2025年高中物理高考沖刺押題試卷熱力學(xué)定律專題訓(xùn)練考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（本題共5小題，每小題6分，共30分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.下列關(guān)于熱力學(xué)第一定律的說法中，正確的是（）A.物體溫度越高，含有的熱量越多B.系統(tǒng)吸收熱量，其內(nèi)能一定增加C.做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但兩者本質(zhì)相同D.系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，等于外界對系統(tǒng)做的功與系統(tǒng)吸收熱量的總和2.對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列四個過程中，氣體內(nèi)能可能增加的是（）A.等溫壓縮過程B.絕熱壓縮過程C.等壓膨脹過程D.等容降溫過程3.下列說法中正確的是（）A.任何物體都具有內(nèi)能，但只有永動機(jī)才能對外做功B.熱量可以自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體C.熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%D.摩擦生熱的過程是能量守恒但熵增加的過程4.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，其壓強(qiáng)和體積的變化如圖所示（P-V圖象上一段曲線），關(guān)于此過程，下列說法正確的是（）A.氣體在這個過程中對外界做了正功B.氣體的溫度先升高后降低C.氣體的內(nèi)能先增加后減小D.若氣體是從狀態(tài)A到狀態(tài)B經(jīng)歷了等溫過程，則氣體一定向外界放熱5.下列說法中正確的是（）A.理想氣體等溫壓縮時，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變，因此氣體不吸熱也不放熱B.熱力學(xué)第二定律的開爾文表述是：不可能從單一熱源吸熱并完全轉(zhuǎn)化為功，而不引起其他變化C.任何物體都具有內(nèi)能，且內(nèi)能總是大于零D.熵是描述系統(tǒng)混亂程度的物理量，孤立系統(tǒng)的熵總是增加的二、填空題（本題共3小題，每小題6分，共18分。）6.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一個等溫膨脹過程，氣體體積從V1增大到V2，氣體對外界做了100J的功。在此過程中，氣體吸收了______J的熱量，氣體的內(nèi)能______（選填“增加”、“減少”或“不變”）。7.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A沿直線變化到狀態(tài)B。在這個過程中，氣體的壓強(qiáng)______（選填“增大”、“減小”或“不變”），氣體對外界做功W______0（選填“>”、“<”或“=”），氣體的內(nèi)能變化ΔU______0（選填“>”、“<”或“=”）。（均以狀態(tài)A為參考零點(diǎn)）8.一定質(zhì)量的理想氣體，從初態(tài)（p1,V1,T1）經(jīng)過等溫壓縮到達(dá)末態(tài)（p2,V2,T2）。已知T1>T2，則在此過程中，氣體的壓強(qiáng)p2______p1（選填“大于”、“小于”或“等于”），氣體的內(nèi)能______（選填“增加”、“減少”或“不變”）。三、計算題（本題共2小題，共52分。）9.（26分）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)過一個等壓壓縮過程到達(dá)狀態(tài)B，體積減小了2×10-3m3。已知?dú)怏w在狀態(tài)A時的壓強(qiáng)pA=1.0×105Pa，體積VA=4×10-3m3，溫度TA=300K。氣體在狀態(tài)B時的溫度TB=280K。求：（1）氣體在狀態(tài)B時的壓強(qiáng)pB和體積VB；（2）在此等壓壓縮過程中，氣體對外界做的功W；（3）氣體吸收的熱量Q和內(nèi)能的變化量ΔU。（假設(shè)氣體為理想氣體，普適氣體常量R=8.31J/(mol·K)）10.（26分）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)C經(jīng)過一個準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程膨脹到達(dá)狀態(tài)D。已知?dú)怏w在狀態(tài)C時的壓強(qiáng)pC=2.0×105Pa，體積VC=1×10-3m3。氣體在狀態(tài)D時的體積VD=3×10-3m3。求：（1）氣體在狀態(tài)D時的壓強(qiáng)pD；（2）在此絕熱膨脹過程中，氣體對外界做的功W；（3）如果氣體經(jīng)過一個等溫過程從狀態(tài)D回到狀態(tài)C，求該等溫過程氣體吸收的熱量Q。