2026年高考物理一轮复习 热学（含解析）

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高考物理一轮复习 热学
一．选择题（共8小题）
1．（2025 大兴区校级三模）下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．甲物体比乙物体的温度高，所以甲物体的内能一定大
C．气体吸热，内能一定增大
D．一定质量的理想气体绝热膨胀，压强一定减小
2．（2025 沙坪坝区校级模拟）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。状态Ⅰ如图甲所示汽缸开口向上放置，活塞处于静止状态，气体体积为V、气体压强为1.5p0。如图乙所示，将汽缸缓慢旋转倒立挂在天花板上，活塞可无摩擦滑动且不漏气，当活塞再次达到稳定时为状态Ⅱ。已知汽缸外大气压强为p0，环境温度不变。状态Ⅱ与状态Ⅰ相比（　　）
A．体积增大，压强减小，温度不变
B．内能减小，所有分子热运动速率都减小
C．内能增大，外界对气体做正功
D．单位时间内与活塞碰撞的分子数减少
3．（2025 拉萨模拟）如图，健身爱好者正借助瑜伽球训练背肌，一个充满气的瑜伽球，当球内气体温度为280K时，球内气体的压强为1.4atm。若环境温度升高，使球内气体的温度也升高，结果球内气体的压强变为1.5atm，球内气体变化体积忽略不计，则此时球内气体的温度为（　　）
A．300K B．350K C．400K D．450K
4．（2025 柳州模拟）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　）
A．气体失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间距较大、相互作用力微弱的缘故
B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能不变
C．向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围的运动属于布朗运动
D．如果气体分子总数不变，温度升高，则气体分子的平均动能增大，气体压强增大
5．（2025 毕节市三模）分子力F随分子间的距离r的变化如图所示，r0为平衡位置。有两个分子从相距r2处，均由静止开始运动，若仅考虑这两个分子间的作用力和靠近过程，则（　　）
A．从r2到r0分子力始终做正功
B．从r2到r0分子力先做正功后做负功
C．从r2到r1分子力先减小后增大
D．在r0处，分子间引力、斥力均减小为0
6．（2025 天津校级模拟）庆典活动中放飞的气球在空中缓慢上升，气球体积逐渐变大。将气球内的气体视为理想气体，忽略环境温度的变化，则球内气体（　　）
A．压强不变 B．外界对气体做正功
C．内能变大 D．吸收热量
7．（2025春 南通期末）空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉，迅速压下筒中的活塞，硝化棉燃烧。在压缩气体的过程中（　　）
A．气体分子的数密度不变
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不变
D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
8．（2025春 未央区校级期末）关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　）
A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B．图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故
C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D．图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025春 河南期末）一定质量的理想气体从状态A开始，经历四个过程A→B、B→C、C→D、D→A回到原状态，其p﹣V图像如图所示，其中DA段为双曲线的一部分。下列说法正确的是（　　）
A．A→B外界对气体做功
B．B→C气体的内能减小
C．C→D气体向外界放热
D．D→A容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减小
（多选）10．（2025春 宁波期末）下列说法正确的是（　　）
A．法国科学家泊松用实验证实了电磁波的存在
B．不需要任何动力或燃料的永动机是可以制成的
C．电子束穿过铝箔后形成衍射图样，说明电子具有波动性
D．翻松土壤可以破坏土壤里的毛细管，从而防止土壤中的水分散失
（多选）11．（2025 山东二模）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
（多选）12．（2025春 武汉期末）下列说法正确的是（　　）
A．热平衡就是平衡态
B．装在试管中的水银液面中间高两边低，是因为水银与玻璃不浸润
C．热量不仅能从高温物体传向低温物体，也能从低温物体传向高温物体
D．晶体一般具有规则的几何外形，故将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
