資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
3熱力學定律的兩類問題—講真題做練習
考點一：氣體實驗定律與熱力學定律綜合
例1.（2020
天津）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。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關(guān)閉充氣口。扣動板機將閥門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
【練習1】景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨.猛推推桿，艾絨即可點燃.對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中(筒內(nèi)氣體可視為理想氣體)（　　）
A.氣體溫度升高，壓強不變
B.氣體溫度升高，壓強變大
C.氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能增加
D.外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能減少
【練習2】（多選）如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖.壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán).在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外.下列說法正確的是（　　）
A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外
B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能
C.電冰箱的工作原理不違反熱力學第一定律
D.電冰箱的工作原理違反熱力學第二定律
例2.（2020
新課標Ⅱ）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　
　。（填正確答案標號）
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)
例3.（2016
新課標Ⅰ）（多選）關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是（　　）
A．氣體吸熱后溫度一定升高
B．對氣體做功可以改變其內(nèi)能
C．理想氣體等壓膨脹過程一定放熱
D．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體
E．如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平衡
例4.（2015
重慶）某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時的，且車胎體積增大．若這段時間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么（　　）
A．外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小
B．外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大
C．胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能減小
D．胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能增大
【練習3】關(guān)于兩類永動機和熱力學的兩個定律，下列說法正確的是（　　）
A．第二類永動機不可能制成是因為違反了熱力學第一定律
B．第一類永動機不可能制成是因為違反了熱力學第二定律
C．由熱力學第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時做功和熱傳遞一定會改變內(nèi)能
D．由熱力學第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱源吸收熱量，完全變成功也是可能的
【練習4】（多選）關(guān)于生活中的熱學現(xiàn)象，下列說法正確的是（　　）
A.夏天和冬天相比，夏天的氣溫較高，水的飽和汽壓較大，在相對濕度相同的情況下，夏天的絕對濕度較大
B.民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是用鑷子夾一棉球，沾一些酒精，點燃，在罐內(nèi)迅速旋轉(zhuǎn)一下再抽出，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被
“吸”在皮膚上，其原因是，當火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強增大(火罐內(nèi)氣體可視為理想氣體)
C.汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴重污染了空氣，想辦法使它們自發(fā)地分離，既清潔了空氣，又變廢為寶
D.一輛空載的卡車停于水平地面，在緩慢裝沙過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計氣體分子間勢能，則胎內(nèi)氣體向外界放熱
【練習5】某一密閉容器中密封著一定質(zhì)量的某種實際氣體，氣體分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力.關(guān)于實際氣體，下列說法中正確的是（　　）
A.在完全失重的情況下，密封容器內(nèi)的氣體對器壁的頂部沒有作用力
B.若氣體膨脹對外界做功，則分子勢能一定增大
C.若氣體被壓縮，外界對氣體做功，則氣體內(nèi)能一定增加
D.若氣體從外界吸收的熱量等于膨脹對外界做的功，則氣體分子的動能一定不變
例5.（2012
山東）如圖所示，粗細均勻、導熱良好、裝有適量水銀的U形管豎直旋轉(zhuǎn)，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長（可視為理想氣體），兩管中水銀面等高．現(xiàn)將右端與一低壓艙（未畫出）接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h＝10cm．（環(huán)境溫度不變，大氣壓強）
①求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強　
　（用“cmHg”作單位）
②此過程中左管內(nèi)的氣體對外界　
