2024年高考物理一輪大單元綜合復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)練專題72熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用導(dǎo)練目標(biāo)導(dǎo)練內(nèi)容目標(biāo)1熱力學(xué)第一定律目標(biāo)2熱力學(xué)第二定律目標(biāo)3熱力學(xué)第一定律與氣體圖像的綜合應(yīng)用目標(biāo)4熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用【知識(shí)導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】熱力學(xué)第一定律1．對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解(1)做功和熱傳遞在改變系統(tǒng)內(nèi)能上是等效的。(2)做功過程是系統(tǒng)與外界之間的其他形式能量與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化。(3)熱傳遞過程是系統(tǒng)與外界之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。2．熱力學(xué)第一定律的三種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加。(2)若過程中不做功，則W＝0，Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加。(3)若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，則W＋Q＝0，即物體吸收的熱量全部用來對(duì)外做功，或外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量。3．公式ΔU＝W＋Q中符號(hào)法則的理解物理量WQΔU＋外界對(duì)物體做功物體吸收熱量?jī)?nèi)能增加－物體對(duì)外界做功物體放出熱量?jī)?nèi)能減少【例1】現(xiàn)代高檔大客車普遍安裝有空氣彈簧，上下乘客及劇烈顛簸均會(huì)引起車廂振動(dòng)，進(jìn)而引起缸內(nèi)氣體體積發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)減震。上下乘客時(shí)汽缸內(nèi)氣體的體積變化較慢，氣體與外界有充分的熱交換，汽缸可視為導(dǎo)熱汽缸；劇烈顛簸時(shí)汽缸內(nèi)氣體的體積變化較快．氣體與外界來不及熱交換，可視為絕熱過程。若外界溫度恒定，汽缸內(nèi)氣體可視為理想氣體，則下列說法正確的是（）A．乘客上車時(shí)壓縮氣體使氣體體積變小的過程中，外界對(duì)空氣彈簧內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B．乘客上車時(shí)壓縮氣體使氣體體積變小的過程中，空氣彈簧內(nèi)氣體向外界放熱，氣體內(nèi)能不變C．乘客上車時(shí)壓縮氣體使氣體體積變小的過程中．外界對(duì)空氣彈簧內(nèi)氣體做功，氣體向外界放熱D．劇烈顛簸時(shí)壓縮氣體使氣體體積變小的過程中，外界對(duì)空氣彈簧內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能可能不變E．劇烈顛簸時(shí)壓縮氣體使氣體體積變小的過程中，外界對(duì)空氣彈簧內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能一定增大【答案】BCE【詳解】ABC．乘客上車時(shí)壓縮氣體使氣體體積變小的過程中，外界對(duì)氣體做功，W為正值，氣體與外界有充分的熱交換，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，所以空氣彈簧內(nèi)氣體向外界放熱，故A錯(cuò)誤，BC正確；DE．劇烈顛簸時(shí)壓縮氣體使氣體體積變小的過程中，外界對(duì)空氣彈簧內(nèi)氣體做功，W為正值，氣體與外界來不及熱交換，可視為絕熱過程，空氣彈簧內(nèi)氣體不對(duì)外界放熱，Q為零，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知為正值，氣體內(nèi)能一定增大，故D錯(cuò)誤，E正確。故選BCE。熱力學(xué)第二定律1.熱力學(xué)第二定律的含義(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助。(2)“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響，如吸熱、放熱、做功等。在產(chǎn)生其他影響的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的等溫膨脹過程。2．熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。