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专题 14.3 热力学定律
1．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了 的功，气体的内能减少了 ，则下
列各式中正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
2．下列说法中正确的是（ ）
A．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
B．效率为 的热机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律
C．不可能从单一热源吸收热量使之完全变成功，而不产生其他影响
D．第二类永动机不可能成功的原因是违反了能量守恒定律
二、多选题
3．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．电冰箱的工作原理违背热力学第一定律
D．电冰箱除了将热量从低温热库传到高温热库外，工作过程中所产生的其他一切影响，无论用任何办法都不可能加以消除
4．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，在此压缩过程中的下列说法中正确的是（ ）
A．气体温度升高，压强变大 B．气体温度不变，压强变大
C．外界对气体做正功，气体内能增加 D．气体对外界做正功，气体内能减少
5．如图，一定质量的理想气体从状态 经热力学过程 后又回到状态 。对于
、 三个过程，下列说法正确的是（ ）
A． 过程中，气体始终吸热
B． 过程中，气体始终吸热
C． 过程中，气体的温度先升高后降低
D． 过程中，气体对外界做功
6．如图所示，一绝热容器中间有一挡板，右半边封闭有理想气体，左半边是真空。若把挡板抽开，右边
气体将向左边膨胀，最后气体将均匀分布在整个容器中，下列说法正确的是（ ）
A．气体对外做功，内能减小
B．气体温度不变，压强减小
C．气体分子单位时间对气壁单位面积的碰撞次数减小
D．根据热力学第二定律，抽开挡板，挡板左侧气体分子不能全部自发地回到右侧
三、填空题
7．如图所示，一定质量的理想气体由状态 经过等压变化到达状态 ，再从状态 经过等容变化到达状态
。状态 与状态 温度相等。则：气体在状态 的温度______在状态 的温度（选填“小于”“等于”或
“大于”），气体在状态 的内能______在状态 的内能（选填“小于”“等于”或“大于”）；从状态到状态 的过程中，气体______（选填“吸热”或“放热”）。
四、解答题
8．如图，固定汽缸内由活塞封闭一定质量的气体，开始时活塞处于静止状态，用电热丝对气体加热后活
塞缓慢向左移动 ，移动过程中活塞与汽缸的摩擦忽略不计，汽缸导热性能良好，环境温度保持不变。大
气压强为 ，活塞面积为 ，试分析气体是吸热还是放热，热量为多少？
9．一定质量的理想气体，从状态a开始，经历a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态，其p－V图像如图
所示。图线ac的反向延长线过坐标原点O，图线ab平行于V轴，图线bc平行于p轴。已知a状态的气体
温度为 ，求：
（1）气体在状态c的温度 ；
（2）从a到b过程中气体对外做的功 。
10．如图所示为一种测量不规则物体体积的装置，该装置由深度为L、横截面积为S的导热汽缸和厚度不
计且密封完好的活塞构成。已知活塞由汽缸顶部释放后，最终会静止在距离汽缸底部 处。实验时，先将不规则物体放入汽缸内部，再将活塞由汽缸顶部释放，最终可以静止在距离气缸底部 的位置。设环境温
度保持不变，大气压强为 ，不计活塞与汽缸间的摩擦。求：
（1）不规则物体的体积V；
（2）测量物体体积的过程中，汽缸内气体向外界释放的热量Q。
一、单选题
1．（2022·湖北·鄂南高中高三期中）一定质量的理想气体由状态a变为状态b，再变为状态c，其 图
像如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A．由状态a沿图像变化到状态b气体温度升高
B．由状态b沿图像变化到状态c气体温度升高
C．由状态a沿图像变化到状态b气体要从外界吸热
D．气体在状态c的内能大于在状态a的内能
2．（2022·广东珠海·高三阶段练习）礼花喷射器原理如图、通过扣动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击，
将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，营造气氛。在喷出礼花彩条的过程中，罐内气体（ ）A．分子冲向纸管是分子做热运动
B．分子冲向纸管后能全部自发回到罐内
C．通过做功方式改变自身的内能
D．分子冲向纸管过程中速率均变大
3．（2022·山东·沂水县第一中学高三开学考试）一定质量的理想气体状态变化如图所示，其中p=3p，
1 2
V=4V，状态1、2对应的温度分别为T、T，由状态1变化到状态2（气体外界非真空）的过程中，下列
2 1 1 2
说法正确的是（ ）
A．气体对外做功，温度降低
B．气体分子热运动的平均动能不变
C．气体内能增加，一定从外界吸收热量
D．在单位时间内，器壁单位面积上受分子撞击的次数增多
4．（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
二、多选题
5．（2022·四川绵阳·一模）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
图像如图所示。整个过程中，气体在（ ）A．状态a时的分子平均动能最小
B．状态b时的内能最小
C．ab过程中，温度不断下降
D．bc过程中的始末状态，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数减少
E．ca过程中，外界对气体做功100J
6．（2022·天津市教育招生考试院高三期中）下列说法正确的是（ ）
A．小昆虫能站在水面上是由于液体表面张力的缘故
B．第二类永动机不可能制成，是因为它违背了能量守恒定律
C．分子间距离增大时，分子间引力和斥力以及分子间作用力的合力均减小
D．晶体熔化时要吸热而温度保持不变，说明晶体在熔化过程中分子势能增加
7．（2022·天津市武清区天和城实验中学高三阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．图甲中的酱油蛋是布朗运动的结果
B．图乙中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力
C．图丙中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润
D．图丁中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律
三、填空题
8．（2022·福建省宁化第一中学高三阶段练习）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，最后从状态C变化到状态A。其状态变化过程的P—V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度
为27℃。则该气体在状态B时的温度为__________℃。在气体从状态B到状态C的过程中，外界对气体做
__________功（填“正”或者“负”）。在气体从状态C到状态A的过程中，气体__________（填“吸
热”或者“放热”）9．（2022·河南安阳·模拟预测）如图所示为一定质量的理想气体发生状态变化时的p-V图像，图像中的Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ对应理想气体的三个不同状态，坐标分别是Ⅰ（1，4）、Ⅱ（4，1）、Ⅲ（4，4），理想气体按照
