高二物理人教版选择性高分突破考点专题专题强化训练热力学三大定律图像和理想气体方程计算综合问题

专题强化训练：热力学三大定律图像和理想气体方程计算综合问题

题型一：热力学中的图像问题

1.（2023•北京・统考一模）一定质量的理想气体，其压强夕与体积P的关系图像如图所示。下列说法正确的是（)

A.4一8的过程中，气体温度升高,从外界吸收热量

B.的过程中，气体体积增大,外界对气体做功

C.8一。的过程中，气体压强减小,从外界吸收热量

D.C—4的过程中，气体温度始终不变，内能始终不变

2.（2023・全国•高三专题练习）如图所示，一定质量的现想气体从状态力依次经过状态8、C和D后再回到状态/I,

其中/ITB和。一。为等温过程，8-C和为绝热过程。上述循环过程叫做热机的“卡诺循环”。则（）

Ik

A.8-C过程气体分子的数密度增大

B.4-C过程气体的温度不变

C.4-C过程气体对外做功大于I过程外界对气体做功

D.C-0过程放出的热量等于月-8过程吸收的热量

3.（2023•全国•高三专题练习）一定质量的理想气体从状态。开始，经历三个过程。从庆•、m回到原状态“。其

图像如图所示。ab、be、ca皆为直线，w平行于p轴，历平行于P轴。下列说法正确的是（）

A.a、b、c三个状态中，状态c温度最高

B.他过程中，气体分子的平均动能先变小后变大

C.6c过程中，气体一定从外界吸热

D.从a状态经历三个过程再次回到。状态的过程中，气体共吸热3xl0$J

题型二：热力学和理想气体方程的综合问题

4.（2023•陕西•二模）如图甲所示，在短直放置的圆杆形容器内用横截而积*=50cm?的质量不计且光滑的活塞密封

一定质星的气体（可视为理想气体），活塞上静止一质量为川的物块。图乙是密闭气体从状态A变化到状态

图像，密闭气体在4点的压强P»=L05xl0Spa,从状态/变化到状态8的过程中吸收热量。=200J。己知外界大

气压强Po=l.OlxlO5pa,重力加速度g取10mH。求:

①物块的质量：

②气体在状态B的体积；

③从状态A到状态B气体内能增显。

图甲图乙

5.（2023・河南•统考二模）如图所示，一根一端封闭粗细均匀的导热玻璃细管力8开口向上竖直放置（横截面积为S）,

管内用高力的水银柱封闭了一段空气柱。水银柱液面距管口5此时该地的大气压强为外，环境温度为乃。然后再

把该容器竖直浸入温度为A的热水中，水银柱缓慢上升，最终恰好与容器口相平，容器中封闭的气体可视为理想气

体，重力加速度为g。

求：

（1）初始时，被封闭气体的长度仪;

（2）若水银密度为〃，密闭气体温度由心升高到小的过程中吸收的热量为。，则密闭气体增加的内能为多少。

6.（2023春・湖南常德•高三汉寿县第一中学校考阶段练习）如图所示，体机为2人内壁光滑的圆柱形绝热汽缸有一

绝热活塞，活塞的质量和厚度均可忽略不计。汽缸内密封一定质量的理想气体，外界大气压强和温度分别为必和

To.初始时，活塞恰好位了汽缸的中部尸位置，此时气体体积为匕现通过电热丝给封闭气体缓慢加热，活塞由P

位置移动到顶部0位置，继续加热，气体的温度上升到2.47；。已知气体内能U与温度7的关系为。=。7\。为常

数且大于零，容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。求：

（1）温度达到2.4TM上汽缸内气体压强；

（2）在活塞上升过程中，汽缸内气体吸收的热量。

2户F

电热丝

专题强化

一、单选题

7.（2021秋•高二课时练习）•定质量的理想气体被质量为〃，的绝热活塞封闭在睡直放置的绝热汽缸中，活塞的面

积为S,与汽缸底部相距£,温度为现接通电热丝给气体缓慢加热，活塞缓慢向上移动距离心后停止加热，整

个过程中，气体吸收的热量为。，大气压强为p〃，重力加速度为80则（）

A.初始时，气休压强R=〃。

氏停止加热时，气体的温度7=27；

C.该过程中，气体内能增加量AU=Q-创gL

D.该过程中，气体内能增加量AU=。-化SL

8.（2022春•江苏苏州•高二统考期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态/变化到状态从该过程中气体内能

