专题07 热力学定律（期末真题汇编，黑吉辽蒙专用）高二物理下学期

**基本信息** 聚焦热力学定律两大核心考点，汇编多地区高二期末试题，以p-V、V-T图像分析和空气炸锅、升降椅等真实情境为特色，强化知识应用与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----|----| |单选题|23|热力学第一定律（如奥托循环做功计算）、热力学第二定律（如热机效率）|结合p-V/V-T图像，注重过程分析| |多选题|9|内能变化与吸放热（如多过程循环）、分子动理论（如压强微观解释）|跨考点综合，考查科学论证| |解答题|10|气体状态方程（如汽缸活塞问题）、能量守恒（如气枪动力计算）|真实情境应用，强化模型建构|

专题07 热力学定律（解析版） 2大高频考点概览 考点01 热力学第一定律 考点02 热力学第二定律 地 城 考点01 热力学第一定律 一、单选题 1．（24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末）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p-V图像如图所示，在a→b的过程中，外界对气体做的功为20J，在b→c的过程中，气体吸收的热量为75J，在d→a的过程中，气体放出的热量为16J。则在c→d的过程中，气体对外界做的功为（　　） A．36J B．79J C．85J D．111J 【答案】B 【详解】吸收的总热量 外界对气体做的功为 根据热力学第一定律，对外做功为 故选B。 2．（24-25高二下·内蒙古锡林郭勒盟高中联考·期末）一定质量的理想气体从状态开始，经历变化过程到达状态的关系图像如图所示。已知气体在状态时的压强为，图线、cd的延长线均过坐标原点，下列说法正确的是（　　） A．理想气体在状态时的压强为 B．过程气体的温度升高，所有分子的速率都增大 C．理想气体在状态时单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数是状态时的2倍 D．变化过程气体从外界吸收的热量等于内能的增加量 【答案】D 【详解】A．根据理想气体状态方程 可知在图像中过原点的倾斜直线反映的是理想气体等压变化的规律，即，，由于过程为等容变化过程，根据查理定律 可知理想气体在状态时的压强为，故A错误； B．过程气体的温度升高，分子运动的平均速率增大，但不是所有分子的速率都增大，故B错误； C．根据以上分析可知，状态的压强为状态压强的2倍，由于过程温度升高，分子的平均动能变大，分子的平均撞击力也变大，则气体在状态单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数一定小于状态时的2倍，故C错误； D．变化过程，外界对气体做的总功为 根据热力学第一定律 可知，变化过程气体从外界吸收的热量等于内能的增加量，故D正确。 故选D。 3．（24-25高二下·内蒙古鄂尔多斯市西四旗·期末）空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。图为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，已知初始气体压强为p0＝1.0×105Pa，温度为T0＝300K，加热一段时间后气体温度升高到T＝360K，此过程中气体吸收的热量为4.2×103J，则（　　） A．升温后所有气体分子的动能都增大 B．升温后胆中气体的压强为1.5×105Pa C．此过程胆中气体的内能增加量为4.2×103J D．升温后压强增大是由于单位体积的分子数增多了 【答案】C 【详解】A．升温后分子平均动能变大，并非所有气体分子的动能都增大，选项A错误； B．根据 解得升温后胆中气体的压强为 p=1.2×105Pa 选项B错误； C．此过程胆中气体体积不变，则W=0，吸收的热量为Q=4.2×103J，则气体内能增加量为 ∆U=Q=4.2×103J 选项C正确； D．气体体积不变，则单位气体体积的分子数不变，升温后气体分子平均速率变大，可知压强增大不是由于单位体积的分子数增多了，而是气体分子对器壁的平均碰撞力增大了，选项D错误。 故选C。 4．（24-25高二下·黑龙江省大庆市第四中学·期末）“回热式热机”热循环过程可等效为如图所示的曲线，、为等温过程，、为等容过程．对于一定质量的理想气体，在热循环过程中（    ） A．a状态气体温度比c状态低 B．，两过程气体放出、吸收的热量相等 C．整个循环过程，气体对外放出热量 D．d状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比c状态少 【答案】B 【详解】A. 从到为等容变化，则有 ， 可得 又有 因此a状态气体温度比c状态高，A错误； B. ，两过程都发生等容变化，根据热力学第一定律 吸收或放出的热量都用来改变气体的内能，由于 ， 故有 可知，两过程的气体内能变化量大小相等，因此这两过程气体放出、吸收的热量相等，B正确； C. 在图像中，图像与横轴围成的面积等于气体做功的大小，体积增大时，气体对外做功，体积减小时，外界对气体做功，因此整个循环过程，气体对外做功，而气体内能不变，根据热力学第一定律可知，整个循环过程，气体从外界吸收热量，C错误； D. 由图像可知， 又有 根据压强的微观解释，可知d状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比c状态多，D错误。 故选B。 5．（24-25高二下·辽宁鞍山·期末）一定质量的理想气体经历了a→b→c→a循环，其V-T图像如图所示。气体在各状态时的温度和体积部分已标出。已知该气体在状态a时的压强为p0，下列说法正确的是（　　） A．气体在状态c的温度为1.5T0 B．气体由状态a到状态b，外界对气体做功为p0V0 C．气体由状态c到状态a的过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 D．气体经历a→b→c→a循环的过程中，吸收的热量小于释放的热量 【答案】D 【详解】A．由ca连线过原点可知，气体由状态c到状态a，发生等压变化，则 解得，A错误； B．气体由状态a到状态b，气体体积增大，气体对外界做功，B错误； C．气体由状态c到状态a的过程中，气体体积减小，单位体积内分子的数量增大；温度降低，分子的平均动能减小，分子与器壁碰撞作用力减小；压强保持不变，则单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增大，C错误； D．由状态a到状态b，气体体积增大，气体对外界做的功 由状态b到状态c，气体体积不变，气体对外界不做功，外界对气体也不做功；由状态c到状态a，气体体积减小，外界对气体做的功 由可知 所以 外界对气体做功大于气体对外做的功，总功为外界对气体做功；气体经历a→b→c→a循环的过程中，气体的温度不变，气体的内能不变；根据热力学第一定律，气体一定放出热量；所以吸收的热量小于释放的热量，D正确。 故选D。 6．（24-25高二下·辽宁大连·期末）一定质量理想气体的体积V随其温度T的变化图像如图所示。该气体由状态A变化到状态B的过程中（　　） A．气体分子的平均动能增大 B．外界对气体做功 C．气体压强变小 D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 【答案】B 【详解】A．由图像可知A到B过程，气体温度降低，气体分子的平均动能减小，故A错误； B．由图像可知A到B过程，气体体积减小，外界对气体做功，故B正确； C．根据 整理得 可知A到B过程气体压强不变，故C错误； D．气体从状态A到状态B的变化过程中，气体压强保持不变，温度降低，则气体分子平均动能减小，气体体积减小，气体分子数密度增加，可知单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数增加，故D错误。 故选B。 7．（24-25高二下·辽宁·期末）一定质量的理想气体由状态a经①过程到状态b，由状态b经②过程到状态c，由状态c又经③过程回到状态a，①过程气体不与外界发生热传递，③过程温度保持不变。整个过程压强p与体积V的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．①过程外界对气体做负功，气体向外界放热 B．②过程外界对气体不做功，气体从外界吸热 C．③过程气体温度不变，气体既不吸热也不放热 D．整个过程初末状态气体体积相等，外界不对气体做功 【答案】B 【详解】A．①过程气体体积增大，外界对气体做负功；①过程气体不与外界发生热传递，A错误； B．②过程气体体积不变，外界对气体不做功；②过程气体压强增大，所以气体温度升高，气体内能增大；根据热力学第一定律，气体从外界吸热，B正确； C．③过程气体温度不变，气体的内能不变；③过程气体体积减小，外界对气体做功；根据热力学第一定律，气体放出热量，C错误； D．整个过程气体的体积先增大后减小，先气体对外界做功，后外界对气体做功；③过程图像与坐标轴所围的面积大，外界对气体做功多；②过程图像与坐标轴所围的面积小，气体对外界做功少； 整个过程外界对气体做功，D错误。 故选B。 8．（24-25高二下·辽宁·期末）自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是（　　） A．体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变 B．压强增大是因为氢气分子之间斥力增大 C．密闭容器中的氢气可以看成理想气体，保持气体温度不变，当气体的体积增大时，气体会放热； D．温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化 【答案】D 【详解】A．密闭容器中氢气体积增大时，分子总数不变，单位体积内的分子数减少，密集程度降低，A错误； B．气体压强由分子对容器壁的碰撞产生，与分子间斥力无关，压强增大是因为分子热运动频繁碰撞容器壁，不是分子间斥力，B错误； C．