专题114气体状态变化图像问题（原卷版+解析版）-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

这是一份专题114气体状态变化图像问题（原卷版+解析版）-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练，文件包含专题114气体状态变化图像问题解析版-2023高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练docx、专题114气体状态变化图像问题原卷版-2023高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共31页， 欢迎下载使用。
2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练
第十九章 热学
专题114 气体状态变化图像问题
第一部分 知识点精讲
1.常见气体状态变化的图像
名称
图像
特点
其他图像
等温线
p-V

pV=CT（C为常量），即pV越大的等温线对应的温度越高，离原点越远

p-1V

p=CTV，斜率k=CT，即斜率越大，对应的温度越高
等容线
p-T

p=CVT，斜率k=CV，即斜率越大，对应的体积越小

p-t

图线的延长线均过点（-273.15，0），斜率越大，对应的体积越小
等压线
V-T

V=CpT，斜率k=Cp，即斜率越大，对应的压强越小

V-t

V与t成线性关系，但不成正比，图线延长线均过点（-273.15，0），斜率越大，对应的压强越小
2.解决图像问题应注意的几点
（1）看清坐标轴，理解图像的意义：图像上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态；图像上的一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程。
（2）观察图像，弄清图像中各量的变化情况，看是否属于特殊变化过程，如等温变化、等容变化或等压变化。
（3）若不是特殊过程，可在坐标系中作特殊变化的图像（如等温线、等容线或等压线）实现两个状态的比较。
（4）涉及微观量的考查时，要注意各宏观量和相应微观量的对应关系。
第二部分 最新高考题精选
1..（4分）(2021新高考福建)如图，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，该过程气体对外__________“做正功”或“做负功”或“不做功”），气体的温度__________（填“升高”“降低”“先升高后降低”或“始终不变”）.

【参考答案】做正功 先升高后降低
【解题思路】：一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，该过程气体体积增大，对外做正功。由于p——V图像中等温线是一双曲线，对A、B两个状态，由理想气体状态方程可得，A、B两个状态的温度相同，内能相同，所以气体的温度先升高后降低。
2. (1) (5 分) （2021高考全国甲卷）如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积-温度(V-t)图上的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示，V1 和 V2 分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0 为它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0 是它们的延长线与 横轴交点的横坐标，t0 =﹣273.15°C；a为直线I上的一点。由图可知，气体在状态a和b的压强之比=______；气体在状态 b 和 c 的压强之比=_________。
【参考答案】1
【名师解析】直线I为等压线，所以气体在状态a和b的压强之比=1；由于直线I和直线II都是等压线，由pbV1= pcV2，可得气体在状态 b 和 c 的压强之比=.
3.（2020北京，4，3分）如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是( )

A.TA=TB，TB=TC
B.TATA；而状态B到状态C是一个等容变化过程，有pBTB=pCTC，因为pB>pC，故TB>TC；对状态A和C有2p0×35V0TA=35p0×2V0TC，可得TA=TC；综上分析，可知C项正确。
4.（2019全国理综II卷33）（1）（5分）如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1______N2，T1______T3，T3，N2______N3。（填“大于”“小于”或“等于”）

【参考答案】（15分）
（1）大于 等于 大于（5分）
【名师解析】根据理想气体状态方程，可判断出状态1和状态3温度相等，即T1等于T3。气体从状态1到状态2，体积不变压强减小，温度较低，根据温度是分子平均动能的标志可知状态1分子平均速率大于状态3分子平均速率，则N1大于N2。气体从状态2到状态3，体积增大压强不变，温度升高，则N2大于N3。
5．(2018·高考全国卷Ⅰ) （1）（5分）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 （选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分：每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