　（填“做正功”“做負功”或“不做功”），氣體將_______（填“吸熱”或“放熱”）
例6.（2011
山東）氣體溫度計結(jié)構(gòu)如圖所示．玻璃測溫泡A內(nèi)充有理想氣體，通過細玻璃管B和水銀壓強計相連．開始時A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在點處，右管D中水銀面高出點h1＝14cm．后將A放入待測恒溫槽中，上下移動D，使C中水銀面仍在點處，測得D中水銀面高出點．（已知外界大氣壓為1個標準大氣壓，1個標準大氣壓相當于76cmHg）
（1）求恒溫槽的溫度．
（2）此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能　
　（填“增大”或“減小”），氣體不對外做功，氣體將　
（填“吸熱”或“放熱”）．
例7.（2020
新課標Ⅲ）（多選）如圖，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。現(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
例8.（2019
新課標Ⅰ）某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界。現(xiàn)使活塞緩慢移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時，容器中空氣的溫度　
　（填“高于”“低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度　
　（填“大于”“小于”或“等于”）外界空氣的密度。
例9.（2017
新課標Ⅱ）（多選）如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是（　　）
A．氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同
B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大
C．在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功
D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功
E．氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變
【練習6】如圖所示，一個長方形汽缸放置于水平地面上，左右側(cè)壁光滑且絕熱，底面面積為S＝20
cm2且導熱良好，質(zhì)量為m＝2
kg且絕熱的活塞下方封閉了一定量的理想氣體，穩(wěn)定時氣柱長度為h＝20
cm.現(xiàn)在在活塞上放一個物塊(未畫出)，待系統(tǒng)再次穩(wěn)定后，活塞下方的氣柱長度變?yōu)閔′＝10
cm，已知大氣壓強始終為p0＝1×105
Pa，重力加速度g＝10
m/s2，一切摩擦阻力不計、汽缸氣密性良好且外界環(huán)境溫度保持不變．求：
(1)活塞上所放物塊的質(zhì)量M；
(2)第一次穩(wěn)定到第二次穩(wěn)定過程中從底部發(fā)生熱交換的情況．
【練習7】如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直放置，內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞截面積為S，外界大氣壓強為p0，缸內(nèi)氣體溫度為T1。現(xiàn)對汽缸緩慢加熱，使體積由V1增大到V2，該過程中氣體吸收的熱量為Q1，停止加熱并保持體積V2不變，使其降溫到T1，已知重力加速度為g，求：
(1)停止加熱時缸內(nèi)氣體的溫度；
(2)降溫過程中氣體放出的熱量。
【練習8】如圖所示是用導熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，開始時封閉的空氣柱長度為22
cm，現(xiàn)在用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉空氣柱長度變?yōu)?
cm，人對活塞做功100
J，大氣壓強為p0＝1×105
Pa，不計活塞重力．問：
(1)若用足夠長的時間緩慢壓縮氣體，求壓縮后氣體的壓強為多大？
(2)若以適當?shù)乃俣葔嚎s氣體，向外散失的熱量為20
J，則氣體的內(nèi)能增加多少？(活塞的橫截面積S＝1
cm2)
【練習9】（多選）如圖所示，柱形容器內(nèi)封有一定質(zhì)量的空氣，質(zhì)量為m的光滑活塞與容器都用良好的隔熱材料制成．另有質(zhì)量為M的物體從活塞上方的A點自由下落到活塞上，并隨活塞一起到達最低點B而靜止．在這一過程中，下述空氣內(nèi)能的改變量ΔU、外界對氣體所做的功W與物體及活塞的重力勢能的變化關(guān)系中不正確的是（　　）
A．Mgh＋mgΔh＝ΔU＋W
B．ΔU＝W，W＝Mgh＋mgΔh
C．ΔU＝W，WD．ΔU≠W，W＝Mgh＋mgΔh
E．Mgh＋mgΔh>ΔU
【練習10】某同學想要估測每秒鐘太陽輻射到地球表面上的能量，他用一個橫截面積S＝3.2
dm2的保溫圓筒，筒內(nèi)裝有質(zhì)量為m＝0.4
kg的水，讓太陽光垂直照射t＝3
min，水升高的溫度Δt＝2.2
℃，已知水的比熱容c＝4.2×103
J/(kg·℃)，地球半徑為R＝6
400
km，試求出太陽向地球表面輻射能量的功率．
考點二：熱力學圖像類問題
例10.（2020
江蘇）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其圖象如圖所示，求該過程中氣體吸收的熱量。
【練習11】如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p－V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)B時的熱力學溫度TB＝300
K，求：
(1)該氣體在狀態(tài)A時的熱力學溫度TA和狀態(tài)C時的熱力學溫度TC；
(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，氣體內(nèi)能的變化量ΔU以及該過程中氣體從外界吸收的熱量Q。
【練習12】如圖，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了A→B→C的狀態(tài)變化過程，在此過程中氣體的內(nèi)能增加了135
J，外界對氣體做了90
J的功．已知狀態(tài)A時氣體的體積VA＝600
cm3.求：
(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，氣體與外界熱交換的熱量；
(2)狀態(tài)A時氣體的壓強pA.