等温膨胀时，体积增大时，气体对外做功，理想气体内能不变（理想气体内能只与温度有关 ），根据热力学第一定律可知气体会吸热，C错误； D．温度变化导致分子平均速率改变，速率分布百分比随之变化，D正确。 故选D。 9．（24-25高二下·辽宁省抚顺市六校协作体·期末）《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十二条规定：不得连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟。长时间行车不仅驾驶员会疲劳，而且汽车轮胎与地面摩擦会使得轮胎变热，有安全隐患。一辆汽车行驶4小时后轮胎变热，轮胎内气体温度也会升高，设此过程中轮胎体积不变且没有气体泄漏，胎内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．该段时间内，外界对轮胎内气体做正功 B．该段时间内，轮胎内气体对外界做正功 C．轮胎内气体的内能减小 D．轮胎内气体分子平均速率增大 【答案】D 【详解】AB．轮胎体积不变，气体体积一定，可知，外界与气体之间不做功，故AB错误； C．理想气体内能仅由温度决定，温度升高则内能增大，故C错误； D．温度升高，气体分子平均动能增大，可知，分子平均速率增大，故D正确。 故选D。 10．（24-25高二下·辽宁省辽西重点高中·期末）在恒温容器内的水中，让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气，球内气体（可视为理想气体）温度不变，则气球上升过程中，球内气体（　　） A．对外做功，内能不变 B．向外放热，内能减少 C．分子的平均动能变小 D．吸收的热量等于内能的增加量 【答案】A 【详解】根据题意可知，气球缓慢上升的过程中，气体温度不变，则气体的内能不变，分子的平均动能不变，气体的体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，由于气体的内能不变，则吸收的热量与气体对外做的功相等。 故选A。 11．（24-25高二下·吉林长春·期末）一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，过程是等压过程，过程中气体与外界无热量交换，过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体向外界放出热量 B．过程，外界对气体做正功，内能减少 C．过程，气体向外界放出热量 D．过程，单位时间与器壁单位面积碰撞的分子数减少 【答案】D 【详解】A．过程，气体压强不变，体积变大，气体对外做功；温度升高，则内能变大，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，选项A错误； B．过程，气体绝热，体积变大，则气体对外界做功，则内能减少，选项B错误； C．过程，气体内能不变，因图像与坐标轴围成的面积表示气体做功，可知一个循环过程中，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，选项C错误； D．过程，气体压强不变，体积变大，气体的数密度减小，温度升高，则气体分子平均速率增大，分子对器壁撞击力增大，又压强不变可知单位时间与器壁单位面积碰撞的分子数减少，选项D正确。 故选D。 12．（24-25高二下·吉林省长春市第五中学·期末）一定质量的理想气体的压强随热力学温度变化的图如图所示，已知ba的延长线过坐标原点，bc与横轴平行。则（　　） A．由的过程中，气体分子数密度变大 B．由的过程中，气体分子平均动能不变 C．由的过程中，气体从外界吸收热量 D．由的过程中，外界对该气体做正功 【答案】C 【详解】A．由题意可知ba的延长线过图的坐标原点，所以由气体发生等容变化，气体分子数密度不变，故A错误； B．由，气体的温度升高，气体分子的平均速率增大，平均动能增大，故B错误； C．由，气体的体积不变，做功为零，但气体温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故C正确； D．由，气体的压强不变做等压变化，根据盖吕萨克定律可知，气体的体积增大，外界对该气体做负功，故D错误。 故选C。 13．（24-25·黑龙江省大庆市大庆中学·期末）封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度关T系如图所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0，温度为T0，O、A、D三点在同一直线上，阿伏伽德罗常数为NA．由状态A变到状态D过程中（　　） A．气体从外界吸收热量，内能增加 B．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增加 C．气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大 D．气体的密度不变 【答案】A 【详解】由题知A点和D点在过原点的连线上，根据理想气体状态方程有 变形得 可知图像的斜率表示，可知气体由A到D压强不变，体积增大，密度减小，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少，气体对外做功，温度升高，气体的平均动能增加，内能增加，故需要吸热。 故选A。 14．（24-25高二下·黑龙江省龙东联盟·期末）节日庆典离不开气球，国家气象总局发布的《升放气球管理办法》规定，灌装气球必须使用氦气。对于完成灌装的气球内的氦气（视为理想气体），下列说法正确的是（　　） A．气体产生压强的原因是受到地球的吸引 B．当所处环境温度升高时，所有的气体分子速率都增大 C．当所处环境温度升高时，气体的内能一定增大 D．气体分子的速率大小分布规律为“中间少、两头多” 【答案】C 【详解】A．气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，A错误 B．分子运动是统计规律，温度升高，并不是所有分子运动的速率都增大，故B错误； C．理想气体的内能仅与温度有关，温度升高，内能必然增加‌，故C正确； D．根据统计规律，气体分子无论在什么温度下，分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，故D错误。 故选C。 15．（24-25高二下·黑龙江省大庆市东风中学·期末）气压式升降椅为办公提供舒适条件，如图甲所示为其简易结构切面图。将汽缸和汽缸杆之间封闭的气体视为是理想气体，汽缸密封性和导热性良好，忽略一切摩擦。如果人快速坐到椅面上，立即压缩汽缸内气体，极短时间内达到平衡状态，设为过程1；如果人缓慢坐到椅面上，缓慢压缩汽缸内气体至平衡状态，设为过程2。图乙是两过程的图像，分别用、曲线中一条表示。则（　　） A．过程1是图乙中图线 B．两过程刚达稳定时气体体积相等 C．过程1中外界对气体做的功等于分子势能的增加 D．过程1刚达稳定时气体所有分子运动都变得更快 【答案】A 【详解】AB．根据一定质量的理想气体状态方程 可得，因快速坐极短时间内压缩气体对气体做功，气体内能增加温度升高，故刚平衡时体积大，过程1是图乙中图线，故A正确，B错误； C．过程1中外界对气体做的功等于气体内能的增加，等于分子动能的增加和分子势能的增加之和，故C错误； D．过程1刚达稳定时气体内能增加，说明分子的平均动能增加，不一定所有分子动能都增加，不一定所有分子运动都变得更快，故D错误。 故选A。 16．（24-25高二下·黑龙江省安达市三校(安达市重点高中，育才高中，第七中学)·期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，该过程中气体内能增加了120J，已知状态A气体的温度为。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B时的温度为 B．气体在此过程中吸收了200J的热量 C．状态B气体中每个分子动能与状态A相比较或多或少都有所增加 D．状态B时气体单位时间内对容器壁单位面积上碰撞的分子数为状态A时的一半 【答案】B 【详解】A．从状态A变化到状态B，等压变化，则 由题意知 ，， 可得 故A错误； B．从状态A变化到状态B，气体膨胀，外界对气体做负功，则 从状态A变化到状态B，该过程中气体内能增加了120J，则 由热力学第一定律可得 故B正确； C．从状态A变化到状态B，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，并不是每个气体分子的动能都增大，故C错误； D．从状态A变化到状态B，体积加倍，压强不变，温度升高，分子平均动能增大，则分子运动的激烈程度增大，分子对器壁的平均撞击力增大；根据压强的微观意义可知，单位时间内单位面积上碰撞器壁的气体分子数一定减少，不一定是一半。故D错误。 故选B。 二、多选题 17．（24-25高二下·辽宁丹东·期末）某登山者的携带物品中有半瓶矿泉水且瓶盖拧紧，当他由山底登上山顶后，发现山顶温度较低但水瓶比在山底时变鼓了，关于瓶内的气体下列说法正确的是（　　） A．瓶内每个气体分子的动能都变小 B．瓶内气体在单位时间内碰撞瓶体单位面积的分子个数变少 C．登山的过程中瓶内气体对水瓶做负功 D．登山的过程中瓶内气体对水瓶做正功 【答案】BD 【详解】A．山顶温度较低，气体温度降低，这并不能说明每一个气体分子的动能在变小，只是分子运动的平均动能在变小，故A错误； B．山顶温度较低但水瓶比在山底时变鼓了，由于瓶子变鼓是因为外界气压下降更多，瓶内气压高于外界，但瓶内气压仍比在山底时低，可得气体压强变小，故瓶内气体在单位时间内碰撞瓶体单位面积的分子个数变少，B正确； CD．水瓶比在山底时变鼓了，说明气体体积变大，对外做功，故瓶内气体对水瓶做正功，故C错误，D正确。 故选BD。 18．（24-25高二下·辽宁抚顺·期末）气压式升降椅通过汽缸上下运动来调节椅子升降，其简易结构如图甲所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状汽缸杆与底座固定连接。