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
【参考答案】BDE
【命题意图】 本题考查对一定质量的理想气体的V——T图线的理解、理想气体状态方程、热力学第一定律、理想气体内能及其相关的知识点。
【解题思路】由理想气体状态方程paVa/Ta=pbVb/Tb可知，pb>pa，即过程中气体的压强逐渐增大，选项A错误；由于过程中气体体积增大，所以过程中气体对外做功，选项B正确；过程中气体体积不变，对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程中气体放出热量，选项C错误；由于状态c、d的温度相等，根据理想气体的内能只与温度有关，可知状态c、d的内能相等，选项D正确；由理想气体状态方程pdVd/Td=pbVb/Tb可知，状态d的压强比状态b的压强小，选项E正确。

第三部分 最新模拟题精选
1. （2022山东聊城重点高中质检）一定质量的理想气体，从图中A状态开始，经历了B、C，最后到D状态，下列说法中正确的是（　　）

A. A→B温度升高，体积不变
B. B→C压强不变，体积变小
C. C→D压强变小，体积变小
D. B点的温度最高，C点的体积最小
【参考答案】ABD
【名师解析】
从图像直接看出A→B温度升高，因为AB延长线经过原点，是等容线，体积不变，A正确；
B→C是等压线，压强不变，根据 ，压强不变，随着温度降低，体积变小，B正确；
根据， C→D温度不变，压强变小，体积增大，C错误；
由图线直接看出，B点的温度最高；根据得， ，气体的体积与P-T图像的斜率成反比，由图像得
则
所以C点的体积最小，D正确。
2. （2022山东枣庄一模）某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　）


A. 状态a和c在同一条等温线上
B. 在a→b过程中增加的内能在数值上等于abefa所围的“面积”
C. 在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量
D. b→c过程中增加的内能小于d→a过程中减少的内能
【参考答案】BC
【名师解析】
从c到d为绝热膨胀，有，外界对气体做功，根据热力学第一定律，可知，即内能减少，温度降低，状态c的温度高于状态d的温度；从d到a，体积不变，由查理定律
可知压强减小，则温度降低，则状态d的温度高于状态a的温度，可得状态c的温度高于状态a的温度，所以状态a的温度小于状态c的温度，A错误；在a→b过程中为绝热压缩，外界对气体做功，，根据热力学第一定律，可知
即外界对其做的功全部用于增加内能，而p-V图线与坐标轴所围面积表示外界对气体做功，所以在a→b过程中增加的内能在数值上等于abefa所围的“面积”，B正确；
从b→c过程系统从外界吸收热量，从c→d系统对外做功，从d→a系统放出热量，从a→b外界对系统做功，根据p-V图像“面积”即为气体做功大小，可知c到d过程气体对外界做功，图像中b→c→d→a围成的图形的面积为气体对外界做的功，整个过程气体内能变化为零，则 ，即在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量，则b→c过程中增加的内能大于d→a过程中减少的内能，C正确D错误。
3（2021山东实验中学二模）一定质量理想气体的状态变化如图所示，dabc为3/4圆弧，cd为半径相同的1/4圆弧。气体从状态a沿经状态b、c、d，最终回到状态a，则( )
A. 从状态a到状态b是等温膨胀过程
B. 从状态a到状态c，气体放出热量，内能增大
C. 处于状态c时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态a少
D. 从状态a经b、c、d回到状态a，气体吸收热量


