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3热力学定律的两类问题—讲真题做练习
考点一：气体实验定律与热力学定律综合
例1.（2020
天津）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动板机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（　　）
A．压强变大
B．对外界做功
C．对外界放热
D．分子平均动能变大
【练习1】景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒.猛推推杆，艾绒即可点燃.对筒内封闭的气体，在此压缩过程中(筒内气体可视为理想气体)（　　）
A.气体温度升高，压强不变
B.气体温度升高，压强变大
C.气体对外界做正功，气体内能增加
D.外界对气体做正功，气体内能减少
【练习2】（多选）如图所示为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外.下列说法正确的是（　　）
A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D.电冰箱的工作原理违反热力学第二定律
例2.（2020
新课标Ⅱ）下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有　
　，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有　
　。（填正确答案标号）
A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热
B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低
C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响
D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
例3.（2016
新课标Ⅰ）（多选）关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．气体吸热后温度一定升高
B．对气体做功可以改变其内能
C．理想气体等压膨胀过程一定放热
D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
例4.（2015
重庆）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么（　　）
A．外界对胎内气体做功，气体内能减小
B．外界对胎内气体做功，气体内能增大
C．胎内气体对外界做功，内能减小
D．胎内气体对外界做功，内能增大
【练习3】关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（　　）
A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能
D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的
【练习4】（多选）关于生活中的热学现象，下列说法正确的是（　　）
A.夏天和冬天相比，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，在相对湿度相同的情况下，夏天的绝对湿度较大
B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是用镊子夹一棉球，沾一些酒精，点燃，在罐内迅速旋转一下再抽出，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被
“吸”在皮肤上，其原因是，当火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强增大(火罐内气体可视为理想气体)
C.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
D.一辆空载的卡车停于水平地面，在缓慢装沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计气体分子间势能，则胎内气体向外界放热
【练习5】某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体，气体分子间的相互作用力表现为引力.关于实际气体，下列说法中正确的是（　　）
A.在完全失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的顶部没有作用力
B.若气体膨胀对外界做功，则分子势能一定增大
C.若气体被压缩，外界对气体做功，则气体内能一定增加
D.若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功，则气体分子的动能一定不变
例5.（2012
山东）如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直旋转，右端与大气相通，左端封闭气柱长（可视为理想气体），两管中水银面等高．现将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10cm．（环境温度不变，大气压强）
①求稳定后低压舱内的压强　
　（用“cmHg”作单位）
②此过程中左管内的气体对外界　
　（填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体将_______（填“吸热”或“放热”）
例6.（2011
山东）气体温度计结构如图所示．玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在点处，右管D中水银面高出点h1＝14cm．后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在点处，测得D中水银面高出点．（已知外界大气压为1个标准大气压，1个标准大气压相当于76cmHg）
（1）求恒温槽的温度．
（2）此过程A内气体内能　
　（填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将　
（填“吸热”或“放热”）．
例7.（2020
新课标Ⅲ）（多选）如图，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中（　　）
A．气体体积逐渐减小，内能增加
B．气体压强逐渐增大，内能不变
C．气体压强逐渐增大，放出热量
D．外界对气体做功，气体内能不变
E．外界对气体做功，气体吸收热量
例8.（2019