3.熱力學(xué)第一、第二定律的比較熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律定律揭示的問題從能量守恒的角度揭示了功、熱量和內(nèi)能改變量三者的定量關(guān)系自然界中出現(xiàn)的宏觀過程是有方向性的機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化當(dāng)摩擦力做功時(shí)，機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能不可能在不引起其他變化的情況下完全變成機(jī)械能熱量的傳遞熱量可以從高溫物體自發(fā)傳向低溫物體說明熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體兩定律的關(guān)系在熱力學(xué)中，兩者既相互獨(dú)立，又互為補(bǔ)充，共同構(gòu)成了熱力學(xué)知識(shí)的理論基礎(chǔ)4.兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)器從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器不可能制成的原因違背能量守恒定律不違背能量守恒定律，違背熱力學(xué)第二定律【例2】如圖是空氣能熱水器的工作原理示意圖，它主要由儲(chǔ)水箱、毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器等部件組成。制冷劑在毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器之間循環(huán)過程與我們所熟悉的電冰箱的制冷循環(huán)過程相同，其工作過程如下：①液態(tài)制冷劑經(jīng)過一段很細(xì)的毛細(xì)管緩慢地進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中迅速汽化，并從低溫的空氣中吸收熱量。②制冷劑汽化生成的蒸汽被壓縮機(jī)壓縮后變成高溫高壓的蒸汽進(jìn)入冷凝器。③在冷凝器中，高溫高壓的蒸汽將熱量傳遞給水并發(fā)生液化。制冷劑以此不斷循環(huán)流動(dòng)，使水的溫度不斷上升。下列說法正確的是（）A．空氣能熱水器實(shí)現(xiàn)了“熱量由低溫物體（空氣）傳向高溫物體（水）”B．空氣能熱水器中的水被加熱是由電直接加熱的C．空氣能熱水器的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D．空氣能熱水器的制熱系統(tǒng)能夠不斷地把空氣的內(nèi)能傳給水，是因?yàn)槠湎牧穗娔堋敬鸢浮緼CD【詳解】ABD．空氣能熱水器工作時(shí)將外界低溫空氣中的熱收集起來然后通過壓縮機(jī)再傳給里面溫度較高的水，使水的溫度升高，故AD正確，B錯(cuò)誤；C．空氣能熱水器與空調(diào)的工作原理類似，它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)都遵守?zé)崃W(xué)第一定律，故C正確。故選ACD。三、熱力學(xué)第一定律與氣體圖像的綜合應(yīng)用處理熱力學(xué)第一定律與氣體圖像的綜合問題的思路：(1)根據(jù)氣體圖像的特點(diǎn)判斷氣體的溫度、體積的變化情況，從而判斷氣體與外界的吸、放熱關(guān)系及做功關(guān)系。(2)在p-V圖像中，圖線與V軸圍成的面積表示氣體對(duì)外界或外界對(duì)氣體做的功。(3)結(jié)合熱力學(xué)第一定律判斷有關(guān)問題?！纠?】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)A→B、B→C、C→A三個(gè)過程后回到初始狀態(tài)A，其pV圖象如圖所示，已知狀態(tài)A的氣體溫度為TA=200K，則（）A．狀態(tài)B的氣體溫度為800KB．在A→B過程中，氣體分子的平均動(dòng)能減小C．在C→A過程中，外界對(duì)氣體做功300JD．在A→B→C→A一個(gè)循環(huán)過程中，氣體從外界吸收450J熱量【答案】ACD【詳解】A．A→B為等容變化，由狀態(tài)B的氣體溫度為，A正確；B．在A→B過程中，氣體溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，B錯(cuò)誤；C．在C→A過程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積減小，外界對(duì)氣體做功為，C正確；D．B→C過程中，氣體對(duì)外做功等于圖線與橫坐標(biāo)圍成的面積在A→B→C→A一個(gè)循環(huán)過程中，外界對(duì)氣體做功為氣體內(nèi)能不變，可知?dú)怏w從外界吸收熱量為，D正確。故選ACD?！纠?】一定質(zhì)量的理想氣體的體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖像如圖所示，氣體由狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b、c到狀態(tài)d，O、a、d三點(diǎn)在同一直線上，ab和cd平行于橫軸，bc平行于縱軸，則下列說法正確的是（

