暑假作业07 热力学定律（巩固培优）高二物理人教版

**基本信息** 以“知识积累-题型速练-能力提升”为框架，系统梳理热力学定律知识体系，提炼公式法则与图像分析方法，适配暑假梯度化备考需求。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |知识积累|知识梳理|热力学第一定律表达式及正负号法则、三种特殊情况；热力学第二定律两种表述及微观意义|从改变内能方式引入，构建“概念-原理-应用”逻辑链| |题型速练（热力学第一定律）|5小题|体积变化判断做功方向，温度变化分析内能|基础概念辨析与能量守恒应用| |题型速练（热力学第二定律）|4小题|方向性判断，永动机辨析|从宏观现象到微观意义的理解| |题型速练（图像结合）|5小题（难）|p-V图像面积求功，ΔU=Q+W综合分析|状态方程与热力学定律的综合应用|

( 完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： ) 暑假作业07 热力学定律 ( 目 录 01 知识积累 02 题型速练 一． 热力学第一定律与能量守恒定律 （共 5 小题） 二． 热力学第二定律 （共 4 小题） 三． 热力学第一定律与图像结合问题 （共 5 小题） （难★★） 03 巩固提升练 04 能力培优练 ) ( 知识梳理 一天一练，温故知新，快乐过暑假 ) 一、热力学第一定律与能量守恒定律 1．改变物体内能的两种方式 (1)做功；(2)传热． 2．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和． (2)表达式：ΔU＝Q＋W. (3)表达式中的正、负号法则： 物理量 ＋ － W 外界对物体做功 物体对外界做功 Q 物体吸收热量 物体放出热量 ΔU 内能增加 内能减少 3.能量守恒定律 (1)内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． (2)条件性 能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的．(例如：机械能守恒) (3)第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律． 3．热力学第一定律的理解 (1)内能的变化常用热力学第一定律进行分析． (2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正． (3)与外界绝热，则不发生传热，此时Q＝0. (4)如果研究对象是理想气体，因理想气体忽略分子势能，所以当它的内能变化时，体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化． 4．三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界(物体)对物体(外界)做的功等于物体内能的增加(减少)； (2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收(放出)的热量等于物体内能的增加(减少)； (3)若在过程的初、末状态，物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界(物体)对物体(外界)做的功等于物体放出(吸收)的热量． 二、热力学第二定律 1．热力学第二定律的两种表述 (1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体． (2)开尔文表述：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．或表述为“第二类永动机是不可能制成的”． 2．热力学第二定律的微观意义;一切自发过程总是沿着分子热运动的无序度增大的方向进行． 3．第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律． 4．热力学第二定律的含义 (1)“自发地”指明了传热等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助． (2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等．在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能． 5．热力学第二定律的实质 热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性． (1)高温物体低温物体． (2)功热． (3)气体体积V1气体体积V2(较大)． 6．两类永动机的比较 第一类永动机 第二类永动机 设计要求 不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器 从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器 不可能制成的原因 违背能量守恒定律 不违背能量守恒定律，违背热力学第二定律 三、热力学第一定律与图像的综合应用 1．气体的状态变化可由图像直接判断或结合理想气体状态方程＝C分析． 2．气体的做功情况、内能变化及吸、放热关系可由热力学第一定律分析． (1)由体积变化分析气体做功的情况：体积膨胀，气体对外做功；气体被压缩，外界对气体做功． (2)由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；温度降低，气体内能减小． (3)由热力学第一定律ΔU＝W＋Q判断气体是吸热还是放热． (4)在p－V图像中，图像与横轴所围面积表示气体对外界或外界对气体整个过程中所做的功． ( 题型速练 一题一思，查漏补缺，轻松迎开学 ) 一．热力学第一定律与能量守恒定律（共5小题） 1．做功和热传递都能够改变物体的内能。下列改变物体内能的方法中，属于做功过程的是（　　） A．炉火上的一壶水逐渐升温的过程 B．把烧红的铁块投入水中使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 【答案】D 【详解】A、炉火上的一壶水逐渐升温的过程属于热传递中的对流，故A错误； B、把烧红的铁块投入水中使铁块温度降低的过程属于热传递中的热传导，故B错误； C、太阳能热水器中的水在阳光下被晒热的过程属于热传递中的热辐射，故C错误； D、发动机气缸内的混合气体被压缩的过程属于做功改变内能，故D正确。 故选D。 2．下列说法中正确的是（　　） A．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，因此做功与热传递是没有区别的 B．虽然做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，但我们还是可以通过分析改变前后的物体的内能，来区别是做功还是热传递改变内能的 C．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，表明要使物体的内能发生变化，既可以通过做功来实现，也可以通过热传递来实现 D．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，说明人在出汗散热时，还可以通过对外做功来代替出汗改变内能 【答案】C 【详解】A．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，但做功是能量的转化，热传递是能量的转移，故A错误； B．虽然做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，所以不可以通过分析改变前后的物体的内能，来区别是做功还是热传递改变内能的，故B错误； C．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，表明要使物体的内能发生变化，既可以通过做功来实现，也可以通过热传递来实现，故C正确； D．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，但是人在出汗散热时，不可以通过对外做功来代替出汗改变内能，故D错误。 