押江苏卷4题
热学
考点内容 考情分析
考点一 分子动理论 气体压强微观解释 气体、固体及液体往往结合生活实际考哈气体压强微观理论解释、固体的各项同性/异性判断及液体的浸润与不浸润分析。气体实验定律、理想气体往往考察理想气体定律应用、理想气体与热力学问题综合分析。
考点二 固体、液体
考点三 气体实验定律 理想气体状态方程
考点四 热力学定律与气体实验定律相结合
考向一、分子动理论
1．分子间的作用力
分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得较快。
2．分子动能与分子势能
（1）分子平均动能：所有分子动能的平均值。温度是分子平均动能的标志。
（2）分子势能：由分子间的相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的
距离有关。
3．分子间的作用力、分子势能与分子间距离的关系
分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。
（1）当r＞r0时，分子间的作用力表现为引力，当r增大时，分子间的作用力做负功，分子势能增大。
（2）当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，当r减小时，分子间的作用力做负功，分子势能增大。
（3）当r＝r0时，分子势能最小。
4．物体的内能
（1）内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。
（2）决定因素：温度、体积和物质的量．
（3）影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。
（4）改变物体内能的两种方式：做功和热传递。
5．温度
（1）一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
（2）两种温标：摄氏温标和热力学温标．关系：T＝t＋273.15 K。
考向二、气体、固体与液体
1．气体分子运动的速率分布图像
气体分子间距离大约是分子直径的10倍，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示。
2．固体
（1）分类：固体分为晶体和非晶体两类。晶体又分为单晶体和多晶体。
（2）晶体和非晶体的比较
分类 比较 晶体 非晶体
单晶体 多晶体
外形 有规则的形状 无确定的几何形状 无确定的几何外形
熔点 确定 确定 不确定
物理性质 各向异性 各向同性 各向同性
典型物质 石英、云母、明矾、食盐 各种金属 玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青
转化 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化
3．液体的表面张力
（1）作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，
球形表面积最小。
（2）方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直。
（3）形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力。
4．液晶
（1）液晶的物理性质：具有液体的流动性．具有晶体的光学各向异性。
液晶的微观结构：从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的。
考向三、理想气体与热力学定律
1．气体实验定律
玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律
内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比
表达式 p1V1＝p2V2 ＝ 拓展：Δp＝ΔT ＝ 拓展：ΔV＝ΔT
微观解释 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变．体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大．只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变
图像
2．热力学第一定律
（1）内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
（2）表达式：ΔU＝Q＋W.
（3）表达式中的正、负号法则：
物理量 ＋ －
W 外界对物体做功 物体对外界做功
Q 物体吸收热量 物体放出热量
ΔU 内能增加 内能减少
考点一 分子动理论 气体压强围观解释
1．内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法。
2．内能的大小与温度、体积、物质的量和物态等因素有关。
3．通过做功或热传递可以改变物体的内能。
4．温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能都相同。
内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关。任何物体都具有内能，恒不为零。
5．产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。
6．决定因素(一定质量的某种理想气体)宏观上：决定于气体的温度和体积。
微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。
【真题精讲】
1．（2021·重庆）图1和图2中曲线分别描述了某物理量随分之间的距离变化的规律，为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线对应的物理量分别是（ ）
A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③
【巩固训练】
1．（2020·北京）分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．从到分子间引力、斥力都在减小
B．从到分子力的大小先减小后增大
C．从到分子势能先减小后增大
D．从到分子动能先增大后减小
考点二 气体 固体 液体
分类 比较 晶体 非晶体
单晶体 多晶体
外形 规则 不规则
物理性质 各向异性 各向同性
熔点 确定 不确定
原子排列 有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则 无规则
联系 晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化
【真题精讲】
1．（2014·海南）下列说法正确的是（ ）
A．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性
D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
【巩固训练】
1．（2020·江苏）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有（ ）
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
考点三 气体实验定律 理想气体状态方程
1．弄清一个物理过程分为哪几个阶段。
2．找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的。
3．明确哪个阶段应遵循什么实验定律。
【真题精讲】
1．（2022·全国乙卷·T33（1））一定量的理想气体从状态a经状态b变化状态c，其过程如图上的两条线段所示，则气体在（ ）
A. 状态a处压强等于状态c处的压强
B. 由b变化到c的过程中，气体的压强不变
C. 由a变化到b的过程中，气体从外界吸热
D. 由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
【巩固训练】
1．（2021·天津）列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振，空气弹簧主要由活塞、气缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时气缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若气缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中（ ）
