【課標要求】
1.理解分子動理論，知道固體、液體和氣體的特點。
2.熟練應用氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程解決問題。
3.掌握分析熱力學定律與氣體實驗定律綜合問題的方法。
【考查方向】
高考命題對本專題的考查方向比較廣泛，每個知識點都有可能涉及到，重點是氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程的應用。
【備考建議】
復習本章時，要全面復習。尤其對下列內(nèi)容重點掌握：
①分子動理論、固體和液體的性質(zhì)；
②布朗運動及其實質(zhì)；
③熱力學定律和氣體狀態(tài)變化的圖像問題；
④以汽缸、U形管、直管、形管以及生活生產(chǎn)中的器皿為背景，應用氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程的問題；
⑤與日常生產(chǎn)生活情境相關聯(lián)的抽氣、充氣,分裝氣體問題；
⑥熱學實驗。
【情境解讀】
1.分子動理論與統(tǒng)計觀點命題情境
分子大小與阿伏伽德羅常數(shù)的計算：
通常會給出物質(zhì)的摩爾體積、摩爾質(zhì)量等宏觀物理量，結合阿伏伽德羅常數(shù)，要求考生計算分子的大?。ㄈ绶肿又睆?、分子間距）、分子質(zhì)量等微觀物理量。例如，對于固體和液體，可以通過摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù)來估算分子直徑；對于氣體，可以估算分子間距。
分子熱運動與布朗運動：
以布朗運動為背景，考查分子熱運動的特點。要求考生理解布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，反映了液體或氣體分子的無規(guī)則熱運動。可能會通過比較不同溫度下布朗運動的劇烈程度，考查溫度對分子熱運動的影響。
分子間作用力與分子勢能：
給出分子間距離變化的情境，要求考生判斷分子間作用力（引力或斥力）的變化情況和分子勢能的變化情況。例如，當分子間距離從平衡位置增大時，分子間引力做負功，分子勢能增加。
2.氣體命題情境
理想氣體狀態(tài)方程應用：
常見的情境是一定質(zhì)量的理想氣體在不同狀態(tài)下（如等溫、等壓、等容過程）的變化。要求考生根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程 （或其變形公式）來計算氣體的壓強、體積、溫度等物理量。例如，氣體在活塞容器中，活塞移動導致體積變化，同時溫度或壓強也發(fā)生變化，考生需要根據(jù)給定的條件進行求解。
氣體實驗定律應用：
考查玻意耳定律（等溫過程）、查理定律（等容過程）、蓋—呂薩克定律（等壓過程）。例如，在一個封閉的U形管中，兩邊的氣體被水銀柱隔開，改變一邊氣體的溫度或壓強，要求考生根據(jù)實驗定律計算另一邊氣體的狀態(tài)變化。
氣體壓強的微觀解釋與實際應用：
從微觀角度考查氣體壓強的產(chǎn)生原因，即大量氣體分子頻繁撞擊器壁產(chǎn)生的。同時，結合實際應用，如打氣筒打氣過程中氣體壓強的變化、高壓鍋的原理等，要求考生能夠用氣體壓強的微觀解釋來理解這些實際現(xiàn)象。
3.熱力學定律命題情境
熱力學第一定律應用：
給出一個熱力學過程，如氣體膨脹對外做功、外界對氣體做功、氣體吸收或放出熱量等，要求考生根據(jù)熱力學第一定律計算內(nèi)能的變化。例如，在一個絕熱容器中，氣體膨脹推動活塞，考生需要判斷做功情況和內(nèi)能變化情況。
熱力學第二定律理解與應用：
考查對熱力學第二定律兩種表述（克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體；開爾文表述：不可能從單一熱源取熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響）的理解。同時，結合熱機效率的計算，考查在實際熱機（如內(nèi)燃機）中的應用。
【高分技巧】
一、熱力學定律
1.熱力學第一定律的特殊情況
(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加。
(2)若過程中不做功，則W＝0，Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加。