三．填空题（共4小题）
13．（2025 厦门校级模拟）如图甲为一只气垫运动鞋，鞋底塑料气垫空间内充满气体（可视为理想气体），可以通过压缩气体产生缓冲效果。已知气垫内气体体积为V0，压强为p0，不考虑气垫漏气。若运动员穿上鞋子，气垫内气体体积被缓慢压缩到（不计温度变化）时，气垫内气体的压强变为 　 　 ；若气垫内气体温度缓缓上升（忽略体积变化），此过程中气垫内的气体 　 　 （填“吸热”或“放热”）。
14．（2025 福建模拟）在空气压缩机的一次压缩中，活塞对空气（视为理想气体）做了6×106J的功，同时空气的内能增加了3.5×106J，则压缩机内空气分子的平均动能 　 　 （选填“增大”或“减小”），该过程中传递的热量为　 　 J。
15．（2025春 天河区期末）当甲、乙两分子间距离为r0时，分子间的作用力为0。现把甲分子固定，使两分子之间的距离从0.9r0增大到1.1r0，在该过程中，分子间的作用力 　 　 （填“一直减小”、“一直增大”、“先减小后增大”或“先增大后减小”），甲分子对乙分子 　 　 （填“一直做正功”、“一直做负功”、“先做正功后做负功”或“先做负功后做正功”），分子势能 　 　 （填“一直减小”、“一直增大”、“先减小后增大”或“先增大后减小”）。
16．（2025 福建）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）
四．解答题（共4小题）
17．（2025 山东二模）双层真空玻璃杯由于隔热、耐高温、高透明度、外形漂亮的特性深受消费者的喜爱，但一般双层真空玻璃杯都做不到真正的真空，在夹层中存在少量的空气。某款双层玻璃杯夹层的体积V0＝9cm3，温度为27℃时，气体的压强p1＝4.5×103Pa，已知大气压p0＝1×105Pa，气体可视为理想气体。
（1）若倒入热水，求夹层中温度升至42℃时，气体的压强p2；
（2）若玻璃杯出现裂缝，求足够长时间后，进入夹层中空气的体积ΔV（环境温度为27℃且保持不变）。
18．（2025 潍坊三模）某同学利用铝制空饮料罐制作的简易温度计如图所示，接口处插入一根透明吸管后用蜡密封，并在吸管内引入一小段长度可忽略的油柱。罐口外部吸管的长度为L＝20cm，当外界温度为t1＝27℃时，油柱恰好位于吸管的最右侧，当外界温度缓慢降低到t2＝21℃时，油柱恰好位于外部吸管的最左侧。已知外界大气压强恒为，吸管的厚度不计、横截面积为S＝0.4cm2，罐内气体可视为理想气体。
（1）求该饮料罐内部的体积V；
（2）若该温度计的油柱从外部吸管的最右侧缓慢移动到最左侧的过程中，封闭气体的内能减少1.2J，求该过程中密封气体放出的热量Q。
19．（2025 鹿城区校级模拟）如图，导热良好、两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H＝18cm的U形管，左管上端封闭，右管上端开口，右管中有高h0＝4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l＝12cm，管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1＝283K，大气压强p0＝76cmHg。
（1）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此过程中分子平均速率　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”），单位时间撞击单位面积管壁的分子数　 　 （“增大”、“不变”、“减小”）。
（2）在（1）的情境下，当水银柱下端恰好到达右管底部时水银柱的高度为多少？
（3）当水银柱下端恰好到达右管底部后，再对左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？
20．（2025 三台县模拟）自行车前叉是连接车把手和前轴的部件，如图甲所示。为了减少路面颠簸对骑手手臂的冲击，前叉通常安装有减震系统，常见的有弹簧减震和空气减震。一空气减震器的原理图如图乙所示，总长L＝84cm、横截面积为10cm2的汽缸（密封性良好）里面充有空气，忽略光滑活塞（厚度不计）和车把手的质量，缸内气体的热力学温度为300K，当不压车把手时活塞恰好停留在汽缸顶部，外界大气压强。求：
（1）不考虑缸内气体温度变化，用力下压车把手，当活塞稳定在距汽缸顶部14cm处时，对车把手的压力大小；
（2）缸内气体的热力学温度为270K，不压车把手时，活塞到汽缸顶部的距离。
高考物理一轮复习 热学
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．（2025 大兴区校级三模）下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．甲物体比乙物体的温度高，所以甲物体的内能一定大
C．气体吸热，内能一定增大
D．一定质量的理想气体绝热膨胀，压强一定减小
【考点】物体内能的概念与影响因素；布朗运动实例、本质及解释；气体压强的微观解释．
【专题】定性思想；归纳法；布朗运动专题；内能及其变化专题；气体的状态参量和实验定律专题；理解能力．
【答案】D
【分析】根据布朗运动的定义分析；物体的内能大小与物体的质量和温度高低，以及物体体积的大小有关，据此分析；根据热力学第一定律分析；根据气体状态方程分析。