A．上下乘客时，气体的内能不变 B．上下乘客时，气体从外界吸热
C．剧烈颠簸时，外界对气体做功 D．剧烈颠簸时，气体的温度不变
26．（2021·全国）如图，一定量的理想气体从状态经热力学过程、、后又回到状态a。对于、、三个过程，下列说法正确的是（ ）
A．过程中，气体始终吸热
B．过程中，气体始终放热
C．过程中，气体对外界做功
D．过程中，气体的温度先降低后升高
E．过程中，气体的温度先升高后降低
考点四 热力学定律与气体实验定律相结合
1．理想气体相关三量ΔU、W、Q的分析思路
（1）内能变化量ΔU：1）由气体温度变化分析ΔU.温度升高，内能增加，ΔU>0；温度降低，内能减少，ΔU<0.2）由公式ΔU＝W＋Q分析内能变化。
（2）做功情况W：由体积变化分析气体做功情况．体积膨胀，气体对外界做功，W<0；体积被压缩，外界对气体做功，W>0。
（3）气体吸、放热Q：一般由公式Q＝ΔU－W分析气体的吸、放热情况，Q>0，吸热；Q<0，放热。
对热力学第二定律的理解：热量可以由低温物体传递到高温物体，也可以从单一热源吸收热量全部转化
为功，但会产生其他影响。
【真题精讲】
1．（2022·湖南卷·T15（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端流出的气体分子热运动平均速率一定大于B端
B. A端流出的气体内能一定小于B端流出的
C. 该装置气体进出过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律
D. 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
【巩固训练】
1．(2020·天津卷·5)水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图．从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口．扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出．若水在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体( )
A．压强变大 B．对外界做功
C．对外界放热 D．分子平均动能变大
2．(2021·山东卷·2)如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高．一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体( )
A．内能减少
B．对外界做正功
C．增加的内能大于吸收的热量
D．增加的内能等于吸收的热量
1．（2022·辽宁）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（ ）
A．对外界做正功 B．压强保持不变 C．向外界放热 D．内能减少
2．（2022·湖北）一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p—V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（ ）
A．a→b是等温过程
B．a→b过程中气体吸热
C．a→c过程中状态b的温度最低
D．a→c过程中外界对气体做正功
3．（2022·山东）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
4．（2018·全国）如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是（ ）
A．过程①中气体的压强逐渐减小
B．过程②中气体对外界做正功
C．过程④中气体从外界吸收了热量
D．状态c、d的内能相等
E．状态d的压强比状态b的压强小
5．（2021·江苏）铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）
A． B． C． D．
6．（2021·北京）比较45C的热水和100C的水蒸气，下列说法正确的是（ ）
A．热水分子的平均动能比水蒸气的大 B．热水的内能比相同质量的水蒸气的小
C．热水分子的速率都比水蒸气的小 D．热水分子的热运动比水蒸气的剧烈
7．28．（2012·全国）关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
8．（2023春·江苏淮安·高三校考阶段练习）研究表明，分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。则（ ）
A．液体表面层分子间距离略大于
B．理想气体分子间距离为
C．分子间距离时，分子力表现为斥力
D．分子间距离时，分子势能最小
9．（2023·江苏扬州·扬州中学校考模拟预测）“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，三位同学根据实验数据得到的p-V图像分别如图线a、b、c所示。若a、b是不重合的两条双曲线，c与b相交，则（ ）
A．a、b不重合是由于b气体质量大
B．a、b不重合是由于b气体温度高
C．产生c图线可能是容器密闭性不好
D．产生c图线可能是推动活塞过于快速
10．（2023秋·江苏南京·高三校考开学考试）如图，容器P和容器Q通过阀门K连接，P的容积是Q的2倍。P中盛有氧气，气压为，Q中为真空，打开阀门，氧气进入容器Q，设整个过程中气体温度不变，氧气视为理想气体，稳定后，检测容器P的气压表示数为（ ）
A． B．
C． D．
11．（2023秋·江苏泰州·高三泰州中学校考开学考试）大家耳熟能详的节气歌“春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒”反映了古人的智慧，里面涉及与节气有关的物理现象．下列说法正确的是（ ）
A．荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势
B．冬天低温下会结冰，如果一定质量的0℃水变成0℃的冰，体积会增大，分子势能会增大
C．夏天气温比春天高，所以夏天大气中所有分子的热运动速率均比春天大
D．食盐受潮时会粘在一起，受潮后的食盐是非晶体
12．（2023·江苏·统考二模）用气压式开瓶器开红酒瓶，如图所示，通过针头向瓶内打几次气，然后便能轻松拔出瓶塞，则（ ）
A．打气后瓶塞未拔出前，分子斥力明显增大
B．打气后瓶塞未拔出前，单位时间内与瓶塞碰撞的分子数增多
C．快速拔出瓶塞的过程中，气体吸热，内能增大
D．快速拔出瓶塞的过程中，瓶塞克服摩擦力所做的功等于气体内能的减少
13．（2023·江苏扬州·扬州中学校考模拟预测）下列说法正确的是（ ）
A．空中的小雨滴呈球形是水的重力作用的结果
B．物体的内能变化时，其温度一定变化
C．电冰箱通电后把冰箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，没有违背热力学第二定律
D．春季，柳絮像雪花般在空中飞舞是一种布朗运动
14．（2023秋·江苏南通·高三海安高级中学校考开学考试）密闭在钢瓶中的理想气体，如图所示是该气体在a、b状态时的分子速率分布图像。下面关于气体在a、b状态的叙述，正确的是（ ）
A．Ta > Tb
B．pa < pb
C．图中状态a曲线下的面积比状态b曲线下的面积大
D．从状态a到状态b，气体的内能减小
15．（2023·江苏淮安·模拟预测）如图所示，绝热容器被绝热隔板K1和卡销锁住的绝热光滑活塞K2隔成a、b、c三部分，a部分为真空，b部分为一定质量的稀薄理想气体，且压强（是大气压强），c与大气连通，则下列说法中正确的是（ ）
A．只打开隔板K1，b中气体对外做功，内能减少
B．只打开隔板K1，b中气体压强减小，温度不变
C．只打开卡销K2，外界对b中气体做功，b中气体内能不变
D．打开隔板K1和卡销K2，待活塞K2稳定后，b部分气体的内能减少
16．（2023春·江苏扬州·高三统考开学考试）如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能Ep为0，另一分子（ ）