(3)若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，則W＋Q＝0，即物體吸收的熱量全部用來對外做功，或外界對物體做的功等于物體放出的熱量。
2.熱力學第一、第二定律的比較
二、氣體實驗定律
兩個重要的推論
（1）查理定律的推論:Δp=p1T1ΔT
（2）蓋-呂薩克定律的推論:ΔV=V1T1ΔT
三、理想氣體的常見圖像
1．一定質(zhì)量的氣體不同圖像的比較
[注意]上表中各個常量“C”意義有所不同?？梢愿鶕?jù)pV＝nRT確定各個常量“C”的意義。
四、理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律的關系
p1V1T1=p2V2T2溫度不變:p1V1=p2V2：玻意耳定律體積不變:p1T1=p2T2：查理定律壓強不變:V1T1=V2T2：蓋—呂薩克定律
一、單選題
1．（2024·全國·模擬預測）盡管分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，但大量分子的速率卻按一定的規(guī)律分布。如圖所示，橫坐標表示分子的速率區(qū)間，縱坐標表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，圖中兩條曲線分別表示兩種理想氣體在同一溫度下的分子速率分布情況，則（ ）
A．圖中實線對應氣體分子平均動能較大的情形
B．圖中實線對應氣體分子質(zhì)量較大的情形
C．圖中虛線對應氣體分子平均速率較小的情形
D．圖中兩條曲線與橫軸所圍圖形的面積中實線所圍圖形的面積大于虛線所圍圖形的面積
【答案】B
【知識點】氣體溫度的微觀意義、氣體分子速率分布圖像
【詳解】A．理想氣體的分子平均動能由溫度決定，兩種理想氣體在同一溫度下，分子平均動能相等，故A錯誤；
BC．由題圖可知虛線對應的氣體分子平均速率較大，實線對應的氣體分子平均速率小，而兩種氣體分子平均動能相同，所以實線對應氣體分子質(zhì)量較大的情形，故B正確，C錯誤；
D．各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨分子速率區(qū)間變化的關系圖線與橫軸所圍圖形的面積都相等，故D錯誤。
故選B。
2．（2024·遼寧本溪·一模）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了a→b→c→a循環(huán)，其圖像如圖所示，氣體在各狀態(tài)時的溫度、壓強和體積部分已標出。已知該氣體在狀態(tài)a時的壓強為，下列說法正確的是（ ）
A．氣體在狀態(tài)c的溫度是
B．氣體由狀態(tài)c到狀態(tài)a的過程中單位時間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)減少
C．氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b，外界對氣體做功為
D．氣體經(jīng)歷了a→b→c→a循環(huán)的過程中，吸收的熱量小于釋放的熱量
【答案】D
【知識點】氣體壓強的微觀意義、應用理想氣體狀態(tài)方程處理實際問題、判斷系統(tǒng)吸放熱、做功情況和內(nèi)能變化情況
【詳解】A．由圖像中ca連線過原點，可知氣體由狀態(tài)c到狀態(tài)a，發(fā)生等壓降溫的過程，氣體的體積減小，由
解得
故A錯誤；
B．氣體由狀態(tài)c到狀態(tài)a的過程中，氣體體積減小，分子的數(shù)密度增大，溫度降低，分子的平均動能減小，壓強保持不變，則單位時間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增大。故B錯誤；
C．氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體體積增大，對外界做功。故C錯誤；
D．氣體經(jīng)歷了a→b→c→a循環(huán)的過程中，由狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體體積增大，對外界做功
由狀態(tài)b到狀態(tài)c，氣體體積不變，對外界不做功，由狀態(tài)c到狀態(tài)a，氣體體積減小，外界對氣體做功
由
可知