增加/120J,已知状态/气体的温度为150。（3。下列说法正确的是（）

5

kp/10Pa

AB

0.4r

0r/io-3m3

2.04.0

A.气体在状态8时的温度为30（TC

B.气体在此过程中吸收了200J的热量

C状态E气体中每个分子动能与状态4相比较或多或少都有所增加

D.状态4时气体单位时间内对容器壁单位面积上碰撞的分子数为状态/时的一半

9.（2022春・江苏南京•高二统考期末）如图所示，为一定质量的理想气体所经历的由两个绝热过程和两个等容过程

组成奥托循环，则该气体（）

A.在状态〃与状态c内能可能相等

B.从d-a吸收的热量小于从b—c放出的热量

C.从CTd的过程中，气体对外界做功

D.经历一个循环，气体对外做功

10.（2022春・山东泰安•高二统考期末）一定量的理想气体从状态”开始，经历三个过程"、儿、血回到原状态,

其》图像如图所示。下列判断正确的是（）

A.气体在。状态的体积大于在方状态的体积

B.气体在状态”时的内能大于它在状态b时的内能

C.气体在过程机•中一定放出热量

D.气体在过程版中向外界放出的热量大于外界对气体做的功

II.（2022春•北京•高二期末）如图所示，现用活塞压缩封闭在气缸里的空气，对空气做了90J的功，同时空气向外

散热21J,关于气缸里空气的内能变化情况，下列说法正确的是（）

A.内能增加90JB.内能增加69J

C.内能减小111JD.内能减少21J

12.（2022春・河北廊坊•高二统考期末）•定质量的理想气体，其内能与温度成正比。在初始状态/时，气体的体

积为匕、压强为P”、热力学温度为I,该理想气体从状态A经一系列变化，最终又回到状态4其变化过程的P-7

图像如图所示，其中。的延长线过坐标原点，力、8在同一竖直线匕B、C在同一水平直线上。下列说法正确的

是（）

A.由C到4的过程中，气体的体积减小

B.从B到C的过程中，单位时间单位面积撞击器壁的分了•数目增大

C.由4到8的过程中，气体从外界吸热

D.从〃经过。到4的过程中，气体从外界吸收的热量为2〃。匕

13.（2022春•辽宁沈阳•高二期末）一定质量的理想气体经历力的循环过程，循环过程中的压强

与体积的变化如图所示，图中的曲线I和曲线H均为反比例函数的一部分。其中Pd=Ps〉Pc=P〃，则下列说法正

确的是（）

A.理想气体从。到A的过程中从外界吸热

B.理想气体从8到C的过程中向外界放热

C.理想气体从A到8的过程中所有气体分子的速率都变大

D.理想气体从C到力的过程中气体放出的热量大于外界对气体所做的功

14.（2022春•北京•高二期末）一定质量的理想气体从状态A经过状态8变化到状态C,其P-7图像如图所示。下

列说法正确的是（）

A.BfC的过程中，气体分子平均动能增加

B.B-C的过程中，气体一定放出热量

C.的过程中，气体分子的密集程度变小

D./->8的过程中，分子的平均动能变大

15.（2022春・山东威海•高二期末）如图所示，•定质量的理想气体，由状态。变为状态人下列说法正确的是（)

A.过程，气体的温度保持不变

B.。一〃过程，气体对外界做功

。一〃过程，气体放出热量

D.a状态气体分子单位时间撞击器壁单位面枳的平均次数小于b状态

16.（2022春•四川遂宁•高二期末）一定质量的理想气体，由温度为。的状态1经等容变化到温度为4的状态2,

再经过等压变化到状态3,最后变回到初态1,其变化过程如图所示，则（）

P

2-.

