2024年高考物理第一輪復習強化練習試題：第3講　熱力學定律與能量守恒定律

第3講熱力學定律與能量守恒定律

球?qū)嵉浣灾t

一、熱力學第一定律

1.改變物體內(nèi)能的兩種方式

(1)做功。(2)熱傳遞。

2.熱力學第一定律

(1)內(nèi)容：一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做

的功的和。

(2)表達式：

(3)AU=C+W中正、負號法則：

物理量

WQAU

符號

4-外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加

一物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少

【自測1：一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0X10',氣體

內(nèi)能減少L3X105J,則此過程()

A.氣體從外界吸收熱量2.0Xl()5j

B.氣體向外界放出熱量2.0X105j

C.氣體從外界吸收熱量6.0X104j

D.氣體向外界放出熱量6.0X104j

答案B

二、能量守恒定律

1.內(nèi)容

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，

或者是從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不

變。

2.條件性

能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，某一種形式的能是否守恒是有條件的。

3.第一類永動機是不可能制成的，它違背了能量守恒定律。

三、熱力學第二定律

1.熱力學第二定律的兩種表述

(1)克勞修斯表述：熱量不能直發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。

(2)開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影

響。

2.能量耗散：分散在環(huán)境中的內(nèi)能不管數(shù)量多么巨大，它只不過能使地球大氣稍

稍變暖一點，卻再也不能自動聚集起來驅(qū)動機器做功了。

3.第二類永動機不可能制成的原因是違背了熱力學第二定律。

【自測2：(多選)下列現(xiàn)象中能夠發(fā)生的是()

A.一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會自動變得更熱

B.蒸汽機把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機械能

C.桶中混濁的泥水在靜置一段時間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動

分離

D.電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體

答案CD

||研透命題要點

命題點一熱力學第一定律的理解和應(yīng)用

1.熱力學第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的,

而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系。

如果研究對象是理想氣體，因理想氣體忽略分子勢能，所以當它的內(nèi)能變化時，

主要體現(xiàn)在分子動能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化。

2.三種特殊情況

(1)若過程是絕熱的，則。=0,W=At/o

(2)若過程中不做功，即W=Q,則Q=kU。

(3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即△"=(),則W+Q=O或卬=一。。

【例1】（多選）如圖1所示，兩端開口、下端連通的導熱汽缸，用兩個輕質(zhì)絕熱活

塞（截面積分別為S和S2）封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在

左端活塞上緩慢加細沙，活塞從A下降高度到8位置時，活塞上細沙的總質(zhì)量

為〃在此過程中，用外力尸作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過

程環(huán)境溫度和大氣壓強po保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g。

下列說法正確的是（）

A

]

B

圖1

A.整個過程，外力F做功大于0,小于〃電力

B.整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變

C.整個過程，理想氣體的內(nèi)能增大

D.整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于（poS山+〃?g/z）

答案BD

解析整個過程中右邊活塞的位置始終不變，外力尸不做功，A錯誤；整個過程

中系統(tǒng)的溫度不變，所以一定質(zhì)量的理想氣體的分子平均動能不變，內(nèi)能不變，

B正確，C錯誤；當左邊活塞到達5位置時汽缸內(nèi)氣體的壓強最大，最大壓強p

=詈+〃。，所以外界對氣體做的功小于poS歷+〃吆/7,由于內(nèi)能不變，由熱力學第

一定律知，理想氣體向外界釋放的熱量小于（poS/z+mg/?）,D正確。

【真題示例2：（2021?河北卷，15）兩個內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B,汽

缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉完全相同的理想氣體，如圖2所示?，F(xiàn)向活塞上表面緩

慢倒入細沙，若A中細沙的質(zhì)量大于8中細沙的質(zhì)量，重新平衡后，汽缸A內(nèi)氣

體的內(nèi)能（填“大于”“小于”或“等于"）汽缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能。圖3