故选C。 3．(25-26高三下·天津百中和咸水沽一中·)中国基于北斗导航系统的高空探测气球携带气象探测仪器升空，可用于实时监测大气参数并通过北斗卫星传输数据。气球内部充满氦气，在某段缓慢升空过程中，离地面越高，空气密度越小、温度越低，气球体积越大，若忽略太阳作用和空气摩擦，氦气视为理想气体，则在该段上升过程中，下列说法正确的是（     ） A．外界对球内气体一定做正功 B．球内气体一定从外界吸收热量 C．球内气体压强一定减小 D．球内气体的内能一定增大 【答案】C 【详解】A．气球上升过程中体积增大，球内气体对外界做功，因此外界对球内气体做负功，故A错误； B．根据热力学第一定律，气体温度降低则内能，气体对外做功则，代入得，的正负无法确定，气体可能吸热也可能放热，故B错误； C．氦气为理想气体，由理想气体状态方程，气体物质的量不变，体积增大、温度减小，因此压强一定减小，故C正确； D．理想气体内能仅由温度决定，球内气体温度随高度升高不断降低，因此内能一定减小，故D错误。 故选C。 4．(24-25高二下·贵州遵义·月考)关于能量守恒以及热力学第一定律，下列说法正确的是（　　） A．形成能源危机的原因是对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少 B．冬天哈气增加内能是运用了做功这种改变内能的方式 C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能 D．电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律，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 【答案】D 【详解】A．能量守恒定律指出，总能量不会减少。能源危机源于可用能源（如化石燃料）的减少或能量转化后难以利用，而非总能量减少。故A错误。 B．哈气通过热传递（呼出高温气体的热量传递给手）增加内能，而非做功（如摩擦或压缩）。故B错误。 C．热力学第一定律ΔU = Q + W中，若Q与W的代数和为零（如Q=5 J吸热，W=-5 J对外做功），则ΔU=0，内能不变。故同时做功和热传递不一定会改变内能。故C错误。 D．电冰箱消耗电能（做功），将热量从低温内部传到高温外界，符合热力学第一定律（能量守恒）。故D正确。 故选D。 5．(24-25高二下·云南“美美与共”民族联考·月考)如图所示，固定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。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 【答案】D 【详解】A．用电热丝对气体加热，且气体与外界环境没有热交换，气体温度升高，A错误； B．活塞向上缓慢移动，气体体积增大，外界对气体做负功，B错误； C．活塞向上缓慢移动，可近似认为活塞受力平衡，气体的压强等于外界气体压强，C错误； D．气体温度升高，内能增加，D正确。 故选D。 二．热力学第二定律（共4小题） 6．(25-26高二下·重庆巴蜀教育集团·期中)根据热力学第二定律，下列说法正确的是（　　） A．热量不能从低温物体传到高温物体 B．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功 C．即使没有漏气和摩擦，也没有机体热量的损失，热机也不可能把燃料产生的热量完全转化成机械能 D．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机” 【答案】C 【详解】A．根据克劳修斯表述可知，热量不能自发的从低温物体传到高温物体，故A错误； B．根据开尔文表述可知，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，故B错误； C．根据热力学第二定律，在循环过程中，热机从高温热源吸收的热量不可能全部转化为功，必须将一部分热量释放给低温热源，因此热机效率不可能达到100%，即热机不可能把燃料产生的热量完全转化成机械能，故C正确； D．根据能量守恒定律，自然界的总能量是守恒的，“能源危机”的本质是可被人类利用的高品质能量不断减少，并非总能量减少，故D错误。 故选C。 7．关于热力学第二定律的表述，以下说法中，不正确的是（　　） A．开尔文表述为，不可能从单一热源取热，使之完全转化为有用功 B．热力学第二定律共有两种表述方式，它们是克劳修斯表述和开尔文表述 C．克劳修斯表述是关于热传导方向性的表述 D．开尔文表述是关于功热转换不可逆性的表述 【答案】A 【详解】A．开尔文表述为，不可能从单一热源取热，使之完全转化为有用功，而不引起其它变化，少了“而不引起其它变化”，故A错误； BCD．热力学第二定律共有两种表述方式，它们是克劳修斯表述和开尔文表述。 克劳修斯表述为：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，这是从热传导的方向性进行表述的； 开尔文表述为：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功（全部对外做功），而不产生其他影响（不引起其他变化）。这是从功热转换不可逆性进行表述的，故BCD正确。 由于本题选择错误的，故选A。 8．下列现象中能表明物理过程具有单向性的是（　　） ①摩擦生热 ②弹簧振子振动 ③热传递 ④气体自由膨胀 A．①、②和③ B．②、③和④ C．①、②和④ D．①、③和④ 【答案】D 【详解】①摩擦生热是其他能量转化为内能，可以达到百分百，而内能转化为其他能量是有损失的，该过程具有单向性； ②弹簧振子的振动是简谐运动，简谐运动是理想化的模型，动能势能可相互转化，机械能是守恒的，没有损失，该过程不具有单向性； ③热量不可能自发地从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，故热传递具有单向性； ④气体自由膨胀后，要恢复为原来的状态，必须要对气体做功，所以气体自由膨胀具有单向性。 故选D。 9．下列宏观过程不能用热力学第二定律解释的是（　　） A．大米和小米混合后小米能填充到大米空隙中并且经过一段时间大米、小米也不会自动分开 B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，墨水会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水也不会自动分开 C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来 D．汽车热机的效率不会达到100% 【答案】A 【详解】A．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中与热现象无关，所以不能用热力学第二定律解释。故A符合题意； B．热力学第二定律的内容可以表述为：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性；将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，墨水的扩散是分子热运动导致的不可逆过程，是这一规律的体现。经过一段时间，墨水和清水不会自动分开。故B不符合题意； C．根据热力学第二定律，内能无法自发地全部转化为机械能而不引起其他变化。因此放在室外的物体不会自发地将内能转化为机械能而动起来，该现象可以用热力学第二定律解释，故C不符合题意； D．热力学第二定律可表述为第二类永动机（效率100%）是不可能制成的。故D不符合题意。 故选A。 三．热力学第一定律与图像结合问题（共5小题）（难★★） 10．冬季寒潮来袭，小华将热水倒入水瓶后，立即用瓶塞密封瓶口，瓶内封闭了一定质量的空气（视为理想气体）。水瓶容积不变，随着瓶内水温逐渐降低，封闭空气的温度从热力学温度降至，其压强随热力学温度的变化图像为过坐标原点的倾斜直线（如图所示）。关于的过程，下列说法正确的是（　　） A．封闭空气的内能增加，且空气对外界做负功 B．封闭空气向外界放出的热量等于其内能的减少量 C．封闭空气向外界放出的热量大于其内能的减少量 D．瓶内空气分子数密度不变，每个分子撞击器壁的作用力均减小 【答案】B 【详解】A．