D. 从状态a经b、cc、dd回到状态aa，气体吸收热量
【参考答案】C
【名师解析】从状态a到状态b，是圆弧而不是双曲线，所以不是等温膨胀，故A错误；
从状态a到状态c，气体的压强相同，体积增大，气体对外做功，根据理想气体状态方程可知，其温度必定升高，内能增大，根据热力学第一定律可得，气体吸收热量，故B错误；.在状态c时，气体的体积比状态a的体积大，分子密度较小，气体温度升高导致分子的平均动能增大，在保持压强不变的情况下，处于状态时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态少，故C正确；气体从状态a经b、c、d，最终回到状态a，气体的温度不变，内能不变，外界对气体做的功等于图像的面积，根据热力学第一定律可得，故气体放出热量，故D错误；
4.(2021郑州三模)如图所示，理想气体的奥托循环由两条绝热线和两条等容线组成，其中a到b和c到d为绝热过程，b到c和d到a为等容过程，下列说法正确的是 （填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A.a→b过程中，外界对气体做功
B.b→c过程中，气体分子的平均动能不变
C.b→c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
D.c→d过程中，单位体积内气体分子数减小
E.d→a过程中，气体从外界吸收热量
【参考答案】ACD
【命题意图】本题以理想气体的奥托循环的p——V图像给出解题信息，考查对p——V图像的理解、查理定律、热力学第一定律、温度的微观含义、压强的微观含义及其相关知识点。
【解题思路】由理想气体的奥托循环的p——V图像可知，a→b过程中，气体体积减小，外界对气体做功，选项A正确；.b→c过程中，气体体积不变，压强增大，根据查理定律，气体温度升高，根据温度的微观含义可知气体分子的平均动能增大，选项B错误；b→c过程中，气体体积不变，压强增大，根据压强的微观含义，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多，选项C正确；c→d过程中，气体体积增大，单位体积内气体分子数减小，选项D正确；d→a过程中，体积不变，温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体向外界散发热量，选项E错误。
5. （2021辽宁模拟1）一定质量的理想气体，按图示方向经历了ABCDA的循环，其中图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．状态B时，气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能小
B．由B到C的过程中，气体将放出热量
C．由C到D的过程中，气体的内能保持不变
D．由D到A的过程中，气体对外做功
【参考答案】B
【名师解析】
状态B与状态A相比，pV的乘积大，温度高，分子的平均动能大，故A错误；
由B到C的过程，发生等容变化，气体压强减小，温度降低，气体内能减小，气体不对外界做功，根据热力学第一定律，气体放出热量，故B正确；
由C到D的过程，pV的乘积变小，气体温度降低，内能减小，故C错误；
由D到A的过程，气体发生等容变化，不对外界做功，故D错误；
6. （2021天津和平区期末）如图，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程的图像如图中从a到b的直线所示，在此过程中（ ）

A.气体温度一直降低 B.气体内能一直减小
C.气体一直向外界放热 D.气体一直对外做功
【参考答案】D
【命题意图】本题考查对图像的理解及其相关知识点。
【解题思路】一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，气体温度一定升高，内能增大，体积增大，气体一直对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项D正确ABC错误。
7（5分）（2021江西九校协作体联考）如图为一个斯特林热气机理想循环的V-T图象一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A完成一一个循环过程，则（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）






A．气体从状态A变化到状态C的过程当中，气体的内能减小
B．气体从状态C变化到状态D的过程中，气体分子单位时间内碰撞容器壁的次数减少
C．气体从状态D变化到状态A的过程中，气体放热
D．气体从状态D变化到状态A的过程中，气体吸热
E．气体从状态B变化到状态C的过程当中，气体的内能增大
【参考答案】BCE
【名师解析】气体从状态A到状态C的过程中，先经历一个等温压缩A到B过程再经过一个等容升温B到C过程，在A到B过程中，温度不变，内能不变，在B到C过程中，温度升高，内能增大，故A到C过程中，内能增大，选项A错误，E正确；气体从状态C到状态D的过程是一个等温膨胀过程，压强减小，气体分子平均速率不变，所以单位时间内碰撞容器壁的次数减少，选项B正确；气体从状态D到状态A的过程是一个等容降温的过程，根据热力学定律知，，，所以，是一个放热过程，选项C正确，选项D错误。
8. （2020北京高考模拟1）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态．其p－T图像如图10所示。下列判断正确的是（ ）

A．过程ab中气体一定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最大
【参考答案】 A 　
【名师解析】 因为＝C，从图中可以看出，a→b过程不变，则体积V不变，因此a→b过程外力做功W＝0，气体温度升高，则ΔU>0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q＞0，即气体吸收热量，A正确；b→c过程气体温度不变，ΔU＝0，但气体压强减小，由＝C知V增大，气体对外做功，W0，即气体吸收热量，B错误；c→a过程气体压强不变，温度降低，则ΔU0，由ΔU＝W＋Q知W