15.3 热力学定律与能量守恒定律 专项训练 -2026届高三物理一轮复习考点题组分层练

15.3 热力学定律与能量守恒定律 考点一　热力学第一定律的理解与应用 1 题组1：热力学第一定律的理解 1 题组2：热力学第一定律的应用 2 考点二　热力学第二定律的理解与应用 3 题组1：热力学第二定律 3 题组2：热力学第二定律的应用 4 考点三　热力学第一定律与气体图像 5 题组1：热力学第一定律与P-V图像 5 题组2：热力学第一定律与P-T图像 7 题组3：热力学第一定律与V-T图像 9 考点四　热力学定律与气体实验定律 11 题组1：热力学定律与气体实验定律 11 15.3 热力学定律与能量守恒定律 考点一　热力学第一定律的理解与应用 题组1：热力学第一定律的理解 1.（单选）关于物体的内能以及变化，以下说法正确的是(    ) A. 物体的温度改变时，其内能必定改变 B. 物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能不一定改变 C. 物体对外做功，其内能必定改变，物体向外传出一定热量，其内能必定改变 D. 若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变 【答案】B  【解答】A.物体的内能是分子动能和分子势能的和，温度是分子平均动能大小的标志，温度升高物体分子的平均动能增大，分子势能变化不清楚，所以內能不一定改变，故A错误； 物体对外做功的同时如果从外界吸收热量，那么物体的内能就不一定改变；向物体传递热量的时候，如果物体同时对外做功，那么物体的内能也不一定改变，故B正确，C错误。 D.不发生热传递的话，也可以是对外界做功或者外界对物体做功，照样可以改变物体的内能，故D错误。 故选B。 2. （多选）采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则(    ) A.   绝热过程中，气体分子平均动能增加 B. 绝热过程中，外界对气体做负功 C. 等压过程中，外界对气体做正功 D. 等压过程中，气体内能不变 【答案】AC  【解答】一定质量的理想气体经过绝热过程被压缩，可知气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体内能增加，则气体温度升高，气体分子平均动能增加，故A正确，B错误； 一定质量的理想气体经过等压过程回到初始温度，可知气体温度降低，气体内能减少；根据可知气体体积减小，外界对气体做正功，故C正确，D错误。 故选AC。 题组2：热力学第一定律的应用 3.内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，用质量为的活塞密封一段长度为的气体，活塞的横截面积为给活塞一个向左的初速度，活塞向左移动了，此时速度减为零已知大气压强为，不计密封气体温度的变化求： 活塞速度为零时，密封气体的压强 该过程放出的热量． 【答案】解：由玻意耳定律得 解得 设活塞对气体做功为，吸收的热量为，对气体，由热力学第一定律得 由题意可知 对活塞，由动能定理得 解得   4.研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过时，分钟就可以灭活。如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部内，气缸顶端有一绝热阀门，气缸底部接有电热丝缸内被封闭气体初始温度，活塞位于气缸中央，与底部的距离，活塞和气缸间的摩擦不计。 若阀门始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离，持续分钟后，试分析说明内新冠病毒能否被灭活？ 若阀门始终闭合，电热丝通电一段时间，给缸内气体传递了的热量，稳定后气体内能增加了，求此过程气体的内能增加量。 【答案】解：设活塞横截面积为，则 对内气体，初态：， 末态：， 阀门打开，加热过程气体做等压变化，由盖吕萨克定律得 联立解得 故内病毒能被灭活 阀门闭合，由于系统绝热，气体膨胀对气体做功，由热力学第一定律有： 解得 对气体，由于系统绝热，则  考点二　热力学第二定律的理解与应用 题组1：热力学第二定律 1. （单选）如图所示为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化，吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是(    ) A. 热量可以自发地从低温的冰箱内传到高温的冰箱外 B. 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能 C. 电冰箱的工作原理违反了热力学第一定律 D. 