理想气体的内能仅由温度决定，过程中，封闭空气温度从热力学温度降至，因此内能减少，又因水瓶容积不变，空气对外界不做功，故A错误； BC．根据热力学第一定律 ，等容过程中，温度降低，内能减少，故，可得，即空气向外界放热，且放出的热量大小等于内能的减少量，故B正确，C错误； D．水瓶容积不变，封闭空气的质量和体积均未改变，因此单位体积内的分子数保持不变，过程中温度降低，分子平均动能减小，并非每个分子的动能都减小，故D错误。 故选B。 11．将压瘪的乒乓球（未漏气）浸泡在热水中，一段时间后乒乓球便恢复原状，乒乓球内部气体（视为理想气体）经历了 的变化过程，其体积 V 与热力学温度 T 的关系图像如图所示，关于球内气体，下列说法正确的是（　 　） A． 的过程中，压强不变 B． 的过程中， 外界对它做正功 C． 的过程中， 它从外界吸收热量 D． 的过程中， 单位时间内气体分子撞击内壁的次数减少 【答案】C 【详解】A．根据理想气体状态方程 可得 由此可知的过程，AB线不过坐标原点，不是等压线，所以压强变化，故A错误； B．的过程中体积变大，外界对气体做负功，故B错误； C．的过程中，温度升高 体积不变W=0 由热力学第一定律 可知，即气体从外界吸收热量，故C正确； D．气体体积不变，分子数密度不变，但运动速度加快，碰撞次数变多，故D错误。 故选C。 12．如图所示，汽缸内封闭的一定质量的理想气体，经历了a→b→c→a一个完整循环过程，其p-V图像如图所示。已知a→b过程图线为双曲线的一部分，下列说法正确的是（     ） A．气体在状态a时的体积为2V0 B．a→b过程中，外界对气体所做的功等于气体向外界放出的热量 C．b→c过程中，气体对外界所做的功为3p0V0 D．c→a过程中，气体向外界放出的热量小于气体内能的减少量 【答案】B 【详解】A．由题意可知，过程图线为双曲线的一部分，对于一定质量的理想气体，这意味着（常数），即该过程为等温过程，故 根据玻意耳定律有， 由图可知，， 代入解得，故A错误； B．过程中，气体温度不变，理想气体内能只与温度有关，故内能不变，即。气体体积减小，外界对气体做功。根据热力学第一定律 可得，即气体向外界放出的热量等于外界对气体所做的功，故B正确； C．由图可知过程为等容过程，故 过程为等压膨胀过程，气体对外界所做的功，故C错误； D．过程中，气体体积不变，外界对气体不做功，即。压强减小，温度降低，内能减少。根据热力学第一定律 可知，即气体向外界放出的热量等于气体内能的减少量，故D错误。 故选B。 13．一定质量的理想气体从状态A开始，先后经历状态B和状态C，最终又回到状态A。已知状态A的温度，下列说法正确的是（     ） A．状态C的温度为270K B．从状态A到状态B的过程中气体内能不变 C．从状态B到状态C的过程中气体吸热 D．气体从状态A再回到状态A的整个过程中气体吸收的热量等于放出的热量 【答案】A 【详解】A．气体从状态A到状态C，根据理想气体状态方程有 由图可知 联立解得，故A正确； B．气体从状态A到状态B，压强不变，体积增大，温度升高，故气体内能增加，故B错误； C．气体从状态B到状态C，体积不变，压强减小，温度降低，内能减少，气体不做功，所以气体放热，故C错误； D．气体从状态A再回到状态A的整个过程中，温度不变，内能不变，根据图像的面积可知，做功不为零，所以气体吸收的热量不等于释放的热量，故D错误。 故选A。 14．(25-26高三·天津武清区杨村第一中学·)在研究热机效率与微观机制时，科学家常借助理想气体模型分析热力学过程。如图为一定质量的理想气体经历循环过程中，气体压强与热力学温度的关系图像。已知、分别与横轴和纵轴平行，延长线过坐标原点。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体的体积将减小 B．过程，单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多 C．过程，每个气体分子的动能均保持不变 D．过程，气体放出的热量等于气体内能的减少量 【答案】D 【详解】A．由图可知，过程气体压强不变，温度升高，根据可知，该过程气体体积增大，故A错误； B．过程气体压强不变，温度升高，分子平均速率增大，则单位时间撞击器壁单位面积的分子数减少，故B错误； C．由图可知，过程气体温度不变，则分子平均动能不变，但不是每个气体分子的动能都保持不变，故C错误； D．根据可知，过程气体体积不变（即W=0），气体温度降低，内能减小（即），根据可知，气体放出的热量等于气体内能的减少量，故D正确。 故选D。 1、 单选题 1．(25-26高一上·江西上饶鄱阳县鄱阳中学·开学考)关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．对物体做功，可以改变物体的内能 B．物体的温度越高，其含有的热量就越多 C．物体内能增大，温度一定升高 D．热传递过程中，温度一定是从高温物体传递给低温物体 【答案】A 【详解】A．改变物体内能的两种途径是做功和热传递，对物体做功可以改变物体的内能，比如摩擦生热可使物体内能升高，A正确； B．热量是热传递过程中转移内能的量度，属于过程量，不能表述为物体“含有”热量，对同一物体而言，温度越高内能越大，而非含有的热量越多，B错误； C．物体内能增大时温度不一定升高，比如晶体熔化过程中持续吸热、内能增大，但温度保持熔点不变，C错误； D．热传递过程中传递的是热量而非温度，热量自发从高温物体转移到低温物体，D错误。 故选A。 2．下述各种改变物体内能的方法，属于做功方式的是（　　） A．冷物体接触热物体后变热 B．锯木头时，锯条发热 C．热物体在通风的地方凉得快 D．物体在火炉旁被烤热 【答案】B 【详解】A．冷物体接触热物体后变热属于热传递，故A错误； B．锯木头时，锯条发热是锯条克服摩擦力做功使内能增加，故B正确； C．热物体在通风的地方凉得快是热传递，故C错误； D．物体在火炉旁被烤热属于热传递，故D错误。 故选B。 3．某卫星使用冷气体推进系统进行姿态控制，贮箱内充有高压氮气。从A到C喷气过程中，气体压强p与体积V的关系如图所示，、为ABC和BCED区域的面积。忽略摩擦与能量损耗，则气体膨胀过程中气体对外做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据 由微元法可知气体从A到C膨胀过程中气体对外做的功等于图像与坐标轴围成的面积，即为。 故选C。 4．在研究热机效率与微观机制时， 科学家常借助理想气体模型分析热力学过程。如图为一定质量的理想气体经历 循环过程中气体压强 p 与热力学温度 T 的关系图像。已知 AB、BC 分别与横轴和纵轴平行，CA 延长线过坐标原点。下列说法正确的是（　　） A． 过程，气体的体积将增大 B． 过程，单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多 C． 过程，每个气体分子的动能均保持不变 D． 过程，气体放出的热量小于气体内能的减少量 【答案】A 【详解】A．根据理想气体状态方程，有 过程，温度升高，压强不变，气体的体积将增大，故A正确； B．过程，温度升高，分子的平均动能增大，压强不变，气体的体积将增大，分子数密度减小，单位时间撞击器壁单位面积的分子数减少，故B错误； C． 过程，温度不变，分子的平均动能不变，并不是每个气体分子的动能均保持不变，故C错误； D．根据理想气体状态方程，有 变形可得，可知 过程体积不变，气体做功为0，即W=0 温度降低，气体的内能减少,即 根据热力学第一定律，有 可知，即气体放出的热量等于气体内能的减少量，故D错误。 故选A。 5．(25-26高二下·北京中国人民大学附属中学·)关于物体的内能，下列说法中正确的是（    ） A．一个热力学系统的温度不变，内能一定不变 B．将物体举高或者使它们速度增大，是通过做功来提高物体内能 C．天气寒冷时，户外的水逐渐结冰，这是通过热传递来降低了水的内能 D．对打气筒打气，筒内气体变热，是利用热传递来改变筒和气体系统的内能 【答案】C 【详解】A．内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，温度不变，分子平均动能不变，但分子势能可能变化，例如晶体熔化时温度不变，但吸收热量，内能增加，故A错误； B．