秘籍15 熱力學(xué)定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律、氣體圖像、理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)用（教師版）-備戰(zhàn)2024年高考物理搶分秘籍

秘籍15熱力學(xué)定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律、氣體圖像、理想氣體狀態(tài)方程一、熱力學(xué)定律1.熱力學(xué)第一定律的特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加。(2)若過程中不做功，則W＝0，Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加。(3)若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，則W＋Q＝0，即物體吸收的熱量全部用來對外做功，或外界對物體做的功等于物體放出的熱量。2.熱力學(xué)第一、第二定律的比較熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律定律揭示的問題從能量守恒的角度揭示了功、熱量和內(nèi)能改變量三者的定量關(guān)系自然界中出現(xiàn)的宏觀過程是有方向性的機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化當(dāng)摩擦力做功時(shí)，機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能不可能在不引起其他變化的情況下完全變成機(jī)械能熱量的傳遞熱量可以從高溫物體自發(fā)傳向低溫物體說明熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體兩定律的關(guān)系在熱力學(xué)中，兩者既相互獨(dú)立，又互為補(bǔ)充，共同構(gòu)成了熱力學(xué)知識的理論基礎(chǔ)二、氣體實(shí)驗(yàn)定律兩個(gè)重要的推論（1）查理定律的推論:Δp=p1T（2）蓋-呂薩克定律的推論:ΔV=V1T三、理想氣體的常見圖像1．一定質(zhì)量的氣體不同圖像的比較類別特點(diǎn)(其中C為常量)舉例p-VpV＝CT，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p-eq\f(1,V)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高p-Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小V-TV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小[注意]上表中各個(gè)常量“C”意義有所不同。可以根據(jù)pV＝nRT確定各個(gè)常量“C”的意義。四、理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系p【題型一】熱力學(xué)定律【典例1】（2024·北京豐臺·一模）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A等壓變化到狀態(tài)B，下列說法正確的是（）A．氣體一定吸收熱量 B．分子的平均動能減小C．氣體的內(nèi)能可能減少 D．單位體積內(nèi)的分子數(shù)增加【答案】A【詳解】B．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A等壓變化到狀態(tài)B，根據(jù)蓋-呂薩克定律得由于氣體的體積增大，所以氣體的溫度升高，則分子的平均動能應(yīng)該增大，故B錯誤；C．一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，由于溫度升高，所以氣體的內(nèi)能增加，故C錯誤；D．一定質(zhì)量的理想氣體，分子總數(shù)不變，由于體積增大，所以單位體積內(nèi)的分子數(shù)應(yīng)該減小，故D錯誤；A．根據(jù)上述分析可知，外界對氣體做的功W＜0，氣體內(nèi)能的增量?U＞0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，Q＞0，即氣體一定吸收熱量，故A正確。故選A。【典例2】在下列敘述中，正確的是（）A．隨著科技的發(fā)展，今后溫度可以達(dá)到絕對零度B．布朗運(yùn)動就是液體分子的熱運(yùn)動C．讓一定質(zhì)量的氣體吸收熱量，其內(nèi)能可能減小D．分子間的距離r存在某一值r0，此位置分子力為零。若r<r0時(shí)，減小分子間距，分子勢能將減小【答案】C【詳解】A．