例11.（2019
新課標Ⅱ）如圖所示，1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不同狀態(tài)，對應的溫度分別是T1、T2、T3．用N1、N2、N3分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則N1　
　N2，T1　
　T3，N2　
　N3（填“大于”“小于”或“等于”）
例12.（2018
新課標Ⅲ）（多選）如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)變化到狀態(tài)，其過程如圖中從到的直線所示。在此過程中（　　）
A．氣體溫度一直降低
B．氣體內(nèi)能一直增加
C．氣體一直對外做功
D．氣體一直從外界吸熱
E．氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功
例13.（2017
新課標Ⅲ）（多選）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過等容過程到達狀態(tài)，再經(jīng)過等溫過程到達狀態(tài)，最后經(jīng)等壓過程回到狀態(tài)。下列說法正確的是（　　）
A．在過程中氣體的內(nèi)能增加
B．在過程中外界對氣體做功
C．在過程中氣體對外界做功
D．在過程中氣體從外界吸收熱量
E．在過程中氣體從外界吸收熱量
例14.（2016
新課標Ⅱ）（多選）一定量的理想氣體從狀態(tài)開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程、、、回到原狀態(tài)，其圖象如圖所示，其中對角線的延長線過原點．下列判斷正確的是（　　）
A．氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等
B．氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能
C．在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功
D．在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功
E．在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功
例15.（2013
江蘇）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A．其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程（氣體與外界無熱量交換）．這就是著名的“卡諾循環(huán)”．
（1）該循環(huán)過程中，下列說法正確的是　
　．
A．A→B過程中，外界對氣體做功
B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大
C．C→D過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多
D．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化
（2）該循環(huán)過程中，內(nèi)能減小的過程是　
　
（選填“A→B”、“B→C”、“C→D”或“D→A”）．
若氣體在A→B過程中吸收63kJ
的熱量，在C→D過程中放出38kJ
的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為　
　
kJ．
（3）若該循環(huán)過程中的氣體為1mol，氣體在A狀態(tài)時的體積為10L，在B狀態(tài)時壓強為A狀態(tài)時的．
求氣體在B狀態(tài)時單位體積內(nèi)的分子數(shù)．（已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol﹣1，計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）
【練習13】（多選）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程：從a到b，b到c，c到a回到原狀態(tài)，其中V－T圖象如圖所示．用pa、pb、pc分別表示狀態(tài)a、b、c的壓強，下列說法正確的是（　　）
A．pa＜pc＝pb
B．由a到b的過程中，氣體一定吸熱
C．由b到c的過程中，氣體放出的熱量一定等于外界對氣體做的功
D．由b到c的過程中，每一個氣體分子的速率都減小
【練習14】（多選）一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷如圖所示循環(huán)，圖線由兩條絕熱線和兩條等容線組成，其中，a→b和c→d為絕熱過程，b→c和d→a為等容過程．下列說法正確的是（　　）
A．a(chǎn)→b過程中，氣體分子的平均動能不變
B．b→c過程中，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)增多
C．c→d過程中，單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少
D．d→a過程中，氣體從外界吸收熱量
【練習15】（多選）如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化的p－V圖象，圖線1、2是兩條等溫線，A、B是等溫線1上的兩點，C、D是等溫線2上的兩點，圖線AD、BC均與V軸平行，則下列說法正確的是（　　）
A．等溫線1對應的氣體溫度比等溫線2對應的氣體溫度高
