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选择题考点专项 61 气体实验定律与图像、热力学
定律综合问题
1.(图像的判断)开口向上，导热性能良好的汽缸，用活塞封闭了一定质量的理想
气体，如图所示。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。现缓缓向活塞上倒上细沙，
则下列关于密封气体的图像中可能正确的是( )
2.(图像的判断)(多选)如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管
中会封闭一定质量的空气(视为理想气体)，设封闭空气的温度不变，洗衣缸内
水位升高，则下列各个描述细管中被封闭的空气状态变化的图像中与上述过程
相符合的是( )
3.(p－V图像)一定质量的理想气体，经历如图过程，其中ab、cd分别为双曲线
的一部分。下列对a、b、c、d四点温度大小比较正确的是( )A.T>T B.T >T
a b b c
C.T>T D.T >T
c d d a
4.(p－V图像＋热力学第一定律)一定质量的理想气体经历A→B绝热变化过程，
其p－V图像如图所示。图像上A、B两点与坐标原点O连线为OA、OB。关于
OA、OB与横轴围成的面积S 、S 大小关系，下列说法正确的是( )
1 2
A.S ＝S B.S >S
1 2 1 2
C.S <S D.无法比较
1 2
5.(p－图像＋热力学第一定律)用图甲所示的装置探究注射器内封闭气体的压强
与体积的关系，根据测得的实验数据作出p－图像如图乙所示，线段AB的延长
线经过坐标原点O，BC段为曲线，环境温度保持不变。则下列说法中正确的是
( )
A.A→B过程，气体的内能增加
B.A→B过程，气体吸收热量
C.B→C过程，气体对外做正功
D.B→C过程，可能出现了漏气
6.(p－T图像＋热力学第一定律)(多选)如图甲所示，一高度为H的汽缸直立在水
平地面上，汽缸壁和活塞都是绝热的，活塞横截面积为 S，在缸的正中间和缸
口处有固定卡环，活塞可以在两个卡环之间无摩擦运动。活塞下方封闭有一定
质量的理想气体，已知理想气体内能 U与温度T的关系为U＝αT，α为正的常
量，重力加速度为g。开始时封闭气体温度为 T ，压强等于外界大气压强 p ，
0 0
现通过电热丝缓慢对气体加热，封闭气体先后经历了如图乙所示的三个状态变化过程，则( )
A.活塞质量为
B.从b→c过程，气体对外做功p SH
0
C.从a→d全过程，气体内能增加3αT
0
D.从a→d全过程，气体吸收的热量小于其内能的增量
7.(p－t图像＋热力学第一定律)一定质量的理想气体按 a→b→c→a的顺序经历
一系列状态变化，其p－t图像如图所示。图中bc线段与纵轴平行，ab线段与
纵轴垂直。气体在状态变化过程中下列叙述正确的是( )
A.b→c过程气体体积增加
B.b→c过程气体不放热也不吸热
C.a→b过程气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加
D.a→b过程气体对外界做的功小于b→c过程外界对气体做的功
8.(V－T图像＋热力学第一定律)(多选)一定质量的理想气体，其内能与热力学温
度成正比。该理想气体从状态 A经一系列变化，最终又回到状态 A，其变化过
程的V－T图像如图所示，其中BA的延长线经过坐标原点，BC与横轴平行，
气体在状态A时的内能为U。则下列说法中正确的是( )
A.气体由状态A至状态B的过程中，外界对气体做负功
B.气体由状态B至状态C的过程中，气体对外界做正功
C.气体由状态A至状态B的过程中，气体吸收的热量大于
D.气体由状态C至状态A的过程中，气体释放的热量等于U9.(T－V图像＋热力学第一定律)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，其热力学温度T和体积V的关系图像如图所示，BA和CD
的延长线均过O点，气体在状态A时的压强为p ，下列说法正确的是( )
0
A.A→B过程中气体向外界放热
B.B→C过程中气体从外界吸收的热量小于p V
0 0
C.C→D过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的碰撞次数减少
D.D→A过程中气体的温度升高了
10.(T－V图像＋热力学第一定律)(多选)如图，一定质量的理想气体从状态 a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( )
A.过程①中气体的压强逐渐减小
B.过程②中气体对外界做正功
C.过程④气体从外界吸收了热量
D.状态d的压强比状态b的压强小
11.(图像转化问题)如图所示，一定质量的理想气体，由状态 a经状态b变化到
状态c，则选项中与这一变化过程相符合的是( )12.(V－T图像＋p－图像)(多选)气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降，
其简易结构如图b所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定
连接。可自由移动的汽缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密
性、导热性能良好，不计气动杆与汽缸之间的摩擦。设气体的初始状态为 A，
某人坐上椅面，椅子缓慢下降一段距离后达到稳定状态 B，此过程温度不变。
然后开空调让室内温度降低到某设定温度，稳定后气体状态为 C；接着人离开
座椅，椅子重新处于另一个稳定状态D。则气体从状态A到状态D的过程中，
关于p、V、T的关系图或叙述中正确的有( )
A.气体的V－T图如图甲
B.气体的p－图如图乙
