．分子的数密度较大
B．分子间平均距离较小
C．分子的平均动能较大
D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少
【答案】C
【详解】AB．根据题意，一定质量的理想气体，甲乙两个状态下气体的体积相同，所以分
子密度相同、分子的平均距离相同，故AB 错误；
C．根据题图可知，乙状态下气体速率大的分子占比较多，则乙状态下气体温度较高，则
平均动能大，故C 正确；
D．乙状态下气体平均速度大，密度相等，则单位时间内撞击容器壁次数较多，故D 错误。
故选C。
5．（2025·河南·高考真题）如图，一圆柱形汽缸水平固置，其内部被活塞M、P、N 密封成两
部分，活塞P 与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时，P 左、右两侧理想气体的温度分
别为
和
，体积分别为
和
，
。则（ ）
A．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P 将右移
B．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P 将左移
C．保持
不变，若M、N 同时缓慢向中间移动相同距离，P 将右移
D．保持
不变，若M、N 同时缓慢向中间移动相同距离，P 将左移
【答案】AC
【详解】AB．由题干可知初始左右气体的压强相同，假设在升温的过程中
板不发生移动，
则由定容过程
可得左侧气体压强增加量多，则
板向右移动；A 正确B 错误；
CD．保持温度不变移动相同的距离时
，
同理
得
，
若P 不移动，则
，故
，则
，向右移动，C 正确D 错误。
故选AC
6．（2025·云南·高考真题）图甲为1593 年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如
图乙所示。硬质玻璃泡a 内封有一定质量的气体（视为理想气体），与a 相连的b 管插在
水槽中固定，b 管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b 管的体积与a 泡的体积相比
可忽略不计，在标准大气压
下，b 管上的刻度可以直接读出环境温度。则在
下（
）
A．环境温度升高时，b 管中液面升高
B．环境温度降低时，b 管中液面升高
C．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小
D．水槽中的水少量蒸发后，
温度测量值偏大
【答案】BD
【详解】AB．根据题意，
中气体做等容变化，根据
，当环境温度升高，则
中气
体压强增大，又
可知b 管中液面降低，同理可知环境温度降低时，b 管中液面升高，故B 正确，A 错误；
CD．由AB 选项分析可知，
管中刻度从上到下温度逐渐升高，同一温度，
中压强不变，
管中液面液槽内液面高度差不变，水槽中的水少量蒸发后，槽中液面降低，则
管内
液面降低，则温度测量值偏大，故D 正确，C 错误。
故选BD。
7．（2025·海南·高考真题）竖直放置的气缸内，活塞横截面积
，活塞质量不计，
活塞与气缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体
，
，大气压强
，
(1)若加热活塞缓慢上升，体积变为
，求此时的温度
；
(2)若往活塞上放
的重物，保持温度T0不变，求稳定之后，气体的体积
。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）活塞缓慢上升过程中，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律
代入数值解得
（2）设稳定后气体的压强为
，根据平衡条件有
分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为
，整个过程根据玻意耳定律
联立解得
8．（2024·甘肃·高考真题）如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成A、B
两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面
积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态，A、B 体积均为Sl，压强均为
，弹簧为原长。
现将B 中气体抽出一半，B 的体积变为原来的
。整个过程系统温度保持不变，气体视为
理想气体。求：
（1）抽气之后A、B 的压强
。
（2）弹簧的劲度系数k。
【答案】（1）
，
；（2）
【详解】（1）设抽气前两体积为
，对气体A 分析：抽气后
根据玻意耳定律得
解得
对气体B 分析，若体积不变的情况下抽去一半的气体，则压强变为原来的一半即
，则
根据玻意耳定律得
解得
（2）由题意可知，弹簧的压缩量为
，对活塞受力分析有
根据胡克定律得
联立得
9．（2024·广东·高考真题）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所
示，A、B 两个导热良好的气缸通过差压阀连接，A 内轻质活塞的上方与大气连通，B 内气
体体积不变。当A 内气体压强减去B 内气体压强大于
时差压阀打开，A 内气体缓慢进
入B 中；当该差值小于或等于
时差压阀关闭。当环境温度
时，A 内气体体积
，B 内气体压强
等于大气压强
，已知活塞的横截面积
，
，
，重力加速度大小取
，A、B 内
的气体可视为理想气体，忽略活塞与气缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。
当环境温度降到
时：
（1）求B 内气体压强
；
（2）求A 内气体体积
；
（3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B 内气体压强回到
并保持不变，求已倒入铁砂的质量
。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【详解】（1、2）假设温度降低到
时，差压阀没有打开，A、B 两个气缸导热良好，B 内