A．在x0处所受分子力为0 B．从x1处向左移动，分子力一直增大
C．从x1处向右移动，分子力一直增大 D．在x2处由静止释放可运动到x0处
17．（2023·江苏·模拟预测）某同学将一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的注射器内，注射器通过非常细的导气管与压强传感器相连，将整套装置置于恒温水池中。开始时，活塞位置对应刻度数为“8”，测得压强为。活塞缓慢压缩气体的过程中，当发现导气管连接处有气泡产生时，立即进行气密性加固。继续缓慢压缩气体，当活塞位置对应刻度数为“2”时停止压缩，此时压强为。则该过程中（ ）
A．泄漏气体的质量为最初气体质量的
B．气泡在上升过程中内部气体压强变大
C．在压缩气体的过程中，气体分子的平均动能变大
D．注射器内存留气体的内能不变
18．（2023秋·江苏南通·高三统考开学考试）将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入盛有某种液体的玻璃容器里，下列各图中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
19．（2023·江苏·模拟预测）下列说法正确的是（ ）
A．图甲为一定质量的某种理想气体在3个不同温度下的等温线，其中等温线1表示的温度最高
B．图乙为一定质量的理想气体状态变化的V-T图线，由图可知气体在状态a的压强大于在状态b的压强
C．图乙中一定质量的理想气体在a→b的过程中对外界做功，气体吸热
D．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子势能随分子间距离的增大而增大
20．（2023·江苏徐州·统考三模）石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加，得到了一种结构规则的新材料，其中层与层间距约为六边形边长的两倍。则（ ）
A．新材料属于非晶体
B．新材料没有固定的熔点
C．低温下新材料中碳原子停止运动
D．层间相邻碳原子间作用力表现为引力
21．（2023·江苏·校联考模拟预测）如图所示，下端开口的热气球悬浮在空中，球内气体的温度为T1、压强为p1、体积为V1、密度为ρ1，某时刻将球内气体温度升高到T2，此时球内气体的压强为p2、体积为V2、密度为ρ2，设热气球体积和外部大气压强均不发生变化，则有（ ）
A． B． C． D．
22．（2023秋·江苏·高三校联考开学考试）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”在某个工作过程中，一定质量的理想气体的p-T图像如图所示，ab与横轴平行。下列说法错误的是（ ）
A．a→b过程中，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数减少
B．a→b过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功
C．b→c过程中，气体温度降低，体积增大
D．b→c过程中，每个气体分子的动能都减少
23．（2023·江苏徐州·统考三模）两只相同的篮球甲、乙内空气压强相等，温度相同。用气筒给甲球快速充气、给乙球缓慢充气，两球充入空气的质量相同。设充气过程篮球体积不变，则（ ）
A．刚充完气，两球中气体分子的平均动能相等
B．刚充完气，甲中分子的数密度较大
C．刚充完气，两球内气体压强相等
D．对甲充气过程人做的功比对乙的多
24．（2023·江苏南京·统考三模）一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环过程。下列说法正确的是（ ）
A．A→B→C过程中，气体压强先增加后不变
B．C→D→A过程中，单位体积内分子数先不变后增加
C．整个循环过程中，气体对外界做的功大于外界对气体做的功
D．整个循环过程中，气体对外界放热，内能不变押江苏卷4题
热学
考点内容 考情分析
考点一 分子动理论 气体压强微观解释 气体、固体及液体往往结合生活实际考哈气体压强微观理论解释、固体的各项同性/异性判断及液体的浸润与不浸润分析。气体实验定律、理想气体往往考察理想气体定律应用、理想气体与热力学问题综合分析。
考点二 固体、液体
考点三 气体实验定律 理想气体状态方程
考点四 热力学定律与气体实验定律相结合
考向一、分子动理论
1．分子间的作用力
分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得较快。
2．分子动能与分子势能
（1）分子平均动能：所有分子动能的平均值。温度是分子平均动能的标志。
（2）分子势能：由分子间的相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的
距离有关。
3．分子间的作用力、分子势能与分子间距离的关系
分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。
（1）当r＞r0时，分子间的作用力表现为引力，当r增大时，分子间的作用力做负功，分子势能增大。
（2）当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，当r减小时，分子间的作用力做负功，分子势能增大。
（3）当r＝r0时，分子势能最小。
4．物体的内能
（1）内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。
（2）决定因素：温度、体积和物质的量．
（3）影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。
（4）改变物体内能的两种方式：做功和热传递。
5．温度
（1）一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
（2）两种温标：摄氏温标和热力学温标．关系：T＝t＋273.15 K。
考向二、气体、固体与液体
1．气体分子运动的速率分布图像
气体分子间距离大约是分子直径的10倍，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示。
2．固体
（1）分类：固体分为晶体和非晶体两类。晶体又分为单晶体和多晶体。
（2）晶体和非晶体的比较
分类 比较 晶体 非晶体
单晶体 多晶体
外形 有规则的形状 无确定的几何形状 无确定的几何外形
熔点 确定 确定 不确定
物理性质 各向异性 各向同性 各向同性
典型物质 石英、云母、明矾、食盐 各种金属 玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青
转化 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化
3．液体的表面张力
（1）作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，
球形表面积最小。
（2）方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直。
（3）形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力。
4．液晶
（1）液晶的物理性质：具有液体的流动性．具有晶体的光学各向异性。
液晶的微观结构：从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的。
考向三、理想气体与热力学定律
1．气体实验定律
玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律
内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比
表达式 p1V1＝p2V2 ＝ 拓展：Δp＝ΔT ＝ 拓展：ΔV＝ΔT
微观解释 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变．体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大．只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变
图像
2．热力学第一定律
（1）内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
（2）表达式：ΔU＝Q＋W.
