热点46 热学+图像 --高考物理50热点冲刺精练（名师解析）

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2024高考物理50热点冲刺训练
热点46 热学+图像
专题17.5 图像信息模型
1. （2024江苏泰州3月调研）一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。下列判断正确的是（　　）
A. 气体在过程中做等温变化
B. 气体在过程中内能增加
C. 气体在过程和过程对外界做的功相等
D. 气体在一次循环过程中会向外界放出热量
【参考答案】C
【名师解析】因为气体等温变化，pV=恒量，所以气体在过程中因pV乘积变大，可知温度升高，选项A错误；气体在过程中因pV乘积变小，可知温度降低，内能减小，选项B错误；由于气体做功W=F△x=pS△x=p△V，所以在p-V图像中，p-V图像与坐标横轴围成的面积等于气体对外做功，可知气体在过程和过程对外界做的功相等，选项C正确；气体在一次循环过程中从a到b再到c过程对外做功，从c到a过程外界对气体做功，整个过程中气体对外做功，且内能不变，由热力学第一定律可知气体会从外界吸收热量，选项D错误。
2．（2024广东百日冲刺联合检测）如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，气体从状态状态状态状态完成一次循环，其状态变化过程的图像如图乙所示。已知该气体在状态A时的温度为，下列说法正确的是（　　）
A．气体在状态B时的温度为
B．气体在状态时的温度为
C．气体从状态过程中，外界对气体做的功为
D．气体从状态的过程中，气体对外做的功为
【参考答案】AD
【名师解析】．对于理想气体：过程，由查理定律有 ，得 ，故A正确；
过程，由盖—吕萨克定律有
得 ，故B错误；
由于状态A与状态C温度相同，气体内能相等，而过程是等容变化，气体对外不做功，故C错误；
过程中气体体积膨胀对外做功，即从状态A到状态C气体对外做功 ，
故D正确。
3 . (2024广东广州天河区二模)一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，MN为一条直线，则气体从状态M到状态N的过程中（　　）
A. M点内能与N点内能相同
B. 温度先升高，后又减小到初始温度
C. 整个过程中气体对外不做功，气体要吸热
D. 气体的密度在不断增大
【参考答案】AB
【名师解析】
等温过程pV=常量，可知M和N温度相同，理想气体内能由温度决定，所以M点内能与N点内能相同，故A正确；根据 pV=CT，C不变，pV越大，T越高，由图像可知，状态在（2，2）处温度最高。在M和N状态，pV乘积相等，所以温度先升高，后又减小到初始温度，故B正确；
整个过程中气体初末温度相等，所以整个过程内能变化为0。气体体积一直变大，则气体对外做功，即W＜0，根据热力学第一定律 △U=W+Q
由于△U=0， 所以Q＞0，即气体一定吸收热量，故C错误；
气体的体积在不断增大，质量一定，所以气体的密度在不断减小，故D错误。
4. (2024湖南顶级名校质检)如图所示是一定质量理想气体的状态变化图线。已知是等温膨胀过程，则对于图中所示的4个过程中，以下说法正确的是
A.过程气体从外界吸收热量
B.过程气体对外做功最多，内能增加也最多
C.各状态下，单位体积内的气体分子个数都相同
D.过程气体内能的减少量不可能恰好等于气体对外做的功
【参考答案】．ABC
【名师解析】A．a→c过程气体体积增大，气体对外做功，a→c过程气体温度升高，内能增加，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故A正确；B．由图示图像可知，b、c、d、e点的体积V相等，，由查理定律，可知，a b是等温膨胀过程，则，从a到b、c、d、e过程体积变化量相同，气态对外做功，a b过程气体压强不变，a c、a d、a e过程压强减小，则a b过程气体对外做功最多，a b过程气体温度升高最大，气体内能增加最多，故B正确；C．b、c、d、e各状态下气体体积相等，分子数密度相等，即单位体积内的气体分子个数相等，故C正确；D．a→e过程气体温度降低，内能减少，气体体积增大，气体对外做功，气体内能的减少量可能等于气体对外做的功，故D错误。
5. （2024陕西商洛尖子生学情诊断）一定质量的理想气体，从初始状态经状态再回到，它的压强与体积的变化关系如图所示，为一平行四边形．下列判断正确的是（ ）
A. 气体在状态的温度大于在状态的温度
B. 过程，气体向外界放出的热量大于
C. 过程，气体吸收的热量小于它增加的内能
D. 过程气体内能的增加量等于过程它向外界放出的热量
E. 从初始状态经状态再回到的过程，气体吸收的热量为
【参考答案】BDE
【名师解析】
根据理想气体状态方程可知
可知pV乘积正比于温度，由图可知 ＞
可知气体在状态的温度小于在状态的温度，故A错误；
过程，由图可知体积减小，外界对气体做正功，由图线与横轴所围的面积可得
由pV乘积正比于温度，可知过程温度降低，内能减小，即
＜0
根据热力学第一定律知
可知气体向外界放出的热量大于，故B正确；
过程，气体做等容变化，气体不做功，压强增大，温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律可知
气体吸收的热量等于它增加的内能，故C错误；
由于 =
则 Tb=Td
可知
过程，气体做等容变化，气体不做功，则
所以过程气体内能的增加量等于过程它向外界放出的热量，故D正确；
从初始状态经状态再回到的过程，气体温度不变，内能不变，气体对外做功， 由图像面积可得
由热力学第一定律可知
所以气体吸收热量为，故E正确。
。
6. （2024江苏南京大厂高中质检）网上热卖的一科普小制作——斯特林发动机如下图甲所示，它是通过汽缸内的气体经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力的，因此又被称为热气机。如图乙所示，在斯特林循环的图像中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图丙所示。则下列说法正确的是（　　）
A. 状态B→状态C的过程中，单位体积中的气体分子数目增大
B. 状态B气体分子的平均动能大于状态D气体分子的平均动能
C. 状态A对应的是图丙中的图线①
D. 状态C中每个气体分子的动能都比状态A中的大
【参考答案】C
【名师解析】
由题图知状态B→状态C的过程中气体的体积不变，所以密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变，故A错误；由状态B→状态C的过程为等容变化，状态C的气体压强大于状态B的气体压强，根据
可得 ，又 ，则有
可知状态B气体分子的平均动能小于状态D气体分子的平均动能，故B错误；