将物体举高或者使它们速度增大，改变的是物体的机械能，而不是内能，故B错误； C．天气寒冷时，户外的水向周围环境放出热量，温度降低并结冰，这是通过热传递的方式减少了水的内能，故C正确； D．对打气筒打气，活塞压缩气体做功，将机械能转化为气体的内能，使气体温度升高，这是通过做功改变内能，故D错误。 故选C。 6．某同学用带一进气孔的橡皮塞塞紧饮料瓶，并用打气筒经进气孔向饮料瓶内打气。当瓶内气体压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，发现饮料瓶内壁中有水蒸气凝结，产生这一现象的原因是饮料瓶中气体（　　） A．体积增大，温度升高 B．动能增大，温度升高 C．对外做功，温度降低 D．质量减少，温度降低 【答案】C 【详解】当橡皮塞冲出时，瓶内气体迅速膨胀，对外做功。根据热力学第一定律，气体对外做功且无热交换时，内能减少，温度降低。温度降低导致瓶内水蒸气凝结成水。 故选C。 7．用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的是（　　） A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大 B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 C．能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同 D．软木塞的机械能守恒 【答案】B 【详解】A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能减小，温度降低，故A错误； B．软木塞冲出的过程是水蒸气的内能转化为软木塞机械能的过程，故B正确； C．软木塞冲出的过程是水蒸气的内能转化为软木塞机械能的过程，而热机压缩冲程是将机械能转化为内能，故C错误； D．此过程中软木塞的动能和势能都增大，因此机械能增大，故D错误。 故选B。 8．物体的内能增加了，下列说法正确的是（　　） A．一定是外界对物体做了的功 B．一定是物体吸收了的热量 C．一定是物体分子的平均动能增加了 D．物体分子的平均动能可能不变 【答案】D 【详解】AB．做功和热传递都可以改变物体内能，物体的内能增加了，其方式是不确定的，故AB错误； CD．物体内能是所有分子的动能与分子势能的总和，物体的内能增加了，不一定是分子平均动能增加了，可能分子平均动能不变，仅势能增加，故C错误，D正确。 故选D。 2、 多选题 9．关于物体的内能，下列说法中正确的是（　　） A．手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功来改变物体的内能 B．物体沿光滑斜面下滑时速度增大，是利用做功来使物体内能增大 C．阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能 D．用打气筒打气，筒内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能 【答案】AC 【详解】A、双手搓手克服摩擦做功，机械能会转化为手的内能，此过程是靠做功改变手的内能，所以A正确； B、物体沿光滑斜面下滑时速度增大，但是物体和斜面之间没有摩擦力，物体的内能不会改变，所以B错误； C、阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能，所以C正确； D、用打气筒打气，筒内气体变热，是通过做功来改变物体的内能，所以D错误。 故选AC。 10．如图所示，为焦耳研究热功之间关系的实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．在这个实验中重物的内能转化为水的机械能 B．在这个实验中重物的机械能转化为水的内能 C．这个实验说明了做功和热传递都可以改变水的内能 D．这个装置可测定热与功的当量关系 【答案】BCD 【详解】AB．在实验中，重物的机械能转化为水的内能．故B正确，A错误； C．实验中可知，做功和热传递都可以改变物体的内能．故C正确； D．在如图所示的焦耳实验装置图中，根据能量守恒定律，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，将机械能转化为水的内能，由W＝JQ可求出热功当量J的数值。故D正确。 故选BCD。 11．(24-25高三下·江西新余实验中学·模拟)如图所示，水平面上有一个导热汽缸，用一定质量的活塞密封一定质量的理想气体，不计活塞与气缸的摩擦，当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是（　　） A．气缸内的气体压强增大 B．理想气体对外做功 C．理想气体的内能减小 D．气缸壁上单位面积单位时间撞击的分子数减少 【答案】BD 【详解】A．环境温度缓慢升高且不计活塞与气缸的摩擦，对活塞受力分析可知，气体压强不变，故A错误； B．压强不变，温度升高，体积增加，气体对外做功，故B正确； C．一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度升高，内能增加，故C错误； D．温度升高，气体分子的平均动能增加，每个分子撞击器壁的平均力增大，而压强不变，根据压强的微观解释可知单位面积单位时间撞击器壁的分子数减少，故D正确。 故选BD。 12．关于物体内能，下列说法正确的是（　　） A．相同质量的两种物体，升高相同温度，内能增量不一定相同 B．一定量的水结成的冰，内能一定减少 C．一定质量的气体体积增大，既不吸热也不放热，内能减少 D．一定质量的气体吸热，而保持体积不变，内能一定减少 【答案】ABC 【详解】A．根据公式 相同质量的两种物体，比热容可能不同，故升高相同温度，内能增量不一定相同，故A正确； B．一定量的水结成的冰，要放热，故内能一定减小，故B正确； C．一定质量的气体体积增大，对外做功，若既不吸热也不放热，根据公式 可知内能一定减少，故C正确； D．一定质量的气体吸热，而保持体积不变，则不对外做功，根据公式 可知内能一定增加，故D错误。 故选ABC。 1、 单选题 1．(25-26高二下·江西宜春樟树中学·月考)关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．运动的物体一定比静止的物体内能大 B．温度和质量都相同的两个物体一定具有相同的内能 C．一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时，分子势能增加 D．通电时电阻发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的 【答案】C 【详解】A．物体的宏观运动动能属于机械能，内能与宏观运动状态无关，例如高速运动的0℃冰块内能小于静止的同质量100℃水，故A错误； B．内能除与温度、质量有关外，还和物态、分子种类、物质的量等有关，例如相同质量、相同温度的冰和水内能并不相同，故B错误； C．0℃的冰融化为0℃的水，温度不变，则分子平均动能不变，融化过程吸收热量内能增加，因此增加的内能全部来自分子势能的增加，故C正确； D．改变内能的两种方式为做功和热传递，通电时电阻发热是电流做功将电能转化为内能，属于做功改变内能，不是热传递，故D错误。 故选C。 2．如图所示是古人锻造铁器的过程，关于改变物体内能的方式，下列说法正确的是（　　） A．加热和锻打属于传热，淬火属于做功 B．加热属于传热，锻打和淬火属于做功 C．加热和淬火属于传热，锻打属于做功 D．加热和淬火属于做功，锻打属于传热 【答案】C 【详解】用铁锤锻打铁器，铁器会发热，属于做功改变物体内能；用火对铁器加热，铁器从火中吸收热量，把铁器放在水中淬火，铁器向水中放热，所以加热和淬火属于传热改变物体内能。 故选C。 3．如图所示的四个实例中，用热传递的方式来改变物体内能的是（　　） A．锯木板时，钢锯条温度升高 B．来回快速拉动皮条，金属管的温度升高 C．酒精灯加热试管中的水，水的温度升高 D．迅速下压活塞，管内气体的温度升高 【答案】C 【详解】A．锯木板时，克服摩擦做功，钢锯条温度升高，属于通过做功改变物体的内能，故A错误； B．来回快速拉动皮条，克服摩擦做功，金属管温度升高，属于通过做功改变物体的内能，故B错误； C．