必

OV

A.从1到2过程中，气体对外做功，内能减小

B.从2到3过程中，气体对外做功，内能减小

C.从1到2到3到再回到1的过程中，气体一定从外界吸热

D.从3到1过程中，气体分子数密度变大，内能增加

二、多选题

17.（2022春•内蒙古通辽•高二校考期末）如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，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气缸，待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气

体压回到原来的体枳，假设整个系统不漏气，下列说法正确的是（）

隔板

/活塞

理想

真空

气体

A.气体在被压缩的过程中内能增大

B.在自发扩散过程中，气体对外界做功

C.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功

D.气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变

18.（2022春・河北沧州•高二任丘市第一中学校考期末）一定量的理想气体从状态。经状态b变化到状态c,其过程

如丁-/图上的两条线段所示，则气体在（）

o--------------

A.状态。处的压强大于状态c处的压强

B.由a变化到b的过程中，气体对外做功

C.由〃变化到c的过程中，气体的压强不变

D.由a变化到b的过程中，气体从外界吸热

19.（2021春・广东深圳•高二深圳市宝安中学（集团）校考期中）如图所示，一定质量的理想气体从状态4依次经

过状态8、。和。后再回到状态力。其中，4-8和为等温过程，BTC和。fl为绝热过程（气体与外

界无热量交换）。该循环过程中，下列说法正确的是（）

A.4f8过程中，气体的内能不变

B.BfC过程中，气体分子的平均动能增大

C.Cf。过程中，气体分子数密度增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

D.若气体在478过程中吸收63kJ的热量，在Cf。过程中放出38kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功

为25kJ

20.（2022春•高二课时练习）带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体，其状态变化如图所示。气体开始处于状态

A,由过程力-8到达状态8,其内能减小了E,后又经过程8-C到达状态C。设气体在状态4时的压强、体积和

温度分别为万、勿和》。在状态8时的体积为a，状态。时的温度为TC。则下列说法正确的是（：

A.气体在状态6时的温度〃=空

B.气体在状态4时的温度及=匕>

C.4—>£过程中，气体放出的热量。=。式匕-腺）+七

D.过程中，气体放出的热量。=凡（%-匕）-£

21.（2022春•辽宁营口•高二营口市第二高级中学期末）如图，一定质量的理想气体从状态。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（）o

A.过程①中气体的压强逐渐增大

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的内能不相等

22.（2022・高二课时练习）如图所示，一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、be、cd、而四个过程回到原状

态，其P-7图像刚好是一个圆，气体在°、氏c、d四个状态的体积分别为匕=匕、匕=匕、匕=匕，温度分别为

<=［、4=4、TC=T2,压强分别为凡、口八P,：、Pd，其中匕=5匕，4=5］。下列说法正确的是（）

A.在这四个状态中，c状态时气体的内能最多

B.”,=4几

C.P〃=L8%

D.从状态〃到状态〃，气体从外界吸热

E.从状态。到状态4,气体对外界做功

三、解答题

23.(2022春•高二课时练习)如图所示，一定质量的某种理想气体在状态/1时的体积为匕，从状态力到状态8,外

界对该气体做的功为力,从状态力到状态C,该气体从外界吸收的热量为。，在〃-7图像中图线4C反向延长线

通过坐标原点0。求：

(1)气味在状态C时的压强和在状态8时的体积:

(2)从状态4到状态8,气体与外界热交换的热量Q'。

24.(2021春・陕西渭南•高一校考期末)加图所示,足够高的导热良好的气扛直立在水平地面上,气缸的质量为用

=5000kg,底面面积为Sfm?。用活塞把一定量的气体封闭在气缸内，活塞可沿气缸壁无摩擦移动，活塞及气体

的质量兀忽略不计，气体可看作理想气体、平衡时，活塞处于距气缸底/.=2m处。现用力产缓慢向上拉动活塞，直

至气缸刚要离开地面，此过程中活塞未移动到气缸口处，假设环境温度保持不变，环境气体压强4=1x10$Pa,

g=10m/s2o求：

(1)气缸刚要离开地面时，活塞距气缸底的距离；

(2)若此过程中力产做功出=1x10”,则封闭气体需从外界吸收多少热星？

m

25.（2022春・新疆伊犁•高二统考期末）一定质量的理想气体从状态力变化到状态8再变化到状态C,其状态变化

过程的p-V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27.C。

（1）求咳气体在状态8、C时的温度：

（2）该气体从状态力到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？

</?/(x105Pa)