（3）表达式中的正、负号法则：
物理量 ＋ －
W 外界对物体做功 物体对外界做功
Q 物体吸收热量 物体放出热量
ΔU 内能增加 内能减少
考点一 分子动理论 气体压强围观解释
1．内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法。
2．内能的大小与温度、体积、物质的量和物态等因素有关。
3．通过做功或热传递可以改变物体的内能。
4．温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能都相同。
内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关。任何物体都具有内能，恒不为零。
5．产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。
6．决定因素(一定质量的某种理想气体)宏观上：决定于气体的温度和体积。
微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。
【真题精讲】
1．（2021·重庆）图1和图2中曲线分别描述了某物理量随分之间的距离变化的规律，为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线对应的物理量分别是（ ）
A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③
【答案】D
【解析】根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像；根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r变化的图像；根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小，可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离r变化的图像，D正确，故选D。
【巩固训练】
1．（2020·北京）分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．从到分子间引力、斥力都在减小
B．从到分子力的大小先减小后增大
C．从到分子势能先减小后增大
D．从到分子动能先增大后减小
【答案】D
【解析】从到分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误；由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；分子势能在时分子势能最小，故从到分子势能一直减小，故C错误；从到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。故选D。
考点二 气体 固体 液体
分类 比较 晶体 非晶体
单晶体 多晶体
外形 规则 不规则
物理性质 各向异性 各向同性
熔点 确定 不确定
原子排列 有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则 无规则
联系 晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化
【真题精讲】
1．（2014·海南）下列说法正确的是（ ）
A．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性
D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
【答案】CE
【解析】液面表面张力的方向始终与液面相切，故A错误；单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体熔点不固定，故B错误；单晶体中原子（或分子、离子）的排列是规则的，具有空间周期性，表现为各向异性，故C正确；金属材料虽然显示各向同性，但并不意味着就是非晶体，可能是多晶体，故D错误；液晶的名称由来就是由于它具有流动性和各向异性，故E正确。故选CE。
【巩固训练】
1．（2020·江苏）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有（ ）
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
【解析】根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形。它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。它没有固定的熔点。故选AC。
考点三 气体实验定律 理想气体状态方程
1．弄清一个物理过程分为哪几个阶段。
2．找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的。
3．明确哪个阶段应遵循什么实验定律。
【真题精讲】
1．（2022·全国乙卷·T33（1））一定量的理想气体从状态a经状态b变化状态c，其过程如图上的两条线段所示，则气体在（ ）
A. 状态a处压强等于状态c处的压强
B. 由b变化到c的过程中，气体的压强不变
C. 由a变化到b的过程中，气体从外界吸热
D. 由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
【答案】C
【解析】根据理想气体状态方程可知即图像的斜率为，故有，故AB错误；理想气体由a变化到b的过程中，温度升高，则内能增大，由热力学第一定律有，而，，则有可得，,即气体从外界吸热，且从外界吸收的热量大于其增加的内能，故C正确，D错误；故选C。
【巩固训练】
1．（2021·天津）列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振，空气弹簧主要由活塞、气缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时气缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若气缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中（ ）
A．上下乘客时，气体的内能不变 B．上下乘客时，气体从外界吸热
C．剧烈颠簸时，外界对气体做功 D．剧烈颠簸时，气体的温度不变
【答案】AC
【解析】上下乘客时气缸内气体与外界有充分的热交换，即发生等温变化，温度不变，故气体的内能不变，体积变化缓慢，没有做功，故没有热交换，故A正确，B错误；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，且气体与外界来不及热交换，气体经历绝热过程，外界对气体做功，温度升高，故C正确，D错误。故选AC。