气体做等容变化，初态
，
末态
根据
代入数据可得
A 内气体做等压变化，压强保持不变，初态
，
末态
根据
代入数据可得
由于
假设成立，即
（3）恰好稳定时，A 内气体压强为
B 内气体压强
此时差压阀恰好关闭，所以有
代入数据联立解得
10．（2024·江西·高考真题）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
完成循环过程，
和
均为等温过程，
和
均为等容过程。已知
，气体在状态A 的压强
，体积
，气体
在状态C 的压强
。求：
（1）气体在状态D 的压强
；
（2）气体在状态B 的体积
。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）从D 到A 状态，根据查理定律
解得
（2）从C 到D 状态，根据玻意耳定律
解得
11．（2024·山东·高考真题）图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长
柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1=1.0cm2，长度
H=100.0cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一
小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B 进入，空气由孔A 排出；当内外液
面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储
液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压
p0=1.0×105Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。
（1）求x；
（2）松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V 的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，
堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程，气体发生等温变化，所以
有
又因为
代入数据联立解得
（2）当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有
又因为
代入数据联立解得
【点睛】
12．（2024·湖南·高考真题）一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。气
球内空气可视为理想气体。
（1）若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0，求此时气体的体积V0（用p0、p 和V 表
示）；
（2）小赞同学想测量该气球内气体体积V 的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置
于电子天平上，示数为m = 8.66 × 10−3kg（此时须考虑空气浮力对该示数的影响）。小赞
同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p 和体积V 还满足：(p−p0)(V−VB0) = C，其中p0
= 1.0 × 105Pa 为大气压强，VB0 = 0.5 × 10−3m3为气球无张力时的最大容积，C = 18J 为常
数。已知该气球自身质量为m0 = 8.40 × 10−3kg，外界空气密度为ρ0 = 1.3kg/m3，求气球
内气体体积V 的大小。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）理想气体做等温变化，根据玻意耳定律有
解得
（2）设气球内气体质量为
，密度为
，则等温变化中，气体质量不变，有：
对气球进行受力分析如图所示
根据气球的受力分析有
结合题中p 和V 满足的关系为
解得
13．（2024·全国甲卷·高考真题）如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚
度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b 之间，b 与汽缸底部
的距离
，活塞的面积为
。初始时，活塞在卡销a 处，汽缸内气体
的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为
和
。在活塞上
施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b 处（过程中气体温度视为不
变），外力增加到
并保持不变。
（1）求外力增加到
时，卡销b 对活塞支持力的大小；
（2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b 时气体的温
度。
【答案】（1）100N；（2）327K
【详解】（1）活塞从位置
到
过程中，气体做等温变化，初态
、
末态
、
根据
解得
此时对活塞根据平衡条件
解得卡销b 对活塞支持力的大小
（2）将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，当活塞刚好能离开卡销b 时，气体做等容
变化，初态
，
末态，对活塞根据平衡条件
解得
设此时温度为
，根据
解得
14．（2024·江苏·高考真题）装有科学仪器的密闭容器内部充满温度为
、压强为
的气体。容器上有面积为
的平面观察窗，现将该容器送到到月球上，
内部气体的温度变成240K，体积保持不变，月球表面视为真空。求此时：
（1）该气体的压强
；
（2）观察窗受到气体的压力
。
【答案】（1）8 × 104Pa；（2）4.8 × 103N
【详解】（1）由题知，整个过程可认为气体的体积不变，则有
解得
p2 = 8 × 104Pa
（2）根据压强的定义，气体对观测窗的压力
F = p2S = 4.8 × 103N