*r/(xlO-3m3)

26.（2023秋・浙江衢州•高二校联考期末）如图所示，导热良好的气缸用质量不计，横截面积为S的光滑活塞封闭一

定质量的理想气体，活塞下表面与气缸底部之间的距离为人在活塞上放一重物，活塞平衡时下表面距离气缸底部

的高度为:心。己知大气压强为po,环境温度为重力加速度为g。

（1）求重物的质量：

（2）若缓慢升高气体的温度，求当活塞回到原位置时，气体的温度r：

（3）在第（2）问中，已知气体吸收热量为0,求气体内能的增加量4a

3

4

27.(2022春•山东淄博•高二统考期末)气压式升降椅通过气缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示,

圆柱形气缸与椅面固定连接，气缸与椅面的总质量为〃，=12kg。横截面积为S=30cnf的柱状气缸杆与底座固定连

接。可自由移动的气缸与气缸杆之间封闭一定质量的理想气体，稳定后测得封闭气体柱长度为£=20cm,设气缸气

密性、导热性能良好，忽略摩擦力。已知大气压强为P°=L0xl0，Pa,室内温度T=312.5K,重力加速度为g=10m/s2。

(1)若质量M=78kg的人盘坐在椅面上，室内温度保持不变，稳定后椅而下降/多少？

(2)人盘坐在椅面上稳定后再打开空调，室内气温缓慢降至A=30()K,求此过程中外界对缸内气体所做的功。

28.(2022春・福建厦门•高二期末)如图所示为一电风扇自动控制装置，用轻质活塞和导热性能良好的气缸密封一定

质量的理想气体，活塞的横截面积S=50cm2、上表面有一轻质金属触片。当环境温度乙=27℃时，活塞距气缸底部

4=30cm,当环境温度升高到〃=32℃时，活塞上升到恰使金属触片与导线触点接通的位置，电风扇开始工作。已

知大气压强p0=L()xl()5pa,r=(/+273)K,不计活塞与气缸间的摩擦，在环境温度由27c升高到32℃的过程中,

求：

(1)活塞上升的高度：

(2)气为对外做的功：

(3)若疚过程中气体从外界吸收的热量为3.0J,求气体内能的增加量。

29.（2022春・江苏泰州•高二校联考期末）如图所示，在一横截面积为S的竖直玻嘀管内封闭着A、B两部分理想气

体，中间用水银杆隔开。玻璃管静止时，A部分气科长府为2.4L乐呢为小：B部分气杆长度为2£,水银林产生的

压强为0.2〃°。已知大气压强为小，环境温度保持不变。

（1）若将玻璃管沿竖直平面内缓慢转过90。，待稳定后求气柱A的长度：

（2）若在玻璃管装有气体A的顶端开一小孔，现缓慢加热气体B,当气体B从外界吸收的热量为。时，水银刚好

到达小孔处，求该过程气体B内能的增量AUo

2.4乙A

30.（2022春・河北沧州•高二统考期末）如图甲所示，圆柱形气缸和活塞是由导热材料制成的，当下面气体的压强是

上面气体压强的2倍时，两部分气体的高度均为人现在活塞A上缓慢地放置一物体机，最终稳定时如图乙所示，

若外界温度和大气压强均保持不变，活塞A、B与气缸无摩擦，A的质量忽略不计，B的质量为历，且M=2加，

则乙图中两部分气体的高度分别为多少？活塞在气缸内移动的过程中，气体吸热还是放热？

参考答案:

