2025年高考物理復(fù)習(xí)：熱學(xué)

考情概覽：解讀近年命題思路和內(nèi)容要求，統(tǒng)計真題考查情況。

2024年真題研析：分析命題特點，探尋?？家c，真題分類精講。

近年真題精選：分類精選近年真題，把握命題趨勢。

必備知識速記：歸納串聯(lián)解題必備知識，總結(jié)易錯易混點。

名校模擬探源：精選適量名校模擬題，發(fā)掘高考命題之源。

考情概覽

命題解讀考向考查統(tǒng)計

2024?浙江1月，19

2024?甘肅卷，13

2024?廣東卷，13

2024?廣西卷，14

考向一氣缸問題2024?江蘇卷，12

2024?全國甲卷，14

2023?海南卷，16

2023?湖北卷，13

2023?湖南卷，13

2022?全國乙卷，14

2024?全國甲卷，13

2024?北京卷,3

本類試題主要考查氣態(tài)方程、熱力學(xué)定

2024?山東卷，16

律。

考向二液柱問題2023?河北卷，7

2023?全國乙卷，14

2022?廣東卷,16

2022?湖南卷,16

2021?全國乙卷，14

2024?江西卷，13

2024?山東卷，6

2024?新課標(biāo)卷，8

考向三圖像問題

2023?福建卷，11

2023?廣東卷，13

2023?江蘇卷,3

2023?遼寧卷，5

第1頁共107頁

2023?重慶卷,4

2022?全國乙卷，13

2022?全國甲卷，13

2024?上海卷，1

考向四實驗問題2024?上海卷，2

2023?北京卷，15

2023?江蘇卷,9

2023?山東卷，13

2024?安徽卷，13

2024?湖南卷，13

2023?全國甲卷，14

考向五充氣、放氣的問題，氣球問題2022?山東卷，15

2021?廣東卷，16

2021?河北卷,16

2021?山東卷，4

2024?河北卷，9

2024?湖北卷，13

2023?北京卷，1

2023?湖南卷，5

考向六分子動理論、熱力學(xué)定律、固體和

2023?全國甲卷，13

液體的性質(zhì)

2023?全國乙卷，13

2023?山東卷，9

2023?天津卷，2

2023?新課標(biāo)卷,8

2023?浙江6月,14

2024^M^WW

命題分析

2024年高考各卷區(qū)物理試題均不同程度地考查了氣態(tài)方程與熱力學(xué)定律。預(yù)測2025年高考這些內(nèi)容還

第2頁共107頁

是考查的重點。

試題精講

考向一氣缸問題

1.（2024年1月浙江卷第19題）如圖所示，一個固定在水平面上的絕熱容器被隔板A分成體積均為

K=750cm3的左右兩部分。面積為S=100cm?的絕熱活塞B被鎖定，隔板A的左側(cè)為真空，右側(cè)中一定

質(zhì)量的理想氣體處于溫度A=300K、壓強Pi=2.04xl（）5pa的狀態(tài)葭抽取隔板A,右側(cè)中的氣體就會擴

散到左側(cè)中，最終達到狀態(tài)2。然后解鎖活塞B,同時施加水平恒力E仍使其保持靜止，當(dāng)電阻絲C加熱

時，活塞B能緩慢滑動（無摩擦），使氣體達到溫度（=350K的狀態(tài)3,氣體內(nèi)能增加八。=63.8入已

知大氣壓強％=L01xlC）5pa,隔板厚度不計。

⑴氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2是一（選填“可逆”或“不可逆”）過程，分子平均動能—（選填“增大”、

“減小”或“不變”）；

（2）求水平恒力尸的大小；

（3）求電阻絲C放出的熱量。。

【答案】（1）氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2是不可逆過程，分子平均動能不變；（2）10N；（3）89.3J

【解析】（1）根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2是不可逆過程，由于隔板A的左側(cè)為真空，

可知氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2,氣體不做功，又沒有發(fā)生熱傳遞，所以氣體的內(nèi)能不變，氣體的溫度不變，分

子平均動能不變。

（2）氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2發(fā)生等溫變化，則有

噌=0中

解得狀態(tài)2氣體的壓強為

p=^L=1.02xl05Pa

22

解鎖活塞B,同時施加水平恒力凡仍使其保持靜止，以活塞B為對象，根據(jù)受力平衡可得

P2s=E

解得

554

F=（p2-po）S=（l.O2xlO-l.OlxlO）xlOOxWN=lON

第3頁共107頁

（3）當(dāng)電阻絲C加熱時，活塞B能緩慢滑動（無摩擦），使氣體達到溫度（=350K的狀態(tài)3,可知氣體

做等壓變化，則有

生」

IT2

可得狀態(tài)3氣體的體積為

T350

V，=^-2V,=——x2x750cm3=1750cm3

3（1300

該過程氣體對外做功為

w=p2AV=02（匕-2匕）=1.02x105X（1750—2x750）義10-6J=25.5J

根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得

AU=-W+Qr

解得氣體吸收的熱量為

Q'=AU+W=63.8J+25.5J=89.3J

可知電阻絲C放出的熱量為

Q=Q，=89.3J

2.（2024年甘肅卷第13題）如圖，剛性容器內(nèi)壁光滑、盛有一定量的氣體，被隔板分成A、2兩部分，隔

板與容器右側(cè)用一根輕質(zhì)彈簧相連（忽略隔板厚度和彈簧體積）。容器橫截面積為5、長為2/。開始時系統(tǒng)

處于平衡態(tài)，A、8體積均為S/,壓強均為p0,彈簧為原長?，F(xiàn)將8中氣體抽出一半，2的體積變?yōu)樵瓉淼?/p>

3

-O整個過程系統(tǒng)溫度保持不變，氣體視為理想氣體。求：

4

（1）抽氣之后A、8的壓強PA、PB。

（2）彈簧的勁度系數(shù)鼠

AB

SWVWWWWWWWAAM

1/

【答案】（1）04=弓。0，PB=』PO；（2）k=8北）;

【解析】（1）設(shè)抽氣前兩體積為V=SL,對氣體A分析：抽氣后

35

V,=2V——V=-SL

A44

根據(jù)玻意耳定律得

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POV=PA^V

解得

4

PA=~PO

對氣體B分析，若體積不變的情況下抽去一半的氣體，則壓強變?yōu)樵瓉淼囊话爰磄po,則根據(jù)玻意耳定律

得

解得

2

PB=3PO

(2)由題意可知，彈簧的壓縮量為,，對活塞受力分析有

4

PAS=PBS+F

根據(jù)胡克定律得

F=也

4

聯(lián)立得

k=g

15/

3.(2024年廣東卷第13題)差壓閥可控制氣體進行單向流動，廣泛應(yīng)用于減震系統(tǒng)。如圖所示，A、B兩

個導(dǎo)熱良好的氣缸通過差壓閥連接，A內(nèi)輕質(zhì)活塞的上方與大氣連通，B內(nèi)氣體體積不變。當(dāng)A內(nèi)氣體壓

強減去B內(nèi)氣體壓強大于即時差壓閥打開，A內(nèi)氣體緩慢進入B中；當(dāng)該差值小于或等于時差壓閥關(guān)

閉。當(dāng)環(huán)境溫度7]=300K時，A內(nèi)氣體體積匕1=4.0X1()2n?,B內(nèi)氣體壓強為1等于大氣壓強外，已知

5

活塞的橫截面積S=0.10m2，Ap=O.llpo,po=l.OxlOPa,重力加速度大小取g=lOm/s?,A、B內(nèi)

的氣體可視為理想氣體，忽略活塞與氣缸間的摩擦、差壓閥與連接管內(nèi)的氣體體積不計。當(dāng)環(huán)境溫度降到

4=270K時：

(1)求B內(nèi)氣體壓強外2；

(2)求A內(nèi)氣體體積匕2；

(3)在活塞上緩慢倒入鐵砂，若B內(nèi)氣體壓強回到并保持不變，求已倒入鐵砂的質(zhì)量也。

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【答案】（1）9xlO4Pa；（2）3.6xl02m3；（3）l.lxlO2kg

【解析】（1、2）假設(shè)溫度降低到4時，差壓閥沒有打開，A、B兩個氣缸導(dǎo)熱良好，B內(nèi)氣體做等容變化,

初態(tài)

PBI=Po，T=3QQK

末態(tài)

T2=270K

根據(jù)

，B1_PB2

代入數(shù)據(jù)可得

4

pB2=9xlOPa

A內(nèi)氣體做等壓變化，壓強保持不變，初態(tài)