新课标Ⅰ）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度　
　（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度　
　（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。
例9.（2017
新课标Ⅱ）（多选）如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是（　　）
A．气体自发扩散前后内能相同
B．气体在被压缩的过程中内能增大
C．在自发扩散过程中，气体对外界做功
D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变
【练习6】如图所示，一个长方形汽缸放置于水平地面上，左右侧壁光滑且绝热，底面面积为S＝20
cm2且导热良好，质量为m＝2
kg且绝热的活塞下方封闭了一定量的理想气体，稳定时气柱长度为h＝20
cm.现在在活塞上放一个物块(未画出)，待系统再次稳定后，活塞下方的气柱长度变为h′＝10
cm，已知大气压强始终为p0＝1×105
Pa，重力加速度g＝10
m/s2，一切摩擦阻力不计、汽缸气密性良好且外界环境温度保持不变．求：
(1)活塞上所放物块的质量M；
(2)第一次稳定到第二次稳定过程中从底部发生热交换的情况．
【练习7】如图所示，内壁光滑的圆柱形汽缸竖直放置，内有一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞截面积为S，外界大气压强为p0，缸内气体温度为T1。现对汽缸缓慢加热，使体积由V1增大到V2，该过程中气体吸收的热量为Q1，停止加热并保持体积V2不变，使其降温到T1，已知重力加速度为g，求：
(1)停止加热时缸内气体的温度；
(2)降温过程中气体放出的热量。
【练习8】如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22
cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2
cm，人对活塞做功100
J，大气压强为p0＝1×105
Pa，不计活塞重力．问：
(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强为多大？
(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20
J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1
cm2)
【练习9】（多选）如图所示，柱形容器内封有一定质量的空气，质量为m的光滑活塞与容器都用良好的隔热材料制成．另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B而静止．在这一过程中，下述空气内能的改变量ΔU、外界对气体所做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系中不正确的是（　　）
A．Mgh＋mgΔh＝ΔU＋W
B．ΔU＝W，W＝Mgh＋mgΔh
C．ΔU＝W，WD．ΔU≠W，W＝Mgh＋mgΔh
E．Mgh＋mgΔh>ΔU
【练习10】某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积S＝3.2
dm2的保温圆筒，筒内装有质量为m＝0.4
kg的水，让太阳光垂直照射t＝3
min，水升高的温度Δt＝2.2
℃，已知水的比热容c＝4.2×103
J/(kg·℃)，地球半径为R＝6
400
km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率．
考点二：热力学图像类问题
例10.（2020
江苏）一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其图象如图所示，求该过程中气体吸收的热量。
【练习11】如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图所示。已知该气体在状态B时的热力学温度TB＝300
K，求：
(1)该气体在状态A时的热力学温度TA和状态C时的热力学温度TC；
(2)该气体从状态A到状态C的过程中，气体内能的变化量ΔU以及该过程中气体从外界吸收的热量Q。
【练习12】如图，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，在此过程中气体的内能增加了135
J，外界对气体做了90
J的功．已知状态A时气体的体积VA＝600
cm3.求：
(1)从状态A到状态C的过程中，气体与外界热交换的热量；
(2)状态A时气体的压强pA.
例11.（2019
新课标Ⅱ）如图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3．用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1　
　N2，T1　
　T3，N2　
　N3（填“大于”“小于”或“等于”）
例12.（2018
新课标Ⅲ）（多选）如图，一定量的理想气体从状态变化到状态，其过程如图中从到的直线所示。在此过程中（　　）
A．气体温度一直降低
B．气体内能一直增加
C．气体一直对外做功
D．气体一直从外界吸热
E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功
例13.（2017
新课标Ⅲ）（多选）如图，一定质量的理想气体从状态出发，经过等容过程到达状态，再经过等温过程到达状态，最后经等压过程回到状态。下列说法正确的是（　　）
A．在过程中气体的内能增加
B．在过程中外界对气体做功
C．在过程中气体对外界做功
D．在过程中气体从外界吸收热量
E．在过程中气体从外界吸收热量
例14.（2016
新课标Ⅱ）（多选）一定量的理想气体从状态开始，经历等温或等压过程、、、回到原状态，其图象如图所示，其中对角线的延长线过原点．下列判断正确的是（　　）
A．气体在a、c两状态的体积相等
B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
例15.（2013
江苏）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A．其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换）．这就是著名的“卡诺循环”．
（1）该循环过程中，下列说法正确的是　
　．
A．A→B过程中，外界对气体做功
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
（2）该循环过程中，内能减小的过程是　
　
（选填“A→B”、“B→C”、“C→D”或“D→A”）．