【解答】解：A、布朗运动是悬浮在液体（气体） 中的固体小颗粒的无规则运动，它反映了液体（气体）分子在不停地做无规则运动，故A错误；
B、温度是分子平均动能的标志，但物体的内能大小与物体的质量和温度高低，以及物体体积的大小有关，所以甲物体比乙物体的温度高，甲物体的分子平均动能比乙物体分子的平均动能大，但两物体的内能大小不能比较，故B错误；
C、根据热力学第一定律可知，当物体吸热的同时外外界做功，物体的内能还可能减小，故C错误；
D、一定质量的理想气体绝热膨胀，气体的温度降低，根据可知，气体的压强一定减小，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了对布朗运动，热力学第一定律、物体的内能、气体状态方程等理解，属于识记性内容，需要在平时的学习中多加总结。
2．（2025 沙坪坝区校级模拟）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。状态Ⅰ如图甲所示汽缸开口向上放置，活塞处于静止状态，气体体积为V、气体压强为1.5p0。如图乙所示，将汽缸缓慢旋转倒立挂在天花板上，活塞可无摩擦滑动且不漏气，当活塞再次达到稳定时为状态Ⅱ。已知汽缸外大气压强为p0，环境温度不变。状态Ⅱ与状态Ⅰ相比（　　）
A．体积增大，压强减小，温度不变
B．内能减小，所有分子热运动速率都减小
C．内能增大，外界对气体做正功
D．单位时间内与活塞碰撞的分子数减少
【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体压强的微观解释；温度与分子动能的关系；理想气体及理想气体的状态方程．
【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据状态I时和状态Ⅱ时活塞处于平衡状态，结合汽缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，综合热力学第一定律分析求解。
【解答】解：AC．状态I时活塞处于平衡状态，根据平衡条件有：P0S+mg＝p1S＝1.5P0S
当状态Ⅱ时活塞再次达到稳定，根据平衡条件有：P2S+mg＝P0S
解得P2＝0.5P0，故压强变小。
汽缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，则Q＝0
汽缸内气体压强作用和重力作用将活塞往下推，体积变大，外界对气体做负功W＜0
根据热力学第一定律ΔU＝Q+W
可知ΔU＜0，气体内能减少，故理想气体温度降低，故AC错误；
B．虽然内能减小，温度降低，分子热运动的平均动能减小，但并不是所有分子热运动速率都减小，故B错误；
D．温度降低，分子平均速率减小，体积变大，分子数密度减小，所以单位时间内与活塞碰撞的分子数减少，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了热力学定律的相关知识，理解气体前后压强、体积和温度的变化关系是解决此类问题的关键。
3．（2025 拉萨模拟）如图，健身爱好者正借助瑜伽球训练背肌，一个充满气的瑜伽球，当球内气体温度为280K时，球内气体的压强为1.4atm。若环境温度升高，使球内气体的温度也升高，结果球内气体的压强变为1.5atm，球内气体变化体积忽略不计，则此时球内气体的温度为（　　）
A．300K B．350K C．400K D．450K
【考点】气体的等容变化与查理定律的应用．
【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】气体发生等容变化，根据查理定律列式求解。
【解答】解：球内气体变化体积忽略不计，气体发生等容变化，根据查理定律则，解得T2＝300K，故A正确，BCD。
故选：A。
【点评】本题主要考查了查理定律，关是找出初末状态参量，明确所研究的气体即可。
4．（2025 柳州模拟）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　）
A．气体失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间距较大、相互作用力微弱的缘故
B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能不变
C．向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围的运动属于布朗运动
D．如果气体分子总数不变，温度升高，则气体分子的平均动能增大，气体压强增大
【考点】分子势能及其与分子间距的关系；布朗运动实例、本质及解释；分子间存在作用力及其与分子间距的关系；温度与分子动能的关系．
【专题】定性思想；推理法；带电粒子在电场中的运动专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】根据自由扩散、分子势能和分子热运动知识以及理想气体状态方程进行分析解答。
【解答】解：A.气体如果失去了容器的约束就会散开，是因为分子间距较大，相互的作用力很微弱，而且分子永不停息地做无规则运动，所以气体分子可以自由扩散，故A正确；
B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，分子动能之和不变，由于吸热，内能增大，则其分子之间的势能增大，故B错误；