B．從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，氣體一定吸收熱量
C．從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，氣體吸收的熱量比氣體對外界做功多
D．從狀態(tài)C變化到狀態(tài)D，單位體積的氣體分子數(shù)增大，但氣體分子的平均動能不變
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3熱力學定律的兩類問題—講真題做練習
考點一：氣體實驗定律與熱力學定律綜合
例1.（2020
天津）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。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關(guān)閉充氣口。扣動板機將閥門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
【練習1】景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨.猛推推桿，艾絨即可點燃.對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中(筒內(nèi)氣體可視為理想氣體)（　　）
A.氣體溫度升高，壓強不變
B.氣體溫度升高，壓強變大
C.氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能增加
D.外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能減少
【練習2】（多選）如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖.壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán).在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外.下列說法正確的是（　　）
A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外
B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能
C.電冰箱的工作原理不違反熱力學第一定律
D.電冰箱的工作原理違反熱力學第二定律
例2.（2020
新課標Ⅱ）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　
　。（填正確答案標號）
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)
例3.（2016
新課標Ⅰ）（多選）關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是（　　）
A．氣體吸熱后溫度一定升高
B．對氣體做功可以改變其內(nèi)能
C．理想氣體等壓膨脹過程一定放熱
D．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體
E．如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平衡
例4.（2015
重慶）某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時的，且車胎體積增大．若這段時間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么（　　）
A．外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小
B．外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大
C．胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能減小
D．胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能增大
【練習3】關(guān)于兩類永動機和熱力學的兩個定律，下列說法正確的是（　　）
A．第二類永動機不可能制成是因為違反了熱力學第一定律
B．第一類永動機不可能制成是因為違反了熱力學第二定律
C．由熱力學第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時做功和熱傳遞一定會改變內(nèi)能
D．由熱力學第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱源吸收熱量，完全變成功也是可能的
【練習4】（多選）關(guān)于生活中的熱學現(xiàn)象，下列說法正確的是（　　）
A.夏天和冬天相比，夏天的氣溫較高，水的飽和汽壓較大，在相對濕度相同的情況下，夏天的絕對濕度較大
B.民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是用鑷子夾一棉球，沾一些酒精，點燃，在罐內(nèi)迅速旋轉(zhuǎn)一下再抽出，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被
“吸”在皮膚上，其原因是，當火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強增大(火罐內(nèi)氣體可視為理想氣體)
C.汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴重污染了空氣，想辦法使它們自發(fā)地分離，既清潔了空氣，又變廢為寶