匕1=4.0x102n?,7]=300K

末態(tài)

7；=270K

根據(jù)

%=%

ZT2

代入數(shù)據(jù)可得

=3.6xl02m3

由于

Po-PB2<

假設(shè)成立，即

°B2=9x104Pa

（3）恰好穩(wěn)定時，A內(nèi)氣體壓強為

,mg

PA=PO+—

kJ

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B內(nèi)氣體壓強

PA=PO

此時差壓閥恰好關(guān)閉，所以有

PA-P'B=邸

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

m=l.lxl02kg

4.（2024年廣西卷第14題）如圖甲，圓柱形管內(nèi)封裝一定質(zhì)量的理想氣體，水平固定放置，橫截面積

S=500mm2的活塞與一光滑輕桿相連，活塞與管壁之間無摩擦。靜止時活塞位于圓管的6處，此時封閉

氣體的長度4=200mm。推動輕桿先使活塞從。處緩慢移動到離圓柱形管最右側(cè)距離為5mm的。處，再

使封閉氣體緩慢膨脹，直至活塞回到b處。設(shè)活塞從。處向左移動的距離為無，封閉氣體對活塞的壓力大小

為尸，膨脹過程歹-一匚曲線如圖乙。大氣壓強Po=lxl（）5pa。

（1）求活塞位于6處時，封閉氣體對活塞的壓力大?。?/p>

（2）推導(dǎo)活塞從。處到萬處封閉氣體經(jīng)歷了等溫變化；

（3）畫出封閉氣體等溫變化的p-V圖像，并通過計算標(biāo)出“、b處坐標(biāo)值。

'>/xlO5Pa

0J7xl0-5m3

【答案】（1）50N；（2）見解析;

【解析】（1）活塞位于。處時，根據(jù)平衡條件可知此時氣體壓強等于大氣壓強,故此時封閉氣體對活塞

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的壓力大小為

56

F=7?oS=lxlOx5OOxlO*N=5ON

(2)根據(jù)題意可知F--匚圖線為一條過原點的直線，設(shè)斜率為鼠可得

5+x

F=k--^—

5+x

根據(jù)尸=2S可得氣體壓強為

p=7-(Si)

(5+x)SV)

故可知活塞從。處到b處對封閉氣體得

k

pV=-S-(x+5)xl0-3(S/)=A:-10-3(SI)

(5+x)S

故可知該過程中對封閉氣體的值恒定不變，故可知做等溫變化。

(3)分析可知全過程中氣體做等溫變化，開始在6處時

py=POSIO

在b處時氣體體積為

53

V；=S/0=10xWm

在a處時氣體體積為

Va=Sla=0.25xIO"ri?

根據(jù)玻意耳定律

PcYa=PNb=P°Slo

解得

5

pa=40xl0Pa

故封閉氣體等溫變化的P-V圖像如下

Mp/xlO5Pa

5.(2024?江蘇卷?第12題)某科研實驗站有一個密閉容器，容器內(nèi)有溫度為300K,壓強為105Pa的氣體,

容器內(nèi)有一個面積0.06平方米的觀測臺，現(xiàn)將這個容器移動到月球，容器內(nèi)的溫度變成240K,整個過程可

認為氣體的體積不變，月球表面為真空狀態(tài)。求：

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（1）氣體現(xiàn)在的壓強；

（2）觀測臺對氣體的壓力。

【答案】（l）8xl04pa；（2）4.8x103N

【解析】（1）由題知，整個過程可認為氣體的體積不變，則有

旦一也

KF

解得

02=8x104Pa

（2）根據(jù)壓強的定義，觀測臺對氣體的壓力

3

F=p2S=4.8x10N

6.（2024年全國甲卷第14題）如圖，一豎直放置的汽缸內(nèi)密封有一定量的氣體，一不計厚度的輕質(zhì)活塞

可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動，移動范圍被限制在卡銷。、b之間，6與汽缸底部的距離品=10茄，活塞的面積

