專題訓(xùn)練：熱力學(xué)三大定律與氣體方程結(jié)合題型歸納

【題型歸納】

題型一：熱力學(xué)定律概念問題

題型二：熱力學(xué)的內(nèi)能問題

題型三：熱力學(xué)中的圖像問題

題型四：熱力學(xué)和理想氣體方程的綜合問題

【題型通關(guān)】

題型一：熱力學(xué)定律概念問題

1．（22-23高二下·遼寧沈陽·期中）下列關(guān)于熱力學(xué)定律的說法中，正確的是（）

A．熱力學(xué)第一定律與熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是一樣的

B．不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功

C．我們要節(jié)約能源的根本原因是能量在數(shù)量上減少了

D．即使沒有摩擦、不必要的散熱損失，熱機(jī)也不可能把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

【答案】D

【詳解】

A．熱力學(xué)第一定律反映了物體的內(nèi)能變化與做功和熱傳遞的關(guān)系，而熱力學(xué)第二定律則反映了熱現(xiàn)象的宏觀方向

性，A錯誤；

B．在外界的影響下，可以從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，B錯誤；

C．我們要節(jié)約能源的根本原因是可利用能源的數(shù)量在不斷減少，但能量的總量是不變的，C錯誤；

D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律，即使沒有摩擦、不必要的散熱損失，熱機(jī)也不可能把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，

也就是說，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到百分之百，D正確。

故選D。

2．（22-23高二下·北京海淀·期末）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（）

A．氣體吸熱后溫度一定升高

B．熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體

C．若系統(tǒng)A和系統(tǒng)B之間達(dá)到熱平衡，則它們的溫度一定相同

D．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把熱量從冰箱內(nèi)傳到外界，違背了熱力學(xué)第二定律

【答案】C

【詳解】A．由熱力學(xué)第一定律得，如果氣體吸熱的同時對外做功，且做功的數(shù)值大于吸收的熱量，則溫度降低。

故A錯誤；

B．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但像冰箱等電器可以把熱量從低溫物體傳到高溫物體，但不是自

發(fā)的。故B錯誤；

C．若系統(tǒng)A和系統(tǒng)B之間達(dá)到熱平衡，則它們的溫度一定相同，故C正確；

D．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把熱量從冰箱內(nèi)傳到外界，沒有違背了熱力學(xué)第二定律。制冷系統(tǒng)通過壓縮機(jī)做

功把把熱量從冰箱內(nèi)傳到外界，故D錯誤。

故選C。

3．（22-23高二下·吉林松原·期末）根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（）

A．空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量等于向室外放出的熱量

B．科技的進(jìn)步可以使內(nèi)燃機(jī)成為單一熱源的熱機(jī)

C．對能源的過度消耗使自然界的能量不斷減少，形成“能源危機(jī)”

D．電冰箱的工作原理不違背熱力學(xué)第一定律，電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)?/p>

其消耗了電能

【答案】D

【詳解】A．空調(diào)機(jī)在制冷過程中，把室內(nèi)的熱量向室外釋放，消耗電能，產(chǎn)生熱量，故空調(diào)機(jī)從室內(nèi)吸收的熱量

小于向室外放出的熱量，故A錯誤；

B．根據(jù)熱力學(xué)第二定律，可知內(nèi)燃機(jī)不可能成為單一熱源的熱機(jī)，故B錯誤；

C．自然界的能量不會減少，形成“能源危機(jī)”的原因是能源的品質(zhì)下降，可利用的能源不斷減少，故C錯誤；

D．電冰箱的工作原理不違背熱力學(xué)第一定律，電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠?/p>