可得
又
由熱力學第一定律
可知
說明氣體經(jīng)歷了a→b→c→a循環(huán)的過程中，吸收的熱量小于釋放的熱量。故D正確。
故選D。
3．（2024·全國·模擬預測）對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是（ ）
A．絕熱膨脹過程中，氣體分子的平均動能增大
B．等溫壓縮過程中，氣體向外界放出熱量
C．等壓膨脹過程中，氣體的內(nèi)能可能不變
D．從高溫熱庫吸收熱量使之完全變成功是無法實現(xiàn)的
【答案】B
【知識點】應用理想氣體狀態(tài)方程處理實際問題、判斷系統(tǒng)吸放熱、做功情況和內(nèi)能變化情況、熱力學第二定律兩種表述
【詳解】A．絕熱膨脹過程中，氣體對外界做功，無熱量交換，由熱力學第一定律可知，氣體內(nèi)能減少，溫度降低，故氣體分子的平均動能減小，故A錯誤；
B．等溫壓縮過程中，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變，由熱力學第一定律可知，氣體向外界放出熱量，故B正確；
C．等壓膨脹過程中，由
可知，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，故C錯誤；
D．由熱力學第二定律可知，可以從單一熱庫吸收熱量使之完全變成功，但會產(chǎn)生其他影響，故D錯誤。
故選 B。
4．（2024·云南·模擬預測）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)A→B、B→C、C→A三個過程后回到初始狀態(tài)A，其圖像如圖所示，已知狀態(tài)A的氣體溫度為，下列說法正確的是（ ）
A．狀態(tài)B的氣體溫度為
B．在A→B過程中，氣體對外界做負功
C．在B→C過程中，外界對氣體做功為
D．在A→B→C→A一個循環(huán)過程中，氣體從外界吸收熱量為
【答案】A
【知識點】計算系統(tǒng)內(nèi)能改變、吸放熱及做功、應用查理定律解決實際問題
【詳解】A．在A→B過程中，氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得
解得
故A正確；
B．在A→B過程中，氣體的體積不變，所以氣體對外不做功，故B錯誤；
C．在B→C過程中，氣體的壓強不變，體積減小，外界對氣體做功為
故C錯誤；
D．在A→B→C→A一個循環(huán)過程中，內(nèi)能不變，則
圍成的面積表示一個循環(huán)過程中外界對氣體做的功，為
根據(jù)熱力學第一定律
可知，氣體從外界吸收的熱量
即氣體向外界釋放熱量，故D錯誤。
故選A。
二、多選題
5．（2024·吉林長春·一模）對于下列四幅圖描述說明正確的是（ ）
A．由圖（a）可知，水分子在短時間內(nèi)的運動是規(guī)則的
B．由圖（b）可知，石墨中碳原子排列具有空間上的周期性
C．由圖（c）可知，管的內(nèi)徑越大，毛細現(xiàn)象越明顯
D．由圖（d）可知，溫度越高，分子的熱運動越劇烈
【答案】BD
【知識點】毛細現(xiàn)象、晶體和非晶體、氣體溫度的微觀意義、氣體分子速率分布圖像、布朗運動的定義、現(xiàn)象和解釋
【詳解】A．由圖（a）可知，水分子在永不停息的做無規(guī)則運動，故A錯誤；
B．由圖（b）可知，石墨中碳原子排列具有空間上的周期性，故B正確；
C．由圖（c）可知，管的內(nèi)徑越小，毛細現(xiàn)象越明顯，故C錯誤；
D．由圖（d）可知，溫度越高，速率大的分子比例越多，分子的熱運動越劇烈，故D正確。
故選BD。
6．（2024·四川成都·模擬預測）如圖所示，導熱良好的固定直立圓筒內(nèi)，用面積為S，重力為0.01p0S的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。圓筒與溫度為3T0的熱源接觸，平衡時圓筒內(nèi)的氣體處于狀態(tài)A，此時體積為6V0。緩慢推動活塞使氣體達到狀態(tài)B，此時體積為5V0。固定活塞，升高熱源溫度，氣體達到狀態(tài)C，此時壓強為1.4p0。從狀態(tài)A到狀態(tài)C，氣體從外界吸收熱量Q；從狀態(tài)B到狀態(tài)C，氣體內(nèi)能增加ΔU。已知大氣壓強為1.01p0，下列說法正確的是（ ）
