2024年高考物理第一輪復(fù)習(xí)強(qiáng)化練習(xí)試題：第3講　熱力學(xué)定律與能量守恒定律

第3講熱力學(xué)定律與能量守恒定律

球?qū)嵉浣灾t

一、熱力學(xué)第一定律

1.改變物體內(nèi)能的兩種方式

(1)做功。(2)熱傳遞。

2.熱力學(xué)第一定律

(1)內(nèi)容：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做

的功的和。

(2)表達(dá)式：

(3)AU=C+W中正、負(fù)號法則：

物理量

WQAU

符號

4-外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加

一物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少

【自測1：一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0X10',氣體

內(nèi)能減少L3X105J,則此過程()

A.氣體從外界吸收熱量2.0Xl()5j

B.氣體向外界放出熱量2.0X105j

C.氣體從外界吸收熱量6.0X104j

D.氣體向外界放出熱量6.0X104j

答案B

二、能量守恒定律

1.內(nèi)容

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，

或者是從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不

變。

2.條件性

能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，某一種形式的能是否守恒是有條件的。

3.第一類永動機(jī)是不可能制成的，它違背了能量守恒定律。

三、熱力學(xué)第二定律

1.熱力學(xué)第二定律的兩種表述

(1)克勞修斯表述：熱量不能直發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。

(2)開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影

響。

2.能量耗散：分散在環(huán)境中的內(nèi)能不管數(shù)量多么巨大，它只不過能使地球大氣稍

稍變暖一點(diǎn)，卻再也不能自動聚集起來驅(qū)動機(jī)器做功了。

3.第二類永動機(jī)不可能制成的原因是違背了熱力學(xué)第二定律。

【自測2：(多選)下列現(xiàn)象中能夠發(fā)生的是()

A.一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會自動變得更熱

B.蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能

C.桶中混濁的泥水在靜置一段時間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動

分離

D.電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體

答案CD

||研透命題要點(diǎn)

命題點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用

1.熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的,

而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系。

如果研究對象是理想氣體，因理想氣體忽略分子勢能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時，

主要體現(xiàn)在分子動能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化。

2.三種特殊情況

(1)若過程是絕熱的，則。=0,W=At/o

(2)若過程中不做功，即W=Q,則Q=kU。

(3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即△"=(),則W+Q=O或卬=一。。

【例1】（多選）如圖1所示，兩端開口、下端連通的導(dǎo)熱汽缸，用兩個輕質(zhì)絕熱活

塞（截面積分別為S和S2）封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在

左端活塞上緩慢加細(xì)沙，活塞從A下降高度到8位置時，活塞上細(xì)沙的總質(zhì)量

為〃在此過程中，用外力尸作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過

程環(huán)境溫度和大氣壓強(qiáng)po保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g。

下列說法正確的是（）

A

]

B

圖1

A.整個過程，外力F做功大于0,小于〃電力

B.整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變

C.整個過程，理想氣體的內(nèi)能增大

D.整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于（poS山+〃?g/z）

答案BD

解析整個過程中右邊活塞的位置始終不變，外力尸不做功，A錯誤；整個過程

中系統(tǒng)的溫度不變，所以一定質(zhì)量的理想氣體的分子平均動能不變，內(nèi)能不變，

B正確，C錯誤；當(dāng)左邊活塞到達(dá)5位置時汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大，最大壓強(qiáng)p

=詈+〃。，所以外界對氣體做的功小于poS歷+〃吆/7,由于內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第

一定律知，理想氣體向外界釋放的熱量小于（poS/z+mg/?）,D正確。

【真題示例2：（2021?河北卷，15）兩個內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B,汽

缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉完全相同的理想氣體，如圖2所示。現(xiàn)向活塞上表面緩

慢倒入細(xì)沙，若A中細(xì)沙的質(zhì)量大于8中細(xì)沙的質(zhì)量，重新平衡后，汽缸A內(nèi)氣

體的內(nèi)能（填“大于”“小于”或“等于"）汽缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能。圖3