根據(jù)熱力學(xué)第三定律得知，絕對零度只能接近，不能達(dá)到，選項(xiàng)A錯誤。B．布朗運(yùn)動是懸浮在液體中固體顆粒的運(yùn)動，是由于液體分子無規(guī)則地碰撞造成的，則布朗運(yùn)動反映了液體中分子的無規(guī)則運(yùn)動，選項(xiàng)B錯誤；C．一定質(zhì)量的理想氣體從外界吸收熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析得知，氣體的內(nèi)能不一定增大，還與氣體的做功情況有關(guān)，其內(nèi)能可能減小，選項(xiàng)C正確；D．分子距離時(shí)，分子力是斥力，隨距離減小，分子力負(fù)功，分子勢能增大，選項(xiàng)D錯誤。故選C。【典例3】①摩擦生熱、②彈簧振子振動、③熱傳遞和④氣體自由膨脹，上述現(xiàn)象中能表明物理過程具有單向性的是（

）A．①、②和③ B．②、③和④C．①、②和④ D．①、③和④【答案】D【詳解】熱現(xiàn)象的物理過程具有單向性，故摩擦生熱、熱傳遞和氣體自由膨脹均表明物理過程具有單向性。故選D。1．下列說法正確的是（

）A．射線、射線和射線是三種波長不同的電磁波B．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子核外電子躍遷過程中電子的電勢能和動能之和不守恒C．分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先增大后減小D．只要對物體進(jìn)行不斷的冷卻，就可以把物體的溫度降為絕對零度【答案】B【詳解】A．射線、射線分別是高速氦原子核和高速電子流，射線是電磁波，A錯誤；B．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子核外電子躍遷過程中有光子輻射（吸收），故電子的電勢能和動能之和不守恒，B正確；C．分子勢能隨著分子間距離的關(guān)系如圖所示故分子勢能隨著分子間距離的增大，不可能先增大后減小，C錯誤；D．對物體進(jìn)行不斷的冷卻，物體的溫度可以接近絕對零度，但無法達(dá)到，D錯誤。故選B。2．斯特林發(fā)動機(jī)是獨(dú)特的熱機(jī)，它的效率幾乎等于理論最大效率，稱為卡諾循環(huán)效率。該發(fā)動機(jī)工作中經(jīng)過由兩個(gè)等容過程和兩個(gè)等溫過程組成的可逆循環(huán)，被稱之為斯特林循環(huán)。如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，依次經(jīng)過A→B→C→D→A循環(huán)，對此氣體下列說法正確的是（）A．A到B過程，氣體放出熱量B．C到D過程，溫度降低，每個(gè)氣體分子運(yùn)動速率都變小C．D到A過程，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的次數(shù)減少D．經(jīng)過如圖所示的一個(gè)斯特林循環(huán)過程，氣體從外界吸收熱量【答案】D【詳解】A．由題圖可知A到B過程，氣體體積不變，壓強(qiáng)增大，由理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體溫度升高。故溫度升高，內(nèi)能增大，體積不變外界對氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w吸熱，故A錯誤；B．C到D過程，體積不變，壓強(qiáng)減小，由理想氣體狀態(tài)方程可知，溫度降低，故分子平均速率減小，但是單個(gè)氣體分子的運(yùn)動是隨機(jī)的，速率可能變大也可能變小，故B錯誤；C．D到A過程，溫度不變，容器中氣體分子的平均速率不變，體積減小，分子數(shù)密度增大，故氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的次數(shù)增加，故C錯誤；D．B到C過程，氣體體積增大，氣體對外做正功做功大小為圖像與橫坐標(biāo)圍成的面積；D到A過程，氣體體積減小，氣體對外做負(fù)功做功大小為圖像與橫坐標(biāo)圍成的面積，由圖像可知故全過程經(jīng)過如圖所示的一個(gè)斯特林循環(huán)過程，氣體對外界做的總功即總功為正，由熱力學(xué)第一定律得該過程吸收熱量，故D正確。故選D。3．（2024·山東聊城·一模）下列說法正確的是（）A．某人搬家時(shí)將走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘從廣州帶到北京，擺鐘走時(shí)變慢了B．相同溫度下液體中懸浮的花粉小顆粒越小，布朗運(yùn)動越劇烈C．熱量自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體是可以實(shí)現(xiàn)的D．