十年(14-23)高考物理真题分项汇编专题59 理想气体状态方程（含解析）

这是一份十年(14-23)高考物理真题分项汇编专题59 理想气体状态方程（含解析），共22页。试卷主要包含了多选题，单选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。
1．（2023·山西·统考高考真题）如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（ ）

A．h中的气体内能增加B．f与g中的气体温度相等
C．f与h中的气体温度相等D．f与h中的气体压强相等
【答案】AD
【解析】A．当电阻丝对f中的气体缓慢加热时，f中的气体内能增大，温度升高，根据理想气体状态方程可知f中的气体压强增大，会缓慢推动左边活塞，可知h的体积也被压缩压强变大，对活塞受力分析，根据平衡条件可知，弹簧弹力变大，则弹簧被压缩。与此同时弹簧对右边活塞有弹力作用，缓慢向右推动左边活塞。故活塞对h中的气体做正功，且是绝热过程，由热力学第一定律可知，h中的气体内能增加，A正确；
B．未加热前，三部分中气体的温度、体积、压强均相等，当系统稳定时，活塞受力平衡，可知弹簧处于压缩状态，对左边活塞分析
SKIPIF 1 < 0
则
SKIPIF 1 < 0
分别对f、g内的气体分析，根据理想气体状态方程有
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
由题意可知，因弹簧被压缩，则 SKIPIF 1 < 0 ，联立可得
SKIPIF 1 < 0
B错误；
C．在达到稳定过程中h中的气体体积变小，压强变大，f中的气体体积变大。由于稳定时弹簧保持平衡状态，故稳定时f、h中的气体压强相等，根据理想气体状态方程对h气体分析可知
SKIPIF 1 < 0
联立可得
SKIPIF 1 < 0
C错误；
D．对弹簧、活塞及g中的气体组成的系统分析，根据平衡条件可知，f与h中的气体压强相等，D正确。
故选AD。
2．（2022·天津·高考真题）采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则（ ）
A．绝热过程中，气体分子平均动能增加B．绝热过程中，外界对气体做负功
C．等压过程中，外界对气体做正功D．等压过程中，气体内能不变
【答案】AC
【解析】AB．一定质量的理想气体经过绝热过程被压缩，可知气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体内能增加，则气体温度升高，气体分子平均动能增加，故A正确，B错误；
CD．一定质量的理想气体经过等压过程回到初始温度，可知气体温度降低，气体内能减少；根据
SKIPIF 1 < 0
可知气体体积减小，外界对气体做正功，故C正确，D错误。
故选AC。
3．（2022·全国·统考高考真题）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如 SKIPIF 1 < 0 图上的两条线段所示，则气体在（ ）
A．状态a处的压强大于状态c处的压强
B．由a变化到b的过程中，气体对外做功
C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变
D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热
E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能
【答案】ABD
【解析】AC．根据理想气体状态方程可知
SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0 图像的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ，故有
SKIPIF 1 < 0
故A正确，C错误；
B．理想气体由a变化到b的过程中，因体积增大，则气体对外做功，故B正确；
DE．理想气体由a变化到b的过程中，温度升高，则内能增大，由热力学第一定律有
SKIPIF 1 < 0
而 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，则有
SKIPIF 1 < 0
可得
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
即气体从外界吸热，且从外界吸收的热量大于其增加的内能，故D正确，E错误；
故选ABD。
4．（2021·全国·高考真题）如图，一定量的理想气体从状态 SKIPIF 1 < 0 经热力学过程 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 后又回到状态a。对于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三个过程，下列说法正确的是（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 过程中，气体始终吸热
B． SKIPIF 1 < 0 过程中，气体始终放热
C． SKIPIF 1 < 0 过程中，气体对外界做功
D． SKIPIF 1 < 0 过程中，气体的温度先降低后升高
E． SKIPIF 1 < 0 过程中，气体的温度先升高后降低
【答案】ABE
【解析】A．由理想气体的 SKIPIF 1 < 0 图可知，理想气体经历ab过程，体积不变，则 SKIPIF 1 < 0 ，而压强增大，由 SKIPIF 1 < 0 可知，理想气体的温度升高，则内能增大，由 SKIPIF 1 < 0 可知，气体一直吸热，故A正确；
BC．理想气体经历ca过程为等压压缩，则外界对气体做功 SKIPIF 1 < 0 ，由 SKIPIF 1 < 0 知温度降低，即内能减少 SKIPIF 1 < 0 ，由 SKIPIF 1 < 0 可知， SKIPIF 1 < 0 ，即气体放热，故B正确，C错误；
DE．由 SKIPIF 1 < 0 可知， SKIPIF 1 < 0 图像的坐标围成的面积反映温度，b状态和c状态的坐标面积相等，而中间状态的坐标面积更大，故bc过程的温度先升高后降低，故D错误，E正确；
故选ABE。
5．（2017·全国·高考真题）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a．下列说法正确的是（ ）
A．在过程ab中气体的内能增加
B．在过程ca中外界对气体做功
C．在过程ab中气体对外界做功
D．在过程bc中气体从外界吸收热量
E．在过程ca中气体从外界吸收热量
【答案】ABD
【解析】A．从a到b等容升压，根据 SKIPIF 1 < 0 可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，A正确；
B．在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，B正确；
C．在过程ab中气体体积不变，根据 SKIPIF 1 < 0 可知，气体对外界做功为零，C错误；
D．在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律 SKIPIF 1 < 0 可知，气体从外界吸收热量，D正确；
E．在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，根据 SKIPIF 1 < 0 可知温度降低，则内能减小，根据热力学第一定律可知气体一定放出热量，E错误．
6．（2018·海南·高考真题）如图，一定量的理想气体，由状态a等压变化到状态b，再从b等容变化到状态c。a、c两状态温度相等．下列说法正确的是______
A．从状态b到状态c的过程中气体吸热
B．气体在状态a的内能等于在状态c的内能
C．气体在状态b的温度小于在状态a的温度
D．从状态a到状态b的过程中气体对外做正功
【答案】BD
【解析】A．内能是组成物体分子的无规则热运动动能和分子间相互作用势能的总和，由于理想气体的不考虑分子势能内能，故理想气体的内能等于分子平均动能的总和，而温度是分子平均动能的宏观表现，由理想气体状态方程
SKIPIF 1 < 0
可知，当Vb=Vc，pb>pc时，Tb>TC，故 SKIPIF 1 < 0 ，根据热力学第一定律
SKIPIF 1 < 0
体积V不变，故W=0，所以 SKIPIF 1 < 0 ，从状态b到状态c的过程中气体放热，选项A错误；
B．同理，气体在状态a的温度等于在状态c的温度，故气体在状态a的内能等于在状态c的内能，选项B正确；
C．由理想气体状态方程
SKIPIF 1 < 0
可知当pa=pb，Va