若气体在A→B过程中吸收63kJ
的热量，在C→D过程中放出38kJ
的热量，则气体完成一次循环对外做的功为　
　
kJ．
（3）若该循环过程中的气体为1mol，气体在A状态时的体积为10L，在B状态时压强为A状态时的．
求气体在B状态时单位体积内的分子数．（已知阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol﹣1，计算结果保留一位有效数字）
【练习13】（多选）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程：从a到b，b到c，c到a回到原状态，其中V－T图象如图所示．用pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强，下列说法正确的是（　　）
A．pa＜pc＝pb
B．由a到b的过程中，气体一定吸热
C．由b到c的过程中，气体放出的热量一定等于外界对气体做的功
D．由b到c的过程中，每一个气体分子的速率都减小
【练习14】（多选）一定质量的理想气体，经历如图所示循环，图线由两条绝热线和两条等容线组成，其中，a→b和c→d为绝热过程，b→c和d→a为等容过程．下列说法正确的是（　　）
A．a→b过程中，气体分子的平均动能不变
B．b→c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
C．c→d过程中，单位体积内气体分子数减少
D．d→a过程中，气体从外界吸收热量
【练习15】（多选）如图所示为一定质量的理想气体发生状态变化的p－V图象，图线1、2是两条等温线，A、B是等温线1上的两点，C、D是等温线2上的两点，图线AD、BC均与V轴平行，则下列说法正确的是（　　）
A．等温线1对应的气体温度比等温线2对应的气体温度高
B．从状态A变化到状态B，气体一定吸收热量
C．从状态B变化到状态C，气体吸收的热量比气体对外界做功多
D．从状态C变化到状态D，单位体积的气体分子数增大，但气体分子的平均动能不变
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精品试卷·第
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3热力学定律的两类问题—讲真题做练习
考点一：气体实验定律与热力学定律综合
例1.（2020
天津）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动板机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（　　）
A．压强变大
B．对外界做功
C．对外界放热
D．分子平均动能变大
【练习1】景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒.猛推推杆，艾绒即可点燃.对筒内封闭的气体，在此压缩过程中(筒内气体可视为理想气体)（　　）
A.气体温度升高，压强不变
B.气体温度升高，压强变大
C.气体对外界做正功，气体内能增加
D.外界对气体做正功，气体内能减少
【练习2】（多选）如图所示为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外.下列说法正确的是（　　）
A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D.电冰箱的工作原理违反热力学第二定律
例2.（2020
新课标Ⅱ）下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有　
　，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有　
　。（填正确答案标号）
A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热
B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低
C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响
D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
例3.（2016
新课标Ⅰ）（多选）关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．气体吸热后温度一定升高
B．对气体做功可以改变其内能
C．理想气体等压膨胀过程一定放热
D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
例4.（2015
重庆）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么（　　）
A．外界对胎内气体做功，气体内能减小
B．外界对胎内气体做功，气体内能增大
C．胎内气体对外界做功，内能减小
D．胎内气体对外界做功，内能增大
【练习3】关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（　　）
A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能
D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的
【练习4】（多选）关于生活中的热学现象，下列说法正确的是（　　）
A.夏天和冬天相比，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，在相对湿度相同的情况下，夏天的绝对湿度较大
B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是用镊子夹一棉球，沾一些酒精，点燃，在罐内迅速旋转一下再抽出，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被
“吸”在皮肤上，其原因是，当火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强增大(火罐内气体可视为理想气体)
C.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
D.一辆空载的卡车停于水平地面，在缓慢装沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计气体分子间势能，则胎内气体向外界放热
【练习5】某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体，气体分子间的相互作用力表现为引力.关于实际气体，下列说法中正确的是（　　）
A.在完全失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的顶部没有作用力