一定質(zhì)量的理想氣體保持壓強(qiáng)不變，溫度升高，單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁單位面積上的分子數(shù)減少【答案】BD【詳解】A．根據(jù)單擺周期公式某人搬家時(shí)將走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘從廣州帶到北京，由于重力加速度變大，則周期變小，所以擺鐘走時(shí)變快了，故A錯誤；B．相同溫度下液體中懸浮的花粉小顆粒越小，液體分子撞擊引起的不平衡越明顯，布朗運(yùn)動越劇烈，故B正確；C．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體是不可以實(shí)現(xiàn)的，故C錯誤；D．一定質(zhì)量的理想氣體保持壓強(qiáng)不變，溫度升高，氣體分子的平均動能增大，根據(jù)壓強(qiáng)微觀意義可知，單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁單位面積上的分子數(shù)減少，故D正確。故選BD。【題型二】氣體實(shí)驗(yàn)定律【典例1】（2024·河北唐山·一模）如圖所示，上端封閉下端開口的玻璃管在外力F的作用下，靜止在水中，管內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體。調(diào)整F的大小，使玻璃管緩慢向下移動一小段距離，下列說法正確的是（）A．氣體的體積變大 B．外力F變小C．管中水面與管外水面高度差不變 D．氣體的壓強(qiáng)變大【答案】D【詳解】ACD．玻璃管緩慢向下移動一小段距離時(shí)，管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變大，氣體的體積變小，管中水面與管外水面高度差變大，選項(xiàng)AC錯誤，D正確；B．玻璃管向下移動后，管和管內(nèi)氣體排開水的體積變大，浮力變大，則外力F變大，選項(xiàng)B錯誤。故選D?！镜淅?】（2024·四川南充·二模）如圖甲為某種轉(zhuǎn)椅的結(jié)構(gòu)示意圖，其升降部分由M、N兩筒組成，兩筒間密閉了一定質(zhì)量的理想氣體。圖乙為氣體分子速率分布曲線，初始時(shí)刻筒內(nèi)氣體所對應(yīng)的曲線為b、人坐上椅子后M迅速向下滑動，設(shè)此過程筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，則此過程中（）A．密閉氣體壓強(qiáng)增大，分子平均動能增大B．外界對氣體做功，氣體分子的密集程度保持不變C．密閉氣體內(nèi)能增大，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)增加D．密閉氣體的分子速率分布曲線可能會變成a曲線E．密閉氣體的分子速率分布曲線可能會變成c曲線【答案】ACE【詳解】ABC．根據(jù)題意可知，M迅速向下滑動，理想氣體的體積減小，氣體分子的密集程度變大，外界對氣體做功，且筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，則理想氣體內(nèi)能增大，溫度升高，分子平均動能增大，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)增加，密閉氣體壓強(qiáng)增大，故AC正確，B錯誤；DE．由于氣體溫度越高，速率較大的分子所占的比例越大，則密閉氣體的分子速率分布曲線可能會變成c曲線，故E正確，D錯誤。故選ACE?！镜淅?】（2024·湖北·二模）某物理興趣小組受“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器的啟發(fā)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測定水深的深度計(jì)。如圖，導(dǎo)熱性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ內(nèi)徑相同，長度均為L，內(nèi)部分別有輕質(zhì)薄活塞A、B，活塞密封性良好且可無摩擦左右滑動，汽缸Ⅰ左端開口。外界大氣壓強(qiáng)為，汽缸Ⅰ內(nèi)通過活塞A封有壓強(qiáng)為的氣體，汽缸Ⅱ內(nèi)通過活塞B封有壓強(qiáng)為的氣體，一細(xì)管連通兩汽缸，初始狀態(tài)A、B均位于汽缸最左端。該裝置放入水下后，通過A向右移動的距離可測定水的深度。已知相當(dāng)于h高的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，不計(jì)水溫變化，裝置的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于水的深度，被封閉氣體視為理想氣體。