A．氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，其分子平均動能不變，圓筒內(nèi)壁單位面積受到的壓力增大
B．氣體在狀態(tài)A的壓強為1.2p0
C．氣體在狀態(tài)C的溫度為3.6T0
D．氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中外界對系統(tǒng)做的功W = ΔU ? Q
【答案】AD
【知識點】應用理想氣體狀態(tài)方程處理實際問題、計算系統(tǒng)內(nèi)能改變、吸放熱及做功
【詳解】A．圓筒導熱良好，則氣體從狀態(tài)A緩慢推動活塞到狀態(tài)B，氣體溫度不變，則氣體分子平均動能不變；氣體體積減小，則壓強變大，圓筒內(nèi)壁單位面積受到的壓力增大，A正確；
B．狀態(tài)A時的壓強為
B錯誤；
C．根據(jù)
解得
C錯誤；
D．氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B為等溫變化過程，該過程內(nèi)能不變；氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C為等容變化過程，該過程外界對系統(tǒng)不做功；氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C，由熱力學第一定律得
其中
，，
可得氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中外界對系統(tǒng)做的功
D正確。
故選AD。
7．（2025·廣西·模擬預測）一定質(zhì)量的理想氣體從A狀態(tài)開始，經(jīng)過A→B→C→D→A，最后回到初始狀態(tài)A，各狀態(tài)參量如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．A狀態(tài)到C狀態(tài)氣體吸收熱量
B．B狀態(tài)到C狀態(tài)氣體分子的平均動能減小
C．B→C過程氣體對外做功大于C→D過程外界對氣體做功
D．氣體在整個過程中從外界吸收的總熱量可以用ABCD的面積來表示
【答案】ABD
【知識點】應用理想氣體狀態(tài)方程處理實際問題、判斷系統(tǒng)吸放熱、做功情況和內(nèi)能變化情況
【詳解】A．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有
可得
則A狀態(tài)到C狀態(tài)的內(nèi)能增大，又此過程氣體膨脹對外做功，由熱力學第一定律可知，氣體吸熱，故A正確；
B．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有
可得
則B狀態(tài)氣體分子平均動能大于C狀態(tài)氣體分子平均動能，故B正確；
C．根據(jù)p ? V圖像與橫軸圍成的面積表示做功大小，則B→C過程氣體對外做功滿足
C→D過程外界對氣體做功
可知B→C過程氣體對外做功小于C→D過程外界對氣體做功，故C錯誤；
D．氣體從A狀態(tài)開始，經(jīng)過A→B→C→D→A，最后回到初始狀態(tài)A，由于氣體的內(nèi)能變化為0，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體在整個過程中從外界吸收的總熱量等于氣體對外界做的功，即可以用ABCD的面積來表示，故D正確。
故選ABD。
8．（24-25高三上·甘肅白銀·期中）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)依次經(jīng)過狀態(tài)、和后再回到狀態(tài)，則（ ）
A．到過程，氣體內(nèi)能減少B．到過程，氣體對外界做正功
C．到過程，氣體從外界吸收熱量D．經(jīng)過一次循環(huán)過程，氣體從外界吸收熱量
【答案】ACD
【知識點】應用查理定律解決實際問題、判斷系統(tǒng)吸放熱、做功情況和內(nèi)能變化情況
【詳解】A．到過程為等容變化，氣體對外界不做功，由查理定律有
可得
則氣體內(nèi)能減少，故A正確；
B．到過程，氣體體積減小，外界對氣體做正功，故B錯誤；
C．到過程為等容變化，氣體對外界不做功，由查理定律有
可得
