高考物理二轮复习专项训练模型81 热学+图像模型（解析版）

模型74热学+图像模型1.（2023高考选择性考试辽宁卷）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（）A. B.C. D.【参考答案】B【名师解析】根据理想气体状态方程，SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，而a、c处于同一等温线上，p——T图线c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c态的体积大于b态体积。所以图像B正确。2.（2023高考江苏学业水平选择性考试）如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中（）A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小【参考答案】B【名师解析】．根据SKIPIF1<0，可得SKIPIF1<0则从A到B为等容线，即从A到B气体体积不变，则气体分子的数密度不变，选项A错误；从A到B气体的温度升高，则气体分子的平均动能变大，则选项B正确；从A到B气体的压强变大，气体分子的平均速率变大，则单位时间内气体分子对单位面积的器壁的碰撞力变大，选项C错误；气体的分子密度不变，从A到B气体分子的平均速率变大，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数变大，选项D错误。3．（9分）（2023广东卷）在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的SKIPIF1<0图像，气泡内气体先从压强为SKIPIF1<0、体积为SKIPIF1<0、温度为SKIPIF1<0的状态SKIPIF1<0等温膨胀到体积为SKIPIF1<0、压强为SKIPIF1<0的状态SKIPIF1<0，然后从状态SKIPIF1<0绝热收缩到体积为SKIPIF1<0、压强为SKIPIF1<0、温度为SKIPIF1<0的状态SKIPIF1<0到SKIPIF1<0过程中外界对气体做功为SKIPIF1<0．已知SKIPIF1<0和SKIPIF1<0．求：（1）SKIPIF1<0的表达式；（2）SKIPIF1<0的表达式；（3）SKIPIF1<0到SKIPIF1<0过程，气泡内气体的内能变化了多少？【名师解析】（1）气体从压强为SKIPIF1<0、体积为SKIPIF1<0的状态SKIPIF1<0等温膨胀到体积为SKIPIF1<0、压强为SKIPIF1<0的状态SKIPIF1<0，由玻意耳定律，p0V0=pB·5V0，解得：pB=0.2p0。（2）从状态B到状态C，由理想气体状态方程，SKIPIF1<0=SKIPIF1<0解得：TC=1.9T0。（3）由热力学第一定律，△U=W。4.（2023学业水平等级考试上海卷）如图所示，一定质量的理想气体经历ab、bc、cd和da四个过程，期中ab和cd为双曲线的一部分，则下列温度大小关系正确的是A.Ta＞TbB.Tb＞TcC.Tc＞TdD.Td＞Ta【参考答案】B【名师解析】根据玻意耳定律，气体等温变化时p—V图像是双曲线，且越靠上的温度越高，所以Ta=Tb＞Tc=Td，B正确。5.（2022福建高考）带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体开始处于a状态，然后经过SKIPIF1<0状态变化过程到达c状态。在V——T图中变化过程如图所示。（1）气体从a状态经过SKIPIF1<0到达b状态的过程中压强____________。（填“增大”、“减小”或“不变”）（2）气体从b状态经过SKIPIF1<0到达c状态的过程要____________。（填“吸收”或“放出”）热量。【参考答案】①.增大②.放出【命题意图】此题考查对V——T图像的理解，气体实验定律，热力学第一定律及其相关知识点。【名师解析】（1）[1]由V——T图像可知，气体从a状态经过SKIPIF1<0到达b状态的过程中，气体的体积保持不变，温度升高，根据SKIPIF1<0，可知气体的压强增大。（2）[2]由V——T图像可知，气体从b状态经过SKIPIF1<0到达c状态的过程，气体的温度保持不变，则气体的内能保持不变；气体的体积减小，则外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体对外放出热量。6．（2022高考北京卷）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是（）A．从a到b，气体温度保持不变B．从a到b，气体对外界做功C．从b到c，气体内能减小D．从b到c，气体从外界吸热【参考答案】D【命题意图】此题考查对气体p——V图像的理解及其相关知识点。【名师解析】一定质量的理想气体从状态a到状态b，体积不变，温度降低，放出热量；从状态b到c，气体体积增大，对外做功，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律，可知从外界吸热，选项D正确。7.（2022高考辽宁物理）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（）

