《高考物理一轮复习考点全攻关》专题（83）热力学定律与能量守恒定律（解析版）

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2021 年高考物理一轮复习考点全攻关

专题（83）热力学定律与能量守恒定律（解析版）

命题热点一：热力学第一定律的理解和应用

1.关于热现象和内能，下列说法正确的是 (　　)

A.做功和热传递都能改变物体的内能

B.温度升高，物体内分子的平均动能一定增加

C.外界对气体做了功，则气体的温度一定升高

D.一定质量的气体，体积不变时，温度越高，内能越大

E.气体能够充满容器的整个空间，是由于气体分子间呈现出斥力的作用

【答案】ABD

【解析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，故 A项正确；温度是分子平均动能的标志，温度升

高，物体内分子的平均动能一定增加，故 B项正确；根据热力学第一定律可知，ΔU=W+Q，当外界对气体

做了功，同时对外放热，气体的内能可能不变，温度不变，也可能内能减小，温度降低，故 C项错误；温

度是一定质量理想气体内能的标志，温度越高，内能增大，故 D项正确；气体分子间距离很大，分子作用

力很弱，之所以能够充满整个容器，是由于气体分子在永不停息地做无规则运动，故 E项错误。

2、(2019·全国卷Ⅰ·33(1))某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气

体．初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界．现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与

外界相同．此时，容器中空气的温度________(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度，容器中空气的

密度________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度．

【答案】低于　大于　

【解析】活塞光滑、容器绝热，活塞缓慢移动，容器内空气体积增大，对外做功，由 ΔU＝W＋Q知，气体

内能减少，温度降低．气体的压强与温度和单位体积内的分子数有关，由于容器内空气的温度低于外界温

度，但压强相同，则容器中空气的密度大于外界空气的密度．

3、如图用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现

将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．

假设整个系统不漏气．下列说法正确的是(　　)

A．气体自发扩散前后内能相同

B．气体在被压缩的过程中内能增大

C．在自发扩散过程中，气体对外界做功

D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功

E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变

【答案】ABD

【解析】因为汽缸、活塞都是绝热的，隔板右侧是真空，所以理想气体在自发扩散的过程中，与外界没有

热量交换，也不对外界做功．根据热力学第一定律可知，气体自发扩散前后，内能不变，选项 A正确，C

错误；气体在被压缩的过程中，外界对气体做功，气体内能增大，又因为一定质量的理想气体的内能只与

温度有关，所以气体温度升高，分子平均动能增大，选项 B、D正确，E错误．

命题热点二：热力学第一定律与图像的综合应用

4、如图一定质量的理想气体从状态 a开始，经历过程①、②、③、④到达状态 e.对此气体，下列说法正确

的是(　　)

A．过程①中气体的压强逐渐减小

B．过程②中气体对外界做正功

C．过程④中气体从外界吸收了热量

D．状态 c、d的内能相等

E．状态 d的压强比状态 b的压强小

【答案】BDE

【解析】过程①中，气体由 a到b，体积 V不变、T升高，则由查理定律知压强增大，A项错误；过程②中，

气体由 b到c，体积 V变大，对外界做正功，B项正确；过程④中，气体由 d到e，温度 T降低，内能 ΔU

减小，体积 V不变，气体不做功，根据热力学第一定律 ΔU＝Q＋W得Q<0，即气体放出热量，C项错误；

状态 c、d温度相同，所以内能相等，D项正确；由 b到d的过程，作出状态 b、d的等压线，分析可得

pb>pd，E项正确．

5、如图一定质量的理想气体从状态 a出发，经过等容过程 ab 到达状态 b，再经过等温过程 bc 到达状态

c，最后经等压过程 ca 回到状态 a.下列说法正确的是(　　)

A．在过程 ab 中气体的内能增加 B．在过程 ca 中外界对气体做功

C．在过程 ab 中气体对外界做功 D．在过程 bc 中气体从外界吸收热量

E．在过程 ca 中气体从外界吸收热量

【答案】ABD

【解析】在过程 ab 中，体积不变，气体对外界不做功，压强增大，温度升高，内能增加，故选项 A正确，

C错误；在过程 ca 中，气体的体积减小，外界对气体做功，压强不变，温度降低，内能变小，气体向外界

放出热量，故选项 B正确，E错误；在过程 bc 中，温度不变，内能不变，体积增大，气体对外界做功，由

热力学第一定律可知，气体要从外界吸收热量，故选项 D正确．

6、一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化，问：

(1)若从A到B的过程中，气体的内能减少了 300 J，则从 A到B气体吸收或放出的热量是多少？

(2)如果知道气体由 A状态经 B、C到D状态的过程中，气体的最高温度 T=800 K，则气体在此过程中达到

的最低温度是多少？

【答案】(1)放出热量 700 J　(2)133.3 K

【解析】(1)从A到B，外界对气体做功，有：

W=pΔV=20×104×(4-2)×10-3 J=400 J

根据热力学第一定律：

ΔU=W+Q

可得：Q=ΔU-W=-700 J

故气体放热 700 J。

(2)根据理想气体状态方程为一定值，

可判定C状态温度最低，D状态温度最高，故：

TD=T=800 K

根据理想气体的状态方程可得：

代入图象中数据解得：

TC= = K=133.3 K

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