1.A

【详解】AB.力一>8的过程中，压强大变，根据/=。，可知气体温度升高，内能增大，膨胀过程气体对

外做功，由热力学第一定律△U=Q+W可知，气体从外界吸热，故A正确，B错误：

C.3-C的过程中，气体体积不变，压强减小，根据（=C,可知气体温度降低，内能减小，由于P不变,

则郎=0,根据可知气体对外界放热，故C错误；

D.根据图像的等温线分布可知在的过程中，气体温度会变化，气体的内能发生变化，故D错

误；

故选Ao

2.C

【详解】A.根据图像可知，8一。过程气体的体积增大，则气体分子的数密度减小，A错误；

B.根据

△U=%+。

4TC过程为绝热过程，气体体积增大，对外做功，则

0=0,IV<0

则有

△U<0

即气体温度降低，B错误；

C.P-V,图像中，图线与P轴所围几何图形的面积表示功，力一。过程气体体积增大，气体对外做功，

过程，气体体积减小，外界对气体做功，由于4一。过程图线与P轴所围几何图形的面积大于C-4

过程图线与P轴所围几何图形的面积，则4-C过程气体对外做功大于C-A过程外界时气体做功，C正确；

D.根据热力学第一定律有

△U"=^,c+0C，="»+Q,

由于

则有

%+。〃=-町广。£

根据上述/ITC过程气体对外做功大于C^A过程外界对气体做功，即

则有

QAC>~QCA

由于CT。是等温过程，内能不变，体积减小，外界对气体做功，则气体放出的热量，而。一力为绝热过程,

即。一。过程放出的热量即为CT/1过程放出的热量，又由于力一笈是等温过程，内能不变，体积增大，气

体对外界做功，则气体吸收的热量，而8-C为绝热过程，即力-8过程吸收的热量即为力-C过程吸收的

热量，可知C-。过程放出的热量小于4-8过程吸收的热量，D错误。

故选C。

3.D

【详解】A.该理想气体在不同状态下都有

T

可得

pV=kT

由图像可得

心匕>PK>PK

所以

Ta>Tb>Tr

故a、b、c三个状态中，状态。温度最高，A错误；

B.办过程中，气体温度先升高后降低，故气体分子的平均动能先变大后变小，B错误；

C.k过程中，气体体积减小，外界对气体做正功力>0,而气体温度降低，气体内能减小AU<0,由热力

学第一定律

△U=0+W

故。<0,气体放热，故C错误；

D.从。状态经历三个过程再次问到G状态的过程中，气体内能不变AU=0,帅过程中，气体对外做功为

外图线与横轴的面积，即

5s

%=-1X(4+1)X10X(3-1)=-5x10J

庆过程中，外界对■气体做功为加图线与横轴的面积，即

=1X1O5X(3-1)=2X1O5J

由热力学第一定律

△U=Q+%+V；

解得

Q=3xlO，J

故气体在整个过程中共吸热3x］（）5j,D正确。

故选D。

4.①2kg：②3.2xl（）Tm\③116J

【详解】①在A状态，根据平衡条件

〃?g+poS=p/S

解得

〃?=2kg

②根据图像可知

F=c

气体做等压变化

TATB

解得

^=3.2x10

③从状态A变化到状态B的过程，气体对外界做功

W=p^V

解得

眸84J

根据热力学第一定律

AU=Q-w

解得

AU=116J

5.（1）（2）QTPo+Pgh）Sb

【详解】（1）以密封气体为研究对象，根据盖吕萨克定律有

3'二一+4》

(T2

解得

I:%

xf

(2)以水银柱为研究对象，根据平衡条件有

pS=mg+p§

可得

P=Pgh+Pq

水银柱缓慢上升过程中外界对气体做负功，有

根据热力学第一定律可得

△U=Q+W=Q-(p°+pgh)Sb

6.(1)12幺：(2)p/+a"