為LOxlO^m?。初始時，活塞在卡銷。處，汽缸內(nèi)氣體的壓強、溫度與活塞外大氣的壓強、溫度相同，分

別為1.0x105Pa和300K。在活塞上施加豎直向下的外力，逐漸增大外力使活塞緩慢到達卡銷6處（過程

中氣體溫度視為不變），外力增加到200N并保持不變。

（1）求外力增加到200N時，卡銷b對活塞支持力大小；

（2）再將汽缸內(nèi)氣體加熱使氣體溫度緩慢升高，求當(dāng)活塞剛好能離開卡銷6時氣體的溫度。

【答案】（1）100N；（2）327K

【解析】（1）活塞從位置。到力過程中，氣體做等溫變化，初態(tài)

=1.0xl05Pa.V^S-llab

末態(tài)

%=?、V2=S-10ab

根據(jù)

PM=p羽

解得

5

p2=l.lxl0Pa

此時對活塞根據(jù)平衡條件

F+P[S-p2S+N

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解得卡銷b對活塞支持力的大小

N=100N

（2）將汽缸內(nèi)氣體加熱使氣體溫度緩慢升高，當(dāng)活塞剛好能離開卡銷6時，氣體做等容變化，初態(tài)

p,=l.lxlO5Pa,5=300K

末態(tài)，對活塞根據(jù)平衡條件

p3s=F+p6

解得

5

p3=1.2xl0Pa

設(shè)此時溫度為丁3,根據(jù)

衛(wèi)=正

T2~T3

解得

仆327K

考向二液柱問題

7.（2024年全國甲卷第13題）（多選）如圖，四個相同的絕熱試管分別倒立在盛水的燒杯。、氏c、d中，

平衡后燒杯。、仇c中的試管內(nèi)外水面的高度差相同，燒杯d中試管內(nèi)水面高于試管外水面。已知四個燒杯

中水的溫度分別為%、丸、%、土「且tUf。水的密度隨溫度的變化忽略不計。下列說法正確

的是（）

abed

A.。中水的飽和氣壓最小

B.a、b中水的飽和氣壓相等

C.c、d中水的飽和氣壓相等

D.a、6中試管內(nèi)氣體的壓強相等

E.1中試管內(nèi)氣體的壓強比c中的大

【答案】ACD

【解析】A.同一物質(zhì)的飽和氣壓與溫度有關(guān)，溫度越大，飽和氣壓越大，。中水的溫度最低，則。中水的

飽和氣壓最小，故A正確；

B.同理，。中水的溫度小于6中水的溫度，則。中水的飽和氣壓小于。中水的飽和氣壓，故B錯誤；

C.c中水的溫度等于d中水的溫度，則c、d中水的飽和氣壓相等，故C正確；

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D.設(shè)大氣壓強為試管內(nèi)外水面的高度差為M,則。、6中試管內(nèi)氣體的壓強均為

P=Po+P水gW

故D正確；

E.d中試管內(nèi)氣體的壓強為

%=Po-0kgM

C中試管內(nèi)氣體的壓強為

Pc=Po+P7KgMt

可知

Pd<Pc

故E錯誤。

故選ACD?

8.（2024年北京卷第3題）一個氣泡從恒溫水槽的底部緩慢上浮，將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，且氣體

分子個數(shù)不變，外界大氣壓不變。在上浮過程中氣泡內(nèi)氣體（）

A.內(nèi)能變大B.壓強變大C.體積不變D.從水中吸熱

【答案】D

【解析】A.上浮過程氣泡內(nèi)氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，故A錯誤；

B.氣泡內(nèi)氣體壓強。=po+o水g/z,故上浮過程氣泡內(nèi)氣體的壓強減小，故B錯誤；

C.由玻意耳定律pU=C知，氣體體積變大，故C錯誤；

D.上浮過程氣體體積變大，氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律AU=Q+W知，氣體從水中吸熱，故D正