C.从状态A到状态D，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功
D.与状态A相比，处于状态D时，单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数增
多
解析答案61 气体实验定律与图像、热力学定律综合问题
1．D [由于汽缸导热性能良好，汽缸内气体的温度不变，缓缓向活塞上倒上细沙，气体体积减小，压强增大，由玻意耳定律得知，气体体积与压强成反比，
A、B、C错误，D正确。]
2．BD [温度不变，细管中的气体做等温变化，由玻意耳定律pV＝C，可得p
＝C·，故B、D符合题意，A、C不符合题意。]
3．B [由题可知，ab、cd分别为双曲线的一部分，故ab、cd分别为该气体的
两段等温变化的过程，则 T＝T 、T＝T ，A、C错误；ad、bc两过程都是等容
a b c d
变化，由图可知p >p ，p >p ，根据查理定律＝C可知T>T 、T >T，故B正确，
a d b c a d b c
D错误。]
4．B [由于一定质量的理想气体经历A→B绝热变化过程，则Q＝0，气体体积
增大，对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知内能减小，温度降低，
则根据pV＝CT，结合图像面积可知S >S ，故B正确。]
1 2
5．D [因AB是过原点的直线，可知A→B过程温度不变，气体的内能不变；
A→B过程气体的体积减小，外界对气体做功，气体放出热量，A、B 错误；
B→C过程，体积减小，则外界对气体做功，C错误；B→C过程中pV乘积减小，
则可能出现了漏气，D正确。]
6．AC [在气体等压膨胀过程中活塞受力平衡，有 1.5p S＝p S＋Mg，解得M
0 0
＝，故A正确；在b→c过程中气体对外做的功为W＝1.5p S·＝p SH，故B错误；
0 0
在a→d全过程中，由理想气体状态方程有＝，由题目条件可知气体内能的变化
量ΔU＝α(T －T )＝3αT ，故C正确；从a→d全过程，气体对外做功，根据热
d 0 0
力学第一定律可知，气体吸收的热量大于其内能的增量，故D错误。]
7．D [b→c过程由图可知为等温变化，气体内能不变，根据玻意耳定律 pV＝
C可知，当压强p增大时，体积V减小，则外界对气体做功，根据热力学第一
定律ΔU＝Q＋W，由于内能不变，可知b→c过程气体放出热量，故A、B错误；
由图可知c→a为等容变化，a→b为等压变化，a→b过程中气体温度升高，根
据盖－吕萨克定律可知气体的体积变大，由于压强不变，温度升高，气体分子
平均速率增大，则气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少，故
C错误；由于a、c两个状态体积相同，则 a→b过程气体体积的变化量与 b→c
过程气体体积的变化量相同，而a→b过程气体压强不变，b→c过程气体压强增
大，根据W＝pΔV可知，a→b过程气体对外界做的功小于b→c过程外界对气体做的功，故D正确。]
8．AC [由题图可知，气体由状态 A至状态B体积增大，外界对气体做负功，
A正确；气体由状态B至状态C为等容变化，气体对外界不做功，B错误；由
状态A至状态B为等压变化，由＝，解得T ＝200 K，由题意可知＝＝，解得
A
U ＝1.5U，U ＝2U，气体由状态A至状态B，外界对气体做负功，根据热力学
B C
第一定律可知，气体吸收的热量大于，C正确；由状态C变化至状态A，外界
对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体释放的热量大于U，D错误。]
9．B [A→B过程中气体的温度升高，内能增大，体积增大，对外做功，气体
从外界吸热，A错误；B→C过程中气体做等温变化，气体内能保持不变，作出
此过程的p－V图像如图所示，p－V图像与横轴所围面积表示气体对外界做的
功，对应梯形面积为 p V ，则等温线与横轴围成的面积小于 p V ，B 正确；
0 0 0 0
C→D过程中气体的温度降低，分子撞击器壁的平均力度减小，气体体积减小而
压强不变，所以气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的碰撞次数不断增加，
C 错误；由题图中几何关系知，D→A 过程中气体的温度升高了－＝，D错
误。]
10．BD [过程①中气体发生等容变化，温度升高，根据查理定律可知气体的
压强逐渐增大，故A错误；过程②中气体的体积增大，气体对外界做正功，故
B正确；过程④中气体发生等容变化，气体不做功，温度降低，气体的内能减
少，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知气体向外界放出了热量，故C错误；
如图所示，连接bO和dO，根据数学知识可知，状态 d的值大于状态b的值，
根据＝C，可知状态d的压强比状态b的压强小，故D正确。]
11．B [由题图知，a→b过程为等压过程，由＝C可知，气体温度升高，体积增大；b→c过程为等容过程，由＝C可知，气体温度升高，压强增大，A、C、
D错误，B正确。]
12．CD [A到B的过程中，气体等温压缩，压强增大，体积减小；从B到C的
过程中，气体等压降温，温度降低，体积减小；从C到D的过程中，等温膨胀
压强减小，体积增加，而且此时D状态的压强又恢复到最初A状态的压强，其
V－T图像和p－图像如图所示，
A、B错误；根据热力学第一定律 ΔU＝W＋Q，由于气体温度降低，内能减小，
因此气体向外放出的热量大于外界对气体做的功，C正确；由于状态A与状态
D压强相等，而状态D温度更低，分子撞击容器壁的平均力度减小，因此单位
时间内碰撞单位面积容器壁的分子数更多，D正确。]
