2025年高考物理压轴训练一十九.docx

2025年高考物理压轴训练19
一．选择题（共10小题）
1．（2024•江汉区模拟）一定质量的理想气体从状态开始，发生如图所示的一系列变化，最终回到状态。其中，从状态到状态过程中气体对外界做功为。下列说法错误的是　　

A．过程中外界对气体不做功，气体从外界吸热
B．过程中气体从外界吸热，且吸收的热量等于
C．状态与相比，气体分子碰撞单位面积器壁的平均力更大
D．整个过程中，气体总体从外界吸热
2．（2024•鼓楼区校级模拟）封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态变到状态，其体积与热力学温度的关系如图所示，、、三点在同一直线上，则　　

A．由状态变到状态过程中，气体对外放热，内能不变
B．气体在状态和在状态时的单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数相等
C．状态时气体的压强小于状态时气体的压强
D．在状态与状态时相等时间内气体分子对单位面积器壁的冲量相等
3．（2024•龙凤区校级模拟）在学校春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为、压强为的氦气罐给气球充气（充气过程温度不变），要求充气后气球体积为、压强为；气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到时就会爆裂落回地面。已知高度每升高，大气温度下降，高度每升高，大气压减小，庆祝现场地面空气温度为，大气压为，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，下列说法正确的是　　
A．用一个氦气罐可以充出600个符合要求的气球
B．当气球发生爆裂时，气球离地面的高度为
C．用氮气罐给气球充气过程中，氦气放出热量
D．要降低气球发生爆裂时的高度，在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小
4．（2024•浙江模拟）一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是　　

A．过程中，气体体积变大，放出热量
B．过程中，气体温度不变，气体对外界做功
C．过程中，气体体积变小，放出热量
D．过程中，气体压强增大，外界对气体做功
5．（2024•江苏模拟）一定质量理想气体的状态变化如图所示，该图由4段圆弧组成，表示该气体从状态依次经状态、、，最终回到状态的状态变化过程，则下列说法正确的是　　

A．从状态到状态是等压膨胀
B．从状态到状态是等温变化
C．从状态到状态，气体对外做功，内能减小
D．从状态 经、、回到状态，气体放出热量
6．（2024•历城区校级模拟）1824年法国工程师卡诺创造性地提出了具有重要理论意义的热机循环过程——卡诺循环，极大地提高了热机的工作效率。如图为卡诺循环的图像，一定质量的理想气体从状态开始沿循环曲线回到初始状态，其中和为两条等温线，和为两条绝热线。下列说法正确的是　　

A．在绝热压缩过程中，气体内能减小
B．一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
C．过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功
D．状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比状态多
7．（2024•唐山一模）如图所示，上端封闭下端开口的玻璃管在外力的作用下，静止在水中，管内封闭一定质量的理想气体。调整的大小，使玻璃管缓慢向下移动一小段距离，下列说法正确的是　　

A．气体的体积变大
B．外力变小
C．管中水面与管外水面高度差不变
D．气体的压强变大
8．（2024•市中区校级模拟）某研究小组对山地车的气压避震装置进行研究，其原理如图乙所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞的导热气缸，活塞用劲度系数为的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到气缸底部的距离为，气缸底部到斜面底端的挡板距离为，气缸内气体的初始温度为。对气缸进行加热，气缸内气体的温度从上升到，此时气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，继续加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长。已知该封闭气体的内能与温度之间存在关系，，已知气缸质量为，活塞的质量为，气缸容积的横截面积为，活塞与气缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为，下列说法正确的是　　

A．初始状态下气缸内气体压强为
B．从上升到过程中气体吸收的热量
C．温度为时气缸内气体压强为
D．温度为时弹簧处于压缩状态
9．（2024•长春一模）排球比赛中球内标准气压为。某次比赛时环境大气压强为，一排球内气体压强为，球内气体体积为。为使该排球内的气压达到比赛用的标准气压，需用充气筒给排球充气，已知充气筒每次能将环境中的空气充入排球，充气过程中排球体积和气体温度的变化均可忽略不计，气体视为理想气体，则需要充气的次数至少为　　
A．9次 B．7次 C．5次 D．4次
10．（2024•江苏一模）如图所示是一定质量的理想气体的图像，其中是等温线，和分别平行于横轴和纵轴，气体由到到再到，下列说法正确的是　　

