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专题14 热学
一、多选题
1．（2025·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．按照相对论的时间延缓效应，低速运动的微观粒子寿命比高速运动时更长
C．变压器原线圈中电流产生的变化磁场，在副线圈中激发感生电场，从而产生电动势
D．热敏电阻和电阻应变片两种传感器，都是通过测量电阻，确定与之相关的非电学量
【答案】CD
【详解】A．根据热力学第二定律可知热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误；
B．按照相对论的时间延缓效应，运动的时钟会变慢。对于微观粒子，高速运动时其内部的时间进程变慢，相当于寿命变长；而低速运动时，时间延缓效应不明显，其寿命比高速运动时更短，故B错误；
C．变压器的工作原理是电磁感应。原线圈中电流产生的变化磁场，穿过副线圈时，会在副线圈中激发感生电场，感生电场对副线圈中的自由电荷有作用力，从而产生电动势，这就是变压器副线圈产生感应电动势的原理，故C正确；
D．电阻传感器是通过测量电阻的变化来确定与之相关的非电学量，比如温度传感器，温度变化会引起电阻变化，通过测量电阻就可以知道温度的变化。电阻应变片是基于电阻应变效应工作的，当应变片受到外力作用发生形变时，其电阻值会发生变化，通过测量电阻变化可以确定外力等非电学量，故D正确。
故选CD。
2．（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．中子由夸克组成，整体呈现电中性，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
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。
3．（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。
二、解答题
4．（2025·浙江·高考真题）“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时，医生将开口面积为S的玻璃罐加热，使罐内空气温度升至，然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上（状态1）。待罐内空气自然冷却至室温，玻璃罐便紧贴在皮肤上（状态2）。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量。已知，，。忽略皮肤的形变，大气压强。求：
(1)状态2时罐内气体的压强；
(2)状态1到状态2罐内气体内能的变化；
(3)状态2时皮肤受到的吸力大小。
【答案】(1)
(2)减少
(3)
【详解】（1）状态1气体的温度
压强
状态2气体的温度
气体做等容变化，根据
可得
（2）气体做等容变化，外界对气体不做功，气体吸收热量为
根据热力学第一定律
可得状态1到状态2罐内气体内能的变化
即气体内能减少。
（3）罐内外的压强差
状态2皮肤受到的吸力大小
5．（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
6．（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
7．（2023·浙江·高考真题）如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积，质量的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量；从状态B到状态C，气体内能增加；大气压。
（1）气体从状态A到状态B，其分子平均动能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），圆筒内壁单位面积受到的压力________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）求气体在状态C的温度Tc；
（3）求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W。
【答案】（1）不变；增大；（2）350K；（3）11J
【详解】（1）圆筒导热良好，则气体从状态A缓慢推动活塞到状态B，气体温度不变，则气体分子平均动能不变；气体体积减小，则压强变大，圆筒内壁单位面积受到的压力增大；
（2）状态A时的压强
温度TA=300K；体积VA=600cm3；
C态压强；体积VC=500cm3；
根据
解得
TC=350K
（3）从B到C气体进行等容变化，则WBC=0，因从B到C气体内能增加25J可知，气体从外界吸热25J，而气体从A到C从外界吸热14J，可知气体从A到B气体放热11J，从A到B气体内能不变，可知从A到B外界对气体做功11J。
一、单选题
1．（2025·浙江·三模）关于以下四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（ ）
A．甲图中，在表面层，分子间的作用力表现为斥力
B．乙图中，当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花，这时导线环接收到了电磁波
C．丙图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率相差越大，振幅越大
D．丁图中，1是热敏电阻，2是金属热电阻
【答案】B
【详解】A．在液体表面层，分子间距离大于平衡距离，分子间作用力表现为引力，故A错误；
B．当感应圈两个金属球间有火花跳过时，产生变化的电磁场，形成电磁波向外传播。导线环接收到电磁波后，在导线环中产生感应电动势，使得导线环两个小球间跳过了火花，故B正确；
C．由图丙可知，当驱动力的频率f跟固有频率相差越大，振幅越小；当驱动力的频率f等于固有频率时，发生共振，振幅最大，故C错误；
D．热敏电阻的阻值随温度升高而减小，金属热电阻的阻值随温度升高而增大。由图丁可知，1 的阻值随温度升高而增大，是金属热电阻；2 的阻值随温度升高而减小，是热敏电阻，故D错误。
故选B。
2．（2025·浙江嘉兴·三模）下列说法正确的是（ ）
A．热量不能从低温物体传到高温物体
B．弱相互作用使多个核子形成稳定的原子核
C．泊淞亮斑是光的衍射现象，支持了光的粒子说
D．黑体辐射的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