（1）當(dāng)A向右移動時(shí)，求該深度計(jì)所處位置水的深度；（2）求該深度計(jì)能測量的最大水深?！敬鸢浮浚?）2h；（2）4h【詳解】（1）當(dāng)A向右移動時(shí)，設(shè)B不移動，對Ⅰ內(nèi)氣體，由玻意耳定律得p0SL＝p1SL解得p1＝3p0而此時(shí)B中氣體的壓強(qiáng)為4p0＞p1，故B不動。設(shè)深度計(jì)所處位置水的深度為，則有p1＝p0＋解得（2）該裝置放入水下后，由于水的壓力A向右移動，Ⅰ內(nèi)氣體壓強(qiáng)逐漸增大，當(dāng)壓強(qiáng)增大到大于4p0后B開始向右移動，當(dāng)A恰好移動到缸底時(shí)所測深度最大，設(shè)最大深度為，此時(shí)原Ⅰ內(nèi)氣體全部進(jìn)入Ⅱ內(nèi)，設(shè)B向右移動x距離，兩部分氣體壓強(qiáng)為p2。對原Ⅰ內(nèi)氣體，由玻意耳定律得p0SL＝p2Sx對原Ⅱ內(nèi)氣體，由玻意耳定律得4p0SL＝p2S（L－x）又因?yàn)槁?lián)立解得1．（2024·河北·模擬預(yù)測）某同學(xué)制作了一個(gè)簡易的大氣壓強(qiáng)測量計(jì)。如圖所示，用膠塞封閉體積為的廣口瓶。U形玻璃管倒插入廣口瓶，用膠管與直玻璃管連接，內(nèi)部充有一定水。測量時(shí)首先打開膠塞再重新封閉，調(diào)整膠管使U形管水面與直玻璃管水面相平，并記錄U形管左側(cè)水面位置k?，F(xiàn)用容積為的注射器注入與大氣壓強(qiáng)相等的氣體，上下調(diào)整直玻璃管，使U形管左側(cè)水面仍在k位置，測出直玻璃管液面p到k位置的高度差為，已知水的密度為，重力加速度為g，不計(jì)U形管的體積，則大氣壓強(qiáng)為（

）A． B． C． D．【答案】B【詳解】根據(jù)玻意耳定律可得解得=故選B。2．（2024·河南周口·二模）如圖，容積為的汽缸豎直放置，導(dǎo)熱良好，右上端有一閥門連接抽氣孔。汽缸內(nèi)有一活塞，初始時(shí)位于汽缸底部高度處，下方密封有一定質(zhì)量、溫度為的理想氣體。現(xiàn)將活塞上方緩慢抽至真空并關(guān)閉閥門，然后緩慢加熱活塞下方氣體。已知大氣壓強(qiáng)為，活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)為，活塞體積不計(jì)，忽略活塞與汽缸之間摩擦。則在加熱過程中（）A．開始時(shí)，活塞下方體積為B．溫度從升至，氣體對外做功為C．溫度升至?xí)r，氣體壓強(qiáng)為D．溫度升至?xí)r，氣體壓強(qiáng)為【答案】AD【詳解】A．由于初始時(shí)位于汽缸底部高度處，則初始時(shí)，活塞下方體積為，由于大氣壓強(qiáng)為，活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)為，則初始時(shí)，氣體的壓強(qiáng)將活塞上方緩慢抽至真空并關(guān)閉閥門過程，末狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)為，根據(jù)玻意耳定律有解得即加熱開始時(shí)，活塞下方體積為，故A正確；B．若活塞上方緩慢抽至真空并關(guān)閉閥門之后緩慢加熱，活塞恰好到達(dá)氣缸頂部，與頂部沒有相互作用的彈力，氣體壓強(qiáng)始終為，此時(shí)，根據(jù)蓋呂薩克定律有解得可知，溫度從升至過程，活塞沒有到達(dá)頂部，氣體做等壓變化，則有解得則溫度從升至，氣體對外做功為故B錯誤；C．結(jié)合上述可知，溫度升至?xí)r，活塞恰好到達(dá)氣缸頂部，與頂部沒有相互作用的彈力，氣體壓強(qiáng)為，故C錯誤；D．結(jié)合上述可知，溫度升至?xí)r，活塞已經(jīng)到達(dá)氣缸頂部，與頂部有相互作用的彈力，溫度由升高至過程為等容過程，根據(jù)查理定律有解得故D正確。故選AD。3．（23-24高三下·黑龍江·階段練習(xí)）如圖甲所示，型活塞固定在水平面上，一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在導(dǎo)熱性能良好的、質(zhì)量為的汽缸中，活塞截面積為，活塞與汽缸內(nèi)壁無摩擦且不漏氣，大氣壓強(qiáng)為。重力加速度取，改變環(huán)境溫度，缸內(nèi)氣體體積隨溫度變化如圖乙所示，求：（1）從狀態(tài)A變化到狀態(tài)，氣體溫度升高多少；（2）在狀態(tài)時(shí)，活塞對卡口的作用力多大?！敬鸢浮浚?）200K；（2）3400N【詳解】（1）由圖分析可知從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律有解得K從狀態(tài)A變化到狀態(tài)，氣體溫度升高K-200K=200K（2）在狀態(tài)B時(shí)，根據(jù)平衡條件有從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律有解得Pa根據(jù)平衡條件有解得N【題型三】氣體圖像【典例1】（2024·新疆烏魯木齊·二模）一空心彈力球內(nèi)充有一定質(zhì)量的理想氣體，若用手指將彈力球迅速捏癟后又恢復(fù)原狀的過程可視為絕熱過程，球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)、體積和溫度分別用p、V和T表示，下列關(guān)于該過程的圖像可能正確的是（

