汽缸活塞与热力学第一定律是高考物理热学板块的核心考点，近五年全国卷/新高考卷中热学占大题分值超70%（如2023全国甲卷、2022山东卷）。

该题型以汽缸模型为载体，融合气体状态变化（PV/T）、活塞受力分析（压强计算）、能量守恒（ΔU=Q+W）三大核心，重点考查学生对多过程的拆解能力和跨模块综合素养。

其重要性体现在：

①高区分度：

2023年全国甲卷此题平均分仅5.2/10，中等生易在活塞压强计算、做功正负判断（如ΔV方向）失分，而尖子生通过规范步骤拉开差距；

②学科融合：

力学（活塞平衡）与热学（内能变化）的交叉，符合新高考“综合性”要求；

③命题高频：

作为热学唯一复杂情境（替代原选考模块），汽缸模型近五年12次出现在全国卷，新高考省份（如浙江）更将其列为压轴题常客。

例题：

解析：