26．（2021·全国）如图，一定量的理想气体从状态经热力学过程、、后又回到状态a。对于、、三个过程，下列说法正确的是（ ）
A．过程中，气体始终吸热
B．过程中，气体始终放热
C．过程中，气体对外界做功
D．过程中，气体的温度先降低后升高
E．过程中，气体的温度先升高后降低
【答案】ABE
【解析】由理想气体的图可知，理想气体经历ab过程，体积不变，则，而压强增大，由可知，理想气体的温度升高，则内能增大，由可知，气体一直吸热，故A正确；理想气体经历ca过程为等压压缩，则外界对气体做功，由知温度降低，即内能减少，由可知，，即气体放热，故B正确，C错误；由可知，图像的坐标围成的面积反映温度，b状态和c状态的坐标面积相等，而中间状态的坐标面积更大，故bc过程的温度先升高后降低，故D错误，E正确。故选ABE。
考点四 热力学定律与气体实验定律相结合
1．理想气体相关三量ΔU、W、Q的分析思路
（1）内能变化量ΔU：1）由气体温度变化分析ΔU.温度升高，内能增加，ΔU>0；温度降低，内能减少，ΔU<0.2）由公式ΔU＝W＋Q分析内能变化。
（2）做功情况W：由体积变化分析气体做功情况．体积膨胀，气体对外界做功，W<0；体积被压缩，外界对气体做功，W>0。
（3）气体吸、放热Q：一般由公式Q＝ΔU－W分析气体的吸、放热情况，Q>0，吸热；Q<0，放热。
对热力学第二定律的理解：热量可以由低温物体传递到高温物体，也可以从单一热源吸收热量全部转化
为功，但会产生其他影响。
【真题精讲】
1．（2022·湖南卷·T15（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端流出的气体分子热运动平均速率一定大于B端
B. A端流出的气体内能一定小于B端流出的
C. 该装置气体进出过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律
D. 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】D
【解析】依题意，中心部位为热运动速率较低的气体，与挡板相作用后反弹，从A端流出，而边缘部份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，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度小于从B端流出的，故A正确；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，则从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错误；该装置将冷热不均气体的进行分离，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C错误，D正确。
【巩固训练】
1．(2020·天津卷·5)水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图．从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口．扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出．若水在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体( )
A．压强变大 B．对外界做功
C．对外界放热 D．分子平均动能变大
【答案】B
【解析】储水罐中封闭的气体可看作理想气体，温度不变，体积增大，由pV＝CT可知，压强变小，故A错误；气体体积增大，对外界做功，故B正确；由于一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，温度不变，故内能也不变，即ΔU＝0，由于气体对外界做功，即W<0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，Q>0，因此气体从外界吸热，故C错误；温度不变，分子平均动能不变，故D错误。
2．(2021·山东卷·2)如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高．一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中，小瓶内气体( )
A．内能减少
B．对外界做正功
C．增加的内能大于吸收的热量
D．增加的内能等于吸收的热量
【答案】B
【解析】由于越接近矿泉水瓶口，水的温度越高，因此小瓶上浮的过程中，小瓶内气体的温度升高，内能增加，A错误；在小瓶上升的过程中，小瓶内气体的温度逐渐升高，压强逐渐减小，根据理想气体状态方程＝C，气体体积膨胀，对外界做正功，B正确；由A、B分析，小瓶上升时，小瓶内气体内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于气体对外做功，因此吸收的热量大于增加的内能，C、D错误。
1．（2022·辽宁）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（ ）
A．对外界做正功 B．压强保持不变 C．向外界放热 D．内能减少
【答案】A
【解析】理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，理想气体对外界做正功，A正确；由题图可知V = V0 + kT，根据理想气体的状态方程有，联立有，，可看出T增大，p增大，B错误；理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大，D错误；理想气体从状态a变化到状态b，由选项AD可知，理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体向外界吸收热量，C错误。故选A。
2．（2022·湖北）一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p—V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（ ）
A．a→b是等温过程
B．a→b过程中气体吸热
C．a→c过程中状态b的温度最低
D．a→c过程中外界对气体做正功
【答案】B