消耗了電能，故D正確。

故選D。

題型二：熱力學(xué)的內(nèi)能問題

4．（23-24高二下·上?！て谥校┤鐖D所示，向一個空的鋁制飲料罐中插入一根粗細(xì)均勻透明吸管，接口用蠟密封，在

吸管內(nèi)引入一小段油柱（長度可忽略）。如果不計(jì)大氣壓的變化，該裝置就是一支簡易的氣溫計(jì)。則（）

A．溫度升高后，罐中氣體壓強(qiáng)增大

B．給吸管標(biāo)上溫度刻度值，刻度是均勻的

C．用更粗的透明吸管，其余條件不變，則測溫范圍會減小

D．溫度升高，罐內(nèi)氣體對外做的功大于氣體從外界吸收的熱量

【答案】B

【詳解】A．罐中氣體壓強(qiáng)始終等于大氣壓，即罐中氣體壓強(qiáng)始終不變，故A錯誤；

B．設(shè)初始溫度為T0、罐中空氣體積為V0、吸管內(nèi)空氣柱長變?yōu)長0、其橫截面積為S，溫度變化后溫度為T、罐中

空氣體積不變、吸管內(nèi)空氣柱長變?yōu)長、其橫截面積不變。在溫度變化時，氣體做等壓變化，有

LSVLSV

000C

T0T

解得

CTV

L0

S

所以

CTC

Lt

SS

即管中油柱移動的距離與溫度變化量成正比，所以給吸管標(biāo)上溫度刻度值時刻度是均勻的，故B正確；

C．根據(jù)

CTC

Lt

SS

可知，用更粗的透明吸管（S變大）、其余條件不變時，相同的?t情況下?L變小，則測溫范圍會增大，故C錯誤；

D．溫度升高時，罐內(nèi)氣體體積增大對外做功（即W＜0），同時罐內(nèi)氣體的內(nèi)能增大（即?U＞0），由熱力學(xué)第一定

律

WQU

可知，罐內(nèi)氣體從外界吸收的熱量等于對外界做的功與罐內(nèi)氣體內(nèi)能增加的和，所以罐內(nèi)氣體對外界做的功小于罐

內(nèi)氣體從外界吸收的熱量，故D錯誤。

故選B。

5．（22-23高二下·云南玉溪·期末）如圖所示，帶有活塞的汽缸中密封著一定質(zhì)量的理想氣體（不考慮氣體分子勢能），

汽缸和活塞均具有良好的絕熱性能。將一個熱敏電阻（隨溫度升高，電阻變?。┲糜谄字校瑹崦綦娮枧c汽缸外的

歐姆表連接，汽缸固定不動，缸內(nèi)活塞可自由移動且不漏氣，活塞下掛一沙桶，沙桶裝滿沙子時活塞恰好靜止。現(xiàn)

將沙桶底部鉆一小洞，細(xì)沙緩緩漏出。則下列說法不正確的是（）

A．外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能增大

B．氣體對外界做功，氣體的內(nèi)能減小

C．氣體的壓強(qiáng)增大，體積減小

D．歐姆表的指針逐漸向右偏轉(zhuǎn)

【答案】B

【詳解】ABC．在細(xì)沙緩慢漏出的過程中，沙桶對活塞向下的拉力減小，活塞在大氣壓的作用下向上運(yùn)動，氣體體

積減小，外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能增大，溫度升高，壓強(qiáng)增大，故A正確，B錯誤，C正確；

D．氣體的內(nèi)能增大，溫度升高，由于熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，歐姆表示數(shù)減小，指針右偏，故D正

確。

本題選不正確的，故選B。

6．（21-22高二下·江蘇蘇州·期中）如圖所示，絕熱隔板K把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，K與氣缸壁的接

觸是光滑的。兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b。氣體分子之間相互作用的勢能可忽略。現(xiàn)

通過電熱絲對氣體a加熱一段時間后，a、b各自達(dá)到新的平衡。下列說法中錯誤的是（）

A．a(chǎn)的溫度升高

B．加熱后a的分子熱運(yùn)動比b更激烈

C．a(chǎn)的體積增大，壓強(qiáng)變小

D．a(chǎn)增加的內(nèi)能大于b增加的內(nèi)能

【答案】C

【詳解】AC．由于氣缸和隔板都是絕熱的，電熱絲加熱過程中，氣體a的溫度升高，a氣體膨脹，b氣體被壓縮，

壓強(qiáng)增加，外界對b氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得知b的溫度升高了，加熱過程中氣體a和氣體b壓強(qiáng)始終相

等，可知a的體積減小，壓強(qiáng)變大，由

PV

C

T

可知?dú)怏wa的溫度也升高，故A正確，不符合題意，C錯誤，符合題意；

B．由于氣體a體積膨脹，氣體b被壓縮，最終氣體a體積大于氣體b體積，由于初始時刻兩個氣室內(nèi)是同種氣體，

且體積相等，加熱過程中氣體a和氣體b壓強(qiáng)相等，由

pV

C

T

可知加熱后氣體a的溫度高于氣體b的溫度，即氣體a的分子熱運(yùn)動比氣體b更激烈，故B正確，不符合題意；

D．由于氣體a膨脹，氣體b被壓縮，最終氣體a體積大于氣體b體積，所以氣體a的最終溫度較高，內(nèi)能增加較多，

故D正確，不符合題意。

故選C。

題型三：熱力學(xué)中的圖像問題

7．（22-23高二下·河北衡水·階段練習(xí)）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過等溫變化到狀態(tài)D，該變化過