15．（2024·安徽·高考真题）某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎
内气体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。
于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发
时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变）。已知该轮
胎内气体的体积
，从北京出发时，该轮胎气体的温度
，压强
。哈尔滨的环境温度
，大气压强
取
。求：
（1）在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小。
（2）充进该轮胎的空气体积。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）由查理定律可得
其中
，
，
代入数据解得，在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小为
（2）由玻意耳定律
代入数据解得，充进该轮胎的空气体积为
【点睛】
16．（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，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，BD 错误。
故选A。
17．（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。
18．（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
【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。
19．（2023·湖南·高考真题）汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力
装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆
与助力活塞固定为一体，驾驶
员踩刹车时，在连杆
上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细
管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．
每次抽气时，
打开，
闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，
助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，
闭合，
打开，抽
气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从
排出，完成一次抽气过程．已知助力气室
容积为
，初始压强等于外部大气压强
，助力活塞横截面积为
，抽气气室的容积为
。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。
（1）求第1 次抽气之后助力气室内的压强
；
（2）第
次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小
。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）以助力气室内的气体为研究对象，则初态压强p0，体积V0，第一次抽气后，
气体体积
根据玻意耳定律
解得
（2）同理第二次抽气
解得
以此类推……
则当n 次抽气后助力气室内的气体压强
则刹车助力系统为驾驶员省力大小为
【点睛】
20．（2023·全国乙卷·高考真题）如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为
的A、B 两段细管组成，A 管的内径是B 管的2 倍，B 管在上方。管内空气被一段水银柱
隔开。水银柱在两管中的长度均为
。现将玻璃管倒置使A 管在上方，平衡后，A 管
内的空气柱长度改变
。求B 管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。（气体温度
保持不变，以
为压强单位）
【答案】
，
【详解】设B 管在上方时上部分气压为pB，则此时下方气压为pA，此时有
倒置后A 管气体压强变小，即空气柱长度增加1cm，A 管中水银柱减小1cm，A 管的内径
是B 管的2 倍，则
可知B 管水银柱增加4cm，空气柱减小4cm；设此时两管的压强分别为
、
，所以
有
倒置前后温度不变，根据玻意耳定律对A 管有
对B 管有
其中
联立以上各式解得
21．（2023·全国甲卷·高考真题）一高压舱内气体的压强为1.2 个大气压，温度为17℃，密度
为1.46kg/m3。
（i）升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27℃时舱内
气体的密度；
（ii）保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0 个大气压，求舱内
气体的密度。
【答案】（i）1.41kg/m3；（ii）1.18kg/m3
【详解】（i）由摄氏度和开尔文温度的关系可得
T1 = 273＋17K = 290K，T2 = 273＋27K = 300K
理想气体状态方程pV = nRT 可知
其中n 为封闭气体的物质的量，即理想气体的
正比于气体的质量，则
其中p1 = p2 = 1.2p0，ρ1 = 1.46kg/m3，代入数据解得
ρ2 = 1.41kg/m3
（ii）由题意得p3 = p0，T3 = 273＋27K = 300K 同理可得
解得
ρ3 = 1.18kg/m3
考点02 气体实验定律与热力学定律的综合应用
22．（2025·福建·高考真题）洗衣机水箱的导管内存在一竖直空气柱，根据此空气柱的长度可
知洗衣机内的水量多少。当空气柱压强为p1时，空气柱长度为L1，水位下降后，空气柱