）A．狀態(tài)a的壓強(qiáng)大于狀態(tài)b的壓強(qiáng)B．由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程中，氣體對(duì)外不做功C．由狀態(tài)c變化到狀態(tài)d，氣體的密度不變D．由狀態(tài)b變化到狀態(tài)c，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減小E．由狀態(tài)a變化到狀態(tài)d，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增大【答案】BCE【詳解】AB．由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程中，氣體發(fā)生等容變化，氣體對(duì)外界不做功，根據(jù)可知?dú)怏w的壓強(qiáng)增大，則狀態(tài)a的壓強(qiáng)小于狀態(tài)b的壓強(qiáng)，A錯(cuò)誤，B正確；C．由狀態(tài)c變化到狀態(tài)d，氣體發(fā)生等容變化，體積不變，質(zhì)量不變，所以密度不變，C正確；D．由狀態(tài)b變化到狀態(tài)c，氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功，溫度不變，則內(nèi)能不變，D錯(cuò)誤；E．由狀態(tài)a變化到狀態(tài)d，氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，溫度升高，內(nèi)能增大，E正確。故選BCE?！纠?】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，最后變化到狀態(tài)A，其變化過程的圖像如圖所示，AB的反向延長(zhǎng)線通過坐標(biāo)原點(diǎn)O，BC平行于T軸，CA平行于p軸。已知該氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積為，在狀態(tài)C時(shí)的體積為，則下列說法正確的是（）A．從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小B．從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中外界對(duì)氣體做的功為200JC．從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中氣體從外界吸收的熱量為200JD．從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B和狀態(tài)C，最后又回到狀態(tài)A，在整個(gè)過程中氣體從外界吸收的熱量大于向外界放出的熱量【答案】AC【詳解】A．從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中氣體的溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，A正確；B．從狀態(tài)B到狀態(tài)C過程中氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，即對(duì)氣體做負(fù)功，氣體壓強(qiáng)為P=1.0×105Pa氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積為4×103m3，在狀態(tài)C時(shí)的體積為6×103m3，則外界對(duì)氣體做的功為W=p(VCVB)=200JB錯(cuò)誤；C．由于狀態(tài)A與狀態(tài)C的溫度相同，所以該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，內(nèi)能變化量ΔU=0根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=QW1從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程氣體體積不變，則氣體不做功，則此過程外界對(duì)氣體做功為W1=200J所以此過程中吸收的熱量Q1=200J，C正確；D．從狀態(tài)C回到狀態(tài)A過程，氣體溫度不變，則內(nèi)能不變，即ΔU=0氣體體積減小，則外界對(duì)氣體做功，即W2>0根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q2W2則有Q2<0即氣體對(duì)外界放熱，從圖像可得氣體對(duì)外做功時(shí)氣體的壓強(qiáng)小于外界對(duì)氣體做功時(shí)氣體的壓強(qiáng)，則W1<W2，Q1<|Q2|在整個(gè)過程中氣體從外界吸收熱量小于向外界放出的熱量，D錯(cuò)誤。故選AC。