电冰箱的工作效率可达到 【答案】B  【解析】根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，电冰箱的工作效率不可能达到，故 AD错误，B正确； C.热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热现象，故C错误。 故选B。 题组2：热力学第二定律的应用 2.（单选）在热学中，下列说法正确的是(    ) A. 第一类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 B. 第二类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 C. 热力学第二定律告诉我们机械能可以转化为内能而内能不能转化为机械能 D. 热量只能从高温物体传向低温物体，而不能从低温物体传向高温物体 【答案】A  【解答】：不消耗能量而不断对外做功的第一类永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律，故A正确； ：第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故B错误； ：热力学第二定律告诉我们机械能可以转化为内能，而内能在“一定的条件下”也能转化为机械能，故C错误； ：热量能从高温物体传向低温物体，在“一定的条件下”也能从低温物体传向高温物体，故D错误。 故选：。 3. （多选）如图所示，两固定绝热活塞把内壁光滑的绝热汽缸分成体积相等的、、三部分，左侧活塞上带有阀门，开始时阀门关闭，、内理想气体的压强相等，内为真空。时刻打开阀门，经过一段时间稳定后，时刻取消右侧活塞的固定状态，在时刻右侧活塞停止运动。下列说法正确的是(    ) A. 阀门打开后，气体自向的扩散遵循热力学第二定律 B. 时刻中气体的压强是时刻的 C. 中气体在时刻后的温度高于时刻前的温度 D. 时间内中气体的内能不变 【答案】ABC  【解析】A.阀门打开后，气体自向的真空中的扩散是不可逆的，遵循热力学第二定律，A正确； B.气体自向的真空中扩散时不做功，绝热过程，总内能不变，温度不变，体积变为原来的倍，由理想气体状态方程可知，  时刻中气体的压强是  时刻  ，B正确； ． 时间内气体通过活塞对、中的气体做功，中气体的内能减小，、中气体的内能增加，温度升高，C正确，D错误。 故选ABC。 考点三　热力学第一定律与气体图像 题组1：热力学第一定律与P-V图像 1. （单选）热力学理论上最完善的闭式概括性卡诺循环，它包含两个等容变化过程和两个等温变化过程，如图所示是一定质量的理想气体在该循环下的图像，其中和是等温过程。关于卡诺循环，下列说法正确的是(    ) A. 的过程中，气体从外界吸收热量 B. 过程中，气体分子在单位时间与器壁单位面积的碰撞次数增加 C. 经历如图所示这一完整的循环过程，气体对外界放出热量 D. 过程气体吸收的热量等于过程气体放出的热量 【答案】D  【解析】A、由题图可知，过程等温压缩过程，外界对气体做功，则，内能不变，则，由热力学第一定律可得，解得，故气体对外放出热量，故A错误； B、由题图可知，过程中，体积增大但温度不变，则压强减小，故单位体积内分子数减少，温度不变分子平均速率不变，单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数也减少，故B错误； C、图像与横轴所围面积表示做功，由此可知过程外界对气体做功小于过程气体对外界所做的功，由于一个循环结束后气体温度回到初始状态，即内能不变，故一个循环过程需要吸收热量，故C错误； D、过程和过程都发生等容变化，所以气体与外界没有做功关系，由于气体的温度变化相同，所以内能的变化量相等，则过程气体吸收的热量等于过程气体放出的热量，故D正确。 故选：。 2. （多选）卡诺热机是只有两个热源一个高温热源和一个低温热源的简单热机，其循环过程的图像如图所示，其中和为两个等温过程和为两个绝热过程。若热机的工作物质为理想气体，高温热源温度为，低温热源温度为，图像中、和、各状态的参量如图所示，若热机在过程从高温热源吸热为过程热机向低温热源放出热量为。下列说法正确的是(    ) A. B. 气体在状态的体积为 C. 在过程中，气体分子热运动的平均动能增大 D. 该热机完成一次循环，外界对气体做功为 【答案】AB  【解析】A、和为两个等温过程，故在过程从高温热源吸热为等于气体对外做的功，等于外界对气体做的功，过程气体对外做的功大于过程外界对气体做的功，所以，A正确； B、从，设状态体积为，由理想气体状态方程，解得，B正确； C、为绝热过程，气体体积增大，对外做功，根据热力学第一定律绝热过程，气体对外做功，所以，理想气体内能减小，温度降低，气体分子热运动的平均动能减小， C错误； D、该热机完成一次循环，内能不变， 根据热力学第一定律，，则， 所以气体对外界做功， D错误。 