為重新平衡后A、8汽缸中氣體分子速率分布圖像，其中曲線（填圖像中

曲線標號）表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。

答案大于①

解析當向活塞上表面緩慢倒入細沙時,活塞緩慢下降，外界對汽缸內(nèi)氣體做功；

當A、8活塞上表面加入的細沙質(zhì)量相同時，A、8汽缸內(nèi)的氣體體積相同，由于

A中細沙的質(zhì)量大于8中細沙的質(zhì)量，則重新平衡時A中氣體的體積小，汽缸A

中活塞和細沙對汽缸內(nèi)氣體做功多，由于活塞和汽缸都是絕熱的，則由熱力學第

一定律AL/nQ+W可知，汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能大于汽缸8內(nèi)氣體的內(nèi)能。一定

質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故汽缸A內(nèi)氣體的溫度更高；溫度升高,

大多數(shù)氣體分子的速率增大，氣體分子的速率分布圖線的峰值向速率大的方向移

動，故曲線①表示汽缸3內(nèi)氣體分子的速率分布規(guī)律。

【針對訓練1】(2021?山東濟南市模擬)泉城濟南，以泉聞名。小張同學在濟南七

十二名泉之一的珍珠泉游覽時，發(fā)現(xiàn)清澈幽深的泉池底部，不斷有氣泡生成，上

升至水面破裂。假設(shè)水恒溫，則氣泡在泉水中上升過程中，以下判斷正確的是

()

A.氣泡對泉水做正功，氣泡吸收熱量

B.氣泡對泉水做正功，氣泡放出熱量

C.泉水對氣泡做正功，氣泡吸收熱量

D.泉水對氣泡做正功，氣泡放出熱量

答案A

解析氣泡上升的過程中，外部的壓強逐漸減小，氣泡膨脹對外做功，由于外部

恒溫，在上升過程中氣泡內(nèi)空氣的溫度始終等于外界溫度，則內(nèi)能不變，根據(jù)熱

力學第一定律AU=W+。知，氣泡內(nèi)能不變，同時對外做功，所以必須從外界吸

收熱量，且吸收的熱量等于對外界所做的功，故A正確。

命題點二熱力學第一定律與圖像的結(jié)合

處理熱力學第一定律與氣體圖像問題的思路

(1)根據(jù)氣體圖像的特點判斷氣體的溫度、體積的變化情況，從而判斷氣體與外界

的吸、放熱關(guān)系及做功關(guān)系。

(2)在〃一丫圖像中，圖線與V軸圍成的面積表示氣體對外界或外界對氣體做的功。

(3)結(jié)合熱力學第一定律判斷有關(guān)問題。

【真題示例3】(2020?山東卷,6)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)”開始，經(jīng).一分受一c、

cf。三個過程后回到初始狀態(tài)a,其“一丫圖像如圖4所示。已知三個狀態(tài)的坐

圖4

A.氣體在ai過程中對外界做的功小于在b-c過程中對外界做的功

B.氣體在a-b過程中從外界吸收的熱量大于在b-c過程中從外界吸收的熱量

C.在c-a過程中，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量

D.氣體在cfa過程中內(nèi)能的減少量大于bfc過程中內(nèi)能的增加量

答案C

解析氣體在a-b過程中體積增大，氣體對外做功，在人~c過程中體積增大，

氣體對外做功，根據(jù)p—V圖像與橫軸所圍的面積表示做的功可知，在這兩個過

程中氣體對外做的功相等，選項A錯誤；氣體在〃過程中體積增大，氣體對

外做功，由理想氣體狀態(tài)方程可知，八匕兩個狀態(tài)溫度相等，內(nèi)能不變，由熱力

學第一定律可知吸收的熱量等于氣體對外做的功；氣體在b-c過程中體積增大，

氣體對外做功，由理想氣體狀態(tài)方程可知，c狀態(tài)的溫度高于b狀態(tài)的溫度，內(nèi)