為重新平衡后A、8汽缸中氣體分子速率分布圖像，其中曲線（填圖像中

曲線標(biāo)號）表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。

答案大于①

解析當(dāng)向活塞上表面緩慢倒入細(xì)沙時,活塞緩慢下降，外界對汽缸內(nèi)氣體做功；

當(dāng)A、8活塞上表面加入的細(xì)沙質(zhì)量相同時，A、8汽缸內(nèi)的氣體體積相同，由于

A中細(xì)沙的質(zhì)量大于8中細(xì)沙的質(zhì)量，則重新平衡時A中氣體的體積小，汽缸A

中活塞和細(xì)沙對汽缸內(nèi)氣體做功多，由于活塞和汽缸都是絕熱的，則由熱力學(xué)第

一定律AL/nQ+W可知，汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能大于汽缸8內(nèi)氣體的內(nèi)能。一定

質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故汽缸A內(nèi)氣體的溫度更高；溫度升高,

大多數(shù)氣體分子的速率增大，氣體分子的速率分布圖線的峰值向速率大的方向移

動，故曲線①表示汽缸3內(nèi)氣體分子的速率分布規(guī)律。

【針對訓(xùn)練1】(2021?山東濟(jì)南市模擬)泉城濟(jì)南，以泉聞名。小張同學(xué)在濟(jì)南七

十二名泉之一的珍珠泉游覽時，發(fā)現(xiàn)清澈幽深的泉池底部，不斷有氣泡生成，上

升至水面破裂。假設(shè)水恒溫，則氣泡在泉水中上升過程中，以下判斷正確的是

()

A.氣泡對泉水做正功，氣泡吸收熱量

B.氣泡對泉水做正功，氣泡放出熱量

C.泉水對氣泡做正功，氣泡吸收熱量

D.泉水對氣泡做正功，氣泡放出熱量

答案A

解析氣泡上升的過程中，外部的壓強(qiáng)逐漸減小，氣泡膨脹對外做功，由于外部

恒溫，在上升過程中氣泡內(nèi)空氣的溫度始終等于外界溫度，則內(nèi)能不變，根據(jù)熱

力學(xué)第一定律AU=W+。知，氣泡內(nèi)能不變，同時對外做功，所以必須從外界吸

收熱量，且吸收的熱量等于對外界所做的功，故A正確。

命題點(diǎn)二熱力學(xué)第一定律與圖像的結(jié)合

處理熱力學(xué)第一定律與氣體圖像問題的思路

(1)根據(jù)氣體圖像的特點(diǎn)判斷氣體的溫度、體積的變化情況，從而判斷氣體與外界

的吸、放熱關(guān)系及做功關(guān)系。

(2)在〃一丫圖像中，圖線與V軸圍成的面積表示氣體對外界或外界對氣體做的功。

(3)結(jié)合熱力學(xué)第一定律判斷有關(guān)問題。

【真題示例3】(2020?山東卷,6)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)”開始，經(jīng).一分受一c、

cf。三個過程后回到初始狀態(tài)a,其“一丫圖像如圖4所示。已知三個狀態(tài)的坐

圖4

A.氣體在ai過程中對外界做的功小于在b-c過程中對外界做的功

B.氣體在a-b過程中從外界吸收的熱量大于在b-c過程中從外界吸收的熱量

C.在c-a過程中，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量

D.氣體在cfa過程中內(nèi)能的減少量大于bfc過程中內(nèi)能的增加量

答案C

解析氣體在a-b過程中體積增大，氣體對外做功，在人~c過程中體積增大，

氣體對外做功，根據(jù)p—V圖像與橫軸所圍的面積表示做的功可知，在這兩個過

程中氣體對外做的功相等，選項A錯誤；氣體在〃過程中體積增大，氣體對

外做功，由理想氣體狀態(tài)方程可知，八匕兩個狀態(tài)溫度相等，內(nèi)能不變，由熱力

學(xué)第一定律可知吸收的熱量等于氣體對外做的功；氣體在b-c過程中體積增大，

氣體對外做功，由理想氣體狀態(tài)方程可知，c狀態(tài)的溫度高于b狀態(tài)的溫度，內(nèi)

