熱力學定律與能量守恒定律（練習）-2025年高考物理一輪復習

第65講熱力學定律與能量守恒定律

目錄

01模擬基礎練

【題型一】熱力學第一定律與能量守恒定律

【題型二】熱力學第二定律

【題型三】熱力學第一定律與氣體實驗定律的綜合

02重難創(chuàng)新練

【題型一】熱力學第一定律與能量守恒定律

1.如圖是密閉的汽缸，外力推動活塞尸壓縮理想氣體，對缸內氣體做功200J,同時氣體向外界放熱100J,

缸內氣體的()

A.溫度升高，內能增加100J

B.溫度升高，內能減少200J

C.溫度降低，內能增加100J

D.溫度降低，內能減少200J

2.一個充氣氣球用繩子拴著一塊石頭正在湖水中緩慢下沉，越往下水溫越低，氣球導熱良好，則氣球內氣體

()

A.內能增加

B.對外界做正功

C.減少的內能小于放出的熱量

D.減少的內能大于放出的熱量

3.水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意圖如圖。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓

強后，關閉充氣口?？蹌影鈾C將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內氣體溫度

始終保持不變，則氣體（）

A.壓強變大B.對外界做功

C.對外界放熱D.分子平均動能變化

【題型二】熱力學第二定律

4.（多選）下面說法中正確的是（）

A.不可能從單一熱源吸熱，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響

B.熱量只能由高溫物體傳遞給低溫物體

C.第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學第一定律

D.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機，將海水的一部分內能轉化為機械能是可能的

5.（多選）地球上有很多的海水,它的總質量約為1.4X10181,如果這些海水的溫度降低0.1°C,將要放出5.8X1023

J的熱量。有人曾設想利用海水放出的熱量，使它完全變成機械能來解決能源危機，但這種機器是不能制成

的，關于其原因，下列說法正確的是（）

A.內能不能轉化成機械能

B.內能轉化成機械能不滿足熱力學第一定律

C.只從單一熱源吸收熱量并完全轉化成機械能的機械不滿足熱力學第二定律

D.機械能可全部轉化為內能，內能不可能全部轉化為機械能，同時不引起其他變化

【題型三】熱力學第一定律與氣體實驗定律的綜合

6.如圖所示，一定質量的理想氣體，由A狀態(tài)經(jīng)歷兩個不同的變化過程到C狀態(tài)（A-C,A—B—。且A、C

處于同一條等溫線上，以下說法正確的是（）

P

'AR

口

ov

A.A-C過程氣體吸收的熱量大于對外做的功

B.A-C的過程中，氣體分子的平均動能一直減小

C.氣體在A狀態(tài)的內能等于在C狀態(tài)的內能

D.A-C過程氣體吸收的熱量等于A-B-C過程氣體吸收的熱量

7.一定質量的理想氣體由狀態(tài)。開始，經(jīng)歷ab、be、或三個過程回到原狀態(tài)，其p-T圖像如圖所示，氣體

在三個狀態(tài)的體積分別為匕、Vb.Vc,壓強分別為p“、p》、pc。己知“>=po,pc=4p°,則下列說法正確的是

)

A.pa=3po

B.%）=3匕

C.從狀態(tài)a到狀態(tài)b,氣體對外做功

D.從狀態(tài)c到狀態(tài)°,氣體從外界吸熱

8.（多選）如圖所示，一定質量的理想氣體被質量為機的絕熱活塞封閉在豎直放置的絕熱汽缸中，活塞的面積

為S,與汽缸底部相距L溫度為Too現(xiàn)接通電熱絲給氣體緩慢加熱，活塞緩慢向上移動距離L后停止加熱，

整個過程中，氣體吸收的熱量為。，大氣壓強為po,重力加速度為g。貝女）

A.初始時，氣體壓強01=必

B.停止加熱時，氣體的溫度T=2To

C.該過程中，氣體內能增加量AU=Q-mgL-p0SL

D.該過程中，氣體內能增加量AU=。一poSL

9.（多選）一定質量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)8、C變化到狀態(tài)。變化過程的"一V圖像如圖所示，與橫軸

平行，8c與縱軸平行，O0C在同一直線上，已知A狀態(tài)溫度為400K,從A狀態(tài)至8狀態(tài)氣體吸收了320

J的熱量，下列說法正確的是（）

p/(x1(產(chǎn)Pa)

01234V/（x10-3m!）

A.A狀態(tài)的內能大于C狀態(tài)的內能

B.從8狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中，器壁單位面積在單位時間內受到撞擊的分子數(shù)增加

C.從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，氣體內能增加了240J

D.D狀態(tài)的溫度為225K

10.一只籃球的體積為Vo,球內氣體的壓強為po,溫度為Th-現(xiàn)用打氣筒對籃球充入壓強為2加、溫度為To、

體積為S(大小未知)的氣體，使球內氣體壓強變?yōu)?n),同時溫度升至1.5公。已知氣體內能U與溫度的關

系為U=WU為正常數(shù))，充氣過程中氣體向外放出。的熱量，籃球體積不變。求：

⑴充入氣體的體積%的大小；

(2)充氣過程中打氣筒對氣體做的功。

11.如圖所示，開口向上豎直放置的內壁光滑的絕熱汽缸中有加熱裝置，汽缸壁內有卡槽，卡槽距缸底的高

度》=2m。質量Af=10kg、橫截面積S=5xl(F3m?的活塞停在卡槽處，其下方封閉有一定質量壓強為？

=0.8xl()5pa、溫度為fi=17°C的理想氣體，現(xiàn)通過加熱裝置對缸內氣體緩慢加熱。已知外界大氣壓強po=

lxl()5pa保持不變，熱力學溫度與攝氏溫度的關系T=f+273K,重力加速度g=10m/s?。

(1)求活塞剛要離開卡槽時缸內氣體的熱力學溫度4;