因当温度升高、分子热运动加剧时，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方动移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽、变平坦，由题图知状态A的温度低，所以对应的是图线①，故C正确；温度是分子平均动能的标志，不代表每个分子的动能，故D错误。
7. （2024江苏扬州期末） 如图所示，一定质量的理想气体在绝热过程中由状态A变化到状态B，该过程中（　　）
A. 外界对气体做功
B. 气体的内能不变
C. 气体分子的平均动能增大
D. 单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减小
【参考答案】D
【名师解析】由图像可知，气体的体积不断增大，故气体对外界做功。故A错误；
由于气体对外做功，而理想气体处于绝热状态。故根据热力学第一定律
可知，理想气体的内能减小。故B错误；
理想气体的内能只与温度有关，有上分析可知，理想气体的内能减小，故理想气体的温度降低，则气体分子的平均动能减小。故C错误；
气体的体积变大，平均动能减小，而分子总个数不变，则单位体积的分子个数减少。故单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减小。故D正确。
8. （2024北京丰台期末）一定质量的理想气体分别在、温度下发生等温变化，相应的两条等温线如图所示，对应的曲线上有A、B两点，表示气体的两个状态。下列说法正确的是（　　）
A.
B. A到B的过程中，外界对气体做功
C. A到B过程中，气体从外界吸收热量
D. A到B的过程中，气体分子对器壁单位面积上的作用力增加
【参考答案】C
【名师解析】
由题图可知，当体积相同时，有
根据理想气体状态方程
可得 ，故A错误；
A到B的过程中，气体的体积增大，对外做功而内能不变，由热力学第一定律
可得，气体一定从外界吸收热量，故C正确，B错误；
A到B的过程中，气体温度不变，则分子运动的激烈程度不变，而气体的体积增大，分子数密度减小，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少，压强减小，所以气体分子对器壁单位面积上的作用力也减小，故D错误。
9. （2024年1月安徽联考）一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b；第二次先经等压过程到状态c，再经等容过程到状态b。图像如图所示。则（　　）
A. 过程。气体从外界吸热
B. 过程比过程气体对外界所做的功多
C. 气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小
D. 气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少
【参考答案】B
【名师解析】
过程，气体体积不变，即等容变化过程，气体压强变小，温度降低，故内能减小。该过程气体对外不做功，故气体向外界放热，A错误；
由微元法可得图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少，由图像可知，过程比过程气体对外界所做的功多，B正确；
过程为绝热过程，气体体积变大对外做功，由热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低。温度是分子平均动能的标志，故气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能大，C错误；
过程，气体的压强相等，体积变大温度变大，分子的平均动能变大，分子撞击容器壁的动量变化量变大。由气体压强的微观解释可知，在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多，D错误。
10. （2024天津蓟州区期末）一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C，其V-T图像如图所示。下列说法正确的有（ ）
A. A→B的过程中，气体内能增加
B. B→C的过程中，气体吸收热量
C. A→B的过程中，气体压强变大
D. B→C的过程中，气体压强减小
【参考答案】C
【名师解析】．A→B的过程中，气体温度不变，内能不变，气体做等温变化，由
可知，气体体积减小时，压强增大，故A错误；C正确；
B→C的过程中，气体体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减少，由热力学第一定律
可知气体放热，由图像及
可知，气体做等压变化，故BD错误。
11. （2024四川南充一诊）一定质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，ac的延长线过坐标原点，ab垂直T轴，bc平行T轴。下列判断正确的是（　　）
A. 过程ab中气体体积增大
B. 过程ab中气体一定吸收热量
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c分子平均动能最小
E. b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数相同
【参考答案】ABD
【名师解析】
过程ab中气体温度不变，压强减小，则体积增大，选项A正确；
过程ab中气体温度不变，内能不变，体积变大，对外做功，则气体一定吸收热量，选项B正确；
过程ca中气体体积不变，则外界对气体不做功，选项C错误；
a、b和c三个状态中，状态c温度最低，则分子的平均动能最小，选项D正确；
b和c两个状态中，气体压强相等，c态温度较低，分子平均动能较小，平均速率较小；但c态气体体积较小，气体数密度较大，则c态时容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数较多，选项E错误。
12. （2024河北部分学校期末联考）一定质量的理想气体从状态a开始，经、、三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知初始状态气体的温度为T，三个状态的坐标分别为、、，下列说法正确的是（　　）
A. 在过程中，封闭气体的温度一定不变
B. 气体在a状态的温度可能与b状态的温度不相等
C. 气体在c状态的温度为
D. 气体从状态b到状态c的过程中气体向外界放出的热量为
【参考答案】C
【名师解析】
对状态分析有
对状态分析有
所以
但气体从状态到状态的过程中不一定温度不变，故AB错误；
C．气体从状态到状态的过程中气体的压强不变，由等压变化规律有
解得 ，故C正确；
气体从状态b到状态的过程中气体的压强不变，外界对气体做功
由热力学第一定律有
解得
由前面分析可知由状态到状态的过程中气体温度降低，所以气体的内能减少，所以气体向外界放出的热量大于，故D错误。
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