熱力學(xué)定律與能量守恒定律（練習(xí)）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)

第65講熱力學(xué)定律與能量守恒定律

目錄

01模擬基礎(chǔ)練

【題型一】熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律

【題型二】熱力學(xué)第二定律

【題型三】熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合

02重難創(chuàng)新練

【題型一】熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律

1.如圖是密閉的汽缸，外力推動(dòng)活塞尸壓縮理想氣體，對(duì)缸內(nèi)氣體做功200J,同時(shí)氣體向外界放熱100J,

缸內(nèi)氣體的()

A.溫度升高，內(nèi)能增加100J

B.溫度升高，內(nèi)能減少200J

C.溫度降低，內(nèi)能增加100J

D.溫度降低，內(nèi)能減少200J

2.一個(gè)充氣氣球用繩子拴著一塊石頭正在湖水中緩慢下沉，越往下水溫越低，氣球?qū)崃己?，則氣球內(nèi)氣體

()

A.內(nèi)能增加

B.對(duì)外界做正功

C.減少的內(nèi)能小于放出的熱量

D.減少的內(nèi)能大于放出的熱量

3.水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲(chǔ)水罐示意圖如圖。從儲(chǔ)水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓

強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口。扣動(dòng)扳機(jī)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(qiáng)變大B.對(duì)外界做功

C.對(duì)外界放熱D.分子平均動(dòng)能變化

【題型二】熱力學(xué)第二定律

4.（多選）下面說法中正確的是（）

A.不可能從單一熱源吸熱，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響

B.熱量只能由高溫物體傳遞給低溫物體

C.第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第一定律

D.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是可能的

5.（多選）地球上有很多的海水,它的總質(zhì)量約為1.4X10181,如果這些海水的溫度降低0.1°C,將要放出5.8X1023

J的熱量。有人曾設(shè)想利用海水放出的熱量，使它完全變成機(jī)械能來解決能源危機(jī)，但這種機(jī)器是不能制成

的，關(guān)于其原因，下列說法正確的是（）

A.內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能

B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足熱力學(xué)第一定律

C.只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)械不滿足熱力學(xué)第二定律

D.機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化

【題型三】熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合

6.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由A狀態(tài)經(jīng)歷兩個(gè)不同的變化過程到C狀態(tài)（A-C,A—B—。且A、C

處于同一條等溫線上，以下說法正確的是（）

P

'AR

口

ov

A.A-C過程氣體吸收的熱量大于對(duì)外做的功

B.A-C的過程中，氣體分子的平均動(dòng)能一直減小

C.氣體在A狀態(tài)的內(nèi)能等于在C狀態(tài)的內(nèi)能

D.A-C過程氣體吸收的熱量等于A-B-C過程氣體吸收的熱量

7.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)。開始，經(jīng)歷ab、be、或三個(gè)過程回到原狀態(tài)，其p-T圖像如圖所示，氣體

在三個(gè)狀態(tài)的體積分別為匕、Vb.Vc,壓強(qiáng)分別為p“、p》、pc。己知“>=po,pc=4p°,則下列說法正確的是

)

A.pa=3po

B.%）=3匕

C.從狀態(tài)a到狀態(tài)b,氣體對(duì)外做功

D.從狀態(tài)c到狀態(tài)°,氣體從外界吸熱

8.（多選）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體被質(zhì)量為機(jī)的絕熱活塞封閉在豎直放置的絕熱汽缸中，活塞的面積

為S,與汽缸底部相距L溫度為Too現(xiàn)接通電熱絲給氣體緩慢加熱，活塞緩慢向上移動(dòng)距離L后停止加熱，

整個(gè)過程中，氣體吸收的熱量為。，大氣壓強(qiáng)為po,重力加速度為g。貝女）

A.初始時(shí)，氣體壓強(qiáng)01=必

B.停止加熱時(shí)，氣體的溫度T=2To

C.該過程中，氣體內(nèi)能增加量AU=Q-mgL-p0SL

D.該過程中，氣體內(nèi)能增加量AU=。一poSL

9.（多選）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)8、C變化到狀態(tài)。變化過程的"一V圖像如圖所示，與橫軸