則氣體內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體從外界吸收熱量，故正確；
D．由
可知，圖像與坐標軸圍成的面積代表做功，可知由到氣體對外界做的正功大于由到外界對氣體做的正功，所以一個循環(huán)過程中，氣體對外界做正功，而氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體從外界吸收熱量，故D正確。
故選ACD。
三、解答題
9．（2025·廣東·模擬預測）卡諾熱機是只有兩個熱源（一個高溫熱源和一個低溫熱源）的簡單熱機，其循環(huán)過程的圖像如圖所示，它由兩個等溫過程（a→b和c→d）和兩個絕熱過程（b→c和d→a）組成。若熱機的工作物質(zhì)為理想氣體，高溫熱源溫度為，低溫熱源溫度為圖像中a、b、c、d各狀態(tài)的參量如圖所示。求：
(1)氣體處于狀態(tài)c的壓強；
(2)氣體處于狀態(tài)a的體積；
(3)若過程a→b熱機從高溫熱源吸熱，過程c→d熱機向低溫熱源放熱，求熱機完成一次循環(huán)對外做的功W。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知識點】計算系統(tǒng)內(nèi)能改變、吸放熱及做功
【詳解】（1）過程c→d為等溫變化，根據(jù)玻意耳定律，有
解得
（2）過程d→a，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得
解得
（3）過程b→c和d→a為絕熱過程，吸熱
熱機完成一次循環(huán)內(nèi)能不變，即
根據(jù)熱力學第一定律可得
10．（2024·浙江金華·二模）如圖甲所示，導熱良好的汽缸內(nèi)用面積、質(zhì)量的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣柱的長度為，活塞能無摩擦滑動?，F(xiàn)將汽缸順時針緩慢轉(zhuǎn)動90°使其開口端水平向右如圖乙，不計活塞厚度，汽缸足夠長且不漏氣，大氣壓強，g取。
(1)此過程中缸內(nèi)氣體的內(nèi)能 （選填“增大”“減小”或“不變”）；單位時間內(nèi)氣體分子碰撞活塞的次數(shù) （填“變多”、“變少”或“不變”）。
(2)現(xiàn)將汽缸固定在傾角為斜面上，如圖丙，求活塞穩(wěn)定后封閉氣柱的長度。
(3)降低丙圖中的氣體溫度，使活塞緩慢回到甲圖位置，若氣體釋放了40J的熱量，求氣體內(nèi)能的變化量。
【答案】(1) 不變 變少
(2)18.54cm
(3)減少
【知識點】氣體的狀態(tài)參量、應用波意耳定律解決實際問題、判斷系統(tǒng)吸放熱、做功情況和內(nèi)能變化情況、計算系統(tǒng)內(nèi)能改變、吸放熱及做功
【詳解】（1）[1]汽缸導熱良好，外界環(huán)境溫度不變，內(nèi)能不變；
[2]封閉氣體壓強減小，溫度不變，氣體分子平均動能不變，體積增大，單位時間內(nèi)氣體分子碰撞活塞的次數(shù)變少。
（2）開始時氣體的壓強
體積
將汽缸固定在傾角為斜面上后氣體的壓強
體積
根據(jù)玻意耳定律可得
解得
L2=18.54cm
（3）降低丙圖中的氣體溫度，使活塞緩慢回到甲圖位置，壓強不變，體積減小，該過程中外界對氣體做功為
而氣體放熱
根據(jù)
可知內(nèi)能變化量
故內(nèi)能減少34.6J。
11．（2024·廣西·模擬預測）在駐波聲場作用下，水中小氣泡周圍液體的壓強會發(fā)生周期性變化，使小氣泡周期性膨脹和收縮，氣泡內(nèi)氣體可視為質(zhì)量不變的理想氣體，其膨脹和收縮過程可簡化為如下圖所示的p—V圖像，氣泡內(nèi)氣體先從壓強為P0、體積為V0、熱力學溫度為T0的狀態(tài)A等溫膨脹到體積為5V0、壓強為pB的狀態(tài)B，然后從狀態(tài)B絕熱收縮到體積為V0、壓強為1.9p0、熱力學溫度為TC的狀態(tài)C，B到C過程中外界對氣體做功為W，已知p0、V0、T0和W。求：
(1)A、B狀態(tài)的壓強之比：
(2)B、C狀態(tài)的熱力學溫度之比；
(3)B到C過程，則此過程中氣泡內(nèi)氣體的內(nèi)能變化了多少。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知識點】應用波意耳定律解決實際問題、應用理想氣體狀態(tài)方程處理實際問題、計算系統(tǒng)內(nèi)能改變、吸放熱及做功