）A． B．C． D．【答案】B【詳解】由狀態(tài)方程得或者得恢復(fù)原狀態(tài)過程，體積變大，變小，圖中切線斜率應(yīng)變小。而圖線斜率不變，應(yīng)為過原點(diǎn)的傾斜向上的直線，故ACD錯誤，B正確。故選B。【典例2】（2024·湖北·二模）如圖為一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷a→b→c過程的壓強(qiáng)p隨攝氏溫度t變化的圖像，其中ab平行于t軸，cb的延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)。下列判斷正確的是（

）A．a(chǎn)→b過程，所有氣體分子的運(yùn)動速率都減小B．a(chǎn)→b過程，單位時(shí)間撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增加C．b→c過程，氣體體積保持不變，從外界吸熱，內(nèi)能增加D．b→c過程，氣體膨脹對外界做功，從外界吸熱，內(nèi)能增加【答案】B【詳解】A．a(chǎn)→b過程，溫度降低，氣體分子的平均速率減小，滿足統(tǒng)計(jì)規(guī)律，也有個(gè)別分子運(yùn)動速率會增加，A錯誤；B．a(chǎn)→b過程，溫度降低，分子撞擊容器壁的平均作用力減小，而壓強(qiáng)保持不變，因此單位時(shí)間撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增加，B正確；CD．把該圖像轉(zhuǎn)化為p—T圖像如圖在b→c過程，圖像上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線斜率增加，根據(jù)可知?dú)怏w體積減小，外界對氣體做功，溫度升高內(nèi)能增加，C、D錯誤。故選B?！镜淅?】（2024·內(nèi)蒙古包頭·二模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)a、其p﹣V圖像如圖所示。ab、bc、ca皆為直線，ca平行于p軸，bc平行于V軸。關(guān)于理想氣體經(jīng)歷的三個(gè)過程，下列說法正確的是（）A．ca過程中，溫度升高B．a(chǎn)、b兩個(gè)狀態(tài)下的氣體溫度相等C．ca過程中，外界一定對氣體做功D．bc過程中，氣體一定向外界放熱E．a(chǎn)b過程中，氣體分子的平均動能先變大后變小【答案】ADE【詳解】A．ca過程中，體積不變，氣體壓強(qiáng)增大，根據(jù)查理定律，氣體溫度升高，故A正確；B．由圖知a、b兩個(gè)狀態(tài)下，，，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程解得故B錯誤；C．ca過程中，體積不變，則故C錯誤；D．bc過程中，根據(jù)熱力學(xué)第一定律因體積變小，所以壓強(qiáng)不變，體積變小，根據(jù)蓋-呂薩克定律，溫度降低，所以內(nèi)能變小，即所以體積減小氣體一定放熱，故D正確；E．根據(jù)a、b兩點(diǎn)的等溫線，可知ab過程中溫度先增大后減小，所以氣體分子的平均動能先變大后變小，故E正確。故選ADE。1．（2024·北京延慶·一模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程，先后到達(dá)狀態(tài)b和c，最后回到原狀態(tài)a，其p-T圖像如圖所示。下列判斷正確的是（）A．從狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中，氣體既不吸熱也不放熱B．從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中，氣體的內(nèi)能增加C．從狀態(tài)c到狀態(tài)a的過程中，氣體的體積不變D．a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a時(shí)分子的平均動能一定最大【答案】C【詳解】A．從狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中，氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，內(nèi)能增加，體積變大，氣體對外做功，則根據(jù)則氣體吸熱，選項(xiàng)A錯誤；B．