平行，8c與縱軸平行，O0C在同一直線上，已知A狀態(tài)溫度為400K,從A狀態(tài)至8狀態(tài)氣體吸收了320

J的熱量，下列說法正確的是（）

p/(x1(產(chǎn)Pa)

01234V/（x10-3m!）

A.A狀態(tài)的內(nèi)能大于C狀態(tài)的內(nèi)能

B.從8狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中，器壁單位面積在單位時(shí)間內(nèi)受到撞擊的分子數(shù)增加

C.從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，氣體內(nèi)能增加了240J

D.D狀態(tài)的溫度為225K

10.一只籃球的體積為Vo,球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為po,溫度為Th-現(xiàn)用打氣筒對(duì)籃球充入壓強(qiáng)為2加、溫度為To、

體積為S(大小未知)的氣體，使球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?n),同時(shí)溫度升至1.5公。已知?dú)怏w內(nèi)能U與溫度的關(guān)

系為U=WU為正常數(shù))，充氣過程中氣體向外放出。的熱量，籃球體積不變。求：

⑴充入氣體的體積%的大??；

(2)充氣過程中打氣筒對(duì)氣體做的功。

11.如圖所示，開口向上豎直放置的內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸中有加熱裝置，汽缸壁內(nèi)有卡槽，卡槽距缸底的高

度》=2m。質(zhì)量Af=10kg、橫截面積S=5xl(F3m?的活塞停在卡槽處，其下方封閉有一定質(zhì)量壓強(qiáng)為？

=0.8xl()5pa、溫度為fi=17°C的理想氣體，現(xiàn)通過加熱裝置對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢加熱。已知外界大氣壓強(qiáng)po=

lxl()5pa保持不變，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系T=f+273K,重力加速度g=10m/s?。

(1)求活塞剛要離開卡槽時(shí)缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度4;

(2)若活塞離開卡槽后繼續(xù)上升了/z=0.2m,該過程中氣體吸收了Q=370J的熱量，求該過程中氣體內(nèi)能的

變化量A[7o

1.某同學(xué)從重慶去西藏旅游，路途中溫度逐漸降低，為了補(bǔ)充能量拿出自己所帶的堅(jiān)果，發(fā)現(xiàn)包裝堅(jiān)果的

密封袋明顯膨脹。下列關(guān)于袋內(nèi)氣體(可視為質(zhì)量不變的理想氣體)說法正確的是()

A.壓強(qiáng)增大B.分子平均動(dòng)能不變

C.一定從外界吸收熱量D.對(duì)外做功，內(nèi)能減小

2.壓縮空氣儲(chǔ)能是一種利用壓縮空氣來儲(chǔ)存能量的新型儲(chǔ)能技術(shù)，絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能方式是壓縮空氣并將

產(chǎn)生的熱能儲(chǔ)存在各種介質(zhì)當(dāng)中，比如混凝土、石頭、礦洞礦石中等。需要發(fā)電的時(shí)候讓壓縮空氣推動(dòng)發(fā)

電機(jī)工作，這種方式能夠?qū)嚎s空氣儲(chǔ)能的效率提升。對(duì)于上述過程的理解，下列說法正確的是()

壓縮空氣

A.絕熱壓縮空氣，分子平均動(dòng)能不變

B.絕熱壓縮空氣，溫度升高，氣體內(nèi)能一定增大

C.該方式能夠?qū)嚎s空氣儲(chǔ)能的效率提升到100%

D.壓縮空氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)工作時(shí)，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增大

3.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷兩個(gè)不同的過程，分別由體積一溫度（V-。圖像上的兩條直線I和n