四、熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用求解熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合問題的思路：【例6】如圖所示，絕熱容器被絕熱隔板K1和卡銷鎖住的絕熱光滑活塞K2隔成a、b、c三部分，a部分為真空，b部分為一定質(zhì)量的稀薄氣體，且壓強(qiáng)pb<p0（p0是大氣壓強(qiáng)），c與大氣連通，則下列說法中正確的是（）A．只打開隔板K1，b中氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減少B．只打開隔板K1，b中氣體不做功，內(nèi)能不變C．只打開隔板K1，b中氣體壓強(qiáng)減小，溫度不變D．只打開卡銷K2，b中氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減少E．只打開卡銷K2，外界對(duì)b中氣體做功，b中氣體內(nèi)能增加【答案】BCE【詳解】AB．只打開隔板K1時(shí)，b中氣體向a中真空擴(kuò)散，氣體不做功W＝0絕熱容器導(dǎo)致Q＝0由熱力學(xué)第一定律知ΔU＝W＋Q＝0內(nèi)能不變，A錯(cuò)誤，B正確；C．只打開隔板K1時(shí)，b中氣體內(nèi)能不變，溫度不變，由玻意耳定律pV＝C知b中氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，C正確；D．只打開卡銷K2時(shí)，由于pb<p0，活塞將向左移動(dòng)，b中氣體體積減小，外界對(duì)b中氣體做功W′>0但Q′＝0則ΔU′＝W′＋Q′>0內(nèi)能增加，E正確，D錯(cuò)誤。故選BCE?！揪C合提升專練】1．北京時(shí)間2023年7月20日21時(shí)40分，經(jīng)過約8小時(shí)的出艙活動(dòng)，神舟十六號(hào)航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮密切協(xié)同，在空間站機(jī)械臂支持下，圓滿完成出艙活動(dòng)全部既定任務(wù)。氣閘艙是載人航天器中供航天員進(jìn)入太空或由太空返回用的氣密性裝置，其原理圖如圖所示。座艙A與氣閘艙B之間裝有閥門K，座艙A中充滿空氣（可視為理想氣體），氣閘艙B內(nèi)為真空。打開閥門K，A中氣體進(jìn)入B中，最終達(dá)到平衡，假設(shè)此過程中系統(tǒng)與外界沒有熱交換。下列說法正確的是（）A．氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減小B．氣體等溫膨脹，壓強(qiáng)減小C．氣體向真空擴(kuò)散的過程是可逆過程D．氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與A艙壁單位面積上的碰撞次數(shù)將減少【答案】BD【詳解】A．由于氣閘艙B內(nèi)為真空，可知?dú)怏w進(jìn)入B中的過程中不對(duì)外做功，又因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)與外界沒有熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知內(nèi)能不變，故A錯(cuò)誤；BD．因?yàn)閮?nèi)能不變，故溫度不變，平均動(dòng)能不變，因?yàn)闅忾l艙B內(nèi)為真空，根據(jù)玻意耳定律可知可知擴(kuò)散后體積V增大，壓強(qiáng)p減小，所以氣體的密集程度減小，根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀意義可知，氣體分子單位時(shí)間對(duì)汽缸壁單位面積碰撞的次數(shù)將變少，故BD正確；C．根據(jù)熵增加原理可知一切宏觀熱現(xiàn)象均具有方向性，故B中氣體不可能自發(fā)地全部退回到A中，故C錯(cuò)誤；故選BD。2．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)a→b、b→c、c→a三個(gè)過程后回到初始狀態(tài)a，其p—V圖像如圖所示。已知三個(gè)狀態(tài)的坐標(biāo)分別為a（V0，p0）、b（3V0，p0）、c（3V0，5p0），下列說法正確的是（）A．在a→b過程中，氣體對(duì)外界做功B．在c→a過程中，氣體從外界吸熱C．在a→b過程中，氣體對(duì)外界做的功小于氣體從外界吸收的熱量D．氣體在c→a過程中的內(nèi)能減少量大于氣體在b→c過程中的內(nèi)能增加量E．氣體相當(dāng)于在a→b→c→a一個(gè)循環(huán)過程中與外界無熱量交換【答案】ACD【詳解】A．在a→b過程中，體積變大，氣體對(duì)外界做功，故A正確；B．根據(jù)可知，橫縱坐標(biāo)乘積代表溫度大小，所以在c→a過程中，溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對(duì)氣體做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w放熱，故B錯(cuò)誤；C．