16.5气体状态变化的图像问题 专项训练 -2027届高考物理一轮复习100考点精练

**基本信息** 聚焦气体状态变化图像问题，通过17道精选例题系统覆盖V-T、p-V等图像分析及综合计算，强化理想气体状态方程与热力学定律的应用逻辑。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |图像分析选择|14题|涉及V-T、p-V等图像的状态比较、过程吸放热及内能变化判断|以理想气体状态方程为核心，关联热力学第一定律，构建“图像识别→过程判断→微观解释”的推理链条| |综合计算|3题|结合图像考查状态方程、压强计算及能量分析|整合气体实验定律与热力学能量观点，形成“宏观图像→状态参量→能量转化”的应用逻辑|

2027高考物理一轮复习100考点精练 第十六章 热学 考点16.5 气体状态变化的图像问题 【考点精练】 1．(2025·全国卷)如图，一定量的理想气体先后处于V－T图上a、b、c三个状态，三个状态下气体的压强分别为pa、pb、pc，则(　　) A．pa＝pb B．pa＝pc C．pa>pb D．pa<pc 2．(2025·重庆模拟)一定质量的理想气体从状态a开始，经等温过程a→b、等容过程b→c、等压过程c→a三个过程后回到初始状态a，其p－V图像如图所示。则下列说法正确的是(　　) A．a→b过程中，气体从外界吸热 B．b→c过程中，气体对外界放热 C．c→a过程中，外界对气体做的功大于气体对外界放出的热量 D．c→a过程中气体的内能减少量大于b→c过程中内能的增加量 3. （河北名校联考普通高中2025届高三年级适应性演练）如图甲所示，一质量为、横截面积为的绝热活塞封闭着绝热气缸（内有体积可忽略的加热丝）内的一部分理想气体，封闭气体经过一系列过程从状态经状态到状态，气体的体积和温度的关系如图乙所示。已知外界大气压始终为，重力加速度为，不计摩擦。下列说法中正确的是（　　） A. 从到过程中，单个气体分子对气缸壁的平均撞击力先不变后增大 B. 从到的过程中，气体分子的数密度先减小后不变 C. 从到的过程中，气体从加热丝吸收的热量等于气体内能的增加量 D. 在状态的压强为 4. （2025年4月河南十校教育联盟物理）如图甲所示，一定质量的理想气体从状态经等压过程到状态。此过程中，气体压强，吸收的热量，下列对气体从状态到状态过程说法正确的是（　　） A. 气体在状态的体积为 B. 气体分子在状态和状态的速率分布可能如图乙所示 C. 气体从状态到状态过程对外界做功为240J D. 气体从状态到状态过程中内能的增加量为720J 5. （2025学年湖北省百师联盟高三下二轮复习联考（二））如图所示，一定质量的理想气体经历a→b→c→a的循环过程，其中c→a过程为等温过程，下列说法正确的是（　　） A. a→b过程，气体的内能增加，各速率区间分子数占总分子数的百分比增加 B. b→c过程，气体分子在单位时间内撞击在器壁单位面积上的次数增多 C. c→a过程，气体分子的平均动能不变，外界对气体做负功，气体从外界吸收热量 D. c→a过程气体从外界吸收的热量等于a→b→c过程气体放出的热量 6. (湖北省黄冈中学2025届高三5月第三次模拟考试)一定质量的封闭气体可看做理想气体，其状态从a变为状态b、c又回到状态a，用图像表示如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在b→c过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 B. 在c→a过程中，气体对外界做功，气体内能不变，温度不变 C. 在a→b→c过程中，气体放出的热量等于 D. 气体在a→b→c→a循环过程中对外做的功等于图像围成的面积 7. (内蒙古2025年普通高等学校招生全国统一考试第三次模拟)一定质量的理想气体从状态A缓慢经过状态B、C、D再回到状态A，其体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，其中BC的延长线过O点，气体在状态A时的压强为。下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中气体压强增大了 B. B→C过程中气体对外界放出的热量小于外界对气体做的功 C. C→D过程中气体的压强变小，气体从外界吸收热量 D. D→A过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器的碰撞次数减少 8. （2025年5月河南名校联考）如图所示，一定质量的理想气体从状态a依次经过一系列的变化过程回到状态a。已知ad和bc与T轴平行，ab和cd与p轴平行，bd的延长线经过O点。则在a、b、c、d四个状态及①、②、③、④四个过程中（　　） A. 过程②中气体的密度增大 B. 