D.一輛空載的卡車停于水平地面，在緩慢裝沙過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計氣體分子間勢能，則胎內(nèi)氣體向外界放熱
【練習5】某一密閉容器中密封著一定質(zhì)量的某種實際氣體，氣體分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力.關(guān)于實際氣體，下列說法中正確的是（　　）
A.在完全失重的情況下，密封容器內(nèi)的氣體對器壁的頂部沒有作用力
B.若氣體膨脹對外界做功，則分子勢能一定增大
C.若氣體被壓縮，外界對氣體做功，則氣體內(nèi)能一定增加
D.若氣體從外界吸收的熱量等于膨脹對外界做的功，則氣體分子的動能一定不變
例5.（2012
山東）如圖所示，粗細均勻、導熱良好、裝有適量水銀的U形管豎直旋轉(zhuǎn)，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長（可視為理想氣體），兩管中水銀面等高．現(xiàn)將右端與一低壓艙（未畫出）接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h＝10cm．（環(huán)境溫度不變，大氣壓強）
①求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強　
　（用“cmHg”作單位）
②此過程中左管內(nèi)的氣體對外界　
　（填“做正功”“做負功”或“不做功”），氣體將_______（填“吸熱”或“放熱”）
例6.（2011
山東）氣體溫度計結(jié)構(gòu)如圖所示．玻璃測溫泡A內(nèi)充有理想氣體，通過細玻璃管B和水銀壓強計相連．開始時A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在點處，右管D中水銀面高出點h1＝14cm．后將A放入待測恒溫槽中，上下移動D，使C中水銀面仍在點處，測得D中水銀面高出點．（已知外界大氣壓為1個標準大氣壓，1個標準大氣壓相當于76cmHg）
（1）求恒溫槽的溫度．
（2）此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能　
　（填“增大”或“減小”），氣體不對外做功，氣體將　
（填“吸熱”或“放熱”）．
例7.（2020
新課標Ⅲ）（多選）如圖，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。現(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
例8.（2019
新課標Ⅰ）某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界。現(xiàn)使活塞緩慢移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時，容器中空氣的溫度　
　（填“高于”“低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度　
　（填“大于”“小于”或“等于”）外界空氣的密度。
例9.（2017
新課標Ⅱ）（多選）如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是（　　）
A．氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同
B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大
C．在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功
D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功
E．氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變
【練習6】如圖所示，一個長方形汽缸放置于水平地面上，左右側(cè)壁光滑且絕熱，底面面積為S＝20
cm2且導熱良好，質(zhì)量為m＝2
kg且絕熱的活塞下方封閉了一定量的理想氣體，穩(wěn)定時氣柱長度為h＝20
cm.現(xiàn)在在活塞上放一個物塊(未畫出)，待系統(tǒng)再次穩(wěn)定后，活塞下方的氣柱長度變?yōu)閔′＝10
cm，已知大氣壓強始終為p0＝1×105
Pa，重力加速度g＝10
m/s2，一切摩擦阻力不計、汽缸氣密性良好且外界環(huán)境溫度保持不變．求：
(1)活塞上所放物塊的質(zhì)量M；
(2)第一次穩(wěn)定到第二次穩(wěn)定過程中從底部發(fā)生熱交換的情況．
【練習7】如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直放置，內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞截面積為S，外界大氣壓強為p0，缸內(nèi)氣體溫度為T1。現(xiàn)對汽缸緩慢加熱，使體積由V1增大到V2，該過程中氣體吸收的熱量為Q1，停止加熱并保持體積V2不變，使其降溫到T1，已知重力加速度為g，求：
(1)停止加熱時缸內(nèi)氣體的溫度；
(2)降溫過程中氣體放出的熱量。
【練習8】如圖所示是用導熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，開始時封閉的空氣柱長度為22
cm，現(xiàn)在用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉空氣柱長度變?yōu)?