【答案】D
【详解】A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但通过外界做功，热量能从低温物体传到高温物体，故A错误；
B．核子间的强相互作用使核子聚集到一起形成原子核，故B错误；
C．泊松亮斑支持了光的波动说，故C错误；
D．黑体辐射随着波长越短、温度越高则辐射越强，所以黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故D正确；
故选D。
3．（2025·浙江·一模）液体的表面张力会使液体表面总处于绷紧的状态。设想在液面上作一条分界线，张力的作用表现在，分界线两边液面以一定的拉力相互作用，的大小与分界线的长度成正比，即（为液体的表面张力系数），的方向总是与液面相切，并垂直于液面的分界线。小明设计了一个简易装置用来测量某液体的表面张力系数。如图所示，间距为的形细框上放置一细杆，两者间摩擦不计。将装置从肥皂水中取出后水平放置，会形成一水平膜（忽略膜受到的重力），甲、乙分别为俯视图和正视图，由于表面张力的缘故，膜的上、下表面会对产生水平向左的力。小明用一测力计水平向右拉住使其保持静止，测力计示数为，接着用该肥皂水吹成了球形肥皂泡，如图丙所示。当肥皂泡大小稳定时，测得其球形半径为。则小明测得肥皂水的表面张力系数和肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压强差分别为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】肥皂水上下两个表面都存在表面张力，故有
得到肥皂水的表面张力系数为
右侧半球膜受到膜内、外气体的压力和膜边缘的表面张力，如图
根据受力平衡可知
因肥皂泡的内外表面都存在表面张力，故肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为
故压强差为
故选C。
4．（2025·浙江·二模）下列说法正确的时（ ）
A．太阳光斜射到玻璃、水面时，反射光是自然光，折射光是偏振光
B．金属具有确定的熔点但没有规则的形状，因此金属不属于晶体
C．雨后荷叶上的露珠呈近似球体的形状，说明液体存在表面张力且液体不浸润荷叶
D．分子距离增大，分子势能一直增大
【答案】C
【详解】A．太阳光斜射到玻璃、水面时，反射光和折射光都是偏振光，故A错误；
B．金属属于多晶体，没有规则的形状，具有确定的熔点，故B错误；
C．雨后荷叶上的露珠呈近似球体的形状，是因为液体表面张力的作用，使液体表面有收缩到最小表面积的趋势，球形表面积最小；同时说明液体不浸润荷叶，故C正确；
D．当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力，分子距离增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力，分子距离增大，分子力做负功，分子势能增大。所以分子距离增大，分子势能不是一直增大的，故D错误。
故选C。
5．（2025·浙江·二模）已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强是由大气的重力产生的，大小为，重力加速度大小为g。由以上数据可估算（ ）
A．地球大气层空气分子总数为 B．地球大气层空气分子总数为
C．空气分子之间的平均距离为 D．空气分子之间的平均距离为
【答案】C
【详解】AB．大气中的压强由大气的质量产生，即
而
地球大气层空气分子总数为
联立解得
故AB错误；
CD．大气体积为
则气体分子之间的距离为
故C正确，D错误。
故选C。
6．（2025·浙江·模拟预测）下列实验现象说法正确的是（ ）
A．在温水中滴入一滴墨水，用眼睛直接观察到墨粉小颗粒的无规则运动，间接说明水分子做不停歇的无规则运动
B．油膜法测分子直径实验中，待图像稳定后我们可观察到薄膜干涉彩色条纹
C．油膜法测分子直径实验中，油酸要足够稀释，因为过浓油酸会使得油酸分子聚集，形成颗粒状物质，导致实验测量结果偏大
D．在研究“玻意耳定律”实验中，推拉活塞时，动作要迅速，以减少气体进入或泄漏而造成误差
【答案】C
【详解】A．虽然墨粉小颗粒的无规则运动（布朗运动）确实可以间接说明水分子的无规则运动，但是我们无法直接用眼睛观察到墨粉小颗粒的无规则运动，这需要借助显微镜，故A错误；
B．油膜法实验中，油酸需在水面形成单分子层，此时油膜厚度均匀，不会出现明显薄膜干涉条纹，故B错误；
C．油膜法测分子直径实验中，油酸要足够稀释，因为过浓油酸会使得油酸分子聚集，形成颗粒状物质，导致油酸的面积偏小，由可知实验测量结果偏大，故C正确；
D．在研究“玻意耳定律”实验中，推拉活塞时，动作要慢，防止因做功导致气体的稳定升高，故D错误。
故选C。
7．（2025·浙江·模拟预测）关于下列四幅图分别对应的说法中，正确的是（ ）
A．图甲为静电除尘原理示意图，进入电场的粉尘带上正电从而被吸附在电极上
B．图乙中钍234的半衰期是，则800个钍核234经过后必定还剩200个
C．由丙图可知，核子的平均质量比核子的平均质量小
D．丁图中，由一定质量的氧气分子在不同温度下的速率分布情况可知，温度
【答案】C
【详解】A．图甲为静电除尘原理示意图，进入电场的粉尘带上负电从而被吸附在电极上，A错误;
B．半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核没有意义，B错误；
C．比结合能大的原子核，平均每个核子的质量亏损就大，核子的平均质量就小，由图可知核子的比结合能大于核子的比结合能，故核子的平均质量比核子的平均质量小，C正确；
D．温度是分子平均动能的标志，由于温度下分子的速率图像的峰值更大，故温度，D错误。
故选C。
二、解答题
8．（2025·浙江·一模）如图，竖直放置的密闭绝热汽缸被轻质导热活塞分成上下两部分，上部分封闭一定质量的理想气体，气体的温度为，压强为，下部分为真空，活塞与汽缸上壁中央用一根原长为、劲度系数为的轻质弹簧竖直连接。汽缸内壁光滑，弹簧的形变始终在弹性限度内且其体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，此时弹簧长度为，后因活塞密封不严发生缓慢移动，最后活塞重新达到平衡。（已知该理想气体的内能，其中为该气体摩尔数，为已知的比例系数，形变量为的弹簧弹性势能为）
(1)与初始时相比，上部分气体的分子数密度 ，上部分气体分子的平均速率 （以上两空均选填“变大”、“不变”或“变小”）；
