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高考物理理想气体状态方程与热力学第一定律专项练习1.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的p-V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27 。求:该气体在状态B时的温度;该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量。【答案】(1)BCE(2)100 K200 J【解析】(1)由于r=r0时,分子之间的作用力为零,当rr0时,分子间的作用力为引力,随着分子间距离的增大,分子力做负功,分子势能增加,当r0，根据热力学第一定律UWQ，气体吸收热量Q0，气体吸热，A正确；由状态B变到状态C过程中，内能不变，B错；C状态气体的压强大于D状态气体的压强，C错；D状态与A状态压强相等，D状态体积大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少，D、E正确。6.(多选)2016全国甲卷33(1)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是_。(填正确答案标号)A气体在a、c两状态的体积相等B气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功【答案】：ABE【解析】：由理想气体状态方程C得， pT，由图象可知，VaVc，选项A正确；理想气体的内能只由温度决定，而TaTc，故气体在状态a时的内能大于在状态c时的内能，选项B正确；由热力学第一定律UQW知，cd过程温度不变，内能不变，则QW，选项C错误；da过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对外做的功，选项D错误；bc过程和da过程互逆，则做功的多少相同，选项E正确。7(多选)(2016全国乙卷33)关于热力学定律，下列说法正确的是_。A气体吸热后温度一定升高B对气体做功可以改变其内能C理想气体等压膨胀过程一定放热D热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡【答案】：BDE【解析】：根据热力学定律，气体吸热后如果对外做功，则温度不一定升高，说法A错误。改变物体内能的方式有做功和传热，对气体做功可以改变其内能，说法B正确。理想气体等压膨胀对外做功，根据恒量知，膨胀过程一定吸热，说法C错误。根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，说法D正确。两个系统达到热平衡时，温度相等，如果这两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，说法E正确。故选B、D、E。8.(多选)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，其V T图象如图所示，pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强，下列判断正确的是（ ）。A过程ab中气体一定吸热BpcpbpaC过程bc中分子势能不断增大D过程bc中每一个分子的速率都减小E过程ca中气体吸收的热量等于对外界做的功【答案】：ABE【解析】：由题图知，该理想气体从a到b为等容变化，外界对气体做功为零，温度升高，内能增大，根据UQW，可知气体一定吸热，选项A正确；从b到c为等压变化，故pcpb，而从a到b为等容变化，根据查理定律pCT，可知温度升高，压强变大，故pbpa，选项B正确；理想气体没有分子势能，选项C错误；从b到c，温度降低，分子的平均动能降低，平均速率减小，但不是每一个分子的速率都减小，选项D错误；从c到a，气体发生等温变化，内能不变，气体对外界做功，吸收热量，根据UQW，气体吸收的热量等于对外界做的功，选项E正确。9.(2018甘肃兰州一模)一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化。问：(1)已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300 J，则从A到B气体吸收或放出的热量是多少；(2)试判断气体在状态B、C的温度是否相同。如果知道气体在状态C时的温度TC300 K，则气体在状态A时的温度为多少。【答案】：(1)放热1 200 J(2)温度相同1 200 【解析】：(1)从A到B，外界对气体做功，有WpV900 J根据热力学第一定律UWQ得QUW1 200 J，气体放热1 200 J(2)由题图可知pBVBpCVC，故TBTC；根据理想气体状态方程有；代入数据可得TA1 200 K10. 一定质量的理想气体，由状态a经b变化到c，如图所示，则下图中能正确反映出这一变化过程的是() 【答案】C【解析】由题图知：ab过程为气体等容升温，压强增大；bc过程为气体等温降压，体积增大C正确11.(2018山东高密模拟)带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体气体开始处于状态A，由过程AB到达状态B，后又经过过程BC到达状态C，如图所示设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为pA、VA和TA.在状态B时的体积为VB，在状态C时的温度为TC.(1)求气体在状态B时的温度TB；(2)求气体在状态A时的压强pA与状态C的压强pC之比【答案】(1) (2)【解析】(1)由题图知，AB过程为等压变化由盖吕萨克定律有，解得TB.(2)由题图知，BC过程为等容变化，由查理定律有：.AB过程为等压变化，压强相等，有pApB, 由以上各式得.12.如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的VT图象已知气体在状态A时的压强是1.5105 Pa.【答案】见解析【解析】(1)从题图甲可以看出，A与B连线的延长线过原点，所以AB是一个等压变化，即pApB根据盖吕萨克定律可得所以TATB300 K200 K.(2)由题图甲可知，BC是等容变化，根据查理定律得所以pCpB1.5105 Pa2.0105 Pa则可画出状态ABC的pT图象如图所示13.(2017全国卷)(多选)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】在等容过程ab到达状态b中，体积不变，气体对外界不做功，压强增大，温度升高，内能增加，A正确，C错误；过程ca回到状态a，气体的体积缩小，外界对气体做功，压强不变，温度降低，内能变小，气体向外界放出热量，B正确，E错误；在过程bc中，温度不变，内能不变，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体要从外界吸收热量，D正确14.(2018河南郑州质检)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的pV图象如图所示已知该气体在状态A时的温度为27 ，求：(绝对零度取273 )(1)该气体在状态B时的温度；(2)该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量【答案】见解析【解析】(1)对于理想气体：AB，由查理定律得：即：TBTA100 K所以：tBTB273 173 .(2)BC过程由盖吕萨克定律得：解得：TC300 K，所以：tC27 A、C温度相等，U0AC的过程，由热力学第一定律UQW得：QUWUWBC 011052103 J200 J即气体与外界交换的热量是200 J.
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