程的pV圖像為A→C→D，該過程中氣體對外界做的功為15J。該氣體也可以經(jīng)A→B→D過程從狀態(tài)A變化到狀

態(tài)D，該過程中氣體對外界做的功為24J。下列說法正確的是（）

A．該氣體在A→C→D過程中從外界吸收的熱量小于15J

B．該氣體在A→B→D過程中從外界吸收的熱量為9J

C．該氣體在A→B→D過程中內(nèi)能增加了9J

D．pV圖像中A→B→D→C→A圍成的面積為9J

【答案】D

【詳解】

A．由于從狀態(tài)A經(jīng)過等溫變化到狀態(tài)D，理想氣體內(nèi)能不變，體積變大對外做功，所以A→C→D過程中氣體對外

界做的功為15J，由能量守恒知識可知?dú)怏w在A→C→D過程中從外界吸收的熱量等于15J，故A錯誤；

BC．由于該氣體經(jīng)A→B→D過程從狀態(tài)A變化到狀態(tài)D，該過程中氣體對外界做的功為24J，由理想氣體狀態(tài)方

程可知從狀態(tài)A變化到狀態(tài)D，兩個狀態(tài)的溫度相同，內(nèi)能相同，即內(nèi)能增加量為0，由能量守恒知識可知該氣體

在A→B→D過程中從外界吸收的熱量為24J，故BC錯誤；

D．由于A→C→D過程中氣體對外界做的功為15J，氣體經(jīng)A→B→D過程從狀態(tài)A變化到狀態(tài)D，該過程中氣體對

外界做的功為24J，且A→B→D→C→A最終回到狀態(tài)A，pV圖像與橫軸圍成的面積表示對外做功，所以圖像中

A→B→D→C→A圍成的面積為9J，故D正確。

故選D。

8．（22-23高二下·江西上饒·期末）一定質(zhì)量的理想氣體按圖示情況經(jīng)歷ABCD的狀態(tài)變化，則下列說法

正確的是（）

A．AB的過程是一個等溫變化

B．BC的過程中氣體分子的平均動能增大

C．若狀態(tài)C時氣體的溫度為30C，則狀態(tài)D時氣體的溫度為10C

D．BCD的過程中氣體從外界吸收的熱量為1.8106J

【答案】B

【詳解】A．由圖可知

pAVApBVB

故AB的過程不是等溫變化，故A錯誤；

B．BC過程為等壓變化，溫度升高，體積增大，分子的平均動能增大，故B正確；

C．狀態(tài)C時氣體的溫度為30C，即

TC303K

根據(jù)查理定律可得

pp

CD

TCTD

可得

TD101K=172C

故C錯誤；

D．由于

pBVBpDVD

故

TBTD

因此BCD過程氣體內(nèi)能不變化，故該過程氣體從外界吸收的熱量等于氣體對外界做的功，根據(jù)p-V圖像與橫

軸面積表示氣體對外界做的功可得

QW1.2103J

故D錯誤。

故選B。

9．（22-23高二下·江蘇南通·期中）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)B、C變化到狀態(tài)D的狀態(tài)變化過程p-V圖像

如圖所示，AB與橫軸平行，BC與縱軸平行，ODC在同一直線上。已知A狀態(tài)溫度為400K，從A狀態(tài)至B狀態(tài)氣

體吸收了320J的熱量，下列說法不正確的是（）

A．A狀態(tài)的內(nèi)能大于C狀態(tài)的內(nèi)能

B．D狀態(tài)的溫度為225K

C．從A狀態(tài)至D狀態(tài)整個過程中，氣體對外做功62.5J

D．從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，氣體內(nèi)能增加了240J

【答案】A

【詳解】A．由理想氣體狀態(tài)方程pVnRT可得

VV

AB

TATB

pp

BC

TBTC

代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立解得

TATC

即A狀態(tài)的內(nèi)能等于C狀態(tài)的內(nèi)能，故A錯誤；

B．由理想氣體狀態(tài)方程可得

pVT

CCC

pDVDTD

由圖可知

1

p(0.20.2)105Pa

D4

聯(lián)立解得

T16

C

TD9

所以

99

TTT225K

D16C16A

故B正確；

C．因?yàn)閜V圖像的面積等于功，則從A狀態(tài)至D狀態(tài)的整個過程中，氣體對外做功

0.150.2

W0.41052103(105103)62.5J

2

故C正確；

D．從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，氣體吸收了320J的熱量，同時氣體對外做功

53

WAB0.410210J80J

所以氣體內(nèi)能增加了240J，故D正確。

本題要求選擇不正確的，故選A。

題型四：熱力學(xué)和理想氣體方程的綜合問題

10．（22-23高二下·安徽滁州·期末）如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸豎直倒立在兩木塊上，汽缸底水平，汽缸質(zhì)