C.向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围的运动是扩散现象，属于分子运动，故C错误；
D.如果气体分子总数不变，气体温度升高，若同时体积增大，由可知，压强不一定增大，故D错误。
故选：A。
【点评】考查自由扩散、分子势能和分子热运动知识以及理想气体状态方程的应用，会根据题意进行准确分析解答。
5．（2025 毕节市三模）分子力F随分子间的距离r的变化如图所示，r0为平衡位置。有两个分子从相距r2处，均由静止开始运动，若仅考虑这两个分子间的作用力和靠近过程，则（　　）
A．从r2到r0分子力始终做正功
B．从r2到r0分子力先做正功后做负功
C．从r2到r1分子力先减小后增大
D．在r0处，分子间引力、斥力均减小为0
【考点】分子势能及其与分子间距的关系；分子间存在作用力及其与分子间距的关系．
【专题】定性思想；推理法；分子间相互作用力与分子间距离的关系；理解能力．
【答案】A
【分析】根据r0为平衡位置，在平衡位置分子力为零，分子势能最小，结合分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大。
【解答】解：AB．从r2到r0分子力为引力，所以分子力方向与位移方向相同，分子力做正功，故A正确，B错误；
C．根据图像可知，从r2到r1分子力先增大后减小再反向增大，故C错误；
D．在r0处分子间的斥力和引力大小相等，合力为零，故D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查了分子力随时间的变化图像，解题关键是掌握在平衡位置分子力为零，分子势能最小。
6．（2025 天津校级模拟）庆典活动中放飞的气球在空中缓慢上升，气球体积逐渐变大。将气球内的气体视为理想气体，忽略环境温度的变化，则球内气体（　　）
A．压强不变 B．外界对气体做正功
C．内能变大 D．吸收热量
【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体的等温变化与玻意耳定律的应用．
【专题】定性思想；推理法；热力学定律专题；气体的状态参量和实验定律专题；理解能力．
【答案】D
【分析】温度不变（理想气体内能只与温度有关，内能不变）。气球上升，高空压强小，体积变大（气体对外做功）。由热力学第一定律，，W＜0，故Q＞0，气体吸热，结合选项判断。
【解答】解：A、气体温度不变，体积变大，根据玻意耳定律p1V1＝p2V2
可知气体压强变小，故A错误；
C、气体温度不变，则气体内能不变，故C错误；
B、气体体积增大，则气体对外做功，故B错误；
D、根据BC选项分析可知，外界对气体做负功，气体内能不变，根据热力学第一定律ΔU＝Q+W
可知Q＞0
故气体吸收热量，故D正确。
故选：D。
【点评】将热学核心知识点（理想气体状态方程、热力学第一定律、内能影响因素）融合考查，贴合物理知识综合应用的考查趋势，能有效检测学生对热学知识体系的掌握程度。
7．（2025春 南通期末）空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉，迅速压下筒中的活塞，硝化棉燃烧。在压缩气体的过程中（　　）
A．气体分子的数密度不变
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不变
D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
【考点】温度与分子动能的关系；气体压强的微观解释．
【专题】定性思想；推理法；分子运动论专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据温度与分子动能的关系、气体压强的微观解释进行分析解答。
【解答】解：A．气体体积减小，则分子的数密度增大，故A错误；
B．气体温度升高，气体分子的平均动能增大，故B正确；
C．气体压强增大，单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力变大，故C错误；
D．体积减小，单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增加，故D错误。
故选：B。
【点评】考查温度与分子动能的关系、气体压强的微观解释，会根据题意进行准确分析解答。
8．（2025春 未央区校级期末）关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　）
A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B．图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故
C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D．图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
【考点】毛细现象；重力的概念、物理意义及其产生（来源）；液体的表面张力；浸润和不浸润．
【专题】定性思想；推理法；分子运动论专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据表面张力、浸润和不浸润以及毛细现象的利用与防止进行分析解答。