能增加，由熱力學(xué)第一定律可知吸收的熱量等于氣體對外做的功與內(nèi)能增加量之

和，即氣體在a-b過程中吸收的熱量小于氣體在8-c過程中吸收的熱量，選項

B錯誤；氣體在c-a的過程中，體積減小，溫度降低，外界對氣體做功，內(nèi)能減

小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，外界對氣體做的功小于氣體放出的熱量，選項C正確；

由理想氣體狀杰方程可知，8兩個狀態(tài)溫度相等，內(nèi)能相等，所以氣體在c-a

的過程中內(nèi)能的減少量等于氣體在bfc過程中內(nèi)能的增加量，選項D錯誤。

【針對訓(xùn)練2】(多選)(2021.福建龍巖市質(zhì)檢)某容器中一定質(zhì)量的理想氣體，從

狀態(tài)A開始發(fā)生狀態(tài)變化，經(jīng)狀態(tài)8、?；氐綘顟B(tài)A,其狀態(tài)變化的p-V圖像

如圖5所示，設(shè)A、B、C三個狀態(tài)對應(yīng)的溫度分別是八、TB、TC,則（）

圖5

A.TA>TB

B.TA=TC

C.從狀態(tài)A變化到狀態(tài)6過程氣體吸熱

D.從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)8、C回到狀態(tài)A的過程氣體先吸熱后放熱

答案CD

解析從A到5是等壓膨脹，由蓋一呂薩克定律可知溫度升高，故力V7kA錯

誤；從8到C是等容升壓，溫度升高，TB<TC,所以八VTC,B錯誤；從A到8,

氣體溫度升高，內(nèi)能增加，體積膨脹，氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律AU=。

+W可知，氣體一定吸收熱量，C正確；整個過程氣體的內(nèi)能不變，體積變化為

0,外界做的總功為0,從A到B吸收熱量，從5到C,體積不變，溫度升高，繼

續(xù)吸收熱量，所以從C回到A狀態(tài)，溫度降低，內(nèi)能減少，壓強(qiáng)和體積都減小,

外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w應(yīng)該放出熱量，D正確。

命題點(diǎn)三熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用

解題步驟

確定一定質(zhì)量的氣體

研究

時象

汽缸、活塞、液柱等

初態(tài)：八、匕、了

末態(tài)：、V2、丁2

H做功情況

熱力學(xué)定律-［吸、放熱情況

-1內(nèi)能變化情況

選用規(guī)律列氣體的三個實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀

方程求解態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律

【真題示例4：（2021?山東卷，2）如圖6所示，密封的礦泉水瓶中，距瓶口越近水

的溫度越高。一開口向下、導(dǎo)熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中，小瓶中封閉一段空

氣。擠壓礦泉水瓶，小瓶下沉到底部；松開后，小瓶緩慢上浮，上浮過程中，小

瓶內(nèi)氣體（）

當(dāng)

逑

圖6

A.內(nèi)能減少

B.對外界做正功

C.增加的內(nèi)能大于吸收的熱量

D.增加的內(nèi)能等于吸收的熱量

答案B

解析由于越接近礦泉水瓶口，水的溫度越高，因此小瓶上浮的過程中，小瓶內(nèi)

氣體溫度升高，內(nèi)能增加，A錯誤；在小瓶上升的過程中，小瓶內(nèi)氣體的溫度逐

漸升高，壓強(qiáng)逐漸減小，根據(jù)華=C知?dú)怏w體積增大，氣體對外界做正功，B正

確；小瓶上升過程，小瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增加，氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律

