新高考物理一轮复习选择题考点专项练61　气体实验定律与图像、热力学定律综合问题（含答案解析）

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2.(图像的判断)(多选)如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气(视为理想气体)，设封闭空气的温度不变，洗衣缸内水位升高，则下列各个描述细管中被封闭的空气状态变化的图像中与上述过程相符合的是( )
3.(p－V图像)一定质量的理想气体，经历如图过程，其中ab、cd分别为双曲线的一部分。下列对a、b、c、d四点温度大小比较正确的是( )
A.Ta>Tb B.Tb>Tc
C.Tc>Td D.Td>Ta
4.(p－V图像＋热力学第一定律)一定质量的理想气体经历A→B绝热变化过程，其p－V图像如图所示。图像上A、B两点与坐标原点O连线为OA、OB。关于OA、OB与横轴围成的面积S1、S2大小关系，下列说法正确的是( )
A.S1＝S2 B.S1>S2
C.S1pd，pb>pc，根据查理定律eq \f(p,T)＝C可知Ta>Td、Tb>Tc，故B正确，D错误。]
4．B [由于一定质量的理想气体经历A→B绝热变化过程，则Q＝0，气体体积增大，对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知内能减小，温度降低，则根据pV＝CT，结合图像面积可知S1>S2，故B正确。]
5．D [因AB是过原点的直线，可知A→B过程温度不变，气体的内能不变；A→B过程气体的体积减小，外界对气体做功，气体放出热量，A、B错误；B→C过程，体积减小，则外界对气体做功，C错误；B→C过程中pV乘积减小，则可能出现了漏气，D正确。]
6．AC [在气体等压膨胀过程中活塞受力平衡，有1.5p0S＝p0S＋Mg，解得M＝eq \f(p0S,2g)，故A正确；在b→c过程中气体对外做的功为W＝1.5p0S·eq \f(H,2)＝eq \f(3,4)p0SH，故B错误；在a→d全过程中，由理想气体状态方程有eq \f(p0V0,T0)＝eq \f(2p0·2V0,Td)，由题目条件可知气体内能的变化量ΔU＝α(Td－T0)＝3αT0，故C正确；从a→d全过程，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于其内能的增量，故D错误。]
7．D [b→c过程由图可知为等温变化，气体内能不变，根据玻意耳定律pV＝C可知，当压强p增大时，体积V减小，则外界对气体做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，由于内能不变，可知b→c过程气体放出热量，故A、B错误；由图可知c→a为等容变化，a→b为等压变化，a→b过程中气体温度升高，根据盖－吕萨克定律可知气体的体积变大，由于压强不变，温度升高，气体分子平均速率增大，则气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少，故C错误；由于a、c两个状态体积相同，则a→b过程气体体积的变化量与b→c过程气体体积的变化量相同，而a→b过程气体压强不变，b→c过程气体压强增大，根据W＝pΔV可知，a→b过程气体对外界做的功小于b→c过程外界对气体做的功，故D正确。]
8．AC [由题图可知，气体由状态A至状态B体积增大，外界对气体做负功，A正确；气体由状态B至状态C为等容变化，气体对外界不做功，B错误；由状态A至状态B为等压变化，由eq \f(VA,TA)＝eq \f(VB,TB)，解得TA＝200 K，由题意可知eq \f(U,TA)＝eq \f(UB,TB)＝eq \f(UC,TC)，解得UB＝1.5U，UC＝2U，气体由状态A至状态B，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于eq \f(U,2)，C正确；由状态C变化至状态A，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体释放的热量大于U，D错误。]
9．B [A→B过程中气体的温度升高，内能增大，体积增大，对外做功，气体从外界吸热，A错误；B→C过程中气体做等温变化，气体内能保持不变，作出此过程的p－V图像如图所示，p－V图像与横轴所围面积表示气体对外界做的功，对应梯形面积为eq \f(3,2)p0V0，则等温线与横轴围成的面积小于eq \f(3,2)p0V0，B正确；C→D过程中气体的温度降低，分子撞击器壁的平均力度减小，气体体积减小而压强不变，所以气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的碰撞次数不断增加，C错误；由题图中几何关系知，D→A过程中气体的温度升高了eq \f(T0,2)－eq \f(T0,4)＝eq \f(T0,4)，D错误。]
10．BD [过程①中气体发生等容变化，温度升高，根据查理定律可知气体的压强逐渐增大，故A错误；过程②中气体的体积增大，气体对外界做正功，故B正确；过程④中气体发生等容变化，气体不做功，温度降低，气体的内能减少，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知气体向外界放出了热量，故C错误；如图所示，连接bO和dO，根据数学知识可知，状态d的eq \f(V,T)值大于状态b的eq \f(V,T)值，根据eq \f(pV,T)＝C，可知状态d的压强比状态b的压强小，故D正确。]
11．B [由题图知，a→b过程为等压过程，由eq \f(V,T)＝C可知，气体温度升高，体积增大；b→c过程为等容过程，由eq \f(p,T)＝C可知，气体温度升高，压强增大，A、C、D错误，B正确。]
12．CD [A到B的过程中，气体等温压缩，压强增大，体积减小；从B到C的过程中，气体等压降温，温度降低，体积减小；从C到D的过程中，等温膨胀，压强减小，体积增加，而且此时D状态的压强又恢复到最初A状态的压强，其V－T图像和p－eq \f(1,V)图像如图所示，
A、B错误；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于气体温度降低，内能减小，因此气体向外放出的热量大于外界对气体做的功，C正确；由于状态A与状态D压强相等，而状态D温度更低，分子撞击容器壁的平均力度减小，因此单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数更多，D正确。]