温度不变，空气柱内压强为p2，则空气柱长度L2=___________ ，该过程中内部气体对外
界___________ 。（填做正功，做负功，不做功）
【答案】
做正功
【详解】[1]设细管的截面积为S，根据玻意耳定律有
可得
[2]根据题意当洗衣机内的水位下降时，空气柱长度变长，故内部气体对外界做正功。
23．（2025·山东·高考真题）如图所示，上端开口，下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温
装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。
大气压强为
，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为
，等于最大静摩
擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，
时，气柱高度为
，活塞开始缓慢上
升；继续缓慢加热至
时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活
塞位置保持不变，直到降温至
时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至
时，保持温度不变，活塞不再下降。求：
(1)
时，气柱高度
；
(2)从
状态到
状态的过程中，封闭气体吸收的净热量Q（扣除放热后净吸收的热量）。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）活塞开始缓慢上升，由受力平衡
可得封闭的理想气体压强
升温过程中，等压膨胀，由盖-吕萨克定律
解得
（2）
升温过程中，等压膨胀，外界对气体做功
降温过程中，等容变化，外界对气体做功
活塞受力平衡有
解得封闭的理想气体压强
降温过程中，等压压缩，由盖-吕萨克定律
解得
外界对气体做功
全程中外界对气体做功
因为
，故封闭的理想气体总内能变化
利用热力学第一定律
解得
故封闭气体吸收的净热量
。
24．（2025·甘肃·高考真题）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（ ）
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
【详解】A．A→B 过程，体积不变，则W=0，温度升高，则∆U>0，根据热力学第一定律
∆U=W+Q
可知Q>0，即该过程吸热，选项A 正确；
B ．B→C 过程，温度不变，则∆U=0，体积减小，则W>0，根据热力学第一定律
∆U=W+Q
可知Q<0，即该过程为放热过程，选项B 错误；
C ．A→B 过程，体积不变，温度升高，根据
可知，压强变大，即状态A 压强比状态B 压强小，选项C 正确；
D．状态A 的温度低于状态C 的温度，可知状态A 的内能比状态C 的小，选项D 正确。
故选ACD。
25．（2025·北京·高考真题）我国古代发明的一种点火器如图所示，推杆插入套筒封闭空气，
推杆前端粘着易燃艾绒。猛推推杆压缩筒内气体，艾绒即可点燃。在压缩过程中，筒内
气体（ ）
A．压强变小
B．对外界不做功
C．内能保持不变
D．分子平均动能增大
【答案】D
【详解】C．猛推推杆压缩筒内气体，气体未来得及与外界发生热交换
，气体被压
缩，体积减小，则外界对气体做正功
，根据热力学第一定律
可知，气
体内能增大，故C 错误；
A．气体内能增大，故其温度增大，又体积减小，根据理想气体状态方程
，则气
体压强增大，故A 错误；
B．气体被压缩，体积减小，则气体对外界做负功，故B 错误；
D．气体温度增大，则分子平均动能增大，故D 正确。
故选 D。
26．（2025·江苏·高考真题）如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，
并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出后，瓶内气体（ ）
A．内能迅速增大
B．温度迅速升高
C．压强迅速增大
D．体积迅速膨胀
【答案】D
【详解】瓶塞跳出的过程中瓶内的气体对外做功，气体体积迅速膨胀，由于该过程的时
间比较短，可知气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律可知，气体的内能减小，则
温度降低，由理想气体状态方程
可知，气体压强减小。
故选D。
27．（2025·河北·高考真题）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
【详解】A．皮球体积变大，气体膨胀，对外界做功，故A 正确。
B．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。
C．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。
D．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。
故选A。
28．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）某种卡车轮胎的标准胎压范围为
。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强
也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p 随体积V 线性变化如图所示，温度
为
时，体积
和压强
分别为
、
；当胎内气体温度升高到
为
时，体积增大到
为
，气体可视为理想气体。
(1)求此时胎内气体的压强
；
(2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q 为
，求胎内气体的内能增加量
。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）气体可视为理想气体，根据理想气体状态方程
整理代入数据得
（2）p-V 图线与y 轴围成的面积代表做功的大小，该过程气体体积增大，则气体对外做
功，可得外界对气体做功为
由热力学第一定律