【解答】解：A.水黾可以停在水面，是因为水的表面张力的作用，故A错误；
B.水银的表面张力比较大，同时水银和空气之间的相互作用力也比较小，这就导致了水银在接触到其他物体时，会尽可能地减少表面积，从而形成球状，故B正确；
C.当一根内径很细的管垂直插入液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，故C错误；
D.拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象，减小水分蒸发，故D错误。
故选：B。
【点评】考查表面张力、浸润和不浸润以及毛细现象的利用与防止，会根据题意进行准确分析解答。
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025春 河南期末）一定质量的理想气体从状态A开始，经历四个过程A→B、B→C、C→D、D→A回到原状态，其p﹣V图像如图所示，其中DA段为双曲线的一部分。下列说法正确的是（　　）
A．A→B外界对气体做功
B．B→C气体的内能减小
C．C→D气体向外界放热
D．D→A容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减小
【考点】热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合．
【专题】比较思想；寻找守恒量法；电磁感应——功能问题；理解能力．
【答案】BC
【分析】气体体积变大，气体对外做功。气体体积变小，外界对气体做功；理想气体分子势能不计，温度升高，气体内能增加，温度降低，气体内能减小；根据热力学第一定律分析气体吸放热情况；气体压强由气体分子频繁撞击器壁产生，根据压强变化分析容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数变化。
【解答】解：A、A→B过程，气体体积变大，气体对外界做功，故A错误；
B、B→C过程，气体发生等容变化，根据C可知，压强减小，气体温度降低，则气体的内能减小，故B正确；
C、C→D过程，气体做等压变化，根据C可知，体积减小，气体温度降低，则气体的内能减小，且外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放热，故C正确；
D、D→A过程，气体做等温变化，气体分子平均速率不变，气体压强变大，则容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数变多，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查气体图像问题，要分析清楚气体状态变化过程，根据气体实验定律结合热力学第一定律分析。
（多选）10．（2025春 宁波期末）下列说法正确的是（　　）
A．法国科学家泊松用实验证实了电磁波的存在
B．不需要任何动力或燃料的永动机是可以制成的
C．电子束穿过铝箔后形成衍射图样，说明电子具有波动性
D．翻松土壤可以破坏土壤里的毛细管，从而防止土壤中的水分散失
【考点】第二类永动机不可能制成；实物粒子的波动性；电磁波的发现；毛细现象．
【专题】定性思想；推理法；分子运动论专题；推理论证能力．
【答案】CD
【分析】根据赫兹的成果、能量的转化和守恒定律以及电子的衍射实验、毛细现象进行分析解答。
【解答】解：A．赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；
B．根据能量转化和守恒定律可知，不需要任何动力或燃料的永动机是不可以制成的，故B错误；
C．电子束穿过铝箔后形成衍射图样，说明电子具有波动性，是物质波的典型表现，故C正确；
D．翻松土壤可以破坏土壤里的毛细管，减少水分蒸发，从而防止土壤中的水分散失，故D正确。
故选：CD。
【点评】考查赫兹的成果、能量的转化和守恒定律以及电子的衍射实验、毛细现象，会根据题意进行准确分析解答。
（多选）11．（2025 山东二模）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
【考点】热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合．
【专题】定性思想；图析法；内能及其变化专题；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】BC
【分析】根据图像结合分析气体的压强、温度、体积变化，进而分析做功情况，气体分析撞击器壁情况；再根据热力学第一定律分析内能变化。
【解答】解：A.a→b过程，体积不变，压强增大，由可知温度升高，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.b→c过程，压强不变，体积减小，由可知气体温度降低，分子平均动能减少，单个分子的平均撞击力减小，所以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.c→a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，外界对气体做负功，W＜0，根据热力学第一定律，ΔU＝Q+W，得Q＞0，气体从外界吸收热量，故C正确；
D.a→b→c→a的循环过程内能变化量ΔU＝0，根据图像与横轴围成的面积大小可知，c→a 过程气体对外界做的功小于a→b→c过程外界对气体做的功的大小，所以c→a过程，气体从外界吸收的热量小于a→b→c过程气体放出的热量，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题主要考查理想气体状态方程、热力学第一定律的简单应用，能欧根据图象分析气体的压强、温度、体积变化是解题关键。
（多选）12．（2025春 武汉期末）下列说法正确的是（　　）
A．热平衡就是平衡态
B．装在试管中的水银液面中间高两边低，是因为水银与玻璃不浸润
C．热量不仅能从高温物体传向低温物体，也能从低温物体传向高温物体
D．晶体一般具有规则的几何外形，故将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
【考点】熵与熵增加原理；晶体和非晶体；浸润和不浸润．
【专题】定性思想；推理法；分子运动论专题；推理论证能力．
【答案】BC
【分析】根据热平衡和平衡态，浸润与不浸润，热力学第二定律和晶体与非晶体知识进行分析解答。
【解答】解：A.热平衡指两个或多个系统相互接触后温度相同的状态，而平衡态要求系统所有宏观性质（如温度、压强、浓度等）均不随时间变化，包括热平衡、力学平衡和化学平衡等。因此热平衡只是平衡态的一种特殊情况，并非等同，故A错误；
B.水银与玻璃不浸润，附着层内分子间距大于液体内部，分子间表现为引力，导致附着层收缩，液面形成凸面，故B正确；
C.根据热力学第二定律，热量不能自发从低温物体传向高温物体，但通过外界做功（如冰箱）可以实现这一过程。故C正确；
D.晶体的规则几何外形源于内部长程有序的结构，而玻璃是非晶体，仅加工成规则外形无法改变内部结构，不能使其变为晶体，故D错误。
故选：BC。
【点评】考查热平衡和平衡态，浸润与不浸润，热力学第二定律和晶体与非晶体知识，会根据题意进行准确分析解答。
三．填空题（共4小题）
13．（2025 厦门校级模拟）如图甲为一只气垫运动鞋，鞋底塑料气垫空间内充满气体（可视为理想气体），可以通过压缩气体产生缓冲效果。已知气垫内气体体积为V0，压强为p0，不考虑气垫漏气。若运动员穿上鞋子，气垫内气体体积被缓慢压缩到（不计温度变化）时，气垫内气体的压强变为 　p0　 ；若气垫内气体温度缓缓上升（忽略体积变化），此过程中气垫内的气体 　吸热　 （填“吸热”或“放热”）。
【考点】理想气体及理想气体的状态方程；热力学第一定律的表达和应用．
【专题】定量思想；方程法；寻找守恒量法；热力学定律专题；理想气体状态方程专题；分析综合能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）对气垫内气体，由玻意耳定律（或理想气体状态方程）列方程可求。
（2）由热力学第一定律ΔU＝W+Q分析可求。
【解答】解：（1）对气垫内气体，由玻意耳定律（或理想气体状态方程）有
p0V0＝p1 V0
解得p1p0
（2）由热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，气体温度上升，内能增加，ΔU＞0，忽略体积变化，W＝0，则Q＞0，故气体吸热。
故答案为：p0；吸热。
【点评】本题主要考查理想气体状态方程（或气体实验定律）、热力学第一定律的应用，应用热力学第一定律时，要注意温度与内能的关系、体积与做功的关系。
14．（2025 福建模拟）在空气压缩机的一次压缩中，活塞对空气（视为理想气体）做了6×106J的功，同时空气的内能增加了3.5×106J，则压缩机内空气分子的平均动能 　增大　 （选填“增大”或“减小”），该过程中传递的热量为　2.5×106　 J。
【考点】热力学第一定律的表达和应用．
【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力．
【答案】增大，2.5×106。
【分析】根据一定质量理想气体的内能只与温度有关，温度是分子平均动能的标志判断；根据热力学第一定律分析吸放热情况。
【解答】解：由题意可知活塞对空气（视为理想气体）做了6×106J的功，即W＝6×106J，空气的内能增加了3.5×106J，即ΔU＝3.5×106J，
根据一定质量的理想气体的内能只与温度有关，则气体温度升高，由温度是分子平均动能的标志，可知压缩机内空气分子的平均动能增大；
根据热力学第一定律ΔU＝W+Q
可得：Q＝ΔU﹣W＝3.5×106J﹣6×106J＝﹣2.5×106J＜0，即空气向外界放出的热量是2.5×106J。
答：增大，2.5×106。
【点评】本题考查对热力学第一定律的理解和应用能力，也可以从能量转化守恒的角度理解本题。
15．（2025春 天河区期末）当甲、乙两分子间距离为r0时，分子间的作用力为0。现把甲分子固定，使两分子之间的距离从0.9r0增大到1.1r0，在该过程中，分子间的作用力 　先减小后增大　 （填“一直减小”、“一直增大”、“先减小后增大”或“先增大后减小”），甲分子对乙分子 　先做正功后做负功　 （填“一直做正功”、“一直做负功”、“先做正功后做负功”或“先做负功后做正功”），分子势能 　先减小后增大　 （填“一直减小”、“一直增大”、“先减小后增大”或“先增大后减小”）。
【考点】分子势能及其与分子间距的关系；分子间存在作用力及其与分子间距的关系．
【专题】定性思想；推理法；分子运动论专题；推理论证能力．
【答案】先减小后增大；先做正功后做负功；先减小后增大
【分析】分子间同时存在引力和斥力，随着分子距离的增大而减小，斥力变化比引力快，当分子间距离r＞r0，分子力表现为引力；当分子间距离相反r＜r0，分子力表现为斥力；可以根据分子力做功判断分子势能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加。
【解答】解：两分子之间的距离从0.9r0增大r0时，分子间作用力表现为斥力，逐渐减小，从r0增大1.1r0时，分子间作用力表现为引力，逐渐增大，故整个过程分子间的作用力先减小后增大；]两分子之间的距离从0.9r0增大r0时，分子间作用力表现为斥力，分子间作用力方向与运动方向相同，分子间作用力对乙分子做正功，分子势能减小，从r0增大1.1r0时，分子间作用力表现为引力，分子间作用力方向与运动方向相反，分子间作用力对乙分子做负功，分子势能增大。故整个过程甲分子对乙分子先做正功后做负功，分子势能先减小后增大。
故答案为：先减小后增大；先做正功后做负功；先减小后增大
【点评】解决本题的关键知道分子力的特点，知道分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大。
16．（2025 福建）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＝　L1　 ，该过程中内部气体对外界　做正功　 。（填做正功，做负功，不做功）
【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体的等温变化与玻意耳定律的应用．
【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理论证能力．
【答案】L1，做正功。
【分析】气体发生等温变化，根据玻意耳定律列式求解即可；根据压强的变化判断体积的变化，进而判断做功情况。
【解答】解：空气柱发生等温变化，设横截面积为S，由玻意耳定律得：
p1L1S＝p2L2S
解得：
L2L1
水位下降，气体压强减小，体积增大，气体对外界做功。
故答案为：L1，做正功。
【点评】本题考查玻意耳定律，解题关键是找准气体的初末状态，知道判断气体做正负功的方法。
四．解答题（共4小题）
17．（2025 山东二模）双层真空玻璃杯由于隔热、耐高温、高透明度、外形漂亮的特性深受消费者的喜爱，但一般双层真空玻璃杯都做不到真正的真空，在夹层中存在少量的空气。某款双层玻璃杯夹层的体积V0＝9cm3，温度为27℃时，气体的压强p1＝4.5×103Pa，已知大气压p0＝1×105Pa，气体可视为理想气体。
（1）若倒入热水，求夹层中温度升至42℃时，气体的压强p2；
（2）若玻璃杯出现裂缝，求足够长时间后，进入夹层中空气的体积ΔV（环境温度为27℃且保持不变）。
【考点】气体的等容变化与查理定律的应用；气体的等温变化与玻意耳定律的应用．
【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；推理论证能力．
【答案】（1）夹层中温度升至42℃时，气体的压强等于4.725×104Pa；
（2）足够长时间后，进入夹层中空气的体积等于8.595m3。
【分析】（1）气体进行等容变化，则由查理定理列式求解；
（2）环境温度为27℃且保持不变，根据玻意耳定律列式求解。
【解答】解：（1）气体进行等容变化，则由查理定理
解得
（2）原来夹层中的气体在p0状态下占的体积为V2，则由玻意耳定律p1V0＝p0V2
解得
足够长时间后，夹层内气体的压强变为p0，则进入夹层中空气的体积
答：（1）夹层中温度升至42℃时，气体的压强等于4.725×104Pa；
（2）足够长时间后，进入夹层中空气的体积等于8.595cm3。
【点评】本题考查气体实验定律的应用，关键是列出初末状态的状态参量，选择合适的实验定律，注意温度要化成热力学温度。
18．（2025 潍坊三模）某同学利用铝制空饮料罐制作的简易温度计如图所示，接口处插入一根透明吸管后用蜡密封，并在吸管内引入一小段长度可忽略的油柱。罐口外部吸管的长度为L＝20cm，当外界温度为t1＝27℃时，油柱恰好位于吸管的最右侧，当外界温度缓慢降低到t2＝21℃时，油柱恰好位于外部吸管的最左侧。已知外界大气压强恒为，吸管的厚度不计、横截面积为S＝0.4cm2，罐内气体可视为理想气体。
（1）求该饮料罐内部的体积V；
（2）若该温度计的油柱从外部吸管的最右侧缓慢移动到最左侧的过程中，封闭气体的内能减少1.2J，求该过程中密封气体放出的热量Q。
【考点】热力学第一定律的表达和应用；气体的等温变化与玻意耳定律的应用；气体的等压变化与盖﹣吕萨克定律的应用．
【专题】计算题；定量思想；推理法；热力学定律专题；推理论证能力．
【答案】（1）该饮料罐内部的体积V为392cm3；
（2）若该温度计的油柱从外部吸管的最右侧缓慢移动到最左侧的过程中，封闭气体的内能减少1.2J，该过程中密封气体放出的热量Q为2J。
【分析】（1）根据封闭气体的变化过程为等压变化过程，结合盖﹣吕萨克定律分析求解；
（2）根据温度降低，内能减小，结合热力学第一定律分析求解。
【解答】解：（1）封闭气体的变化过程为等压变化过程，由盖﹣吕萨克定律则有
其中T1＝t1+273K、T2＝t2+273K
解得V＝392cm3
（2）温度降低，内能减小，ΔU＝﹣1.2J