【詳解】（1）由題可知，根據(jù)玻意耳定律可得
解得
（2）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知
解得
（3）根據(jù)熱力學第一定律可知
其中，故氣體內(nèi)能增加
12．（2024·河北邯鄲·模擬預測）如圖所示，有一個豎直放置的容器，橫截面積為，有一隔板放在卡槽上將容器分隔為容積均為的上下兩部分，另有一只氣筒分別通過單向進氣閥與容器上下兩部分連接（氣筒連接處的體積不計，抽氣、打氣時氣體溫度保持不變），初始時、均關閉，活塞位于氣筒最右側(cè)，上下氣體壓強均為大氣壓強p0，活塞從氣筒的最右側(cè)運動到最左側(cè)完成一次抽氣，從最左側(cè)運動到最右側(cè)完成一次打氣。活塞完成一次抽氣、打氣后，隔板與卡槽未分離，此時容器上下兩部分氣體壓強之比為3∶5，重力加速度為。
(1)求氣筒的容積；
(2)當完成抽氣、打氣各2次后，隔板與卡槽仍未分離，則隔板的質(zhì)量至少是多少？
【答案】(1)
(2)
【知識點】應用波意耳定律解決實際問題
【詳解】（1）活塞完成一次抽氣、打氣后，隔板與卡槽未分離，氣體做等溫變化，對上部分氣體
對下部分氣體
根據(jù)題意
解得氣筒的容積為
（2）當完成抽氣、打氣各2次后，隔板與卡槽仍未分離，氣體做等溫變化，對上部分氣體
對下部分氣體
解得
，
隔板與卡槽仍未分離，則
解得隔板的質(zhì)量至少為
13．（2024·浙江臺州·一模）如圖是一個內(nèi)部呈不規(guī)則形狀的導熱花瓶，為測量花瓶內(nèi)部容積，在花瓶上插入一根兩端開口的玻璃管，接口處用蜜蠟密封。玻璃管豎直放置，其內(nèi)部橫截面積為，質(zhì)量為的水銀柱將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在花瓶內(nèi)，水銀柱靜止時玻璃管中的空氣柱長度為，此時外界溫度為。現(xiàn)把花瓶浸在溫度為的熱水中，水銀柱再次靜止時下方的空氣柱長度變?yōu)椤Ｈ羝績?nèi)氣體內(nèi)能變化與溫度變化的關系為（為已知常量）。假設實驗中環(huán)境溫度和大氣壓不變且水銀未流出。求：
(1)花瓶浸在熱水中直到熱平衡，氣體的平均速率 （“增加”、“不變”或“減少”）；單位面積上氣體碰撞花瓶壁的平均作用力 （“增加”、“不變”或“減少”）；
(2)花瓶內(nèi)部的容積；
(3)若大氣壓強，溫度從變?yōu)闀r，氣體吸收的熱量。
【答案】(1) 增加 不變
(2)
(3)
【知識點】氣體溫度的微觀意義、氣體分子速率分布圖像、氣體壓強的微觀意義、應用蓋呂薩克定律解決實際問題、計算系統(tǒng)內(nèi)能改變、吸放熱及做功
【詳解】（1）[1] [2]花瓶浸在熱水中直到熱平衡，因氣體的溫度升高，所以氣體的平均速率增加，但花瓶連同玻璃管內(nèi)氣體做等壓變化，所以，單位面積上氣體碰撞花瓶壁的平均作用力不變。
（2）花瓶連同玻璃管內(nèi)氣體做等壓變化，由蓋呂薩克定律得
解得
（3）花瓶內(nèi)氣體壓強為
氣體溫度升高
氣體膨脹過程中，外界對氣體做功為
氣體內(nèi)能的變化為
由得
14．（2024·廣東清遠·模擬預測）如圖所示為水銀汲取原理圖。在圓柱形容器中裝有一定量的水銀，將兩端開口、中間有一活塞的圓柱形玻璃管一端緩慢浸入水銀中。待第一次穩(wěn)定時玻璃管中液面比容器中的液面低，活塞與玻璃管中液面相距，玻璃管下沿未與容器底接觸。已知活塞質(zhì)量，外界大氣壓強，圓柱形容器的橫截面積是玻璃管的2倍，重力加速度。現(xiàn)用力緩慢拉動活塞，待第二次穩(wěn)定時，玻璃管與容器中的液面等高，外界溫度保持不變，不計活塞與玻璃管間的摩擦，求：
(1)第一次穩(wěn)定狀態(tài)時，玻璃管中封閉氣體的壓強；
(2)第二次穩(wěn)定狀態(tài)時，力的大??；
(3)兩次穩(wěn)定狀態(tài)下，活塞往上移動的距離。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知識點】應用波意耳定律解決實際問題
【詳解】（1）由題意可知，第一次穩(wěn)定狀態(tài)時，玻璃管中封閉氣體的壓強大小為
代入數(shù)據(jù)解得
（2）第二次穩(wěn)定狀態(tài)時, 玻璃管與容器中的液面等高,故此時玻璃管中封閉氣體的壓強大小為