B.若气体膨胀对外界做功，则分子势能一定增大
C.若气体被压缩，外界对气体做功，则气体内能一定增加
D.若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功，则气体分子的动能一定不变
例5.（2012
山东）如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直旋转，右端与大气相通，左端封闭气柱长（可视为理想气体），两管中水银面等高．现将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10cm．（环境温度不变，大气压强）
①求稳定后低压舱内的压强　
　（用“cmHg”作单位）
②此过程中左管内的气体对外界　
　（填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体将_______（填“吸热”或“放热”）
例6.（2011
山东）气体温度计结构如图所示．玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在点处，右管D中水银面高出点h1＝14cm．后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在点处，测得D中水银面高出点．（已知外界大气压为1个标准大气压，1个标准大气压相当于76cmHg）
（1）求恒温槽的温度．
（2）此过程A内气体内能　
　（填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将　
（填“吸热”或“放热”）．
例7.（2020
新课标Ⅲ）（多选）如图，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中（　　）
A．气体体积逐渐减小，内能增加
B．气体压强逐渐增大，内能不变
C．气体压强逐渐增大，放出热量
D．外界对气体做功，气体内能不变
E．外界对气体做功，气体吸收热量
例8.（2019
新课标Ⅰ）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度　
　（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度　
　（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。
例9.（2017
新课标Ⅱ）（多选）如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是（　　）
A．气体自发扩散前后内能相同
B．气体在被压缩的过程中内能增大
C．在自发扩散过程中，气体对外界做功
D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变
【练习6】如图所示，一个长方形汽缸放置于水平地面上，左右侧壁光滑且绝热，底面面积为S＝20
cm2且导热良好，质量为m＝2
kg且绝热的活塞下方封闭了一定量的理想气体，稳定时气柱长度为h＝20
cm.现在在活塞上放一个物块(未画出)，待系统再次稳定后，活塞下方的气柱长度变为h′＝10
cm，已知大气压强始终为p0＝1×105
Pa，重力加速度g＝10
m/s2，一切摩擦阻力不计、汽缸气密性良好且外界环境温度保持不变．求：
(1)活塞上所放物块的质量M；
(2)第一次稳定到第二次稳定过程中从底部发生热交换的情况．
【练习7】如图所示，内壁光滑的圆柱形汽缸竖直放置，内有一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞截面积为S，外界大气压强为p0，缸内气体温度为T1。现对汽缸缓慢加热，使体积由V1增大到V2，该过程中气体吸收的热量为Q1，停止加热并保持体积V2不变，使其降温到T1，已知重力加速度为g，求：
(1)停止加热时缸内气体的温度；
(2)降温过程中气体放出的热量。
【练习8】如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22
cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2
cm，人对活塞做功100
J，大气压强为p0＝1×105
Pa，不计活塞重力．问：
(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强为多大？
(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20
J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1
cm2)
【练习9】（多选）如图所示，柱形容器内封有一定质量的空气，质量为m的光滑活塞与容器都用良好的隔热材料制成．另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B而静止．在这一过程中，下述空气内能的改变量ΔU、外界对气体所做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系中不正确的是（　　）
A．Mgh＋mgΔh＝ΔU＋W
B．ΔU＝W，W＝Mgh＋mgΔh
C．ΔU＝W，WD．ΔU≠W，W＝Mgh＋mgΔh
E．Mgh＋mgΔh>ΔU
【练习10】某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积S＝3.2
dm2的保温圆筒，筒内装有质量为m＝0.4
kg的水，让太阳光垂直照射t＝3
min，水升高的温度Δt＝2.2
℃，已知水的比热容c＝4.2×103
J/(kg·℃)，地球半径为R＝6
400
km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率．
考点二：热力学图像类问题
例10.（2020
江苏）一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其图象如图所示，求该过程中气体吸收的热量。
【练习11】如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图所示。已知该气体在状态B时的热力学温度TB＝300
K，求：
(1)该气体在状态A时的热力学温度TA和状态C时的热力学温度TC；
(2)该气体从状态A到状态C的过程中，气体内能的变化量ΔU以及该过程中气体从外界吸收的热量Q。
【练习12】如图，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，在此过程中气体的内能增加了135
J，外界对气体做了90
J的功．已知状态A时气体的体积VA＝600
cm3.求：
(1)从状态A到状态C的过程中，气体与外界热交换的热量；
(2)状态A时气体的压强pA.