图中箭头所示由Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ完成一个循环。当理想气体由Ⅰ→Ⅱ过程中，气体分子的平均动能______
（填“先增大后减小”“先减小后增大”或“不变”）；由Ⅱ→Ⅲ过程中，气体______（填“吸收”或
“放出”）热量；由Ⅲ→Ⅰ过程中，气体放出的热量______（填“大于”“小于”或“等于”）外界对气
体做的功。
10．（2022·福建·上杭一中模拟预测）如图，导热性能良好的汽缸固定在水平地面上，用活塞将一定质量
理想气体密闭在汽缸中，活塞与汽缸间摩擦不计，大气压强为p。若环境温度缓慢降低10℃，活塞缓慢向
0
左移动一段距离，汽缸内气体体积减小 ，则相对温度降低前，汽缸内气体对单位面积汽缸壁在单位时
间内的碰撞次数___________（选填“增加”、“减少”或“不变”），汽缸内气体放出的热量
___________（选填“大于“、“小于“或“等于“） 。
11．（2022·福建省福州第一中学模拟预测）某充气式座椅简化模型如图所示，导热良好的两个汽缸C、D
通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种理想气体A、B，活塞通过轻弹簧相连，静置在水平面上。已知
两个汽缸C、D的质量均为M（汽缸壁的厚度不计），大气压强为p，重力加速度大小为g，初始时环境
0
温度为T，被封闭气体高度均为L，活塞的横截面积为S、质量和厚度不计，弹簧始终在弹性限度内，活
0
塞始终未脱离汽缸，不计活塞与气缸之间的摩擦。则初始时B气体的压强PB=___________；若环境温度缓慢升至1.2T，A、B气体总内能增加ΔU，则A气体从外界吸收的热量Q=___________。
0
四、解答题
12．（2022·广东·仲元中学高三阶段练习）如图所示，由导热材料制成的汽缸长为l、横截面积为S，活塞
0
封闭了一定质量的理想气体，活塞上方有质量为m的液体，活塞质量和厚度均不计，活塞与汽缸壁之间的
摩擦也可以忽略。现将一细管插入液体，开始时从细管一端抽气，通过虹吸最后能使活塞上方液体逐渐流
出。当液体全部流出的时候，活塞恰好到达汽缸的顶部。已知大气压强为p，环境温度保持不变，求：
0
（1）初始状态气体柱的压强与长度；
（2）在液体全部流出的过程中，气体吸收热量还是放出热量。
13．（2022·重庆南开中学高三阶段练习）如题图所示，在一横截面积为S的竖直玻璃管内封闭着A、B两
部分理想气体，中间用水银柱隔开，玻璃管导热且粗细均匀。玻璃管竖直静止时，A部分气柱长度为3L，
压强为p，B部分气柱长度为5L，水银柱产生的压强为， 己知大气压强为p，环境温度保持不变。
0 0
求：
（1）若将玻璃管沿竖直面缓慢转过90°，待稳定后，气体A的压强；
（2）若在该竖直玻璃管装有气体A的顶端开一小孔，再缓慢加热气体B，当气体B从外界吸收的热量为
Q时，水银柱刚好上升L，该过程中气体B内能的增加量。14．（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？
一、单选题
1．（2022·重庆·高考真题）2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032
米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，则
艇内气体（ ）（视为理想气体）
A．吸收热量 B．压强增大 C．内能减小 D．对外做负功
2．（2022·江苏·高考真题）如图所示，一定质量的理想气体分别经历 和 两个过程，其中
为等温过程，状态b、c的体积相同，则（ ）
A．状态a的内能大于状态b B．状态a的温度高于状态cC． 过程中气体吸收热量 D． 过程中外界对气体做正功
3．（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
4．（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
5．（2022·山东·高考真题）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始
时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动 过程中，缸内气体（ ）
A．内能增加，外界对气体做正功
B．内能减小，所有分子热运动速率都减小
C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少
D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加二、多选题
6．（2022·湖南·高考真题）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、
涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在
环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较
大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，
从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（ ）
A．A端为冷端，B端为热端
B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的
C．A端流出的气体内能一定大于B端流出的
D．该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律
E．该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律
7．（2022·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如 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对外做的功
E．气体吸收的热量等于其内能的增加量
8．（2022·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如 图上的两条
线段所示，则气体在（ ）A．状态a处的压强大于状态c处的压强
B．由a变化到b的过程中，气体对外做功
C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变
D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热
E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
三、填空题
9．（2022·广东·高考真题）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程
__________（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量
__________（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。
10．（2022·河北·高考真题）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一个充有同种气体的
气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强
将______（填“增大”“减小”或“不变”）；温度将______（填“升高”“降低”或“不变”）。
四、解答题
11．（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。