A．气体从状态到状态，需要向外界放出热量
B．气体从状态到状态，需要从外界吸收热量
C．气体从状态到状态，气体从外界吸收热量
D．气体从状态到状态，外界对气体做的功大于气体放出的热量
二．多选题（共5小题）
11．（2024•陕西一模）如图，一定质量的理想气体从状态出发，经过等容过程到达状态，再经过等温过程到达状态，最后经等压过程回到状态。下列说法正确的是　　

A．在过程中气体的内能增加
B．在过程中外界对气体做功
C．在过程中气体对外界做功
D．在过程中气体从外界吸收热量
E．在过程中气体从外界吸收热量
12．（2024•湖南模拟）如图所示，水平桌面上有一个水银槽，薄壁细玻璃管的底部胶接着一根细线，细线的另一端悬挂在铁架台的支架上。玻璃管开口向下并插入水银槽中，管内外水银面高度差为，管内被封闭了一定质量的理想气体，下列各种情况下能使细线拉力变小的是（开始时细线的拉力不为零，且不计玻璃管所受的浮力）　　

A．随着环境温度升高，管内气体温度也升高
B．大气压强变大
C．再向水银槽内注入水银
D．稍降低水平桌面的高度，使玻璃管位置相对水银槽上移
13．（2024•天津模拟）一定质量的理想气体分别经历两个过程从状态到达状态，其图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是　　

A．气体经历过程1，温度降低，内能一定减少
B．气体经历过程1，对外做功，内能不一定减少
C．气体经历过程2，先向外放热后吸热
D．气体经历过程2，内能不一定减少
14．（2024•东湖区校级三模）一定质量的理想气体由状态开始，经历、、三个过程回到状态，其图像如图所示，其中与纵轴平行。已知、两状态下气体的温度相同，的过程中气体向外界放出热量大小为，下列说法正确的是　　

A．、状态下气体的内能相等
B．的过程中气体内能变化量的绝对值大于放出热量的绝对值
C．的过程中气体从外界吸收热量，大小为
D．的整个过程中气体对外界做功，大小为
15．（2024•成都模拟）关于对分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是　　
A．温度越低，布朗运动越明显
B．外界对一定质量的气体做正功，气体的内能可能减小
C．当分子间的距离减小时，分子间作用力一定增大
D．物体的温度越高，其分子平均动能一定越大
E．当分子间作用力表现为引力时，随着分子间距离的减小分子势能也减小
三．填空题（共5小题）
16．（2024•福建）夜间环境温度为时，某汽车轮胎的胎压为2.9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
17．（2024•福建模拟）一定质量理想气体先后经历，，三个阶段，其图像如图所示。
在的过程中气体内能的变化趋势为 　　（填“一直增大”或“一直减小”或“先增大后减小”或“先减小后增大” 。在过程中气体 　　（填“吸收”或“放出” 的热量为 　　。

18．（2024•福州模拟）一定质量的理想气体的三个状态变化过程如图所示。过程中气体的密度 　　，过程中气体的体积 　　，过程中气体的分子动能 　　。（均选填“增大”“减小”或“不变”

19．（2024•鲤城区校级二模）一定量的理想气体从状态经状态变化到状态，其热力学温度和体积变化过程如图上的两条线段所示，则气体由变化到的过程中，气体分子平均动能 　　（选填“变大”“不变”或“变小” ，由变化到的过程中，气体的压强 　　（选填“变大”“不变”或“变小” ，由变化到的过程中，从外界吸收的热量 　　（选填“大于”“等于”或“小于” 其增加的内能。

20．（2024•永春县校级模拟）如图所示是一定质量的理想气体由状态经过状态到状态再到状态的图像，已知状态的压强为，的延长线过坐标原点，点坐标为，，那么状态的压强　　；从状态经过状态再到状态的过程中气体对外做的功　　。

