2026高考物理专题复习之历年真题精选分类汇编（教师版）_专题十五　热学

这是一份2026高考物理专题复习之历年真题精选分类汇编（教师版）_专题十五　热学，共6页。
题点1 热运动
(2025·江苏卷·8)一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时( )
A.分子的数密度较大
B.分子间平均距离较小
C.分子的平均动能较大
D.单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少
【答案】C
【解析】根据题意，一定质量的理想气体，甲、乙两个状态下气体的体积相同，所以分子数密度相同、分子间的平均距离相同，故A、B错误；根据题图可知，乙状态下气体速率大的分子占比较大，则乙状态下气体温度较高，分子的平均动能较大，故C正确；乙状态下气体平均速度大，分子数密度相等，则单位时间内碰撞单位面积器壁的次数较多，故D错误。
【难度】基础题
【关联题点】气体内能
(2023·北京卷·15)用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径d＝________。
【答案】eq \f(V,S)
【解析】油酸分子的直径d＝eq \f(V,S)。
【难度】基础题
(2023·北京卷·1)夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体( )
A．分子的平均动能更小
B．单位体积内分子的个数更少
C．所有分子的运动速率都更小
D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
【答案】A
【解析】夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，故A正确，C错误；由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，B、D错误。
【难度】基础题
题点2 分子间作用力及分子势能
(2025·山东卷·2)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于r0时分子势能Ep为零，则( )
A.只有r大于r0时，Ep为正
B.只有r小于r0时，Ep为正
C.当r不等于r0时，Ep为正
D.当r不等于r0时，Ep为负
【答案】C
【解析】方法一：两个分子间距离r等于r0时分子势能为零，从r0处随着距离的增大，此时分子间作用力表现为引力，分子间作用力做负功，故分子势能增大；从r0处随着距离的减小，此时分子间作用力表现为斥力，分子间作用力也做负功，分子势能也增大；故可知当r不等于r0时，Ep为正。
方法二：由Ep与r的关系图像，可知当r＝r0时分子势能最小，若规定两个分子间距离r等于r0时分子势能Ep为零，当r不等于r0时，分子势能均为正值。
【难度】基础题
(2023·海南卷·5)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( )
A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力
B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大
C．分子势能在r0处最小
D．分子间距离在小于r0且减小时，分子势能在减小
【答案】C
【解析】分子间距离大于r0时，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离r0处过程中，引力做正功，势能减小，在r0处势能最小，分子间距离继续减小，分子间表现为斥力，分子力做负功，势能增大，C正确。
【难度】基础题
(2020·北京卷·10)分子力F随分子间距离r的变化如图所示．将两分子从相距r＝r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是( )
A．从r＝r2到r＝r0分子间引力、斥力都在减小
B．从r＝r2到r＝r1分子力的大小先减小后增大
C．从r＝r2到r＝r0分子势能先减小后增大
D．从r＝r2到r＝r1分子动能先增大后减小
【答案】D
【解析】分子力与分子间距离的关系如图所示，从r＝r2到r＝r0，分子间引力和斥力都增大，故A错误；从r＝r2到r＝r1，分子间引力和斥力的合力先增大，再减小，再增大，故B错误；从r＝r2到r＝r0，分子力做正功，分子势能一直减小，故C错误；从r＝r2到r＝r1，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确．
【难度】基础题
题点3 气体内能
(2021·北京卷·4)比较45 ℃的热水和100 ℃的水蒸汽，下列说法正确的是( )
A．热水分子的平均动能比水蒸汽的大
B．热水的内能比相同质量的水蒸汽的小
C．热水分子的速率都比水蒸汽的小
D．热水分子的热运动比水蒸汽的剧烈
【答案】B
【解析】温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，故热水分子的平均动能比水蒸汽的小，故A错误；内能与物质的量、温度、体积有关，相同质量的热水和水蒸汽，热水变成水蒸汽，温度升高，体积增大，吸收热量，故热水的内能比相同质量的水蒸汽的小，故B正确；温度越高，分子热运动的平均速率越大，45 ℃的热水中的分子平均速率比100 ℃的水蒸汽中的分子平均速率小，由于分子运动是无规则的，并不是每个分子的速率都小，故C错误；温度越高，分子热运动越剧烈，故D错误．
【难度】基础题
(2022·江苏卷·6)自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是( )
A．体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变
B．压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C．因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D．温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
【答案】D
【解析】A．密闭容器中的氢气质量不变，分子个数不变，根据n=N0V
可知当体积增大时，单位体积内分子个数变少，分子的密集程度变小，故A错误；
B．气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的；压强增大并不是因为分子间斥力增大，故B错误；
C．普通气体在温度不太低，压强不太大的情况下才能看作理想气体，故C错误；
D．温度是气体分子平均动能的标志，大量气体分子的速率呈现“中间多，两边少”的规律，温度变化时，大量分子的平均速率会变化，即分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化，故D正确.