確。

故選D。

9.（2024年山東卷第16題）圖甲為戰(zhàn)國時期青銅汲酒器，根據(jù)其原理制作了由中空圓柱形長柄和儲液罐

組成的汲液器，如圖乙所示。長柄頂部封閉，橫截面積Si=1.0cm2,長度8=100.0cm,側(cè)壁有一小孔A。儲

2

液罐的橫截面積S2=90.0cm,高度〃=20.0cm,罐底有一小孔B。汲液時，將汲液器豎直浸入液體，液體從

孔B進入，空氣由孔A排出；當(dāng)內(nèi)外液面相平時，長柄浸入液面部分的長度為無；堵住孔A,緩慢地將汲

液器豎直提出液面，儲液罐內(nèi)剛好儲滿液體。已知液體密度〃=1.0xl03kg/m3,重力加速度大小g=10m/s2,大

氣壓po=LOxlO5Pa。整個過程溫度保持不變，空氣可視為理想氣體，忽略器壁厚度。

（1）求X；

（2）松開孔A,從外界進入壓強為p。、體積為V的空氣，使?jié)M儲液罐中液體緩緩流出，堵住孔A,穩(wěn)定后

罐中恰好剩余一半的液體，求幾

第11頁共107頁

A,

H

圖甲圖乙

3

【答案】（1）x=2cm：（2）V=8.92xlO^m

【解析】（1）由題意可知緩慢地將汲液器豎直提出液面過程只能夠，氣體發(fā)生等溫變化，所以有

pl(H-x)Sl=p2Hsi

又因為

Pl=Po

p2+pgh^p0

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

x=2cm

（2）當(dāng)外界氣體進入后，以所有氣體為研究對象有

p^+p.HS^p.^HS.+^S^

又因為

h

P3+Pg--=Po

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

V=8.92XKT4n?

考向三圖像問題

10.（2024年江西卷第13題）可逆斯特林熱機的工作循環(huán)如圖所示。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)ABCDA完成

循環(huán)過程，和CD均為等溫過程，和ZM均為等容過程。已知4=1200K,7；=300K,氣體在狀

態(tài)A的壓強外=8.Oxl（）5pa,體積匕=1.0m3,氣體在狀態(tài)C的壓強p?=L0xl（）5Pa。求：

（1）氣體在狀態(tài)D的壓強PD;

（2）氣體在狀態(tài)B的體積匕。

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【答案】⑴2xlO5Pa；（2）2.0m3

【解析】（1）從。到A狀態(tài)，根據(jù)查理定律

IT2

解得

5

pD=2xl0Pa

（2）從C到。狀態(tài)，根據(jù)玻意耳定律

PcV2=PDK

解得

%=2.0m3

11.（2024年山東卷第6題）一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，過程是等壓過程，b-c過

程中氣體與外界無熱量交換，c-a過程是等溫過程。下列說法正確的是（）

A.過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功

B.過程，氣體對外做功，內(nèi)能增加

C.a—b—c過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功

D.a—b過程，氣體從外界吸收的熱量等于c—a過程放出的熱量

【答案】C

【解析】A.a—b過程壓強不變，是等壓變化且體積增大，氣體對外做功W<0,由蓋-呂薩克定律可知

Th>Ta

即內(nèi)能增大，AC/flfc>0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=Q+W可知a.6過程，氣體從外界吸收的熱量一部

分用于對外做功，另一部分用于增加內(nèi)能，A錯誤；

B.方法一：C過程中氣體與外界無熱量交換，即

第13頁共107頁

或=0

又由氣體體積增大可知"c<o,由熱力學(xué)第一定律AU=Q+W可知氣體內(nèi)能減少。

方法二：c-。過程為等溫過程，所以

Tc=Ta

結(jié)合分析可知

Tb>Tc

所以6到c過程氣體的內(nèi)能減少。故B錯誤；

C.過程為等溫過程，可知

Tc=Ta,^Uac=Q

根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知afbfc過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功，C正確；

D.根據(jù)熱力學(xué)第一定律結(jié)合上述解析可知：afcfa—整個熱力學(xué)循環(huán)過程AU=0,整個過程

氣體對外做功，因此熱力學(xué)第一定律可得

故。-?力過程氣體從外界吸收的熱量。"不等于c-。過程放出的熱量-，D錯誤。

故選C。

12.（2024年新課標(biāo)卷第8題）（多選）如圖，一定量理想氣體的循環(huán)由下面4個過程組成：1-2為絕熱

過程（過程中氣體不與外界交換熱量），2-3為等壓過程，3-4為絕熱過程，4-1為等容過程。上述四個

過程是四沖程柴油機工作循環(huán)的主要過程。下列說法正確的是（）

C.3—4過程中，氣體內(nèi)能不變D.4—1過程中，氣體向外放熱

【答案】AD

【解析】A.1-2為絕熱過程，根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=Q+W可知此時氣體體積減小，外界對氣體做功，