四．解答题（共5小题）
21．（2024•青山湖区校级模拟）干瘪的篮球在室外温度为时，体积为，球内压强为。为了让篮球鼓起来，将其放入温度恒为热水中，经过一段时间后鼓起来了，体积恢复原状，此过程气体对外做功为，球内的气体视为理想气体且球不漏气，若球内气体的内能满足为常量且大于零），已知大气压强为，求：
（1）恢复原状时的篮球内气体的压强；
（2）干瘪的篮球恢复原状的过程中，篮球内气体吸收的热量。

22．（2024•江汉区模拟）如图所示，密封良好的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，其顶部固定且导热良好，其他部分绝热。质量为的绝热活塞将理想气体分为和两部分，活塞横截面积为，厚度不计，能无摩擦地滑动，活塞上表面和容器顶部与轻弹簧连接。初始时容器内两部分气体的温度相同，气柱的高度均为，气体的压强为，弹簧处于原长状态。加热气体一段时间（加热装置未画出且体积可忽略），活塞缓慢上升后，系统再次平衡，此时气体的温度为原来的1.6倍。重力加速度取，试求：
（1）再次平衡时容器气体的压强；
（2）弹簧的劲度系数。

23．（2024•开福区校级模拟）如图甲所示，竖直放置的汽缸的、两处设有限制装置，横截面积为，活塞的质量为，厚度不计。使活塞只能在、之间运动，下方汽缸的容积为，、之间的容积为，外界大气压强。开始时活塞停在处，缸内气体的压强为，温度为，现缓慢加热缸内气体，直至。不计活塞与缸之间的摩擦，取为。求：
（1）活塞刚离开处时气体的温度；
（2）缸内气体最后的压强；
（3）在图乙中画出整个过程中的图线。

24．（2025•邯郸一模）气泡在水中上升过程中由于压强减小，气泡体积会变大，一个气泡从深为的湖底部沿竖直方向缓慢上浮，气泡内的气体对湖水做功，气体可视为理想气体，湖底与湖面温差不计。取湖水的密度为，重力加速度，大气压强为。求：
（1）上浮过程中气泡从外界吸收的热量；
（2）气泡体积变为原来的几倍。
25．（2024•琼山区一模）在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的图像，气泡内气体先从压强为、体积为、温度为的状态等温膨胀到体积为、压强为的状态，然后从状态绝热收缩到体积为、压强为、温度为的状态，到过程中外界对气体做功为，已知、、、。求：
（1）与；
（2）到过程，气泡内气体内能的变化量。

2025年高考物理压轴训练19
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2024•江汉区模拟）一定质量的理想气体从状态开始，发生如图所示的一系列变化，最终回到状态。其中，从状态到状态过程中气体对外界做功为。下列说法错误的是　　

A．过程中外界对气体不做功，气体从外界吸热
B．过程中气体从外界吸热，且吸收的热量等于
C．状态与相比，气体分子碰撞单位面积器壁的平均力更大
D．整个过程中，气体总体从外界吸热
【答案】
【考点】理想气体状态变化的图像问题；热力学第一定律的表达和应用
【专题】推理论证能力；图析法；比较思想；热力学定律专题
【分析】根据理想气体状态方程分析气体体积的变化，即可判断做功情况，根据温度的变化分析气体内能的变化，再由热力学第一定律分析吸放热情况。根据压强关系，分析状态与气体分子碰撞单位面积器壁的平均力的关系。将整个过程中变化转化为图像，根据图像与横轴围成的面积表示做功分析做功情况，再由热力学第一定律分析吸放热情况。
【解答】解：、由图像可知，过程中，不变，根据理想气体状态方程，气体体积不变，外界对气体不做功；气体温度升高，则气体的内能增大，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故正确；
、由图像可知，过程中气体的温度不变，则气体的内能不变，根据热力学第一定律得
△
可得，可知气体从外界吸热，且吸收的热量等于，故正确；
、状态与相比，气体压强相等，根据可知，气体分子碰撞单位面积器壁的平均力一样大，故错误；
、将整个过程中变化转化为图像，如图所示。

