第十五章　第82练　热力学定律与能量守恒定律-2026版一轮复习

第82练热力学定律与能量守恒定律分值：60分1~4题每小题4分，5题12分，共28分1.(2024·北京卷·3)一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变，外界大气压不变。在上浮过程中气泡内气体()A.内能变大 B.压强变大C.体积不变 D.从水中吸热2.日常生活中使用的燃油汽车，其动力来源于发动机内部的汽缸，在汽缸内，通过气体燃烧将气体的内能转化为机械能，下列说法正确的是()A.现代汽车技术已经非常先进，能够使气体燃烧释放的热量全部转化成机械能B.气体燃烧过程符合热力学第二定律，内能无法全部用来做功以转化成机械能C.气体燃烧释放的热量没有全部转化为机械能，故该过程不符合热力学第一定律D.发动机工作时，若没有漏气和摩擦，也没有发动机的热量损失，则燃料产生的热量能够完全转化成机械能3.(2025·山东济南市校考)常见的气压式水枪玩具内部原理如图所示。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。现将阀门M打开，水立即从枪口喷出。若在水快速喷出的过程中，罐内气体来不及与外界进行热交换，则喷水时()A.气体压强变大B.外界对气体做正功C.气体内能不变D.气体内能减小4.(多选)(2022·全国甲卷·33(1)改编)一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p－T图上从a到b的线段所示。在此过程中()A.气体一直对外做功B.气体的内能一直增加C.气体一直从外界吸热D.气体吸收的热量等于其内能的增加量5.(12分)(2025·山东聊城市百师联盟期末)如图所示，一导热性能良好的球形容器内部不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上竖直插入一根两端开口的长玻璃管，接口密封，玻璃管内部横截面积S＝0.2cm2，一长为h＝15cm的静止水银柱封闭了一定质量的气体，其下方玻璃管内空气柱的长度l1＝10cm，此时外界温度t1＝27℃。现把容器浸在77℃的热水中，水银柱缓慢上升30cm后稳定。实验过程中认为大气压没有变化，大气压p0＝1.0×105Pa(相当于75cm高汞柱压强)。(1)(5分)容器的容积为多少？(2)(7分)若实验过程中管内气体的内能增加了1.5J。判断气体是从外界吸收热量还是向外界放出热量，并计算热量的大小。6~8题每小题6分，9题14分，共32分6.(多选)(2024·新课标卷·21)如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量)，2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是()我用夸克网盘分享了「与您分享-国家、地方、行业、团体标准」，点击链接即可保存。打开「夸克APP」，无需下载在线播放视频，畅享原画5倍速，支持电视投屏。链接：/s/45a9f612fe59提取码：t9EX联系qq:1328313560我的道客巴巴：/634cd7bd0a3f5a7311db139533c20794

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A.1→2过程中，气体内能增加B.2→3过程中，气体向外放热C.3→4过程中，气体内能不变D.4→1过程中，气体向外放热7.(九省联考·安徽·6)一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b；第二次先经等压过程到状态c，再经等容过程到状态b。p－V图像如图所示。则()A.c→b过程气体从外界吸热B.a→c→b过程比a→b过程气体对外界所做的功多C.气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小D.气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少8.(多选)气压传动是工业中常见的传动方式。导热良好、气密性良好、不计摩擦的汽缸中有面积为2S的轻活塞A和面积为S的轻活塞B，活塞重力均可忽略不计。初始状态如图甲所示，活塞A与汽缸右端相距L1，处于平衡状态。现用力缓慢向右移动活塞A，最终如图乙所示，活塞B和液体上升L2。已知大气压强为p0，液体密度为ρ、高度为h，弯管中的气体体积可忽略，重力加速度为g，下列说法正确的是()A.初始时封闭气体压强大于p0B.图中液体浸润竖直管道C.最终活塞B上升的高度为L2＝2D.该过程中外界对封闭气体做功为W，则W＝(2p0＋ρgh)(L1－12L2)9.(14分)(2024·湖北卷·13)如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为T0，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升15h再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为ΔU＝CΔT，C为已知常数，大气压强恒为p0，重力加速度大小为g(1)(7分)再次平衡时容器内气体的温度；(2)(7分)此过程中容器内气体吸收的热量。