【解析】根据理想气体的状态方程，可知a→b气体温度升高，内能增加，且体积增大气体对外界做功，则W < 0，由热力学第一定律U = W + Q，可知a→b过程中气体吸热，A错误、B正确；根据理想气体的状态方程，可知，p—V图像的坐标值的乘积反映温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，而中间状态的坐标值乘积更大，a→c过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误；a→c过程气体体积增大，外界对气体做负功，D错误。故选B。
3．（2022·山东）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
，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，故气缸内气体缓慢的将活塞往外推，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得：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，AB错误；气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，故速率大的分子数占总分子数的比例减小，C正确，D错误。故选C。
4．（2018·全国）如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是（ ）
A．过程①中气体的压强逐渐减小
B．过程②中气体对外界做正功
C．过程④中气体从外界吸收了热量
D．状态c、d的内能相等
E．状态d的压强比状态b的压强小
【答案】BDE
【解析】由理想气体状态方程，可知，体积不变温度升高即Tb>Ta，则pb>pa，即过程①中气体的压强逐渐增大，A错误；由于过程②中气体体积增大，所以过程②中气体对外做功，B正确；过程④中气体体积不变，对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程④中气体放出热量，C错误；由于状态c、d的温度相等，根据理想气体的内能只与温度有关，可知状态c、d的内能相等，D正确；由理想气体状态方程＝C可得，p＝C，即T V图中的点与原点O的连线的斜率正比于该点的压强，故状态d的压强比状态b的压强小，E正确。故选BDE。
5．（2021·江苏）铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，在复色光时，出现彩色条纹，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，ABD错误。故选C。
6．（2021·北京）比较45C的热水和100C的水蒸气，下列说法正确的是（ ）
A．热水分子的平均动能比水蒸气的大 B．热水的内能比相同质量的水蒸气的小
C．热水分子的速率都比水蒸气的小 D．热水分子的热运动比水蒸气的剧烈
【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气的小，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气，热水变成水蒸气，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气的小，故B正确；温度越高，分子热运动的平均速率越大，45C的热水中的分子平均速率比100C的水蒸气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。故选B。
7．28．（2012·全国）关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
【答案】ACE
【解析】为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，选项A正确；对某物体做功，不一定会使该物体的内能增加，选项B错误；可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功，但会产生其他影响，选项C正确；可以使热量从低温物体传向高温物体，选项D错误；功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，选项E正确。故选ACE。
8．（2023春·江苏淮安·高三校考阶段练习）研究表明，分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。则（ ）
A．液体表面层分子间距离略大于
B．理想气体分子间距离为
C．分子间距离时，分子力表现为斥力
D．分子间距离时，分子势能最小
【答案】A
【解析】由于时，分子力为0，则可知，而液体由于张力的作用，表面分子间距离大于，故液体表面层分子间距离略大于，故A正确；理想气体分子间距离为，即，故B错误；分子间距离时，即，分子力表现为引力，故C错误；当，即时，分子势能最小，故D错误。故选A。
9．（2023·江苏扬州·扬州中学校考模拟预测）“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，三位同学根据实验数据得到的p-V图像分别如图线a、b、c所示。若a、b是不重合的两条双曲线，c与b相交，则（ ）
A．a、b不重合是由于b气体质量大
B．a、b不重合是由于b气体温度高
C．产生c图线可能是容器密闭性不好
D．产生c图线可能是推动活塞过于快速
【答案】 C
【解析】由理想气体状态方程可得，a、b是不重合的两条双曲线，即等温线，当体积V相同时，a图线对应的压强较大、温度较高，可知a、b不重合是由于b气体温度低，AB错误；若推动活塞过于快速导致温度上升，体积减小时，c应与a相交才对，D错误；由理想气体状态方程可得，c与b相交，可知n减小，即容器密闭性不好漏气导致，C正确。故选C。
10．（2023秋·江苏南京·高三校考开学考试）如图，容器P和容器Q通过阀门K连接，P的容积是Q的2倍。P中盛有氧气，气压为，Q中为真空，打开阀门，氧气进入容器Q，设整个过程中气体温度不变，氧气视为理想气体，稳定后，检测容器P的气压表示数为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】 B
【解析】对容器中的所有氧气，根据玻意耳定律有，解得。故选B。
11．（2023秋·江苏泰州·高三泰州中学校考开学考试）大家耳熟能详的节气歌“春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒”反映了古人的智慧，里面涉及与节气有关的物理现象．下列说法正确的是（ ）
A．荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势
B．冬天低温下会结冰，如果一定质量的0℃水变成0℃的冰，体积会增大，分子势能会增大
C．夏天气温比春天高，所以夏天大气中所有分子的热运动速率均比春天大
D．食盐受潮时会粘在一起，受潮后的食盐是非晶体
【答案】A
【解析】液体的表面张力使液体表面积有收缩到最小的趋势，所以荷叶上小水珠成球状，故A正确；冬天低温下会结冰，如果一定质量的0℃水变成0℃的冰，体积会增大，放出热量，内能减小，分子的平均动能不变，但分子势能会减小，故B错误；温度越高分子的平均动能越大，分子的平均速率就越大，但并不是每一个分子的速率都大，夏天温度高，所以夏天的分子平均速率比春天的大，故C错误；食盐受潮时粘在一起，受潮后的食盐仍然是晶体，故D错误。故选A。
12．（2023·江苏·统考二模）用气压式开瓶器开红酒瓶，如图所示，通过针头向瓶内打几次气，然后便能轻松拔出瓶塞，则（ ）
A．打气后瓶塞未拔出前，分子斥力明显增大
B．打气后瓶塞未拔出前，单位时间内与瓶塞碰撞的分子数增多
C．快速拔出瓶塞的过程中，气体吸热，内能增大
D．快速拔出瓶塞的过程中，瓶塞克服摩擦力所做的功等于气体内能的减少
【答案】B
【解析】打气后瓶塞未拔出前，气体分子间距离很大，分子间作用力非常小，可以忽略不计，故A错误；打气后瓶塞未拔出前，单位体积内的分子数增加，气体压强变大，根据压强微观意义可知，单位时间内与瓶塞碰撞的分子数增多，故B正确；快速拔出瓶塞的过程中，气体体积变大，对外做功，由于是快速拔出瓶塞，可认为该过程没有发生热传递，根据热力学第一定律可知，气体内能减少；拔出瓶塞的过程中，瓶塞除了克服摩擦力做功，还需要克服大气压力做功，故瓶塞克服摩擦力所做的功不等于气体内能的减少，故CD错误。故选B。
13．（2023·江苏扬州·扬州中学校考模拟预测）下列说法正确的是（ ）
A．空中的小雨滴呈球形是水的重力作用的结果
B．物体的内能变化时，其温度一定变化
C．电冰箱通电后把冰箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，没有违背热力学第二定律
D．春季，柳絮像雪花般在空中飞舞是一种布朗运动
【答案】C
【解析】空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，选项A错误；物体的内能变化时，其温度不一定变化，例如0℃的冰融化成同温度的水时，选项B错误；电冰箱通电后把冰箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，消耗了电能，所以没有违背热力学第二定律，选项C正确；布朗运动用肉眼是观察不到的，则春季，柳絮像雪花般在空中飞舞不是一种布朗运动，选项D错误。故选C。
14．（2023秋·江苏南通·高三海安高级中学校考开学考试）密闭在钢瓶中的理想气体，如图所示是该气体在a、b状态时的分子速率分布图像。下面关于气体在a、b状态的叙述，正确的是（ ）
A．Ta > Tb
B．pa < pb
C．图中状态a曲线下的面积比状态b曲线下的面积大
D．从状态a到状态b，气体的内能减小
【答案】B
【解析】由图可知，b中速率大分子占据的比例较大，则说明b对应的平均动能较大，b对应的温度较高，故A错误；由于钢瓶内气体的体积不变，而Ta < Tb，根据，可知pa < pb，故B正确；图中状态a曲线下的面积和状态b曲线下的面积相等，故C错误；理想气体内能只与温度有关，而b对应的温度较高，所以在图中状态b的内能比状态a的内能大，则从状态a到状态b，气体的内能增大，故D错误。故选B。
15．（2023·江苏淮安·模拟预测）如图所示，绝热容器被绝热隔板K1和卡销锁住的绝热光滑活塞K2隔成a、b、c三部分，a部分为真空，b部分为一定质量的稀薄理想气体，且压强（是大气压强），c与大气连通，则下列说法中正确的是（ ）
A．只打开隔板K1，b中气体对外做功，内能减少
B．只打开隔板K1，b中气体压强减小，温度不变
C．只打开卡销K2，外界对b中气体做功，b中气体内能不变
D．打开隔板K1和卡销K2，待活塞K2稳定后，b部分气体的内能减少
【答案】B
【解析】只打开隔板K1时，b中气体向a中真空扩散，气体不做功，绝热容器导致。由热力学第一定律知，内能不变，温度不变；体积增大，压强减小，故A错误，B正确；只打开卡销K2时，由于，活塞将向左移动，b中气体体积减小，外界对b中气体做功，但则，内能增加，故C错误；打开隔板K1和卡销K2，外界对气体做功，整个过程绝热，所以待活塞K2稳定后，b部分气体的内能增加，故D错误。故选B。
16．（2023春·江苏扬州·高三统考开学考试）如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能Ep为0，另一分子（ ）
A．在x0处所受分子力为0 B．从x1处向左移动，分子力一直增大
C．从x1处向右移动，分子力一直增大 D．在x2处由静止释放可运动到x0处
【答案】B
【解析】在x0处所受分子力不为0，在x1处所受分子力为0，A项错误；从x1处向左移动，由图像斜率可知，分子力一直增大，B项正确；从x1处向右移动，分子力先增大后减小，C项错误；由分子势能曲线对称看出，在x2处由静止释放不能运动到x0处，D项错误。故选C。
17．（2023·江苏·模拟预测）某同学将一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的注射器内，注射器通过非常细的导气管与压强传感器相连，将整套装置置于恒温水池中。开始时，活塞位置对应刻度数为“8”，测得压强为。活塞缓慢压缩气体的过程中，当发现导气管连接处有气泡产生时，立即进行气密性加固。继续缓慢压缩气体，当活塞位置对应刻度数为“2”时停止压缩，此时压强为。则该过程中（ ）
A．泄漏气体的质量为最初气体质量的
B．气泡在上升过程中内部气体压强变大
C．在压缩气体的过程中，气体分子的平均动能变大
D．注射器内存留气体的内能不变
【答案】A
【解析】对被封闭气体，如没有泄露气体，等温变化时，由玻意耳定律，解得，则泄露气体的质量与最初气体质量之比为，故A正确；气泡在上升过程，气泡受到液体的压强逐渐减小，气体温度不变，体积增大，压强减小，故B错误；注射器导热性能良好，在压缩气体的过程中，气体温度不变，所以气体分子的平均动能不变，故C错误；注射器内存留气体的温度不变，分子平均动能不变，但分子数目减少，则注射器内存留气体的内能减小，故D错误。故选A。
18．（2023秋·江苏南通·高三统考开学考试）将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入盛有某种液体的玻璃容器里，下列各图中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】若液体不浸润玻璃时，在玻璃的细管内会下降，并形成向上凸起的球面，选项A错误；若液体浸润玻璃时，液体在玻璃的细管内会上升，并形成向下凹陷的球面，且细管越细，液柱上升越高，选项B正确，CD错误。故选B。
19．（2023·江苏·模拟预测）下列说法正确的是（ ）
A．图甲为一定质量的某种理想气体在3个不同温度下的等温线，其中等温线1表示的温度最高
B．图乙为一定质量的理想气体状态变化的V-T图线，由图可知气体在状态a的压强大于在状态b的压强
C．图乙中一定质量的理想气体在a→b的过程中对外界做功，气体吸热
D．图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子势能随分子间距离的增大而增大
【答案】D
【解析】图甲为一定质量的某种理想气体在3个不同温度下的等温线，由，比较、乘积的大小，等温线3表示的温度最高，A错误；气体在状态a到状态b的过程中，体积不变，由查理定律，由于大于，故大于，B错误；图乙中一定质量的理想气体在a→b的过程中气体体积不变，对外界不做功，C错误；图丙为分子间作用力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子间为引力，分子势能随分子间距离的增大而增大，D正确。故选D。
20．（2023·江苏徐州·统考三模）石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加，得到了一种结构规则的新材料，其中层与层间距约为六边形边长的两倍。则（ ）
A．新材料属于非晶体
B．新材料没有固定的熔点
C．低温下新材料中碳原子停止运动
D．层间相邻碳原子间作用力表现为引力
【答案】D
【解析】新材料由多层石墨烯叠加而成，可知结构规则的新材料为晶体，晶体具有固定的熔点，故A、B错误；由分子动理论可知，分子做永不停息的无规则运动，故C错误；层与层间距约为六边形边长的两倍，远大于分子间距离，由分子力的特点可知，层间相邻碳原子间作用力表现为引力，故D正确。故选D。
21．（2023·江苏·校联考模拟预测）如图所示，下端开口的热气球悬浮在空中，球内气体的温度为T1、压强为p1、体积为V1、密度为ρ1，某时刻将球内气体温度升高到T2，此时球内气体的压强为p2、体积为V2、密度为ρ2，设热气球体积和外部大气压强均不发生变化，则有（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】由于理想气体，可得，因热气球体积和外部大气压强均不发生变化
可得故选B。
22．（2023秋·江苏·高三校联考开学考试）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”在某个工作过程中，一定质量的理想气体的p-T图像如图所示，ab与横轴平行。下列说法错误的是（ ）
A．a→b过程中，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数减少
B．a→b过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功
C．b→c过程中，气体温度降低，体积增大
D．b→c过程中，每个气体分子的动能都减少
【答案】D
【解析】由图知a→b过程中压强不变，根据压强的微观意义可得，温度升高，分子的平均动能增大，为保持压强不变，分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数应减少，A正确；由图知a→b过程中气体压强不变，温度升高，由，可得气体体积增大，气体对外界做功，，理想气体的内能只与温度有关，故内能因温度升高而增大，，结合热力学第一定律，可得，即气体一定从外界吸收热量，且吸收的热量大于气体对外界做的功，B正确；由图知b→c过程中，气体压强减小，温度降低，图线上各点与原点连线的斜率逐渐减小，又由，可得图像中的状态点与原点连线的斜率与体积大小成反比，所以b→c过程中，气体体积逐渐增大，C正确；温度是分子平均动能的标志，b→c过程中气体温度降低，表明分子的平均动能减少，但并不是每个分子的动能都减少，D错误。故选D。
23．（2023·江苏徐州·统考三模）两只相同的篮球甲、乙内空气压强相等，温度相同。用气筒给甲球快速充气、给乙球缓慢充气，两球充入空气的质量相同。设充气过程篮球体积不变，则（ ）
A．刚充完气，两球中气体分子的平均动能相等
B．刚充完气，甲中分子的数密度较大
C．刚充完气，两球内气体压强相等
D．对甲充气过程人做的功比对乙的多
【答案】D
【解析】气筒给甲球快速充气，外界对气体做功，内能增加，温度升高；气筒给乙球缓慢充气，则乙气体温度不变，内能不变；所以刚充完气，甲球中气体分子的平均动能比乙球大，故A错误；由题知冲完气后，两球中气体质量相等，两球体积相同，则两球中分子的数密度相等，故B错误；由以上分析可知，刚充完气，两球中分子的数密度相等，而甲球中气体温度比乙球高，则甲球的气体压强比乙球大，故C错误；两球充入空气的质量相同，由于充气过程，甲球的气体压强大于乙球的气体压强，则对甲充气过程人需要克服气体过的功更多，即对甲充气过程人做的功比对乙的多，故D正确。故选D。
24．（2023·江苏南京·统考三模）一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环过程。下列说法正确的是（ ）
A．A→B→C过程中，气体压强先增加后不变
B．C→D→A过程中，单位体积内分子数先不变后增加
C．整个循环过程中，气体对外界做的功大于外界对气体做的功
D．整个循环过程中，气体对外界放热，内能不变
【答案】D
【解析】A→B的过程中，气体温度不变，体积增大到原来的2倍，由玻意尔定律可知，气体压强将减小到A状态时的二分之一；B→C的过程中，气体的体积不变，温度升高到原来的4倍，由查理定律可知，气体的压强将增大到B状态时的4倍；即气体压强先减小后增大，故A错误； C→D→A过程中，气体的体积先减小后不变，所以单位体积内分子数先增加后不变，故B错误；A→B的过程中，气体等温膨胀，内能不变，但对外做功，由热力学第一定律，可知，气体从外界吸收了热量；B→C的过程中，气体体积不变，温度升高，内能增加，气体和外界没有相互做功，由，可知，气体从外界吸收了热量；C→D过程中，气体体积减小，温度降低，内能减小，由图可知是定值，则由，可知，气体经历了等压压缩，外界对气体做了功，由，可知，气体向外界释放了热量；D→A过程中，气体经历了等容降温，内能减小，压强减小，气体与外界没有相互做功，由，可知，气体向外界释放了热量。综上所述，气体与外界相互做功发生在A→B和C→D过程中，其中A→B是一个降压过程，C→D是一个等压过程，由D→A过程可知，A→B过程中压强的最大值小于C→D过程中的压强，两个过程中气体的体积变化量相等，所以A→B过程中气体对外界做的功小于C→D过程中外界对气体做的功，故C错误；由上面的分析可知，整个循环过程中，外界对气体做的功大于气体对外界做的功，气体的温度、体积最终回到了开始状态，内能变化量为零，由热力学第一定律，可知气体对外界放了热，故D正确。故选D