能增加，由熱力學第一定律可知吸收的熱量等于氣體對外做的功與內(nèi)能增加量之

和，即氣體在a-b過程中吸收的熱量小于氣體在8-c過程中吸收的熱量，選項

B錯誤；氣體在c-a的過程中，體積減小，溫度降低，外界對氣體做功，內(nèi)能減

小，根據(jù)熱力學第一定律，外界對氣體做的功小于氣體放出的熱量，選項C正確；

由理想氣體狀杰方程可知，8兩個狀態(tài)溫度相等，內(nèi)能相等，所以氣體在c-a

的過程中內(nèi)能的減少量等于氣體在bfc過程中內(nèi)能的增加量，選項D錯誤。

【針對訓練2】(多選)(2021.福建龍巖市質(zhì)檢)某容器中一定質(zhì)量的理想氣體，從

狀態(tài)A開始發(fā)生狀態(tài)變化，經(jīng)狀態(tài)8、?；氐綘顟B(tài)A,其狀態(tài)變化的p-V圖像

如圖5所示，設(shè)A、B、C三個狀態(tài)對應(yīng)的溫度分別是八、TB、TC,則（）

圖5

A.TA>TB

B.TA=TC

C.從狀態(tài)A變化到狀態(tài)6過程氣體吸熱

D.從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)8、C回到狀態(tài)A的過程氣體先吸熱后放熱

答案CD

解析從A到5是等壓膨脹，由蓋一呂薩克定律可知溫度升高，故力V7kA錯

誤；從8到C是等容升壓，溫度升高，TB<TC,所以八VTC,B錯誤；從A到8,

氣體溫度升高，內(nèi)能增加，體積膨脹，氣體對外做功，由熱力學第一定律AU=。

+W可知，氣體一定吸收熱量，C正確；整個過程氣體的內(nèi)能不變，體積變化為

0,外界做的總功為0,從A到B吸收熱量，從5到C,體積不變，溫度升高，繼

續(xù)吸收熱量，所以從C回到A狀態(tài)，溫度降低，內(nèi)能減少，壓強和體積都減小,

外界對氣體做功，由熱力學第一定律知氣體應(yīng)該放出熱量，D正確。

命題點三熱力學定律與氣體實驗定律的綜合應(yīng)用

解題步驟

確定一定質(zhì)量的氣體

研究

時象

汽缸、活塞、液柱等

初態(tài)：八、匕、了

末態(tài)：、V2、丁2

H做功情況

熱力學定律-［吸、放熱情況

-1內(nèi)能變化情況

選用規(guī)律列氣體的三個實驗定律、理想氣體狀

方程求解態(tài)方程、熱力學第一定律

【真題示例4：（2021?山東卷，2）如圖6所示，密封的礦泉水瓶中，距瓶口越近水

的溫度越高。一開口向下、導熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中，小瓶中封閉一段空

氣。擠壓礦泉水瓶，小瓶下沉到底部；松開后，小瓶緩慢上浮，上浮過程中，小

瓶內(nèi)氣體（）

當

逑

圖6

A.內(nèi)能減少

B.對外界做正功

C.增加的內(nèi)能大于吸收的熱量

D.增加的內(nèi)能等于吸收的熱量

答案B

解析由于越接近礦泉水瓶口，水的溫度越高，因此小瓶上浮的過程中，小瓶內(nèi)

氣體溫度升高，內(nèi)能增加，A錯誤；在小瓶上升的過程中，小瓶內(nèi)氣體的溫度逐

漸升高，壓強逐漸減小，根據(jù)華=C知氣體體積增大，氣體對外界做正功，B正

確；小瓶上升過程，小瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增加，氣體對外做功，根據(jù)熱力學第一定律

△U=W+Q知吸收的熱量大于增加的內(nèi)能，C、D錯誤。

【真題示例5：（2020?天津卷，5）水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲

水罐示意如圖7o從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關(guān)閉充氣口。扣

動扳機將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫

度始終保持不變，則氣體（）

A.壓強變大B.對外界做功

C.對外界放熱D.分子平均動能變大

答案B

解析在水向外不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體體積增大，根據(jù)玻意耳定律可知，

罐內(nèi)氣體的壓強減小，選項A錯誤；由于罐內(nèi)氣體溫度不變，內(nèi)能不變，體積增

大，氣體對外做功，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體吸熱，選項B正確，C錯誤；

根據(jù)溫度是分子平均動能的標志可知，溫度不變，分子平均動能不變，選項D錯

誤。

【針對訓練3］（多選）［2020?全國m卷,33（1）］如圖8,一開口向上的導熱汽缸內(nèi),

用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦?，F(xiàn)用外力作用在活

塞上，使其緩慢下降。環(huán)境溫度保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)。在活塞下降

過程中（）

A.氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增加

B.氣體壓強逐漸增大，內(nèi)能不變

C.氣體壓強逐漸增大，放出熱量

D.外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變

E.外界對氣體做功，氣體吸收熱量

答案BCD

解析外力使活塞緩慢下降的過程中，由于溫度保持不變，則氣體的內(nèi)能保持不

變，氣體的體積逐漸減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律AU=W+Q可知，

氣體向外界放出熱量，又由玻意耳定律可知，氣體體積減小，氣體的壓強增大，

B、C、D正確，A、E錯誤。

命題點四熱力學第二定律

1.熱力學第二定律的含義

(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能

量的幫助。

(2)“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周

圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學方面的影響，如吸熱、放熱、做功等。在產(chǎn)生其他影響的條

件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機械能，如氣體的等溫膨脹過程。

2.熱力學第二定律的實質(zhì)

熱力學第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性，進

而使人們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。

3.熱力學過程的方向性實例

⑴高溫物體.鑿霽鬻^低溫物體。

然依Q不能啟發(fā)傳洽

⑵如俺自發(fā)堆完全轉(zhuǎn)化卻執(zhí)

b不篋R發(fā)地轉(zhuǎn)化為々?

⑶氣體體積%，黑篙黑■氣體體積匕

(較大).

(4)不同氣體A和3混合氣

不能自發(fā)分高宸

體AB.

4.兩類永動機的比較

第一類永動機第二類永動機

從單一熱源吸收熱量，使之完

不需要任何動力或燃料，卻

設(shè)計要求全變成功，而不產(chǎn)生其他影響

能不斷地對外做功的機器

的機器

不違背能量守恒定律，違背熱

不可能制成的原因違背能量守恒定律

力學第二定律

【真題示例6】［2020?全國H卷，33(1)］下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違背熱力

學第一定律的有,不違背熱力學第一定律、但違背熱力學第二定律的有

A.汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱

B.冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低

C.某新型熱機工作時將從高溫熱源吸收的熱量全部轉(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影

響

D.冰箱的制冷機工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)

答案BC

解析汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱既不違背熱力學第一定律也不

違背熱力學第二定律；冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低，違背

了熱力學第一定律；熱機工作時吸收的熱量不可能全部用來對外做功，而不產(chǎn)生

其他影響，顯然C選項遵循熱力學第一定律，但違背了熱力學第二定律；冰箱的

制冷機工作時，從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)，既不違背熱

力學第一定律也不違背熱力學第二定律，綜上所述，第一個空選B,第二個空選

Co

提升素養(yǎng)能力（限時：40分鐘）

|A級基礎(chǔ)對點練

對點練（1熱力學第一定律的理解和應(yīng)用

1.（2021.山東濰坊市高考模擬）蛟龍?zhí)柹顫撈髟趫?zhí)行某次實驗任務(wù)時，外部攜帶一

裝有氧氣的汽缸，汽缸導熱良好，活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通。已知海水

溫度隨深度增加而降低，則深潛器下潛過程中，下列說法正確的是（）

A.每個氧氣分子的動能均減小

B.氧氣放出的熱量等于其內(nèi)能的減少量

C.氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加

D.氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力增大

答案C

解析海水溫度隨深度增加而降低，汽缸導熱良好，氧氣分子平均動能減小，但

不是每個氧氣分子的動能均減小，A錯誤；根據(jù)熱力學第一定律AU=W+。，內(nèi)