用酒精灯给水加热，水从酒精灯火焰吸收热量，属于通过热传递改变物体的内能，故C正确； D．迅速下压活塞时，活塞压缩筒内气体做功，机械能转化为内能，使筒内气体温度升高，属于通过做功改变物体的内能，故D错误。 故选C。 4．体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水（如图所示），下列说法正确的是（  ） A．由于温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能小 B．由于温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著 C．若把A、B两玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递 D．由于A、B两瓶水的体积相等，所以A、B两瓶中水分子的平均距离相等 【答案】C 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，瓶中水的温度高，故瓶中水分子的平均动能大，故A错误； B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是水分子的运动，两瓶中不存在布朗运动，故B错误； C．若把、B两玻璃瓶并靠在一起，则、B瓶内水的内能都将发生改变，热量会由传递到B，这种改变内能的方式叫热传递，故C正确； D．相同体积不同温度时水分子的平均距离不相等，故D错误。 故选C。 5．如图，一定质量的理想气体从A状态沿直线变化到B状态，在此过程中，下列说法正确的是（     ） A．气体对外界做功，内能增加 B．气体吸热，内能增加 C．气体放热，内能减少 D．气体对外界做功，同时吸热 【答案】D 【详解】由图可知，根据理想状态方程 可得，理想气体内能只与温度有关，因此 从A状态沿直线变化到B状态的过程中，气体体积增大，气体对外界做功， 根据 得，即气体从外界吸热。 故选D。 6．如图所示，假设一团理想气体从同一状态开始，经历a、b、c三个过程，三个过程吸收的热量分别是、、，则三者之间的关系是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 理想气体内能仅与温度有关，由得，末态温度和成正比。 初态，对应温度 过程末态 对应， 过程末态 对应， 过程末态 对应， 即 图中，过程曲线与轴围成的面积等于气体对外做的功： 过程体积不变，气体对外做功 过程体积从到，气体对外做功 过程体积从到，面积为梯形面积，气体对外做功 即 由热力学第一定律得（为气体对外做功），变形得 代入得 ，， 综上关系可得。 故选D。 7．古代发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着易燃艾绒。猛推推杆压缩筒内封闭气体，艾绒即可点燃。点燃之前的压缩过程中，筒内封闭气体（　　） A．对外界做正功，内能增加 B．对外界做负功，内能减少 C．分子密集程度增大，分子平均动能增大 D．每个分子的运动速率均增大，无规则热运动变剧烈 【答案】C 【详解】点燃之前的压缩过程中，筒内封闭气体体积减小，分子密集程度增加，外界对气体做功，气体对外界做负功，气体温度升高，内能增加；因温度是气体分子平均动能的标志，可知分子平均动能变大，无规则热运动变剧烈，但并非每个分子的运动速率均增大。 故选C。 8．一定质量的理想气体经历了的循环，其图像如图所示，其中过程气体分子的平均动能不变，过程气体压强不变，则（     ） A．过程，气体的压强与体积乘积增大 B．过程，气体分子单位时间单位面积碰撞次数增多 C．过程，气体内能可能减小 D．整个过程中气体放出热量和吸收热量相等 【答案】B 【详解】A．过程，气体分子的平均动能不变，对于理想气体，这意味着温度不变。根据理想气体状态方程（常数），可知乘积保持不变，故A错误； B．过程，气体压强不变，由图可知体积减小。根据理想气体状态方程，可知温度降低，分子的平均动能减小，单个分子对器壁的平均撞击力减小。压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的，宏观上压强不变，微观上必然是单位时间单位面积碰撞次数增多，以补偿单个分子撞击力的减小，故B正确； C．过程，由图可知体积不变，压强增大。根据查理定律，可知温度升高。理想气体的内能只由温度决定，温度升高，内能一定增大，故C错误； D．整个循环过程，气体回到初始状态，内能变化量，在图像中，图线与轴围成的面积表示功。过程气体体积增大，对外做功（对应曲线下方的面积）；过程气体体积减小，外界对气体做功（对应线段下方的面积）；过程体积不变，不做功。由图可知曲线下方的面积大于线段下方的面积，即，整个过程中气体对外做净功。根据热力学第一定律（为气体吸收的净热量），可得，即气体吸收的热量大于放出的热量，故D错误。 故选B。 2、 多选题 9．(25-26高二下·河南驻马店新蔡县第一高级中学·)如图是一定质量的理想气体的图，气体从a→b→c→a完成一次循环，关于气体的变化过程。下列说法正确的是（     ） A．气体在a态的体积小于在c态的体积 B．b→c过程外界对气体做的功等于气体放出的热量 C．c→a过程气体压强增大，从微观讲是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的 D．若a→b过程气体吸热300J，c→a过程放热400J，则c→a过程外界对气体做功100J 【答案】ACD 【详解】A． 过程的 图线延长线过原点，气体发生等容变化，有 ， 过程气体发生等温变化，压强减小，由玻意耳定律得 可知 ，联立可得 ，故A正确； B． 过程气体发生等温变化，内能不变，由于体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知气体吸收热量，故B错误； C． 过程气体体积减小，压强变大，温度降低，可知气体分子的平均动能减小，且因体积减小可知气体分子的数密度增大，从微观讲是压强变大是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的，故C正确； D． 过程气体发生等容变化，外界对气体做功 ，由热力学第一定律得 联立解得 ， 过程气体发生等温变化，内能不变，由于气体完成一次循环内能变化量为零，对于 过程有 联立解得 ，对于 过程由热力学第一定律得 其中 联立解得 ，即 过程外界对气体做功 ，故D正确； 故选ACD。 10．1mol的氦气的温度随体积变化如图所示，其中ab为经过原点的抛物线，cb为过原点的直线，在a点时气体的体积为V0，温度为T0，压强为p0。则下列说法正确的是（     ） A．c点的压强为2p0 B．从a到b过程中气体向外释放热量 C．从a到b过程中气体对外做功为 D．从a经b到c再回到a过程中，气体放出热量为p0V0 【答案】AC 【详解】A．根据理想气体有 由a点状态得 由图可得，b点的状态， 代入理想气体状态方程得 解得 c、b 是图过原点的直线，根据 可知 可知得为常数，即是等压过程，因此 ，故A正确； B．是过原点的抛物线，故 代入 可得 结合a点条件得 故与成正比，则从到，温度升高，理想气体内能只与温度有关，故内能增量 体积增大，气体对外做功 根据热力学第一定律 可得 所以气体吸热，故B错误； CD．从a（体积为，温度为，压强为）到b（体积为，温度为，压强为）过程中，故与成正比，画出从a经b到c再回到a过程中的图像 a到b过程中气体对外做功为下面梯形的面积 从a经b到c再回到a过程中外界对气体做功为上面三角形的面积 又一个循环则 由热力学第一定律 解得 故气体放出热量为，故C正确，D错误。 故选AC。 11．奥托循环（Otto Cycle）是四冲程汽油发动机的理论循环模型，该循环由两个等容过程和两个绝热过程组成，完整描述了一定质量理想气体在气缸内完成一个工作循环的状态变化过程。如图是某次奥托循环的图像，下列说法正确的是（    ） A．过程气体温度升高 B．过程气体内能增加 C．气体完成的工作循环，外界对气体做正功 D．过程气体吸收的热量大于过程气体放出的热量 【答案】AD 【详解】A．过程为绝热过程，由热力学第一定律 ,外界压缩气体做功，，故 即内能增加，则气体温度升高，故A正确； B．