根据图像与横轴围成的面积表示气体做功，由图像可知，过程中气体对外做的功大于过程中外界对气体做的功，所以整个过程气体对外界做功，而气体的内能变化量为0，根据热力学第一定律可知，整个过程气体总体从外界吸热，故正确。
本题选错误的，故选：。
【点评】本题考查理想气体的状态方程和热力学第一定律的综合应用，要能将图像转化为图像，根据图像与横轴围成的面积表示做功来分析气体做功情况。
2．（2024•鼓楼区校级模拟）封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态变到状态，其体积与热力学温度的关系如图所示，、、三点在同一直线上，则　　

A．由状态变到状态过程中，气体对外放热，内能不变
B．气体在状态和在状态时的单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数相等
C．状态时气体的压强小于状态时气体的压强
D．在状态与状态时相等时间内气体分子对单位面积器壁的冲量相等
【答案】
【考点】理想气体状态变化的图像问题
【专题】定性思想；推理法；推理论证能力；气体的压强专题
【分析】根据热力学第一定律进行分析气体的吸放热以及内能的变化情况；气体从状态到状态发生的是等容变化，根据等容变化的实验定律即可判断、状态的压强大小；两点在同一等压线上，根据气体压强的微观意义分析选项；
【解答】解：、气体从状态到状态温度不变，内能不变，△，体积增大，对外做功，，根据热力学第一定律△，知，气体吸收热量，故错误；
、点和点在过原点的连线上，说明气体由到压强不变，体积增大，分子的密集程度减小，状态温度高，分子的平均动能大，状态和状态压强相等，所以状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比状态少，故错误；
、气体从到发生等容变化，根据查理定律知，，所以，即状态气体的压强大于状态气体的压强，故错误；
、根据冲量的定义可知，，压强 ，所以 ，因为状态和状态压强相等，所以相等时间内气体分子对器 壁单位面积的冲量相等，故正确。
故选：。
【点评】本题考查了热力学第一定律、气体实验定律和气体压强的微观意义，关键是根据图象分析状态变化过程，知道图象中过原点的直线是等压线，注意理想气体的内能只与温度有关。
3．（2024•龙凤区校级模拟）在学校春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为、压强为的氦气罐给气球充气（充气过程温度不变），要求充气后气球体积为、压强为；气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到时就会爆裂落回地面。已知高度每升高，大气温度下降，高度每升高，大气压减小，庆祝现场地面空气温度为，大气压为，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，下列说法正确的是　　
A．用一个氦气罐可以充出600个符合要求的气球
B．当气球发生爆裂时，气球离地面的高度为
C．用氮气罐给气球充气过程中，氦气放出热量
D．要降低气球发生爆裂时的高度，在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小
【答案】
【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；理想气体及理想气体的状态方程
【专题】热力学定律专题；推理法；理想气体状态方程专题；定量思想；推理能力
【分析】在分装过程中，根据体积增大，温度不变，结合热力学第一定律判断出吸放热，根据一定质量的理想气体状态方程求得充气球个数和上升的高度。
【解答】解：．设充气前氦气罐的压强和体积分别为、，充气后气球的压强和体积分别为、、，根据题意，设用一个氦气罐可以充出个符合要求的气球，由玻意耳定律有

解得

故错误；
．当气球发生爆裂时，气球体积膨胀到，设此时气球离地面高度为，根据题意可知爆裂时气体的压强和温度分别是

由理想气体方程有

其中

解得

故正确；
．对充入气球内的氦气，从氦气罐内到气球内的过程，体积增大，对外做功，不计温度变化，内能不变，根据热力学第一定律可知气体吸热，故错误；
．由中分析可以推导出与的函数关系式为

可知，体积越小，高度越大，要降低气球发生爆裂时的高度，在地面充气时可使充气后的气球体积适当增大，故错误。
故选：。
【点评】本题考查理想气体状态方程，要求学生从题干提取有效信息，进行分析列式，从而求解。
4．（2024•浙江模拟）一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是　　