A.对外界做正功 B.压强保持不变 C.向外界放热 D.内能减少【参考答案】A【命题意图】本题考查对V——T图像的理解、理想气体的状态方程、热力学第一定律及其相关知识点.【名师解析】理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，理想气体对外界做正功，选项A正确；由题图V——T图像可知V=V0+kT，根据理想气体的状态方程有SKIPIF1<0，联立有SKIPIF1<0，可看出T增大，p增大，选项B错误；理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大，选项D错误；理想气体从状态a变化到状态b，由选项AD可知，理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体向外界吸收热量，选项C错误。8（8分）（2022重庆高考）某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性，得到压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为SKIPIF1<0的等容过程，当温度为SKIPIF1<0时气体的压强为SKIPIF1<0；图线Ⅱ描述的是压强为SKIPIF1<0的等压过程。取SKIPIF1<0为SKIPIF1<0，求①等容过程中，温度为SKIPIF1<0时气体的压强；②等压过程中，温度为SKIPIF1<0时气体的体积。【参考答案】.①SKIPIF1<0；②SKIPIF1<0【名师解析】①在等容过程中，设0℃时气体压强为p0，根据查理定律，SKIPIF1<0=SKIPIF1<0解得p0=SKIPIF1<0②当压强为p2，温度为0℃时，设此时体积为V2，根据理想气体状态方程SKIPIF1<0=SKIPIF1<0解得：V2=SKIPIF1<09（2022·全国理综甲卷·33（1））（5分）一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如SKIPIF1<0图上从a到b的线段所示。在此过程中________。（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．气体一直对外做功B．气体的内能一直增加C．气体一直从外界吸热D．气体吸收的热量等于其对外做的功E．气体吸收的热量等于其内能的增加量【参考答案】BCE【命题意图】本题考查对p—T图像的理解、理想气体状态方程、热力学第一定律。【解题思路】根据理想气体状态方程可知，过原点的p—T图像的斜率与体积V有关，一定质量理想气体从状态a到状态b，体积不变，对外不做功，选项A错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知一定质量理想气体从状态a到状态b，温度一直升高，内能一直增加，选项B正确；由热力学第一定律可知，气体一直从外界吸热，气体吸收的热量等于其内能的增加量，选项D错误CE正确。最新模拟题1.(2024长春重点高中质检)如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如SKIPIF1<0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.气体内能一直减少C.气体一直对外做功 D.气体一直从外界吸热【参考答案】CD【名师解析】．由图可知气体的SKIPIF1<0一直增大，由SKIPIF1<0知气体的温度一直升高，故A错误；一定量的理想气体内能只与温度有关，温度一直升高，气体的内能一直增加，故B错误；气体的体积增大，则气体一直对外做功，故C正确；气体的内能一直增加，并且气体一直对外做功，根据热力学第一定律SKIPIF1<0可知气体一直从外界吸热，故D正确。2.（2024山西部分学校10月联考）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过等温过程（A→B）、等压力过程（B→C）、等容过程（C→A）回到状态A，则在此过程中，下列说法正确的是A．A到B过程中，气体分子的平均速率变大B．B到C过程中，气体放出热量C．C到A过程中，气体压强减小的原因是气体分子的平均动能减小D．整个过程气体对外不做功【参考答案】C【名师解析】A到B过程中，气体发生等温变化，气体分子的平均速率不变，A项错误；B到C过程中，气体对外做功，温度升高，内能增加，则气体一定从外界吸收热量，B项错误；C到A过程中，压强减小，气体体积不变，分子密度不变，因此气体压强减小的原因是气体分子的平均动能减小，C项正确；整个过程，气体对外做功，D项错误.3.（2023山东济南三模）制冷机通常是按照如图所示的逆卡诺循环进行工作的，其中1→2、3→4为绝热过程，2→3、4→1为等温过程。将制冷机中的封闭气体看作理想气体，以下判断正确的是（）A.1→2的过程中气体温度降低B.2→3的过程中气体放热C.3→4的过程中气体内能增加D.1→2→3→4→1的整个循环过程中，气体对外界做正功【参考答案】B【名师解析】1→2的过程为绝热过程，故SKIPIF1<0气体体积减小，故外界对气体做功SKIPIF1<0根据热力学第一定律SKIPIF1<0可知气体内能增大，气体温度升高，故A错误；2→3的过程为等温过程，故SKIPIF1<0气体体积减小，故外界对气体做功SKIPIF1<0根据热力学第一定律可得SKIPIF1<0因此气体放热，故B正确；3→4的过程为绝热过程，故SKIPIF1<0气体体积增大，故气体对外界做功SKIPIF1<0根据热力学第一定律可知物体内能减小，故C错误；根据p-V图线与横轴围成的面积表示做的功可知，1→2→3过程气体做负功，3→4→1过程气体做正功，由于1→2→3曲线与横轴围成的面积大于3→4→1曲线与横轴围成的面积，故整个过程气体对外界做负功，故D错误。.4..