过程为绝热过程， ,气体膨胀对外界做功，，故 即内能减小，故B错误； C．在图像，图像与横轴围成几何图形的面积表示功，气体完成的工作循环，气体对外界做正功为abcd组成图形面积，故C错误； D．气体完成的工作循环，内能不变，由上述解析知外界对气体做的功比气体对外界做功少，即对气体而言外界对其做功总功为负，故过程气体吸收的热量大于过程气体放出的热量，故D正确。 故选AD。 3、 解答题 12．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。一定质量的理想气体所经历的奥托循环的图像如图所示。 (1)若，，，则等于多少？ (2)若在的过程中，外界对气体做的功为，在的过程中，气体吸收的热量为，在的过程中，气体放出的热量为。则过程中，气体对外界做的功为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体由状态到状态为等容变化，根据查理定律 其中，，，解得 （2）从过程，根据题意可知吸收的总热量 在的过程中，外界对气体做的功为，设在的过程中，气体对外界做的功为，过程，根据热力学第一定律可得 解得 13．(25-26高二下·云南师范大学附属中学呈贡学校等校·期中)如图所示，上端开口，下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为p0，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为，等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，时，气柱高度为，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至时，保持温度不变，活塞不再下降。求： (1)当时，气柱高度； (2)在升温的过程中，外界对气体做的功； (3)从状态到状态的过程中，封闭气体吸收的净热量（扣除放热后净吸收的热量）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）升温过程中，大气压强不变，阻力不变，由受力平衡 可知气体等压膨胀，由盖-吕萨克定律 解得 （2）升温过程中，等压膨胀，轻质活塞开始缓慢上升，根据 可得封闭的理想气体压强 外界对气体做功为 （3）降温过程中，等容变化，外界对气体做功 活塞受力平衡有 解得封闭的理想气体压强 降温过程中，等压压缩，由盖—吕萨克定律 解得 外界对气体做功 全程中外界对气体做功 因为，故封闭的理想气体总内能变化 利用热力学第一定律 解得 故封闭气体吸收的净热量 12 / 26 学科网（北京）股份有限公司 $ ( 完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： ) 暑假作业07 热力学定律 ( 目 录 01 知识积累 02 题型速练 一． 热力学第一定律与能量守恒定律 （共 5 小题） 二． 热力学第二定律 （共 4 小题） 三． 热力学第一定律与图像结合问题 （共 5 小题） （难★★） 03 巩固提升练 04 能力培优练 ) ( 知识梳理 一天一练，温故知新，快乐过暑假 ) 一、热力学第一定律与能量守恒定律 1．改变物体内能的两种方式 (1)做功；(2)传热． 2．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和． (2)表达式：ΔU＝Q＋W. (3)表达式中的正、负号法则： 物理量 ＋ － W 外界对物体做功 物体对外界做功 Q 物体吸收热量 物体放出热量 ΔU 内能增加 内能减少 3.能量守恒定律 (1)内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． (2)条件性 能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的．(例如：机械能守恒) (3)第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律． 3．热力学第一定律的理解 (1)内能的变化常用热力学第一定律进行分析． (2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正． (3)与外界绝热，则不发生传热，此时Q＝0. (4)如果研究对象是理想气体，因理想气体忽略分子势能，所以当它的内能变化时，体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化． 4．三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界(物体)对物体(外界)做的功等于物体内能的增加(减少)； (2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收(放出)的热量等于物体内能的增加(减少)； (3)若在过程的初、末状态，物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界(物体)对物体(外界)做的功等于物体放出(吸收)的热量． 二、热力学第二定律 1．热力学第二定律的两种表述 (1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体． (2)开尔文表述：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．或表述为“第二类永动机是不可能制成的”． 2．热力学第二定律的微观意义;一切自发过程总是沿着分子热运动的无序度增大的方向进行． 3．第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律． 4．热力学第二定律的含义 (1)“自发地”指明了传热等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助． (2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等．在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能． 5．热力学第二定律的实质 热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性． (1)高温物体低温物体． (2)功热． (3)气体体积V1气体体积V2(较大)． 6．两类永动机的比较 第一类永动机 第二类永动机 设计要求 不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器 从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器 不可能制成的原因 违背能量守恒定律 不违背能量守恒定律，违背热力学第二定律 三、热力学第一定律与图像的综合应用 1．气体的状态变化可由图像直接判断或结合理想气体状态方程＝C分析． 2．气体的做功情况、内能变化及吸、放热关系可由热力学第一定律分析． (1)由体积变化分析气体做功的情况：体积膨胀，气体对外做功；气体被压缩，外界对气体做功． (2)由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；温度降低，气体内能减小． (3)由热力学第一定律ΔU＝W＋Q判断气体是吸热还是放热． (4)在p－V图像中，图像与横轴所围面积表示气体对外界或外界对气体整个过程中所做的功． ( 题型速练 一题一思，查漏补缺，轻松迎开学 ) 一．热力学第一定律与能量守恒定律（共5小题） 1．做功和热传递都能够改变物体的内能。下列改变物体内能的方法中，属于做功过程的是（　　） A．炉火上的一壶水逐渐升温的过程 B．把烧红的铁块投入水中使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．下列说法中正确的是（　　） A．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，因此做功与热传递是没有区别的 B．虽然做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，但我们还是可以通过分析改变前后的物体的内能，来区别是做功还是热传递改变内能的 C．