答案精析1.D[上浮过程气泡内气体的温度不变，内能不变，故A错误；气泡内气体压强p＝p0＋ρ水gh，故上浮过程气泡内气体的压强减小，故B错误；由玻意耳定律pV＝C知，气体的体积变大，故C错误；上浮过程气体体积变大，气体对外做功，理想气体温度不变，则内能不变，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，气体从水中吸热，故D正确。]2.B[根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，现代汽车技术已经非常先进，但也不能够使气体燃烧释放的热量全部转化成机械能，A错误；气体燃烧过程符合热力学第二定律，内能无法全部用来做功以转化成机械能，B正确；气体燃烧释放的热量没有全部转化为机械能，该过程符合热力学第一定律，C错误；根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，发动机工作时，就算没有漏气和摩擦，也没有发动机的热量损失，燃料产生的热量也不能完全转化成机械能，D错误。]3.D[阀门M打开，水立即从枪口喷出，气体膨胀，则气体对外界做正功，即有W<0，故B错误；水被快速喷出，罐内气体来不及与外界进行热交换，即有Q＝0，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q，结合上述可知ΔU<0，即气体内能减少，故C错误，D正确；结合上述，气体内能减少，则气体温度降低，根据理想气体状态方程有pVT＝C，由于V增大，T减小，可知压强减小，故A错误。4.BCD[因p－T图像中a到b的线段的延长线过原点，由pVT＝C，可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不对外做功，选项A错误；因从a到b气体温度升高，可知气体内能增加，选项B正确；因W＝0，ΔU>0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，选项C、D正确。5.(1)34cm3(2)吸收热量2.22J解析(1)设容器的容积为V，封闭气体等压膨胀，升温前温度为T1＝(27＋273)K＝300K升温后温度为T2＝(77＋273)K＝350K由盖—吕萨克定律V其中l2＝l1＋30cm＝40cm联立解得V＝34cm3(2)气体压强为p＝p0＋ρgh＝1.2×105Pa因为气体膨胀，外界对气体做的功为W＝－p(l2－l1)S＝－0.72J根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可得Q＝2.22J，气体从外界吸收热量。6.AD[1→2为绝热过程，此过程中气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知气体内能增加，故A正确；2→3为等压过程，由VT＝C知气体体积增大时温度增加，内能增大，气体体积增大时，气体对外界做功W<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知气体吸收热量，故B错误；3→4为绝热过程，此过程气体体积增大，气体对外界做功W<0，根据热力学第一定律可知气体内能减小，故C错误；4→1为等容过程，根据pT＝C知压强减小时温度减小，内能减小；由于体积不变W＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知气体向外放热，故D7.B[c→b过程，气体体积不变，即等容变化过程，气体压强变小，温度降低，故内能减小。该过程气体对外不做功，故气体向外界放热，A错误；p－V图像与横轴围成的面积表示气体做功的多少，由题图可知，a→c→b过程比a→b过程气体对外界所做的功多，B正确；a→b过程为绝热过程，气体体积变大对外做功，由热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低。温度是分子平均动能的标志，故气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能大，C错误；a→c过程，气体的压强相等，体积变大温度升高，分子的平均动能变大，分子撞击容器壁的动量变化量变大。由气体压强的微观解释可知，在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多，D错误。]8.BC[初始时，活塞A静止，封闭气体的压强为p1＝p0，故A错误；液面呈凹状，图中液体浸润竖直管道，故B正确；最终封闭气体的压强大小为p2＝p0＋ρgh，活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变，由玻意耳定律可得p1L1×2S＝p2L2S，解得L2＝2p0L该过程中，气体发生等温变化，p－V图像如图所示，外界对