△U=W+Q知吸收的熱量大于增加的內(nèi)能，C、D錯誤。

【真題示例5：（2020?天津卷，5）水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲

水罐示意如圖7o從儲水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口?？?/p>

動扳機(jī)將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫

度始終保持不變，則氣體（）

A.壓強(qiáng)變大B.對外界做功

C.對外界放熱D.分子平均動能變大

答案B

解析在水向外不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體體積增大，根據(jù)玻意耳定律可知，

罐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，選項A錯誤；由于罐內(nèi)氣體溫度不變，內(nèi)能不變，體積增

大，氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸熱，選項B正確，C錯誤；

根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志可知，溫度不變，分子平均動能不變，選項D錯

誤。

【針對訓(xùn)練3］（多選）［2020?全國m卷,33（1）］如圖8,一開口向上的導(dǎo)熱汽缸內(nèi),

用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦?，F(xiàn)用外力作用在活

塞上，使其緩慢下降。環(huán)境溫度保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)。在活塞下降

過程中（）

A.氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增加

B.氣體壓強(qiáng)逐漸增大，內(nèi)能不變

C.氣體壓強(qiáng)逐漸增大，放出熱量

D.外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變

E.外界對氣體做功，氣體吸收熱量

答案BCD

解析外力使活塞緩慢下降的過程中，由于溫度保持不變，則氣體的內(nèi)能保持不

變，氣體的體積逐漸減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律AU=W+Q可知，

氣體向外界放出熱量，又由玻意耳定律可知，氣體體積減小，氣體的壓強(qiáng)增大，

B、C、D正確，A、E錯誤。

命題點(diǎn)四熱力學(xué)第二定律

1.熱力學(xué)第二定律的含義

(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能

量的幫助。

(2)“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周

圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響，如吸熱、放熱、做功等。在產(chǎn)生其他影響的條

件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的等溫膨脹過程。

2.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)

熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性，進(jìn)

而使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。

3.熱力學(xué)過程的方向性實(shí)例

⑴高溫物體.鑿霽鬻^低溫物體。

然依Q不能啟發(fā)傳洽

⑵如俺自發(fā)堆完全轉(zhuǎn)化卻執(zhí)

b不篋R發(fā)地轉(zhuǎn)化為々?

⑶氣體體積%，黑篙黑■氣體體積匕

(較大).

(4)不同氣體A和3混合氣

不能自發(fā)分高宸

體AB.

4.兩類永動機(jī)的比較

第一類永動機(jī)第二類永動機(jī)

從單一熱源吸收熱量，使之完

不需要任何動力或燃料，卻

設(shè)計要求全變成功，而不產(chǎn)生其他影響

能不斷地對外做功的機(jī)器

的機(jī)器

不違背能量守恒定律，違背熱

不可能制成的原因違背能量守恒定律

力學(xué)第二定律

【真題示例6】［2020?全國H卷，33(1)］下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違背熱力

學(xué)第一定律的有,不違背熱力學(xué)第一定律、但違背熱力學(xué)第二定律的有

A.汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱

B.冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低

C.某新型熱機(jī)工作時將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影

響

D.冰箱的制冷機(jī)工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)

答案BC

解析汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱既不違背熱力學(xué)第一定律也不

違背熱力學(xué)第二定律；冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低，違背

了熱力學(xué)第一定律；熱機(jī)工作時吸收的熱量不可能全部用來對外做功，而不產(chǎn)生

其他影響，顯然C選項遵循熱力學(xué)第一定律，但違背了熱力學(xué)第二定律；冰箱的

制冷機(jī)工作時，從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)，既不違背熱

力學(xué)第一定律也不違背熱力學(xué)第二定律，綜上所述，第一個空選B,第二個空選

Co

提升素養(yǎng)能力（限時：40分鐘）

|A級基礎(chǔ)對點(diǎn)練

對點(diǎn)練（1熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用

1.（2021.山東濰坊市高考模擬）蛟龍?zhí)柹顫撈髟趫?zhí)行某次實(shí)驗(yàn)任務(wù)時，外部攜帶一

裝有氧氣的汽缸，汽缸導(dǎo)熱良好，活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通。已知海水

溫度隨深度增加而降低，則深潛器下潛過程中，下列說法正確的是（）

A.每個氧氣分子的動能均減小

B.氧氣放出的熱量等于其內(nèi)能的減少量

C.氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加

D.氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力增大

答案C

解析海水溫度隨深度增加而降低，汽缸導(dǎo)熱良好，氧氣分子平均動能減小，但

不是每個氧氣分子的動能均減小，A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=W+。，內(nèi)