cm，人對活塞做功100
J，大氣壓強為p0＝1×105
Pa，不計活塞重力．問：
(1)若用足夠長的時間緩慢壓縮氣體，求壓縮后氣體的壓強為多大？
(2)若以適當?shù)乃俣葔嚎s氣體，向外散失的熱量為20
J，則氣體的內(nèi)能增加多少？(活塞的橫截面積S＝1
cm2)
【練習9】（多選）如圖所示，柱形容器內(nèi)封有一定質(zhì)量的空氣，質(zhì)量為m的光滑活塞與容器都用良好的隔熱材料制成．另有質(zhì)量為M的物體從活塞上方的A點自由下落到活塞上，并隨活塞一起到達最低點B而靜止．在這一過程中，下述空氣內(nèi)能的改變量ΔU、外界對氣體所做的功W與物體及活塞的重力勢能的變化關(guān)系中不正確的是（　　）
A．Mgh＋mgΔh＝ΔU＋W
B．ΔU＝W，W＝Mgh＋mgΔh
C．ΔU＝W，WD．ΔU≠W，W＝Mgh＋mgΔh
E．Mgh＋mgΔh>ΔU
【練習10】某同學想要估測每秒鐘太陽輻射到地球表面上的能量，他用一個橫截面積S＝3.2
dm2的保溫圓筒，筒內(nèi)裝有質(zhì)量為m＝0.4
kg的水，讓太陽光垂直照射t＝3
min，水升高的溫度Δt＝2.2
℃，已知水的比熱容c＝4.2×103
J/(kg·℃)，地球半徑為R＝6
400
km，試求出太陽向地球表面輻射能量的功率．
考點二：熱力學圖像類問題
例10.（2020
江蘇）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其圖象如圖所示，求該過程中氣體吸收的熱量。
【練習11】如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p－V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)B時的熱力學溫度TB＝300
K，求：
(1)該氣體在狀態(tài)A時的熱力學溫度TA和狀態(tài)C時的熱力學溫度TC；
(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，氣體內(nèi)能的變化量ΔU以及該過程中氣體從外界吸收的熱量Q。
【練習12】如圖，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了A→B→C的狀態(tài)變化過程，在此過程中氣體的內(nèi)能增加了135
J，外界對氣體做了90
J的功．已知狀態(tài)A時氣體的體積VA＝600
cm3.求：
(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，氣體與外界熱交換的熱量；
(2)狀態(tài)A時氣體的壓強pA.
例11.（2019
新課標Ⅱ）如圖所示，1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不同狀態(tài)，對應的溫度分別是T1、T2、T3．用N1、N2、N3分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則N1　
　N2，T1　
　T3，N2　
　N3（填“大于”“小于”或“等于”）
例12.（2018
新課標Ⅲ）（多選）如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)變化到狀態(tài)，其過程如圖中從到的直線所示。在此過程中（　　）
A．氣體溫度一直降低
B．氣體內(nèi)能一直增加
C．氣體一直對外做功
D．氣體一直從外界吸熱
E．氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功
例13.（2017
新課標Ⅲ）（多選）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過等容過程到達狀態(tài)，再經(jīng)過等溫過程到達狀態(tài)，最后經(jīng)等壓過程回到狀態(tài)。下列說法正確的是（　　）
A．在過程中氣體的內(nèi)能增加
B．在過程中外界對氣體做功
C．在過程中氣體對外界做功
D．在過程中氣體從外界吸收熱量
E．在過程中氣體從外界吸收熱量
例14.（2016
新課標Ⅱ）（多選）一定量的理想氣體從狀態(tài)開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程、、、回到原狀態(tài)，其圖象如圖所示，其中對角線的延長線過原點．下列判斷正確的是（　　）
A．氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等
B．氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能
C．在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功
D．在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功
E．在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功
例15.（2013
江蘇）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A．其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程（氣體與外界無熱量交換）．這就是著名的“卡諾循環(huán)”．
（1）該循環(huán)過程中，下列說法正確的是　
　．
A．A→B過程中，外界對氣體做功
B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大
C．C→D過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多
D．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化
（2）該循環(huán)過程中，內(nèi)能減小的過程是　
　
（選填“A→B”、“B→C”、“C→D”或“D→A”）．
若氣體在A→B過程中吸收63kJ
的熱量，在C→D過程中放出38kJ
的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為　
　
kJ．
（3）若該循環(huán)過程中的氣體為1mol，氣體在A狀態(tài)時的體積為10L，在B狀態(tài)時壓強為A狀態(tài)時的．
