专题二 热学图像问题（提升卷) -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

专题二热学图像问题（提升卷） 2025-2026学年高二下学期人教版选择性必修三 一、单选题 1．一定质量的理想气体从状态a开始分别变化到状态b、c，气体的图像如图所示。已知气体在a状态的体积为1L，从状态a到状态b气体内能变化量为600J。下列说法正确的是（　　）    A．a到b过程，所有气体分子的速率均增大 B．气体在b状态的内能大于在c状态的内能 C．a到c过程，气体对外界做的功为100J D．a到c过程，气体从外界吸收的热量为500J 2．一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变化和两个等容变化组成。在a→b和d→a的过程中，气体放出的热量分别为5J和18J；在b→c和c→d的过程中，气体吸收的热量分别为18J和15J。下列说法正确的是（　　） A．状态c比状态a的温度低 B．气体完成一次循环对外界做的功为0 C．c→d的过程中气体对外做的功为15J D．b→c过程中，单位时间内器壁的单位面积上分子碰撞次数不变 3．如图所示为某一定质量的理想气体循环过程的图像。为等压过程，为等容过程，和为等温过程。关于该循环过程下列说法正确的是（　　） A．状态气体的温度高于状态气体的温度 B．过程气体对外做功，气体分子的平均动能减小 C．从状态开始，经过一个顺时针循环再回到状态，气体要从外界吸收热量 D．整个循环过程，状态单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数最多 4．一定质量的理想气体从初状态a经b、c、d最终回到状态a，该过程中气体的体积（V）随热力学温度（T）的变化规律如图所示。则与该变化过程相对应的变化过程正确的是（　　） A． B． C． D． 5．一定质量理想气体的状态变化如图所示，该图由4段圆弧组成，表示该气体从状态 a 依次经状态b、c、d，最终回到状态a的状态变化过程，则下列说法正确的是（　　） A．从状态a到状态c是等压膨胀 B．从状态c到状态d是等温变化 C．从状态a到状态c，气体对外做功，内能减小 D．从状态a 经b、c、d回到状态a，气体放出热量 6．某汽缸内封闭有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，其V-T图像如图所示，则在该循环过程中，下列说法正确的是（　　）    A．从B到C过程中，气体吸收热量 B．从C到D过程中，气体的压强增大 C．从D到A过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少 D．从C到D过程中，若气体内能增加3kJ，对外做功5kJ，则气体向外界放出热量2kJ 7．一定质量的理想气体由状态a经状态b、c回到状态a，其p－T图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a、b、c三个状态的体积关系为Va<Vb<Vc B．a到b过程，外界对气体做功，吸收热量 C．b到c过程，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增多 D．c到a过程，气体对外做功，分子的平均动能减少 二、多选题 8．如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程（过程中气体不与外界交换热量），2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是（　　） A．1→2过程中，气体内能增加 B．2→3过程中，气体向外放热 C．3→4过程中，气体内能减少 D．4→1过程中，气体从外界吸热 9．“海琴”号是我国于2025年投入使用的新型6000米级深海电动潜水器，某次深海作业过程中，其内部封闭的理想气体经历了如图所示的循环过程，图中为一个完整循环。已知过程为等温变化，过程为等容变化。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态b时的压强为 B．过程中，气体对外界做的功为 C．过程中，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功 D．一个完整循环过程中，气体从外界吸收的热量小于向外界放出的热量 10．1824年，法国工程师卡诺提出了一个理想热力学循环，即卡诺循环。已知卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，密闭容器内封闭一定质量的理想气体，能在a、b、c、d四个状态间转化，其p-V图像如图所示。