题组2：热力学第一定律与P-T图像 3. （单选）一定质量的理想气体从状态开始，经状态回到状态，如图所示．下列说法正确的是(    ) A. 过程，气体放热 B. 过程，气体体积变大 C. 气体在时的体积比在时的体积小 D. 过程，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增加 【答案】A  【解答】A.由图像可知，过程气体温度不变，压强增大，由理想气体状态方程可知气体体积减小，外界对气体做功，，气体温度不变，气体内能不变，，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故A正确； B.由图像可知，过程气体温度降低，而压强不变，由理想气体状态方程可知体积减小，故B错误； C.由理想气体状态方程可知，图像的斜率，由图像可知，，连线过坐标原点，图像斜率不变，说明气体在状态和状态时体积相等，故C错误； D.过程气体温度升高，而压强减小，气体分子对器壁单位面积的平均作用力减小，气体温度升高，分子的平均动能增大，则单位时间内撞击器壁单位面积的分子数减少，故D错误。 故选A。 4. （多选）一定质量的理想气体的状态变化情况如图所示，下列说法正确的是  A. 过程中，理想气体向外界放出热量 B. 过程中，理想气体从外界吸收热量 C. 过程中，理想气体向外界放出热量 D. 过程中，理想气体从外界吸收热量 【答案】BD  【解析】过程中，气体做等压变化，温度升高，内能增大，同时气体体积增大，对外做功，根据热力学第一定律可得，理想气体从外界吸收热量，故B正确A错误； 过程中，温度不变，内能不变，气体体积增大，对外做功，根据热力学第一定律可得，理想气体从外界吸收热量，故C错误D正确； 故选BD。 5. （多选）如图所示，一定质量的理想气体从状态到状态，再从状态到状态，最后从状态回到状态，已知气体在状态的体积，从到过程中气体对外做功。则(    ) A. 气体在状态时的体积为 B. 气体在状态时的体积为 C. 气体从的整个过程中吸收的热量为 D. 气体从的整个过程中吸收的热量为 【答案】BD  【解析】、从到是等压过程，根据盖吕萨克定律。已知，，，则，所以A错误，B正确； 、过程，由图像过原点可知是等容过程，此过程。过程气体对外做功。过程是等压过程，。整个过程因为初末状态相同，理想气体内能只与温度有关，根据热力学第一定律 ，，所以，即气体从的整个过程中吸收的热量为，C错误， D正确。 题组3：热力学第一定律与V-T图像 6. （单选）将一定质量的理想气体自状态变化至状态，某同学设计了两种不同的变化过程和，两过程的图像如图所示，下列说法正确的是(    ) A. 气体经过过程比经过过程吸收的热量少 B. 过程气体分子平均动能的变化量大于过程气体分子平均动能的变化量 C. 过程气体对外做的功大于过程气体对外做的功 D. 气体在状态比在状态单位时间撞击容器壁单位面积的分子数多 【答案】A  【解析】B.气体经过过程和经过过程 ，气体的初状态温度相同，末状态温度相同，因此两过程气体的初状态内能相同，末状态内能相同，则分子平均动能的变化量相同，故B错误； C.过程  气体先等压变化再等容变化，只有  阶段对外做功，做的功为 ， 过程  气体先等容变化再等压变化，只有  阶段对外做功，做的功为 ， 根据理想气体状态方程，有 ，变形得 ， 可知图像的斜率表示压强的倒数，可得 ， 因为  相等，所以有  过程  气体对外做的功小于过程  气体对外做的功，故C错误； A.由热力学第一定律 ， 可知，两不同过程的  相同，且 ， 为负值，所气体经过过程比经过过程吸收的热量少，故A正确； D.气体在状态和状态  的体积相同，分子密集程度相同，但气体在状态的温度小于状态  的温度，状态分子运动的剧烈程度比状态  小，对单位时间内撞击容器壁单位面积次数的影响比状态  小，因此气体在状态单位时间撞击容器壁单位面积的分子数比状态  少，故D错误。 7. （单选）如图所示，一定质量的理想气体从状态经过状态、又回到状态下列说法正确的是(    ) A. 过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 B. 过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 C. 过程中气体吸收的热量大于过程中气体放出的热量 D. 