过程①中单位时间内气体分子对单位面积的容器壁的撞击次数增多 C 过程②中气体向外界放出热量 D. 过程③中气体向外界放出热量 9. （2024~2025学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研（二））如图所示为一定质量理想气体经历的循环，该循环由两个等温过程、一个等压过程和一个等容过程组成。则下列说法正确的是（　　） A. 在过程中，气体分子的数密度变小 B. 在过程中，气体吸收热量 C. 在过程中，气体分子的平均速率增大 D. 在过程中，气体内能增加 10. (湖北省2025届八校三统联考)某拖拉机往复式柴油内燃机利用迪塞尔循环进行工作，该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成．如图所示为一定质量的理想气体经历的迪塞尔循环，则（　　） A. 在状态a和c时气体温度 B. 过程，气体对外界做功、内能减少 C. 过程，气体增加的内能小于该过程吸收的热量 D. 完成一次循环过程，气体对外界做的功大于吸收的热量 11. （海淀区2024-2025学年第二学期期末练习）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径经状态b、c再回到状态a，其中，图线平行于纵轴、图线平行于横轴。下列说法正确的是（ ） A. 从a到b，气体对外界做功 B. 从b到c，气体温度保持不变 C. 从c到a，气体内能减小 D. 从c到a，气体从外界吸热 12. （2025年5月天津红桥二模高三物理） 一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中，其体积V随温度T变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 气体向外放出的热量等于外界对气体做的功 B. 气体压强保持不变 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气体分子数减小 13. (2025高考宝鸡三模)封闭在导热汽缸内一定质量的理想气体从状态A开始，经历状态B、C到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示。已知O、A、D三点在同一直线上，且图线AB、CD平行于横轴T，BC平行于纵轴V，则依据图像判断下列说法正确的是（ ） A. 由状态A向状态B变化过程中，气体向外界放出热量 B. 由状态B向状态C变化过程中，气体从外界吸收热量，内能增加 C. 气体在状态A时的压强等于状态D时的压强 D. 气体分子在状态C时平均动能小于在状态D时的平均动能 14. （2025届信阳潢川县一高和高级中学二模联考）如图所示，一定质量的理想气体先后经过1、2、3三个过程回到初始状态A，下列说法正确的是（　　） A. 过程1气体体积增大，气体对外界做功 B. 过程2气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 C. 过程3一定是吸热的 D. 气体经过一个循环回到初始状态A的过程中外界对气体做功 15（2026贵州模拟）贵州省黔西南州某学校科技节时进行水火箭制作展演，某学习小组为了探究水火箭在充气与喷水过程中气体的热学规律，把水火箭按照图甲进行模型简化。塑料容器竖直固定。其中A、C分别是容器的充气口、喷水口，B是气压计。在室温环境下，容器内装入一定质量的水，封闭体积为的空气，此时空气压强为。 (1)打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内空气从状态M变化到状态N，其压强p与体积V的变化关系如图乙中实线所示，已知空气在状态N时的体积=3，压强，求空气在状态N与状态M时的热力学温度之比； (2)图乙中虚线是容器内空气在绝热（既不吸热也不放热）条件下压强与体积V的变化关系图线，试判断空气在图乙中沿实线从M到N的过程是吸热还是放热；（需要列表达式说明理由） (3)若容器装水后封闭空气压强为，体积为，现通过充气口缓慢充入空气（不计容器的容积变化），设充气过程中气体温度不变，求当容器内空气压强为时，充入空气质量与原有空气质量之比。 16. （江苏盐城射阳中学2025届高三三模）汽车搭载空气悬挂有助于提升汽车的舒适性，某国产汽车的空气悬挂由空气弹簧与避震桶芯所组成。某次测试中，空气弹簧内密封有一定质量的理想气体，其压缩和膨胀过程可简化为如图所示的p-V图像。气体从状态等温压缩到状态，然后从状态B绝热膨胀到状态，B到C过程中气体对外界做功为W，已知和W。求： （1）状态C的温度； （2）A到C全过程，空气弹簧内的气体内能变化量。 17. （福建龙岩市2025年高中毕业班五月教学质量检测）如图甲所示，内壁光滑的柱形汽缸内被活塞封闭了一定质量的理想气体，当封闭气体的温度时，封闭气体的体积。