可上下移动的汽缸与汽缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密性、导热性良好，不计汽缸与汽缸杆间的摩擦。初始时无人坐该升降椅，气体的状态为，某人缓慢坐在座椅上直到双脚离开地面，以气体达到稳定状态，然后打开空调调节室内温度，经过一段时间，室内温度缓慢变化到设定温度，稳定后气体的状态为，最后人缓慢离开椅面，气体最终达到另一个稳定状态，整个过程中气体的压强和体积倒数的关系如图乙所示。已知汽缸的横截面积为，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．人的质量可表示为 B．气体在状态时的温度比在状态时的高 C．在气体从状态到状态的过程中，外界对气体做的功为 D．在气体从状态到状态的过程中，气体从外界吸收的热量大于 【答案】AC 【详解】A．对椅面受力分析，根据受力平衡有 则人的质量，故A正确； B．根据理想气体状态方程 变形得，图像与原点连线的斜率与温度成正比，所以气体在状态的温度高于状态的温度，故B错误； C．气体从状态到状态，做等压变化，体积减小，则外界对气体做的功为，故C正确； D．气体从状态到状态，做等温变化，其内能不变，结合热力学第一定律可知，该过程气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，根据图像易知，气体从状态到状态，气体对外界做的功，故D错误。 故选AC。 19．（24-25高二下·辽宁省辽西重点高中·期末）一定质量的理想气体的图像如图所示，气体状态经历A→B→C→D→A完成一次循环，其中AB为反比例曲线，下列说法正确的有（    ） A．A→B过程，封闭气体分子平均动能不变 B．B→C过程，封闭气体从外界吸热 C．C→D过程，封闭气体对外界做的功为 D．封闭气体在一次循环过程中对外界做的功小于 【答案】AD 【详解】A．由题意可知，A→B过程中，封闭气体的温度不变，则分子的平均动能不变，故A正确； B．由图可知，B→C过程，封闭气体的体积不变，即外界对气体做功为零；根据 可知，气体压强减小，温度降低，即气体的内能减小，根据热力学第一定律 可知 即封闭气体向外界放热，故B错误； C．C→D过程，封闭气体的压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，大小为，故C错误； D．根据图线与横轴所围成的面积表示做功可知，若A→B过程气体压强随体积增大而均匀减小，则封闭气体在一次循环过程中对外界做的功大小为 而实际A→B过程气体对外界做功要小，所以封闭气体在一次循环过程中对外界做的功小于，故D正确。 故选AD。 20．（24-25高二下·吉林长春·期末）一定质量的密闭理想气体先经一段等压变化，再经一段等容变化，最后经一段等温变化回到初始状态．这一过程的图像如图所示，下列分析正确的是（    ） A．过程中气体吸收的热量大于气体对外界做功 B．过程中气体释放的热量等于气体内能的减少量 C．过程中外界对气体做功等于气体释放的热量 D．过程中外界对气体做功大于气体释放的热量 【答案】ABC 【详解】A．由图可知，过程中气体的温度升高，内能增大，即；气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于气体对外界做的功，故A正确； B．过程中气体体积不变，则做功；温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，即气体释放的热量等于气体内能的减少量，故B正确； CD．过程中气体的温度不变，即气体的内能不变，即，则 所以外界对气体做功等于气体释放的热量，故C正确，D错误。 故选ABC。 21．（24-25高二下·吉林·期末）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，最后变化到状态C，V-T图像如图所示。已知该气体在状态B时的压强为下列说法正确的是（　　） A．状态A时的气体压强为 B．A→B过程气体放热 C．B→C过程气体压强增大 D．B→C过程气体对外做功 【答案】BD 【详解】A．从A到B为等温变化，则状态A时的气体压强为，选项A错误； B．A→B过程气体温度不变，内能不变，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热，选项B正确； C．因 可知B→C过程气体压强不变，选项C错误； D．B→C过程气体体积增加，对外做功，选项D正确。 故选BD。 22．（24-25高二下·吉林白山·期末）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其T-V图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．气体压强变小 B．外界对气体做功 C．气体内能增大 D．气体向外界放热 【答案】AC 【详解】A．T-V图像过原点的直线表示等压过程，分别连接原点和a，以及原点和b点，根据， 可知，T-V图像的斜率越大，气体压强越大，从状态a到状态b的过程气体的压强逐渐减小，A正确； B．由图示可知，ab过程，气体体积变大，气体对外界做功，B错误； C．由图示可知，ab过程，气体温度升高，所以内能增大，C正确； D．根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，因为从状态a到状态b的过程气体内能增加，又因为气体对外做功，所以气体从外界吸收热量，D错误。 故选AC。 23．（24-25高二下·吉林长春·期末）“回热式热机”的热循环过程可等效为一定质量的理想气体经a→b→c→d→a的过程，其p−V图像如图所示，其中a→b、c→d为等温过程，b→c、d→a为等容过程，则下列说法正确的是（　　） A．a状态气体内能比b状态小 B．b→c、d→a两过程气体放、吸热绝对值相等 C．c状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比d状态少 D．整个循环过程，气体从外界吸收热量 【答案】BCD 【详解】A．由于a→b为等温过程，因此a状态气体温度等于b状态温度，则a状态与b状态气体内能相等，故A错误； B．b→c、d→a两个过程都发生等容变化，气体与外界之间不做功，根据热力学第一定律有ΔU=W+Q=Q 根据查理定律可知，b→c过程，温度降低，d→a过程温度升高，则气体放、吸热的绝对值相等，故B正确； C．c→d过程，温度一定，气体分子运动的平均速率一定，体积减小分子分布的密集程度增大，则单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数增多，即c状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比d状态少，故C正确； D．在p−V图像中，图像与横轴围成的面积等于气体做的功，结合图像可知，a→b过程，体积增大，气体对外界做正功，c→d过程，体积减小，外界对气体做正功，可知，整个循环过程，气体对外做正功，而内能没变，因此气体吸收热量，故D正确。 故选BCD。 24．（24-25高二下·吉林·期末）一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程是等温过程，c→a过程中气体与外界无热量交换。下列说法中正确的是（　　） A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．b→c过程，气体对外做功，内能不变 C．a→b→c过程，气体分子平均速率先增大，后不变 D．a→b→c→a过程，气体从外界吸收的热量小于放出的热量 【答案】CD 【详解】A．a→b过程是等压过程，根据盖吕萨克定律可知，体积增大，温度升高，则气体对外做功，气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收的热量大于用于对外做的功，故A错误； B．b→c过程是等温过程，体积减小，则外界对气体做功，气体内能不变，故B错误； C．结合上述可知，a→b过程气体温度升高，b→c过程气体温度一定，可知，气体分子平均速率先增大，后不变，故C正确； D．图像与横轴所围几何图形的面积表示功，体积增大时，表示气体对外做功，体积减小时，表示外界对气体做功，根据图示可知，a→b→c→a过程，外界对气体做功，且做功大小等于三条图像所围面积，根据热力学第一定律有 其中W>0， 则Q>0 表明气体从外界吸收的热量小于放出的热量，故D正确。 故选CD。 三、解答题 25．（24-25高二下·内蒙古赤峰·期末）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，状态A、C温度相同，对应的p−V图像如图所示，p0=1×105Pa，V0=5m3，A→B过程该气体放出热量Q=2×105J。求： (1)该气体在状态A时的体积VA； (2)该气体A→B过程中内能的变化量ΔU。 【答案】(1)10m3 (2)3×105J 【详解】（1）状态A与状态C温度相等，根据玻意耳定律有 解得 （2）A→B过程，外界对气体做功 解得 根据热力学第一定律 解得 26．（24-25高二下·内蒙古锡林郭勒·期末）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V与对应温度T的数据，作出V-T图像如图乙，求： (1)已知大气压强，气体由状态a到状态b的过程中对外做的功Wab； (2)若（1）问过程中气体吸收热量80J，气体的内能增加量。 (3)已知1mol任何气体在压强，温度时，体积约为V0=22.4L。罐内空气的平均摩尔质量M=29g/mol，体积Vt=2.24L，温度，估算罐内空气密度ρ（计算结果保留三位有效数字）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为 （2）由热力学第一定律得 （3）对罐内被封气体状态1可知， 状态2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 27．