【详解】(1)设活塞刚好到达。位置时气体温度为1,该过程气体压强不变，由盖-吕萨克定律得

V2V

钉牙

解得

1=27；

在气体温度由2打上升到2.47。的过程中，气体体枳不变，由查理定律得

Po_P

2""2.47；,

解得

p=1.2〃o

(2)活塞上升过程中，外界对气体做的功为

*.po(2f=-%V

在这一过程中，气体内能的增加量为

△U=a（2%f）

由热力学第一定律有

Q=AU-W=aT0+PoV

7.B

【详解】A.初始时，对活塞根据平衡条件有

P\S=P«S+mg

解得

0=等+%

故A错误：

B.对气体缓慢加热过程中，气体经历等压变化，根据盖一吕萨克定律有

LS2LS

解得

7=27；

故R1F确：

CD.该过程中，气体对外做功为

W=p、SL=mgL+p„SL

根据热力学第一定律可得

MJ=Q-W=Q-mgL-P(iSL

故CD错误。

故选Bo

8.B

【详解】A.从状态力变化到状态8,等压变化，则

工工

nTB

由题意知

K,=2.0x103m\=4.0x103[=273K+150°C=423K

可得

〃=2£=846K=573°C

故A错误：

B.从状态4变化到状态从气体膨胀，外界对气体做负功，则

W=-0.4X105X(4.0-2.0)X10-3J=-8DJ

从状态力变化到状态氏该过程中气体内能增加了120J,则

At/=120J

由热力学第一定律AU=力+。可得

Q=200J

故B正确；

C.从状态力变化到状态4,气体温度升高，气体分子的平均动能增大，并不是每个气体分子的动能都增大，

故C错误：

D.从状态/1变化到状态8,体积加倍，压强不变，温度升高，分子平均动能增大，则分子运动的激烈程度

增大，分子对器壁的平均撞击力增大；根据压强的微观意义可知，单位时间内单位面积上碰撞器壁的气体

分子数一定减少，不一定是一半。故D错误。

故选B。

9.D

【详解】A.依题意，气体从a-b状态，气体绝热膨胀，则气体时外做功，气体内能减小：气体从b-c状

态，气体体积不变，压强减小，则气体温度降低，内能减小，可知气体在状态。的内能大于状态c•内能，

故A错误；

C.从C-〃的过程中，气体体积减小，则外界对气体做功，故C错误；

BD.依题意，从8一c,气体体积不变，压强减小，则温度降低，气体内能减小，根据热力学第一定律可知，

气体放出热量；从气体体积不变，压强增大，则温度升高，气体内能增大，气体吸收热量；气体经历

一个循环，气体内能不变，根据热力学第一定律可知

△%=A。

由P-P图像围成的面积可知一个循环后气体对外做功，则整个过程气体吸热，即一个循环过程从4T“吸

收的热量大于从6-c放出的热量，故B错误，D正确。

故选D。

10.D

【详豺】A.根据理想气体状态方程可得

_nRT_«/?(z+273.l5)