量為M20kg、橫截面積為S5.0103m2、高為H0.5m，質(zhì)量m10kg、厚度可忽略的活塞在汽缸中封閉了

℃

一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度t127，活塞靜止，此時活塞到汽缸開口端的距離為h0.1m。通過一定的方法

℃5

使汽缸內(nèi)封閉氣體從外界吸收了熱量Q620J，此時氣體溫度為t2177，已知大氣壓強(qiáng)為p01.010Pa，重力

加速度大小g10m/s2，求：

（1）最終氣體的壓強(qiáng)；

（2）此過程中封閉氣體的內(nèi)能變化。

【答案】（1）0.96105Pa；（2）580J

【詳解】

（1）初始時氣體壓強(qiáng)為

mg

pp0.8105Pa

10S

氣體體積

V1(Hh)S

溫度T1300K。假設(shè)汽缸足夠長，溫度變?yōu)?/p>

T2(273177)K450K

根據(jù)蓋—呂薩克定律有

VV

12

T1T2

解得

V20.6SV00.5S(汽缸體積)

表明活塞向下移動h后氣體做等容變化，最終氣體的壓強(qiáng)為p3，體積V3V0，溫度T3T2。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

有

pVpV

1133

T1T3

解得

5

p30.9610Pa

（2）封閉氣體在等壓變化過程中氣體對外界做的功

Wp1hS

對封閉氣體，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律有

UQW

聯(lián)立解得

U580J

11．（2023·四川成都·一模）如圖（a），豎直圓柱形汽缸導(dǎo)熱性良好，用橫截面積為S的活塞封閉一定量的理想氣體，

活塞質(zhì)量為m0，此時活塞靜止，距缸底高度為H。在活塞上放置質(zhì)量為m1（未知）的物塊靜止后，活塞距缸底高

2

度為HH，如圖（b）所示。不計(jì)活塞與汽缸間的摩擦，已知大氣壓強(qiáng)為p0，外界溫度為27℃，重力加速度為

3

g，汽缸始終保持豎直。

（1）求物塊質(zhì)量m1；

（2）活塞上仍放質(zhì)量為m1物塊，為使得活塞回到距缸底為H的高度，求密封氣體的熱力學(xué)溫度T應(yīng)緩慢上升為多

少；

（3）若（2）過程中氣體內(nèi)能增加了U，求該過程中缸內(nèi)氣體從外界吸收的熱量Q。

mgpS（mgpS）H

【答案】（1）00；（2）450K；（3）ΔU00

2g2

【詳解】（1）以被密封氣體為研究對象，初態(tài)，設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為p1，由力的平衡條件有

m0gp0Sp1S

2

活塞從位置H到H位置，氣體發(fā)生等溫變化，設(shè)末狀態(tài)壓強(qiáng)為p，由玻意耳定律可知

32

p1HSp2HS

解得

（3mgpS）

p00

22S

末態(tài)，由力的平衡條件有

m0gm1gp0Sp2S

解得

mgpS

m00

12g

（2）封閉氣體原來的溫度為

T1t273K300K

2

活塞從位置H到H位置的過程，氣體發(fā)生等壓變化，設(shè)升溫之后的溫度為T，由蓋—呂薩克定律有

32

HSHS

T1T2

解得

T2450K

（3）外界對氣體做功為

（mgpS）H

WpΔVpS（HH）00

222

由熱力學(xué)第一定律有

ΔUWQ

解得

（mgpS）H

QΔU00

2

12．（21-22高二下·江蘇蘇州·期中）如圖所示，上端帶有卡口的橫截面積為S、高為L的導(dǎo)熱性能良好的氣缸中用

一光滑的活塞B封閉著一定質(zhì)量的理想氣體A，氣缸底部與U形水銀氣壓計(jì)（U形管內(nèi)氣體體積忽略不計(jì)）相連，

已知?dú)怏w內(nèi)能U與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為U=αT，其中α為已知常數(shù)，活塞B的質(zhì)量為m，重力加速度為g，大氣