（24-25高二下·内蒙古自治区乌兰察布市集宁一中·期末）某型号压力锅的结构如图所示。盖好密封锅盖，将横截面积为的限压阀套在气孔2上，此时气孔1使锅内气体与外界连通，外界气体的压强为，温度为。给压力锅加热，当锅内气体温度升高到时，气孔1处就会被活塞封闭，防止气体排出，对锅体产生密封作用。给压力锅继续加热，当锅内气体温度升高到时，限压阀会被顶起，及时将锅内多余气体排出，保证压力锅的安全。不计一切摩擦，重力加速度取，求： （1）当气孔1被密封时，此时气体的密度与加热前气体的密度的比值； （2）限压阀的质量； （3）如果空气的内能与温度之间的关系为，其中n为气体的物质的量，普适气体常数，空气的摩尔质量为，求高压锅内空气在定容下的比热容。（计算结果保留三位有效数字）    【答案】（1）；（2）0.1kg；（3） 【详解】（1）设当气孔1被密封时，此时气体的质量为，加热前气体的质量为，压力锅的容积为，当锅内气体温度升高到时，原压力锅内的气体等压膨胀后的体积为，取加热前压力锅中的气体为研究对象，由盖-吕萨克定律得 解得 由 ， 解得 当气孔1刚被密封时，此时锅内气体体积与加热前锅内气体的体积相等，知当气孔1被密封时，此时气体的密度与加热前气体的密度的比为 （2）气孔1被密封后，对锅内气体，发生等容变化，刚密封时 限压阀刚被顶起前瞬间 根据查理定律 则此时锅内气体压强为 对限压阀，根据平衡条件 解得 （3）如果空气的内能与温度之间的关系为，则当内能增加时，温度增加 内能增加时，因为气体体积不变，无外界做功，根据热力学第一定律，气体吸收热量 根据比热容的公式 其中气体质量 整理得 28．（24-25高二下·辽宁丹东·期末）如图所示，固定的汽缸内有一自由移动的“T”型活塞，质量为，活塞体积、与汽缸间的摩擦均可忽略不计，距汽缸底部处连接一形管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为，活塞距离汽缸底部为，两边水银柱存在高度差。已知汽缸横截面积为，活塞竖直部分长为，大气压强为，重力加速度。求： (1)初始时，汽缸内封闭气体的压强为多大； (2)若气体的内能与热力学温度成正比，初始时该气体内能，现使气体温度缓慢降低，当两水银面相平时气体对外放出的热量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对活塞受力分析，根据平衡条件有 代入相关已知数据，解得 （2）两水银面相平时气体压强，刚开始降低温度时气体做等压变化，当“T”型活塞已经触底后做等容变化，则气体体积， 根据理想气体状态方程 解得 气体的内能与热力学温度成正比，时该气体内能，则此时气体内能 这一过程外界对气体做功 解得 根据热力学第一定律可得 解得，即气体放出的热量为 29．（24-25高二下·辽宁大连·期末）如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。重力加速度大小为g，求： (1)再次平衡后气体的温度； (2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）密封气体初状态的温度为，体积为 末状态的温度设为，体积为 由盖-吕萨克定律有 解得∶ （2）密封气体的压强 气体对外界做的功为 由热力学第一定律有 得出 30．（24-25高二下·辽宁·期末）玩具气枪的核心动力来源于气体的压缩与释放。当密闭空间内的空气被压缩时，内部压强增大，撤除外力后压缩气体迅速膨胀，推动弹丸高速射出。某研究小组想研究气枪子弹的速度变化及功能转化。实验时把枪管水平固定，枪管一端封闭，另一端与外界大气连通，枪管中空部分粗细均匀，横截面积为，其简化结构如题图1所示。通过传感器测量，绘制出子弹速度v与封闭气柱长度x的函数关系曲线，如题图2所示。子弹刚开始运动时，封闭气柱长度为，此时封闭气体温度为，压强为。当子弹速度最大时，封闭气柱长度为。塑料子弹质量为m＝2g，子弹与枪管间气密性良好，不计摩擦，外界大气压恒为。 (1)子弹速度达到最大时，封闭气体的温度为多少？ (2)子弹从开始运动到获得最大速度的过程中，子弹克服外界大气做的功为多少？ (3)已知枪管内封闭气体内能U与热力学温度T满足（，式中，则 ①若忽略封闭气体与外界热交换，求子弹的最大速度； ②实际情况封闭气体和外界会有热交换，实验测得，判断子弹从开始运动到获得最大速度的过程中，封闭气体是吸热还是放热？吸（或放）热为多少？ 【答案】(1)225K (2)2J (3)①20m/s；②吸热，0.084J 【详解】（1）当子弹速度达到最大时，封闭气体压强与外界大气压强相等，则有 解得 （2）此过程子弹克服外界大气做的功，又 解得 （3）①对封闭气体，若忽略封闭气体与外界热交换，则有Q＝0 根据，得 根据热力学第一定律，解得 对子弹，由动能定理得，解得 ②对子弹，由动能定理得，解得 对封闭气体，由①得，解得Q＝＋0.084J 即封闭气体吸收热量为0.084J。 31．（24-25高二下·辽宁·期末）固定竖直汽缸，由上下两个横截面积不同、相互连通的绝热圆筒组成。上下两圆筒中均封闭有一定质量的理想气体，如图所示。下部圆筒高h = 16cm，内有一质量m = 1kg、面积S = 100cm²、厚度d = 1cm绝热活塞Ⅰ，上部圆筒足够高，内有一质量为、面积为的活塞Ⅱ，活塞Ⅱ上面放置质量为M = 10kg的重物。开始时活塞Ⅰ被锁定在其下表面距离圆筒底l = 12cm的位置，活塞Ⅰ下方气体处于温度T1 = 280K的状态1。现启动装置，位于圆筒下部的电热器开始缓慢加热，当气体温度升高到T2 = 300K的状态2时解锁活塞Ⅰ，活塞Ⅰ恰好保持静止。继续加热气体，活塞Ⅰ上升到最高点后经历一段时间关闭电热器，当下方气体温度达到T3 = 400K时为状态3。已知整个过程中活塞Ⅰ下方气体内能增加了ΔU = 813.4J。两活塞均能缓慢无摩擦滑动，活塞Ⅱ上方大气压强，活塞Ⅰ下方理想气体物质的量为n = 0.002mol，阿伏加德罗常数。已知额定电压为10V的电热器正常工作的阻值为10Ω，热效率为100％，重力加速度g取10m/s²。求： (1)活塞Ⅰ下方气体在状态2的压强； (2)在状态2时活塞Ⅰ下方气体分子之间的平均距离； (3)活塞Ⅰ下方气体在状态3的压强；（结果保留2位小数） (4)活塞Ⅰ下方气体从状态1到状态3的过程中电热器加热时间。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）对活塞Ⅱ，根据平衡条件可得 对活塞Ⅰ，根据平衡条件可得 解得 （2）活塞Ⅰ下方气体分子数为个 在状态2时活塞Ⅰ下方气体体积 平均每个分子所占体积 分子之间的平均距离 （3）电热器缓慢加热，当气体温度达到的状态2后，活塞Ⅰ下方气体发生等压变化，一直到活塞Ⅰ到达最上端，设活塞Ⅰ到达最上端时气体温度为，由盖吕萨克定律，有 解得 之后气体体积不变，继续加热到，根据查理定律，有 解得 （4）电热器工作电压，电热器功率 对下部气体，根据热力学第一定律可得 气体对外界做功 解得电热器传递给气体热量 由 解得加热时间 32．（24-25高二下·辽宁辽阳·期末）如图所示，一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C，气体在状态A时的压强，在B→C过程中，气体内能的变化量。求： (1)气体在状态B时的压强； (2)在B→C过程中，气体放出的热量Q。 【答案】(1) (2)520J 【详解】（1）根据题图可知，气体在过程中，体积保持不变，根据查理定律有 代入数据解得 （2）根据题图可知，在过程中，气体的压强不变，体积减小，外界对气体做的功 解得 根据热力学第一定律有 解得 33．（24-25高二下·吉林省吉林九校·期末）如图，在竖直放置的圆柱形容器内，用横截面积为S、质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动。将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底部的距离为；当外界空气的温度缓慢升高至某值时，活塞上升高度d再次达到平衡，此过程气体从外界吸收的热量为Q。重力加速度大小为g。求： （1）活塞再次平衡时，外界空气的温度； （2）升温过程中，密闭气体增加的内能。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）升温过程中，容器内气体发生等压变化，初、末态体积分别为 ， 由盖·吕萨克定律，有 解得外界空气的温度为 （2）活塞上升过程中，活塞受重力、外界大气压力和容器内气体压力作用处于平衡状态，由平衡条件有 故容器内气体对外界做的功为 根据热力学第一定律有 34．（24-25·黑龙江省大庆市大庆中学·期末）某种卡车轮胎的标准胎压范围为。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度为时，体积和压强分别为、；当胎内气体温度升高到为时，体积增大到为，气体可视为理想气体。 (1)求此时胎内气体的压强； (2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为，求胎内气体的内能增加量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体可视为理想气体，根据理想气体状态方程 整理代入数据得 （2）p-V图线与y轴围成的面积代表做功的大小，该过程气体体积增大，则气体对外做功，可得外界对气体做功为 由热力学第一定律 代入数据可得 35．（24-25高二下·黑龙江省牡丹江市第二高级中学·期末）如图所示，一个导热良好的圆柱形汽缸开口向上竖直放置于水平面上，缸内有一形状不规则的文物，且封闭有一定质量的理想气体.初始时刻，气体的温度为7℃，质量为m、横截面积为S的活塞到汽缸底部的距离为h.现环境温度缓慢升高到27℃时，活塞离汽缸底部的距离变为H，此过程中缸内气体吸收的热量为Q。已知大气压恒为，重力加速度大小为g，热力学温度T与摄氏温度t之间的数量关系为，活塞与汽缸壁密封良好且不计摩擦，忽略文物热胀冷缩的影响。求： (1)汽缸内放置的文物的体积； (2)该过程中气体增加的内能。