A．过程中，气体体积变大，放出热量
B．过程中，气体温度不变，气体对外界做功
C．过程中，气体体积变小，放出热量
D．过程中，气体压强增大，外界对气体做功
【答案】
【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；气体的状态参量和实验定律专题；分析综合能力
【分析】过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖一吕萨克定律分析体积的变化；过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化，根据玻意耳定律分析体积的变化；过程中气体的体积保持不变，温度升高，压强增大。结合热力学第一定律△可以判断吸放热。
【解答】解：、过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖一吕萨克定律得知，体积应减小，根据热力学第一定律△，温度降低，△为负值，体积减小，为正值，所以为负值，放出热量，故错误；
、过程中气体的温度保持不变，压强减小，即气体发生等温变化，根据玻意耳定律，可知体积增大，气体对外界做功，故正确；
、过程中，图像过坐标原点，与成正比，则气体发生等容变化，温度升高，所以△为正值，体积不变，外界对气体做功为0，所以为正值，吸收热量，故错误。
故选：。
【点评】本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，解题的关键点是从上找出各物理量之间的关系，分析气体的变化过程，根据气态状态方程进行分析，是我们解决此类问题的突破口。
5．（2024•江苏模拟）一定质量理想气体的状态变化如图所示，该图由4段圆弧组成，表示该气体从状态依次经状态、、，最终回到状态的状态变化过程，则下列说法正确的是　　

A．从状态到状态是等压膨胀
B．从状态到状态是等温变化
C．从状态到状态，气体对外做功，内能减小
D．从状态 经、、回到状态，气体放出热量
【答案】
【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；热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合
【专题】信息给予题；定性思想；推理法；热力学定律专题；理想气体状态方程专题；理解能力
【分析】．根据图像可知，从状态到状态，气体的压强的变化情况，然后作答；
根据玻意耳定律有分析，等温变化的图像，然后作答；
气体膨胀，对外做功；根据理想气体状态方程分析气体的温度变化，然后内能的变化；
一定量的理想气体内能由温度决定，根据气体温度的变化情况判断气体内能变化情况；由热力学第一定律分析吸放热情况。
【解答】解：．根据图像可知，从状态到状态，气体的压强先减小后增大，该过程不是等压过程，故错误；
．根据玻意耳定律有
变形得
可知等温变化的图像为双曲线，不是圆弧，因此从状态到状态不是等温变化，故错误；
．从状态到状态，气体体积增大，气体对外做功；
根据理想气体状态方程
初末状态压强相等，体积增大，则温度增大，气体内能增大，故错误；
．从状态经、、回到状态，气体温度不变，内能不变；
经到气体对外界做的功等于图像与横轴所围的面积大小，经到外界对气体做的功也等于图像与横轴所围的面积大小，可知全过程外界对气体做的功大于气体对外界做的功，即，根据热力学第一定律△，可得，故气体放出热量，故正确。
故选：。
【点评】本题考查气体状态方程的应用，掌握基础知识、根据图示图像分析清楚气体状态变化过程是解题前提；根据基础知识应用理想气体状态方程和热力学第一定律即可解题。
6．（2024•历城区校级模拟）1824年法国工程师卡诺创造性地提出了具有重要理论意义的热机循环过程——卡诺循环，极大地提高了热机的工作效率。如图为卡诺循环的图像，一定质量的理想气体从状态开始沿循环曲线回到初始状态，其中和为两条等温线，和为两条绝热线。下列说法正确的是　　

A．在绝热压缩过程中，气体内能减小
B．一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
C．过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功
D．状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比状态多
【答案】
【考点】气体压强的微观解释；热力学第一定律的表达和应用；热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合
【专题】定量思想；推理法；热力学定律专题；分析综合能力
【分析】过程中绝热压缩，根据热力学第一定律判断气体内能变化；根据图像与轴所围的面积表示气体做功，分析一个循环过程中气体吸放热情况；根据图示图象分析清楚气体状态变化过程，然后应用热力学第一定律分析答题；
【解答】解：、在绝热压缩过程中，根据△可知，，所以△，即气体内能增大，故错误；
、在整个过程中，气体的内能不变，在图像中，图像与横轴所围面积表示气体做功，故整个过程中气体对外做功，根据热力学第一定律可知，在整个过程中气体吸热，故气体吸收的热量大于放出的热量，故错误；
、由于和为等温变化，设，
由于和两个过程是绝热过程；过程气体对外做功，气体温度由减小到，由热力学第一定律可知，减少的内能等于过程气体对外做的功；
过程外界对气体做功，气体温度由增加到，由热力学第一定律可知，增加的内能等于过程外界对气体做功，则气体对外界做的功等于外界对气体做的功，故正确；
、过程中，等温膨胀，体积变大，压强变小，单位体积内的分子数增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，故错误。
故选：。
【点评】本题考查热力学第一定律，能根据图象判断出气体体积如何变化，从而判断出外界对气体做功情况，再应用热力学第一定律分析吸放热情况；要知道温度是分子平均动能的标志，一定质量的理想气体的内能只跟温度有关。
7．（2024•唐山一模）如图所示，上端封闭下端开口的玻璃管在外力的作用下，静止在水中，管内封闭一定质量的理想气体。调整的大小，使玻璃管缓慢向下移动一小段距离，下列说法正确的是　　