在a→b過程中，溫度升高，內(nèi)能增大，體積增大，氣體對(duì)外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸熱，且吸收的熱量大于對(duì)外做的功，故C正確；D．由題意得，，氣體在c→a過程中的溫度減少量大于氣體在b→c過程中溫度增加量，一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故氣體在c→a過程中的內(nèi)能減少量大于氣體在b→c過程中的內(nèi)能增加量，故D正確；E．氣體相當(dāng)于在a→b→c→a一個(gè)循環(huán)過程中，內(nèi)能變化量為零，但是圖像面積代表做功，則一個(gè)循環(huán)，外界對(duì)氣體做功根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體在a→b→c→a一個(gè)循環(huán)過程中對(duì)外界放出的熱量為4p0V0，故E錯(cuò)誤。故選ACD。3．如圖所示，有甲、乙兩個(gè)完全相同、帶輕質(zhì)活塞、內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸。內(nèi)部封閉相同質(zhì)量的同種理想氣體，初始狀態(tài)下氣體的溫度均為27℃，然后把汽缸甲的活塞固定。現(xiàn)分別對(duì)汽缸加熱，使得甲、乙汽缸中氣體的溫度都上升到127℃，發(fā)現(xiàn)汽缸甲內(nèi)氣體吸收了800J熱量，汽缸乙內(nèi)氣體吸收了1000J熱量。已知大氣壓p0=1105Pa，下面說法正確的是（）A．溫度升高到127℃過程中，甲、乙中氣體內(nèi)能都增加800JB．溫度升高到127℃過程中，乙中氣體對(duì)外做功600JC．溫度升高到127℃過程中，乙中氣體體積增量為D．溫度為27℃時(shí)，甲、乙中氣體的體積均為【答案】AC【詳解】A．根據(jù)熱力學(xué)第一定律對(duì)于甲中氣體，由于氣體既不對(duì)外做功，外界也不對(duì)氣體做功，因此有，可知，汽缸甲內(nèi)氣體吸收了800J熱量，其內(nèi)能都增加800J，而汽缸乙中氣體與甲中氣體完全相同，當(dāng)完全相同的氣體從同一溫度升高到另一相同溫度時(shí)其內(nèi)能也一定相同，因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的標(biāo)志，溫度相同，分子平均動(dòng)能相同，而對(duì)于一定量的同種氣體而言，分子平均動(dòng)能相同，則其內(nèi)能相同，因此可知，乙汽缸中氣體內(nèi)也增加了800J，故A正確；B．根據(jù)根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，汽缸乙內(nèi)氣體吸收了1000J熱量，而氣體內(nèi)能增加了800J，則可知乙中氣體對(duì)外做功200J，故B錯(cuò)誤；CD．設(shè)甲乙兩汽缸初始時(shí)氣體的體積均為，根據(jù)題意可知，乙汽缸在給氣體加熱的過程中發(fā)生的是等壓變化，設(shè)溫度升高到127℃時(shí)體積變?yōu)?，則由蓋呂薩克定律可得式中，解得而式中，解得則可知溫度升高到127℃過程中，乙中氣體體積增量為故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。4．“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的裝置，可在用電低谷時(shí)儲(chǔ)存能量、用電高峰時(shí)釋放能量。假設(shè)“空氣充電寶”在工作過程中，其中的氣體可看成質(zhì)量不變的理想氣體，其圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中體積減小B．氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中分子平均動(dòng)能增大C．氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中一定要從外界吸熱D．氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中密度增大E．氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中對(duì)單位面積器壁的壓力減小【答案】BCE【詳解】A．氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中，氣體做等壓變化，有氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中，溫度升高，體積增大，故A錯(cuò)誤；B．氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，故B正確；C．氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中，溫度升高，氣體內(nèi)能增大，氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第二定律則氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中一定要從外界吸熱，故C正確；D．氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中氣體壓強(qiáng)減小，溫度降低，圖線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率逐漸減小，根據(jù)可得圖像中的狀態(tài)點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率與體積大小成反比，故氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中，氣體體積增大，密度減小，故D錯(cuò)誤；E．氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中，溫度降低，氣體分子平均動(dòng)能減小，體積減小，單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)減小，對(duì)單位面積器壁的壓力減小，故E正確。故選BCE。5．汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始經(jīng)狀態(tài)B、狀態(tài)C，再回到狀態(tài)A，變化過程中氣體的壓強(qiáng)p隨體積的倒數(shù)的圖像如圖所示，圖中CA與橫軸平行，BC與縱軸平行，BA的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)。則下列說法正確的是（）A．從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，單位時(shí)間內(nèi)撞擊汽缸壁單位面積上的分子數(shù)增加B．從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中，氣體一定吸收熱量C．從狀態(tài)C到狀態(tài)A的過程中，氣體一定吸收熱量D．氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度高于在狀態(tài)A時(shí)的溫度E．氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C回到狀態(tài)A過程，一定向外界放出熱量【答案】ACE【詳解】A．由可得則由圖像可知，理想氣體從A到B發(fā)生等溫變化，體積變小、壓強(qiáng)變大，則由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋知，單位時(shí)間內(nèi)撞擊到汽缸壁單位面積上的分子數(shù)增加，故A正確；B．理想氣體從B到C發(fā)生等容變化，壓強(qiáng)減小，由可知，溫度降低，故內(nèi)能減小，由于氣體體積未變，則氣體既不對(duì)外做功，外界也不對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定放出熱量，故B錯(cuò)誤；C．理想氣體從C到A過程發(fā)生等壓變化，體積變大，由理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體發(fā)生等壓變化，則氣體溫度升高，因氣體體積增大對(duì)外界做功，且溫度升高內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定從外界吸收熱量，故C正確，D錯(cuò)誤；E．作出整個(gè)變化過程的pV圖像如圖所示可知經(jīng)過一個(gè)循環(huán)，外界對(duì)氣體做正功，而從A狀態(tài)最終回到A狀態(tài)，氣體的內(nèi)能不變，則根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定向外界放出熱量，故E正確。故選ACE。6．一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸中，氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C最終變化到D，該過程中氣體的VT圖像如圖，O、A、D三點(diǎn)共線。下列說法正確的是（）A．氣體由A到B一定是從外界吸收熱量B．氣體在狀態(tài)A單位時(shí)間對(duì)單位面積器壁的沖量小于在狀態(tài)B的沖量C．氣體由B到C從外界吸收熱量D．氣體由C到D對(duì)外做的功大于從外界吸收的熱量E．氣體在狀態(tài)A與狀態(tài)D的壓強(qiáng)相等【答案】CBE【詳解】A．氣體由A到B體積減小，外界對(duì)氣體做功，溫度升高，氣體的內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第一定律可知，該過程氣體不一定從外界吸收熱量，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，狀態(tài)A的壓強(qiáng)小于狀態(tài)B，則狀態(tài)A氣體對(duì)單位面積壓力更大，根據(jù)可知，狀態(tài)A單位時(shí)間對(duì)單位面積器壁的沖量更小，故B正確；C．