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2024 年高考一轮复习100 考点100 讲
第16 章 热学
第16.6 讲 气体状态变化图像
【知识点精讲】
【方法归纳】
【最新高考题精练】
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，
1
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可得
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．（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。
3. （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.
2
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【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
，联立有
，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。
4（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
的等容过程，当温度为
时气体的压强为
；图线Ⅱ描述的是
压强为
的等压过程。取
为
，求
①等容过程中，温度为
时气体的压强；
②等压过程中，温度为
时气体的体积。
【参考答案】.①
；②
【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，
=
解得 p0=
②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
3
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=
解得：V2=
5. （2022 新高考江苏卷）如图所示，一定质量的理想气体分别经历
和
两个过程，其中
为等温过程，状态b、c 的体积相同，则（ ）
A. 状态a 的内能大于状态b
B. 状态a 的温度高于状态c
C.
过程中气体吸收热量
D.
过程中外界对气体做正功
【参考答案】C
【命题意图】本题考查对p——V 图像的理解及其相关知识点。
【解题思路】由于a→b 的过程为等温过程，即状态a 和状态b 温度相同，根据温度是气体分子平均动能的
标志，可知状态a 和状态b 的分子平均动能相同，而理想气体内能只与温度有关，所以理想气体状态a 的
内能等于状态b 的内能，选项A 错误；由于状态b 和状态c 体积相同，且
，根据理想气体状态方程
，可知Tb＜Tc，又因为Tb=Tc，故Ta＜Tc，选项B 错误；
因为a→c 过程气体体积增大，气体对外界做正功；而气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律，
，可知气体吸收热量；选项C 正确，D 错误。
4
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【最新模拟题精练】
1. （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
气体体积减小，故外界对气体做功
根据热力学第一定律
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
气体体积减小，故外界对气体做功
根据热力学第一定律可得
因此气体放热，故B 正确；
3→4 的过程为绝热过程，故
气体体积增大，故气体对外界做功
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。
5
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. 2. . (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
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
从A 到B 为等容变化
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
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
则
，故D 错误；
3. （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（ ）
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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
而状态b 和状态c 的气体温度相等，内能相同，状态
的温度低，内能小，由
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。
4.（2023 山东烟台一模） 一定质量的理想气体从状态a 开始，经
、
、
三个过程后再
回到状态a，其
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
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C. 在
过程中，外界对气体做功为0
D. 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
过程中，体积减小，外界对气体做功为
在
过程中，压强不变，温度升高，则体积增大，外界对气体做功为
在
过程，体积不变，则有
由于
，所以有
即在
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，
，由热力学第一定律
可知
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。
5. （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
、
和
，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
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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
解得
从b 到c 是等压变化，由盖吕萨克定律得
解得
由此可知
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
由此可知外界对气体为
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。
6. （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
的
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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
B. 气体内能增加
C. 气体内能减少
D. 气体内能减少
【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
气体吸收了
的热量，根据热力学第一定律可知
气体内能增加
。故选A。
7. （2023 河南开封二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态P（
，
，
）
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
B. 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
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E. 整个过程中，气体需要从外界吸收
的热量
【参考答案】ABE
【名师解析】
由理想气体状态方程可得
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
解得
，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
S 到P 过程中，
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
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
的热量，E 正确。
8.（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（ ）
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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。
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