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，表明要使物体的内能发生变化，既可以通过做功来实现，也可以通过热传递来实现 D．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，说明人在出汗散热时，还可以通过对外做功来代替出汗改变内能 3．(25-26高三下·天津百中和咸水沽一中·)中国基于北斗导航系统的高空探测气球携带气象探测仪器升空，可用于实时监测大气参数并通过北斗卫星传输数据。气球内部充满氦气，在某段缓慢升空过程中，离地面越高，空气密度越小、温度越低，气球体积越大，若忽略太阳作用和空气摩擦，氦气视为理想气体，则在该段上升过程中，下列说法正确的是（     ） A．外界对球内气体一定做正功 B．球内气体一定从外界吸收热量 C．球内气体压强一定减小 D．球内气体的内能一定增大 4．(24-25高二下·贵州遵义·月考)关于能量守恒以及热力学第一定律，下列说法正确的是（　　） A．形成能源危机的原因是对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少 B．冬天哈气增加内能是运用了做功这种改变内能的方式 C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能 D．电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律，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 5．(24-25高二下·云南“美美与共”民族联考·月考)如图所示，固定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。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 二．热力学第二定律（共4小题） 6．(25-26高二下·重庆巴蜀教育集团·期中)根据热力学第二定律，下列说法正确的是（　　） A．热量不能从低温物体传到高温物体 B．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功 C．即使没有漏气和摩擦，也没有机体热量的损失，热机也不可能把燃料产生的热量完全转化成机械能 D．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机” 7．关于热力学第二定律的表述，以下说法中，不正确的是（　　） A．开尔文表述为，不可能从单一热源取热，使之完全转化为有用功 B．热力学第二定律共有两种表述方式，它们是克劳修斯表述和开尔文表述 C．克劳修斯表述是关于热传导方向性的表述 D．开尔文表述是关于功热转换不可逆性的表述 8．下列现象中能表明物理过程具有单向性的是（　　） ①摩擦生热 ②弹簧振子振动 ③热传递 ④气体自由膨胀 A．①、②和③ B．②、③和④ C．①、②和④ D．①、③和④ 9．下列宏观过程不能用热力学第二定律解释的是（　　） A．大米和小米混合后小米能填充到大米空隙中并且经过一段时间大米、小米也不会自动分开 B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，墨水会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水也不会自动分开 C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来 D．汽车热机的效率不会达到100% 三．热力学第一定律与图像结合问题（共5小题）（难★★） 10．冬季寒潮来袭，小华将热水倒入水瓶后，立即用瓶塞密封瓶口，瓶内封闭了一定质量的空气（视为理想气体）。水瓶容积不变，随着瓶内水温逐渐降低，封闭空气的温度从热力学温度降至，其压强随热力学温度的变化图像为过坐标原点的倾斜直线（如图所示）。关于的过程，下列说法正确的是（　　） A．封闭空气的内能增加，且空气对外界做负功 B．封闭空气向外界放出的热量等于其内能的减少量 C．封闭空气向外界放出的热量大于其内能的减少量 D．瓶内空气分子数密度不变，每个分子撞击器壁的作用力均减小 11．将压瘪的乒乓球（未漏气）浸泡在热水中，一段时间后乒乓球便恢复原状，乒乓球内部气体（视为理想气体）经历了 的变化过程，其体积 V 与热力学温度 T 的关系图像如图所示，关于球内气体，下列说法正确的是（　 　） A． 的过程中，压强不变 B． 的过程中， 外界对它做正功 C． 的过程中， 它从外界吸收热量 D． 的过程中， 单位时间内气体分子撞击内壁的次数减少 12．如图所示，汽缸内封闭的一定质量的理想气体，经历了a→b→c→a一个完整循环过程，其p-V图像如图所示。已知a→b过程图线为双曲线的一部分，下列说法正确的是（     ） A．气体在状态a时的体积为2V0 B．a→b过程中，外界对气体所做的功等于气体向外界放出的热量 C．b→c过程中，气体对外界所做的功为3p0V0 D．c→a过程中，气体向外界放出的热量小于气体内能的减少量 13．一定质量的理想气体从状态A开始，先后经历状态B和状态C，最终又回到状态A。已知状态A的温度，下列说法正确的是（     ） A．状态C的温度为270K B．从状态A到状态B的过程中气体内能不变 C．从状态B到状态C的过程中气体吸热 D．气体从状态A再回到状态A的整个过程中气体吸收的热量等于放出的热量 14．(25-26高三·天津武清区杨村第一中学·)在研究热机效率与微观机制时，科学家常借助理想气体模型分析热力学过程。如图为一定质量的理想气体经历循环过程中，气体压强与热力学温度的关系图像。已知、分别与横轴和纵轴平行，延长线过坐标原点。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体的体积将减小 B．过程，单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多 C．过程，每个气体分子的动能均保持不变 D．过程，气体放出的热量等于气体内能的减少量 1、 单选题 1．(25-26高一上·江西上饶鄱阳县鄱阳中学·开学考)关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．对物体做功，可以改变物体的内能 B．物体的温度越高，其含有的热量就越多 C．物体内能增大，温度一定升高 D．热传递过程中，温度一定是从高温物体传递给低温物体 2．下述各种改变物体内能的方法，属于做功方式的是（　　） A．冷物体接触热物体后变热 B．锯木头时，锯条发热 C．热物体在通风的地方凉得快 D．物体在火炉旁被烤热 3．某卫星使用冷气体推进系统进行姿态控制，贮箱内充有高压氮气。从A到C喷气过程中，气体压强p与体积V的关系如图所示，、为ABC和BCED区域的面积。忽略摩擦与能量损耗，则气体膨胀过程中气体对外做的功为（　　） A． B． C． D． 4．在研究热机效率与微观机制时， 科学家常借助理想气体模型分析热力学过程。如图为一定质量的理想气体经历 循环过程中气体压强 p 与热力学温度 T 的关系图像。已知 AB、BC 分别与横轴和纵轴平行，CA 延长线过坐标原点。下列说法正确的是（　　） A． 过程，气体的体积将增大 B． 过程，单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多 C． 过程，每个气体分子的动能均保持不变 D． 过程，气体放出的热量小于气体内能的减少量 5．(25-26高二下·北京中国人民大学附属中学·)关于物体的内能，下列说法中正确的是（    ） A．一个热力学系统的温度不变，内能一定不变 B．将物体举高或者使它们速度增大，是通过做功来提高物体内能 C．天气寒冷时，户外的水逐渐结冰，这是通过热传递来降低了水的内能 D．对打气筒打气，筒内气体变热，是利用热传递来改变筒和气体系统的内能 6．某同学用带一进气孔的橡皮塞塞紧饮料瓶，并用打气筒经进气孔向饮料瓶内打气。当瓶内气体压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，发现饮料瓶内壁中有水蒸气凝结，产生这一现象的原因是饮料瓶中气体（　　） A．