过程中气体对外做的功小于过程中外界对气体做的功 【答案】C  【解析】A、过程中，温度升高，气体分子的平均动能增大，直线过原点表示该过程为等压变化，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，故A错误 B、过程中体积减小，单位体积内分子数增加，温度不变，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故B错误 C、气体从过程中，温度升高且体积增大，故气体吸收热量且对外做功，设吸热大小为做功大小为，根据热力学第一定律有： ，气体从过程中，温度降低且体积不变，故气体不做功且对外放热，设放热大小为，根据热力学第一定律： ，气体从过程中，温度不变，内能增量为零，有： ，即，所以 过程中气体吸收的热量大于过程中气体放出的热量，故C正确 D、气体做功，过程中体积变化的大小等于过程中体积变化的大小，但图像上的点与原点连线的斜率越大，压强越小，故A过程中气体对外做的功大于过程中外界对气体做的功，故D错误。 8. （单选）某气缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态依次经过状态、和后再回到状态，其图像如图所示，则在该循环过程中，下列说法正确的是(    ) A. 从状态到，气体压强增大 B. 从状态到，气体压强不变但气体分子的平均动能减小 C. 从状态到，气体放出热量 D. 若气体从状态到，内能增加，对外做功，则气体从外界吸收热量 【答案】D  【解析】A.由得，从状态到，体积不变，温度降低，可知气体压强减小，故A错误； B.由得，，可知从到过程气体发生等压变化，但温度升高，气体分子的平均动能增大，故B错误； C.从到过程中，温度不变，内能不变；体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故C错误； D.由，若气体从状态到，内能增加，对外做功，得，则气体从外界吸收热量，故D正确。 考点四　热力学定律与气体实验定律 题组1：热力学定律与气体实验定律 1.小明利用废弃的某品牌酸奶盒和插入吸管制作了如图甲所示装置。假设该装置导热性能良好，最初甲状态下，该装置中密闭有温度为，体积为的理想气体，此时管内与盒内部液面高度差为。接着，小明将该装置放进温度为的水中水的温度保持不变，整个装置开始膨胀而使顶部变凸起，此过程中液面高度差也保持不变，如图乙所示。若从乙状态再缓慢从管中抽走部分液体，使液面差消失，如图丙所示，此时装置体积与乙状态保持一致。大气压强取，液体的密度为，求： 乙状态下瓶内的压强； 丙状态下理想气体的体积； 若从乙状态到丙状态瓶内气体对外不做功，且从最初甲状态到最后丙状态气体吸收的热量为，则从甲状态到丙状态理想气体内能的改变量为多少 【答案】解：根据题设条件可知，乙状态下瓶内的压强 ； 已知甲状态下体积为  ，温度为  ，乙状态下温度为  ，设乙状态下气体体积为  ， 根据 ，解得 ， 由知  ，  等于大气压强为  ，设丙状态下理想气体的体积为  ， 根据 ，解得 ； 由题意可知甲状态到乙状态气体对外做功为 ， 从甲状态到丙状态气体吸收的热量为  ，根据热力学第一定律 ， 得 。 2.如图甲所示，横截面积为、长为的汽缸内壁光滑，用质量为的活塞封闭一定量的气体，放在地面开口水平时，活塞恰好位于汽缸中央位置，一根轻质弹簧两端分别与汽缸底部和活塞相连，此时弹簧处于原长状态。已知大气压强为，当地重力加速度为，忽略活塞厚度和弹簧体积，气体视为理想气体。 若将汽缸开口向下置于水平地面，稳定后活塞到汽缸底部的距离为，如图乙所示。汽缸内气体温度始终不变，求弹簧的劲度系数； 若撤去轻质弹簧，通过电阻丝对封闭气体加热，使活塞距汽缸底部的距离从缓慢地移动到，如图丙所示，加热前汽缸内气体温度为。已知汽缸内气体内能变化量与温度变化量的关系式为，为已知常数，求该过程中汽缸内气体吸收的热量。 【答案】解：气体发生等温变化，状态时，，状态时， 由玻意耳定律得 以图乙中的活塞为研究对象，有 联立解得； 气体发生等压变化，则由盖吕萨克定律得 解得 此过程中气体内能增加量 气体对外做功，则 由热力学第一定律可得此过程中汽缸内气体吸收的热量 。  3.如图甲，某同学将透明吸管插入铝制空饮料罐，接口处用蜡密封，并在吸管内引入一小段油柱。制成探究罐内空气体积随温度变化规律的装置。通过改变罐内气体的温度，测出多组体积与对应温度的数据，作出图像如图乙，求： 已知大气压强，气体由状态到状态的过程中对外做的功； 若问过程中气体吸收热量，气体的内能增加量。 已知任何气体在压强，温度时，体积约为。罐内空气的平均摩尔质量，体积，温度，估算罐内空气密度计算结果保留三位有效数字。 