【难度】基础题
考点2 固体和液体性质的理解
题点1 晶体和非晶体
(2020·江苏卷·第13题 A(1))玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体．下列关于玻璃的说法正确的是________．
A．没有固定的熔点
B．天然具有规则的几何形状
C．沿不同方向的导热性能相同
D．分子在空间上周期性排列
【答案】AC
【难度】基础题
题点2 饱和汽压和湿度的理解
(2025·福建卷·9)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水量的多少。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”或“不做功”)。
【答案】p1L1p2 做正功
【解析】设导管的横截面积为S，水位下降后，空气柱温度不变，根据玻意耳定律有p1L1S＝p2L2S，可得L2＝p1L1p2；该过程中内部气体体积增大，故内部气体对外界做正功。
【难度】基础题
(2025·云南卷·9)图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙所示。硬质玻璃泡a内封有一定质量的气体(视为理想气体)，与a相连的b管插在水槽中固定，b管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b管的体积与a泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压p0下，b管上的刻度可以直接读出环境温度。则在p0下( )
A.环境温度升高时，b管中液面升高
B.环境温度降低时，b管中液面升高
C.水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小
D.水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大
【答案】BD
【解析】根据题意，a中气体做等容变化，设b管内外液面高度差为h，根据pT＝C，若环境温度升高，则a中气体压强增大，又pa＋ρ液gh＝p0，可知b管中液面降低，同理可知环境温度降低时，b管中液面升高，故B正确，A错误；由A、B选项分析可知，b管中温度刻度从上到下逐渐升高，同一温度，a中压强不变，b管中液面与水槽内液面高度差不变，水槽中的水少量蒸发后，水槽中液面降低，则b管内液面降低，温度测量值偏大，故C错误，D正确。
【难度】中档题
(2024·全国甲卷·33)(1)(多选)如图，四个相同的绝热试管分别倒立在盛水的烧杯a、b、c、d中，平衡后烧杯a、b、c中的试管内外水面的高度差相同，烧杯d中试管内水面高于试管外水面。已知四个烧杯中水的温度分别为ta、tb、tc、td，且taWB
则根据ΔU＝W＋Q
因为汽缸和活塞都是绝热的，即Q＝0，故有ΔUA>ΔUB
即重新平衡后汽缸A内气体的内能大于汽缸B内气体的内能；
由题图乙中曲线可知曲线②中分子速率大的分子数占总分子数百分比较大，即曲线②的温度较高，由前面分析可知汽缸B温度较低，故曲线①表示汽缸B中气体分子的速率分布规律。
【难度】基础题
(2022·湖南卷·第15题(1))利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离．如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成．高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位．气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出．下列说法正确的是________．
A．A端为冷端，B端为热端
B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的
C．A端流出的气体内能一定大于B端流出的
D．该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律
E．该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律
【答案】ABE
【解析】依题意，中心部位为热运动速率较低的气体，与挡板作用后反弹，从A端流出，而边缘部分为热运动速率较高的气体，从B端流出；同种气体分子平均热运动速率较大、其对应的温度也就较高，所以A端为冷端、B端为热端，故A正确．依题意，A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出的气体分子热运动平均速率小于从B端流出的，从A端流出的气体分子平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能；内能的多少还与分子数有关，依题意，不能得出从A端流出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能，故B正确，C错误．该装置将冷热不均的气体进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非是自发进行的，没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端出、较高的从B端出，也符合能量守恒定律，故D错误，E正确．
【难度】基础题
(2022·山东卷·5)如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动90°过程中，缸内气体( )
A．内能增加，外界对气体做正功
B．内能减小，所有分子热运动速率都减小
C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少
D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加
【答案】C
【解析】初始时气缸开口向上，活塞处于平衡状态，气缸内外气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡，则有(p1－p0)S＝mg，气缸在缓慢转动的过程中，气缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿气缸壁的分力，故气缸内气体缓慢地将活塞往外推，最后气缸水平，缸内气压等于大气压。气缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，气缸内气体通过压强作用将活塞往外推，气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体内能减小，故缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，A、B错误；气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，速率大的分子数占总分子数的比例减小，C正确，D错误．