從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中，氣體的溫度不變，則內(nèi)能不變，選項(xiàng)B錯誤；C．根據(jù)可知，從狀態(tài)c到狀態(tài)a的過程中，氣體的體積不變，選項(xiàng)C正確；D．a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a時(shí)溫度最低，可知該狀態(tài)下分子的平均動能一定最小，選項(xiàng)D錯誤。故選C。2．（2024·青海海東·二模）一定質(zhì)量的某種理想氣體，在不同溫度下的氣體熱運(yùn)動速率的統(tǒng)計(jì)分布圖如圖所示。下列說法正確的是（）A．溫度升高，圖像的極值變大B．溫度升高，圖像的極大值點(diǎn)變大C．氣體在狀態(tài)②時(shí)具有的內(nèi)能較大D．溫度升高時(shí)每個(gè)分子的動能都增大E．兩圖像與橫軸圍成的面積相等【答案】BCE【詳解】A．根據(jù)圖像可知，溫度升高，圖像的最高點(diǎn)降低，圖像的極值變小，故A錯誤；B．根據(jù)圖像可知，溫度升高，圖像的最高點(diǎn)的橫坐標(biāo)增大，圖像的極大值點(diǎn)變大，故B正確；C．溫度升高，速率大的分子所占比重較大，可知?dú)怏w在狀態(tài)②時(shí)的溫度較高，具有的內(nèi)能較大，故C正確；D．溫度升高時(shí)分子平均動能增大，并不是每個(gè)分子的動能都增大，故D錯誤。E．由圖可知，在兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫坐標(biāo)所圍成的面積都等于1，故兩圖像與橫軸圍成的面積相等，故E正確。故選BCE。3．（2024·安徽·一模）如圖，是一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程的圖像．氣體先由a狀態(tài)沿雙曲線變化到b狀態(tài)，再沿與橫軸平行的直線變化到c狀態(tài)．最后沿與縱軸平行的直線回到a狀態(tài)．以下說法中錯誤的是（）A．過程氣體溫度不變B．過程氣體放出熱量C．過程氣體對外界做功，同時(shí)吸收熱量D．過程氣體放出熱量【答案】CD【詳解】A．因?yàn)樽兓瘓D線為雙曲線的一支，為等溫線，所以是等溫變化，故A正確，不符合題意；B．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程從b到c為等壓變化，體積減小，所以溫度降低，內(nèi)能減小，又因?yàn)橥饨鐚怏w做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，此過程放出熱量，故B正確，不符合題意；C．過程體積不變，沒有做功，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，由于壓強(qiáng)增大，則溫度升高，內(nèi)能增大，結(jié)合熱力學(xué)第一定律可知，從外界吸收熱量，故C錯誤，符合題意；D．由的過程氣體對外做功，其大小等于ab曲線與坐標(biāo)軸圍成的面積；由的過程外界對氣體做功，其大小等于直線bc與坐標(biāo)軸圍成的面積，由的過程氣體體積不變，對外不做功，外界對氣體也不做功，則的過程氣體對外做功，大小等于各段曲線所圍成的abc圖像面積大小，整個(gè)過程溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)可知，整個(gè)過程從外界吸收熱量，故D錯誤，符合題意。故選CD?！绢}型四】理想氣體狀態(tài)方程【典例1】（2024·全國·模擬預(yù)測）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，其狀態(tài)變化過程的圖像如圖所示，AB為傾斜直線，C為AB的中點(diǎn)，下列說法正確的是（）A．從狀態(tài)A到狀態(tài)C是等溫過程B．從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體的溫度一直降低C．從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體一定吸熱D．從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中氣體對外所做的功等于氣體吸收的熱量【答案】C【詳解】AB．由圖可知A、C兩點(diǎn)的乘積相等，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知A、C兩點(diǎn)的溫度相等，但A、C兩點(diǎn)之間是直線，故從狀態(tài)A到狀態(tài)C氣體的溫度先升高后降低，故AB錯誤；C．