【文档说明】备战2024年高考物理抢分秘籍（新高考通用）秘籍15 热力学定律、气体实验定律、气体图像、理想气体状态方程的综合应用 Word版无答案.docx，共(12)页，737.951 KB，由小赞的店铺上传

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秘籍15热力学定律、气体实验定律、气体图像、理想气体状态方程一、热力学定律1.热力学第一定律的特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。(2)若过程中不做功，则W＝0，Q＝ΔU，

物体吸收的热量等于物体内能的增加。(3)若过程的始、末状态物体的内能不变，则W＋Q＝0，即物体吸收的热量全部用来对外做功，或外界对物体做的功等于物体放出的热量。2.热力学第一、第二定律的比较热力学第一定律热力学第二定律定律揭示的问题从能量守恒的角度揭示了功、热量和内能改变量三

者的定量关系自然界中出现的宏观过程是有方向性的机械能和内能的转化当摩擦力做功时，机械能可以全部转化为内能内能不可能在不引起其他变化的情况下完全变成机械能热量的传递热量可以从高温物体自发传向低温物体说明热量不能自发地从低

温物体传向高温物体两定律的关系在热力学中，两者既相互独立，又互为补充，共同构成了热力学知识的理论基础二、气体实验定律两个重要的推论（1）查理定律的推论:Δp=𝑝1𝑇1ΔT（2）盖-吕萨克定律的推论:

ΔV=𝑉1𝑇1ΔT三、理想气体的常见图像1．一定质量的气体不同图像的比较类别特点(其中C为常量)举例p-VpV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远p-1Vp＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高p

-Tp＝CVT，斜率k＝CV，即斜率越大，体积越小V-TV＝CpT，斜率k＝Cp，即斜率越大，压强越小[注意]上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV＝nRT确定各个常量“C”的意义。四、理想气体状态方程与气体实验定律的关系𝑝1𝑉1𝑇1=𝑝2𝑉2�

�2{温度不变:𝑝1𝑉1=𝑝2𝑉2：玻意耳定律体积不变:𝑝1𝑇1=𝑝2𝑇2：查理定律压强不变:𝑉1𝑇1=𝑉2𝑇2：盖—吕萨克定律【题型一】热力学定律【典例1】（2024·北京丰台·一模）如图所示，一

定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B，下列说法正确的是（）A．气体一定吸收热量B．分子的平均动能减小C．气体的内能可能减少D．单位体积内的分子数增加【典例2】在下列叙述中，正确的是（）A．随着科技的发展，今后温度可以达到绝对零度B．布朗运动就是液体分子的热运动

C．让一定质量的气体吸收热量，其内能可能减小D．分子间的距离r存在某一值r0，此位置分子力为零。若r<r0时，减小分子间距，分子势能将减小【典例3】①摩擦生热、②弹簧振子振动、③热传递和④气体自由膨胀，上述现象中能表明物理过程具有单向

性的是（）A．①、②和③B．②、③和④C．①、②和④D．①、③和④1．下列说法正确的是（）A．α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先

增大后减小D．只要对物体进行不断的冷却，就可以把物体的温度降为绝对零度2．斯特林发动机是独特的热机，它的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。该发动机工作中经过由两个等容过程和两个等温过程组成的可逆循环，被称之为斯特林循环。如图所示，一定质量的理

想气体，依次经过A→B→C→D→A循环，对此气体下列说法正确的是（）A．A到B过程，气体放出热量B．C到D过程，温度降低，每个气体分子运动速率都变小C．D到A过程，气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数减少D．经过如图所示的一个斯特林循

环过程，气体从外界吸收热量3．（2024·山东聊城·一模）下列说法正确的是（）A．某人搬家时将走时准确的摆钟从广州带到北京，摆钟走时变慢了B．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，布朗运动越剧烈C．热量自发地从低温物体传到高温物体是可以实现的D．一定质量的理想气体保持压强不变，温度升

高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少【题型二】气体实验定律【典例1】（2024·河北唐山·一模）如图所示，上端封闭下端开口的玻璃管在外力F的作用下，静止在水中，管内封闭一定质量的理想气体。调整F的大小，使玻璃管缓慢向下移动一小段距离，下