现对汽缸内的气体缓慢加热，当封闭气体的温度上升至时，活塞恰好到达汽缸口，图线如图乙，该过程中缸内气体吸收的热量。已知活塞的质量，横截面积，外界大气压，取。求： （1）缸内气体的压强p； （2）活塞到达汽缸口时封闭气体的体积； （3）该过程中封闭气体内能的增量。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027高考物理一轮复习100考点精练 第十六章 热学 考点16.5 气体状态变化的图像问题 【考点精练】 1．(2025·全国卷)如图，一定量的理想气体先后处于V－T图上a、b、c三个状态，三个状态下气体的压强分别为pa、pb、pc，则(　　) A．pa＝pb B．pa＝pc C．pa>pb D．pa<pc 【答案】　AD 【解析】　根据理想气体的状态方程有pV＝CT，变形有V＝T，则V－T图线上的点与坐标原点连线的斜率代表，则由题图可知pc>pb＝pa，故选AD。 2．(2025·重庆模拟)一定质量的理想气体从状态a开始，经等温过程a→b、等容过程b→c、等压过程c→a三个过程后回到初始状态a，其p－V图像如图所示。则下列说法正确的是(　　) A．a→b过程中，气体从外界吸热 B．b→c过程中，气体对外界放热 C．c→a过程中，外界对气体做的功大于气体对外界放出的热量 D．c→a过程中气体的内能减少量大于b→c过程中内能的增加量 【答案】　A 【解析】　a→b过程为等温变化ΔU＝0，气体体积增大，则气体对外界做功W<0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知气体从外界吸热，A正确；b→c过程为等容变化，外界没有对气体做功，气体温度升高，有ΔU2＝0＋Q2>0，气体从外界吸热，B错误；c→a过程为等压变化，气体体积减小，外界对气体做功W3>0，温度降低，有ΔU3＝W3＋Q3<0，可知W3<|Q3|，C错误；整个过程中，气体内能不变，即ΔU2＋ΔU3＝0，即ΔU2＝|ΔU3|，D错误。故选A。 3. （河北名校联考普通高中2025届高三年级适应性演练）如图甲所示，一质量为、横截面积为的绝热活塞封闭着绝热气缸（内有体积可忽略的加热丝）内的一部分理想气体，封闭气体经过一系列过程从状态经状态到状态，气体的体积和温度的关系如图乙所示。已知外界大气压始终为，重力加速度为，不计摩擦。下列说法中正确的是（　　） A. 从到过程中，单个气体分子对气缸壁的平均撞击力先不变后增大 B. 从到的过程中，气体分子的数密度先减小后不变 C. 从到的过程中，气体从加热丝吸收的热量等于气体内能的增加量 D. 在状态的压强为 【答案】B 【解析】．温度是分子平均动能的标志 ，从A到C过程中，气体温度一直升高，分子平均动能增大，所以单个气体分子对气缸壁的平均撞击力一直增大，并非先不变后增大，故A错误； B．从A到B，体积V增大，分子数密度减小；从B到C，体积V不变，分子数密度不变，所以从A到C的过程中，气体分子的数密度先减小后不变 ，故B正确； 从A到C过程，温度增大，气体内能增大，同时气体体积增大，气体对外做功，故从A到C的过程中，气体从加热丝吸收的热量等于气体内能的增加量与气体对外做功之和，故C错误； 在状态A时，对活塞有 从A到C，由理想气体状态方程有 联立解得 故D错误。 4. （2025年4月河南十校教育联盟物理）如图甲所示，一定质量的理想气体从状态经等压过程到状态。此过程中，气体压强，吸收的热量，下列对气体从状态到状态过程说法正确的是（　　） A. 气体在状态的体积为 B. 气体分子在状态和状态的速率分布可能如图乙所示 C. 气体从状态到状态过程对外界做功为240J D. 气体从状态到状态过程中内能的增加量为720J 【答案】BC 【解析】．由于从状态到状态为等压变化，根据盖-吕萨克定律可得 解得，A错误； 状态B的温度高，气体分子运动剧烈，速率大的分子百分比含量大，B正确； 从状态A到状态B过程，气体体积增大，对外界做功，C正确； 从状态A到状态B过程，气体对外界做功，使内能减小，做功W取负值，吸收的热量使内能增大，热量Q取正值，由热力学第一定律 内能的增加量为240J，D错误。 5. （2025学年湖北省百师联盟高三下二轮复习联考（二））如图所示，一定质量的理想气体经历a→b→c→a的循环过程，其中c→a过程为等温过程，下列说法正确的是（　　） A. a→b过程，气体的内能增加，各速率区间分子数占总分子数的百分比增加 B. b→c过程，气体分子在单位时间内撞击在器壁单位面积上的次数增多 C. c→a过程，气体分子的平均动能不变，外界对气体做负功，气体从外界吸收热量 D. c→a过程气体从外界吸收的热量等于a→b→c过程气体放出的热量 【答案】BC 【解析】．