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专题 15.3 热力学定律与能量守恒定律【练】
1．（2022·江苏常州·三模）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”。则（ ）
A．A到B过程，气体内能减小 B．B到C过程，气体温度不变
C．C到D过程，气体对外界做正功 D．全过程，气体从外界吸收热量
2．（2022·重庆市育才中学模拟预测）下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是（ ）
A．第二类永动机不可能制成，是因为违背了热力学第一定律
B．能量耗散过程中能量不守恒
C．夏天打开电冰箱的门，可以起到室内降温作用
D．一切自发过程总是沿着分子无序性增大的方向进行
3．（2022·浙江·高三开学考试）如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q为真
空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，气体进入Q中，最终达到平衡，则（ ）
A．气体体积膨胀，内能不变
B．气体分子势能减少，内能增加
C．气体分子势能增加，压强可能不变
D．Q中气体能自发地全部退回到P中
4．（多选）（2022·内蒙古呼伦贝尔·一模）关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（ ）
A．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
B．气体放出热量，其温度可能升高
C．一千克 的水的分子平均动能比一克 的铜的分子平均动能大
D．固体铜在不断加热熔解的过程中，其内能不断增大
E．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
5．（多选）（2022·湖南·岳阳市教育科学技术研究院三模）下列说法正确的是（ ）A．物体的温度降低，个别分子的动能可能会增大
B．岩盐是立方体结构，粉碎后的岩盐不再是晶体
C．地球大气的各种气体分子中氢分子质量小，其平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气
中氢含量相对较少
D．系统对外做功，内能一定减少
E．热运动的宏观过程会有一定的方向性
6．（多选）（2022·福建·莆田锦江中学高三阶段练习）快递运送易碎物品时，常在快递箱内放置缓冲气袋，
然后放入物品，如图所示。若物品放入时，气袋被挤压无破损，袋内气体视为理想气体，温度保持不变，
则被挤压后袋内气体（ ）
A．内能增大 B．压强增大
C．从外界吸热 D．分子平均动能不变
7．（多选）（2022·湖南师大附中二模）下列说法中正确的是（ ）
A．机械能可以全部转化为内能，吸收的热量也可以完全变成机械能
B．当两分子间的距离小于平衡位置的间距时，分子间距变大，分子势能变小
C．晶体的物理性质都是各向异性的
D．液体的表面张力使液体的表面有扩张的趋势
E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢
8．（2022·广东·高三开学考试）水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭，是一个利用气压作用设计的玩
具。在学校科技节上，科技小组同学用容积为 2.0L的可乐瓶制作了一支水火箭，箭身及其配重总质量
M=0.1kg。现向瓶中装入0.5L的水后用带气嘴的橡胶塞塞紧瓶口，将火箭竖直放置，火箭内气体的压强为
1atm，如图所示。用打气筒向里打气，已知打气筒每打一次气能把体积为0.5L、压强为1atm的空气压入
瓶内，当瓶内空气压强达到5atm时橡胶塞脱落，水流高速喷出，火箭向上飞起。
（1）水喷出后瞬间，箭体内气体的温度升高还是降低，简要说明理由：
（2）设打气过程气体温度保持不变，求需打气的次数：
（3）若火箭以 v=20m/s 的速度（相对地面）一次性向下喷出质量 m=0.2kg 的水流，已知 ρ
水
=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力和喷水过程重力的影响，求火箭上升的最大高度。9．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）一定质量的理想气体，在初始状态 A时，体积为V，压强为 ，温
0
度为 。该理想气体从状态A经由一系列变化，最终返回到原来状态A，其变化过程的 图，如图所
示。其中CA延长线过坐标原点，B、A点在同一竖直线上。求：
（1）画出图甲中理想气体从状态A经由一系列变化得 图；
（2）该理想气体从状态B经由状态C回到状态A的过程中，气体向外界放出的热量。
10．（2022·江苏南京·高三开学考试）如图所示，一定质量的理想气体从状态 a（p ，V ，T ）经过程ab、
0 0 0
bc、ca后回到状态a。下列说法正确的是（ ）
A．ab过程中，气体始终放热
B．ca过程中，气体始终放热
C．ca过程中，气体对外界做功
D．bc过程中，气体的温度先降低后升高
11．（2022·浙江·高三开学考试）如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。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。挤压矿泉水瓶，小瓶缓慢下沉到底部：松开后，
小瓶缓慢上浮。下沉过程中，小瓶内气体（ ）
A．内能减少
B．气体对外界做功
C．内能的变化量的绝对值大于放出的热量
D．内能的变化量的绝对值等于放出的热量
12．（2022·湖北·武汉市第一中学高三开学考试）如图，一定质量的理想气体从状态 A开始，经历两个状
态变化过程，先后到达状态B和C。下列说法正确的是（ ）
A． 过程，所有气体分子热运动速率都增大
B．整个过程中，气体分子的平均动能先减小后增大