故內(nèi)能增加，故A正確；

B.2T3為等壓過程，根據(jù)蓋呂薩克定律可知氣體體積增大時溫度增加，內(nèi)能增大，此時氣體體積增大，氣

體對外界做功W<0,故氣體吸收熱量，故B錯誤；

C.3T4為絕熱過程，此時氣體體積增大，氣體對外界做功W<0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知氣體內(nèi)能減小，

故C錯誤；

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D.4-1為等容過程，根據(jù)查理定律可知壓強減小時溫度減小，故內(nèi)能減小，由于體積不變W=0,故可知

氣體向外放熱，故D正確。

故選ADo

考向四實驗問題

13.（2024?上海卷?第1題）通過“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗可推測油酸分子的直徑約為（）

A.1（）T5mB.1012mC.10-9mD.106m

【答案】C

【解析】通過“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗可推測油酸分子的直徑約為10T°m或lO-m，故選

C?

14.（2024?上海卷?第2題）驗證氣體體積隨溫度變化關(guān)系的實驗裝置如圖所示，用支架將封有一定質(zhì)量氣

體的注射器和溫度傳感器固定在盛有熱水的燒杯中。實驗過程中，隨著水溫的緩慢下降，記錄多組氣體溫

（2）下列有助于減小實驗誤差的操作是

A.實驗前測量并記錄環(huán)境溫度B.實驗前測量并記錄大氣壓強

C.待溫度讀數(shù)完全穩(wěn)定后才記錄數(shù)據(jù)D.測量過程中保持水面高于活塞下端

【答案】①.A②.C

【解析】（1）口］實驗過程中壓強不變，根據(jù)

pv...pyc

T~Z+273K-

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可得

cc

V=—T=—（Z+273K）

PP

可知，在壓強不變的情況下，氣體體積與熱力學(xué)溫度成正比，與攝氏溫度成一次函數(shù)關(guān)系，故A正確，BCD

錯誤。

故選A

（2）⑵A.環(huán)境溫度不影響實驗數(shù)據(jù)，實驗前測量并記錄環(huán)境溫度并不能減小實驗誤差，故A錯誤；

B.本實驗壓強不變，實驗前測量并記錄大氣壓強不能減小實驗誤差，故B錯誤；

C.待溫度讀數(shù)完全穩(wěn)定后才記錄數(shù)據(jù)，穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)更加接近真實數(shù)據(jù)，故能減小誤差，故C正確；

D.測量過程中保持水面高于活塞下端不能減少誤差，故D錯誤。

故選C

考向五充氣、放氣的問題，氣球問題

15.（2024年安徽卷第13題）某人駕駛汽車，從北京到哈爾濱，在哈爾濱發(fā)現(xiàn)汽車的某個輪胎內(nèi)氣體的壓

強有所下降（假設(shè)輪胎內(nèi)氣體的體積不變，且沒有漏氣，可視為理想氣體）。于是在哈爾濱給該輪胎充入

壓強與大氣壓相同的空氣，使其內(nèi)部氣體的壓強恢復(fù)到出發(fā)時的壓強（假設(shè)充氣過程中，輪胎內(nèi)氣體的溫

度與環(huán)境相同，且保持不變）。已知該輪胎內(nèi)氣體的體積匕=30L,從北京出發(fā)時，該輪胎氣體的溫度

：=-3℃,壓強p]=2.7xl（）5pa。哈爾濱的環(huán)境溫度灰=-23℃,大氣壓強外取LOx3Pa。求：

（1）在哈爾濱時，充氣前該輪胎氣體壓強的大小。

（2）充進該輪胎的空氣體積。

【答案】（1）2,5xlO5Pa；（2）6L

【解析】（1）由查理定律可得

區(qū)=衛(wèi)

其中

P1=2.7x105Pa,4=273-3（K）=270K,%=273-23（K）=250K

代入數(shù)據(jù)解得，在哈爾濱時，充氣前該輪胎氣體壓強的大小為

5

p2=2.5xlOPa

（2）由玻意耳定律

P2%+“）V=Pi%

代入數(shù)據(jù)解得，充進該輪胎的空氣體積為

V=6L

16.（2024年湖南卷第13題）一個充有空氣的薄壁氣球，氣球內(nèi)氣體壓強為p、體積為k氣球內(nèi)空氣可

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視為理想氣體。

（1）若將氣球內(nèi)氣體等溫膨脹至大氣壓強P0,求此時氣體的體積％（用po、P和V表示）；

（2）小贊同學(xué)想測量該氣球內(nèi)氣體體積丫的大小，但身邊僅有一個電子天平。將氣球置于電子天平上，示

數(shù)為m=8.66x10-3kg（此時須考慮空氣浮力對該示數(shù)的影響）。小贊同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，此時氣球內(nèi)氣體