a→b过程，气体体积不变，压强增大，根据查理定律可知，气体温度升高，气体内能增加，高速率区间分子数占总分子数的百分比增加，低速率区间分子数占总分子数的百分比减少，故A错误； b→c过程，气体压强一定，体积减小，根据盖吕萨克定律可知，气体温度降低，气体分子平均动能减少，单个分子的平均撞击力减小，由于压强不变，则气体分子单位时间内撞击在器壁单位面积上的次数增多，故B正确； c→a过程为等温变化过程，所以气体分子的平均动能不变，内能不变，气体体积增大，气体对外界做正功，即有 根据热力学第一定律有 由于内能不变，可知 即气体从外界吸收热量，故C正确； a→b→c →a的循环过程，内能变化量 P—V图像与横坐标所围几何图形的面积表示功，根据图像与横轴围成的面积大小可知， c→a过程气体对外界做的功小于a→b→c过程外界对气体做的功的大小，根据热力学第一定律有 所以 c→a过程，气体从外界吸收的热量小于a→b→c过程气体放出的热量，故D错误。 6. (湖北省黄冈中学2025届高三5月第三次模拟考试)一定质量的封闭气体可看做理想气体，其状态从a变为状态b、c又回到状态a，用图像表示如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在b→c过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 B. 在c→a过程中，气体对外界做功，气体内能不变，温度不变 C. 在a→b→c过程中，气体放出的热量等于 D. 气体在a→b→c→a循环过程中对外做的功等于图像围成的面积 【答案】BC 【解析】 在b→c过程中，气体压强不变，体积减小，温度降低，则气体数密度增加，气体分子平均速率减小，可知单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，A错误； 在c→a过程中，气体体积增大，气体对外界做正功，又根据可知，气体温度不变，气体内能不变，B正确； 因ac两态温度相同，可知在a→b→c过程中，气体内能不变，气体体积减小，外界对气体做功 根据 可知气体放出的热量等于 C正确； 气体在a→b→c→a循环过程中对外做功，即为P—V图像围成的面积，可知选项D错误。 7. (内蒙古2025年普通高等学校招生全国统一考试第三次模拟)一定质量的理想气体从状态A缓慢经过状态B、C、D再回到状态A，其体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，其中BC的延长线过O点，气体在状态A时的压强为。下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中气体压强增大了 B. B→C过程中气体对外界放出的热量小于外界对气体做的功 C. C→D过程中气体的压强变小，气体从外界吸收热量 D. D→A过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器的碰撞次数减少 【答案】D 【解析】．A→B过程为等容过程，根据查理定律有 解得 可知，A→B过程中气体的压强增大了，故A错误； 由于BC的延长线过O点，根据盖吕萨克定律可知，该过程为等压过程，压强不变，B→C过程，温度降低，气体内能减小，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律 可知，气体对外界放出的热量大于外界对气体做的功，故B错误； C→D过程中为等容过程，温度降低，根据查理定律可知，气体的压强变小，温度降低，气体内能减小，体积一定，气体与外界之间做功为0，根据热力学第一定律，气体向外界释放热量，故C错误； D→A过程为等温过程，根据玻意耳定律可知，体积增大，压强减小，由于温度一定，则分子运动的平均速率一定，一个分子与器壁撞击的平均作用力一定，而压强减小，则气体分子在单位时间内对单位面积容器的碰撞次数减少，故D正确。 8. （2025年5月河南名校联考）如图所示，一定质量的理想气体从状态a依次经过一系列的变化过程回到状态a。已知ad和bc与T轴平行，ab和cd与p轴平行，bd的延长线经过O点。则在a、b、c、d四个状态及①、②、③、④四个过程中（　　） A. 过程②中气体的密度增大 B. 过程①中单位时间内气体分子对单位面积的容器壁的撞击次数增多 C 过程②中气体向外界放出热量 D. 过程③中气体向外界放出热量 【答案】D 【解析】．过程②中气体的压强不变，温度升高，气体的内能增大，由盖—吕萨克定律可知气体的体积增大，密度减小，气体对外做功，则，由热力学第一定律可知，故过程②中气体从外界吸收热量，故选项AC错误； 过程①中气体的压强减小，温度不变，根据玻意耳定律可知体积增大，单位时间内气体分子对单位面积的容器壁的撞击次数减小，故选项B错误； 过程③中气体的温度不变，内能不变，压强增大，由玻意耳定律可知，气体的体积减小，外界对气体做正功，则，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，选项D正确。 