P=~F=V

可知。到b过程是一个定容过程，所以状态a的体积等于状态/)的体积，故A错误：

B.由于理想气体的内能只与温度有关，而状态。的温度低于状态〃的温度，所以状态。的内能小于状态〃

的内能，故B错误：

C.过程A为等温过程，温度没变，所以内能不变，而根据理想气体状态方程

展生

P

可知，过程儿压强减小，则体积增大，气体对外做功，而内能保持不变，需要吸收热量，故C错误；

D.过程e是等压过程，温度降低，根据理想气体状态方程可知体积会减小，外界对气体做正功，根据热

力学第一定律公式

△U="+。

可知，由于温度降低了，气体的内能减小，而外界对气体做正功，所以气体向外界放出的热量大于外界对

气体做的功才会使内能减小，故D正确。

故选D。

11.B

【详解】根据题意，由热力学第一定律△〃=(?+%可得，气缸里空气的内能变化为

AU=-21J+90J=69J

即气缸里空气的内能增加了69Jo

故选Bo

12.D

【详解】A.从。到/过程，由理想气体状态方程可得

PWC_PM>

TcTA

代入数据可得

七=匕

故。到力过程中体积不变，故A错误：

B.从8到C过程，温度升高，分子平均动能增大，分子平均撞击力增大，压强不变，单位时间单位面积

撞击数目减少，故B错误；

C.1到8过程为等温变化，由玻意耳定律可得

PM=

解得

叱匕=%

B33

体枳减小，外界对气体做功，即W>0,气体内能不变，由热力学第一定律知。<0,即气体对外界放热,

故C错误：

D.6经过。到力的过程，气体的温度先升高后降低，则内能先增大后减小，整个过程气体的内能不变，由

选项C的解析可知外=g从8到。的过程中，气体对外界做的功为

佟-匕）=-2p°匕

则从8经过C到4的过程中，气体吸收的热量为2p。%,故D正确。

故选D“

13.D

【详解】A.由题意可知，理想气体从。到A的过程为等温变化，气体内能保持不变，气体体积减小，外界

对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，A错误：

B.由题意可知，理想气体从8到C的过程为等温变化，气体内能保持不变，气体体积增大，外界对气体做

负功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，B错误：

C.理想气体从A到8的过程为等压变化，则有

-=C

T

由于气体体积增大，可知气体温度升高，分子的平均动能增大，但并不是所有气体分子的速率都变大，C

错误：

D.理想气体从。到。的过程，气体压强不变，体积减小，温度减小；则气体的内能减小，外界时气体做正

功，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，且放出的热量大于外界对气体所做的功，D正确。

故选D。

14.B

【详解】A.BfC的过程中，气体的温度降低，气体分子平均动能减少，A错误；

B.BrC的过程中，气体的温度降低，气体的内能减少，气体的体积减小，外界对气体做正功，根据热力

学第一定律可知，气体一定放出热量，B正确；

C.8的过程中，气体的体积减小，气体分子的密集程度变大，C错误：

D..418的过程中，气体的温度不变，气体分子平均动能不变，D错误。

故选B。

15.B

【详解】A.由图可知

儿匕=PH

即。和〃两状态的温度相等，但并不是OT8过程，气体的温度保持不变，因为图像的等温线是一条曲

线,故A错误；

B.因为。一〃过程，气体体积增大，所以气体对外界做功，故B正确：

C.因为。和b两状态的温度相等，所以从a到力内能不变，又因为。一人过程，气体对外界做功，由热力

学第一定律可知，。一〃过程，气体吸收热量，故C错误；

D.因为“和b两状态的温度相等，所以分子平均动能相等，又因为压强。大于人则。状态气体分子单位

时间撞击器曦单位面积的平均次数大于h状态，故D错误。

故选B。

16.C

【详解】A.从1到2过程中为等容变化，体积不变，气体不对外做功，选项A错误：

B.从2到3过程中，体积增大，气体对外做功；压强不变，根据（=（7可知温度升高，内能增大，选项

B错误；

D.从3到I过程中,体积减小,气体分子数密度变大：两个状态温度相同.内能相同，所以3至UI过程中

内能不可能增加，选项D错误；

C.从I到2过程中气体对外不做功；2到3过程中，体积增大，气体对外做功；3到1过程中，体积减小,

外界对气体做功。根据尸U图像中图线与坐标轴所围面积表示气体做功可知，整个过程气体对外做功大于

外界对气体做功，而内能不变，根据热力学第一定律可知气体一定从外界吸热，选项C正确。

故选C。

17.AC

【详解】B.气体向真空扩散过程中对外不做功，故B错误；

AC.气体在被压缩的过程中活塞对气体做功，因气缸绝热，则气体内能增大，故AC正确；

D.气体在被压缩的过程中，因气体内能增加，则温度升高，气体分子的平均动能增加，故D错误。

故选AC。

18.ABD

【详解】AC.理想气体从状态a到状态A图线是过原点的倾斜直线，由

也1常数

T

可知该过程是等压变化：从状态/）变化到状态c,%增大，T降低，所以压强〃减小，故状态。处的压强大

于状态。处的压强，故A正确，C错误；

BD.由a变化到6的过程中，P增大，所以气体对外做功，7升高，则内能增大，由热力学第一定律

△U=%+Q

可知气体吸热，故BD正确。

故选ABDo

19.ACD

【详解】A.4到8为等温过程，则气体的内能不变，故A正确：

B.8到C绝热，没有热交换，体积增大，对外做功，内能减小，所以气体分子平均动能减小，故B错误：

C.C到。过程中，体积减小，气体分子数密度增大，单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数就增多，故