(2)若活塞離開卡槽后繼續(xù)上升了/z=0.2m,該過程中氣體吸收了Q=370J的熱量，求該過程中氣體內能的

變化量A[7o

1.某同學從重慶去西藏旅游，路途中溫度逐漸降低，為了補充能量拿出自己所帶的堅果，發(fā)現(xiàn)包裝堅果的

密封袋明顯膨脹。下列關于袋內氣體(可視為質量不變的理想氣體)說法正確的是()

A.壓強增大B.分子平均動能不變

C.一定從外界吸收熱量D.對外做功，內能減小

2.壓縮空氣儲能是一種利用壓縮空氣來儲存能量的新型儲能技術，絕熱壓縮空氣儲能方式是壓縮空氣并將

產(chǎn)生的熱能儲存在各種介質當中，比如混凝土、石頭、礦洞礦石中等。需要發(fā)電的時候讓壓縮空氣推動發(fā)

電機工作，這種方式能夠將壓縮空氣儲能的效率提升。對于上述過程的理解，下列說法正確的是()

壓縮空氣

A.絕熱壓縮空氣，分子平均動能不變

B.絕熱壓縮空氣，溫度升高，氣體內能一定增大

C.該方式能夠將壓縮空氣儲能的效率提升到100%

D.壓縮空氣推動發(fā)電機工作時，氣體對外做功，內能增大

3.如圖所示，一定質量的理想氣體經(jīng)歷兩個不同的過程，分別由體積一溫度（V-。圖像上的兩條直線I和n

表示，口和正分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標;均是兩直線的延長線與橫軸交點的橫坐標，to=-273.15℃；

a、b為直線I上的兩點，c為直線H上的一點。下列說法正確的是（）

A.理想氣體沿直線I從狀態(tài)a變化到狀態(tài)6,壓強變大

B.理想氣體在狀態(tài)b比在狀態(tài)c的壓強大

C.理想氣體沿直線I從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,氣體吸熱

D.理想氣體在a、b、c狀態(tài)的內能關系為U介Upa

4.（多選）如圖所示，帶有活塞的汽缸中封閉一定質量的氣體（不考慮分子勢能），將一個熱敏電阻（電阻值隨

溫度升高而減?。┲糜谄字校瑹崦綦娮枧c汽缸外的歐姆表連接，汽缸和活塞均具有良好的絕熱性能。下列

說法正確的是（）

A.若發(fā)現(xiàn)歐姆表讀數(shù)變大，則汽缸內氣體內能一定減小

B.若推動活塞使汽缸內氣體體積減小，則汽缸內氣體內能減小

C.若推動活塞使汽缸內氣體體積減小，則汽缸內氣體壓強減小

D.若推動活塞使汽缸內氣體體積減小，則歐姆表讀數(shù)將變小

5.如圖所示，一定質量的理想氣體經(jīng)歷了a-6-CTa的過程，其狀態(tài)變化的p-V圖像如圖所示，各個狀態(tài)

（1）一次循環(huán)過程中氣體放出的熱量；

（2）整個循環(huán)過程中的最高溫度。

6.肺活量是常用來衡量人體心肺功能的重要指標。肺活量是指在標準大氣壓po=latm下人一次盡力吸氣

后，再盡力呼出的氣體體積總量。某同學在學習氣體實驗定律后，設計了一個吹氣球實驗來粗測自己肺活

量。首先他測量了自己的體溫為37°C,環(huán)境溫度為27℃,然后該同學盡最大努力吸氣，通過氣球口盡力

向氣球內吹氣，吹氣后的氣球可近似看成球形，過一段時間穩(wěn)定后測得氣球的直徑d=20cm,氣球穩(wěn)定的

過程中，氣球向外界散失了2.8J的熱量。已知氣球橡膠薄膜產(chǎn)生的附加壓強如=與，其中。為薄膜的等效

表面張力系數(shù)，R為氣球充氣后的半徑。如圖為該氣球的等效表面張力系數(shù)。隨氣球半徑R的變化曲線。

吹氣前氣球內部的空氣可忽略不計，空氣可看作理想氣體，大氣壓強po=l.Oxl()5Pa,1cmH20=100Pa。

求：

47/cm-cniH2O

5.010.015.020.0R/cm

(1)該同學通過查閱資料得知理想氣體內能大致可以用公式U=0.5T來計算，氣球穩(wěn)定的過程中外界對氣球

做了多少功？

(2)該同學的肺活量為多少毫升(保留到整數(shù)位)？

7.(2023?浙江6月選考)如圖所示，導熱良好的固定直立圓筒內用面積5=100cn?、質量相=lkg的活塞封

閉一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。圓筒與溫度300K的熱源接觸,平衡時圓筒內氣體處于狀態(tài)A,

其體積巳=600cn?。緩慢推動活塞使氣體達到狀態(tài)8,此時體積弦=500?1?。固定活塞，升高熱源溫度，

氣體達到狀態(tài)C,此時壓強pc=1.4x105Pa。已知從狀態(tài)A到狀態(tài)C,氣體從外界吸收熱量。=14J；從狀

態(tài)8到狀態(tài)C,氣體內能增加AU=25J；大氣壓po=l.Olxlo5pa,重力加速度g=10m/s?。

(1)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B,其分子平均動能(