能的減少量等于氧氣放出的熱量和外界對氧氣做功之和，B錯誤；根據(jù)液體壓強

公式p=0g〃，可知隨下潛深度增加，海水壓強增大，由于活塞與缸壁間無摩擦且

與海水相通,氧氣壓強增加，即氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加，

c正確；溫度降低，氧氣分子平均動能減小，氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力

減小，D錯誤。

2.（2021.天津市等級考模擬）對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是（）

A.氣體壓強只與氣體分子的密集程度有關(guān)

B.氣體溫度升高，每一個氣體分子的動能都增大

C.氣體的溫度升高，氣體內(nèi)能一定增大

D.若氣體膨脹對外做功50J,則內(nèi)能一定減少50J

答案C

解析氣體壓強與氣體分子熱運動的平均動能和氣體分子的密集程度有關(guān)，A錯

誤；氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，但是每一個分子動能不一定都增

大，B錯誤；氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能增大，理想氣體內(nèi)能只由分

子動能決定，所以氣體內(nèi)能一定增大，C正確；由熱力學第一定律可知，當氣體

膨脹對外做功50J,若沒有吸收或者放出熱量時，內(nèi)能減少50J,D錯誤。

3.（2021.山東泰安模擬）如圖1所示，在豎直放置的導熱性能良好的圓柱形容器內(nèi)

用質(zhì)量為機的活塞密封一部分理想氣體，活塞能無摩擦地滑動，容器的橫截面積

為S。整個裝置放在大氣壓為po的室內(nèi)，穩(wěn)定時活塞與容器底的距離為例?，F(xiàn)把

容器移至大氣壓仍為po的室外，活塞緩慢上升d后再次平衡，重力加速度大小為

go若此過程中氣體吸收的熱量為Q,則密閉氣體的內(nèi)能（）

A.減少/Q—(mg-\-poS)d

B.減少j'Q+(mg+poS)d

C.增加了Q—(mg+poS)d

D.增加了Q+(/wg+poS)。

答案C

解析活塞緩慢上升，外界對氣體做功W=—（〃zg+po5W，由熱力學第一定律AU

=。+卬得，密閉氣體的內(nèi)能增加了△U=Q-（mg+poS）d,故C正確。

對點練切熱力學第一定律和圖像的結(jié)合

4.（2021.山東泰安市檢測）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)M經(jīng)歷過程1或者過程2

到達狀態(tài)N,其p-V圖像如圖2所示。在過程1中，氣體始終與外界無熱量交

換；在過程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化。狀態(tài)M、N的溫度分別

為TM、TN,在過程1、2中氣體對外做功分別為Wi、W2,則（）

圖2

A.TM-TNB.TM<TN

C.W\>W2D.W\<Wi

答案c

解析在過程1中，從M到N,體積變大,外界對氣體做負功，由于與外界無熱

交換，由熱力學第一定律可知內(nèi)能減小，溫度降低，即TM>TN,A、B錯誤；根

據(jù)W=pAV可知氣體對外做的功等于p—V圖像與坐標軸圍成的面積大小，由圖

像可知用>卬2,C正確，D錯誤。

5.（多選）（2021?湖北武漢市4月質(zhì)檢）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)