（假設(shè)氣體為理想氣體，普適氣體常量R=8.31J/(mol·K)，氣體常數(shù)γ=1.4）試卷答案一、選擇題1.D2.B3.D4.A5.B二、填空題6.100，不變7.增大，>，<（或>0，>0，<0）8.大于，減少三、計算題9.解：（1）由等壓過程特點(diǎn)pA=pB，結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程pV/T=C，得：pB=pA=1.0×105PaVB=VA×(TB/TA)=4×10-3m3×(280K/300K)=3.73×10-3m3（2）等壓過程中氣體對外界做的功W=-pΔV=-p(AV-AB)=-p(VB-VA)W=-(1.0×105Pa)×(3.73×10-3m3-4×10-3m3)=-(1.0×105Pa)×(-0.27×10-3m3)=27J（負(fù)號表示外界對氣體做功）（3）氣體內(nèi)能的變化量ΔU=nCvΔT。對于等壓過程，ΔU=nCv(TB-TA)。需要先求出氣體的物質(zhì)的量n。n=pAVA/(RTA)=(1.0×105Pa)×(4×10-3m3)/(8.31J/(mol·K)×300K)≈1.58mol對于單原子理想氣體，Cv=3R/2；對于雙原子理想氣體，Cv=5R/2。題目未說明，可按雙原子氣體計算（或按題目給的數(shù)據(jù)計算）。Cv=5R/2=5×8.31J/(mol·K)/2=20.775J/(mol·K)ΔU=nCv(TB-TA)=1.58mol×20.775J/(mol·K)×(280K-300K)ΔU=1.58mol×20.775J/(mol·K)×(-20K)≈-658J（負(fù)號表示氣體內(nèi)能減少）根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，得Q=ΔU-WQ=-658J-27J=-685J（負(fù)號表示氣體放熱）答：氣體在狀態(tài)B時的壓強(qiáng)pB為1.0×105Pa，體積VB為3.73×10-3m3；氣體對外界做的功W為27J；氣體吸收的熱量Q為-685J，內(nèi)能的變化量ΔU為-658J。10.解：（1）由絕熱過程方程pCVCγ=pDVDγ，得：pD=pC×(VC/VD)γ=pC×(VC/VD)^(γ)pD=2.0×105Pa×(1×10-3m3/3×10-3m3)^(1.4)pD=2.0×105Pa×(1/3)^1.4≈2.0×105Pa×0.251≈5.02×104Pa（2）絕熱過程中氣體對外界做的功W=-(ΔU)=-nCv(TD-TC)。需要先求出氣體的物質(zhì)的量n和狀態(tài)C、D的溫度TC、TD。n=pCVC/(RTC)（或n=pDVD/(RTD)）TC=pCVC/(nR)=pCVC/(pDVD/R)=pCVC×R/(pDVD)TC=2.0×105Pa×1×10-3m3×8.31J/(mol·K)/(5.02×104Pa×3×10-3m3)TC≈2.0×8.31/(5.02×3)×10^2K≈10.98×10^2K≈111KTD=TC（因?yàn)槭墙^熱過程）W=-nCv(TD-TC)=-nCv(0)=0（此結(jié)果說明對于理想氣體的準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程，如果始末溫度相同，則內(nèi)能不變，對外做功為零。這與題目條件pCVCγ=pDVDγ(即pD≠pC)似乎矛盾，通常絕熱膨脹p減小，T降低，ΔU<0。需重新審視計算或假設(shè)。）重新審視pD=pC×(VC/VD)^(γ)。計算pD=2.0×10^5Pa×(1/3)^1.4≈2.0×10^5Pa×0.251=5.02×10^4Pa。此值小于pC，符合絕熱膨脹壓強(qiáng)降低。理想氣體絕熱過程方程PV^γ=常數(shù)。由pCVCγ=pDVDγ，得pD=pC(VC/VD)^γ。已知VC<VD，故pD<pC，符合絕熱膨脹特性。溫度關(guān)系：由pV/T=常數(shù)，pCVC/TC=pDVD/TD。得TD=pDVD/(pCVC)×TC。TD=(5.02×10^4Pa)×(3×10^-3m3)/[(2.0×10^5Pa)×(1×10^-3m3)]×TCTD=(5.02/2)×3×10^-3/10^-3×TC=7.53×TCW=-nCv(TD-TC)=-nCv(TD-TC)=-nCv(7.53TC-TC)=-6.53nCvTC再求n：n=pCVC/(RTC)=(2.0×10^5Pa)×(1×10^-3m3)/(8.31J/(mol·K)×111K)≈2.0/(8.31×111)×10^2mol≈0.021molCv=5R/2=5×8.31J/(mol·K)/2=20.775J/(mol·K)W=-(0.021mol)×(20.775J/(mol·K))×(6.53×111K)W≈-(0.021×20.775×725.83)J≈-315.9J（負(fù)號表示氣體內(nèi)能減少，外界對氣體做功為315.9J）（3）氣體經(jīng)過等溫過程從狀態(tài)D回到狀態(tài)C，內(nèi)能變化ΔU'=0。根據(jù)熱力學(xué)第一定律Q=W'。W'是等溫壓縮過程氣體對外界做的功。W'=-nRTDln(VC/VD)W'=-(0.021mol)×(8.31J/(mol·K))×(111K)×ln(1/3)W'=-(0.021×8.31×111)×ln(1/3)JW'=-(0.0