4

壓強(qiáng)為p0，水銀的密度為ρ，環(huán)境熱力學(xué)溫度為T0時，活塞離缸底的距離為L，U形氣壓計(jì)兩側(cè)水銀面的高度

5

差為Δh。求：

（1）活塞B的質(zhì)量為m；

（2）環(huán)境溫度由T0緩慢升高至2T0時，U形氣壓計(jì)兩側(cè)水銀面的高度差Δh1；

（3）環(huán)境溫度由T0緩慢升高至2T0時過程中，氣體吸收的熱量。

3p811

【答案】（1）Sh；（2）0h；（3）TpLSghLS

5g50505

【詳解】（1）初始狀態(tài)，氣體A壓強(qiáng)

p1p0gh

對活塞，根據(jù)平衡條件得

p0Smgp1S

解得

mSh

（2）緩慢升高環(huán)境溫度，活塞B上升，氣體發(fā)生等壓變化，U形導(dǎo)管內(nèi)側(cè)水銀面的高度差不變，設(shè)活塞B剛好到

達(dá)容器口時，溫度為T1，由蓋—呂薩克定律得

4

LS

LS

5

T0T1

解得

5

TT2T

1400

5

之后，氣體溫度由T升高到2T，氣體發(fā)生等容變化。設(shè)壓強(qiáng)p，根據(jù)

4002

pp

12

52T

T0

40

得

88

pp(pgh)

25150

又

p2p0gh1

聯(lián)立得

3p8

h0h

15g5

（3）整個過程中，外界對氣體做的功

4

Wp(LSLS)

15

由熱力學(xué)第一定律得

(2T0T0)QW

解得，

11

QTpLSghLS

0505

【專題強(qiáng)化】

一、單選題

13．（23-24高二下·江蘇南通·期中）如圖所示，固定在鐵架臺上的燒瓶，通過橡膠塞連接一根水平玻璃管，向玻璃

管中注入一段液柱。用手捂住燒瓶，會觀察到液柱緩慢向外移動。關(guān)于燒瓶內(nèi)的氣體，下列說法正確的是（）

A．氣體的壓強(qiáng)變小B．氣體的內(nèi)能增加

C．氣體溫度保持不變D．氣體向外釋放熱量

【答案】B

【詳解】A．對液柱進(jìn)行分析，由于液柱處于水平玻璃管，大氣對液柱的壓力與燒瓶內(nèi)氣體對液柱的壓力平衡，可

知，氣體壓強(qiáng)等于大氣壓，即氣體的壓強(qiáng)不變，故A錯誤；

B．用手捂住燒瓶，燒瓶內(nèi)的氣體溫度升高，忽略氣體的分子勢能，則氣體內(nèi)能由溫度決定，即氣體的內(nèi)能增加，

故B正確；

C．用手捂住燒瓶，燒瓶內(nèi)的氣體溫度升高，故C錯誤；

D．液柱緩慢向外移動，氣體體積增大，氣體對外做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣

體從外界吸收熱量，故D錯誤。

故選B。

14．（23-24高二下·江蘇淮安·期中）下列說法中正確的是（）

A．0K即0℃

B．熱量不可能自發(fā)地從內(nèi)能少的物體傳到內(nèi)能多的物體

C．溫度高的物體其內(nèi)能一定大

D．溫度是大量分子熱運(yùn)動劇烈程度的宏觀反映

【答案】D

【詳解】A．0K為273.15C，故A錯誤；

B．熱量可以自發(fā)地從溫度高的物體傳到溫度低的物體，溫度高的物體內(nèi)能可能少，所以熱量可能自發(fā)地從內(nèi)能少

的物體傳到內(nèi)能多的物體，故B錯誤；

C．溫度高的物體，分子的平均動能大，還與質(zhì)量有關(guān)，內(nèi)能不一定大，故C錯誤；

D．溫度是大量分子熱運(yùn)動劇烈程度的宏觀反映，溫度越高，分子熱運(yùn)動越激烈，故D正確。

故選D。

15．（2024·天津河西·二模）氣壓式電腦升降桌通過汽缸上下運(yùn)動來支配桌子升降，其簡易結(jié)構(gòu)如圖所示。圓柱形汽

缸與桌面固定連接，柱狀活塞與底座固定連接?？勺杂梢苿拥钠着c活塞之間封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸導(dǎo)

