课时突破练74　热力学定律与能量守恒定律-2027版高考物理一轮复习

物理课时突破练74热力学定律与能量守恒定律基础·满分练命题角度一

热力学第一定律应用分析1.

如图是小魔术“浮沉子”的模型,在密封的矿泉水瓶中,一开口向下、导热

良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气,可看作理想气体。现用

手挤压矿泉水瓶,小瓶下沉到底部;松开矿泉水瓶后,小瓶缓慢上浮,上浮过程

中小瓶内气体温度保持不变,则上浮过程中小瓶内气体(

D

)A.

体积不变,内能不变B.

体积不变,压强不变C.

对外界做正功,并放出热量D.

体积增大,对外界做正功D12345678解析:上浮过程中小瓶内气体温度不变,压强逐渐减小,根据pV=C可知气体体

积变大,气体对外界做正功,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,其中ΔU=0,W<0,

可知Q>0,可知瓶内气体从外界吸热。故D正确。12345678命题角度二

热力学第二定律应用分析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(

B

)BA.

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12345678解析:根据热力学第二定律可知,A、D错误,B正确。气体燃烧释放的热量一

部分转化为机械能,还有一部分转化为内能,该过程符合热力学第一定律,C

错误。12345678命题角度三

热力学第一定律与气体状态变化图像的融合3.

(11分)(2026四川达州模拟)如图甲所示,有一开口向上,高度为H、底面积为S的绝热汽缸固定在水平面上,汽缸内部有加热装置,在缸的正中

间和缸口处有固定卡环,绝热活塞可以在两个卡环之间无摩擦运动。将

一定质量的理想气体封闭在活塞下方,开始时封闭气体的温度为T0,压强

等于外界大气压强p0,重力加速度为g。现通过电热丝缓慢加热,封闭气

体先后经历了如图乙所示的三个状态变化过程,图中标出的量为已知

量。汽缸壁、活塞厚度不计。12345678(1)从a→c过程,封闭气体吸收的热量为Q,求该过程封闭气体内能的变化量

ΔU。

(2)求a→d过程封闭气体温度的改变量ΔT。答案:3T012345678

由热力学第一定律有ΔU=W+Q所以该气体内能的变化量为

12345678

状态d,体积Vd=HS,压强pd=2p0

又ΔT=Td-Ta,联立以上各式解得ΔT=3T0。12345678命题角度四

热力学第一定律与气体实验定律的综合应用4.

(2026福建福州开学考试)压缩空气是生产生活中重要的动力能源。现将一定量的理想气体由状态A沿某路径压缩到状态B,压缩过程的p-V图像如图所示。路径1先由状态A沿直线压缩到状态M,再沿竖直直线变化到状态B;路径2先由状态A沿水平直线压缩到状态N,再沿直线变化到状态B。已知气体处于状态A时压强为p0、体积为2V0,气体处于状态B时压强为2p0、体积为V0,直线AM、BN均过原点,A、B状态下气体的温度相同。12345678A.

A→M的过程中,气体从外界吸收热量B.

A→N的过程中,气体内能变化量的绝对值大于放出热量的绝对值C.

M状态下气体的内能大于N状态下气体的内能D.

沿两种路径过程中,外界对气体做功的大小相等下列说法正确的是(

D

)D12345678

12345678

12345678能力·高分练5.

(多选)(2025山东模拟)如图所示,两种不同金属组成一个回路,接触头1置

于热水杯中,接触头2置于冷水杯中,此时回路中电流表指针会偏转,出现了

“温差电现象”。假设此过程中,电流做功为W,接触头1从热水中吸收热量Q1,

接触头2从冷水中吸收热量

Q2,不计电流表内阻。下列说法正确的是(

BD

)BDA.

“温差电现象”出现是由于金属晶体热性质各向同性B.

“温差电现象”出现是由于金属中载流子的热运动C.

根据热力学第一定律,Q1+Q2=WD.

根据热力学第二定律,Q1>W12345678解析:“温差电现象”出现是由于金属中载流子的热运动,A错误,B正确;由能

量守恒定律,Q1=Q2+W,C错误;根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸收

热量使之全部用来做功,而不产生其他影响,所以从热水中吸收的热量Q1应

该大于电流做的功W,D正确。123456786.

(2026安徽芜湖开学考试)某汽缸内封闭有一定质量的理想气体,从状态a

依次经过状态b、c后再回到状态a,其体积V随热力学温度T的变化图像如图

所示,其中ab线段延长线经过坐标原点,bc线段平行于T轴,ca线段平行于V轴,

则(

D

)A.

a→b过程单位体积内分子数增大B.

b→c过程汽缸内的气体压强增大C.

c→a过程气体内能减小D.

a→b→c→a全过程气体从外界吸热D12345678解析:a→b过程中,根据图像可知气体体积增大,则单位体积内气体分子数减小,A错误;对b→c过程汽缸内的气体体积保持不变,温度降低,则压强减小,B错误;c→a过程气体温度不变,气体内能不变,C错误;a→b→c→a全过程转化为p-V图像如图,可知全过程气体对外界做功,内能变化量为零,根据热力学第一定律可知气体从外界吸热,D正确。123456787.

(多选)(2026福建龙岩期末)如图所示,一个固定在水平面上的绝热容器被

隔板A分成体积均为V1=750cm3的左右两部分。面积为S=100cm2的绝热活

塞B被锁定,隔板A的左侧为真空,右侧中一定质量的理想气体处于温度

T1=300K、压强p1=2.04×105Pa的状态1。抽取隔板A,右侧的气体就会扩

散到左侧,最终达到状态2。然后解锁活塞B,同时施加水平恒力F,仍使其保

持静止。当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),电阻丝C放出89.3J

的热量时气体达到温度T2=350K的状态3。已知大气压强p0=1.01×105Pa,

隔板厚度不计。12345678下列说法正确的是(

BC

)A.

气体从状态1到状态2是不可逆过程,分子平均动能减小B.

水平恒力F的大小为10NC.

状态3气体的体积为1750cm3D.

气体从状态1到状态3内能增加25.5JBC12345678

12345678

12345678素养·提升练123456788.(16分)(2024辽宁卷)如图,理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=5∶1,原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上,副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝,电热丝密封在绝热容器内,容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路