已知a→b和c→d为等温过程，b→c和d→a为绝热过程，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程的温度T₁高于c→d过程的温度T₂ B．状态a单位时间撞击单位面积容器壁的气体分子数少于状态b C．a→b过程气体吸收的热量高于c→d过程气体放出的热量 D．a→b过程气体吸收的热量低于c→d过程气体放出的热量 11．一理想气体系统经历一循环过程a→b→c→d→a，其p–V图如图所示，其中d→a过程气体温度不变。下列说法正确的是（　　） A．a→b过程气体分子的平均动能增加 B．b→c过程气体向外界放出热量 C．状态c、a的体积和压强满足 D．a→b→c→d→a过程气体从外界吸收热量 12．如图，一定质量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。下列说法正确的是（　　） A． B． C．A到B过程单位体积内的气体分子个数增大 D．B到C过程单位体积内的气体分子个数增大 13．一定质量的理想气体，第一次由状态A先经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C；第二次由状态A经绝热过程到状态C。p—V图像如图所示，则（　　） A．B→C过程，气体温度升高 B．A→C过程，气体分子平均动能减小 C．A→C与B→C过程气体对外做功相等 D．A→B过程，单位时间内撞击在单位面积上的气体分子数增加 三、解答题 14．一定质量的理想气体的体积V与热力学温度T的关系如图所示。气体从状态A经过状态B、C，最终回到状态A。其中，的延长线通过原点，线段与V轴平行，线段与T轴平行。已知气体在状态A时的压强为，温度为；在状态B时的体积为；在状态C时的压强为。求： (1)气体在状态C时的体积和状态B时的温度； (2)气体从状态A到状态B过程中气体对外界所做的功。 15．如图甲所示，有一开口向下，高度为、底面积为的绝热气缸固定在水平面上，气缸内部有加热装置，在缸口处有固定卡环，绝热活塞与气缸内壁之间无摩擦力。将一定质量的理想气体封闭在活塞上方，开始时封闭气体的温度为，压强为，活塞正好位于气缸的中间位置。现通过电热丝缓慢加热，封闭气体先后经历了如图乙所示的由的状态变化过程，图中标出的量为已知量。已知外界大气压强为，重力加速度为，活塞的厚度不计，求： (1)活塞的质量以及活塞刚运动到卡环时缸内气体的温度； (2)若已知气体的内能为（为已知常量），求过程中缸内气体吸收的热量。 16．如图甲所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态后，最后回到状态，其中为等压过程，为等容过程，为等温过程。已知气体在状态时的压强，体积，温度，在状态时体积。 (1)在过程中，气体分子的平均动能_______（选填“增大”、“减少”或“不变”）；在过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数_________（选填“增大”、“减少”或“不变”）； (2)求状态的温度、状态的压强； (3)求过程中气体与外界交换的总热量。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C D D C A AC ACD AC 题号 11 12 13 答案 ABC AD AB 14．(1)， (2) 【详解】（1）由理想气体状态方程，有 在图像中，过程为等压过程，过程为等温过程，过程为等容过程，则， 由波义耳定律有     由盖吕萨克定律有     解得， （2）过程为等压过程且气体体积增大，则气体对外界做功 解得 15．(1)    (2) 【详解】（1）初始状态时气体压强，体积，温度，对活塞受力分析有，外界大气压力向上，内部气体压力向下，活塞重力向下。由平衡条件，得 解得 从是等压过程，体积从变为。根据盖•吕萨克定律有 代入数据解得。 （2）是等压过程，气体等压膨胀，对外做功 内能变化 根据热力学第一定律，有 是等容变化，气体体积不变，对外做功 由查理定律有 解得 内能变化 根据热力学第一定律 过程中缸内气体吸收的热量。 16．(1) 增大 增大 (2) (3) 【详解】（1）在过程中，为等压过程，体积增大，根据盖•吕萨克定律可知，气体温度升高，所以气体分子平均动能增大； 在过程为等温过程，体积减小，根据波义耳定律可知，压强增大，所以单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增大。 （2）为等压过程，根据盖•吕萨克定律有 解得 为等容过程，根据查理定律有 解得 （3）由题意可知，故过程中气体内能增量 过程中，气体压强不变，气体做功由 解得。 过程中，气体体积不变，气体对外不做功 根据热力学第一定律 解得。 学科网（北京）股份有限公司 $