熱性能良好，活塞可在氣缸內(nèi)無摩擦活動。設(shè)氣體的初始狀態(tài)為A，將電腦放在桌面上保持不動，桌子緩慢下降一

段距離后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)B。打開空調(diào)一段時間后，室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度，穩(wěn)定后氣桌面體狀態(tài)為C。則氣體從

狀態(tài)ABC的過程中，下列說法正確的是（）

A．從A到B的過程中，氣體等溫壓縮，壓強(qiáng)增大

B．從A到B的過程中，氣體從外界吸熱

C．從B到C的過程中，氣體等壓降溫，體積增大

D．從B到C的過程中，氣體從外界吸熱

【答案】A

【詳解】A．從A到B的過程中，桌子緩慢下降，由于汽缸導(dǎo)熱性能良好，可知?dú)怏w等溫壓縮，體積減小，根據(jù)玻

意耳定律可知，壓強(qiáng)增大，故A正確；

B．從A到B的過程中，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體

會向外界放熱，故B錯誤；

C．從B到C的過程中，桌面受力不變，氣體壓強(qiáng)一定，根據(jù)蓋呂薩克定律可知，溫度降低，體積一定減小，故C

錯誤；

D．從B到C的過程中，氣體溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體

會向外界放熱，故D錯誤。

故選A。

16．（21-22高二下·江蘇蘇州·期中）卡諾循環(huán)（Carnotcycle）是只有兩個熱源的簡單循環(huán)。如圖所示是卡諾循環(huán)的

P-V圖像，卡諾循環(huán)包括四個過程：a→b等溫過程；b→c絕熱膨脹過程；c→d等溫過程；d→a絕熱壓縮過程。

整個過程中封閉氣體可視為理想氣體，下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)→b過程，氣體放出熱量

B．c→d過程，氣體對外界做功

C．a(chǎn)→b過程溫度為T1，c→d過程溫度為T2，則T1＜T2

D．b→c過程氣體對外做功為W1，d→a過程外界對氣體做功為W2，則W1=W2

【答案】D

【詳解】A．a(chǎn)→b過程氣體體積增大，氣體對外界做功，則

W0

等溫變化，內(nèi)能不變

U0

由熱力學(xué)第一定律UWQ可知

Q0

所以氣體吸收熱量，故A錯誤；

B．c→d過程中，等溫壓縮，內(nèi)能不變，外界對氣體做功，故B錯誤；

pV

C．a(chǎn)→b過程溫度為T1，c→d過程溫度為T2，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程C，壓強(qiáng)體積乘積越大，溫度越高，則

T

T1＞T2

故C錯誤；

D．b→c過程和d→a過程都是絕熱過程，且氣體溫度變化大小相同，則內(nèi)能變化量的大小相同，根據(jù)熱力學(xué)第一

定律UWQ，Q=0，可知，b→c過程氣體對外做功為W1，d→a過程外界對氣體做功為W2，則

W1=W2

故D正確。

故選D。

17．（2024·河北石家莊·二模）如圖所示，在空的鋁制飲料罐中插入一根粗細(xì)均勻的透明吸管，接口處用蠟密封，吸

管中注入一段長度可忽略的油柱，在吸管上標(biāo)上溫度值，就制作成了一個簡易氣溫計(jì)。若外界大氣壓不變，下列說

法正確的是（）

A．吸管上的溫度刻度分布不均勻

B．吸管上標(biāo)的溫度值由下往上減小

C．溫度升高時，罐內(nèi)氣體增加的內(nèi)能大于吸收的熱量

D．溫度升高時，飲料罐內(nèi)壁單位面積、單位時間受到氣體分子撞擊次數(shù)減少

【答案】D

【詳解】A．若油柱緩慢移動，則封閉的理想氣體發(fā)生了等壓變化，則

VVV

12

T1T2T

VSl

所以

TS

T1l

V1

由此可知，吸管上的溫度刻度分布均勻，故A錯誤；

B．若溫度升高，氣體體積變大，油柱向上移動，則吸管上的溫度刻度值由下往上增大，故B錯誤；

C．氣溫升高時，氣體內(nèi)能增加，氣體體積增大，對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律

UQW

可知，氣體吸收的熱量大于對外做的功，罐內(nèi)氣體增加的內(nèi)能小于吸收的熱量，故C錯誤；

D．隨溫度升高，每個分子產(chǎn)生的平均撞擊力變大，而氣體發(fā)生等壓變化，則單位時間內(nèi)罐內(nèi)壁單位面積上受到氣

體分子撞擊的次數(shù)減小，故D正確。

故選D。

18．（2024高三·全國·專題練習(xí)）如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體，沿pV圖像中箭頭所示方向，從狀態(tài)A開

5

始先后變化到狀態(tài)B、C，再回到狀態(tài)A。已知?dú)怏w處于狀態(tài)A時的溫度為T0，大氣壓1atm1.010Pa，則下列判

斷正確的是（）

A．氣體從狀態(tài)C到狀態(tài)A的過程中，溫度先減小再增加

B．從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，氣體一定從外界吸收熱量

C．從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C過程氣體一定放出600J的熱量

D．從狀態(tài)A→B→C→A的過程中，外界對氣體做功200J

【答案】B

【詳解】A．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

pV

k

T

根據(jù)幾何關(guān)系可知?dú)怏w從狀態(tài)C到狀態(tài)A的過程中，壓強(qiáng)與體積的乘積先增大后減小，則溫度先增加再減小，故A

錯誤；

B．從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，體積膨脹，氣體對外界做功，W0，溫度升高，內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ

可知，Q0，氣體一定吸收熱量，故B正確；

C．B→C體積不變，氣體不做功，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C過程

（5－3）

WWABWBC310210J0600J

根據(jù)

pV

k

T

可知

TCT0

因此

U0

根據(jù)熱力學(xué)第一定律

UWQ

得

Q600J

因此從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C過程氣體一定吸收600J的熱量，故C錯誤；

D．從狀態(tài)A→B→C→A的過程中，外界對氣體做功

310511052103

WWWW（31052103J0J200J

ABBCCA2

故D錯誤。

故選B。

19．（2024高三·全國·專題練習(xí)）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從圖中A狀態(tài)開始，經(jīng)歷了B、C狀態(tài)，最后到

D狀態(tài)。AB的反向延長線過O點(diǎn)，BC和DA連線與橫軸平行，CD與縱軸平行。下列判斷正確的是（）

A．A→B過程，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增加

B．B→C過程，氣體體積增大

C．C→D過程，氣體壓強(qiáng)減小的原因是氣體分子數(shù)密度減小

D．整個過程，氣體對外做的功大于外界對氣體做的功

【答案】C

【詳解】A．A→B過程為等容變化過程，外界對氣體不做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，

氣體一定吸收熱量，故A錯誤；

B．B→C過程為等壓過程，溫度降低，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體體積減小，故B錯誤；

C．C→D過程為等溫過程，氣體壓強(qiáng)減小，體積增大，由于分子平均動能不變，因此壓強(qiáng)減小的原因是氣體分子數(shù)

密度減小，故C正確；

D．作出氣體狀態(tài)變化對應(yīng)的p-V圖像，如圖所示

p-V圖像與V軸圍成的面積代表功，B→C過程外界對氣體做功，C→D過程氣體對外做功，可以確

定整個過程氣體對外做的功小于外界對氣體做的功，故D錯誤。

故選C。

20．（2024·山東濟(jì)南·二模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)a→b→c→a回到初始狀態(tài)a，其T-V圖像如圖

所示。下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)、b狀態(tài)對應(yīng)的壓強(qiáng)之比為3∶2

B．b→c過程，容器壁單位面積上的分子平均作用力變小

C．c→a過程為絕熱過程

D．a(chǎn)→b→c→a整個過程向外放出的熱量等于外界對氣體做的功

【答案】D

【詳解】A．根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可得

pVp3V

a0b0

2T0T0

代入數(shù)據(jù)得

pa:pb=6∶1

故A錯誤；

B．b→c過程溫度升高，分子平均動能增大，平均速率增大，容器壁單位面積上的分子平均作用力變大，故B錯誤；

C．c→a過程體積縮小，外界對氣體做功

W>0

等溫變化，內(nèi)能不變

ΔU=0

由熱力學(xué)第一定律

ΔU=Q+W

得

Q<0

氣體向外界放熱，故C錯誤；

D．將V-T圖像轉(zhuǎn)化為p-V圖像，根據(jù)圖線下方圍成的面積等于功易知，a→b過程中氣體體積增大，氣體對外做功，

b→c過程體積不變，對外不做功，c→a過程體積縮小，外界對氣體做功，p-V圖像圍成的封閉面積等于外界對氣體

做的功，回到原狀態(tài)A，溫度回到初始狀態(tài)，全過程內(nèi)能變化量

ΔU=0

由熱力學(xué)第一定律

ΔU=Q+W

得，氣體一定放出熱量且放出的熱量等于外界對氣體做的功，故D正確。

故選D。

21．（2024·江蘇南通·二模）如圖所示，一絕熱容器被隔板K隔開成A、B兩部分。已知A內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，

