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第十五章 热学
第 03 练 热力学定律与能量守恒
知识目标 知识点
目标一 热力学第一定律
目标二 热力学第二定律
目标三 热力学第一定律与图像的综合应用
目标四 热力学第一定律与气体实验定律的综合应用
1．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，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮，上
浮过程中，小瓶内气体( )
A. 内能减少 B. 对外界做正功
C. 增加的内能大于吸收的热量 D. 增加的内能等于吸收的热量
2．2017年5月，被网友称为共享时代高大上的产物--共享汽车入驻金华，共享汽车全部是节能环保
的电动汽车。下表为该型号汽车的部分技术参数，则下列说法正确的是( )
电机额定功率 42kW
最高时速 100km/h
电池容量 22kW h
耗电量 12kWh/100km
充电时间 10h(家用220V)A. 电动机工作时把电能全部转化为机械能
B. 该汽车最大续航里程约为350km
C. 当用220V电源对电池充电时，假设充电电流恒定，则充电电流约为10A
D. 该汽车在额定状态下以最高时速行驶，受到的阻力为420N
3．关于物体内能的变化，以下说法正确的是( )
A. 物体放出热量，内能一定减少
B. 物体对外做功，内能一定减少
C. 物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
D. 物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
4．如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，
下列说法正确的是( )
A. 过程①中气体的压强逐渐减小
B. 过程②中气体对外界做负功
C. 过程④中气体从外界吸收了热量
D. 状态c、d的内能相等
5．已知飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此
飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理图如图所示，相通的舱A、B间装有阀门
K，指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换．打开阀门K后，A中
的气体进入B中，最终达到平衡，则( )
A. 气体体积膨胀，对外做功 B. 气体分子势能减少，内能增加
C. 体积变大，温度降低 D. B中气体不可能自发地全部退回到A中6．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
1．物体在竖直方向上分别做匀速上升、加速上升和减速上升三种运动。下列说法正确的是( )
A. 匀速上升机械能不变 B. 加速上升机械能增加
C. 减速上升机械能一定减小 D. 上升过程机械能一定增加
2．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p-T图像如图所示，
下列判断正确的是( )
A. 过程bc中气体放热
B. 过程ca中温度降低、压强减小
C. a、b和c三个状态中，状态b分子的平均动能最大
D. 气体从b到a过程中外界对气体做功W ，从b到c过程中外界对气体做功W ，且有W <W
ba bc ba bc
3．大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达
到250W /m2时会引起神经混乱，达到1000W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率P=3×107W。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击
的最远距离约为( )
A. 100m 25m B. 100m 50m C. 200m 100m D. 200m 50m
4．如图所示，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。
设气体在状态b和状态c的温度分别为T 和T ，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q 和Q ，则
b c ab ac
( )
A. T >T ，Q >Q B. T >T ，Q <Q
b c ab ac b c ab ac
C. T =T ，Q >Q D. T =T ，Q <Q
b c ab ac b c ab ac
1
5．一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其p- 图像如图所示，求该过程中气体
V
吸收的热量Q．
6．如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程(气体与外界无热量交
换)，其中B→C过程中内能减少900J.求A→B→C过程中气体对外界做的总功。1．一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其p-T图像如图所
示，气体在三个状态的体积分别为V 、V 、V ，压强分别为p 、p 、p 。已知p =p ，p =4 p ，
a b c a b c b 0 c 0
则下列说法正确的是( )
A. p =3p B. V =3V
a 0 b c
C. 从状态a到状态b，气体对外做功 D. 从状态c到状态a，气体从外界吸热
2．一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，该气体体积V随摄氏温度t变化关系如
图所示，下列说法正确的是( )A. A→B过程中，气体吸收热量
B. A→B过程中，气体压强增大
C. B→C过程中，气体压强不变
D. B→C过程中，气体分子的数密度减少
3．一定质量的理想气体状态变化如p-V图所示，图中，p❑ =3p❑ ，V❑ =4V❑ ，状态1、2
1 2 2 1
对应的温度分别为T❑ 、T❑ 。由状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是
1 2
A. 气体内能不变
B. 气体对外做功并放热
C. 气体分子热运动平均动能增大
D. 单位时间内器壁单位面积上受气体分子撞击的次数增加
4．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A连接在一起，处于压缩状态，A由静止释放后
沿斜面向上运动到最大位移时，立即将物块B轻放在A右侧，A、B由静止开始一起沿斜面向下运动，
下滑过程中A、B始终不分离，当A回到初始位置时速度为零，A、B与斜面间的动摩擦因数相同、
弹簧未超过弹性限度，则( )
A. 当上滑到最大位移的一半时，A的加速度方向沿斜面向下
B. A上滑时、弹簧的弹力方向不发生变化
C. 下滑时，B对A的压力先减小后增大
D. 整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功大于B的重力势能减小量
5．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p 、T 。现接通电热丝加热气
0 0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ΔU；
(2)最终温度T。
6．如图所示，横截面积S=0.01m2的薄壁汽缸开口向上竖直放置，a、b为固定在汽缸内壁的卡口，
a、b之间的距离h=0.03m，b到汽缸底部的距离H=0.45m，质量m=10kg的水平活塞与汽缸内
壁接触良好，只能在a、b之间移动。刚开始时缸内理想气体的压强为大气压强p =1×105Pa，热
0
力学温度T =300K，活塞停在b处。取重力加速度大小g=10m/s2，活塞厚度、卡口的体积均可
0
忽略，汽缸、活塞的导热性能均良好，不计活塞与汽缸之间的摩擦。若缓慢升高缸内气体的温度，
外界大气压强恒定。
(1)求当活塞刚要离开卡口b时，缸内气体的热力学温度T ；
1
(2)求当缸内气体的热力学温度T =400K时，缸内气体的压强p；
2
(3)在以上全过程中气体内能增量ΔU=250J，求全过程缸内气体吸收的热量Q。