能的減少量等于氧氣放出的熱量和外界對氧氣做功之和，B錯誤；根據(jù)液體壓強(qiáng)

公式p=0g〃，可知隨下潛深度增加，海水壓強(qiáng)增大，由于活塞與缸壁間無摩擦且

與海水相通,氧氣壓強(qiáng)增加，即氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加，

c正確；溫度降低，氧氣分子平均動能減小，氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力

減小，D錯誤。

2.（2021.天津市等級考模擬）對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是（）

A.氣體壓強(qiáng)只與氣體分子的密集程度有關(guān)

B.氣體溫度升高，每一個氣體分子的動能都增大

C.氣體的溫度升高，氣體內(nèi)能一定增大

D.若氣體膨脹對外做功50J,則內(nèi)能一定減少50J

答案C

解析氣體壓強(qiáng)與氣體分子熱運(yùn)動的平均動能和氣體分子的密集程度有關(guān)，A錯

誤；氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，但是每一個分子動能不一定都增

大，B錯誤；氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能增大，理想氣體內(nèi)能只由分

子動能決定，所以氣體內(nèi)能一定增大，C正確；由熱力學(xué)第一定律可知，當(dāng)氣體

膨脹對外做功50J,若沒有吸收或者放出熱量時，內(nèi)能減少50J,D錯誤。

3.（2021.山東泰安模擬）如圖1所示，在豎直放置的導(dǎo)熱性能良好的圓柱形容器內(nèi)

用質(zhì)量為機(jī)的活塞密封一部分理想氣體，活塞能無摩擦地滑動，容器的橫截面積

為S。整個裝置放在大氣壓為po的室內(nèi)，穩(wěn)定時活塞與容器底的距離為例。現(xiàn)把

容器移至大氣壓仍為po的室外，活塞緩慢上升d后再次平衡，重力加速度大小為

go若此過程中氣體吸收的熱量為Q,則密閉氣體的內(nèi)能（）

A.減少/Q—(mg-\-poS)d

B.減少j'Q+(mg+poS)d

C.增加了Q—(mg+poS)d

D.增加了Q+(/wg+poS)。

答案C

解析活塞緩慢上升，外界對氣體做功W=—（〃zg+po5W，由熱力學(xué)第一定律AU

=。+卬得，密閉氣體的內(nèi)能增加了△U=Q-（mg+poS）d,故C正確。

對點(diǎn)練切熱力學(xué)第一定律和圖像的結(jié)合

4.（2021.山東泰安市檢測）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)M經(jīng)歷過程1或者過程2

到達(dá)狀態(tài)N,其p-V圖像如圖2所示。在過程1中，氣體始終與外界無熱量交

換；在過程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化。狀態(tài)M、N的溫度分別

為TM、TN,在過程1、2中氣體對外做功分別為Wi、W2,則（）

圖2

A.TM-TNB.TM<TN

C.W\>W2D.W\<Wi

答案c

解析在過程1中，從M到N,體積變大,外界對氣體做負(fù)功，由于與外界無熱

交換，由熱力學(xué)第一定律可知內(nèi)能減小，溫度降低，即TM>TN,A、B錯誤；根

據(jù)W=pAV可知?dú)怏w對外做的功等于p—V圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積大小，由圖

像可知用>卬2,C正確，D錯誤。

5.（多選）（2021?湖北武漢市4月質(zhì)檢）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)

回到初始狀態(tài)a,其p-V圖像如圖3所示。下列說法正確的是（）

圖3

A.在a-b過程中氣體的內(nèi)能保持不變

B.在匕一c過程中外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量

C.在Cfa過程中氣體吸收的熱量等于b~c過程中氣體向外界放出的熱量

D.在過程中氣體做的功為2p（M）

答案BD

解析根據(jù)華=C可知，在a-b過程中氣體的溫度先升高后降低，故內(nèi)能先增

大后減小，故A錯誤；在b-c過程中，溫度降低，內(nèi)能減小，體積變小，外界

對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，在b-c過程中外界對氣體做的功小于氣體向

外界放出的熱量，故B正確；外匕兩點(diǎn)溫度相同，在c-a過程中氣體做功為零，

而b-c過程中外界對氣體做功，兩次內(nèi)能變化量大小相同，根據(jù)熱力學(xué)第一定律,

在c-a過程中氣體吸收的熱量不等于b-c過程中氣體向外界放出的熱量，故C

錯誤；根據(jù)圖像與橫軸圍成面積代表功可知，在a-b-c-a過程中氣體做的功為

W=；X2poX2Vb=2poVb,故D正確。

6.（多選）某汽車的四沖程內(nèi)燃機(jī)利用奧托循環(huán)進(jìn)行工作。該循環(huán)由兩個絕熱過程

和兩個等容過程組成，如圖4所示為一定質(zhì)量的理想氣體所經(jīng)歷的奧托循環(huán)，則

該氣體（）

A.在狀態(tài)。和c時的內(nèi)能可能相等

B.在。一。過程中，外界對其做的功全部用于增加內(nèi)能

C./?fc過程中增加的內(nèi)能大于dfa過程中減少的內(nèi)能

D.在一次循環(huán)過程中吸收的熱量等于放出的熱量

答案BC

解析從c到d為絕熱膨脹，有Q=0,W<Q,根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可知AU<0,

溫度降低；從d到a,體積不變，由查理定律與=C可知壓強(qiáng)減小時，溫度降低,

則狀態(tài)c的溫度高于狀態(tài)a的溫度，根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能由溫度決定，

狀態(tài)a的內(nèi)能小于狀態(tài)c的內(nèi)能，A錯誤；a-人過程為絕熱壓縮，外界對氣體做

功W〉0,2=0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可知即外界對其做的功全部用

于增加內(nèi)能，B正確；從人一c過程系統(tǒng)從外界吸收熱量，從c-d系統(tǒng)對外做功，

從d-a系統(tǒng)放出熱量，從a-b外界對系統(tǒng)做功，根據(jù)p-V圖像“面積”即為

氣體做功大小，可知c到d過程中氣體對外界做功，圖像中A-cfdfa圍成的圖

形的面積為氣體對外做的功，整個過程氣體內(nèi)能變化為零，則卬=4。，即。吸一

。族=卬〉0,即在一次循環(huán)過程中氣體吸收的熱量大于放出的熱量，則過程

中增加的內(nèi)能大于d-a過程中減少的內(nèi)能，C正確，D錯誤。

7.如圖5所示，a、Ac為一定質(zhì)量的理想氣體變化過程中的三個不同狀態(tài)，下

列說法正確的是（）

A.a、b、c三個狀態(tài)的壓強(qiáng)相等

B.從。到c氣體的內(nèi)能減小

C.從。到方氣體吸收熱量

D.從。到人與從b到c氣體對外界做功的數(shù)值相等

答案C

解析如圖所示，V—T圖線的斜率的倒數(shù)表示壓強(qiáng)的大小，所以paVpbVpc,A

錯誤；從。到c,溫度升高，氣體的內(nèi)能增加，B錯誤；從a到b,體積增大，氣

體對外做功，WVO;溫度升高，內(nèi)能增加，△">（）,由熱力學(xué)第一定律AU=W

+Q知，Q>0,即吸收熱量，C正確；從a到匕與從8到c,體積變化相同，但

壓強(qiáng)一直增大，氣體對外界做功的數(shù)值W=pAV不相等，D錯誤。

對點(diǎn)練?熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用

8.（多選）（2021?廣東佛山市南海區(qū)摸底）如圖6所示，在乘坐飛機(jī)時，密封包裝的

食品從地面上帶到空中時包裝袋會發(fā)生膨脹現(xiàn)象，在此過程中溫度不變，把袋內(nèi)

