高三物理二轮复习专题专题65气体图象含解析

1、专题专题 6565 气体图象气体图象 1 1 （20132013 徐州摸底）如图所示，一定质量的理想气体从状态徐州摸底）如图所示，一定质量的理想气体从状态 A A 变化到状态变化到状态 B B，已，已 知在此过程中，气体内能增加知在此过程中，气体内能增加 100J100J，则该过程中气体，则该过程中气体( (选填选填 “ “吸收吸收” ”或或“ “放出放出”) ”)热量热量J J 答案：吸收答案：吸收300300 解析：一定质量的理想气体从状态解析：一定质量的理想气体从状态A A 变化到状态变化到状态 B B，体积增大，对外做功，体积增大，对外做功 W=pW=p V=1.010V=1.0105

2、 52.0102.010-3-3J=2.010J=2.0102 2J.J.。根据热力学第一定律，该过程中气。根据热力学第一定律，该过程中气 体吸收热量体吸收热量 300J300J。 2 2（20132013 江苏常州模拟）一定质量的理想气体压强江苏常州模拟）一定质量的理想气体压强 p p 与热力与热力 2p0 学温度学温度 T T 的关系图象如图所示，的关系图象如图所示，ABAB、 BCBC 分别与分别与 p p 轴和轴和 T T 轴平轴平 行，气体在状态行，气体在状态A A 时的压强为时的压强为 p p0 0、体积为、体积为V V0 0，在状态在状态 B B 时的时的 压强为压强为 2 2p

3、 p0 0，则气体在状态，则气体在状态 B B 时的体积为时的体积为；气体从；气体从 状态状态 A A 经状态经状态 B B 变化到状态变化到状态 C C 的过程中，对外做的功为的过程中，对外做的功为 WW， 内能增加了内能增加了 U U，则，则 此过程气体此过程气体（选填（选填“ “吸收吸收” ”或或“ “放出放出” ”）的热量）的热量 为为 答案：答案： V V0 0/ /2 2(1(1 分分) )吸收吸收 (1(1 分分) ) U+W (4U+W (4 分分) ) （2 2）解析：对）解析：对 ABAB 过程，温度不变，由玻意耳定律可知，气体在状态过程，温度不变，由玻意耳定律可知，气体在

4、状态 B B 时的体积时的体积 为为 V= VV= V0 0/ /2 2；气体从状态；气体从状态 A A 经状态经状态 B B 变化到状态变化到状态C C 的过程中，对外做的功为的过程中，对外做的功为 WW，内，内 能增加了能增加了 U U，由热力学第一定律，此过程气体吸收的热量为，由热力学第一定律，此过程气体吸收的热量为 U+WU+W 3 3 （6 6 分）分） （20132013 重庆市三峡联盟联考）如图所示是理想气体经历的两个状态变化重庆市三峡联盟联考）如图所示是理想气体经历的两个状态变化 的的 p pT T 图象，对应的图象，对应的 p pV V 图象应是图象应是( () ) 【解析】

5、【解析】在在 p pT T 图象中图象中 ABAB 过原点，所以过原点，所以 ABAB 为等容过程，体积不为等容过程，体积不 变，而从变，而从 A A 到到 B B 气体的压强增大，温度升高，气体的压强增大，温度升高，C C正确；BC正确；BC 为等温过程为等温过程 答案：答案：C C p0 O p B A T T0 2T0 C 4 4（20132013 辽宁省五校协作体二模）右图是氧气分子在不同温度（辽宁省五校协作体二模）右图是氧气分子在不同温度（0 0和和 100100） 下下 的的 速速 率率 分分 布布 ， 由由 图图 可可 得得 信信 息息 正正 确确 的的 是是 （填入选项前的字母

6、，有填错的不得分）（填入选项前的字母，有填错的不得分） A.A. 同一温度下，氧气分子速率呈现出同一温度下，氧气分子速率呈现出 “ “中间多，两头中间多，两头 少少” ” 的分布规律的分布规律 B B随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增 大大 C C随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例高随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例高 D D随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小 答案：答案：A A 解析：同一温度下，氧气分子速率呈现出解析：同一温度下，氧气分子速率呈现出“ “中间多，两头少中间多，

7、两头少” ” 的分布规律，的分布规律， 选项选项 A A 正确。随着温度的升高，氧气分子的平均速率变大，氧气分子正确。随着温度的升高，氧气分子的平均速率变大，氧气分子 中速率小的分子所占的比例减小，但是不是每一个氧气分子的速率都中速率小的分子所占的比例减小，但是不是每一个氧气分子的速率都 增大，选项增大，选项 BCDBCD 错误。错误。 5 5（9 9 分）分） （20132013 年年 5 5 月云南省二模）如图所示，一定月云南省二模）如图所示，一定 质量的理想气体，处在质量的理想气体，处在A A 状态时，其温度状态时，其温度 4 3 T TA A=300K=300K，让该气体状态沿图中线段