体积增大，温度升高 B．动能增大，温度升高 C．对外做功，温度降低 D．质量减少，温度降低 7．用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的是（　　） A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大 B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 C．能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同 D．软木塞的机械能守恒 8．物体的内能增加了，下列说法正确的是（　　） A．一定是外界对物体做了的功 B．一定是物体吸收了的热量 C．一定是物体分子的平均动能增加了 D．物体分子的平均动能可能不变 2、 多选题 9．关于物体的内能，下列说法中正确的是（　　） A．手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功来改变物体的内能 B．物体沿光滑斜面下滑时速度增大，是利用做功来使物体内能增大 C．阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能 D．用打气筒打气，筒内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能 10．如图所示，为焦耳研究热功之间关系的实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．在这个实验中重物的内能转化为水的机械能 B．在这个实验中重物的机械能转化为水的内能 C．这个实验说明了做功和热传递都可以改变水的内能 D．这个装置可测定热与功的当量关系 11．(24-25高三下·江西新余实验中学·模拟)如图所示，水平面上有一个导热汽缸，用一定质量的活塞密封一定质量的理想气体，不计活塞与气缸的摩擦，当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是（　　） A．气缸内的气体压强增大 B．理想气体对外做功 C．理想气体的内能减小 D．气缸壁上单位面积单位时间撞击的分子数减少 12．关于物体内能，下列说法正确的是（　　） A．相同质量的两种物体，升高相同温度，内能增量不一定相同 B．一定量的水结成的冰，内能一定减少 C．一定质量的气体体积增大，既不吸热也不放热，内能减少 D．一定质量的气体吸热，而保持体积不变，内能一定减少 1、 单选题 1．(25-26高二下·江西宜春樟树中学·月考)关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．运动的物体一定比静止的物体内能大 B．温度和质量都相同的两个物体一定具有相同的内能 C．一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时，分子势能增加 D．通电时电阻发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的 2．如图所示是古人锻造铁器的过程，关于改变物体内能的方式，下列说法正确的是（　　） A．加热和锻打属于传热，淬火属于做功 B．加热属于传热，锻打和淬火属于做功 C．加热和淬火属于传热，锻打属于做功 D．加热和淬火属于做功，锻打属于传热 3．如图所示的四个实例中，用热传递的方式来改变物体内能的是（　　） A．锯木板时，钢锯条温度升高 B．来回快速拉动皮条，金属管的温度升高 C．酒精灯加热试管中的水，水的温度升高 D．迅速下压活塞，管内气体的温度升高 4．体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水（如图所示），下列说法正确的是（  ） A．由于温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能小 B．由于温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著 C．若把A、B两玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递 D．由于A、B两瓶水的体积相等，所以A、B两瓶中水分子的平均距离相等 5．如图，一定质量的理想气体从A状态沿直线变化到B状态，在此过程中，下列说法正确的是（     ） A．气体对外界做功，内能增加 B．气体吸热，内能增加 C．气体放热，内能减少 D．气体对外界做功，同时吸热 6．如图所示，假设一团理想气体从同一状态开始，经历a、b、c三个过程，三个过程吸收的热量分别是、、，则三者之间的关系是（　　） A． B． C． D． 7．古代发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着易燃艾绒。猛推推杆压缩筒内封闭气体，艾绒即可点燃。点燃之前的压缩过程中，筒内封闭气体（　　） A．对外界做正功，内能增加 B．对外界做负功，内能减少 C．分子密集程度增大，分子平均动能增大 D．每个分子的运动速率均增大，无规则热运动变剧烈 8．一定质量的理想气体经历了的循环，其图像如图所示，其中过程气体分子的平均动能不变，过程气体压强不变，则（     ） A．过程，气体的压强与体积乘积增大 B．过程，气体分子单位时间单位面积碰撞次数增多 C．过程，气体内能可能减小 D．整个过程中气体放出热量和吸收热量相等 2、 多选题 9．(25-26高二下·河南驻马店新蔡县第一高级中学·)如图是一定质量的理想气体的图，气体从a→b→c→a完成一次循环，关于气体的变化过程。下列说法正确的是（     ） A．气体在a态的体积小于在c态的体积 B．b→c过程外界对气体做的功等于气体放出的热量 C．c→a过程气体压强增大，从微观讲是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的 D．若a→b过程气体吸热300J，c→a过程放热400J，则c→a过程外界对气体做功100J 10．1mol的氦气的温度随体积变化如图所示，其中ab为经过原点的抛物线，cb为过原点的直线，在a点时气体的体积为V0，温度为T0，压强为p0。则下列说法正确的是（     ） A．c点的压强为2p0 B．从a到b过程中气体向外释放热量 C．从a到b过程中气体对外做功为 D．从a经b到c再回到a过程中，气体放出热量为p0V0 11．奥托循环（Otto Cycle）是四冲程汽油发动机的理论循环模型，该循环由两个等容过程和两个绝热过程组成，完整描述了一定质量理想气体在气缸内完成一个工作循环的状态变化过程。如图是某次奥托循环的图像，下列说法正确的是（    ） A．过程气体温度升高 B．过程气体内能增加 C．气体完成的工作循环，外界对气体做正功 D．过程气体吸收的热量大于过程气体放出的热量 3、 解答题 12．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。一定质量的理想气体所经历的奥托循环的图像如图所示。 (1)若，，，则等于多少？ (2)若在的过程中，外界对气体做的功为，在的过程中，气体吸收的热量为，在的过程中，气体放出的热量为。则过程中，气体对外界做的功为多少？ 13．(25-26高二下·云南师范大学附属中学呈贡学校等校·期中)如图所示，上端开口，下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为p0，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为，等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，时，气柱高度为，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至时，保持温度不变，活塞不再下降。求： (1)当时，气柱高度； (2)在升温的过程中，外界对气体做的功； (3)从状态到状态的过程中，封闭气体吸收的净热量（扣除放热后净吸收的热量）。 12 / 26 学科网（北京）股份有限公司 $