(2)若活塞重新达到平衡时的气体温度为（已知），求此时上部分气体的压强 ；
(3)若活塞重新达到平衡时的气体温度为（未知），求此时上部分气体的温度 。
【答案】(1) 变小 变大
(2)
(3)
【详解】（1）[1]当活塞密封不严时气体有一部分漏气到下半部分，所以上半部分气体的分子数密度减小。
[2]下方真空处有气体时，活塞会受到下部分气体的压力，使得上半部分弹簧变短，在绝热条件下弹簧弹性势能转化为内能，所以内能增大，故温度升高，上部分气体的分子平均速率增大。
（2）由于是轻质活塞，当活塞再次平衡时，上下部分气体压强相等，弹簧弹力为0。
根据理想气体状态方程，有
解得
（3）末状态下弹簧恢复原长，弹性势能转化为内能，初始时弹性势能为
所以内能的变化量
解得
9．（2025·浙江·一模）如图所示是某款气压式升降椅及其气缸柱放大结构图，圆柱形气缸固定于底座，内部充有一定量的气体（可视为理想气体），气缸内部横截面积为。活塞上端被气缸上端卡环卡住，此刻气缸内部气体柱长，外部大气压为，气缸内部气体压强，活塞、连接杆、凳子面总质量为，，不计任何摩擦。
(1)若椅子上放了一个快递，椅子下降，一段时间后气缸内气体温度不变，此过程中，活塞对气体做功20J，判断整个过程中缸内气体是 （填“吸热”或“放热”），相应的热量为 J；
(2)若椅子上不放任何东西，求活塞对卡环的作用力 ；
(3)某同学坐在椅子（脚始终悬空）上后，经过足够长时间，椅子高度下降后平衡，求该同学的质量 。
【答案】(1) 放热 20J
(2)550N，活塞对卡环的力方向竖直向上
(3)
【详解】（1）[1][2]由题知，椅子下降的过程，气缸内气体温度不变，则气体的内能不变，即
根据热力学第一定律有
其中活塞对气体做功为
解得
负号表示缸内气体放热；相应的热量为20J
（2）活塞静止不动处于平衡状态，根据平衡条件有
解得
根据牛顿第三定律得到
活塞对卡环的力方向竖直向上
（3）根据玻意耳定律有
解得，
活塞静止不动处于平衡状态，根据平衡条件有
解得
10．（2025·浙江·一模）如图所示，“工”字型支架A固定在水平地面上，支架上端为一截面积的圆柱形活塞，活塞与质量导热圆柱形汽缸B间封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。已知环境温度，封闭气体的长度，外界大气压强。
(1)环境温度时，求封闭气体的压强p；
(2)当环境温度缓慢变为时，汽缸的机械能减少，气体内能减少，求：
①环境温度；
②判断该过程汽缸内气体是吸热还是放热？求热量的大小Q。
【答案】(1)
(2)①；②气体对外放热；
【详解】（1）分析汽缸的受力得
解得
（2）①汽缸机械能减少，由
解得
封闭气体做等压变化，由盖-吕萨克定律得
解得
②汽缸对气体做的功为
由热力学第一定律得
联立，解得
所以，气体对外放热，热量的大小。
11．（2025·浙江·一模）如图所示，导热性良好的圆柱形气缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为，质量的光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为的重物，此时活塞处在距气缸上底面0.3m的A处（图中未标注），环境温度为。随着环境温度升高，活塞缓慢移动到距离气缸上底面0.36m的B处（图中未标注）。已知大气压为，忽略大气压的变化，则：
(1)求活塞在B处时环境温度；
(2)活塞从A处到B处的过程中气体分子平均动能 （选填“变大”，“变小”，或“不变”），气体分子对容器壁单位时间单位面积的撞击次数 （选填“变大”，“变小”，或“不变”）。
(3)活塞从A处到B处的过程中气体内能增加了，求此过程中气体从外界吸收的热量；
【答案】(1)
(2) 变大 变小
(3)
【详解】（1）对活塞进行受力分析，活塞处于平衡状态，气体压强保持不变，气体发生等压变化,由盖-吕萨克定律
其中，
代入数据得
（2）气体分子平均动能只与温度有关，温度升高，分子平均动能变大；气体压强不变，温度升高使分子平均速率增大，但体积增大导致分子数密度减小，单位时间单位面积的撞击次数变小。
（3）对活塞和重物受力分析，气体压强
代入数据
气体对外做功
根据热力学第一定律
已知
则
12．（2025·浙江·一模）龙泉青瓷名扬天下，现代电子测温技术能够实现温度的精准控制从而制作出更加精细的青瓷制品。如图所示为某青瓷窑结构的示意图。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为，温度为室温。烧制时为避免窑内气压过高，窑上有一个单向排气阀，已知当窑内气体温度为时，单向排气阀开始排气，此后窑内气体压强保持不变，温度逐渐升高至稳定烧制温度。气体可视为理想气体。求：
(1)单向排气阀开始排气后窑内气体分子平均速率 （填“增大”“减小”或“不变”），单位时间撞击单位面积窑壁的分子数 （填“增大”“不变”或“减小”）；
(2)排气阀开始排气时窑内气体的压强；
(3)本次烧制排出的气体占原有气体质量的比例。
【答案】(1) 增大 减小
(2)
(3)
【详解】（1）[1]对于某种理想气体，分子的平均动能与温度有关。开始排气后窑内温度一直升高，所以分子平均速率增大。
[2]排气后窑内气体的压强不变，温度升高时每个气体分子撞击窑壁的平均力增大，所以单位时间撞击单位面积窑壁的分子数会减小。
（2）由查理定律可知
其中，
所以
（3）排出气体后，气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律可得
其中
可以解得
则排出的气体的体积为
则排出的气体占原有气体的质量比为
13．（2025·浙江嘉兴·一模）如图所示为一形状不规则但导热良好的容器，为了测量该容器的容积，某兴趣小组在其开口处连接一根两端开口的竖直玻璃管，密封好接口，用一惰性气体充满容器，并用质量的活塞封闭内部气体。已知玻璃管内壁光滑，半径。当环境温度时，玻璃管内气柱长度。环境温度缓慢升高到310K时，气柱长度增至70cm。已知大气压强恒定，，取3，求：
(1)温度变化过程中容器中气体对外界做的功W；
(2)温度变化过程中容器中气体 （选填“吸热”或“放热”），容器中气体分子平均速率 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
(3)容器的容积V（保留三位有效数字）。
【答案】(1)5.1J
(2) 吸热 增大
(3)1.34L
【详解】（1）根据，，
可得
（2）[1][2]温度升高内能增大，容器中气体分子平均速率增大，且，体积增加气体对外界做功，则，根据热力学第一定律可得
可知，故温度变化过程中容器中气体吸热；
（3）气体等压变化，则
解得
14．（2025·浙江湖州·一模）如图所示，某探究小组设计了一测量大气压的实验装置。容器A上端连有一直管，直管上的阀门K控制气体进出，A的右端与内部气体体积不能忽略的玻璃弯管相连。弯管的下端连接容器B，与容器B下端相连的玻璃直管底部由橡皮管相连，其中右边直管C上端开口，且可以上下移动。测量开始时，打开K，缓慢调节C，使左侧水银面到达位置1，关闭K，缓慢调节C，使左侧水银面到达位置2，此时两管水银面的高度差；随后打开K，放入体积为的物体，缓慢调节C使左侧水银面到达位置1，关闭K，缓慢调节C，使左侧水银面到达位置2，此时两管水银面的高度差。已知，容器B体积，容器内的气体可视为理想气体，环境温度保持不变。整个装置导热性能良好。忽略橡皮管变化的影响。
(1)放入物体关闭阀门K，左侧水银面从位置1到位置2过程中，外界对气体做功28J，求气体放出的热量Q；
(2)求大气压强；
(3)物体仍置于容器A内，若使该容器内气体的温度缓慢升高，通过缓慢竖直调节C，使左侧水银面仍处于位置2，求温度升高到时，在原先基础上，C管需要调节的高度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由热力学第一定律可得
解得放出的热量
（2）设容器与玻璃弯管的体积为，未放入物体，发生等温变化，由玻意耳定律可得
放入物体，发生等温变化，由玻意耳定律可得
联立解得
（3）整个过程为等容变化，由查理定律可得
解得
上移的高度
15．（2025·浙江杭州·一模）如图，在竖直放置的导热性能良好的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时容器内气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。（重力加速度为g）
(1)活塞上升过程中，气体分子热运动平均速率 （选填“增大”或“减小”），单位时间撞击单位面积的分子个数 （选填“增多”或“减少”或“不变”）
(2)活塞上升d时外界空气的温度是多少？
(3)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
【答案】(1) 增大 减少
(2)
(3)
【详解】（1）[1][2]气体从外界吸收热量，活塞缓慢上升过程压强不变，根据
气体的体积增大，故温度升高，则气体的内能增大， 气体分子热运动平均速率增大，因体积增大，分子数密度减小，故单位时间撞击单位面积的分子个数减少。
（2）取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律有
得温度
即容器导热性能良好，外界温度也为
（3）活塞上升的过程，外界对系统做的功
根据热力学第一定律，
得气体的内能增加了
16．（2025·浙江杭州·三模）舟山渔场有着丰富的渔业资源。为了保护生态，每年的5-10月为“禁渔期”，为了在此期间吃到鲜货，小明想把某种生活在海面下500m深处的鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中养殖。为使鱼存活，须给它们创造一个类似深海的压强条件。如图所示，在一层水箱中有一条鱼，距离二层水箱水面的高度h=50m，二层水箱水面上部空气的体积V=10L，与外界大气相通。外界大气压p0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，g取10m/s2（水箱内气体温度恒定）
(1)鱼在深海处的压强为多少？
(2)为使鱼正常存活，须给二层密闭水箱再打进压强为p0、体积为多少的空气？
(3)若此过程外界对二层水箱气体做功1.71×105J，求水箱气体 （“释放”或“吸收”）热量为多少 ？
【答案】(1)
(2)
(3) 释放
【详解】（1）鱼在深海处的压强
（2）为使一层水箱压强达到p，二层水箱中气体压强为
将外界压强为，体积为的空气注入一层水箱，
解得
（3）由于水箱内气体温度恒定，故内能不变，此过程外界对二层水箱气体做功
由热力学第一定律得
即水箱气体释放热量
17．（2025·浙江·二模）如图甲所示，潜水钟倒扣沉入水中，钟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、高度的薄壁圆筒，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在水下某一深度，此时圆筒内的液面与水面的高度差，该过程传感器显示筒内气体温度始终为。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值不变，当圆筒提升时，传感器显示筒内气体温度为。已知筒内气体的质量保持不变，其内能与温度的关系式为，其中，大气压强为，水的密度。重力加速度。
(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；
(3)求圆筒提升过程中筒内气体吸收的热量。
【答案】(1) 不变 增大
(2)
(3)
【详解】（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，气体温度不变，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，此过程等温变化，由玻意耳定律得
解得
圆筒向上提升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律得
解得
（3）在圆筒竖直提升的过程中，设气体对外做功为，则有
解得
内能变化
解得
由热力学第一定律
解得
18．（2025·浙江·二模）某同学设计了一款可以喷水的小玩具。简要理想化如下：一圆柱形导热容器，容器底是由一定厚度的材料（密度较大）构成，容器横截面积为S，容器高为L，底部侧面开有一尺寸可忽略的细孔，容器内部气体可视为理想气体。开始温度为室温T0，现用热水淋在容器上，使容器内气体温度迅速达到T（未知），然后迅速将容器放入一足够大的装水的容器中，确保容器上的小孔恰好在水面下。当气体温度恢复为T0时，容器内外水面高度差为h，然后取出容器，再将热水淋在容器上时，玩具容器就会向外喷水。已知大气压强p0，液体密度ρ，重力加速度g。则
(1)热水淋在容器上过程中，容器内气体分子的平均动能 （选填“增加”、“减小”或“不变”），气体的分子数密度 （选填“增加”、“减小”或“不变”）；
(2)求温度T；
(3)若在淋热水容器后喷水一段时间的过程中，温度从T降到T0，气体的内能变化量与热力学温度变化量之间满足关系式：（C为已知常数），气体对外做功W0，求该过程气体吸收或放出的热量Q。
【答案】(1) 增加 减小
(2)
(3)
【详解】（1）[1]热水淋在容器上过程中，气体温度升高，容器内气体分子的平均动能增大；
[2]根据题意可知，气体体积变大，则气体的分子数密度减小。
（2）由理想气体状态方程得
解得
（3）外界对气体做功
气体内能变化
根据热力学第一定律
解得
19．（2025·浙江·一模）如图所示为一超重报警装置示意图，长度为、横截面积为、导热性能良好的薄壁容器水平放置，开口向右。一厚度不计的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在容器内，活塞通过水平轻绳跨过滑轮与重物相连。不挂重物时封闭气体的长度为，挂上某一质量的重物时活塞右移至位于离容器底部位置的预警传感器处恰好平衡，此时系统将发出超重预警。已知环境温度为，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。
(1)在挂上重物达到平衡后，气体分子的数密度 （选填“变大”、“变小”或“不变”），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”）；
(2)求刚好触发超重预警时所挂重物的质量；
(3)从刚发出预警开始，若环境温度从缓慢降至，该过程中气体内能减少了，求气体向外界放出的热量。
【答案】(1) 变小 变小
(2)
(3)
【详解】（1）[1]挂上重物达到平衡后，气体的体积增大，气体分子的数密度变小；
[2]同时气体的压强变小，即器壁单位面积所受气体分子的平均作用力变小；
（2）由题可知，初始状态，
轻绳连接重物刚好触发超重预警时，设理想气体的压强为，有
对理想气体，由玻意耳定律得
联立解得
（3）由盖-吕萨克定律可得
解得
此过程外界对气体做的功
由以上两式可得
由热力学第一定律有
解得
20．（2025·浙江·三模）如图所示，劲度系数的轻弹簧，上端固定于天花板，下端固定于活塞。绝热汽缸内封有一定质量的理想气体，绝热汽缸内有控温装置（图中未画出）。平衡时，活塞与汽缸底部的距离d=30.0cm，已知汽缸的质量m=10kg，汽缸内部横截面的面积，大气压强为，初始时气体的温度为，取重力加速度大小。活塞厚度不计、可无摩擦地滑动、始终不脱离汽缸且不漏气。汽缸侧壁始终在竖直方向上，不计控温装置的体积，弹簧处于弹性限度内且始终在竖直方向上。
(1)启动控温装置的加热功能，将气体的温度缓慢加热，则气体内能将 （填“增加”、“减少”、“不变”）；汽缸内部单位时间单位面积上撞击的分子个数 （填“增加”、“减少”、“不变”）。
(2)若该汽缸内有0.1mol的气体，已知1mol该气体的内能，其中常量。启动控温装置的加热功能，将气体的温度加热到，该过程中气体吸收的热量。
(3)若启动控温装置的控温功能，保持气体温度为不变。在汽缸底部施加一个竖直向下的拉力F=360N 。求再次平衡时汽缸底部与活塞间距x。
【答案】(1) 增加 减少
(2)170J
(3)
【详解】（1）[1]对于理想气体，其内能只与温度有关。当启动控温装置将气体温度缓慢加热时，温度升高，根据理想气体内能的性质可知，气体内能将增加。
[2]温度升高，气体分子的平均动能增大，而压强不变（因为活塞可无摩擦滑动，系统处于平衡状态，内外压强平衡）。根据压强的微观表达式，在压强不变，分子平均动能增大的情况下，单位时间单位面积上撞击的分子个数将减少。
（2）由分析可知，加热过程气体的压强不变，由盖·吕萨克定律可得
又因为
代入上式得
代入数据得：
对汽缸进行受力分析，汽缸受重力、内部气体向下的压力以及大气压强向上的支持力处于平衡状态，平衡方程为
整理可得内部气体压强
气体膨胀对外做功
已知1mol该气体的内能，则0.1mol气体的内能变化量为
所以代入数据得0.1mol气体内能增加量为
根据热力学第一定律ΔU=Q+W
得
（3）施加拉力后汽缸的平衡方程变为
整理得
温度不变，由玻意耳定律得
代入数据得
汽缸底部与活塞的距离
21．（2025·浙江绍兴·模拟预测）如图甲所示为一款可以单手开合的“无螺纹杯”，图乙为其结构简化图，杯盖内有一个可以拉动的活塞，底面积，杯体底面积；使用时把杯盖从杯口放入，此时活塞下表面距离杯底，杯内气体的压强等于大气压强。拉动拉环将活塞缓缓向上提起h（待求）时，卡扣会从小孔弹出锁住活塞，此时杯体和杯盖会因为内外压强差被牢牢挤压在一起，并悬于空中。忽略所有摩擦，则：
(1)在把拉环提上去的过程中，杯内气体的分子数密度 （填“减小”“增大”或“不变”），气体对容器底部单位面积上的作用力 （填“减小”“增大”或“不变”）；
(2)缓慢增加杯内气体温度，当杯体下降时即将与杯盖脱离，在此过程中气体吸热76.6J，内能增加了，求升温前杯内气体的压强；
(3)求h的值。
【答案】(1) 减少 减少
(2)
(3)
【详解】（1）[1]在把拉环提上去的过程中，杯内气体体积增大，杯内气体的分子数密度减小；
[2]由于气体温度不变，气体体积增大，根据波意耳定律
可知压强减小，气体对容器底部单位面积上的作用力减小。
（2）升温过程，据热力学第一定律
代入题中数据，解得
根据等压过程中
解得
（3）拉环过程为等温变化，据
解得
22．（2025·浙江金华·三模）某一监测设备的简易结构如图所示，导热性能良好且顶部开孔与大气相通的汽缸底部与一热源表面紧贴，汽缸顶部内上侧装有一个体积大小可以忽略的压力传感器，监测开始时，中部活塞与汽缸底部距离为h1=0.3m、与顶部的距离为h2=0.2m，横截面积为，活塞下方封闭温度为、压强为的空气，此时压力传感器的示数为0。已知外界空气压强为105Pa，活塞质量及摩擦可不计，试解答下列问题：
(1)当热源的的温度从300K缓慢升到T1时，活塞刚好触及传感器但压力示数仍为0。
①则该过程中封闭空气分子的平均动能 （选填“变大”，“变小”，或“不变”），气体分子对容器壁单位时间单位面积的撞击次数 （选填“变大”， “变小”，或“不变”）；
②求出T1= ；
(2)热源温度从T0=300K缓慢升到T2=550K。
①画出该过程压力传感器示数F与外壁温度T的关系图像；
②该过程气体吸收了Q=370J的热量，求该过程中气体内能的变化量。
【答案】(1) 变大 变小
(2)①；②170J
【详解】（1）[1]当热源的温度从300K缓慢升到T1时，分子平均动能增大；
[2]由于活塞刚好触及传感器但压力示数仍为0，可知气体做等压变化，故温度升高、体积增大，压强不变，可知气体分子对容器壁单位时间单位面积的撞击次数变小；
[3]根据盖—吕萨克定律
代入题中解得
（2）①所以分析可知从过程，活塞未触及传感器，则传感器示数F=0；从过程，气体做等容变化，根据查理定律有
且
对活塞，由平衡条件有
联立解得
综合可知
故图像如下
② 根据热力学第一定律有
且
联立解得
试卷第20页，共20页
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专题14 热学
一、多选题
1．（2025·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．按照相对论的时间延缓效应，低速运动的微观粒子寿命比高速运动时更长
C．变压器原线圈中电流产生的变化磁场，在副线圈中激发感生电场，从而产生电动势
D．热敏电阻和电阻应变片两种传感器，都是通过测量电阻，确定与之相关的非电学量
2．（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
3．（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
二、解答题
4．（2025·浙江·高考真题）“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时，医生将开口面积为S的玻璃罐加热，使罐内空气温度升至，然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上（状态1）。待罐内空气自然冷却至室温，玻璃罐便紧贴在皮肤上（状态2）。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量。已知，，。忽略皮肤的形变，大气压强。求：
(1)状态2时罐内气体的压强；
(2)状态1到状态2罐内气体内能的变化；
(3)状态2时皮肤受到的吸力大小。
5．（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。
6．（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。
7．（2023·浙江·高考真题）如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积，质量的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量；从状态B到状态C，气体内能增加；大气压。
（1）气体从状态A到状态B，其分子平均动能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），圆筒内壁单位面积受到的压力________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）求气体在状态C的温度Tc；
（3）求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W。
一、单选题
1．（2025·浙江·三模）关于以下四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（ ）
A．甲图中，在表面层，分子间的作用力表现为斥力
B．乙图中，当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花，这时导线环接收到了电磁波
C．丙图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率相差越大，振幅越大
D．丁图中，1是热敏电阻，2是金属热电阻
2．（2025·浙江嘉兴·三模）下列说法正确的是（ ）
A．热量不能从低温物体传到高温物体
B．弱相互作用使多个核子形成稳定的原子核
C．泊淞亮斑是光的衍射现象，支持了光的粒子说
D．黑体辐射的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
3．（2025·浙江·一模）液体的表面张力会使液体表面总处于绷紧的状态。设想在液面上作一条分界线，张力的作用表现在，分界线两边液面以一定的拉力相互作用，的大小与分界线的长度成正比，即（为液体的表面张力系数），的方向总是与液面相切，并垂直于液面的分界线。小明设计了一个简易装置用来测量某液体的表面张力系数。如图所示，间距为的形细框上放置一细杆，两者间摩擦不计。将装置从肥皂水中取出后水平放置，会形成一水平膜（忽略膜受到的重力），甲、乙分别为俯视图和正视图，由于表面张力的缘故，膜的上、下表面会对产生水平向左的力。小明用一测力计水平向右拉住使其保持静止，测力计示数为，接着用该肥皂水吹成了球形肥皂泡，如图丙所示。当肥皂泡大小稳定时，测得其球形半径为。则小明测得肥皂水的表面张力系数和肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压强差分别为（ ）
A． B． C． D．
4．（2025·浙江·二模）下列说法正确的时（ ）
A．太阳光斜射到玻璃、水面时，反射光是自然光，折射光是偏振光
B．金属具有确定的熔点但没有规则的形状，因此金属不属于晶体
C．雨后荷叶上的露珠呈近似球体的形状，说明液体存在表面张力且液体不浸润荷叶
D．分子距离增大，分子势能一直增大
5．（2025·浙江·二模）已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强是由大气的重力产生的，大小为，重力加速度大小为g。由以上数据可估算（ ）
A．地球大气层空气分子总数为 B．地球大气层空气分子总数为
C．空气分子之间的平均距离为 D．空气分子之间的平均距离为
6．（2025·浙江·模拟预测）下列实验现象说法正确的是（ ）
A．在温水中滴入一滴墨水，用眼睛直接观察到墨粉小颗粒的无规则运动，间接说明水分子做不停歇的无规则运动
B．油膜法测分子直径实验中，待图像稳定后我们可观察到薄膜干涉彩色条纹
C．油膜法测分子直径实验中，油酸要足够稀释，因为过浓油酸会使得油酸分子聚集，形成颗粒状物质，导致实验测量结果偏大
D．在研究“玻意耳定律”实验中，推拉活塞时，动作要迅速，以减少气体进入或泄漏而造成误差
7．（2025·浙江·模拟预测）关于下列四幅图分别对应的说法中，正确的是（ ）
A．图甲为静电除尘原理示意图，进入电场的粉尘带上正电从而被吸附在电极上
B．图乙中钍234的半衰期是，则800个钍核234经过后必定还剩200个
C．由丙图可知，核子的平均质量比核子的平均质量小
D．丁图中，由一定质量的氧气分子在不同温度下的速率分布情况可知，温度
二、解答题
8．（2025·浙江·一模）如图，竖直放置的密闭绝热汽缸被轻质导热活塞分成上下两部分，上部分封闭一定质量的理想气体，气体的温度为，压强为，下部分为真空，活塞与汽缸上壁中央用一根原长为、劲度系数为的轻质弹簧竖直连接。汽缸内壁光滑，弹簧的形变始终在弹性限度内且其体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，此时弹簧长度为，后因活塞密封不严发生缓慢移动，最后活塞重新达到平衡。（已知该理想气体的内能，其中为该气体摩尔数，为已知的比例系数，形变量为的弹簧弹性势能为）
(1)与初始时相比，上部分气体的分子数密度 ，上部分气体分子的平均速率 （以上两空均选填“变大”、“不变”或“变小”）；
(2)若活塞重新达到平衡时的气体温度为（已知），求此时上部分气体的压强 ；
(3)若活塞重新达到平衡时的气体温度为（未知），求此时上部分气体的温度 。
9．（2025·浙江·一模）如图所示是某款气压式升降椅及其气缸柱放大结构图，圆柱形气缸固定于底座，内部充有一定量的气体（可视为理想气体），气缸内部横截面积为。活塞上端被气缸上端卡环卡住，此刻气缸内部气体柱长，外部大气压为，气缸内部气体压强，活塞、连接杆、凳子面总质量为，，不计任何摩擦。
(1)若椅子上放了一个快递，椅子下降，一段时间后气缸内气体温度不变，此过程中，活塞对气体做功20J，判断整个过程中缸内气体是 （填“吸热”或“放热”），相应的热量为 J；
(2)若椅子上不放任何东西，求活塞对卡环的作用力 ；
(3)某同学坐在椅子（脚始终悬空）上后，经过足够长时间，椅子高度下降后平衡，求该同学的质量 。
10．（2025·浙江·一模）如图所示，“工”字型支架A固定在水平地面上，支架上端为一截面积的圆柱形活塞，活塞与质量导热圆柱形汽缸B间封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。已知环境温度，封闭气体的长度，外界大气压强。
(1)环境温度时，求封闭气体的压强p；
(2)当环境温度缓慢变为时，汽缸的机械能减少，气体内能减少，求：
①环境温度；
②判断该过程汽缸内气体是吸热还是放热？求热量的大小Q。
11．（2025·浙江·一模）如图所示，导热性良好的圆柱形气缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为，质量的光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为的重物，此时活塞处在距气缸上底面0.3m的A处（图中未标注），环境温度为。随着环境温度升高，活塞缓慢移动到距离气缸上底面0.36m的B处（图中未标注）。已知大气压为，忽略大气压的变化，则：
(1)求活塞在B处时环境温度；
(2)活塞从A处到B处的过程中气体分子平均动能 （选填“变大”，“变小”，或“不变”），气体分子对容器壁单位时间单位面积的撞击次数 （选填“变大”，“变小”，或“不变”）。
(3)活塞从A处到B处的过程中气体内能增加了，求此过程中气体从外界吸收的热量；
12．（2025·浙江·一模）龙泉青瓷名扬天下，现代电子测温技术能够实现温度的精准控制从而制作出更加精细的青瓷制品。如图所示为某青瓷窑结构的示意图。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为，温度为室温。烧制时为避免窑内气压过高，窑上有一个单向排气阀，已知当窑内气体温度为时，单向排气阀开始排气，此后窑内气体压强保持不变，温度逐渐升高至稳定烧制温度。气体可视为理想气体。求：
(1)单向排气阀开始排气后窑内气体分子平均速率 （填“增大”“减小”或“不变”），单位时间撞击单位面积窑壁的分子数 （填“增大”“不变”或“减小”）；
(2)排气阀开始排气时窑内气体的压强；
(3)本次烧制排出的气体占原有气体质量的比例。
13．（2025·浙江嘉兴·一模）如图所示为一形状不规则但导热良好的容器，为了测量该容器的容积，某兴趣小组在其开口处连接一根两端开口的竖直玻璃管，密封好接口，用一惰性气体充满容器，并用质量的活塞封闭内部气体。已知玻璃管内壁光滑，半径。当环境温度时，玻璃管内气柱长度。环境温度缓慢升高到310K时，气柱长度增至70cm。已知大气压强恒定，，取3，求：
(1)温度变化过程中容器中气体对外界做的功W；
(2)温度变化过程中容器中气体 （选填“吸热”或“放热”），容器中气体分子平均速率 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
(3)容器的容积V（保留三位有效数字）。
14．（2025·浙江湖州·一模）如图所示，某探究小组设计了一测量大气压的实验装置。容器A上端连有一直管，直管上的阀门K控制气体进出，A的右端与内部气体体积不能忽略的玻璃弯管相连。弯管的下端连接容器B，与容器B下端相连的玻璃直管底部由橡皮管相连，其中右边直管C上端开口，且可以上下移动。测量开始时，打开K，缓慢调节C，使左侧水银面到达位置1，关闭K，缓慢调节C，使左侧水银面到达位置2，此时两管水银面的高度差；随后打开K，放入体积为的物体，缓慢调节C使左侧水银面到达位置1，关闭K，缓慢调节C，使左侧水银面到达位置2，此时两管水银面的高度差。已知，容器B体积，容器内的气体可视为理想气体，环境温度保持不变。整个装置导热性能良好。忽略橡皮管变化的影响。
(1)放入物体关闭阀门K，左侧水银面从位置1到位置2过程中，外界对气体做功28J，求气体放出的热量Q；
(2)求大气压强；
(3)物体仍置于容器A内，若使该容器内气体的温度缓慢升高，通过缓慢竖直调节C，使左侧水银面仍处于位置2，求温度升高到时，在原先基础上，C管需要调节的高度。
15．（2025·浙江杭州·一模）如图，在竖直放置的导热性能良好的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时容器内气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。（重力加速度为g）
(1)活塞上升过程中，气体分子热运动平均速率 （选填“增大”或“减小”），单位时间撞击单位面积的分子个数 （选填“增多”或“减少”或“不变”）
(2)活塞上升d时外界空气的温度是多少？
(3)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
16．（2025·浙江杭州·三模）舟山渔场有着丰富的渔业资源。为了保护生态，每年的5-10月为“禁渔期”，为了在此期间吃到鲜货，小明想把某种生活在海面下500m深处的鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中养殖。为使鱼存活，须给它们创造一个类似深海的压强条件。如图所示，在一层水箱中有一条鱼，距离二层水箱水面的高度h=50m，二层水箱水面上部空气的体积V=10L，与外界大气相通。外界大气压p0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，g取10m/s2（水箱内气体温度恒定）
(1)鱼在深海处的压强为多少？
(2)为使鱼正常存活，须给二层密闭水箱再打进压强为p0、体积为多少的空气？
(3)若此过程外界对二层水箱气体做功1.71×105J，求水箱气体 （“释放”或“吸收”）热量为多少 ？
17．（2025·浙江·二模）如图甲所示，潜水钟倒扣沉入水中，钟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、高度的薄壁圆筒，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在水下某一深度，此时圆筒内的液面与水面的高度差，该过程传感器显示筒内气体温度始终为。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值不变，当圆筒提升时，传感器显示筒内气体温度为。已知筒内气体的质量保持不变，其内能与温度的关系式为，其中，大气压强为，水的密度。重力加速度。
(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；
(3)求圆筒提升过程中筒内气体吸收的热量。
18．（2025·浙江·二模）某同学设计了一款可以喷水的小玩具。简要理想化如下：一圆柱形导热容器，容器底是由一定厚度的材料（密度较大）构成，容器横截面积为S，容器高为L，底部侧面开有一尺寸可忽略的细孔，容器内部气体可视为理想气体。开始温度为室温T0，现用热水淋在容器上，使容器内气体温度迅速达到T（未知），然后迅速将容器放入一足够大的装水的容器中，确保容器上的小孔恰好在水面下。当气体温度恢复为T0时，容器内外水面高度差为h，然后取出容器，再将热水淋在容器上时，玩具容器就会向外喷水。已知大气压强p0，液体密度ρ，重力加速度g。则
(1)热水淋在容器上过程中，容器内气体分子的平均动能 （选填“增加”、“减小”或“不变”），气体的分子数密度 （选填“增加”、“减小”或“不变”）；
(2)求温度T；
(3)若在淋热水容器后喷水一段时间的过程中，温度从T降到T0，气体的内能变化量与热力学温度变化量之间满足关系式：（C为已知常数），气体对外做功W0，求该过程气体吸收或放出的热量Q。
19．（2025·浙江·一模）如图所示为一超重报警装置示意图，长度为、横截面积为、导热性能良好的薄壁容器水平放置，开口向右。一厚度不计的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在容器内，活塞通过水平轻绳跨过滑轮与重物相连。不挂重物时封闭气体的长度为，挂上某一质量的重物时活塞右移至位于离容器底部位置的预警传感器处恰好平衡，此时系统将发出超重预警。已知环境温度为，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。
(1)在挂上重物达到平衡后，气体分子的数密度 （选填“变大”、“变小”或“不变”），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”）；
(2)求刚好触发超重预警时所挂重物的质量；
(3)从刚发出预警开始，若环境温度从缓慢降至，该过程中气体内能减少了，求气体向外界放出的热量。
20．（2025·浙江·三模）如图所示，劲度系数的轻弹簧，上端固定于天花板，下端固定于活塞。绝热汽缸内封有一定质量的理想气体，绝热汽缸内有控温装置（图中未画出）。平衡时，活塞与汽缸底部的距离d=30.0cm，已知汽缸的质量m=10kg，汽缸内部横截面的面积，大气压强为，初始时气体的温度为，取重力加速度大小。活塞厚度不计、可无摩擦地滑动、始终不脱离汽缸且不漏气。汽缸侧壁始终在竖直方向上，不计控温装置的体积，弹簧处于弹性限度内且始终在竖直方向上。
(1)启动控温装置的加热功能，将气体的温度缓慢加热，则气体内能将 （填“增加”、“减少”、“不变”）；汽缸内部单位时间单位面积上撞击的分子个数 （填“增加”、“减少”、“不变”）。
(2)若该汽缸内有0.1mol的气体，已知1mol该气体的内能，其中常量。启动控温装置的加热功能，将气体的温度加热到，该过程中气体吸收的热量。
(3)若启动控温装置的控温功能，保持气体温度为不变。在汽缸底部施加一个竖直向下的拉力F=360N 。求再次平衡时汽缸底部与活塞间距x。
21．（2025·浙江绍兴·模拟预测）如图甲所示为一款可以单手开合的“无螺纹杯”，图乙为其结构简化图，杯盖内有一个可以拉动的活塞，底面积，杯体底面积；使用时把杯盖从杯口放入，此时活塞下表面距离杯底，杯内气体的压强等于大气压强。拉动拉环将活塞缓缓向上提起h（待求）时，卡扣会从小孔弹出锁住活塞，此时杯体和杯盖会因为内外压强差被牢牢挤压在一起，并悬于空中。忽略所有摩擦，则：
(1)在把拉环提上去的过程中，杯内气体的分子数密度 （填“减小”“增大”或“不变”），气体对容器底部单位面积上的作用力 （填“减小”“增大”或“不变”）；
(2)缓慢增加杯内气体温度，当杯体下降时即将与杯盖脱离，在此过程中气体吸热76.6J，内能增加了，求升温前杯内气体的压强；
(3)求h的值。
22．（2025·浙江金华·三模）某一监测设备的简易结构如图所示，导热性能良好且顶部开孔与大气相通的汽缸底部与一热源表面紧贴，汽缸顶部内上侧装有一个体积大小可以忽略的压力传感器，监测开始时，中部活塞与汽缸底部距离为h1=0.3m、与顶部的距离为h2=0.2m，横截面积为，活塞下方封闭温度为、压强为的空气，此时压力传感器的示数为0。已知外界空气压强为105Pa，活塞质量及摩擦可不计，试解答下列问题：
(1)当热源的的温度从300K缓慢升到T1时，活塞刚好触及传感器但压力示数仍为0。
①则该过程中封闭空气分子的平均动能 （选填“变大”，“变小”，或“不变”），气体分子对容器壁单位时间单位面积的撞击次数 （选填“变大”， “变小”，或“不变”）；
②求出T1= ；
(2)热源温度从T0=300K缓慢升到T2=550K。
①画出该过程压力传感器示数F与外壁温度T的关系图像；
②该过程气体吸收了Q=370J的热量，求该过程中气体内能的变化量。
试卷第20页，共20页
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