8、，让该气体状态沿图中线段 ABAB 所示缓所示缓 2 1慢地从状态慢地从状态 A A 变化到状态变化到状态 B B，求：，求： P/atm A B 246V/L 气体处于状态气体处于状态 B B 时的温度；时的温度； 从从 A A 到到 B B 的过程中气体的最高温度。的过程中气体的最高温度。 【分析】本题属于中等难度试题。难度【分析】本题属于中等难度试题。难度 0.59.0.59. 0 解：解：对对 A A、B B 两个状态，据理想气体的状态方程得：两个状态，据理想气体的状态方程得： P AVA P BVB T A T B 解得：解得：TB 300K 体积为体积为 V Vx x时的气体压强可

9、表示为时的气体压强可表示为 1 P x 4V x 2 由理想气体的状态方程可得：由理想气体的状态方程可得： 1 (4V x )V x P AVA PV 2 xx T A T x T x 由上式可得：当由上式可得：当V x 4L时，时，T Tx x最大。最大。 解得解得 T Tx x的最大值为：的最大值为：T m 400K 6 6（9 9 分）分） （20132013 长春市四模）一定质量的理想气体从状态长春市四模）一定质量的理想气体从状态 A A 变化到状态变化到状态 B B 再变再变 化到状态化到状态 C C，其状态变化过程的，其状态变化过程的 p p- -V V 图象如图所示。已知该气体在

10、状态图象如图所示。已知该气体在状态 A A 时的温度为时的温度为 2727。求：。求： 该气体在状态该气体在状态 B B、C C 时的温度分别为多少摄氏度？时的温度分别为多少摄氏度？ 该气体从状态该气体从状态 A A 到状态到状态 C C 的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多 少？少？ （9 9 分）分） 【参考答案】【参考答案】-73-73；2727吸热；吸热； 200J200J 【命题立意】考查学生应用理想气体状态方程解决问题的能力。【命题立意】考查学生应用理想气体状态方程解决问题的能力。 【解【解析】气体从状态析】气体从状态 A A 到状态到状态

11、B B： P A P B得得T B 200K K即即t B 73（3 3 分）分） T A T B 气体从状态气体从状态 B B 到状态到状态 C C： V C V B得得T C 300K K 即即t C 27（3 3 分）分） T C T B 气体从状态气体从状态 A A 到状态到状态 C C 过程中是吸热过程中是吸热（1 1 分）分） 吸收的热量吸收的热量Q PV 200J J（2 2 分）分） 7 7（20132013 山东省德州市考前训练题山东省德州市考前训练题 1 1）如图甲所示，用面积为如图甲所示，用面积为 S S 的活塞在气缸内封的活塞在气缸内封 闭着一定质量的空气，活塞上放一砝

12、码，活塞和砝码的总质量为闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为 m m. .现对气缸缓缓现对气缸缓缓 加热，使气缸内的空气温度从加热，使气缸内的空气温度从 T T1 1升高到升高到 T T2 2，空气柱的高度增加了，空气柱的高度增加了 LL ，已知加热，已知加热 时气体吸收的热量为时气体吸收的热量为 Q Q，外界大气压强为，外界大气压强为 p p0 0. .求：求： (1)(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少？此过程中被封闭气体的内能变化了多少？ (2)(2)气缸内温度为气缸内温度为 T T1 1时时，气柱的长度为多少？，气柱的长度为多少？ (3)(3)请在图乙的请在图乙

13、的 V VT T 图上大致作出该过程的图象图上大致作出该过程的图象 ( (包括在图线上标出过程的方向包括在图线上标出过程的方向) ) 解析：解析： (1)(1)对活塞和砝码：对活塞和砝码：mgmgp p0 0S SpSpS，得，得 p pp p0 0 mgmg S S 气体对外做功气体对外做功 WWpSpS L L( (p p0 0S Smgmg)L L 由热力学第一定律由热力学第一定律 WWQ Q U U 得得 U UQ Q( (p p0 0S Smgmg)L L (2)(2)V V1 1 V V2 2LSLS ， T T1 1T T2 2T T1 1 解得解得 L L (3)(3)如图所示