A．气体的体积变大
B．外力变小
C．管中水面与管外水面高度差不变
D．气体的压强变大
【答案】
【考点】气体压强的计算；气体的等温变化与玻意耳定律的应用；理想气体及理想气体的状态方程
【专题】定性思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理能力
【分析】本题根据玻璃管缓慢向下移动一小段距离时，管内气体的压强变大，气体的体积变小，结合浮力分析求解。
【解答】解：．玻璃管缓慢向下移动一小段距离时，管内气体的压强变大，气体的体积变小，管中水面与管外水面高度差变大，故错误，正确；
．玻璃管向下移动后，管内气体排开水的体积变大，根据浮力公式：，可知浮力变大，则外力变大，故错误。
故选：。
【点评】本题考查了气体等温变化过程，理解物理量的初末状态，合理利用理想气体状态方程分析是解决此类问题的关键。
8．（2024•市中区校级模拟）某研究小组对山地车的气压避震装置进行研究，其原理如图乙所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞的导热气缸，活塞用劲度系数为的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到气缸底部的距离为，气缸底部到斜面底端的挡板距离为，气缸内气体的初始温度为。对气缸进行加热，气缸内气体的温度从上升到，此时气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，继续加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长。已知该封闭气体的内能与温度之间存在关系，，已知气缸质量为，活塞的质量为，气缸容积的横截面积为，活塞与气缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为，下列说法正确的是　　

A．初始状态下气缸内气体压强为
B．从上升到过程中气体吸收的热量
C．温度为时气缸内气体压强为
D．温度为时弹簧处于压缩状态
【答案】
【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；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；分析综合能力
【分析】对气缸受力分析，根据共点力平衡求得被封闭气体的压强；
根据盖吕萨克定律和热力学第一定律求热量；
对活塞由平衡条件求末状态气体的压强；
根据理想气体方程求出末状态的温度，结合物理过程分析弹簧的状态。
【解答】解：、当开口向上时，对气缸受力分析，根据共点力平衡可得：，解得：，故错误；
、气缸内气体的温度从上升到，此时气缸底部恰好接触到斜面底部的挡板的过程中，封闭气体的压强不变，则有：
该过程内能增大，△
气体对外做功，，其中，
根据热力学第一定律有：△
解得：，故正确；
、由题意可知，当温度达到时，弹簧恰好恢复原长，对活塞根据受力平衡有：
代入数据得：，故错误；
、从开始到弹簧恢复到原长，由一定质量理想气体状态方程得：
又因为：△
代入数据得：，即弹簧恢复到原长时，温度为，那么当温度为时，弹簧处于伸长状态，故错误。
故选：。
【点评】本题主要考查了盖吕萨克定律、一定质量理想气体状态方程的应用，关键是利用共点力平衡求得被封闭气体的压强，在第二问中，利用好能量守恒即可求得。
9．（2024•长春一模）排球比赛中球内标准气压为。某次比赛时环境大气压强为，一排球内气体压强为，球内气体体积为。为使该排球内的气压达到比赛用的标准气压，需用充气筒给排球充气，已知充气筒每次能将环境中的空气充入排球，充气过程中排球体积和气体温度的变化均可忽略不计，气体视为理想气体，则需要充气的次数至少为　　
A．9次 B．7次 C．5次 D．4次
【答案】
【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用
【专题】定量思想；分析综合能力；气体的状态参量和实验定律专题；模型法
【分析】把打入的气体和球内原来的气体作为整体，找出初末状态参量，根据理想气体状态方程“分态式”求解。
【解答】解：设至少充次才能使球内气体的压强达到。
赛前球内气体压强为，体积为，每次冲入气体的压强为，体积为。
根据理想气体状态方程“分态式”可得

代入数据解得：次，所以赛前至少充气的次数为5次，故错误，正确。
故选：。
【点评】本题主要考查理想气体的状态方程。解答此类问题的方法是：找出不同状态下的三个状态参量，分析理想气体发生的是何种变化，利用理想气体的状态方程列方程求解。
10．（2024•江苏一模）如图所示是一定质量的理想气体的图像，其中是等温线，和分别平行于横轴和纵轴，气体由到到再到，下列说法正确的是　　

A．气体从状态到状态，需要向外界放出热量
B．气体从状态到状态，需要从外界吸收热量
C．气体从状态到状态，气体从外界吸收热量
D．气体从状态到状态，外界对气体做的功大于气体放出的热量
【答案】
【考点】热力学第一定律的表达和应用；理想气体多种状态变化并存的图像问题
【专题】比较思想；热力学定律专题；推理法；推理能力
【分析】根据温度变化分析内能的变化，根据体积的变化分析气体做功情况，结合热力学第一定律判断吸放热情况。
【解答】解：、气体从状态到状态，温度不变，则气体的内能不变；体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体需要从外界吸收热量，故错误；
、气体从状态到状态，体积不变，外界对气体不做功。压强增大，根据可知，气体温度升高，内能增大，则需要从外界吸收热量，故正确；
、气体从状态到状态，压强不变，体积减小，则外界对气体做功，根据可知，气体温度降低，内能减小，需要向外界放出热量，且外界对气体做的功小于气体放出的热量，故错误。
故选：。
【点评】根据题意分析清楚气体状态变化过程，运用气体实验定律与热力学第一定律即可解题。
二．多选题（共5小题）
11．（2024•陕西一模）如图，一定质量的理想气体从状态出发，经过等容过程到达状态，再经过等温过程到达状态，最后经等压过程回到状态。下列说法正确的是　　

A．在过程中气体的内能增加
B．在过程中外界对气体做功
C．在过程中气体对外界做功
D．在过程中气体从外界吸收热量
E．在过程中气体从外界吸收热量
【答案】
【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】定性思想；方程法；气体的状态参量和实验定律专题；推理能力
【分析】一定质量的理想气体内能取决于温度，根据图线分析气体状态变化情况，根据△判断做功情况，根据内能变化结合热力学第一定律分析吸收或发出热量。
【解答】解：、从到等容升压，根据可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，故正确；
、在过程中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故正确；
、在过程中气体体积不变，根据△可知，气体对外界做功为零，故错误；
、在过程中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律△可知，气体从外界吸收热量，故正确；
、在过程中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，根据可知温度降低，则内能减小，根据热力学第一定律可知气体一定放出热量，故错误。
故选：。
【点评】本题主要是考查了理想气体的状态方程和热力学第一定律的知识，要能够根据热力学第一定律判断气体内能的变化与哪些因素有关（功和热量）；热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义；△为正表示内能变大，为正表示物体吸热；为正表示外界对物体做功。
12．（2024•湖南模拟）如图所示，水平桌面上有一个水银槽，薄壁细玻璃管的底部胶接着一根细线，细线的另一端悬挂在铁架台的支架上。玻璃管开口向下并插入水银槽中，管内外水银面高度差为，管内被封闭了一定质量的理想气体，下列各种情况下能使细线拉力变小的是（开始时细线的拉力不为零，且不计玻璃管所受的浮力）　　

A．随着环境温度升高，管内气体温度也升高
B．大气压强变大
C．再向水银槽内注入水银
D．稍降低水平桌面的高度，使玻璃管位置相对水银槽上移
【答案】
【考点】共点力的平衡问题及求解；理想气体及理想气体的状态方程
【专题】比较思想；推理论证能力；气体的状态参量和实验定律专题；推理法
【分析】先根据理想气体状态方程分析封闭气体压强的变化，分析水银柱高度的变化，再分析细线拉力的变化。
【解答】解：对玻璃管受力分析，由平衡条件得