温度降低，体积减小，外界对气体做功为W＝p0SL
解得：W＝0.8J
根据热力学第一定律ΔU＝W+Q
得Q＝ΔU﹣W
解得放出的热量Q为2J
答：（1）该饮料罐内部的体积V为392cm3；
（2）若该温度计的油柱从外部吸管的最右侧缓慢移动到最左侧的过程中，封闭气体的内能减少1.2J，该过程中密封气体放出的热量Q为2J。
【点评】本题考查了热力学定律的相关知识，理解气体前后压强、体积和温度的变化关系是解决此类问题的关键。
19．（2025 鹿城区校级模拟）如图，导热良好、两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H＝18cm的U形管，左管上端封闭，右管上端开口，右管中有高h0＝4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l＝12cm，管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1＝283K，大气压强p0＝76cmHg。
（1）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此过程中分子平均速率　不变　 （选填“增大”、“减小”或“不变”），单位时间撞击单位面积管壁的分子数　增大　 （“增大”、“不变”、“减小”）。
（2）在（1）的情境下，当水银柱下端恰好到达右管底部时水银柱的高度为多少？
（3）当水银柱下端恰好到达右管底部后，再对左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？
【考点】气体的等压变化与盖﹣吕萨克定律的应用；气体压强的微观解释；气体压强的计算；气体的等温变化与玻意耳定律的应用．
【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；推理论证能力．
【答案】（1）不变；增大
（2）水银柱的高度为12.9cm；
（3）此时密封气体的温度为363K。
【分析】（1）气体温度不变，故分子平均速率不变，体积减小，据此分析单位时间撞击管壁次数；
（2）等温变化，根据玻意耳定律历史求解‘
（3）等压变化，根据盖﹣吕萨克定律列式求解。
【解答】解：（1）导热良好，注入水银，则气体温度不变，故分子平均速率不变；温度不变，体积减小，则压强增大，单位时间撞击管壁的分子数增大；
（2）设封闭气体初始体积为V1。压强为p1，左、右管的横截面积均为S。封闭气体先经等温压缩过程体积变为V2，压强p2，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2
设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为ρ，题意可得p1＝p0+ρgh0，p2＝p0+ρgh，V1＝（2H﹣l﹣l0）S，V2＝HS
代入题中数据，联立解得h＝12.9cm
（3）密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3，温度为T2，由盖﹣吕萨克定律有
题意可知V3＝（2H﹣h）S
联立解得T2＝363K
答：（1）不变；增大
（2）水银柱的高度为12.9cm；
（3）此时密封气体的温度为363K。
【点评】应用玻意耳定律求解时，要明确研究对象，确认温度不变，根据题目的已知条件和求解的问题，分别找出初、末状态的参量，其中正确确定压强是解题的关键。
20．（2025 三台县模拟）自行车前叉是连接车把手和前轴的部件，如图甲所示。为了减少路面颠簸对骑手手臂的冲击，前叉通常安装有减震系统，常见的有弹簧减震和空气减震。一空气减震器的原理图如图乙所示，总长L＝84cm、横截面积为10cm2的汽缸（密封性良好）里面充有空气，忽略光滑活塞（厚度不计）和车把手的质量，缸内气体的热力学温度为300K，当不压车把手时活塞恰好停留在汽缸顶部，外界大气压强。求：
（1）不考虑缸内气体温度变化，用力下压车把手，当活塞稳定在距汽缸顶部14cm处时，对车把手的压力大小；
（2）缸内气体的热力学温度为270K，不压车把手时，活塞到汽缸顶部的距离。
【考点】气体的等压变化与盖﹣吕萨克定律的应用；气体压强的计算；气体的等温变化与玻意耳定律的应用．
【专题】计算题；学科综合题；定量思想；方程法；气体的状态参量和实验定律专题；推理论证能力．
【答案】（1）车把手对活塞的压力大小等于20N；
（2）活塞到汽缸顶部的距离等于8.4cm。
【分析】（1）明确各个状态参量，发生等温变化，根据玻意耳定律列式求解；
（2）气体压强保持不变，根据盖﹣吕萨克定律列式求解。
【解答】解：（1）汽缸内气体初始状态P1＝105Pa，V1＝S
下压ΔL＝14cm后，V2＝（L﹣ΔL）S
由玻意耳定律p1V1＝p2V2
解得 P2＝1.2×105Pa
又F1+p0S＝p2S
则对车把手的压力：F1＝20N
（2）由公式：
且V3＝L3S
解得L3＝75.6cm
活塞到汽缸顶部的距离L′＝L﹣L3
解得L′＝8.4cm
答：（1）车把手对活塞的压力大小等于20N；
（2）活塞到汽缸顶部的距离等于8.4cm。
【点评】应用玻意耳定律求解时，要明确研究对象，确认温度不变，根据题目的已知条件和求解的问题，分别找出初、末状态的参量，其中正确确定压强是解题的关键。
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