14、如图所示 8 8（9 9 分）分） （20132013 江西省金溪一中质检）一定质量的理想气体从状态江西省金溪一中质检）一定质量的理想气体从状态 A A 变化到状态变化到状态 B B，再变化到状态，再变化到状态 C C，其状态变化过程的，其状态变化过程的 P-TP-T 图象如图所示。已知该气体在状态图象如图所示。已知该气体在状态 A A 时的体积为时的体积为 110110-3 -3m m3 3。求：。求： 该气体在状态该气体在状态 C C 时的体积；时的体积； 该气体从状态该气体从状态 A A 到状态到状态 B B 再到状态再到状态 c c 的过程中，的过程中， 气体与外界传递的热气体与外界传

15、递的热 量量 P A P B 解析：解析：A A B B 两状态体积相等两状态体积相等, ,则有则有 T A T B （2 2 分）分） T B P BTA P A ， L L L LS S T T2 2 T T1 1 L L T T2 2T T1 1 得：得： V B V C T 从从 B B 到到 C C 压强相同，则：压强相同，则： B T C （2 2 分）分） ； V C V BTC V BTC P A V B P A； T B P BTA P B 又因：又因：V B V A 故：故：V C 3103m3（2 2 分）分） 由于由于 A A 到到 B B 再到再到 C C 的过程中温

16、的过程中温度先向外散热，再温度升高从外界吸热，最后度先向外散热，再温度升高从外界吸热，最后 A A 和和 C C 的温度相同，因此气体内能相同，因为气体向外界传递的热量为零（的温度相同，因此气体内能相同，因为气体向外界传递的热量为零（3 3 分）分） 9 9 （1212 分）分） （20132013 上海市徐汇区二模）如图（甲）所示为一下粗上细且上端开口上海市徐汇区二模）如图（甲）所示为一下粗上细且上端开口 的薄壁玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足的薄壁玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足 够长，图中大小截够长，图中大小截 面积分别为面积分别为 S S1 12cm2cm2 2

17、、S S2 21cm1cm2 2，粗细管内水银长度分别为，粗细管内水银长度分别为h h1 1h h2 22cm2cm，封封 闭气体长度为闭气体长度为 L L2222 cmcm。大气压强为。大气压强为 p p0 076cmHg76cmHg，气体初始温度为，气体初始温度为 5757。 求：求： （1 1）若缓慢升高气体温度，升高至多少开尔文方可将所有水银全部挤入细管内；）若缓慢升高气体温度，升高至多少开尔文方可将所有水银全部挤入细管内； （2 2）若温度升高至）若温度升高至 492K492K，液柱下端离开玻璃管底部的距离；，液柱下端离开玻璃管底部的距离； p/cmHg 83 S2 h2 h1 L

18、S1 82 81 80 7940 44 48 5256606468 V/cm3 （乙） （甲） （3 3）在图（乙）中作出全过程的）在图（乙）中作出全过程的 p p- -V V 图像。图像。 9 9 （1212 分）解析：分）解析： （1 1）由于水银总体积保持不变）由于水银总体积保持不变 设水银全部进入细管水银长度为设水银全部进入细管水银长度为 x x V 液 h 1S1 h 2 S 2 xS 2 x h 1S1 h 2S2 6cm（1 1 分）分） S 2 P P1 1p p0 0 g g( (h h1 1+ + h h2 2) )80 cmHg80 cmHg P P2 2p p0 0 g

19、xgx82 cmHg82 cmHg（1 1 分）分） p p1 1V V1 1p p2 2V V2 2 从状态从状态 1 1 到状态到状态 2 2 由理想气体状态方程由理想气体状态方程 T T T T （1 1 分）分） 1 12 2 代入数据代入数据T 2 p 2V2T1=369K=369K（1 1 分）分） p 1V1 V 2 V 3（1 1 分）分） T 2 T 3 （2 2）从状态）从状态 2 2 到状态到状态 3 3 经历等压过程。经历等压过程。 设水银下表面离开粗细接口处的高度为设水银下表面离开粗细接口处的高度为 y y y (L h 1 )T 3S1 (L h 1 )T 2 S

20、1=16 cm=16 cm（1 1 分）分） T 2 S 2 所以水银下表面离开玻璃管底部的距离所以水银下表面离开玻璃管底部的距离 h h= = y+L+h y+L+h 1 1= =40 cm 40 cm。 （2 2 分）分） （3 3） （4 4 分）分） 10.10. （1010 分）分）（20132013 兰州市模拟）如图所示，一定质量的理想气体，处在兰州市模拟）如图所示，一定质量的理想气体，处在A A 状状 态时，态时，温度为温度为 t tA A=27=27 C C，气体从状态气体从状态 A A 等容变化到状态等容变化到状态 MM， 再等压变化到状态再等压变化到状态 B B，A A、MM、B B 的状态参量如