(2023湖南名校5月质检)一定质量的理想气体封闭在汽缸内，从初始状态A经状态B、C、D再回到状态A，其体积V与热力学温度T的关系如图所示。下列说法正确的是（）A.从状态A到状态B过程中，气体从外界吸收热量B.从状态C到状态D的过程中，气体内能的减少量小于气体向外界放出的热量C.从状态B到状态C的过程中，气体分子在单位时间内对汽缸壁单位面积的碰撞次数减少D.从状态D到状态A与从状态A经B、C到状态D的过程中，气体对外界做功的数值相等【参考答案】AB【名师解析】从状态A到状态B的过程中，气体发生等容变化，温度升高，气体内能增加，气体从外界吸收热量，故A正确；从状态C到状态D，气体体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，根据SKIPIF1<0可知气体内能的减少量小于气体向外界放出的热量，故B正确；从状态B到状态C的过程中，气体发生的是等温变化，温度不变，分子平均速率不变，体积减小，气体的数密度变大，压强变大，则气体分子在单位时间内对汽缸壁单位面积的碰撞次数增大，选项C错误；从状态D到状态A，气体发生等压变化，设压强为p，则SKIPIF1<0从A到B为等容变化SKIPIF1<0从B到C体积减小压强变大且始终大于p，则外界对气体做功SKIPIF1<0从C到D体积减小压强变大且始终大于p，则外界对气体做功SKIPIF1<0则SKIPIF1<0，故D错误；5.（2023湖北高考冲刺模拟）一定质量的理想气体从状态a开始，经过如图所示的三个过程回到初始状态a，下列判断正确的是（）A.在c→a的过程中外界对气体做的功小于b→c过程中气体对外界做的功B.在b→c的过程中气体从外界吸收的热量小于在c→a过程中气体向外界放出的热量C.在a→b的过程中气体对外界做的功小于气体从外界吸收的热量D.在a→b的过程中气体内能的增加量大于c→a过程中气体内能的减少量【参考答案】BC【名师解析】p-V图象围成的面积等于气体做功。由图可知，在c→a的过程中外界对气体做的功等于b→c过程中气体对外界做的功，A正确；由于SKIPIF1<0而状态b和状态c的气体温度相等，内能相同，状态SKIPIF1<0的温度低，内能小，由SKIPIF1<0可知，在c→a的过程中气体向外界释放的热量大于b→c过程中气体从外界吸收的热量，B正确；在a→b的过程中，气体内能增加，则气体对外界做的功小于气体从外界吸收的热量，C正确；由B选项可知，在a→b的过程中气体内能的增加量等于c→a过程中气体内能的减少量，D错误。6.（2023山东烟台一模）一定质量的理想气体从状态a开始，经SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0三个过程后再回到状态a，其SKIPIF1<0图像如图所示，则该气体（）A.在状态a的内能小于在状态b的内能B.在状态a的密集程度大于在状态b的密集程度C.在SKIPIF1<0过程中，外界对气体做功为0D.由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，气体从外界吸热【参考答案】D【名师解析】状态a与状态b的温度相同，则内能相同，故A错误；状态a到状态b温度不变，压强增大，则体积减小，所以在状态a的密集程度小于在状态b的密集程度，故B错误；在SKIPIF1<0过程中，体积减小，外界对气体做功为SKIPIF1<0在SKIPIF1<0过程中，压强不变，温度升高，则体积增大，外界对气体做功为SKIPIF1<0在SKIPIF1<0过程，体积不变，则有SKIPIF1<0由于SKIPIF1<0，所以有SKIPIF1<0即在SKIPIF1<0过程中，外界对气体做的总功为负功，故C错误；由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，SKIPIF1<0，由热力学第一定律SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0则由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，气体从外界吸热，故D正确。7.（2023辽宁大连金州高中三模）如图所示，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b，再经过bc过程到达状态c，然后经过ca过程回到状态a．设气体在状态a、状态b和状态c的温度分别为SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，下列说法正确的是（）A.Tb>Tc，整个过程吸收热量 B.Tb>Tc，整个过程放出热量C.Ta=Tc，整个过程吸收热量 D.Ta=Tc，整个过程放出热量【参考答案】D【名师解析】从a到b是等容变化，由查理定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0从b到c是等压变化，由盖吕萨克定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0由此可知SKIPIF1<0由状态a到b经过c再回到a，可知内能不变，根据p-V图线与坐标轴所围的面积表示功，可知由b到c气体对外做功W1=-pV0由c到a外界对气体做功SKIPIF1<0由此可知外界对气体为SKIPIF1<0根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知整个过程放出热量，故D正确，ABC错误。8.（2023湖南邵阳二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过等压变化到状态B，再经过等容变化到状态C，最终经过等温变化回到初始状态A。