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设汽缸内放置的文物体积为，初态 末态 气体做等压变化 解得汽缸内放置的文物的体积 （2）气体的压强为 外界对气体做功为 根据热力学第一定律，该过程中气体增加的内能为 地 城 考点02 热力学第二定律 一、单选题 1．（24-25高二下·内蒙古锡林郭勒盟高中联考·期末）根据你所学过的知识判断以下说法不正确的是（　　） A．在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是分子力作用的影响 B．在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，汽缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，分子间的斥力越来越大 C．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明云母片对于导热性存在着各向异性 D．图4为热机能流图，随着机械制造工艺、机械材料等科学技术的不断发展，热机的效率仍无法达到100% 【答案】B 【详解】A．玻璃板被拉起时，要受到水分子间的引力，所以拉力大于玻璃板的重力， A正确； B．压缩气体越来越费力，是因为气体的体积减小，单位体积内的分子数增多，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多，气体的压强增大，需要用的外力增大，B错误； C．烧热的针尖，接触涂上薄蜂蜡层的云母片上某点，经一段时间后形成图丙的形状，由于是椭圆，则说明云母具有各向异性，是单晶体，C正确； D．根据热力学第二定律，热机把内能转化为机械能时，能量的耗散是不可以避免的，所以热机的效率不可以达到100%，D正确。 故选B。 2．（24-25高二下·鞍山市部分高中·期末）关于下列四幅图像中物理现象的描述，说法正确的是（　　） A．图甲为“饮水小鸭”玩具，小鸭虽能不断饮水，但不违背能量守恒定律 B．图乙为空气压缩引火仪，硝化棉被点燃，是因为活塞与容器壁摩擦产生了热量 C．图丙为红墨水在清水中的扩散现象，扩散的快慢与温度无关 D．图丁为一台冰箱，给冰箱供电后，热量自发地从冰箱内部传到了外部 【答案】A 【详解】A．“饮水小鸭”“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复， “饮水小鸭”头部饮水后不断蒸发，吸收周围空气的热量，才能持续工作下去，不违背能量守恒定律，故A正确； B．迅速下压活塞，活塞压缩空气做功，机械能转化为内能，使硝化棉被点燃，故B错误； C．分子的热运动与温度有关，温度越高分子运动的越剧烈，则扩散的快慢与温度有关，故C错误； D．冰箱内低温食品的热量不可能自发地传到了冰箱外高温的空气，之所以内部温度降低是因为压缩机工作的原因，同时消耗了电能，故D错误。 故选A。 3．（24-25高二下·吉林白城·期末）下列说法中正确的是（    ） A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体 B．密封在容器中的气体，在完全失重的情况下，对器壁的压强为零 C．第二类永动机没有违反能量守恒定律但违背热力学第一定律 D．一定质量的理想气体，如果压强不变，气体体积变大，则气体一定对外界放热 【答案】A 【详解】A．根据热力学第二定律的克劳修斯表述，热量不能自发地从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，A正确； B．气体压强由分子热运动对器壁的碰撞产生，与宏观重力无关。即使完全失重，分子热运动依然存在，压强不会为零，B错误； C．第二类永动机不违反热力学第一定律，但违反了热力学第二定律，C错误； D．气体体积变大，气体对外做功，当压强不变且体积增大时，温度必然升高，内能增加，根据热力学第一定律，气体吸收热量，D错误。 故选A。 4．（24-25高二下·吉林长春·期末）关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到-293℃ B．单晶体的光学性质一定各向异性 C．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律 D．若某固体气凝胶的密度为，摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，在忽略分子间隙的情况下，相邻气凝胶分子平均间距（类似固体分子的直径）为 【答案】D 【详解】A．根据热力学第二定律，热机效率无法达到100%。制冷机无法使温度低于绝对零度，绝对零度相当于-273.15℃，所以更低的-293℃不可能达到。故A错误； B．单晶体具有各向异性，但不一定是光学性质的各向异性，故B错误； C．第二类永动机违背热力学第二定律而不违背热力学第一定律，故C错误； D．假设气凝胶分子占据空间是球形且紧密排列的，球体体积公式为 每个分子占据空间体积为 解得相邻气凝胶分子平均间距，故D正确。 故选D。 5．（24-25高二下·吉林省"BEST合作体"·期末）如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则（　　）    A．容器中气体的内能减少 B．容器中气体分子的平均动能增加 C．容器中气体分子的数密度减小 D．Q中的气体能自发地全部退回到P中去 【答案】C 【详解】AB．打开阀门K后，P中的气体进入Q中，由于Q内为真空，气体体积增大时并没有对外做功，分子势能不变，又因为系统没有热交换，由 可知，其气体内能不变，温度不变，则气体分子的平均动能不变，故AB错误； C．由于气体的体积增加，但气体分子数目不变，所以容器中气体分子的数密度减小，故C项正确； D．由热力学第二定律可知，自然界涉及热现象的宏观过程都具有方向性，则Q中气体不可能自发的全部退回到P中去，故D项错误。 故选C。 6．（24-25高二下·黑龙江绥化·期末）关于热现象、热力学定律，下列说法不正确的是（　　） A．一定质量的理想气体的温度升高其内能一定增加 B．扩散现象和布朗运动都表明分子在不停地做无规则运动 C．气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 【答案】C 【详解】A．理想气体内能仅由温度决定，温度升高内能必增，故A正确； B．扩散和布朗运动均体现分子无规则运动（前者直接，后者间接），故B正确； C．气体压强源于分子对器壁的碰撞，而非分子间斥力（理想气体分子力忽略），故C错误； D．热力学第二定律指出热量不能自发从低温传至高温，故D正确。 本题选错误的，故选C。 7．（24-25高二下·黑龙江省大庆市萨尔图区大庆实验中学·期末）炎炎夏日，人们常用空调降温，一段时间后房间内从33℃降至26℃并保持恒温。房间内的气体可视为理想气体，若将一杯装有花粉的10℃水置于该房间内，下列说法正确的是（　　） A．空调制冷的过程是自发的 B．室内每个气体分子的运动速率都小于室外每个气体分子的运动速率 C．降温过程中，花粉运动的激烈程度会减弱 D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动 【答案】C 【详解】A．空调制冷是通过压缩机做功，将室内的热量传递到室外，这个过程不是自发的，需要外界做功来实现，故A错误； B．温度是分子平均动能的标志，室内温度降低，只能说明室内气体分子的平均动能减小，但不是每个气体分子的运动速率都小于室外每个气体分子的运动速率，分子的运动速率有大有小，呈现统计分布，故B错误； C．温度降低，液体分子的热运动减缓，花粉颗粒受到液体分子的撞击力减小，其运动的激烈程度会减弱，故C正确； D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映的是液体分子在不停地做无规则运动，而不是花粉分子的无规则运动，我们无法直接观察到花粉分子的运动，故D错误。 故选C。 二、多选题 8．（24-25高二下·黑龙江省鸡西市文成中学·期末）下列关于能量转换过程的叙述，不违背热力学第一定律，但违背热力学第二定律的有_________。 A．压缩气体时气体内能的增加量可能大于外界对气体所做的功 B．气体向真空自由膨胀时不对外做功，不耗散能量，所以该过程是可逆的 C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响 D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内 E．内能多的物体与内能少的物体混合，在没有能量损失时，一定能使内能少的物体温度升高 【答案】BCE 【详解】A．压缩气体时，外界对气体做功同时气体对外放热，根据热力学第一定律可知压缩气体时气体内能的增加量小于外界对气体所做的功，所以违背了热力学第一定律，A错误； BCE．热力学第二定律不违背能量守恒定律，描述的是自然界中的宏观过程有方向性，即气体向真空自由膨胀过程是不可逆的，热机的效率不可能达到百分之百而不产生其他影响，热量只能自发地从高温物体传到低温物体，不一定是从内能多的物体传到内能少的物体。所以上述过程没有违背热力学第一定律，但违背热力学第二定律。B错误，C错误，E错误。 D．制冷机消耗电能工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，发生了内能的转移，同时对外界产生了影响。既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律。D正确。 故符合题意的选BCE。 2 / 36 1 / 36 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 热力学定律（原卷版） 2大高频考点概览 考点01 热力学第一定律 考点02 热力学第二定律 地 城 考点01 热力学第一定律 一、单选题 1．