解得细线的拉力大小为
即细线的拉力等于玻璃管的重力和管中高出液面部分水银的重力之和。
、随着环境温度升高，管内气体温度也升高，由理想气体状态方程可知管内封闭气体的压强增大，水银柱高度减小，则细线拉力减小，故正确；
、大气压强变大，水银柱上移，增大，所以细线的拉力增大，故错误；
、向水银槽内注入水银，封闭气体的压强增大，平衡时水银柱高度减小，故细线的拉力减小，故正确；
、稍降低水平桌面的高度，使玻璃管位置相对水银槽上移，封闭气体体积增大，压强减小，平衡时水银柱高度增大，故细线的拉力增大，故错误。
故选：。
【点评】根据题意分析清楚气体状态变化过程，求出封闭气体压强，根据题意应用理想气体状态方程和平衡条件即可解题。
13．（2024•天津模拟）一定质量的理想气体分别经历两个过程从状态到达状态，其图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是　　

A．气体经历过程1，温度降低，内能一定减少
B．气体经历过程1，对外做功，内能不一定减少
C．气体经历过程2，先向外放热后吸热
D．气体经历过程2，内能不一定减少
【答案】
【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；推理法；理想气体状态方程专题；分析综合能力
【分析】在过程1中，气体始终与外界无热量交换，为绝热过程；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化，利用一定质量的理想气体的状态方程，结合热力学第一定律逐项分析判断即可。
【解答】解：、1过程中与外界无热量交换，故，根据热力学第一定律：△可知：△；过程1气体的体积变大，故气体对外做功，，故△，内能减小，温度降低，故正确，错误；
、过程2先发生等容变化，做功，压强减小，根据查理定律可知，温度降低，内能减小△，根据热力学第一定律可得：△，故在等容变化过程中气体放热；之后再发生等压过程，体积变大，根据盖—吕萨克定律可知，温度升高，△，体积变大，故气体对外做功，，根据热力学第一定律可知，热量一定满足，故等压过程一定吸热，故正确；
、1、2两过程初末状态相同，初末状态的内能相等，过程1内能减小，则过程2的内能也减小，故错误。
故选：。
【点评】本题考查气体定律的综合运用，解题关键是要根据图象分析好压强、体积、温度三个参量的变化情况，知道发生何种状态变化过程，选择合适的实验定律，再结合热力学第一定律联立即可分析求解。
14．（2024•东湖区校级三模）一定质量的理想气体由状态开始，经历、、三个过程回到状态，其图像如图所示，其中与纵轴平行。已知、两状态下气体的温度相同，的过程中气体向外界放出热量大小为，下列说法正确的是　　

A．、状态下气体的内能相等
B．的过程中气体内能变化量的绝对值大于放出热量的绝对值
C．的过程中气体从外界吸收热量，大小为
D．的整个过程中气体对外界做功，大小为
【答案】
【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；热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合
【专题】定量思想；推理法；图析法；热力学定律专题；应用数学处理物理问题的能力
【分析】本题可根据理想气体状态方程，结合热力学第一定律进行分析，注意 图像与坐标轴围成的面积表示气体做功。
【解答】解：、一定质量的理想气体内能只与温度有关，依题意、状态下气体的温度相同，可知内能相等。故正确；
、由几何知识易知状态的压强为，由图可知 的过程中气体体积减小，外界对气体做功，图线与坐标轴围成的面积表示气体做功，即

由热力学第一定律
△
其中

由数学知识可知和符号相反，求和之后的绝对值小于的绝对值，即

即内能变化量的绝对值小于放出热量的绝对值。故错误；
、由图可知的过程中气体体积不变，压强增大，由理想气体状态方程可知热力学温度升高，内能增大，根据热力学第一定律，有
△
其中
，△
联立，解得
△
因为、状态下气体的内能相等，可知
△△
即从外界吸收热量，大小为

故正确；
、根据理想气体状态方程，可得

解得

由图可知 的整个过程中气体对外界做功，大小为

故正确。
故选：。
【点评】本题考查理想气体状态方程以及热力学定律，要求学生理解并识记相关公式，注意 图像与坐标轴围成的面积表示气体做功，难度相对较大。
15．（2024•成都模拟）关于对分子动理论和物体内能的理解，下列说