【答案】由状态到状态的过程中，气体对外做的功为  由热力学第一定律得  对罐内被封气体状态可知  ，  状态可知    由等压变化定律得  物质的量为  质量  罐内空气密度  联立代数据解得  学科网（北京）股份有限公司 $ 15.3 热力学定律与能量守恒定律 考点一　热力学第一定律的理解与应用 1 题组1：热力学第一定律的理解 1 题组2：热力学第一定律的应用 1 考点二　热力学第二定律的理解与应用 2 题组1：热力学第二定律 2 题组2：热力学第二定律的应用 3 考点三　热力学第一定律与气体图像 3 题组1：热力学第一定律与P-V图像 3 题组2：热力学第一定律与P-T图像 4 题组3：热力学第一定律与V-T图像 5 考点四　热力学定律与气体实验定律 6 题组1：热力学定律与气体实验定律 6 15.3 热力学定律与能量守恒定律 考点一　热力学第一定律的理解与应用 题组1：热力学第一定律的理解 1.（单选）关于物体的内能以及变化，以下说法正确的是(    ) A. 物体的温度改变时，其内能必定改变 B. 物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能不一定改变 C. 物体对外做功，其内能必定改变，物体向外传出一定热量，其内能必定改变 D. 若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变 2. （多选）采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则(    ) A.   绝热过程中，气体分子平均动能增加 B. 绝热过程中，外界对气体做负功 C. 等压过程中，外界对气体做正功 D. 等压过程中，气体内能不变 题组2：热力学第一定律的应用 3.内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，用质量为的活塞密封一段长度为的气体，活塞的横截面积为给活塞一个向左的初速度，活塞向左移动了，此时速度减为零已知大气压强为，不计密封气体温度的变化求： 活塞速度为零时，密封气体的压强 该过程放出的热量． 4.研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过时，分钟就可以灭活。如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部内，气缸顶端有一绝热阀门，气缸底部接有电热丝缸内被封闭气体初始温度，活塞位于气缸中央，与底部的距离，活塞和气缸间的摩擦不计。 若阀门始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离，持续分钟后，试分析说明内新冠病毒能否被灭活？ 若阀门始终闭合，电热丝通电一段时间，给缸内气体传递了的热量，稳定后气体内能增加了，求此过程气体的内能增加量。 考点二　热力学第二定律的理解与应用 题组1：热力学第二定律 1. （单选）如图所示为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化，吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是(    ) A. 热量可以自发地从低温的冰箱内传到高温的冰箱外 B. 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能 C. 电冰箱的工作原理违反了热力学第一定律 D. 电冰箱的工作效率可达到 题组2：热力学第二定律的应用 2.（单选）在热学中，下列说法正确的是(    ) A. 第一类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 B. 第二类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 C. 热力学第二定律告诉我们机械能可以转化为内能而内能不能转化为机械能 D. 热量只能从高温物体传向低温物体，而不能从低温物体传向高温物体 3. （多选）如图所示，两固定绝热活塞把内壁光滑的绝热汽缸分成体积相等的、、三部分，左侧活塞上带有阀门，开始时阀门关闭，、内理想气体的压强相等，内为真空。时刻打开阀门，经过一段时间稳定后，时刻取消右侧活塞的固定状态，在时刻右侧活塞停止运动。下列说法正确的是(    ) A. 阀门打开后，气体自向的扩散遵循热力学第二定律 B. 时刻中气体的压强是时刻的 C. 中气体在时刻后的温度高于时刻前的温度 D. 时间内中气体的内能不变 考点三　热力学第一定律与气体图像 题组1：热力学第一定律与P-V图像 1. （单选）热力学理论上最完善的闭式概括性卡诺循环，它包含两个等容变化过程和两个等温变化过程，如图所示是一定质量的理想气体在该循环下的图像，其中和是等温过程。关于卡诺循环，下列说法正确的是(    ) A. 的过程中，气体从外界吸收热量 B. 过程中，气体分子在单位时间与器壁单位面积的碰撞次数增加 C. 经历如图所示这一完整的循环过程，气体对外界放出热量 D. 过程气体吸收的热量等于过程气体放出的热量 2. （多选）卡诺热机是只有两个热源一个高温热源和一个低温热源的简单热机，其循环过程的图像如图所示，其中和为两个等温过程和为两个绝热过程。