C正确：

D.气体完成一次循环，内能不变，由热力学第一定律知气体对外做的功为

63kJ38kJ=25kJ

故D正确。

故选ACDo

20.AC

【详解】AB.根据理想气体状态方程可得

P•.匕_PMi

TA-TB

过程中，气体做等压变化，所以有

故A正确，B错误：

CD.4-8过程中内能减小了应根据热力学第一定律有

-£=%+―/)+。'

解得

?=-必化/)+<|

即力-3过程中，气体放出的热量

Q=PM/)+E

故C正确，D错误。

故选AC。

21.AB

【详解】A.过程①是等容变化，温度升高，由查理定理可知压强增大，A正确:

B.过程②中，体积增大，气体对外做功，B正确：

C.过程④是等容变化，温度降低，放出热量，C错误：

D.过程③是等温变化，温度不变，故状态c、d的内能相等，D错误。

故选AB。

22.ACD

【详解】A.由图像可知，在这四个状态中，c状态时气体的温度最高，则c状态时气体的内能最多,

A正确：

B.由于匕=匕，则有

乙=乙

T2工

可得

T

%=尹“=5〃。

B错误：

C.根据理想气体状态方程可得

P区二P/

或Ta

其中

匕=%=5匕，7；=萼=37；

匕=竽=阳，T.=T、

联立可得

Pb=L8Pa

C正确；

D.从状态。到状态6,气体的温度升高，则气体的内能增加；气体的体积变大，外界对气体做负功，根据

热力学第一定律可知，气体从外界吸热，D正确；

E.从状态c到状态力气体的体积变小，外界对气体做正功，E错误。

故选ACD。

2

23.(I)2p°,”：(2)Q-W

【详解】(1)由题意，可知4C线为等容线，根据查理定律，有

T,Tc

即

二Pc

T.27；

得

Pc=2Po

根据理想气体状态方程，有

PyA_P^R

TA-TB

即

P%_3PO'B

得

(2)由图像可知从状态4到状态C,气体等容变化，根据热力学第一定律可得

△U=Q

从状态8到状态G气体等温变化，内能不变，所以可推知，从状态幺到状态8,气体与外界热交换的热

量

Q'=-W=Q-W

24.(1)r=4m；(2)0=lx1O5N

【详解】(1)气缸要离开地时。对整体由平衡条件可知

活塞处于平衡状态，设此时封闭气体压强为p,有

F+pS=p>

此过程气体做等温变化，设此时活塞距气缸底的距离为〃，由玻意尔定律则有

pSL'=p(lSL

联立各式，解得

L'=4m

(2)此过程中力尸对活塞做正功，环境气体对活塞做负功，封闭气体对活塞做正功,

设封闭气体做功为忆，有

%+典=p°S(Z>£)

由于封闭气体温度不变，所以其内能保持不变。

由热力学定律知，封闭气体对活塞所做的功等于其吸收的热量，有

。=%

解得

0=1x10$N

25.(1)必=-73℃,tC=21℃；(2)吸热，Q=200J

【详解】(1)气体从状态力到状态8做等容变化，由查理定律有

心=红

解得

TB=200K

即

(8=-73℃

气体从状态4到状态C做等压变化，由盖一吕萨克定律有

TBTC

解得

7C=300K

即

tC=27℃

(2)因为状态力和状态。温度相等，且理想气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标

志，所以在这个过程中AU=0,由热刀学第一定律△"=(?+%,得

在整个过程中，气体在8到C过程对外做功，因此

W=一〃8Ap=-200J

即

Q=-^=200J

是正值，所以气体从状态力到状态C过程中是吸热，吸收的热量。=200J。

26.(1)，"=芸：(2)r=g7；：(3)AU=。一:p'M

【详解】（1）放重物后，气体压强

P=T

J

气体做等温变化

31

第…s=p7sc

联立解得

母=屋~