（24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末）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p-V图像如图所示，在a→b的过程中，外界对气体做的功为20J，在b→c的过程中，气体吸收的热量为75J，在d→a的过程中，气体放出的热量为16J。则在c→d的过程中，气体对外界做的功为（　　） A．36J B．79J C．85J D．111J 2．（24-25高二下·内蒙古锡林郭勒盟高中联考·期末）一定质量的理想气体从状态开始，经历变化过程到达状态的关系图像如图所示。已知气体在状态时的压强为，图线、cd的延长线均过坐标原点，下列说法正确的是（　　） A．理想气体在状态时的压强为 B．过程气体的温度升高，所有分子的速率都增大 C．理想气体在状态时单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数是状态时的2倍 D．变化过程气体从外界吸收的热量等于内能的增加量 3．（24-25高二下·内蒙古鄂尔多斯市西四旗·期末）空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。图为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，已知初始气体压强为p0＝1.0×105Pa，温度为T0＝300K，加热一段时间后气体温度升高到T＝360K，此过程中气体吸收的热量为4.2×103J，则（　　） A．升温后所有气体分子的动能都增大 B．升温后胆中气体的压强为1.5×105Pa C．此过程胆中气体的内能增加量为4.2×103J D．升温后压强增大是由于单位体积的分子数增多了 4．（24-25高二下·黑龙江省大庆市第四中学·期末）“回热式热机”热循环过程可等效为如图所示的曲线，、为等温过程，、为等容过程．对于一定质量的理想气体，在热循环过程中（    ） A．a状态气体温度比c状态低 B．，两过程气体放出、吸收的热量相等 C．整个循环过程，气体对外放出热量 D．d状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比c状态少 5．（24-25高二下·辽宁鞍山·期末）一定质量的理想气体经历了a→b→c→a循环，其V-T图像如图所示。气体在各状态时的温度和体积部分已标出。已知该气体在状态a时的压强为p0，下列说法正确的是（　　） A．气体在状态c的温度为1.5T0 B．气体由状态a到状态b，外界对气体做功为p0V0 C．气体由状态c到状态a的过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 D．气体经历a→b→c→a循环的过程中，吸收的热量小于释放的热量 6．（24-25高二下·辽宁大连·期末）一定质量理想气体的体积V随其温度T的变化图像如图所示。该气体由状态A变化到状态B的过程中（　　） A．气体分子的平均动能增大 B．外界对气体做功 C．气体压强变小 D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 7．（24-25高二下·辽宁·期末）一定质量的理想气体由状态a经①过程到状态b，由状态b经②过程到状态c，由状态c又经③过程回到状态a，①过程气体不与外界发生热传递，③过程温度保持不变。整个过程压强p与体积V的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．①过程外界对气体做负功，气体向外界放热 B．②过程外界对气体不做功，气体从外界吸热 C．③过程气体温度不变，气体既不吸热也不放热 D．整个过程初末状态气体体积相等，外界不对气体做功 8．（24-25高二下·辽宁·期末）自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是（　　） A．体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变 B．压强增大是因为氢气分子之间斥力增大 C．密闭容器中的氢气可以看成理想气体，保持气体温度不变，当气体的体积增大时，气体会放热； D．温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化 9．（24-25高二下·辽宁省抚顺市六校协作体·期末）《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十二条规定：不得连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟。长时间行车不仅驾驶员会疲劳，而且汽车轮胎与地面摩擦会使得轮胎变热，有安全隐患。一辆汽车行驶4小时后轮胎变热，轮胎内气体温度也会升高，设此过程中轮胎体积不变且没有气体泄漏，胎内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．该段时间内，外界对轮胎内气体做正功 B．该段时间内，轮胎内气体对外界做正功 C．轮胎内气体的内能减小 D．轮胎内气体分子平均速率增大 10．（24-25高二下·辽宁省辽西重点高中·期末）在恒温容器内的水中，让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气，球内气体（可视为理想气体）温度不变，则气球上升过程中，球内气体（　　） A．对外做功，内能不变 B．向外放热，内能减少 C．分子的平均动能变小 D．吸收的热量等于内能的增加量 11．（24-25高二下·吉林长春·期末）一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，过程是等压过程，过程中气体与外界无热量交换，过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体向外界放出热量 B．过程，外界对气体做正功，内能减少 C．过程，气体向外界放出热量 D．过程，单位时间与器壁单位面积碰撞的分子数减少 12．（24-25高二下·吉林省长春市第五中学·期末）一定质量的理想气体的压强随热力学温度变化的图如图所示，已知ba的延长线过坐标原点，bc与横轴平行。则（　　） A．由的过程中，气体分子数密度变大 B．由的过程中，气体分子平均动能不变 C．由的过程中，气体从外界吸收热量 D．由的过程中，外界对该气体做正功 13．（24-25·黑龙江省大庆市大庆中学·期末）封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度关T系如图所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0，温度为T0，O、A、D三点在同一直线上，阿伏伽德罗常数为NA．由状态A变到状态D过程中（　　） A．气体从外界吸收热量，内能增加 B．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增加 C．气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大 D．气体的密度不变 14．（24-25高二下·黑龙江省龙东联盟·期末）节日庆典离不开气球，国家气象总局发布的《升放气球管理办法》规定，灌装气球必须使用氦气。对于完成灌装的气球内的氦气（视为理想气体），下列说法正确的是（　　） A．气体产生压强的原因是受到地球的吸引 B．当所处环境温度升高时，所有的气体分子速率都增大 C．当所处环境温度升高时，气体的内能一定增大 D．气体分子的速率大小分布规律为“中间少、两头多” 15．（24-25高二下·黑龙江省大庆市东风中学·期末）气压式升降椅为办公提供舒适条件，如图甲所示为其简易结构切面图。将汽缸和汽缸杆之间封闭的气体视为是理想气体，汽缸密封性和导热性良好，忽略一切摩擦。如果人快速坐到椅面上，立即压缩汽缸内气体，极短时间内达到平衡状态，设为过程1；如果人缓慢坐到椅面上，缓慢压缩汽缸内气体至平衡状态，设为过程2。图乙是两过程的图像，分别用、曲线中一条表示。则（　　） A．过程1是图乙中图线 B．两过程刚达稳定时气体体积相等 C．过程1中外界对气体做的功等于分子势能的增加 D．过程1刚达稳定时气体所有分子运动都变得更快 16．（24-25高二下·黑龙江省安达市三校(安达市重点高中，育才高中，第七中学)·期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，该过程中气体内能增加了120J，已知状态A气体的温度为。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B时的温度为 B．气体在此过程中吸收了200J的热量 C．状态B气体中每个分子动能与状态A相比较或多或少都有所增加 D．状态B时气体单位时间内对容器壁单位面积上碰撞的分子数为状态A时的一半 二、多选题 17．（24-25高二下·辽宁丹东·期末）某登山者的携带物品中有半瓶矿泉水且瓶盖拧紧，当他由山底登上山顶后，发现山顶温度较低但水瓶比在山底时变鼓了，关于瓶内的气体下列说法正确的是（　　） A．瓶内每个气体分子的动能都变小 B．瓶内气体在单位时间内碰撞瓶体单位面积的分子个数变少 C．登山的过程中瓶内气体对水瓶做负功 D．登山的过程中瓶内气体对水瓶做正功 18.（24-25高二下·辽宁抚顺·期末）气压式升降椅通过汽缸上下运动来调节椅子升降，其简易结构如图甲所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状汽缸杆与底座固定连接。可上下移动的汽缸与汽缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密性、导热性良好，不计汽缸与汽缸杆间的摩擦。初始时无人坐该升降椅，气体的状态为，某人缓慢坐在座椅上直到双脚离开地面，以气体达到稳定状态，然后打开空调调节室内温度，经过一段时间，室内温度缓慢变化到设定温度，稳定后气体的状态为，最后人缓慢离开椅面，气体最终达到另一个稳定状态，整个过程中气体的压强和体积倒数的关系如图乙所示。已知汽缸的横截面积为，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．