若热机的工作物质为理想气体，高温热源温度为，低温热源温度为，图像中、和、各状态的参量如图所示，若热机在过程从高温热源吸热为过程热机向低温热源放出热量为。下列说法正确的是(    ) A. B. 气体在状态的体积为 C. 在过程中，气体分子热运动的平均动能增大 D. 该热机完成一次循环，外界对气体做功为 题组2：热力学第一定律与P-T图像 3. （单选）一定质量的理想气体从状态开始，经状态回到状态，如图所示．下列说法正确的是(    ) A. 过程，气体放热 B. 过程，气体体积变大 C. 气体在时的体积比在时的体积小 D. 过程，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增加 4. （多选）一定质量的理想气体的状态变化情况如图所示，下列说法正确的是  A. 过程中，理想气体向外界放出热量 B. 过程中，理想气体从外界吸收热量 C. 过程中，理想气体向外界放出热量 D. 过程中，理想气体从外界吸收热量 5. （多选）如图所示，一定质量的理想气体从状态到状态，再从状态到状态，最后从状态回到状态，已知气体在状态的体积，从到过程中气体对外做功。则(    ) A. 气体在状态时的体积为 B. 气体在状态时的体积为 C. 气体从的整个过程中吸收的热量为 D. 气体从的整个过程中吸收的热量为 题组3：热力学第一定律与V-T图像 6. （单选）将一定质量的理想气体自状态变化至状态，某同学设计了两种不同的变化过程和，两过程的图像如图所示，下列说法正确的是(    ) A. 气体经过过程比经过过程吸收的热量少 B. 过程气体分子平均动能的变化量大于过程气体分子平均动能的变化量 C. 过程气体对外做的功大于过程气体对外做的功 D. 气体在状态比在状态单位时间撞击容器壁单位面积的分子数多 7. （单选）如图所示，一定质量的理想气体从状态经过状态、又回到状态下列说法正确的是(    ) A. 过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 B. 过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 C. 过程中气体吸收的热量大于过程中气体放出的热量 D. 过程中气体对外做的功小于过程中外界对气体做的功 8. （单选）某气缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态依次经过状态、和后再回到状态，其图像如图所示，则在该循环过程中，下列说法正确的是(    ) A. 从状态到，气体压强增大 B. 从状态到，气体压强不变但气体分子的平均动能减小 C. 从状态到，气体放出热量 D. 若气体从状态到，内能增加，对外做功，则气体从外界吸收热量 考点四　热力学定律与气体实验定律 题组1：热力学定律与气体实验定律 1.小明利用废弃的某品牌酸奶盒和插入吸管制作了如图甲所示装置。假设该装置导热性能良好，最初甲状态下，该装置中密闭有温度为，体积为的理想气体，此时管内与盒内部液面高度差为。接着，小明将该装置放进温度为的水中水的温度保持不变，整个装置开始膨胀而使顶部变凸起，此过程中液面高度差也保持不变，如图乙所示。若从乙状态再缓慢从管中抽走部分液体，使液面差消失，如图丙所示，此时装置体积与乙状态保持一致。大气压强取，液体的密度为，求： 乙状态下瓶内的压强； 丙状态下理想气体的体积； 若从乙状态到丙状态瓶内气体对外不做功，且从最初甲状态到最后丙状态气体吸收的热量为，则从甲状态到丙状态理想气体内能的改变量为多少 2.如图甲所示，横截面积为、长为的汽缸内壁光滑，用质量为的活塞封闭一定量的气体，放在地面开口水平时，活塞恰好位于汽缸中央位置，一根轻质弹簧两端分别与汽缸底部和活塞相连，此时弹簧处于原长状态。已知大气压强为，当地重力加速度为，忽略活塞厚度和弹簧体积，气体视为理想气体。 若将汽缸开口向下置于水平地面，稳定后活塞到汽缸底部的距离为，如图乙所示。汽缸内气体温度始终不变，求弹簧的劲度系数； 若撤去轻质弹簧，通过电阻丝对封闭气体加热，使活塞距汽缸底部的距离从缓慢地移动到，如图丙所示，加热前汽缸内气体温度为。已知汽缸内气体内能变化量与温度变化量的关系式为，为已知常数，求该过程中汽缸内气体吸收的热量。 3.如图甲，某同学将透明吸管插入铝制空饮料罐，接口处用蜡密封，并在吸管内引入一小段油柱。制成探究罐内空气体积随温度变化规律的装置。通过改变罐内气体的温度，测出多组体积与对应温度的数据，作出图像如图乙，求： 已知大气压强，气体由状态到状态的过程中对外做的功； 若问过程中气体吸收热量，气体的内能增加量。 已知任何气体在压强，温度时，体积约为。罐内空气的平均摩尔质量，体积，温度，估算罐内空气密度计算结果保留三位有效数字。 学科网（北京）股份有限公司 $