备考2024届高考物理一轮复习强化训练第十五章热学第3讲热力学定律和能量守恒定律

第3讲热力学定律和能量守恒定律1.[查理定律＋热力学第一定律/2023天津]如图是爬山所带的氧气瓶，爬高过程中，氧气瓶里的气体体积和质量均不变，温度降低，则气体（　B　）A.对外做功B.内能减少C.吸收热量D.压强不变解析　爬高过程中，气体的体积保持不变，则气体对外不做功，A错误；爬高过程中，气体温度降低，则气体的内能减少，B正确；根据热力学第一定律可知ΔU＝W＋Q，又W＝0，ΔU＜0，则Q＜0，即气体放出热量，C错误；爬高过程中，气体的体积不变，温度降低，根据查理定律p＝CT可知气体的压强减小，D错误.2.[T－V图像、理想气体状态方程、热力学第一定律/2022全国乙/多选]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T－V图上的两条线段所示，则气体在（　ABD　）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解析　由pVT＝C得T＝pCV，T－V图线上的点与坐标原点连线的斜率越大，气体压强越大，易知状态a对应的压强大于状态c的，A正确；状态a到状态b为等压变化过程，体积增大，气体对外做功，B正确；由上述分析可知，气体在状态b的压强大于在状态c的压强，C错误；气体由状态a到状态b的过程中体积增大，对外做功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，且吸收的热量大于其内能的增加量，D正确，E错误. 3.[热力学定律＋气体实验定律/2021海南/多选]如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线ac过原点.则气体（　AC　）A.在状态c的压强等于在状态a的压强B.在状态b的压强小于在状态c的压强C.在b→c的过程中内能保持不变D.在a→b的过程中对外做功解析　由pVT＝C有VT＝Cp，又直线ac过原点，可知状态a、c的压强相等，b→c过程中气体温度不变，体积增大，压强减小，故状态b的压强大于状态c的压强，A正确，B错误；b→c过程中气体温度不变，气体质量一定，分子势能忽略，故内能不变，C正确；a→b过程中气体体积不变，并不对外做功，D错误.4.[气体实验定律＋热力学定律/2023浙江6月]如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积S＝100cm2、质量m＝1kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动.圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积VA＝600cm3.缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积VB＝500cm3.固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强pC＝1.4×105Pa.已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量Q＝14J；从状态B到状态C，气体内能增加ΔU＝25J；大气压p0＝1.01×105Pa.（1）气体从状态A到状态B，其分子平均动能　不变　（选填“增大”“减小”或“不变”），圆筒内壁单位面积受到的压力　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”）；（2）求气体在状态C的温度TC；（3）求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W.答案　（2）350K　（3）11J解析　（1）气体从状态A到状态B发生等温压缩变化，其气体内能不变，分子平均动能不变，体积减小，压强增大，圆筒内壁单位面积受到的压力增大（2）气体处于状态A时，对活塞受力分析，有pAS＋mg＝p0S解得pA＝1×105Pa气体从状态A到状态B发生等温压缩变化，由玻意耳定律有pAVA＝pBVB 解得pB＝1.2pA＝1.2×105Pa气体从状态B到状态C，做等容变化，由查理定律有pBTB＝pCTC解得TC＝350K（3）气体从状态B到状态C，外界对气体不做功，所以W等于气体从状态A到状态C外界对气体做的功，由（1）问分析可知，从A到C内能的变化量等于从B到C内能的变化量，从A到C由热力学第一定律有ΔU＝W＋Q解得W＝11J.