第82練熱力學定律與能量守恒定律分值：60分1~4題每小題4分，5題12分，共28分1.(多選)(八省聯考·陜西·8)如圖，用絕熱材料制成的密閉容器被隔板K分成Ⅰ、Ⅱ兩部分，一定量的某理想氣體處于Ⅰ中，Ⅱ內為真空。抽取隔板K，氣體進入Ⅱ中，最終整個容器均勻地分布了這種氣體。則此過程，該氣體系統()A.對外做功，體積膨脹B.對外不做功，最終壓強減小C.內能減少，最終溫度降低D.無序度變大2.(2024·北京卷·3)一個氣泡從恒溫水槽的底部緩慢上浮，將氣泡內的氣體視為理想氣體，且氣體分子個數不變，外界大氣壓不變。在上浮過程中氣泡內氣體()A.內能變大 B.壓強變大C.體積不變 D.從水中吸熱3.(2025·四川成都市開學考)常見的氣壓式水槍玩具內部原理如圖所示。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關閉充氣口。現將閥門M打開，水立即從槍口噴出。若在水快速噴出的過程中，罐內氣體來不及與外界進行熱交換，則噴水時()A.氣體壓強變大B.外界對氣體做正功C.氣體內能不變D.氣體內能減小4.(多選)(2022·全國甲卷·33(1)改編)一定量的理想氣體從狀態a變化到狀態b，其過程如p－T圖上從a到b的線段所示。在此過程中()A.氣體一直對外做功B.氣體的內能一直增加C.氣體一直從外界吸熱D.氣體吸收的熱量等于其內能的增加量5.(12分)(2025·廣東廣州市開學考)如圖所示，一導熱性能良好的球形容器內部不規則，某興趣小組為了測量它的容積，在容器上豎直插入一根兩端開口的長玻璃管，接口密封，玻璃管內部橫截面積S＝0.2cm2，一長為h＝15cm的靜止水銀柱封閉了一定質量的氣體，其下方玻璃管內空氣柱的長度l1＝10cm，此時外界溫度t1＝27℃。現把容器浸在77℃的熱水中，水銀柱緩慢上升30cm后穩定。實驗過程中認為大氣壓沒有變化，大氣壓p0＝1.0×105Pa(相當于75cm高汞柱壓強)。(1)(5分)容器的容積為多少？(2)(7分)若實驗過程中管內氣體的內能增加了1.5J。判斷氣體是從外界吸收熱量還是向外界放出熱量，并計算熱量的大小。6~8題每小題6分，9題14分，共32分6.(多選)(2024·新課標卷·21)如圖，一定量理想氣體的循環由下面4個過程組成：1→2為絕熱過程(過程中氣體不與外界交換熱量)，2→3為等壓過程，3→4為絕熱過程，4→1為等容過程。上述四個過程是四沖程柴油機工作循環的主要過程。下列說法正確的是()A.1→2過程中，氣體內能增加B.2→3過程中，氣體向外放熱C.3→4過程中，氣體內能不變D.4→1過程中，氣體向外放熱7.(九省聯考·安徽·6)一定質量的理想氣體從狀態a開始。第一次經絕熱過程到狀態b；第二次先經等壓過程到狀態c，再經等容過程到狀態b。p－V圖像如圖所示。則()A.c→b過程氣體從外界吸熱B.a→c→b過程比a→b過程氣體對外界所做的功多C.氣體在狀態a時比在狀態b時的分子平均動能小D.氣體在狀態a時比在狀態c時單位時間內撞擊在單位面積上的分子數少8.(八省聯考·內蒙古·6)如圖，一絕熱汽缸中理想氣體被輕彈簧連接的絕熱活塞分成a、b兩部分，活塞與缸壁間密封良好且沒有摩擦。初始時活塞靜止，緩慢倒置汽缸后()A.a的壓強減小B.b的溫度降低C.b的所有分子速率均減小D.彈簧的彈力一定增大9.(14分)(2024·湖北卷·13)如圖所示，在豎直放置、開口向上的圓柱形容器內用質量為m的活塞密封一部分理想氣體，活塞橫截面積為S，能無摩擦地滑動。初始時容器內氣體的溫度為T0，氣柱的高度為h。當容器內氣體從外界吸收一定熱量后，活塞緩慢上升15h再次平衡。已知容器內氣體內能變化量ΔU與溫度變化量ΔT的關系式為ΔU＝CΔT，C為已知常數，大氣壓強恒為p0，重力加速度大小為g(1)(7分)再次平衡時容器內氣體的溫度；(2)(7分)此過程中容器內氣體吸收的熱量。