C． 过程，气体吸收的热量大于气体内能的增加量
D． 过程，气体吸收的热量大于对外界所做的功
13．（多选）（2022·广西·柳州市第三中学模拟预测）下列说法正确的是（ ）
A．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
B．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
C．气体在等压膨胀的过程中温度一定升高
D．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
E．自然界中符合能量守恒定律的宏观过程不一定能自然发生
14．（多选）（2022·天津·一模）一定质量的理想气体从状态甲变化到状态乙，再从状态乙变化到状态丙，
其 图像如图所示。则该理想气体（ ）A．由乙到丙，分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数逐渐减少
B．由甲到丙，内能先增大后减小
C．甲、丙两状态下的分子平均动能相同
D．由乙到丙，吸收 的热量
15．（多选）（2022·宁夏·平罗中学高三期中）如图所示，一定质量的理想气体的状态连续变化，变化过
程为a→b→c→a。其中ab直线平行于p轴，ca直线平行于V轴，b→c为等温过程。下列分析正确的是（
）
A．a→b过程气体内能减小
B．a→b过程外界对气体做功
C．c→a过程气体对外界做功
D．c→a过程气体放出热量
E．b→c过程气体放出热量
16．（多选）（2022·山东·高三专题练习）某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环由两个
绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（ ）
A．状态a和c在同一条等温线上
B．在a→b过程中增加的内能在数值上等于abefa所围的“面积”
C．在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量D．b→c过程中增加的内能小于d→a过程中减少的内能
17．（2022·全国·高三开学考试）如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的汽缸中，活塞
面积为S，与汽缸底部相距L，汽缸和活塞绝热性能良好，气体的温度为 ，此时活塞恰好不下滑。现接
通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向上移动距离L后停止，活塞不会脱离汽缸，整个过程中
气体吸收的热量为Q。已知活塞的质量为m，重力加速度大小为g，活塞与汽缸间的滑动摩擦力为f，最大
静摩擦力等于滑动摩擦力，外界大气压为 。求：
（1）当活塞刚开始向上移动时气体的温度 ；
（2）该过程中气体内能的增加量 。
18．（2022·广东广州·模拟预测）如图所示，导热气缸开口向右水平放置，缸内活塞密闭效果良好且能无
摩擦滑动。开始时活塞在虚线位置静止（状态I），封闭气体体积为V=1L，通过给缸体缓慢加热，气体膨
胀至体积加倍（状态Ⅱ），此时气缸内壁的卡销自动开启，同时停止加热，待气缸慢慢冷却至环境温度
（状态Ⅲ）。若封闭气体可视为理想气体，环境温度为27℃，外界大气压强为p=1.0×105Pa。求：
0
（1）请在坐标图上画出封闭气体的压强p随热力学温度T的变化图像，并通过计算说明作图所需的关键状
态参量；
（2）若给缸体缓慢加热的过程，气体吸收的热量为Q=220J，则在气缸冷却的过程气体放出的热量是多少？
19．（2022·辽宁·高考真题）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图
像如图所示，此过程中该系统（ ）
A．对外界做正功 B．压强保持不变 C．向外界放热 D．内能减少20．（2022·湖北·高考真题）一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p—V图中a→c直线段所
示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（ ）
A．a→b是等温过程
B．a→b过程中气体吸热
C．a→c过程中状态b的温度最低
D．a→c过程中外界对气体做正功
21．（2021·江苏·高考真题）如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中，活塞的面积为S，与气缸
底部相距L，气缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为 和 。现接通电热
丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离L后停止，活塞与气缸间的滑动摩擦为f，最大静摩
擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体吸收的热量为Q，求该过程中
（1）内能的增加量 ；
（2）最终温度T。
22．（2020·山东·高考真题）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初
始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V ， 2p ）、 b（2V ，p ）、c（3V ，
0 0 0 0 0
2p） 以下判断正确的是（ ）
0
A．气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功
B．气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量C．在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D．气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量