列说法正确的是（）A．气体的体积变大B．外力F变小C．管中水面与管外水面高度差不变D．气体的压强变大【典例2】（2024·四川南充·二模）如图甲为某种转椅的结构示意图，其升降部分由M、N两筒组成，两筒间密闭了一定质量的理想气体。图乙为气体分子速率分布曲线，初始时刻筒内

气体所对应的曲线为b、人坐上椅子后M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（）A．密闭气体压强增大，分子平均动能增大B．外界对气体做功，气体分子的密集程度保持不变C．密闭气体内能增大，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次

数增加D．密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成a曲线E．密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成c曲线【典例3】（2024·湖北·二模）某物理兴趣小组受“蛟龙号”载人潜水器的启发，设计了一个测定水深的深度计。如图，导

热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为0p，汽缸Ⅰ内通过活塞A封有压强为0p的气体，汽缸Ⅱ内通过活塞B封有压强为04p的气体，一细管连通两汽缸，初始状态

A、B均位于汽缸最左端。该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知0p相当于h高的水柱产生的压强，不计水温变化，装置的内径远小于水的深度，被封闭气体视为理想气体。（1）当A向右移动23L时，求该深度计所处位置水的深度；（2）求

该深度计能测量的最大水深。1．（2024·河北·模拟预测）某同学制作了一个简易的大气压强测量计。如图所示，用胶塞封闭体积为0V的广口瓶。U形玻璃管倒插入广口瓶，用胶管与直玻璃管连接，内部充有一定水。测量时首先打开胶塞再重新封闭，调整胶管使U形管水面与直玻璃管水面相平，并记录U形管左侧水面位置k。

现用容积为V的注射器注入与大气压强相等的气体，上下调整直玻璃管，使U形管左侧水面仍在k位置，测出直玻璃管液面p到k位置的高度差为h，已知水的密度为，重力加速度为g，不计U形管的体积，则大气压强为（）A．0ΔΔghVVB．0ΔΔghVVC．()0ΔΔΔghVVV−D．(

)0ΔΔΔghVVV+2．（2024·河南周口·二模）如图，容积为0V的汽缸竖直放置，导热良好，右上端有一阀门连接抽气孔。汽缸内有一活塞，初始时位于汽缸底部16高度处，下方密封有一定质量、温度为0T的理想气体。现将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门，然后缓慢加热活塞下方气体。已知

大气压强为0p，活塞产生的压强为012p，活塞体积不计，忽略活塞与汽缸之间摩擦。则在加热过程中（）A．开始时，活塞下方体积为01V2B．温度从0T升至01.5T，气体对外做功为0016pVC．温度升至02T时，气体压强为032pD．温度升至03T时，气体压强为034

p3．（23-24高三下·黑龙江·阶段练习）如图甲所示，T型活塞固定在水平面上，一定质量的理想气体被封闭在导热性能良好的、质量为20kg的汽缸中，活塞截面积为20.1m，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，大气压强为5

110Pa。重力加速度g取210m/s，改变环境温度，缸内气体体积随温度变化如图乙所示，求：（1）从状态A变化到状态C，气体温度升高多少；（2）在状态C时，活塞对卡口的作用力多大。【题型三】气体图像【典例1】（2024·新疆乌鲁木齐·二模）一空心弹力球内充有一定质量的理想气体，若用手指将弹

力球迅速捏瘪后又恢复原状的过程可视为绝热过程，球内气体的压强、体积和温度分别用p、V和T表示，下列关于该过程的图像可能正确的是（）A．B．C．D．【典例2】（2024·湖北·二模）如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴

，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（）A．a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小B．a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加C．b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加D．b→c

过程，气体膨胀对外界做功，从外界吸热，内能增加【典例3】（2024·内蒙古包头·二模）一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态a、其p﹣V图像如图所示。ab、bc、ca皆为直线，ca平行于p轴，bc平行于V轴。关于理