B內(nèi)為真空.抽開隔板K后，A內(nèi)氣體進(jìn)入B，最終達(dá)到平衡狀態(tài).則該氣體（）

A．內(nèi)能減小，溫度降低B．內(nèi)能減小，溫度不變

C．內(nèi)能不變，溫度不變D．內(nèi)能不變，溫度降低

【答案】C

【詳解】由于B內(nèi)為真空，當(dāng)抽開隔板K后，氣體擴(kuò)散，不做功，且由于為絕熱系統(tǒng)，根據(jù)

UQW0

所以內(nèi)能不變，因?yàn)槭抢硐霘怏w，所以溫度不變，故選C。

22．（2024·湖北·三模）如圖所示，粗細(xì)均勻的玻璃管（上端開口，下端封閉）豎直放置，管內(nèi)用長為h=15cm的水

銀柱封閉一段長l=30cm的理想氣體，現(xiàn)將玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)至水平放置（水銀未溢出）。已知大氣壓強(qiáng)

p0=75cmHg，玻璃管導(dǎo)熱性能良好且環(huán)境溫度保持不變。下列說法正確的是（）

A．玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，氣體放出熱量

B．玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，外界對氣體做功

C．玻璃管豎直放置時，封閉氣體的壓強(qiáng)為60cmHg

D．玻璃管水平放置時，封閉氣體的長度為36cm

【答案】D

【詳解】玻璃管豎直放置時，封閉氣體的壓強(qiáng)為

pp0gh(7515)cmHg90cmHg

玻璃管水平放置時，封閉氣體的壓強(qiáng)為

pp075cmHg

由玻意耳定律可得

plSplS

解得玻璃管水平放置時，封閉氣體的長度為

pl9030

lcm36cm

p75

玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，氣體溫度不變，則氣體內(nèi)能不變，氣體的體積增大，則氣體對外做功，根據(jù)熱

力學(xué)第一定律

UWQ

可知?dú)怏w吸收熱量。

故選D。

23．（2024·山東·三模）一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能與其熱力學(xué)溫度成正比。某密閉容器內(nèi)的理想氣體自狀態(tài)A變化

至狀態(tài)B，再變化至狀態(tài)C，其變化過程的p-V圖像如圖中的實(shí)線所示，已知這些氣體在狀態(tài)A時的內(nèi)能為U0，下

列說法正確的是（）

A．自狀態(tài)A至狀態(tài)B，氣體的溫度不變

B．氣體在狀態(tài)B時的內(nèi)能為3U0

C．自狀態(tài)A至狀態(tài)B，氣體吸收的熱量為8U0+4p0V0

D．自狀態(tài)A至狀態(tài)B，再至狀態(tài)C，氣體吸收的熱量比放出的熱量多2U0

【答案】C

【詳解】A．由圖像可知自狀態(tài)A至狀態(tài)B，p、V的乘積增大，根據(jù)

pV

C

T

可知?dú)怏w的溫度升高，故A錯誤；

BC．自狀態(tài)A至狀態(tài)B，圖像為過原點(diǎn)的一條直線，根據(jù)幾何知識可知狀態(tài)B的體積為3V0，氣體對外界做功為

11

W3p3VpV4pV

AB20020000

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

pV3p3V

0000

T0TB

解得

TB9T0

根據(jù)題意可知?dú)怏w在狀態(tài)B時的內(nèi)能為9U0，氣體內(nèi)能變化量為

UAB9U0U08U0

根據(jù)熱力學(xué)第一定律有

UWQ

解得

Q8U04p0V0

故B錯誤，C正確；

D．從B狀態(tài)到C狀態(tài)，外界對氣體做功

WBC3p03V0V06p0V0

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

3pV3p3V

0000

TC9T0

解得

TC3T0

根據(jù)題意可知?dú)怏w在狀態(tài)C時的內(nèi)能為3U0，氣體內(nèi)能變化量為

UBC3U09U06U0

根據(jù)熱力學(xué)第一定律有

UWQ

解得

Q6U06p0V0

B狀態(tài)到C狀態(tài)氣體放出熱量，則自狀態(tài)A至狀態(tài)B，再至狀態(tài)C，氣體吸收