江苏扬州市高邮市三垛中学2025-2026学年高一下学期物理周练十（热力学定律）

**基本信息** 以热力学定律为核心，通过喷壶消毒（疫情情境）、等温变化实验及气缸弹簧系统分析，考查能量观念与科学推理，适配周测分层检测需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|11题/44分|热力学第一定律、p-V图像、分子动理论|结合疫情消毒情境（题5），辨析做功与热传递（题1）| |解答题|5题/56分|理想气体状态方程、实验探究、综合建模|实验题考查操作分析（题12），计算题涉及气缸弹簧系统建模（题14），体现科学探究与模型建构|

高一下学期物理周练十（热力学定律） 一、选择题（每题4分，共44分） 1．做功和热传递都能够改变物体的内能。下列属于做功改变物体内能的过程的是（　　） A．炉火上的一锅饭逐渐升温的过程 B．把烧红的铁块投入水中，铁块温度降低的过程 C．太阳能热水器中的水在阳光下被晒热的过程 D．发动机气缸内的混合气体被压缩的过程 2．如图所示为一定质量的理想气体经历的循环过程，关于该理想气体所经历过程的描述正确的是（　　） A．从状态A到状态B的过程，气体温度升高 B．从状态B到状态C的过程，分子平均动能减少 C．从状态C到状态A的过程，外界对气体做正功 D．从状态A经历状态B、C再次回到状态A时，外界对气体做总功为零 3．如图所示汽缸内由轻质活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处于静止状态，用电热丝对气体加热过程中，活塞向上缓慢移动，移动过程中活塞与汽缸的摩擦忽略不计，且气体与外界环境没有热交换。气缸始终固定。以下说法正确的是（　　） A．气体的温度保持不变 B．外界对气体做正功 C．气体的压强大于外界气体压强 D．气体的内能增加 4．如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图像，其中AB段为双曲线，BC段与横轴平行，则下列说法正确的是（    ） A．过程①气体分子单位时间内对容器壁单位面积的平均作用力增大 B．过程②中气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数减少 C．过程③中气体内能不变，气体从外界吸收热量 D．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 5．喷洒酒精消毒是抗击新冠肺炎疫情的重要手段。某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示。闭合阀门K，向下按压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后，按下按柄B打开阀门K，消毒液会经导管自动从喷嘴处喷出。设喷液过程中，储气室内气体温度保持不变，若储气室内气体可视为理想气体，则下列说法正确的是（　　） A．喷液过程中，储气室内气体内能减小 B．喷液过程中，储气室内气体放出热量 C．喷液过程中，储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力减小 D．只要储气室内气体压强大于外界大气压强，消毒液就能从喷嘴喷出 6．如图所示，一定量的理想气体从状态a开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态b和c。下列说法正确的是（　　） A．在a→b过程中外界对气体做功，吸收热量 B．在a→b过程中气体对外界做功，放出热量 C．在b→c过程中外界对气体做功，放出热量 D．在b→c过程中气体对外界做功，吸收热量 7．一定质量的某种理想气体图像如图所示，从状态开始，气体沿箭头所示方向先后变化到状态、、，其中状态和状态气体温度相同，、的延长线经过坐标原点，则（　　） A．气体在过程中放热 B．气体在过程中对外界做功 C．气体在过程中吸热 D．气体在过程中对外界做的功小于气体吸收的热量 8．下列有关热学问题说法错误的是（　　） A．图甲是理想气体分子速率的分布规律，气体在①状态下的分子平均动能大于②状态下的分子平均动能 B．图乙是分子势能Ep与分子间距r的关系示意图，在r＞r1时分子力表现为引力 C．图丙为压力锅，关火后打开压力阀开始放气瞬间，锅内气体对外界做功，内能减少 D．图丁为一定质量的理想气体分别在T1、T2温度下发生的等温变化，由图可知T1＜T2 9．如图所示，将一只气球放到绝热密闭的升温箱中缓慢加热，随温度的升高，气球缓慢膨胀，气球内气体压强增大，将气体视为理想气体，且气球不漏气，下列说法正确的是（　　） A．气球内所有气体分子的动能都增大 B．气球内气体对外做的功大于气球内气体吸收的热量 C．气球内的气体分子对气球壁单位面积的平均撞击力增大 D．箱内气体及气球内气体总内能增加量等于从加热器上吸收的热量 10．利用所学知识判断，下列描述正确的是（　　） A．甲图中用细棉线实现自动浇水，利用了毛细现象 B．乙图中热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形，说明该固体为非晶体 C．丙图中悬浮在液体的微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 D．丁图中“饮水小鸭”喝完一口水后，直立起来又慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，小鸭不需要外界提供能量，也能持续工作下去 11．如图所示，一定质量的气体被封闭在高H的容器下部，活塞质量m、横截面积S容器上方与大气接通，大气压强p0。初始时，活塞静止在容器正中间。不计活塞摩擦，保持温度不变，缓慢将活塞上部抽成真空，最终容器内被封闭的气体压强是（　　） A．一定是 B．一定是 C．或 D．介于和之间某个值 二、解答题（第12题14分，其余题目依次为10、10、10、12分，共56分） 12．如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，实验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长度可由注射器上的刻度尺读取，气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。 (1)关于实验中操作下列说法正确的是_________； A．柱塞上涂油仅仅为了减小摩擦力 B．为方便推动柱塞，应手握注射器 C．注射器不水平放置对实验没有影响 (2)实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小。该过程气体的内能_________（选填“变大”“变小”或“不变”），气体对外_________（选填“放出”“吸收”）热量。 (3)实验小组采集了多组压强和体积的数据，发现乘积的数值明显是越来越小，造成这一现象的原因可能是_______。 (4)该小组改进了实验操作，避免了上述问题。实验小组在不同室温下进行实验，缓慢推活塞进行实验得到了图乙的图像，图中的两次实验的温度______（选填“>”、“<”或“=”）； (5)某实验小组根据采集的实验数据作出图像，图丙中①、②、③三条直线中，最符合实际的直线是______________________，理由是______________________。 13．一定质量的理想气体的图像如图所示，A点坐标为，B点坐标为，C点坐标为，气体在A状态时的热力学温度，求： (1)气体在C状态时的热力学温度； (2)气体从A状态到C状态对外做的功W。 14．如图所示，一根劲度系数的轻质弹簧上端固定，下端与一质量为的绝热活塞连接并悬挂一绝热气缸。活塞与气缸内封闭着一定质量的理想气体。气缸内部带有加热装置，顶部开口且有卡扣，以保证活塞不会脱离。气缸内部高为H、底面积为S。初始时缸内气体温度为，活塞到气缸底部的距离为0.5H，弹簧被拉伸了0.5H。现缓慢加热气体使气缸下降到活塞恰好到达气缸顶部。已知大气压强恒为，重力加速度为g，忽略活塞和气缸壁的厚度及加热装置的体积，不计一切摩擦。求： (1)绝热气缸的总质量M； (2)已知在整个加热过程中，气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化量。 15．一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，已知气体初始状态参数如下：状态a的压强，体积，温度；为等压过程，状态b的体积；为绝热过程，气体对外做功；为等温过程。 (1)求过程中，气体从外界吸收的热量； (2)现将该理想气体充入容积为的储气罐中，储气罐初始温度为、压强为，充入后储气罐内气体温度降至，压强变为。求充入储气罐的气体在状态a下的体积（不计充气过程气体泄漏，充气后储气罐内气体可视为理想气体）。 16．高度为L的直立气缸有两个通气阀门，气缸四壁轻薄且视为刚性，如图甲所示，底部与活塞之间用轻质弹簧连接，活塞静止时恰好位于气缸正中间（见图甲），活塞与气缸之间密闭性良好且无摩擦。已知弹簧原长为L，弹簧体积不计。关闭通气阀门后，将气缸缓慢逆时针放倒，活塞再次静止时，与气缸左壁的距离为，如图乙所示。已知气缸内的温度保持不变，大气压强为，活塞面积为S，活塞厚度不计，重力加速度为g。 (1)求图乙中左、右侧气体的压强之比； (2)求活塞的质量； (3)若从图甲到图乙，左侧气体对活塞做功为，那么左侧气体吸热（或放热）是多少？ 参考答案 1．D 2.C 3.D 4. B 5. C 6. C 7. B 8. B 9. C 10. A 11.C 12．(1)C (2) 不变 放出 (3)实验过程漏气 (4)＞ (5) ③ 一定量的气体在温度不变时，注射器内气体的体积V与是线性关系，纵轴截距是负的 【详解】（1）A．柱塞上涂油是为了防止漏气，并不是为了减小摩擦，故A错误； B．推拉柱塞时不可用手握住注射器，会使气体温度变高，故B错误； C．实验需要测量气体体积与压强，注射器不水平放置对气体体积与压强的测量没有影响，注射器不水平放置对实验没有影响，故C正确。故选C。 （2）[1]实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小，该过程气体温度不变，气体内能不变，即=0； [2]气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律 可知Q=-W=-W＜0，则气体放出热量。 （3）实验过程要保证气体质量不变，气体温度不变，一定量的气体发生等温变化时pV保持不变；实验发现pV乘积的数值明显是越来越小，可能是由于密闭不严，实验过程漏气造成。 （4）由理想气体状态方程可知，pV=CT，在V一定时p越大，气体温度越高，由图乙所示图像可知＞。 （5）[1][2]设注射器前端细管内气体体积为，气体的实际体积 由理想气体状态方程，整理得，一定量的气体在温度不变时，注射器内气体的体积V与是线性关系，纵轴截距是负的，由图示图像可知，符合实际的是③。 13．(1) (2) 【详解】（1）气体从A状态到C状态，根据理想气体状态方程，有 解得 （2）题中图线与V轴围成的面积即气体对外做的功，有 解得 14．(1) (2) 【详解】（1）温度为时，对活塞分析，根据平衡条件，有 解得。 对气缸分析，根据平衡条件，有 解得 （2）活塞恰好到达气缸顶部的过程中，气体做等压变化解得 当气体温度为时，体积为；当活塞恰好到达气缸顶部时，气体温度为，所以气体温度由加热到的过程中，气体作等压变化，故气体对外做功为，根据热力学第一定律可得 15．(1) (2) 【详解】（1）状态的热力学温度为 为等压过程，由盖—吕萨克定律得 解得 循环过程中，理想气体回到初始状态，总内能变化。由总内能变化 为绝热过程，气体对外做功，则有 为等温过程，则有可得 等压过程，气体对外做功 对过程应用热力学第一定律解得 （2）设充入的气体在状态下的体积为。由题意可得 其中，，，，代入数据解得 16．(1)2:1 (2) (3) 【详解】（1）关闭通气阀门后，从图甲到图乙，图乙中左、右侧气体均做等温变化，由玻意耳定律得， 解得， 压强之比 （2）在图甲中，活塞在气缸正中间且受力平衡，设弹簧的劲度系数为k，由胡克定律得 活塞受力平衡，有 在图乙中，活塞受力平衡，有 代入化简得 解得 （3）从图甲到图乙，左侧气体做等温变化，内能不变，体积收缩，活塞对左侧气体做功，由热力学第一定律得 其中， 可得 故左侧气体向外界放热。 ( 第 1 页 共 7 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $