专题07 热力学定律（期末真题汇编，河南专用）高二物理下学期

**基本信息** 聚焦热力学定律专题，汇编河南多地高二期末试题，以气闸舱、汽车热效率、西藏旅行零食鼓包等真实情境设计问题，覆盖基础概念与综合应用。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选|14|热力学定律（如第二类永动机、表面张力）、气体实验定律（如查理定律）|结合电水壶反常膨胀考分子势能，用汽车胎气体状态变化考压强与温度关系| |多选|4|热力学过程方向性、气体状态图像分析|以晶体性质、毛细管现象考物质观念，通过p-T图像考科学推理| |解答|3|气体状态变化综合计算（V-T图像、循环过程）|设计汽缸活塞升温过程，结合内能公式考能量守恒；通过气体循环过程计算吸放热，体现模型建构|

专题07　热力学定律 2大高频考点概览 考点01 热力学定律 考点02 气体实验定律和热力学第一定律综合问题 地 城 考点01 热力学定律 一、单选题 1．（24-25高二下·河南南阳·期末）下列关于各种物理现象的说法正确的是（　　） A．第二类永动机不可实现是因为其违背了热力学第一定律 B．只有声波才有多普勒效应，光波或电磁波没有多普勒效应 C．液体的表面张力是因为在液体表面层分子间的作用力表现为斥力 D．方解石的双折射现象说明方解石为晶体 2．（24-25高二下·河南驻马店·期末）下列说法错误的是（　　） A．一定量0℃的冰融化成0℃的水，其分子动能之和不变，分子势能之和变大 B．热量只会从高温物体传递给低温物体，这说明了热传递具有方向性 C．浸润现象中，附着层的液分子比液体内部更密集，液体分子之间表现为相互排斥的力 D．两个系统彼此处于热平衡，则二者温度一定相同 3．（24-25高二下·河南三门峡·期末）下列说法不正确的是（　　） A．布朗运动是液体中的悬浮颗粒的运动，它间接证明了分子的无规则运动 B．把一枚针轻放在水面上，它能浮在水面，这是由于水表面存在表面张力 C．一定质量的冰融化为同温度水的过程中，分子势能增加 D．热量不能从低温热源传递到高温热源 4．（24-25高二下·河南洛阳·期末）下列热现象中说法正确的是（　　） A．的冰融化为的水过程中，分子势能不变 B．热传递过程具有方向性，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 C．温度越高布朗运动越剧烈，因此布朗运动是分子热运动 D．相同温度下相同质量的不同物质其内能相同 5．（24-25高二下·河南南阳·期末）如图，在汽缸内活塞左边封闭着一定量的空气，压强与大气压相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为Q1。如果让活塞可以自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），也使汽缸内空气温度升高相同温度，其吸收的热量为Q2。设气体在定容下的比热容为c1，在定压下的比热容为c2，则（　　） A． B． C． D． 6．（24-25高二下·河南焦作·期末）如图所示，电水壶中装有温度为0℃的水，现对水加热使其温度从0℃上升到4℃，此过程中水的体积随着温度的升高反而减小，这种现象称为“反常膨胀”。在水“反常膨胀”的过程中，体积虽然减小，但所有水分子间的总势能是增大的，关于此过程，下列说法正确的是（    ） A．每个水分子的动能均增加 B．分子力对水分子做正功 C．整壶水的内能增加 D．水温从0℃上升到4℃，这说明热量可以自发地从低温物体传到高温物体 7．（24-25高二下·河南开封·期末）气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回时使用的气密性装置。如图所示，座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满一定质量的空气（可视为理想气体），气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱B时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换。下列说法正确的是（　　） A．在完全失重的情况下，座舱A内的空气对器壁的顶部没有作用力 B．气体对外做功，平衡后气体内能减小 C．气体对外做功，气体体积变大，平衡后压强减小 D．气体对外不做功，气体体积变大，平衡后压强减小 8．（24-25高二下·河南焦作·期末）曾同学去西藏旅行时，发现从低海拔地区买的密封包装的零食，到了高海拔地区时出现了严重的鼓包（体积膨胀）现象，如图所示。假设零食袋里密封的气体可视为理想气体，从低海拔地区到高海拔地区的过程中温度保持不变，高海拔地区的大气压强显著小于低海拔地区的大气压强，下列说法正确的是（　　） A．袋内气体的压强增大 B．零食袋中气体分子的平均动能减小 C．从低海拔地区到高海拔地区的过程中，袋内气体从外界吸收了热量 D．从低海拔地区到高海拔地区的过程中，外界对气体做正功 9．（23-24高二下·河南·期末）某汽车品牌新一代发动机热效率再次突破，最高达46.03%，百公里油耗4L。发动机热效率是指发动机在工作过程中能够转化为有用功所占的总热量的比值。下列关于热现象的说法，正确的是（　　） A．通过技术进步，发动机的热效率可以达到100% B．根据能量守恒定律，可以把燃烧释放的能量重新收集变为机械能，而不引起其他变化 C．不可能把汽油燃烧释放的热量全部用来做功，而不引起其他变化 D．汽车刹车时不能把动能全部转化为内能 10．（24-25高二下·河南郑州·期末）五一假期高速免费期间，小红一家自驾从广州前往洛阳。已知当天洛阳气温低于广州，且车胎内气体体积与质量保持不变，则胎内气体（　　） A．压强增大 B．放出热量 C．内能不变 D．对外做功 11．（24-25高二下·河南周口·期末）如图所示，是一种便携式氧气罐，假定氧气罐内气体为理想气体，某人在按压时氧气罐内气体温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体分子的平均动能不变 B．罐内气体的压强保持不变 C．罐内气体对外界放热 D．罐内气体内能不变 二、多选题 12．（24-25高二下·河南信阳·期末）下列说法正确的是（　　） A．一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性 B．晶体一定具有固定的熔点、规则的几何外形和物理性质的各向异性 C．为了保存玉米地的水分，可以锄松地面，破坏土壤里的毛细管 D．随着现代科技的发展，可以把热机中燃料释放的内能全部转化为机械能 地 城 考点02 气体实验定律和热力学第一定律综合问题 一、单选题 1．（24-25高二下·河南焦作·期末）一定质量的理想气体经历过程，整个过程气体体积与热力学温度的关系图像如图所示，则（　　） A．气体在状态的压强大于在状态的压强 B．过程，气体向外界放热 C．过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 D．过程，气体内能的增加量等于气体从外界吸收的热量 2．（24-25高二下·河南许昌·期末）一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其图像如图所示，该气体变化顺序为a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直。气体在此状态变化过程中（　　） A．过程，温度不变，气体吸热 B．过程，气体对外做功，内能减小 C．过程，温度降低，气体可能吸收热量 D．过程，气体放出的热量小于内能的减少量 3．（24-25高二下·河南南阳·期末）一定质量的理想气体从状态A开始，经历状态B、C到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示。已知O、A、D三点在同一直线上，且图线AB、CD平行于横轴T，BC平行于纵轴V，则依据图像判断下列说法正确的是（　　） A．气体在状态A时的压强大于在状态B时的压强 B．气体在状态A时的压强小于在状态D时的压强 C．在由状态C向状态D变化的过程中，气体向外界放出热量 D．气体分子在状态C时的平均动能小于在状态A时的平均动能 二、多选题 4．（24-25高二下·河南商丘·期末）如图所示，一定质量的理想气体经历了、、三个过程，已知三个过程包含等容过程、等温过程、绝热过程。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体分子的平均动能不变 B．过程，气体从外界吸收热量 C．过程，气体的内能不变 D．过程，外界对气体做的功大于气体向外界放出的热量 5．（24-25高二下·河南郑州·期末）如图一定质量的理想气体经历由a到b的变化过程，则该过程（　　） A．为等温变化过程 B．气体内能先增大后减小 C．气体对外做功7.5×105J D．气体向外界放热7.5×105J 6．（24-25高二下·河南三门峡·期末）一定质量的理想气体从状态开始，经历四个过程回到原状态，其图像如图所示，其中段为双曲线的一部分。下列说法正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的内能减小 C．气体向外界放热 D．容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减小 三、解答题 7．（24-25高二下·河南南阳·期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过程ab、bc、ca后又回到状态a。由状态a到状态b，气体温度升高了300K，图中，均已知。求： (1)气体在状态a时的温度； (2)判断整个过程气体是吸热还是放热，并计算吸收或放出热量的多少。 8．（24-25高二下·河南新乡·期末）如图所示、一定质量的理想气体从状态a开始经a→b，b→c，c→a三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，气体在状态a的压强为、体积为，在状态b的体积为、温度为，在状态c的温度为，求： (1)气体在状态b的压强p； (2)气体在状态c的体积V； (3)从状态b到状态c，外界对气体做的功W。 9．（24-25高二下·河南濮阳·期末）如图所示，足够高的导热性能良好的汽缸竖直放置，一面积为S、质量为m的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞可在汽缸中无摩擦地滑动。初始时，活塞到缸底的距离为d，汽缸内气体的温度为，外界大气压为，重力加速度为g。将环境温度缓慢升高，使活塞上升了h高度。 (1)求活塞上升了h高度时气体的温度； (2)若缸内气体的内能与热力学温度成正比，即，k为已知量，求整个过程中气体吸收的热量。 试卷第1页，共3页 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07　热力学定律 2大高频考点概览 考点01 热力学定律 考点02 气体实验定律和热力学第一定律综合问题 地 城 考点01 热力学定律 一、单选题 1．（24-25高二下·河南南阳·期末）下列关于各种物理现象的说法正确的是（　　） A．第二类永动机不可实现是因为其违背了热力学第一定律 B．只有声波才有多普勒效应，光波或电磁波没有多普勒效应 C．液体的表面张力是因为在液体表面层分子间的作用力表现为斥力 D．方解石的双折射现象说明方解石为晶体 【答案】D 【详解】A．第二类永动机不可实现是因为其违背了热力学第二定律，A错误； B．多普勒效应普遍存在于波动现象中，光波和电磁波同样存在多普勒效应（如红移现象），B错误； C．液体表面张力是由于表面层分子间距较大，分子间作用力表现为引力，使液面收缩，C错误； D．双折射现象是晶体的特性（各向异性），方解石的双折射现象说明其为晶体，D正确。 故选D。 2．（24-25高二下·河南驻马店·期末）下列说法错误的是（　　） A．一定量0℃的冰融化成0℃的水，其分子动能之和不变，分子势能之和变大 B．热量只会从高温物体传递给低温物体，这说明了热传递具有方向性 C．浸润现象中，附着层的液分子比液体内部更密集，液体分子之间表现为相互排斥的力 D．两个系统彼此处于热平衡，则二者温度一定相同 【答案】B 【详解】A．0℃的冰融化成0℃的水时，温度不变，分子平均动能相同，总动能之和不变。熔化过程吸热，内能增加，而内能增量体现在分子势能上，故分子势能之和变大。故A正确。 B． 热量自发传递方向是从高温到低温，但若有外界做功（如制冷机），热量可从低温传向高温。题干未限定“自发”，因此“只会”表述错误。故B错误。 C．浸润现象中，附着层液体分子受固体分子吸引更密集，分子间距小于平衡距离，表现为斥力。故C正确。 D．热力学第零定律指出，处于热平衡的系统温度相同。故D正确。 由于本题选错误的，故选B。 3．（24-25高二下·河南三门峡·期末）下列说法不正确的是（　　） A．布朗运动是液体中的悬浮颗粒的运动，它间接证明了分子的无规则运动 B．把一枚针轻放在水面上，它能浮在水面，这是由于水表面存在表面张力 C．一定质量的冰融化为同温度水的过程中，分子势能增加 D．热量不能从低温热源传递到高温热源 【答案】D 【详解】A．布朗运动是液体中的悬浮颗粒的运动，它间接证明了分子的无规则运动，故A正确，不符题意； B．把一枚针轻放在水面上，它能浮在水面，这是由于水表面存在表面张力，故B正确，不符题意； C．一定质量的冰融化为同温度水的过程中，温度不变，分子动能不变，融化过程吸热内能增大，即分子势能增加，故C正确，不符题意； D．根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在一定的条件下，热量可以从低温热源传递到高温热源，故D错误，符合题意。 故选D。 4．（24-25高二下·河南洛阳·期末）下列热现象中说法正确的是（　　） A．的冰融化为的水过程中，分子势能不变 B．热传递过程具有方向性，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 C．温度越高布朗运动越剧烈，因此布朗运动是分子热运动 D．相同温度下相同质量的不同物质其内能相同 【答案】B 【详解】A．冰融化为水需要吸热，温度不变说明分子动能不变，但分子势能增加，A错误； B．根据热力学第二定律，热量无法自发从低温物体传至高温物体，B正确； C．布朗运动是颗粒运动，反映分子热运动，但本身不是分子热运动，C错误； D．内能还与物质种类、状态等有关，相同温度和质量的不同物质内能可能不同，D错误。 故选B。 5．（24-25高二下·河南南阳·期末）如图，在汽缸内活塞左边封闭着一定量的空气，压强与大气压相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为Q1。如果让活塞可以自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），也使汽缸内空气温度升高相同温度，其吸收的热量为Q2。设气体在定容下的比热容为c1，在定压下的比热容为c2，则（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．汽缸和活塞固定，气体体积不变，则有，使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为Q1，根据热力学第一定律有 让活塞可以自由滑动，气体压强一定，当升高温度时，气体体积增大，气体对外界做功，则有 由于使汽缸内空气温度升高相同温度，则气体内能变化量仍然为，根据热力学第一定律有 可知，故A错误，B正确； CD．根据 结合上述，由于 可知，故CD错误。 故选B。 6．（24-25高二下·河南焦作·期末）如图所示，电水壶中装有温度为0℃的水，现对水加热使其温度从0℃上升到4℃，此过程中水的体积随着温度的升高反而减小，这种现象称为“反常膨胀”。在水“反常膨胀”的过程中，体积虽然减小，但所有水分子间的总势能是增大的，关于此过程，下列说法正确的是（    ） A．每个水分子的动能均增加 B．分子力对水分子做正功 C．整壶水的内能增加 D．水温从0℃上升到4℃，这说明热量可以自发地从低温物体传到高温物体 【答案】C 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，水分子的平均动能增加，但单个分子的动能变化情况是随机的，故A错误； C．水的内能包括所有水分子的动能与水分子间的势能，在水反常膨胀的过程中，分子平均动能和分子势能都增加，故水的内能增加，故C正确； B．因为水分子间的总势能是增大的，所以分子力对水分子做负功，故B错误； D．根据热力学第二定律，热量不可以自发地从低温物体传到高温物体，故D错误。 故选C。 7．（24-25高二下·河南开封·期末）气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回时使用的气密性装置。如图所示，座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满一定质量的空气（可视为理想气体），气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱B时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换。下列说法正确的是（　　） A．在完全失重的情况下，座舱A内的空气对器壁的顶部没有作用力 B．气体对外做功，平衡后气体内能减小 C．气体对外做功，气体体积变大，平衡后压强减小 D．气体对外不做功，气体体积变大，平衡后压强减小 【答案】D 【详解】A．气体压强是大量的气体分子频繁的对容器器壁碰撞的结果，与是否失重无关，则在完全失重的情况下，座舱A内的空气对器壁的顶部仍有作用力，选项A错误； BCD．因B内为真空，则虽然气体体积变大，但气体不对外做功，系统与外界又没有热交换，则平衡后气体温度不变，内能不变，压强减小，选项BC错误，D正确。 故选D。 8．（24-25高二下·河南焦作·期末）曾同学去西藏旅行时，发现从低海拔地区买的密封包装的零食，到了高海拔地区时出现了严重的鼓包（体积膨胀）现象，如图所示。假设零食袋里密封的气体可视为理想气体，从低海拔地区到高海拔地区的过程中温度保持不变，高海拔地区的大气压强显著小于低海拔地区的大气压强，下列说法正确的是（　　） A．袋内气体的压强增大 B．零食袋中气体分子的平均动能减小 C．从低海拔地区到高海拔地区的过程中，袋内气体从外界吸收了热量 D．从低海拔地区到高海拔地区的过程中，外界对气体做正功 【答案】C 【详解】A．根据气体的等温变化规律可知，袋内气体压强减小，选项A错误； B．温度不变，则零食袋中气体分子的平均动能不变，选项B错误； CD．从低海拔地区到高海拔地区的过程中，袋内气体对外界做正功，袋内气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，袋内气体从外界吸收了热量，选项C正确、D错误。 故选C。 9．（23-24高二下·河南·期末）某汽车品牌新一代发动机热效率再次突破，最高达46.03%，百公里油耗4L。发动机热效率是指发动机在工作过程中能够转化为有用功所占的总热量的比值。下列关于热现象的说法，正确的是（　　） A．通过技术进步，发动机的热效率可以达到100% B．根据能量守恒定律，可以把燃烧释放的能量重新收集变为机械能，而不引起其他变化 C．不可能把汽油燃烧释放的热量全部用来做功，而不引起其他变化 D．汽车刹车时不能把动能全部转化为内能 【答案】C 【详解】A．根据热力学第二定律，热机效率不能达到100%，A错误； BC．由热力学第二定律的表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响可知，不可能把汽油燃烧释放的热量全部用来做功，而不引起其他变化，B错误， C正确； D．机械能可以全部转化为内能，因此汽车刹车时能把动能全部转化为内能，D错误。 故选C。 10．（24-25高二下·河南郑州·期末）五一假期高速免费期间，小红一家自驾从广州前往洛阳。已知当天洛阳气温低于广州，且车胎内气体体积与质量保持不变，则胎内气体（　　） A．压强增大 B．放出热量 C．内能不变 D．对外做功 【答案】B 【详解】AC．由于从广州到洛阳，车胎内气体体积和质量均不变，根据查理定律，可知温度降低，则车胎内气体压强减小，气体内能减少，故AC错误； D．车胎内气体体积和质量均不变，则车胎内气体不做功，故D错误； B．根据热力学第一定律，气体内能减少且不做功，可知气体放出热量，故B正确。 故选B。 11．（24-25高二下·河南周口·期末）如图所示，是一种便携式氧气罐，假定氧气罐内气体为理想气体，某人在按压时氧气罐内气体温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体分子的平均动能不变 B．罐内气体的压强保持不变 C．罐内气体对外界放热 D．罐内气体内能不变 【答案】A 【详解】AD．根据题意可知，温度不变，分子平均动能不变，罐内气体分子数减少了，气体总内能减小，故A正确，D错误； C．喷出气体瞬间，气体膨胀对外做功，气体内能减小，温度降低 根据热力学第一定律可知，此时，罐内气体需要吸收热量，使得罐内气体温度保持不变，故C错误； B．喷出气体过程中，相当于罐内和喷出的气体总体积膨胀，温度不变 根据理想气体状态方程可知，气体压强减小，故B错误； 故选A。 二、多选题 12．（24-25高二下·河南信阳·期末）下列说法正确的是（　　） A．一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性 B．晶体一定具有固定的熔点、规则的几何外形和物理性质的各向异性 C．为了保存玉米地的水分，可以锄松地面，破坏土壤里的毛细管 D．随着现代科技的发展，可以把热机中燃料释放的内能全部转化为机械能 【答案】AC 【详解】A．一切与热现象有关的宏观过程都具有方向，是不可逆的，故A正确； B．晶体分为单晶体和多晶体，晶体有确定的熔点，多晶体是由许多的单晶体杂乱无章组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，多晶体物理性质各向同性，故B错误； C．为了保存玉米地的水分，锄松土壤可以破坏土壤里的毛细管，可以保存土壤里的水分，减少水分蒸发，故C正确； D．热机工作气体是高温热源，一定会向周围环境散热，燃料释放内能只能部分转化为机械能，故D错误。 故选AC。 地 城 考点02 气体实验定律和热力学第一定律综合问题 一、单选题 1．（24-25高二下·河南焦作·期末）一定质量的理想气体经历过程，整个过程气体体积与热力学温度的关系图像如图所示，则（　　） A．气体在状态的压强大于在状态的压强 B．过程，气体向外界放热 C．过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 D．过程，气体内能的增加量等于气体从外界吸收的热量 【答案】D 【详解】A．因为直线过坐标原点，所以过程，根据 可得 故由图可知气体的体积与热力学温度成正比，即段是一条等压线，所以气体在状态的压强等于在状态的压强，故错误； B．过程，气体的体积和温度都增加，所以气体对外做功，同时气体的内能增加，由热力学第一定律可知，气体一定从外界吸热，故B错误； C．过程，气体体积保持不变，气体的温度增加，所以单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加，故C错误； D．过程，气体体积不变，气体不对外做功，又因为气体的温度升高，所以气体内能的增加量等于气体从外界吸收的热量，故D正确。 故选D。 2．（24-25高二下·河南许昌·期末）一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其图像如图所示，该气体变化顺序为a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直。气体在此状态变化过程中（　　） A．过程，温度不变，气体吸热 B．过程，气体对外做功，内能减小 C．过程，温度降低，气体可能吸收热量 D．过程，气体放出的热量小于内能的减少量 【答案】A 【详解】A．过程，根据可知气体的温度不变，内能不变；体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热，选项A正确； B．过程，气体体积变大，对外做功，c点与O点连线斜率比b点大，根据可知温度升高，内能变大，选项B错误； C．过程，气体压强不变，体积减小，根据可知温度降低，内能减小，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体放出热量，选项C错误； D．过程，气体体积不变，压强减小，则温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，放出的热量等于内能的减少量，选项D错误。 故选A。 3．（24-25高二下·河南南阳·期末）一定质量的理想气体从状态A开始，经历状态B、C到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示。已知O、A、D三点在同一直线上，且图线AB、CD平行于横轴T，BC平行于纵轴V，则依据图像判断下列说法正确的是（　　） A．气体在状态A时的压强大于在状态B时的压强 B．气体在状态A时的压强小于在状态D时的压强 C．在由状态C向状态D变化的过程中，气体向外界放出热量 D．气体分子在状态C时的平均动能小于在状态A时的平均动能 【答案】C 【详解】A．因AB体积相等，B态温度较高，根据，可知气体在状态A时的压强小于在状态B时的压强，选项A错误； B．因O、A、D三点在同一直线上，根据，可知该直线为等压线，气体在状态A时的压强等于在状态D时的压强，选项B错误； C．在由状态C向状态D变化的过程中，气体体积不变，温度降低，则W=0，ΔU<0，根据ΔU=W +Q，可知Q<0，则气体向外界放出热量，选项C正确； D．气体在状态C时的温度高于在状态A时的温度，可知气体分子在状态C时的平均动能大于在状态A时的平均动能，选项D错误。 故选C。 二、多选题 4．（24-25高二下·河南商丘·期末）如图所示，一定质量的理想气体经历了、、三个过程，已知三个过程包含等容过程、等温过程、绝热过程。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体分子的平均动能不变 B．过程，气体从外界吸收热量 C．过程，气体的内能不变 D．过程，外界对气体做的功大于气体向外界放出的热量 【答案】BC 【详解】A．分析可知为等温变化，为等容变化，为绝热变化，因绝热过程中体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，内能减小，则温度降低，即，则过程，气体分子的平均动能减小，A错误； B．过程，气体体积不变，则W=0，压强变大，温度升高，内能变大，根据∆U=W+Q可知Q>0，气体从外界吸收热量，B正确； CD．过程为等温变化，气体的内能不变，由热力学第一定律，外界对气体做的功等于气体向外界放出的热量，C正确，D错误。 故选BC。 5．（24-25高二下·河南郑州·期末）如图一定质量的理想气体经历由a到b的变化过程，则该过程（　　） A．为等温变化过程 B．气体内能先增大后减小 C．气体对外做功7.5×105J D．气体向外界放热7.5×105J 【答案】BC 【详解】A．根据理想气体状态方程有 根据图像可知，压强与体积的乘积先增大后减小，则气体的温度先增大后减小，故A错误； B．结合上述，气体的温度先增大后减小，则气体内能先增大后减小，故B正确； C．p−V图像中，图像与横轴所围几何图形的面积表示功，气体体积增大，则气体对外做功，故C正确； D．根据图像可知，a到b的变化过程始末状态压强与体积乘积相等，根据理想气体状态方程可知，始末状态气体温度相等，则始末状态内能相等，结合上述，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体一定从外界吸热，且吸收的热量等于对外做功的大小，则气体向外界吸热7.5×105J，故D错误。 故选BC。 6．（24-25高二下·河南三门峡·期末）一定质量的理想气体从状态开始，经历四个过程回到原状态，其图像如图所示，其中段为双曲线的一部分。下列说法正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的内能减小 C．气体向外界放热 D．容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减小 【答案】BC 【详解】A．过程，气体体积变大，气体对外界做功，故A错误； B．过程，气体做等容变化，压强与温度成正比，压强减小则温度减小，则气体内能减小，故B正确； C．过程，气体做等压变化，体积与温度成正比，体积减小则温度减小，则内能减小，且外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放热，故C正确； D．过程，气体做等温变化，气体压强变大，则容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数变多，故D错误。 故选BC。 三、解答题 7．（24-25高二下·河南南阳·期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过程ab、bc、ca后又回到状态a。由状态a到状态b，气体温度升高了300K，图中，均已知。求： (1)气体在状态a时的温度； (2)判断整个过程气体是吸热还是放热，并计算吸收或放出热量的多少。 【答案】(1)300K (2)吸热， 【详解】（1）由理想气体状态方程可知 由图像可知 又 联立求解得 （2）设全过程中气体对外界做功为，由图像围成的面积表示气体对外界做功可知 由热力学第一定律 由于温度不变，理想气体的内能不变，即 则 故整个过程气体吸收了的热量。 8．（24-25高二下·河南新乡·期末）如图所示、一定质量的理想气体从状态a开始经a→b，b→c，c→a三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，气体在状态a的压强为、体积为，在状态b的体积为、温度为，在状态c的温度为，求： (1)气体在状态b的压强p； (2)气体在状态c的体积V； (3)从状态b到状态c，外界对气体做的功W。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）气体从状态a到状态b做等温变化，根据玻意耳定律有 解得气体在状态b的压强为 （2）气体从状态b到状态c做等压变化，根据盖·吕萨克定律有 解得气体在状态c的体积为 （3）气体从状态b到状态c做等压收缩变化，外界对气体做的功为 代入数据解得 9．（24-25高二下·河南濮阳·期末）如图所示，足够高的导热性能良好的汽缸竖直放置，一面积为S、质量为m的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞可在汽缸中无摩擦地滑动。初始时，活塞到缸底的距离为d，汽缸内气体的温度为，外界大气压为，重力加速度为g。将环境温度缓慢升高，使活塞上升了h高度。 (1)求活塞上升了h高度时气体的温度； (2)若缸内气体的内能与热力学温度成正比，即，k为已知量，求整个过程中气体吸收的热量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）活塞上升过程气体压强不变，根据盖-吕萨克定律得 解得 （2）活塞向上运动过程中，外界对气体做功 气体内能增加量 由热力学第一定律可知，气体内能的增量为 得 试卷第1页，共3页 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07　热力学定律 地 城 考点01 热力学定律 1、D 2、B 3、D 4、B 5、B 6、C 7、D 8、C 9、C 10、B 11、A 12、AC 地 城 考点02 气体实验定律和热力学第一定律综合问题 1、D 2、A 3、C 4、BC 5、BC 6、BC 7．【答案】(1)300K (2)吸热， 【详解】（1）由理想气体状态方程可知 由图像可知 又 联立求解得 （2）设全过程中气体对外界做功为，由图像围成的面积表示气体对外界做功可知 由热力学第一定律 由于温度不变，理想气体的内能不变，即 则 故整个过程气体吸收了的热量。 8． 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）气体从状态a到状态b做等温变化，根据玻意耳定律有 解得气体在状态b的压强为 （2）气体从状态b到状态c做等压变化，根据盖·吕萨克定律有 解得气体在状态c的体积为 （3）气体从状态b到状态c做等压收缩变化，外界对气体做的功为 代入数据解得 9．【答案】(1) (2) 【详解】（1）活塞上升过程气体压强不变，根据盖-吕萨克定律得 解得 （2）活塞向上运动过程中，外界对气体做功 气体内能增加量 由热力学第一定律可知，气体内能的增量为 得 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $