专题强化一 图像问题和理想气体模型技巧归纳-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第三册）

专题强化一：图像问题和理想气体模型技巧归纳 考点一：理想气体的图像问题 名称 图像 特点 其他图像 等 温 线 p－V pV＝CT(C为常量)，即pV之积越大的等温线对应的温度越高，离原点越远 p－ p＝，斜率k＝CT，即斜率越大，对应的温度越高 等 容 线 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，对应的体积越小 等 压 线 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，对应的压强越小 考点二、变质量问题 分析气体的变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，将变质量转化为定质量问题，然后用气体实验定律或理想气体状态方程求解． (1)打气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题．只要选择球、轮胎内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题． (2)抽气问题 从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题．分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可看作是膨胀的过程． 题型归纳 题型一：理想气体的图像物体 1．（2023·高二）如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图像，其中AB段为双曲线，则下列说法正确的是（　　） A．过程①中气体分子的平均动能不变 B．过程②中单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多 C．过程②中气体分子的平均动能减小 D．过程③中单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数增多 2．（2021春·江苏南京·高二南京外国语学校校考期中）一定量的理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程．其中的延长线通过原点，垂直于且与轴平行，和平行．则气体在（  ） A．过程中体积不断减小 B．过程中体积保持不变 C．过程中内能保持不变 D．过程中内能不断减少 3．（2022春·北京·高二期末）如图所示是一定质量的理想气体从状态a开始，经过状态b变为状态c的图像。下列说法正确的是（　　） A．a→b过程中，气体温度不变，体积减小 B．a→b过程中，气体压强不变，体积增大 C．b→c过程中，气体压强不变，温度降低 D．b→c过程中，气体温度降低，体积增大 题型二：打气抽气问题 4．（2023·山东济南·统考一模）如图所示，为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液。某种药瓶的容积为，瓶内装有的药液，瓶内空气压强为，护士先把注射器内压强为的空气注入药瓶，然后抽出的药液。若瓶内外温度相同且保持不变，忽略针头体积，气体视为理想气体。求： （1）注入的空气与瓶中原有空气质量之比； （2）抽出药液后瓶内气体压强。 5．（2023春·河南三门峡·高二灵宝市第一高级中学校考阶段练习）新冠疫情期间，为了防止疫情的传播，我们经常会看到防疫人员身背喷雾器，在公共场所喷洒药液进行消毒的工作。如图所示是常用的一种便携式喷雾器，已知其储液罐的总容积为V，现装入0.8V的药液后并盖好注液口密封盖，然后通过打气筒向罐中打气，每次均能把的外界的空气打进罐中，设打气过程中气体温度没有变化，忽略排液管中的液体体积及罐中排液管液柱产生的压强，已知外界大气压强为p0，密封气体可当视为理想气体。试求： （1）不喷药液时，要使储液罐中的气体压强达到3p0，求打入的气体与储液罐中原有气体的质量之比； （2）要使多次打气后，打开开关就能够连续的把罐中药液喷完，那么需要打气至少多少次。 6．（2023·辽宁·校联考模拟预测）用气泵向一导热容器内充气，气泵每次工作时吸入体积120L、压强1atm的气体，然后向容器内充气，气泵总共工作20次。前10次时均有7.5%的气体未充入，后10次工作时，由于容器内部压强增大，均有12.5%的气体未充入。已知容器的容积为2400 L，原来容器内气体压强为0.9atm。假设充气过程中环境温度不变。 （1）求充气结束后容器内气体的压强； （2）充气结束后将环境的温度从7℃升高到42℃，不考虑容器容积的变化，若容器能承受的最大压强为2atm，试分析此过程是否安全。 题型三：U形管问题 7．（2023届江西省金太阳高三下学期3月联考理综物理试题）如图所示，一根粗细均匀的“U”形细玻璃管竖直放置，左端足够长、开口，右端封闭且导热良好。管内有一段水银柱，右管封闭了一段空气柱（视为理想气体）。当环境的热力学温度时，左、右两液面的高度差为h，右管空气柱的长度为5h，大气压强恒为8hHg。 （1）若逐渐降低环境温度，求左、右两液面相平时环境的热力学温度； （2）若不是降低环境温度（环境温度保持不变），往左管缓慢加入水银，直至右液面升高0.5h，求该过程中往左管加入的水银柱的长度H。 8．（2023·全国·模拟预测）如图所示，左管口封闭、