【难度】基础题
(2023·浙江6月选考·14)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
【解析】根据热力学第二定律可知热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误；液体的表面张力方向总是跟液面相切，故B正确；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；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。
【难度】基础题
题点2 热力学定律与气体实验定律的综合应用
（2025·浙江1月选考·15）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，液面差h不变，瓶内气体处于状态2，此时锁定瓶塞，并缓慢吸出吸管内的水，使管内与瓶内液面等高，气体处于状态3。已知从状态2到状态3气体对外做功W=1.02 J，从状态1到状态3气体吸收热量Q=4.56 J，大气压强p0=1.0×105 Pa，水的密度ρ=1×103 kg/m3，g取10 m/s2，忽略液体表面张力和水蒸气对压强的影响。
(1)从状态2到状态3，理想气体热运动的平均速率 (填“增大”“不变”或“减小”)，单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数 (填“增大”“不变”或“减小”)；
(2)求状态3理想气体的体积V3；
(3)求从状态1到状态3理想气体内能的改变量ΔU。
答案 (1)不变 减小
(2)1.020 1×103 cm3 (3)2.53 J
解析 (1)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，则气体分子热运动的平均速率不变，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V1T1=V2T2
其中V1=1×103 cm3，T1=300 K，T2=303 K
解得V2=1.01×103 cm3
此时气体压强为
p2=p1=p0+ρgh=1.01×105 Pa
气体从状态2到状态3的过程，由玻意耳定律
p2V2=p3V3
其中p3=p0
代入数据解得，气体在状态3的体积为
V3=1.020 1×103 cm3
(3)气体从状态1到状态2的过程中，气体对外做功为
W1=p1(V2-V1)=1.01 J
由热力学第一定律ΔU=Q-(W1+W2)
其中Q=4.56 J，W2=W=1.02 J
代入解得，从状态1到状态3气体内能的改变量为ΔU=2.53 J。
【难度】 中档题
（2025·浙江6月选考·16）“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t1,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t2,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7.35 J。已知S=1.6×10-3 m2,t1=77 ℃,t2=27 ℃。忽略皮肤的形变,大气压强p0=1.05×105 Pa。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)9×104 Pa (2)减少7.35 J (3)24 N
【解析】 (1)状态1气体的温度T1=(77+273) K=350 K,压强p1=p0=1.05×105 Pa
状态2气体的温度T2=(27+273) K=300 K,压强为p2
忽略皮肤的形变,罐内气体做等容变化,根据查理定律p1T1=p2T2
解得p2=9×104 Pa
(2)根据热力学第一定律ΔU=W+Q
气体做等容变化,外界对气体不做功,W=0,气体向外界放出热量,Q=-7.35 J
解得ΔU=-7.35 J,即气体内能减少7.35 J。
(3)罐内外的压强差Δp=p0-p2=1.5×104 Pa
状态2皮肤受到的吸力大小F=ΔpS=24 N。
【难度】 中档题
(2025·安徽卷·3)在恒温容器内的水中，让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气，球内气体(可视为理想气体)温度不变，则气球上升过程中，球内气体( )
A.对外做功，内能不变
B.向外放热，内能减少
C.分子的平均动能变小
D.吸收的热量等于内能的增加量
【答案】A
【解析】根据题意可知，气球缓慢上升的过程中，气体温度不变，则气体的内能不变，分子的平均动能不变，B、C错误；气体的压强减小，由pV＝C知气体体积变大，则气体对外做功，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q＝0可知，吸收的热量与气体对外做的功相等，A正确，D错误。
【难度】基础题
(2025·黑吉辽蒙·2)某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体( )
A.内能变小B.压强变大
C.分子的数密度变大D.每个分子动能都变大
【答案】B
【解析】将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，瓶内气体温度升高，瓶内气体的内能变大，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都变大，故A、D错误；瓶内气体做等容变化，根据pT＝C，知温度升高，压强变大，故B正确；气体分子数量不变，气体体积不变，则分子的数密度不变，故C错误。
【难度】基础题
(2025·陕晋青宁·13)某种卡车轮胎的标准胎压范围为2.8×105~3.5×105 Pa。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度T1为300 K时，体积V1和压强p1分别为0.528 m3、3.0×105 Pa；当胎内气体温度升高到T2为350 K时，体积增大到V2为0.560 m3，气体可视为理想气体。
(1)求此时胎内气体的压强p2；
(2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为7.608×104 J，求胎内气体的内能增加量ΔU。
【答案】(1)3.3×105 Pa (2)6.6×104 J
【解析】(1)根据理想气体状态方程p1V1T1＝p2V2T2
代入数据得p2＝p1T2V1T1V2＝3.3×105 Pa