求氣體在B狀態(tài)時單位體積內(nèi)的分子數(shù)．（已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol﹣1，計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）
【練習13】（多選）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程：從a到b，b到c，c到a回到原狀態(tài)，其中V－T圖象如圖所示．用pa、pb、pc分別表示狀態(tài)a、b、c的壓強，下列說法正確的是（　　）
A．pa＜pc＝pb
B．由a到b的過程中，氣體一定吸熱
C．由b到c的過程中，氣體放出的熱量一定等于外界對氣體做的功
D．由b到c的過程中，每一個氣體分子的速率都減小
【練習14】（多選）一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷如圖所示循環(huán)，圖線由兩條絕熱線和兩條等容線組成，其中，a→b和c→d為絕熱過程，b→c和d→a為等容過程．下列說法正確的是（　　）
A．a(chǎn)→b過程中，氣體分子的平均動能不變
B．b→c過程中，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)增多
C．c→d過程中，單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少
D．d→a過程中，氣體從外界吸收熱量
【練習15】（多選）如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化的p－V圖象，圖線1、2是兩條等溫線，A、B是等溫線1上的兩點，C、D是等溫線2上的兩點，圖線AD、BC均與V軸平行，則下列說法正確的是（　　）
A．等溫線1對應的氣體溫度比等溫線2對應的氣體溫度高
B．從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，氣體一定吸收熱量
C．從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，氣體吸收的熱量比氣體對外界做功多
D．從狀態(tài)C變化到狀態(tài)D，單位體積的氣體分子數(shù)增大，但氣體分子的平均動能不變
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1已7世紀
學教育資源及組卷應用平
熱力學定律的兩類問題一講真題做練習
體實驗定律與熱力學定律綜合
例1.(
天津)水槍是孩子們喜愛的玩具,常見的氣壓式水槍儲水罐
圖。從儲水罐充氣
充入氣體,達到一定壓強后
扣動板機將閥門
開
從槍口噴出。若在
程
氣體
壓強變大
對外界做功
C.對外界放熱
D.分子平均動能變大
【練習1】景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示,用牛角做套筒,木制推桿前端粘著艾絨猛推推
燃對筒內(nèi)封閉的氣體,在此壓縮過程中(筒內(nèi)氣體可視為理
體溫度升高,壓強不變
本溫度升
C.氣體對外界做正功,氣體內(nèi)能增
外界對氣體做正功,氣體內(nèi)能減
練習
多選)如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖
時,強迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的
管道中不斷循環(huán)在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)旳熱量,經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化,放岀熱量
箱體外.下列說法正確的是()
蒸發(fā)器
J縮機
量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外
冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不
冰箱內(nèi)的熱量傳到外界
為其消耗了電能
C.電冰箱的工作原理不違反熱力學第一定律
D.電冰箱
原理違反熱力學第二定律
已7世紀
學教育資源及組卷應用平
例2.(
新課標Ⅱ)下列關(guān)
轉(zhuǎn)換過程的敘述,違
第一定律的有
不違背熱
力學第一定
背熱力學第
的有
(填正確答案標號)
過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散去
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
將從高溫熱源吸收的熱量全部轉(zhuǎn)化為功
水箱的制
作時從箱內(nèi)低
提取熱量散發(fā)到溫度較高的室
例3.(2016新課標
熱力學定律,下列說法正確的是()
熱后溫度一定升
B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能
體等壓膨脹過程一定放熱
發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體
E.如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第
統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必
熱
衡
例4.(2015重慶)某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時的
胎亻
這段
內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想
界對胎內(nèi)氣體做功,氣體內(nèi)能減小
外界對胎內(nèi)氣體仨
氣體內(nèi)能增大
氣體對外界做功,內(nèi)能減
內(nèi)氣體對外界做功,內(nèi)能增
東習3】關(guān)于兩類永動機和熱力學的兩個定律,下列說法正確的是
A.第二類永動機不可能制成是因為違反了熱力學第一定律
第一類永動機不可能制成是因為違反了熱力學第二定律
C.由熱力學第一定律可知做功不一定改變
熱傳遞
定改變內(nèi)能
功和熱傳遞
會改變內(nèi)能
熱力學第二定律可知熱量從低溫物體
溫物體是可能
熱源吸收熱
成功

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