氣體由B到C，體積不變，氣體不做功，溫度升高，氣體的內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w從外界吸收熱量，故C正確；D．氣體由C到D的過程，做等溫變化，氣體的內(nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體對(duì)外做的功等于從外界吸收的熱量，故D錯(cuò)誤；E．由，得因?yàn)镺、A、D三點(diǎn)共線，氣體在狀態(tài)A、D的壓強(qiáng)相等，故E正確。故選CBE。7．下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)以及熱學(xué)現(xiàn)象的說法中正確的是（）A．用吸盤、細(xì)線將洗凈的玻璃板水平懸掛并貼在水面上，當(dāng)緩慢地提起玻璃板脫離水面的一瞬間，拉力等于玻璃板的重力B．非晶體的微觀結(jié)構(gòu)跟液體非常相似，嚴(yán)格來說，只有晶體才能叫做真正的固體C．當(dāng)物質(zhì)分子間的分子力為零時(shí)，分子勢(shì)能值最小D．第二類永動(dòng)機(jī)不違反熱力學(xué)第二定律，只違反熱力學(xué)第一定律E．在散熱的條件下被壓縮的氣體內(nèi)能不一定增加【答案】BCE【詳解】A．玻璃板脫離水面的一瞬間，除了受重力、拉力外，還受到水分子對(duì)它的引力。所以拉力大于玻璃板的重力，故A錯(cuò)誤；B．非晶體的微觀結(jié)構(gòu)跟液體非常相似，嚴(yán)格來說，只有晶體才能叫做真正的固體，故B正確；C．當(dāng)r>r0，分子力表現(xiàn)為引力，分子距離越大，分子勢(shì)能越大；當(dāng)r<r0，分子力表現(xiàn)為斥力，分子距離越小，分子勢(shì)能越大；故當(dāng)r=r0，分子力為0，分子勢(shì)能最小，故C正確；D．第二類永動(dòng)機(jī)不違反熱力學(xué)第一定律，卻違反熱力學(xué)第二定律，故D錯(cuò)誤；E．氣體被壓縮時(shí)外界對(duì)氣體做功，同時(shí)在對(duì)外放出熱量，由于不知功與熱量的豎直，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，在散熱的條件下被壓縮的氣體內(nèi)能不一定增加，故E正確。故選BCE。8．某同學(xué)設(shè)計(jì)的氣壓升降機(jī)如圖所示，在豎直圓柱形汽缸內(nèi)用活塞封閉了一定質(zhì)量的氣體，汽缸內(nèi)壁光滑，活塞與內(nèi)壁接觸緊密無氣體泄漏，活塞橫截面積為S，活塞及其上方裝置總重力大小為G，活塞停在內(nèi)壁的小支架上（圖中未畫出），與缸底的距離為H，氣體的溫度為T0時(shí)，壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，已知?，F(xiàn)給電熱絲通電，經(jīng)過一段時(shí)間，活塞緩慢上升了。上述過程中，氣體可視為理想氣體，若整個(gè)過程中封閉氣體內(nèi)能的變化為?U，求：（1）氣體的最高溫度T；（2）整個(gè)過程中氣體吸收的熱量Q?！敬鸢浮浚?）2.25T0；（2）【詳解】（1）初態(tài)；；末態(tài)：對(duì)活塞分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可得；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得解得（2）全過程外界對(duì)氣體做的功由熱力學(xué)第一定律解得9．如圖1所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸水平放置，橫截面積、質(zhì)量、厚度不計(jì)的活塞與汽缸底部之間封閉了一部分理想氣體，此時(shí)活塞與汽缸底部之間的距離，在活塞的右側(cè)處有一對(duì)與汽缸固定連接的卡環(huán)，氣體的溫度，大氣壓強(qiáng)?，F(xiàn)將汽缸豎直放置，如圖2所示，取。（1）豎直后，求活塞與汽缸底部之間的距離；（2）豎直后，求加熱到時(shí)氣體的壓強(qiáng)；（3）若汽缸豎直放置時(shí)氣體壓強(qiáng)為，加熱到時(shí)的壓強(qiáng)為，活塞移動(dòng)距離為，氣體總共吸收熱量為，求氣體內(nèi)能增量（選用以下物理量表示：、、、、、）【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）豎直后，氣體的壓強(qiáng)為根據(jù)玻意耳定律可得解得（2）假設(shè)時(shí)活塞到達(dá)卡環(huán)處，則有根據(jù)理想氣體整體方程可得解得符合假設(shè)，則氣體的壓強(qiáng)為（3）根據(jù)熱力學(xué)第一定律活塞到達(dá)卡環(huán)前氣體壓強(qiáng)不變，到達(dá)卡環(huán)后不做功，則有聯(lián)立可得10．如圖所示，一個(gè)內(nèi)部帶有氣密性良好活塞的絕熱氣缸，在其頂部開口并帶有卡環(huán)。忽略氣缸壁及活塞的厚度，如果氣缸高為H，橫截面積為S。初始時(shí)，活塞位于氣缸一半高度處且與兩根已被壓縮了0.25H的彈簧相連，缸內(nèi)氣體初始溫度為，不計(jì)一切摩擦，其中每根彈簧勁度系數(shù)，活塞質(zhì)量為?，F(xiàn)在通過氣缸內(nèi)的電熱絲加熱氣體，活塞緩緩上升，直至剛好到達(dá)氣缸頂部，求：（1）求初始狀態(tài)時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)p；（2）求活塞剛好到達(dá)氣缸頂部時(shí)封閉氣體的溫度T；（3）若已知在整個(gè)加熱過程中，氣體吸收熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化量?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）溫度為時(shí)，對(duì)活塞，根據(jù)平衡條件有解得（2）活塞恰好到達(dá)氣缸頂部的過程中，氣體壓強(qiáng)體積溫度都在變化，則末狀態(tài)的壓強(qiáng)關(guān)系為解得根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程解得（3）第一解法：對(duì)活塞由動(dòng)能定理解得根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得第二解法：當(dāng)氣體溫度為時(shí)，體積為0.5HS；當(dāng)活塞恰好到達(dá)氣缸頂部時(shí)，氣體溫度升高的過程中，氣體做體積變大壓強(qiáng)變大的變化，在這個(gè)過程中，壓強(qiáng)關(guān)于上升高度成線性關(guān)系，故有氣體對(duì)外做功為根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得11．一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷B、C兩個(gè)狀態(tài)又回到狀態(tài)A，壓強(qiáng)p與體積的關(guān)系圖象如下圖所示，與橫軸平行，三角形的面積為，的長(zhǎng)度與的長(zhǎng)度相等，已知?dú)怏w在狀態(tài)B時(shí)的溫度為，再根據(jù)圖像所提供的其它已知信息，求：（1）氣體在狀態(tài)C時(shí)的壓強(qiáng)與溫度；（2）氣體從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，外界對(duì)氣體所做的功。【答案】（1），；（2）【詳解】（1）設(shè)氣體在狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)為p，體積為，溫度為，由幾何關(guān)系可得三角形的面積；氣體從B到C，由理想氣體狀態(tài)方程可得聯(lián)立解得；；（2）由幾何關(guān)系可得與橫軸所圍成的面積為由功的定義可得外界對(duì)氣體所做的功等于關(guān)系圖像與橫軸所圍成的面積，則氣體從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，外界對(duì)氣體所做的功為可得12．某同學(xué)喝一盒牛奶但未喝完，想測(cè)量剩余牛奶的體積。他發(fā)現(xiàn)插在牛奶盒里的透明豎直吸管內(nèi)殘留了一小段長(zhǎng)度為l的牛奶柱，于是用蠟將接口密封，吸管下端在液面上方，如圖所示。他先在室內(nèi)測(cè)得牛奶盒接口處到牛奶柱下端的距離為，再將牛奶盒拿到室外一段時(shí)間后，測(cè)得接口處到牛奶柱下端的距離變?yōu)椤Ｒ阎覂?nèi)的熱力學(xué)溫度為，室外的熱力學(xué)溫度為，大氣壓恒為，吸管橫截面積為S，牛奶盒容積為，牛奶密度為，重力加速度為g，忽略吸管壁的厚度和牛奶柱的蒸發(fā)，整個(gè)過程牛奶盒未形變，牛奶未溢出，牛奶盒及吸管內(nèi)的封閉氣體視為理想氣體。（1）求剩余牛奶的體積；（2）若氣體的內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比，比例系數(shù)為k，求該過程封閉氣體吸收的熱量?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）設(shè)室內(nèi)牛奶盒內(nèi)空氣體積V，將牛奶盒拿到室外為等壓變化，根據(jù)得剩余牛奶的體積（2）室內(nèi)內(nèi)能室外內(nèi)能內(nèi)能變化量該過程外界對(duì)氣體做功根據(jù)該過程封閉氣體吸收的熱量13．在熱力學(xué)中有一種循環(huán)過程叫作焦耳循環(huán)，它由兩個(gè)等壓過程和兩個(gè)絕熱過程組成。一定質(zhì)量的理想氣體的焦耳循環(huán)過程(A→B→C→D→A)如圖所示，已知某些狀態(tài)的部分參數(shù)(見圖中所標(biāo)數(shù)據(jù))，狀態(tài)P位于過程AB的中點(diǎn)。1atm＝1×105Pa。①已知狀態(tài)