人的质量可表示为 B．气体在状态时的温度比在状态时的高 C．在气体从状态到状态的过程中，外界对气体做的功为 D．在气体从状态到状态的过程中，气体从外界吸收的热量大于 19．（24-25高二下·辽宁省辽西重点高中·期末）一定质量的理想气体的图像如图所示，气体状态经历A→B→C→D→A完成一次循环，其中AB为反比例曲线，下列说法正确的有（    ） A．A→B过程，封闭气体分子平均动能不变 B．B→C过程，封闭气体从外界吸热 C．C→D过程，封闭气体对外界做的功为 D．封闭气体在一次循环过程中对外界做的功小于 20．（24-25高二下·吉林长春·期末）一定质量的密闭理想气体先经一段等压变化，再经一段等容变化，最后经一段等温变化回到初始状态．这一过程的图像如图所示，下列分析正确的是（    ） A．过程中气体吸收的热量大于气体对外界做功 B．过程中气体释放的热量等于气体内能的减少量 C．过程中外界对气体做功等于气体释放的热量 D．过程中外界对气体做功大于气体释放的热量 21．（24-25高二下·吉林·期末）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，最后变化到状态C，V-T图像如图所示。已知该气体在状态B时的压强为下列说法正确的是（　　） A．状态A时的气体压强为 B．A→B过程气体放热 C．B→C过程气体压强增大 D．B→C过程气体对外做功 22．（24-25高二下·吉林白山·期末）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其T-V图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．气体压强变小 B．外界对气体做功 C．气体内能增大 D．气体向外界放热 23．（24-25高二下·吉林长春·期末）“回热式热机”的热循环过程可等效为一定质量的理想气体经a→b→c→d→a的过程，其p−V图像如图所示，其中a→b、c→d为等温过程，b→c、d→a为等容过程，则下列说法正确的是（　　） A．a状态气体内能比b状态小 B．b→c、d→a两过程气体放、吸热绝对值相等 C．c状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比d状态少 D．整个循环过程，气体从外界吸收热量 24．（24-25高二下·吉林·期末）一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程是等温过程，c→a过程中气体与外界无热量交换。下列说法中正确的是（　　） A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．b→c过程，气体对外做功，内能不变 C．a→b→c过程，气体分子平均速率先增大，后不变 D．a→b→c→a过程，气体从外界吸收的热量小于放出的热量 三、解答题 25．（24-25高二下·内蒙古赤峰·期末）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，状态A、C温度相同，对应的p−V图像如图所示，p0=1×105Pa，V0=5m3，A→B过程该气体放出热量Q=2×105J。求： (1)该气体在状态A时的体积VA； (2)该气体A→B过程中内能的变化量ΔU。 26．（24-25高二下·内蒙古锡林郭勒·期末）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V与对应温度T的数据，作出V-T图像如图乙，求： (1)已知大气压强，气体由状态a到状态b的过程中对外做的功Wab； (2)若（1）问过程中气体吸收热量80J，气体的内能增加量。 (3)已知1mol任何气体在压强，温度时，体积约为V0=22.4L。罐内空气的平均摩尔质量M=29g/mol，体积Vt=2.24L，温度，估算罐内空气密度ρ（计算结果保留三位有效数字）。 27．（24-25高二下·内蒙古自治区乌兰察布市集宁一中·期末）某型号压力锅的结构如图所示。盖好密封锅盖，将横截面积为的限压阀套在气孔2上，此时气孔1使锅内气体与外界连通，外界气体的压强为，温度为。给压力锅加热，当锅内气体温度升高到时，气孔1处就会被活塞封闭，防止气体排出，对锅体产生密封作用。给压力锅继续加热，当锅内气体温度升高到时，限压阀会被顶起，及时将锅内多余气体排出，保证压力锅的安全。不计一切摩擦，重力加速度取，求： （1）当气孔1被密封时，此时气体的密度与加热前气体的密度的比值； （2）限压阀的质量； （3）如果空气的内能与温度之间的关系为，其中n为气体的物质的量，普适气体常数，空气的摩尔质量为，求高压锅内空气在定容下的比热容。（计算结果保留三位有效数字）    28．（24-25高二下·辽宁丹东·期末）如图所示，固定的汽缸内有一自由移动的“T”型活塞，质量为，活塞体积、与汽缸间的摩擦均可忽略不计，距汽缸底部处连接一形管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为，活塞距离汽缸底部为，两边水银柱存在高度差。已知汽缸横截面积为，活塞竖直部分长为，大气压强为，重力加速度。求： (1)初始时，汽缸内封闭气体的压强为多大； (2)若气体的内能与热力学温度成正比，初始时该气体内能，现使气体温度缓慢降低，当两水银面相平时气体对外放出的热量。 29．（24-25高二下·辽宁大连·期末）如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。重力加速度大小为g，求： (1)再次平衡后气体的温度； (2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少。 30．（24-25高二下·辽宁·期末）玩具气枪的核心动力来源于气体的压缩与释放。当密闭空间内的空气被压缩时，内部压强增大，撤除外力后压缩气体迅速膨胀，推动弹丸高速射出。某研究小组想研究气枪子弹的速度变化及功能转化。实验时把枪管水平固定，枪管一端封闭，另一端与外界大气连通，枪管中空部分粗细均匀，横截面积为，其简化结构如题图1所示。通过传感器测量，绘制出子弹速度v与封闭气柱长度x的函数关系曲线，如题图2所示。子弹刚开始运动时，封闭气柱长度为，此时封闭气体温度为，压强为。当子弹速度最大时，封闭气柱长度为。塑料子弹质量为m＝2g，子弹与枪管间气密性良好，不计摩擦，外界大气压恒为。 (1)子弹速度达到最大时，封闭气体的温度为多少？ (2)子弹从开始运动到获得最大速度的过程中，子弹克服外界大气做的功为多少？ (3)已知枪管内封闭气体内能U与热力学温度T满足（，式中，则 ①若忽略封闭气体与外界热交换，求子弹的最大速度； ②实际情况封闭气体和外界会有热交换，实验测得，判断子弹从开始运动到获得最大速度的过程中，封闭气体是吸热还是放热？吸（或放）热为多少？ 31．（24-25高二下·辽宁·期末）固定竖直汽缸，由上下两个横截面积不同、相互连通的绝热圆筒组成。上下两圆筒中均封闭有一定质量的理想气体，如图所示。下部圆筒高h = 16cm，内有一质量m = 1kg、面积S = 100cm²、厚度d = 1cm绝热活塞Ⅰ，上部圆筒足够高，内有一质量为、面积为的活塞Ⅱ，活塞Ⅱ上面放置质量为M = 10kg的重物。开始时活塞Ⅰ被锁定在其下表面距离圆筒底l = 12cm的位置，活塞Ⅰ下方气体处于温度T1 = 280K的状态1。现启动装置，位于圆筒下部的电热器开始缓慢加热，当气体温度升高到T2 = 300K的状态2时解锁活塞Ⅰ，活塞Ⅰ恰好保持静止。继续加热气体，活塞Ⅰ上升到最高点后经历一段时间关闭电热器，当下方气体温度达到T3 = 400K时为状态3。已知整个过程中活塞Ⅰ下方气体内能增加了ΔU = 813.4J。两活塞均能缓慢无摩擦滑动，活塞Ⅱ上方大气压强，活塞Ⅰ下方理想气体物质的量为n = 0.002mol，阿伏加德罗常数。已知额定电压为10V的电热器正常工作的阻值为10Ω，热效率为100％，重力加速度g取10m/s²。求： (1)活塞Ⅰ下方气体在状态2的压强； (2)在状态2时活塞Ⅰ下方气体分子之间的平均距离； (3)活塞Ⅰ下方气体在状态3的压强；（结果保留2位小数） (4)活塞Ⅰ下方气体从状态1到状态3的过程中电热器加热时间。 32．（24-25高二下·辽宁辽阳·期末）如图所示，一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C，气体在状态A时的压强，在B→C过程中，气体内能的变化量。求： (1)气体在状态B时的压强； (2)在B→C过程中，气体放出的热量Q。 33．（24-25高二下·吉林省吉林九校·期末）如图，在竖直放置的圆柱形容器内，用横截面积为S、质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动。将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底部的距离为；当外界空气的温度缓慢升高至某值时，活塞上升高度d再次达到平衡，此过程气体从外界吸收的热量为Q。重力加速度大小为g。求： （1）活塞再次平衡时，外界空气的温度； （2）升温过程中，密闭气体增加的内能。 34．（24-25·黑龙江省大庆市大庆中学·期末）某种卡车轮胎的标准胎压范围为。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度为时，体积和压强分别为、；当胎内气体温度升高到为时，体积增大到为，气体可视为理想气体。 (1)求此时胎内气体的压强； (2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为，求胎内气体的内能增加量。 35．（24-25高二下·黑龙江省牡丹江市第二高级中学·期末）如图所示，一个导热良好的圆柱形汽缸开口向上竖直放置于水平面上，缸内有一形状不规则的文物，且封闭有一定质量的理想气体.初始时刻，气体的温度为7℃，质量为m、横截面积为S的活塞到汽缸底部的距离为h.现环境温度缓慢升高到27℃时，活塞离汽缸底部的距离变为H，此过程中缸内气体吸收的热量为Q。