壓強P和體積V還滿足：（p-po）（V-VBo）=C,其中po=LOxlO5pa為大氣壓強，%。=0.5xlOTnP為氣球無

3

張力時的最大容積，C=18J為常數(shù)。已知該氣球自身質(zhì)量為m0=8.40xlO^kg,外界空氣密度為次=1.3kg/m,

求氣球內(nèi)氣體體積V的大小。

pV

【答案】（1）—：（2）5x103m3

Po

【解析】（1）理想氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有

=Po%

解得

Po

（2）設(shè)氣球內(nèi)氣體質(zhì)量為機氣，則

加氣=20%

根據(jù)氣球的受力分析有

mg+pogV=m氣g+mog

結(jié)合題中0和v滿足的關(guān)系為

（。-z）（v-M=c

解得

V=5xl（T3m3

考向六分子動理論、熱力學(xué)定律、固體和液體的性質(zhì)

17.（2024年河北卷第9題）（多選）如圖，水平放置的密閉絕熱汽缸被導(dǎo)熱活塞分成左右兩部分，左側(cè)

封閉一定質(zhì)量的理想氣體，右側(cè)為真空，活塞與汽缸右壁中央用一根輕質(zhì)彈簧水平連接。汽缸內(nèi)壁光滑且

水平長度大于彈簧自然長度，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)且體積忽略不計。活塞初始時靜止在汽缸正中

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間，后因活塞密封不嚴(yán)發(fā)生緩慢移動，活塞重新靜止后（）

理想氣體真空

w/wwwwww

活塞/

A.彈簧恢復(fù)至自然長度

B.活塞兩側(cè)氣體質(zhì)量相等

C.與初始時相比，汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加

D.與初始時相比，活塞左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少

【答案】ACD

【解析】A.初始狀態(tài)活塞受到左側(cè)氣體向右的壓力和彈簧向左的彈力處于平衡狀態(tài)，彈簧處于壓縮狀態(tài)。

因活塞密封不產(chǎn)，可知左側(cè)氣體向右側(cè)真空漏出。左側(cè)氣體壓強變小，右側(cè)出現(xiàn)氣體，對活塞有向左的壓

力，最終左、右兩側(cè)氣體壓強相等，且彈簧恢復(fù)原長，故A正確；

B.由題知活塞初始時靜止在汽缸正中間，但由于活塞向左移動，左側(cè)氣體體積小于右側(cè)氣體體積，則左側(cè)

氣體質(zhì)量小于右側(cè)氣體質(zhì)量，故B錯誤；

C.密閉氣缸絕熱，與外界沒有能量交換，但彈簧彈性勢能減少了，可知氣體內(nèi)能增加，故C正確；

D.初始時氣體在左側(cè)，最終氣體充滿整個氣缸，則初始左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)應(yīng)該是最終左側(cè)的兩倍，

故D正確。

故選ACD?

18.（2024年湖北卷第13題）如圖所示，在豎直放置、開口向上的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為機的活塞密封一

部分理想氣體，活塞橫截面積為S,能無摩擦地滑動。初始時容器內(nèi)氣體的溫度為"，氣柱的高度為當(dāng)

容器內(nèi)氣體從外界吸收一定熱量后，活塞緩慢上升g丸再次平衡。已知容器內(nèi)氣體內(nèi)能變化量△。與溫度變

化量AT的關(guān)系式為AU=CAT,C為己知常數(shù)，大氣壓強恒為重力加速度大小為g,所有溫度為熱

力學(xué)溫度。求

（1）再次平衡時容器內(nèi)氣體的溫度。

（2）此過程中容器內(nèi)氣體吸收的熱量。

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【答案】(1)-7^)；(2)—h(p0S+mg)+

【解析】(1)氣體進行等壓變化，則由蓋呂薩克定律得

%=匕

即

hs("p)s

不——一

解得

(2)此過程中氣體內(nèi)能增加