9. （2024~2025学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研（二））如图所示为一定质量理想气体经历的循环，该循环由两个等温过程、一个等压过程和一个等容过程组成。则下列说法正确的是（　　） A. 在过程中，气体分子的数密度变小 B. 在过程中，气体吸收热量 C. 在过程中，气体分子的平均速率增大 D. 在过程中，气体内能增加 【答案】B 【解析】．在过程中，气体的体积减小，则气体分子的数密度大，故A错误；在过程中，气体等压膨胀，根据可知，气体温度升高，气体内能增大；由于气体体积增大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故B正确； 在过程中，气体温度不变，气体分子的平均速率不变，故C错误； 在过程中，气体体积不变，压强减小，根据可知，气体温度降低，气体内能减小，故D错误。 10. (湖北省2025届八校三统联考)某拖拉机往复式柴油内燃机利用迪塞尔循环进行工作，该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成．如图所示为一定质量的理想气体经历的迪塞尔循环，则（　　） A. 在状态a和c时气体温度 B. 过程，气体对外界做功、内能减少 C. 过程，气体增加的内能小于该过程吸收的热量 D. 完成一次循环过程，气体对外界做的功大于吸收的热量 【答案】C 【解析】．据题意，结合题图可知，气体从c到d为绝热膨胀，则,, 根据 , 则温度降低；气体从d到a，体积不变，压强减小，则温度降低，则该气体在状态c的温度高于在状态a时的温度，故A错误； a→b过程为绝热压缩，外界对气体做功 , 则 即外界对气体做的功全部用于增加内能，故B错误； 过程中体积增大，气体对外做功，即 根据热力学第一定律 可知 , 即增加的内能小于该过程吸收的热量，故C正确； 根据p—V图像与V轴围成的面积表示气体做功的大小，可知一次循环过程中气体对外界做的功 而一次循环过程整个过程气体内能变化为零，则整个过程 即在一次循环过程中气体吸收的热量大于气体对外界做的功，故D错误。 11. （海淀区2024-2025学年第二学期期末练习）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径经状态b、c再回到状态a，其中，图线平行于纵轴、图线平行于横轴。下列说法正确的是（ ） A. 从a到b，气体对外界做功 B. 从b到c，气体温度保持不变 C. 从c到a，气体内能减小 D. 从c到a，气体从外界吸热 【答案】D 【解析】．从a到b，气体体积减小，外界对气体做功，A错误； 从b到c，气体做等容变化，根据可知压强减小，温度降低，B错误； 从c到a，气体压强不变，根据可知体积增大，温度升高，气体内能增加，C错误； 从c到a，气体体积增大，对外做功，而气体内能增加，根据热力学第一定律U=Q＋W，可知气体从外界吸热，D正确。 12. （2025年5月天津红桥二模高三物理） 一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中，其体积V随温度T变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 气体向外放出的热量等于外界对气体做的功 B. 气体压强保持不变 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气体分子数减小 【答案】B 【解析】根据 可知由状态A变化到状态B过程中，气体压强保持不变，温度降低，则气体分子平均动能减小，气体体积减小，气体分子数密度增加，可知单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数增加；外界对气体做功，内能减小，根据 可知气体向外放热，则气体向外放出的热量大于外界对气体做的功。 故选B。 13. (2025高考宝鸡三模)封闭在导热汽缸内一定质量的理想气体从状态A开始，经历状态B、C到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示。已知O、A、D三点在同一直线上，且图线AB、CD平行于横轴T，BC平行于纵轴V，则依据图像判断下列说法正确的是（ ） A. 由状态A向状态B变化过程中，气体向外界放出热量 B. 由状态B向状态C变化过程中，气体从外界吸收热量，内能增加 C. 气体在状态A时的压强等于状态D时的压强 D. 