設活塞的橫截面積為S，對活塞受力分析，由牛頓第二定律可知
解得第二次穩(wěn)定狀態(tài)時，力的大小為
（3）封閉氣體的溫度不變，由玻意耳定律，可得
代入數(shù)據(jù)得，第二次穩(wěn)定狀態(tài)時玻璃管中的封閉氣體的長度為
設從第一次穩(wěn)定狀態(tài)到第二次穩(wěn)定狀態(tài)，玻璃管內(nèi)液面上升高度為，因為圓柱形容器的橫截面積是玻璃管的2倍，則容器內(nèi)液體頁面下降，有
解得
故活塞向上移動的距離為
四、綜合題
15．（2024·浙江金華·一模）如圖所示，一個長筒型導熱薄壁注射器內(nèi)有長度為L033cm的空氣，將注射器豎直放在水銀槽中，注射器底部與水銀面平齊，現(xiàn)向上緩慢拉動質(zhì)量不計的活塞，直到注射器內(nèi)吸入高度h10cm的水銀為止。此過程中水銀槽中的液面高度可視為不變。已知大氣壓強p076cmHg1.0×105Pa，筒內(nèi)橫截面積為S03×10-4m2，環(huán)境溫度不變，筒內(nèi)氣體可看作理想氣體，忽略注射器前端突出部分的體積，注射器筒足夠長。求：
(1)向上緩慢拉動活塞過程中，單位時間撞擊活塞底部的氣體分子數(shù) （選填“增多”、“減少”或“不變”）；氣體與外界的熱量交換為 （選填“吸熱”或“放熱”）；
(2)吸入水銀后注射器筒內(nèi)空氣柱的長度L1；
(3)若水銀柱上升過程中，拉力F對活塞做功，求筒內(nèi)氣體對活塞所做的功W。
【答案】(1) 減少 吸熱
(2)
(3)
【知識點】判斷系統(tǒng)吸放熱、做功情況和內(nèi)能變化情況、計算系統(tǒng)內(nèi)能改變、吸放熱及做功、探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關系
【詳解】（1）[1]向上緩慢拉動活塞過程中，為等溫過程，氣體體積增大，壓強減小，故知單位時間撞擊活塞底部的氣體分子數(shù)減少；
[2]向上緩慢拉動活塞過程中，氣體對外界做功
溫度不變
根據(jù)熱力學第一定律
知
故氣體與外界的熱量交換為吸熱。
（2）原來筒內(nèi)氣體
后來筒內(nèi)氣體
對于等溫過程根據(jù)玻意耳定律
解得
（3）活塞上升的高度為
氣體對活塞做功
解得
考點分析
三年考情分析
2025命題熱點
分子動理論、固體和液體的性質(zhì)
2023：海南卷、江蘇卷、北京卷
2022：山東卷、江蘇卷
氣體狀態(tài)變化及其圖像
氣體實驗定律
熱力學定律
氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程
2024：廣東卷、廣西卷、安徽卷、湖南卷、江西卷、甘肅卷、全國甲卷、山東卷
2023：海南卷、遼寧卷、湖北卷
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熱力學第一定律
熱力學第二定律
定律揭示的問題
從能量守恒的角度揭示了功、熱量和內(nèi)能改變量三者的定量關系
自然界中出現(xiàn)的宏觀過程是有方向性的
機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化
當摩擦力做功時，機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
內(nèi)能不可能在不引起其他變化的情況下完全變成機械能
熱量的傳遞
熱量可以從高溫物體自發(fā)傳向低溫物體
說明熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體
兩定律的關系
在熱力學中，兩者既相互獨立，又互為補充，共同構成了熱力學知識的理論基礎
類別
特點(其中C為常量)
舉例
p-V
pV＝CT，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點越遠
p-eq \f(1,V)
p＝CTeq \f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高
p-T
p＝eq \f(C,V)T，斜率k＝eq \f(C,V)，即斜率越大，體積越小
V-T
V＝eq \f(C,p)T，斜率k＝eq \f(C,p)，即斜率越大，壓強越小

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