答案精析1.BD[絕熱容器內的氣體與外界沒有熱交換，則Q＝0，氣體向真空擴散，沒有對外界做功，則W＝0，根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可知氣體的內能不變，溫度不變，氣體體積變大，氣體無序度變大，根據pV＝C可知壓強減小。故選B、D。]2.D[上浮過程氣泡內氣體的溫度不變，內能不變，故A錯誤；氣泡內氣體壓強p＝p0＋ρ水gh，故上浮過程氣泡內氣體的壓強減小，故B錯誤；由玻意耳定律pV＝C知，氣體的體積變大，故C錯誤；上浮過程氣體體積變大，氣體對外做功，理想氣體溫度不變，則內能不變，由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W知，氣體從水中吸熱，故D正確。]3.D[閥門M打開，水立即從槍口噴出，氣體膨脹，則氣體對外界做正功，即有W<0，故B錯誤；水被快速噴出，罐內氣體來不及與外界進行熱交換，即有Q＝0，根據熱力學第一定律有ΔU＝W＋Q，結合上述可知ΔU<0，即氣體內能減少，故C錯誤，D正確；結合上述，氣體內能減少，則氣體溫度降低，根據理想氣體狀態方程有pVT＝C，由于V增大，T減小，可知壓強減小，故A錯誤。4.BCD[因p－T圖像中a到b的線段的延長線過原點，由pVT＝C，可知從a到b氣體的體積不變，則從a到b氣體不對外做功，選項A錯誤；因從a到b氣體溫度升高，可知氣體內能增加，選項B正確；因W＝0，ΔU>0，根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知，氣體一直從外界吸熱，且氣體吸收的熱量等于內能增加量，選項C、D正確。5.(1)34cm3(2)吸收熱量2.22J解析(1)設容器的容積為V，封閉氣體等壓膨脹，升溫前溫度為T1＝(27＋273)K＝300K升溫后溫度為T2＝(77＋273)K＝350K由蓋—呂薩克定律V其中l2＝l1＋30cm＝40cm聯立解得V＝34cm3(2)氣體壓強為p＝p0＋ρgh＝1.2×105Pa因為氣體膨脹，外界對氣體做的功為W＝－p(l2－l1)S＝－0.72J根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可得Q＝2.22J，氣體從外界吸收熱量。6.AD[1→2為絕熱過程，此過程中氣體體積減小，外界對氣體做功，根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可知氣體內能增加，故A正確；2→3為等壓過程，由VT＝C知氣體體積增大時溫度增加，內能增大，氣體體積增大時，氣體對外界做功W<0，由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W知氣體吸收熱量，故B錯誤；3→4為絕熱過程，此過程氣體體積增大，氣體對外界做功W<0，根據熱力學第一定律可知氣體內能減小，故C錯誤；4→1為等容過程，根據pT＝C知壓強減小時溫度減小，內能減小；由于體積不變W＝0，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，可知氣體向外放熱，故D7.B[c→b過程，氣體體積不變，即等容變化過程，氣體壓強變小，溫度降低，故內能減小。該過程氣體對外不做功，故氣體向外界放熱，A錯誤；p－V圖像與橫軸圍成的面積表示氣體做功的多少，由題圖可知，a→c→b過程比a→b過程氣體對外界所做的功多，B正確；a→b過程為絕熱過程，氣體體積變大對外做功，由熱力學第一定律可知，氣體內能減小，溫度降低。溫度是分子平均動能的標志，故氣體在狀態a時比在狀態b時的分子平均動能大，C錯誤；a→c過程，氣體的壓強相等，體積變大溫度升高，分子的平均動能變大，分子撞擊容器壁的動量變化量變大。由氣體壓強的微觀解釋可知，在狀態a時比在狀態c時單位時間內撞擊在單位面積上的分子數多，D錯誤。]8.B[初始時活塞靜止，緩慢倒置汽缸后，a部分氣體體積減小，b部分氣體體積增大，故a的壓強增大，b的壓強減小，由于是絕熱汽缸和絕熱活塞，則Q＝0，根據熱力學第一定律ΔU＝W，可得ΔUa>0，ΔUb<0，則a的溫度升高，b的溫度降低，b的氣體分子的平均速率減小，并不是所有分子速率均減小，故A、C錯誤，B正確；由于不知初始狀態，a、b兩部分氣體的壓強以及彈簧處于哪種狀態，所以