已知从状态A到状态B的过程中，气体吸收了SKIPIF1<0的热量，关于从A到B过程下列说法中正确的是（）A.气体内能增加SKIPIF1<0 B.气体内能增加SKIPIF1<0C.气体内能减少SKIPIF1<0 D.气体内能减少SKIPIF1<0【参考答案】A【名师解析】从状态A到状态B的过程中，气体对外做功SKIPIF1<0气体吸收了SKIPIF1<0的热量，根据热力学第一定律可知SKIPIF1<0气体内能增加SKIPIF1<0。故选A。9.（2023河南开封二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态P（SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0）经热力学过程PQ、QS、SP后又回到状态P，则下列说法正确的是（）A.P、Q、S三个状态中，Q状态的温度最高且为SKIPIF1<0B.P、S两状态的气体内能相等C.SP过程中，气体分子的平均动能保持不变D.QS过程中，气体内能的减少量大于气体向外界放出的热量E.整个过程中，气体需要从外界吸收SKIPIF1<0的热量【参考答案】ABE【名师解析】由理想气体状态方程可得SKIPIF1<0从P到Q，等压膨胀，温度升高，从Q到S，等容降压，温度降低，由于S与P对应的pV乘积相等，故温度相等，可知Q状态的温度最高，从P到Q可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，A正确；P、S两状态的温度相等，由于是理想气体，内能只跟温度有关，故两状态的气体内能相等，B正确；从S到P，pV乘积先增大后减小，故温度先升高再降低，故SP过程中，气体分子平均动能先增大再减小，初末状态相等，C错误；QS过程中，温度降低，内能减小，体积不变，气体没有做功，故气体内能的减少量等于气体向外界放出的热量，D错误；P到Q气体对外做的功为SKIPIF1<0S到P过程中，SKIPIF1<0图线与横轴所围的面积表示外界对气体做的功，故S到P外界对气体做的功为SKIPIF1<0而初末状态温度相等，内能相等，故整个过程中，气体需要从外界吸收SKIPIF1<0的热量，E正确。10（2022山东泰安三模）一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（）A.A→B的过程中，气体对外界放热，内能不变B.B→C的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多C.C→D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热D.D→A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变【参考答案】D【名师解析】A→B的过程中温度不变，内能不变，体积膨胀对外界做功，由热力学第一定律得气体从外界吸热才可能保持内能不变，故A错误；B→C的过程中体积不变，单位体积内的分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，压强增大，故B错误；C→D过程的直线过原点，压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体放热才可能内能减小，故C错误；D→A的过程中气体的体积不变，单位体积内的分子数不变，温度减小，压强也减小，温度是分子平均动能的标志，故分子的平均动能减小，故D正确。11.（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SKIPIF1<0，外界对气体做功SKIPIF1<0，根据热力学第一定律，可知SKIPIF1<0，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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，根据热力学第一定律，可知SKIPIF1<0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SKIPIF1<0，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。12.（2022河北石家庄二中模拟）一定质量的理想气体依次经历三个过程，回到初始状态，该过程可用如图甲所示的SKIPIF1<0图上三条直线a、b、c表示，其中a平行于横轴，b的延长线过坐标原点O，c平行于纵轴，该过程也可用如图乙所示的SKIPIF1<0图表示。整个过程中气体________（选填“从外界吸热”或“向外界放热”），图甲中的b过程与图乙中的________（选填“d”、“e”或“f”）过程对应。【参考答案】①.从外界吸热②.e【名师解析】[1]由图可知，整个过程理想气体的内能不变，而气体对外做功，根据热力学第一定律SKIPIF1<0又SKIPIF1<0故可得SKIPIF1<0。则整个过程中气体从外界吸热。[2]图甲中，b过程，根据一定质量的理想气体状态方程SKIPIF1<0可知，温度不变，故与图乙中的e过程对应。13.(2022辽宁沈阳二模)一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，该气体体积V随摄氏温度t变化关系如图所示，下列说法正确的是（）

A.A→B过程中，气体吸收热量B.A→B过程中，气体压强增大C.B→C过程中，气体压强不变D.B→C过程中