已知大气压恒为，重力加速度大小为g，热力学温度T与摄氏温度t之间的数量关系为，活塞与汽缸壁密封良好且不计摩擦，忽略文物热胀冷缩的影响。求： (1)汽缸内放置的文物的体积； (2)该过程中气体增加的内能。 地 城 考点02 热力学第二定律 一、单选题 1．（24-25高二下·内蒙古锡林郭勒盟高中联考·期末）根据你所学过的知识判断以下说法不正确的是（　　） A．在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是分子力作用的影响 B．在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，汽缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，分子间的斥力越来越大 C．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明云母片对于导热性存在着各向异性 D．图4为热机能流图，随着机械制造工艺、机械材料等科学技术的不断发展，热机的效率仍无法达到100% 2．（24-25高二下·鞍山市部分高中·期末）关于下列四幅图像中物理现象的描述，说法正确的是（　　） A．图甲为“饮水小鸭”玩具，小鸭虽能不断饮水，但不违背能量守恒定律 B．图乙为空气压缩引火仪，硝化棉被点燃，是因为活塞与容器壁摩擦产生了热量 C．图丙为红墨水在清水中的扩散现象，扩散的快慢与温度无关 D．图丁为一台冰箱，给冰箱供电后，热量自发地从冰箱内部传到了外部 3．（24-25高二下·吉林白城·期末）下列说法中正确的是（    ） A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体 B．密封在容器中的气体，在完全失重的情况下，对器壁的压强为零 C．第二类永动机没有违反能量守恒定律但违背热力学第一定律 D．一定质量的理想气体，如果压强不变，气体体积变大，则气体一定对外界放热 4．（24-25高二下·吉林长春·期末）关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到-293℃ B．单晶体的光学性质一定各向异性 C．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律 D．若某固体气凝胶的密度为，摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，在忽略分子间隙的情况下，相邻气凝胶分子平均间距（类似固体分子的直径）为 5．（24-25高二下·吉林省"BEST合作体"·期末）如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则（　　）    A．容器中气体的内能减少 B．容器中气体分子的平均动能增加 C．容器中气体分子的数密度减小 D．Q中的气体能自发地全部退回到P中去 6．（24-25高二下·黑龙江绥化·期末）关于热现象、热力学定律，下列说法不正确的是（　　） A．一定质量的理想气体的温度升高其内能一定增加 B．扩散现象和布朗运动都表明分子在不停地做无规则运动 C．气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 7．（24-25高二下·黑龙江省大庆市萨尔图区大庆实验中学·期末）炎炎夏日，人们常用空调降温，一段时间后房间内从33℃降至26℃并保持恒温。房间内的气体可视为理想气体，若将一杯装有花粉的10℃水置于该房间内，下列说法正确的是（　　） A．空调制冷的过程是自发的 B．室内每个气体分子的运动速率都小于室外每个气体分子的运动速率 C．降温过程中，花粉运动的激烈程度会减弱 D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动 二、多选题 8．（24-25高二下·黑龙江省鸡西市文成中学·期末）下列关于能量转换过程的叙述，不违背热力学第一定律，但违背热力学第二定律的有_________。 A．压缩气体时气体内能的增加量可能大于外界对气体所做的功 B．气体向真空自由膨胀时不对外做功，不耗散能量，所以该过程是可逆的 C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响 D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内 E．内能多的物体与内能少的物体混合，在没有能量损失时，一定能使内能少的物体温度升高 2 / 19 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 热力学定律（答案版） 2大高频考点概览 考点01 热力学第一定律 考点02 热力学第二定律 地 城 考点01 热力学第一定律 一、单选题 1.【答案】B 2，【答案】D 3，【答案】C 4.【答案】B 5.【答案】D 6.【答案】B 7.【答案】B 8.【答案】D 9.【答案】D 10.【答案】A 11.【答案】D 12.【答案】C 13.【答案】A 14.【答案】C 15.【答案】A 16.【答案】B 二、多选题 17.【答案】BD 18.【答案】AC 19.【答案】AD 20.【答案】ABC 21.【答案】BD 22.【答案】AC 23.【答案】BCD 24.【答案】CD 三、解答题 25.【答案】(1)10m3 (2)3×105J 【详解】（1）状态A与状态C温度相等，根据玻意耳定律有 解得 （2）A→B过程，外界对气体做功 解得 根据热力学第一定律 解得 26.【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为 （2）由热力学第一定律得 （3）对罐内被封气体状态1可知， 状态2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 27.【答案】（1）；（2）0.1kg；（3） 【详解】（1）设当气孔1被密封时，此时气体的质量为，加热前气体的质量为，压力锅的容积为，当锅内气体温度升高到时，原压力锅内的气体等压膨胀后的体积为，取加热前压力锅中的气体为研究对象，由盖-吕萨克定律得 解得 由 ， 解得 当气孔1刚被密封时，此时锅内气体体积与加热前锅内气体的体积相等，知当气孔1被密封时，此时气体的密度与加热前气体的密度的比为 （2）气孔1被密封后，对锅内气体，发生等容变化，刚密封时 限压阀刚被顶起前瞬间 根据查理定律 则此时锅内气体压强为 对限压阀，根据平衡条件 解得 （3）如果空气的内能与温度之间的关系为，则当内能增加时，温度增加 内能增加时，因为气体体积不变，无外界做功，根据热力学第一定律，气体吸收热量 根据比热容的公式 其中气体质量 整理得 28.【答案】(1) (2) 【详解】（1）对活塞受力分析，根据平衡条件有 代入相关已知数据，解得 （2）两水银面相平时气体压强，刚开始降低温度时气体做等压变化，当“T”型活塞已经触底后做等容变化，则气体体积， 根据理想气体状态方程 解得 气体的内能与热力学温度成正比，时该气体内能，则此时气体内能 这一过程外界对气体做功 解得 根据热力学第一定律可得 解得，即气体放出的热量为 29.【答案】(1) (2) 【详解】（1）密封气体初状态的温度为，体积为 末状态的温度设为，体积为 由盖-吕萨克定律有 解得∶ （2）密封气体的压强 气体对外界做的功为 由热力学第一定律有 得出 30.【答案】(1)225K (2)2J (3)①20m/s；②吸热，0.084J 【详解】（1）当子弹速度达到最大时，封闭气体压强与外界大气压强相等，则有 解得 （2）此过程子弹克服外界大气做的功，又 解得 （3）①对封闭气体，若忽略封闭气体与外界热交换，则有Q＝0 根据，得 根据热力学第一定律，解得 对子弹，由动能定理得，解得 ②对子弹，由动能定理得，解得 对封闭气体，由①得，解得Q＝＋0.084J 即封闭气体吸收热量为0.084J。 31.【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）对活塞Ⅱ，根据平衡条件可得 对活塞Ⅰ，根据平衡条件可得 解得 （2）活塞Ⅰ下方气体分子数为个 在状态2时活塞Ⅰ下方气体体积 平均每个分子所占体积 分子之间的平均距离 （3）电热器缓慢加热，当气体温度达到的状态2后，活塞Ⅰ下方气体发生等压变化，一直到活塞Ⅰ到达最上端，设活塞Ⅰ到达最上端时气体温度为，由盖吕萨克定律，有 解得 之后气体体积不变，继续加热到，根据查理定律，有 解得 （4）电热器工作电压，电热器功率 对下部气体，根据热力学第一定律可得 气体对外界做功 解得电热器传递给气体热量 由 解得加热时间 32.【答案】(1) (2)520J 【详解】（1）根据题图可知，气体在过程中，体积保持不变，根据查理定律有 代入数据解得 （2）根据题图可知，在过程中，气体的压强不变，体积减小，外界对气体做的功 解得 根据热力学第一定律有 解得 33.【答案】（1）；（2） 【详解】（1）升温过程中，容器内气体发生等压变化，初、末态体积分别为 ， 由盖·吕萨克定律，有 解得外界空气的温度为 （2）活塞上升过程中，活塞受重力、外界大气压力和容器内气体压力作用处于平衡状态，由平衡条件有 故容器内气体对外界做的功为 根据热力学第一定律有 34.【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体可视为理想气体，根据理想气体状态方程 整理代入数据得 （2）p-V图线与y轴围成的面积代表做功的大小，该过程气体体积增大，则气体对外做功，可得外界对气体做功为 由热力学第一定律 代入数据可得 35.【答案】(1) (2) 【详解】（1）设汽缸内放置的文物体积为，初态 末态 气体做等压变化 解得汽缸内放置的文物的体积 （2）气体的压强为 外界对气体做功为 根据热力学第一定律，该过程中气体增加的内能为 地 城 考点02 热力学第二定律 一、单选题 1.【答案】B 2.【答案】A 3.【答案】A 4.【答案】D 5.【答案】C 6.【答案】C 7.【答案】C 二、多选题 8.【答案】BCE 2 / 36 1 / 36 学科网（北京）股份有限公司 $