氣體視為理想氣體，則以下說法正確的是（）

圖6

A.袋內(nèi)空氣分子的平均距離一定增大

B.袋內(nèi)空氣分子的平均動能一定增大

C.袋內(nèi)空氣壓強(qiáng)一定增大

D.袋內(nèi)空氣一定從外界吸收熱量

答案AD

解析氣體膨脹，體積增大，所以袋內(nèi)空氣分子的平均距離一定增大，A正確；

溫度不變，所以袋內(nèi)空氣分子的平均動能一定不變，B錯誤；根據(jù)公式竿=C,

溫度不變，氣體體積增大，所以壓強(qiáng)減小，C錯誤；對于理想氣體，溫度不變，

內(nèi)能不變，氣體膨脹對外做功，所以袋內(nèi)空氣一定從外界吸收熱量，D正確。

|B級綜合提升練

9.（多選X2021?山東日照市模擬）蛟龍?zhí)柺俏覈着_自主研制的作業(yè)型深海載人潛

水器，下潛深度已突破7000m。已知在深度3000m以下，海水溫度基本不變。

若蛟龍?zhí)栐趫?zhí)行某次任務(wù)時，外部攜帶一裝有氧氣（可看作理想氣體）的小型汽缸,

汽缸及活塞導(dǎo)熱性能良好，活塞與汽缸間無摩擦，若蛟龍?zhí)枏?000m深度下潛

到5000m深度的過程中，氣體質(zhì)量不變，則（）

圖7

A.每個氧氣分子的動能均不變

4

B.5000m深度時氧氣的體積為4000m深度時體積的5

C.外界對氧氣做的功大于氧氣放出的熱量

D.氧氣分子單位時間撞擊汽缸壁單位面積的次數(shù)增加

答案BD

解析每個氧氣分子的運(yùn)動是無規(guī)則的，其動能無法確定，溫度不變是分子的平

均動能不變，A錯誤；根據(jù)玻意耳定律有pi0=p2V2,pi=po+/g/n,p2=po+pg//2,

口P2po+pgh21.0X105+10X103X10X50005

代入數(shù)據(jù)可得V2=Pi=po+pg〃i=1.OX1O5+1.OX1O3X10X4000^4'聽以

4

5000m深度時氧氣的體積為4000m深度時體積的亍B正確；根據(jù)熱力學(xué)第一

定律△U=W+Q,由于溫度不變，氣體的內(nèi)能不變，△"=(),氣體壓強(qiáng)增大，體

積減小，外界對氣體做正功，W>0,則氧氣放出熱量，并且外界對氧氣做的功等

于氧氣放出的熱量，C錯誤；氣體壓強(qiáng)增大，體積減小，但是溫度不變，氣體分

子的平均動能不變，則氧氣分子單位時間撞擊汽缸壁單位面積的次數(shù)增加，壓強(qiáng)

才會增大，D正確。

10.(2021.天津南開區(qū)模擬)新冠肺炎疫情期間，某班級用于消毒的噴壺示意圖如

圖8所示。閉合閥門K,向下壓壓桿A可向瓶內(nèi)儲氣室充氣，多次充氣后按下按

柄B打開閥門K,消毒液會自動經(jīng)導(dǎo)管從噴嘴處噴出。儲氣室內(nèi)氣體可視為理想

氣體，充氣和噴液過程中溫度均保持不變，則下列說法正確的是()

圖8

A.充氣過程中儲氣室內(nèi)氣體分子數(shù)增多且分子運(yùn)動劇烈程度增加

B.噴液過程中，儲氣室內(nèi)氣體對外界做功并吸收熱量

C.充氣過程中，儲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能不變

D.噴液過程中，儲氣室內(nèi)氣體分子對器壁單位面積的平均作用力增大

答