想气体经历的三个过程，下列说法正确的是（）A．ca过程中，温度升高B．a、b两个状态下的气体温度相等C．ca过程中，外界一定对气体做功D．bc过程中，气体一定向外界放热E．ab过程中，气体分子的平均动能先变大后变小1．（2024·

北京延庆·一模）一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程，先后到达状态b和c，最后回到原状态a，其p­T图像如图所示。下列判断正确的是（）A．从状态a到状态b的过程中，气体既不吸热也不放热B．从状态b到状态c的过程中，气体的内能增加C．从状态c到状态a的

过程中，气体的体积不变D．a、b和c三个状态中，状态a时分子的平均动能一定最大2．（2024·青海海东·二模）一定质量的某种理想气体，在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图如图所示。下列说法正确的是（）A．温度升高，图像的极值变大B．温度升高，图像的极大值点变大C．气体在状态②时具

有的内能较大D．温度升高时每个分子的动能都增大E．两图像与横轴围成的面积相等3．（2024·安徽·一模）如图，是一定质量的理想气体状态变化过程的pV−图像．气体先由a状态沿双曲线变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到c状态．最后

沿与纵轴平行的直线回到a状态．以下说法中错误的是（）A．ab→过程气体温度不变B．bc→过程气体放出热量C．ca→过程气体对外界做功，同时吸收热量D．abca→→→过程气体放出热量【题型四】理想气体状态方程【典例1

】（2024·全国·模拟预测）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其状态变化过程的pV−图像如图所示，AB为倾斜直线，C为AB的中点，下列说法正确的是（）A．从状态A到状态C是等温过程B．从状态A到状态B气体的温度一直降低C．从状态A到状态C的过程中气体一定吸热D

．从状态A到状态B的过程中气体对外所做的功等于气体吸收的热量【典例2】（2024·河北保定·一模）一定质量的理想气体，从状态A开始，经历B、C两个状态又回到状态A，压强p与体积V的关系图像如图所示，BC与横轴

平行，等腰ABC的面积为0S，AB的反向延长线经过坐标原点O，已知气体在状态C的温度为0T，再根据图像所提供的其它已知信息，下列说法正确的是（）A．气体在状态A的体积为02VB．气体在状态B的压强为004SVC．气体在状态A的温度为043TD．

从状态B到状态C，外界对气体做的功为05S【典例3】（2024·云南昭通·模拟预测）一定质量的理想气体，从A状态经B、C变化到D状态的变化过程的pV−图像如图所示，AB与横轴平行，BC与纵轴平行，ODC在同一直线上．已知气体在A状态时温

度为400K，从A状态至C状态的过程中气体吸收了480J的热量，求：（1）气体在D状态时的温度；（2）从A状态到C状态的过程中，气体内能的改变量。1．（2024·吉林·一模）如图所示为一定质量的理想气体从

状态a→b→c→d→a过程的VT−图像，其中ac的连线过原点，bc、da连线与横轴平行，cd连线与纵轴平行。则下列说法正确的是（）A．从状态a到状态b，气体对外做正功B．从状态b到状态c，单位时间、单位面积撞击器壁的分子

数不变C．从状态c到状态d，气体向外放出热量D．a到b气体对外做的功等于c到d外界对气体做的功2．（2024·江西九江·二模）一定质量的理想气体从状态a开始，经ab→，bc→，ca→三个过程后回到初始状态a，其1PV−图像如图所示。下

列说法正确的是（）A．在a→b过程中，单位时间、单位面积与器壁碰撞的分子数减少B．在b→c过程中，气体增加的内能等于从外界吸收的热量C．在c→a过程中，气体既不吸热也不放热D．气体由a→b放出的热量大于由b→c气体吸收的热量3．（2023·广东·高考

真题）在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的pV−图像，气泡内气体先从压强为0p、体积为0V、温

度为0T的状态A等温膨胀到体积为05V、压强为Bp的状态B，然后从状态B绝热收缩到体积为0V、压强为01.9p、温度为CT的状态,CB到C过程中外界对气体做功为W．已知000pVT、、和W．求：（1）Bp的表达式；（2）CT的表达式；（3）B到C过程，气泡内气体的内能变化了多少？