回到初始狀態(tài)a,其p-V圖像如圖3所示。下列說法正確的是（）

圖3

A.在a-b過程中氣體的內(nèi)能保持不變

B.在匕一c過程中外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量

C.在Cfa過程中氣體吸收的熱量等于b~c過程中氣體向外界放出的熱量

D.在過程中氣體做的功為2p（M）

答案BD

解析根據(jù)華=C可知，在a-b過程中氣體的溫度先升高后降低，故內(nèi)能先增

大后減小，故A錯誤；在b-c過程中，溫度降低，內(nèi)能減小，體積變小，外界

對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律，在b-c過程中外界對氣體做的功小于氣體向

外界放出的熱量，故B正確；外匕兩點溫度相同，在c-a過程中氣體做功為零，

而b-c過程中外界對氣體做功，兩次內(nèi)能變化量大小相同，根據(jù)熱力學第一定律,

在c-a過程中氣體吸收的熱量不等于b-c過程中氣體向外界放出的熱量，故C

錯誤；根據(jù)圖像與橫軸圍成面積代表功可知，在a-b-c-a過程中氣體做的功為

W=；X2poX2Vb=2poVb,故D正確。

6.（多選）某汽車的四沖程內(nèi)燃機利用奧托循環(huán)進行工作。該循環(huán)由兩個絕熱過程

和兩個等容過程組成，如圖4所示為一定質(zhì)量的理想氣體所經(jīng)歷的奧托循環(huán)，則

該氣體（）

A.在狀態(tài)。和c時的內(nèi)能可能相等

B.在。一。過程中，外界對其做的功全部用于增加內(nèi)能

C./?fc過程中增加的內(nèi)能大于dfa過程中減少的內(nèi)能

D.在一次循環(huán)過程中吸收的熱量等于放出的熱量

答案BC

解析從c到d為絕熱膨脹，有Q=0,W<Q,根據(jù)熱力學第一定律，可知AU<0,

溫度降低；從d到a,體積不變，由查理定律與=C可知壓強減小時，溫度降低,

則狀態(tài)c的溫度高于狀態(tài)a的溫度，根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能由溫度決定，

狀態(tài)a的內(nèi)能小于狀態(tài)c的內(nèi)能，A錯誤；a-人過程為絕熱壓縮，外界對氣體做

功W〉0,2=0,根據(jù)熱力學第一定律，可知即外界對其做的功全部用

于增加內(nèi)能，B正確；從人一c過程系統(tǒng)從外界吸收熱量，從c-d系統(tǒng)對外做功，

從d-a系統(tǒng)放出熱量，從a-b外界對系統(tǒng)做功，根據(jù)p-V圖像“面積”即為

氣體做功大小，可知c到d過程中氣體對外界做功，圖像中A-cfdfa圍成的圖

形的面積為氣體對外做的功，整個過程氣體內(nèi)能變化為零，則卬=4。，即。吸一

。族=卬〉0,即在一次循環(huán)過程中氣體吸收的熱量大于放出的熱量，則過程

中增加的內(nèi)能大于d-a過程中減少的內(nèi)能，C正確，D錯誤。

7.如圖5所示，a、Ac為一定質(zhì)量的理想氣體變化過程中的三個不同狀態(tài)，下

列說法正確的是（）

A.a、b、c三個狀態(tài)的壓強相等

B.從。到c氣體的內(nèi)能減小

C.從。到方氣體吸收熱量

D.從。到人與從b到c氣體對外界做功的數(shù)值相等

答案C

解析如圖所示，V—T圖線的斜率的倒數(shù)表示壓強的大小，所以paVpbVpc,A

錯誤；從。到c,溫度升高，氣體的內(nèi)能增加，B錯誤；從a到b,體積增大，氣

體對外做功，WVO;溫度升高，內(nèi)能增加，△">（）,由熱力學第一定律AU=W

+Q知，Q>0,即吸收熱量，C正確；從a到匕與從8到c,體積變化相同，但

壓強一直增大，氣體對外界做功的數(shù)值W=pAV不相等，D錯誤。

對點練?熱力學定律與氣體實驗定律的綜合應(yīng)用

8.（多選）（2021?廣東佛山市南海區(qū)摸底）如圖6所示，在乘坐飛機時，密封包裝的

食品從地面上帶到空中時包裝袋會發(fā)生膨脹現(xiàn)象，在此過程中溫度不變，把袋內(nèi)