A、C兩點(diǎn)溫度相同，內(nèi)能相同，氣體膨脹對外做功，故從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體一定吸熱，故C正確；D．從狀態(tài)A到狀態(tài)B溫度降低，內(nèi)能減少，由熱力學(xué)第一定律可知故氣體對外做的功大于氣體吸收的熱量，故D錯誤。故選C?！镜淅?】（2024·河北保定·一模）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷B、C兩個(gè)狀態(tài)又回到狀態(tài)A，壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系圖像如圖所示，與橫軸平行，等腰的面積為，的反向延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O，已知?dú)怏w在狀態(tài)C的溫度為，再根據(jù)圖像所提供的其它已知信息，下列說法正確的是（）A．氣體在狀態(tài)A的體積為 B．氣體在狀態(tài)B的壓強(qiáng)為C．氣體在狀態(tài)A的溫度為 D．從狀態(tài)B到狀態(tài)C，外界對氣體做的功為【答案】AC【詳解】A．根據(jù)題意已知等腰做的角平分線會垂直平分底邊BC，得故A正確；B．設(shè)氣體在狀態(tài)A、B的體積分別為、，AB的反向延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O，由正比例函數(shù)關(guān)系可得三角形ABC的面積為，則有聯(lián)立解得故B錯誤；C．由C到A由理想氣體狀態(tài)方程可得已知，由圖可知聯(lián)立解得故C正確；D．由功的定義可得氣體對外界做的功等于p-V關(guān)系圖像與橫軸所圍成的面積，則氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C，外界對氣體做的功為解得故D錯誤。故選AC。【典例3】（2024·云南昭通·模擬預(yù)測）一定質(zhì)量的理想氣體，從A狀態(tài)經(jīng)B、C變化到D狀態(tài)的變化過程的圖像如圖所示，AB與橫軸平行，BC與縱軸平行，ODC在同一直線上．已知?dú)怏w在A狀態(tài)時(shí)溫度為，從A狀態(tài)至C狀態(tài)的過程中氣體吸收了的熱量，求：（1）氣體在D狀態(tài)時(shí)的溫度；（2）從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中，氣體內(nèi)能的改變量?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）由題圖可得根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得代數(shù)數(shù)據(jù)解得（2）從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，氣體對外做功，因圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積等于功的大小，可得從B狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得1．（2024·吉林·一模）如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a→b→c→d→a過程的圖像，其中ac的連線過原點(diǎn)，bc、da連線與橫軸平行，cd連線與縱軸平行。則下列說法正確的是（）A．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體對外做正功B．從狀態(tài)b到狀態(tài)c，單位時(shí)間、單位面積撞擊器壁的分子數(shù)不變C．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，氣體向外放出熱量D．a(chǎn)到b氣體對外做的功等于c到d外界對氣體做的功【答案】AC【詳解】A．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體體積增大，則氣體對外做正功，故A正確；B．從狀態(tài)b到狀態(tài)c，氣體體積不變，分子數(shù)密度不變，溫度升高，根據(jù)可知?dú)怏w壓強(qiáng)增大，又溫度升高，氣體平均動能增大，所以單位時(shí)間、單位面積撞擊器壁的分子數(shù)增加，故B錯誤；C．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，氣體溫度不變，故內(nèi)能不變；體積減小，則外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，