代入数据可得
29．（2025·浙江·高考真题）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) 不变 减小
(2)V3 = 1.0201 × 103 cm3
(3)ΔU = 2.53 J
【详解】（1）[1][2]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
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
30．（2024·贵州·高考真题）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
，压强为
，现缓慢充气后压强
变为
，不计容器的容积变化。
(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
时的体积。
(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
，压
强为
。求气体在状态N 与状态M 时的热力学温度之比。
(3)图（b）中虚线
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】(1)
(2)
(3)吸热
【详解】（1）设充入的气体在该室温环境下压强为
时的体积为V，充气过程中气体温
度不变，则有
解得
（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
可得
（3）由
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，
和
都是从M 状态变化而来，
应该相同，可得
可知从M 到N 的过程内能降低的更少。由热力学第一定律
可知，从M 到
的过程绝热，内能降低等于对外做功；从M 到N 的过程对外做功更多，内能降低反而更
少，则气体必然吸热。
31．（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。
32．（2024·浙江·高考真题）如图所示，测定一个形状不规则小块固体体积，将此小块固体放
入已知容积为V0的导热效果良好的容器中，开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管，其横
截面积为S，接口用蜡密封。容器内充入一定质量的理想气体，并用质量为m 的活塞封闭，
活塞能无摩擦滑动，稳定后测出气柱长度为l1，将此容器放入热水中，活塞缓慢竖直向上
移动，再次稳定后气柱长度为l2、温度为T2。已知S=4.0×10-4m2，m=0.1kg，l1=0.2 m，
l2=0.3m，T2=350K，V0=2.0×10-4m3，大气压强p0=1.0×105Pa，环境温度T1=300K。
（1）在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力________（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”）；
（2）求此不规则小块固体的体积V；
（3）若此过程中气体内能增加10.3 J，求吸收热量Q。
【答案】（1）不变，变小；（2）4×10-5m3；（3）14.4J
【详解】（1）[1][2]温度升高后，活塞缓慢上升，受力不变，故封闭气体的压强不变，根
据
可知器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变；由于体积变大，故气体
分子的数密度变小。
（2）气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律
解得
（3）整个过程中外界对气体做功为
对活塞受力分析
解得
根据热力学第一定律
其中
解得
故气体吸收热量为14.4J。
33．（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
【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。
34．（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。
故选D。
35．（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
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。因活塞密封不严，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．密闭的汽缸绝热，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，最终气体充满整个汽缸，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。
36．（2024·山东·高考真题）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
【答案】C
【详解】A．a→b 过程压强不变，是等压变化且体积增大，气体对外做功W<0，由盖-吕
萨克定律可知
即内能增大，
，根据热力学第一定律
可知
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．方法一：
过程中气体与外界无热量交换，即
又由气体体积增大可知
，由热力学第一定律
可知气体内能减少。
方法二：
过程为等温过程，所以
结合
分析可知
所以b 到c 过程气体的内能减少。故B 错误；
C．
过程为等温过程，可知
根据热力学第一定律可知
过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C
正确；
D．根据热力学第一定律结合上述解析可知：
一整个热力学循环过程
，整个过程气体对外做功，因此热力学第一定律可得
故
过程气体从外界吸收的热量
不等于
过程放出的热量
，D 错误。
故选C。
【点睛】