(2)p－V图线与V轴围成的面积表示做功的大小，该过程气体体积增大，则气体对外做功，可得外界对气体做功为W＝－p1＋p22(V2－V1)＝－1.008×104 J
由热力学第一定律ΔU＝Q＋W
代入数据可得ΔU＝6.6×104 J。
【难度】基础题
(2025·山东卷·16)如图所示，上端开口，下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为p0，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为f0＝121p0S，等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，T1＝330 K时，气柱高度为h1，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至T2＝440 K时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至T3＝400 K时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至T4＝330 K时，保持温度不变，活塞不再下降。求：
(1)T2＝440 K时，气柱高度h2；
(2)从T1状态到T4状态的过程中，封闭气体吸收的净热量Q(扣除放热后净吸收的热量)。
【答案】(1)43ℎ1 (2)8p0ℎ1S63
【解析】(1)活塞开始缓慢上升，由受力平衡p0S＋f0＝p1S
可得封闭的理想气体压强p1＝2221p0
T1→T2升温过程中，等压膨胀，由盖－吕萨克定律ℎ1ST1＝ℎ2ST2
解得h2＝43h1
(2)T1→T2升温过程中，等压膨胀，外界对气体做功W1＝－p1(h2－h1)S＝－22p0ℎ1S63
T2→T3降温过程中，等容变化，外界对气体做功W2＝0
活塞受力平衡有p0S＝f0＋p2S
解得封闭的理想气体压强p2＝2021p0
T3→T4降温过程中，等压压缩，由盖－吕萨克定律ℎ2ST3＝ℎ3ST4
解得h3＝1110h1
外界对气体做功W3＝p2(h2－h3)S＝14p0ℎ1S63
全程中外界对气体做功W＝W1＋W2＋W3＝－8p0ℎ1S63
因为T1＝T4，故封闭的理想气体总内能变化ΔU＝0
利用热力学第一定律ΔU＝W＋Q
解得Q＝8p0ℎ1S63
故封闭气体吸收的净热量Q＝8p0ℎ1S63。
【难度】中档题
(2024·浙江6月选考·19)如图所示，测定一个形状不规则小块固体体积，将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中，开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管，其横截面积为S，接口用蜡密封。容器内充入一定质量的理想气体，并用质量为m的活塞封闭，活塞能无摩擦滑动，稳定后测出气柱长度为l1，将此容器放入热水中，活塞缓慢竖直向上移动，再次稳定后气柱长度为l2、温度为T2。已知S=4.0×10-4m2，m=0.1kg，l1=0.2 m，l2=0.3m，T2=350K，V0=2.0×10-4m3，大气压强p0=1.0×105Pa，环境温度T1=300K。
(1)在此过程中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”)，气体分子的数密度_______(选填“变大”“变小”或“不变”)；
(2)求此不规则小块固体的体积V；
(3)若此过程中气体内能增加10.3 J，求吸收热量Q。
【答案】(1)不变，变小；(2)4×10-5m3；(3)14.4J
【解析】(1)温度升高后，活塞缓慢上升，受力不变，故封闭气体的压强不变，
根据可知器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变；
由于体积变大，故气体分子的数密度变小。
(2)气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律
解得
(3)整个过程中外界对气体做功为
对活塞受力分析
解得
根据热力学第一定律
其中
解得
故气体吸收热量为14.4J。
【难度】中档题
(2024·浙江1月选考·19)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)
【解析】(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
【难度】中档题
(多选)(2024·海南卷·11)一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，下列说法正确的是( )
A.bc过程外界对气体做功
B.ca过程气体压强不变
C.ab过程气体放出热量
D.ca过程气体内能减小
【答案】AC
【解析】由理想气体状态方程pVT=C，可得V=CpT，由V-T图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故pa0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，解得Q 0，需要从外界吸热，故C错误，D正确。
【难度】基础题
(2024·北京卷·3)一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变，外界大气压不变。在上浮过程中气泡内气体( )
A.内能变大B.压强变大
C.体积不变D.从水中吸热
【答案】D
【解析】上浮过程气泡内气体的温度不变，内能不变，故A错误；气泡内气体压强p=p0+ρ水gh，故上浮过程气泡内气体的压强减小，故B错误；由玻意耳定律pV=C知，气体的体积变大，故C错误；上浮过程气体体积变大，气体对外做功，理想气体温度不变，则内能不变，由热力学第一定律ΔU=Q+W知，气体从水中吸热，故D正确。
【难度】基础题
(2024·山东卷·6)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是( )
A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
B．b→c过程，气体对外做功，内能增加
C．a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
D．a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量
【答案】C
【解析】a→b过程压强不变，体积增大，气体对外做功WabTa，即内能增大，ΔUab>0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q>0，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误；
b→c过程中气体与外界无热量交换，即Qbc＝0
又由气体体积增大可知Wbc