氣體視為理想氣體，則以下說法正確的是（）

圖6

A.袋內(nèi)空氣分子的平均距離一定增大

B.袋內(nèi)空氣分子的平均動能一定增大

C.袋內(nèi)空氣壓強一定增大

D.袋內(nèi)空氣一定從外界吸收熱量

答案AD

解析氣體膨脹，體積增大，所以袋內(nèi)空氣分子的平均距離一定增大，A正確；

溫度不變，所以袋內(nèi)空氣分子的平均動能一定不變，B錯誤；根據(jù)公式竿=C,

溫度不變，氣體體積增大，所以壓強減小，C錯誤；對于理想氣體，溫度不變，

內(nèi)能不變，氣體膨脹對外做功，所以袋內(nèi)空氣一定從外界吸收熱量，D正確。

|B級綜合提升練

9.（多選X2021?山東日照市模擬）蛟龍?zhí)柺俏覈着_自主研制的作業(yè)型深海載人潛

水器，下潛深度已突破7000m。已知在深度3000m以下，海水溫度基本不變。

若蛟龍?zhí)栐趫?zhí)行某次任務(wù)時，外部攜帶一裝有氧氣（可看作理想氣體）的小型汽缸,

汽缸及活塞導熱性能良好，活塞與汽缸間無摩擦，若蛟龍?zhí)枏?000m深度下潛

到5000m深度的過程中，氣體質(zhì)量不變，則（）

圖7

A.每個氧氣分子的動能均不變

4

B.5000m深度時氧氣的體積為4000m深度時體積的5

C.外界對氧氣做的功大于氧氣放出的熱量

D.氧氣分子單位時間撞擊汽缸壁單位面積的次數(shù)增加

答案BD

解析每個氧氣分子的運動是無規(guī)則的，其動能無法確定，溫度不變是分子的平

均動能不變，A錯誤；根據(jù)玻意耳定律有pi0=p2V2,pi=po+/g/n,p2=po+pg//2,

口P2po+pgh21.0X105+10X103X10X50005

代入數(shù)據(jù)可得V2=Pi=po+pg〃i=1.OX1O5+1.OX1O3X10X4000^4'聽以

4

5000m深度時氧氣的體積為4000m深度時體積的亍B正確；根據(jù)熱力學第一

定律△U=W+Q,由于溫度不變，氣體的內(nèi)能不變，△"=(),氣體壓強增大，體

積減小，外界對氣體做正功，W>0,則氧氣放出熱量，并且外界對氧氣做的功等

于氧氣放出的熱量，C錯誤；氣體壓強增大，體積減小，但是溫度不變，氣體分

子的平均動能不變，則氧氣分子單位時間撞擊汽缸壁單位面積的次數(shù)增加，壓強

才會增大，D正確。

10.(2021.天津南開區(qū)模擬)新冠肺炎疫情期間，某班級用于消毒的噴壺示意圖如

圖8所示。閉合閥門K,向下壓壓桿A可向瓶內(nèi)儲氣室充氣，多次充氣后按下按

柄B打開閥門K,消毒液會自動經(jīng)導管從噴嘴處噴出。儲氣室內(nèi)氣體可視為理想

氣體，充氣和噴液過程中溫度均保持不變，則下列說法正確的是()

圖8

A.充氣過程中儲氣室內(nèi)氣體分子數(shù)增多且分子運動劇烈程度增加

B.噴液過程中，儲氣室內(nèi)氣體對外界做功并吸收熱量

C.充氣過程中，儲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能不變

D.噴液過程中，儲氣室內(nèi)氣體分子對器壁單位面積的平均作用力增大

答