37．（2024·湖北·高考真题）如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m
的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的
温度为
，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升
再
次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU 与温度变化量ΔT 的关系式为
，C 为
已知常数，大气压强恒为
，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求
（1）再次平衡时容器内气体的温度。
（2）此过程中容器内气体吸收的热量。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）气体进行等压变化，则由盖吕萨克定律得
即
解得
（2）此过程中气体内能增加
气体对外做功大小为
由热力学第一定律可得此过程中容器内气体吸收的热量
38．（2024·新疆河南·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
，故可知气体向外放热，故D 正确。
故选AD。
39．（2024·福建·高考真题）夜间环境温度为
时，某汽车轮胎的胎压为
个标准大气
压，胎内气体视为理想气体，温度与环境温度相同，体积和质量都保持不变。次日中午，
环境温度升至
，此时胎压为_____个标准大气压，胎内气体的内能_____（填“大
于”“等于”或“小于”）
时的内能。（计算时
取
）
【答案】 3.0/3 大于
【详解】[1]设大气压强为
，初始时
，
末状态时
根据查理定律
代入数值解得
[2]一定质量的理想气体的内能只与温度有关，故温度升高时内能增大，故
时胎内气
体的内能大于
时的内能。
40．（2024·浙江·高考真题）如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A 分成体积均
为
的左右两部分。面积为
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
、压强
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
的状态3，气体内能增加
。已知大气压强
，隔板厚度不计。
（1）气体从状态1 到状态2 是___（选填“可逆”或“不可逆”）过程，分子平均动能
____（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）求水平恒力F 的大小；
（3）求电阻丝C 放出的热量Q。
【答案】（1）气体从状态1 到状态2 是不可逆过程，分子平均动能不变；（2）
；
（3）
【详解】（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）气体从状态1 到状态2 发生等温变化，则有
解得状态2 气体的压强为
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
解得
（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
的
状态3，可知气体做等压变化，则有
可得状态3 气体的体积为
该过程气体对外做功为
根据热力学第一定律可得
解得气体吸收的热量为
可知电阻丝C 放出的热量为
41．（2023·福建·高考真题）一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A 的循环过程后回到
状态A，其
图如图所示。完成一次循环，气体内能_________（填“增加”“减少”
或“不变”），气体对外界_________（填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体
______（填“吸热”“放热”“不吸热”或“不放热”）。
【答案】 不变 做正功 吸热
【详解】[1]完成一次循环，回到初始状态，理想气体温度不变，而一定质量的气体的内
能仅由温度决定，所以整个过程气体的内能不变；
[2][3]对p-V 图像来说，图像与坐标轴所围图形的面积表示气体做功情况，其中从
A→B→C 的过程气体的体积减小是外界对气体做功的过程，从C→D→A 的过程气体的体
积增大，是气体对外做功的过程，且从C→D→A 的过程图像与坐标轴所围的面积大于从
A→B→C 的过程图像与坐标轴所围的面积，即气体对外做的功大于外界对气体做的功，
则整个过程中表现为气体对外界做正功；根据热力学第一定律
因为
，可知因
W＜0
则
Q＞0
所以气体从外界吸收热量。
42．（2023·河北·高考真题）如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直插
入一根两端开口、内部横截面积为
的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排
空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为
时，气柱长度为
；当
外界温度缓慢升高到
时，气柱长度变为
。已知外界大气压恒为
，
水柱长度不计。
（1）求温度变化过程中氮气对外界做的功；
（2）求葫芦的容积；
（3）试估算被封闭氮气分子的个数（保留2 位有效数字）。已知
氮气在
状态下的体积约为
，阿伏伽德罗常数
取
。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【详解】（1）由于水柱的长度不计，故封闭气体的压强始终等于大气压强。设大气压强
为
，塑料管的横截面积为
，初、末态气柱的长度分别为
，气体对外做的功为
。根据功的定义有
解得
（2）设葫芦的容积为
，封闭气体的初、末态温度分别为
，体积分别为
，
根据盖—吕萨克定律有
联立以上各式并代入题给数据得
（3）设在
状态下，
氮气的体积为
、温度为
，封闭气体的体
积为
，被封闭氮气的分子个数为
。根据盖一吕萨克定律有
其中
联立以上各式并代入题给数据得
个