表示，口和正分別為兩直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo);均是兩直線的延長(zhǎng)線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，to=-273.15℃；

a、b為直線I上的兩點(diǎn)，c為直線H上的一點(diǎn)。下列說法正確的是（）

A.理想氣體沿直線I從狀態(tài)a變化到狀態(tài)6,壓強(qiáng)變大

B.理想氣體在狀態(tài)b比在狀態(tài)c的壓強(qiáng)大

C.理想氣體沿直線I從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,氣體吸熱

D.理想氣體在a、b、c狀態(tài)的內(nèi)能關(guān)系為U介Upa

4.（多選）如圖所示，帶有活塞的汽缸中封閉一定質(zhì)量的氣體（不考慮分子勢(shì)能），將一個(gè)熱敏電阻（電阻值隨

溫度升高而減?。┲糜谄字校瑹崦綦娮枧c汽缸外的歐姆表連接，汽缸和活塞均具有良好的絕熱性能。下列

說法正確的是（）

A.若發(fā)現(xiàn)歐姆表讀數(shù)變大，則汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能一定減小

B.若推動(dòng)活塞使汽缸內(nèi)氣體體積減小，則汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能減小

C.若推動(dòng)活塞使汽缸內(nèi)氣體體積減小，則汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小

D.若推動(dòng)活塞使汽缸內(nèi)氣體體積減小，則歐姆表讀數(shù)將變小

5.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了a-6-CTa的過程，其狀態(tài)變化的p-V圖像如圖所示，各個(gè)狀態(tài)

（1）一次循環(huán)過程中氣體放出的熱量；

（2）整個(gè)循環(huán)過程中的最高溫度。

6.肺活量是常用來衡量人體心肺功能的重要指標(biāo)。肺活量是指在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓po=latm下人一次盡力吸氣

后，再盡力呼出的氣體體積總量。某同學(xué)在學(xué)習(xí)氣體實(shí)驗(yàn)定律后，設(shè)計(jì)了一個(gè)吹氣球?qū)嶒?yàn)來粗測(cè)自己肺活

量。首先他測(cè)量了自己的體溫為37°C,環(huán)境溫度為27℃,然后該同學(xué)盡最大努力吸氣，通過氣球口盡力

向氣球內(nèi)吹氣，吹氣后的氣球可近似看成球形，過一段時(shí)間穩(wěn)定后測(cè)得氣球的直徑d=20cm,氣球穩(wěn)定的

過程中，氣球向外界散失了2.8J的熱量。已知?dú)馇蛳鹉z薄膜產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)如=與，其中。為薄膜的等效

表面張力系數(shù)，R為氣球充氣后的半徑。如圖為該氣球的等效表面張力系數(shù)。隨氣球半徑R的變化曲線。

吹氣前氣球內(nèi)部的空氣可忽略不計(jì)，空氣可看作理想氣體，大氣壓強(qiáng)po=l.Oxl()5Pa,1cmH20=100Pa。

求：

47/cm-cniH2O

5.010.015.020.0R/cm

(1)該同學(xué)通過查閱資料得知理想氣體內(nèi)能大致可以用公式U=0.5T來計(jì)算，氣球穩(wěn)定的過程中外界對(duì)氣球

做了多少功？

(2)該同學(xué)的肺活量為多少毫升(保留到整數(shù)位)？

7.(2023?浙江6月選考)如圖所示，導(dǎo)熱良好的固定直立圓筒內(nèi)用面積5=100cn?、質(zhì)量相=lkg的活塞封

閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動(dòng)。圓筒與溫度300K的熱源接觸,平衡時(shí)圓筒內(nèi)氣體處于狀態(tài)A,

其體積巳=600cn?。緩慢推動(dòng)活塞使氣體達(dá)到狀態(tài)8,此時(shí)體積弦=500?1?。固定活塞，升高熱源溫度，

氣體達(dá)到狀態(tài)C,此時(shí)壓強(qiáng)pc=1.4x105Pa。已知從狀態(tài)A到狀態(tài)C,氣體從外界吸收熱量。=14J；從狀

態(tài)8到狀態(tài)C,氣體內(nèi)能增加AU=25J；大氣壓po=l.Olxlo5pa,重力加速度g=10m/s?。

(1)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B,其分子平均動(dòng)能(