例11.（2019
新课标Ⅱ）如图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3．用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1　
　N2，T1　
　T3，N2　
　N3（填“大于”“小于”或“等于”）
例12.（2018
新课标Ⅲ）（多选）如图，一定量的理想气体从状态变化到状态，其过程如图中从到的直线所示。在此过程中（　　）
A．气体温度一直降低
B．气体内能一直增加
C．气体一直对外做功
D．气体一直从外界吸热
E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功
例13.（2017
新课标Ⅲ）（多选）如图，一定质量的理想气体从状态出发，经过等容过程到达状态，再经过等温过程到达状态，最后经等压过程回到状态。下列说法正确的是（　　）
A．在过程中气体的内能增加
B．在过程中外界对气体做功
C．在过程中气体对外界做功
D．在过程中气体从外界吸收热量
E．在过程中气体从外界吸收热量
例14.（2016
新课标Ⅱ）（多选）一定量的理想气体从状态开始，经历等温或等压过程、、、回到原状态，其图象如图所示，其中对角线的延长线过原点．下列判断正确的是（　　）
A．气体在a、c两状态的体积相等
B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
例15.（2013
江苏）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A．其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换）．这就是著名的“卡诺循环”．
（1）该循环过程中，下列说法正确的是　
　．
A．A→B过程中，外界对气体做功
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
（2）该循环过程中，内能减小的过程是　
　
（选填“A→B”、“B→C”、“C→D”或“D→A”）．
若气体在A→B过程中吸收63kJ
的热量，在C→D过程中放出38kJ
的热量，则气体完成一次循环对外做的功为　
　
kJ．
（3）若该循环过程中的气体为1mol，气体在A状态时的体积为10L，在B状态时压强为A状态时的．
求气体在B状态时单位体积内的分子数．（已知阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol﹣1，计算结果保留一位有效数字）
【练习13】（多选）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程：从a到b，b到c，c到a回到原状态，其中V－T图象如图所示．用pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强，下列说法正确的是（　　）
A．pa＜pc＝pb
B．由a到b的过程中，气体一定吸热
C．由b到c的过程中，气体放出的热量一定等于外界对气体做的功
D．由b到c的过程中，每一个气体分子的速率都减小
【练习14】（多选）一定质量的理想气体，经历如图所示循环，图线由两条绝热线和两条等容线组成，其中，a→b和c→d为绝热过程，b→c和d→a为等容过程．下列说法正确的是（　　）
A．a→b过程中，气体分子的平均动能不变
B．b→c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
C．c→d过程中，单位体积内气体分子数减少
D．d→a过程中，气体从外界吸收热量
【练习15】（多选）如图所示为一定质量的理想气体发生状态变化的p－V图象，图线1、2是两条等温线，A、B是等温线1上的两点，C、D是等温线2上的两点，图线AD、BC均与V轴平行，则下列说法正确的是（　　）
A．等温线1对应的气体温度比等温线2对应的气体温度高
B．从状态A变化到状态B，气体一定吸收热量
C．从状态B变化到状态C，气体吸收的热量比气体对外界做功多
D．从状态C变化到状态D，单位体积的气体分子数增大，但气体分子的平均动能不变
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精品试卷·第
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1已7世纪
学教育资源及组卷应用平
热力学定律的两类问题一讲真题做练习
体实验定律与热力学定律综合
例1.(
天津)水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐
图。从储水罐充气
充入气体,达到一定压强后
扣动板机将阀门
开
从枪口喷出。若在
程
气体
压强变大
对外界做功
C.对外界放热
D.分子平均动能变大
【练习1】景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒猛推推
燃对筒内封闭的气体,在此压缩过程中(筒内气体可视为理
体温度升高,压强不变
本温度升
C.气体对外界做正功,气体内能增
外界对气体做正功,气体内能减
练习
多选)如图所示为电冰箱的工作原理示意图
时,强迫制冷剂在冰箱内外的
管道中不断循环在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内旳热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放岀热量
箱体外.下列说法正确的是()
蒸发器
J缩机
量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
冰箱的制冷系统能够不
冰箱内的热量传到外界
为其消耗了电能
C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D.电冰箱
原理违反热力学第二定律
已7世纪
学教育资源及组卷应用平
例2.(
新课标Ⅱ)下列关
转换过程的叙述,违
第一定律的有
不违背热
力学第一定
背热力学第
的有
(填正确答案标号)
过燃烧汽油获得动力并向空气中散去
冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低
C.某新型热机
将从高温热源吸收的热量全部转化为功
水箱的制
作时从箱内低
提取热量散发到温度较高的室
例3.(2016新课标
热力学定律,下列说法正确的是()
热后温度一定升
B.对气体做功可以改变其内能
体等压膨胀过程一定放热
发地从低温物体传到高温物体
E.如果两个系统分别与状态确定的第
统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必
热
衡
例4.(2015重庆)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的
胎亻
这段
内气体质量不变且可视为理想
界对胎内气体做功,气体内能减小
外界对胎内气体仨
气体内能增大
气体对外界做功,内能减
内气体对外界做功,内能增
东习3】关于两类永动机和热力学的两个定律,下列说法正确的是
A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
C.由热力学第一定律可知做功不一定改变
热传递
定改变内能
功和热传递
会改变内能
热力学第二定律可知热量从低温物体
温物体是可能
热源吸收热
成功

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