气体分子在状态C时平均动能小于在状态D时的平均动能 【答案】C 【解析】由状态A向状态B变化过程中，气体体积不变，则W=0；温度升高，则根据,可知Q>0，则气体从外界吸收热量，选项A错误； 由状态B向状态C变化过程中，气体温度不变，则内能不变；体积变大，则W<0；根据 可知Q>0，气体从外界吸收热量，选项B错误； 根据,因 O、A、D三点在同一直线上，可知气体在状态A时的压强等于状态D时的压强，选项C正确； 状态C的温度高于D态，可知气体分子在状态C时平均动能大于在状态D时的平均动能，选项D错误。 14. （2025届信阳潢川县一高和高级中学二模联考）如图所示，一定质量的理想气体先后经过1、2、3三个过程回到初始状态A，下列说法正确的是（　　） A. 过程1气体体积增大，气体对外界做功 B. 过程2气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 C. 过程3一定是吸热的 D. 气体经过一个循环回到初始状态A的过程中外界对气体做功 【答案】AD 【解析】．根据理想气体状态方程可知，过程1压强减小，温度不变，故体积增大，气体对外界做功，A正确； B．根据理想气体状态方程可知，过程2压强不变，温度升高，故体积增大，气体对外界做功，内能增大，根据，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，B错误； 根据理想气体状态方程可知，过程3压强增大，温度降低，故体积减小，外界对气体做功，内能减小，根据，气体放出的热量大于外界对气体做的功，C错误； 可作出图像 气体经过一个循环，外界对气体做功，选项D正确。 15（2026贵州模拟）贵州省黔西南州某学校科技节时进行水火箭制作展演，某学习小组为了探究水火箭在充气与喷水过程中气体的热学规律，把水火箭按照图甲进行模型简化。塑料容器竖直固定。其中A、C分别是容器的充气口、喷水口，B是气压计。在室温环境下，容器内装入一定质量的水，封闭体积为的空气，此时空气压强为。 (1)打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内空气从状态M变化到状态N，其压强p与体积V的变化关系如图乙中实线所示，已知空气在状态N时的体积=3，压强，求空气在状态N与状态M时的热力学温度之比； (2)图乙中虚线是容器内空气在绝热（既不吸热也不放热）条件下压强与体积V的变化关系图线，试判断空气在图乙中沿实线从M到N的过程是吸热还是放热；（需要列表达式说明理由） (3)若容器装水后封闭空气压强为，体积为，现通过充气口缓慢充入空气（不计容器的容积变化），设充气过程中气体温度不变，求当容器内空气压强为时，充入空气质量与原有空气质量之比。 【解析】（1）容器内空气从状态M变化到状态N， 由理想气体状态方程，= 解得空气在状态N与状态M时的热力学温度之比 = （2） 由p—V图像与横轴所围面积表示气体做功可知，气体从状态M变化到状态N’，对外做功更多，N和N’都是从状态M变化而来，相同，由此可知> 由热力学第一定律，△U=Q+W，可知从状态M变化到状态N’绝热，Q=0，内能降低的多，对外做功少。空气在图乙中沿实线从M到N的过程, 内能降低的少，对外做功多，所以气体吸热。 （3） 设充入的气体在室温环境下压强为时体积为V，充气过程中温度不变，由玻意耳定律 +=4 解得 V=3 充入空气质量与原有空气质量之比==3 16. （江苏盐城射阳中学2025届高三三模）汽车搭载空气悬挂有助于提升汽车的舒适性，某国产汽车的空气悬挂由空气弹簧与避震桶芯所组成。某次测试中，空气弹簧内密封有一定质量的理想气体，其压缩和膨胀过程可简化为如图所示的p-V图像。气体从状态等温压缩到状态，然后从状态B绝热膨胀到状态，B到C过程中气体对外界做功为W，已知和W。求： （1）状态C的温度； （2）A到C全过程，空气弹簧内的气体内能变化量。 【答案】（1） （2）-W 【解析】（1）从B到C过程，根据理想气体状态方程可知 解得 （2）根据热力学第一定律可知A到B过程 B到C过程 由于 故A到C过程气体内能增加 联立解得 17. （福建龙岩市2025年高中毕业班五月教学质量检测）如图甲所示，内壁光滑的柱形汽缸内被活塞封闭了一定质量的理想气体，当封闭气体的温度时，封闭气体的体积。现对汽缸内的气体缓慢加热，当封闭气体的温度上升至时，活塞恰好到达汽缸口，图线如图乙，该过程中缸内气体吸收的热量。已知活塞的质量，横截面积，外界大气压，取。求： （1）缸内气体的压强p； （2）活塞到达汽缸口时封闭气体的体积； （3）该过程中封闭气体内能的增量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）选活塞为研究对象，有 解得缸内气体的压强为 （2）对汽缸内的气体缓慢加热，封闭气体等压膨胀，由盖—吕萨克定律可得 解得 （3）活塞上升距离 外界对气体做功 对封闭气体由热力学第一定律 可得该过程中封闭气体内能的增量 1 学科网（北京）股份有限公司 $