专题强化一：图像问题和理想气体模型归纳-2023-2024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．（22-23高二下·河北张家口·期中）一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．a→b过程中，气体体积增大，压强减小 B．b→c过程中，气体压强不变，体积增大 C．c→a过程中，气体压强增大，体积变小 D．c→a过程中，气体内能增大，体积变小 2．（2023·贵州·模拟预测）如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态a经b、c、d三个状态又回到状态a。已知线段bc、ad均与p轴平行，下列说法错误的是（    ） A．a→b过程，单位体积分子数增大 B．b→c过程，气体分子的平均动能增大 C．c→d过程，单位时间内气体分子对单位面积器壁的平均作用力减小 D．d→a过程，单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数不变 3．（22-23高二下·甘肃定西·阶段练习）如图所示，一定质量的理想气体，从图中A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态。下列判断正确的是（　　）    A．过程气体温度升高，压强增大 B．过程气体体积不变，压强不变 C．过程气体体积减小，压强不变 D．过程气体分子平均动能不变 题型二：打气抽气问题 4．（23-24高三下·山东）为了研究自由落体运动规律，小陆同学准备自制“牛顿管”进行试验。假设抽气前管内气体的压强为大气压强，管内气体的体积为2.5L，每次抽气体积为0.5L。不考虑温度变化、漏气等影响，已知，，求：（结果均保留三位有效数字） （1）抽气10次后管内气体的压强； （2）抽气10次后管内剩余气体与第一次抽气前气体质量之比。 5．（2024·广东·模拟预测）2023年10月7日，一辆气罐车在服务区突然漏气造成火灾。现有一辆气罐车能承受的最大压强是33p0，某次在温度为时气罐车内部气体的压强为21p0，已知气罐车的总体积为V，p0为大气压强，且T=273+t，求： （1）该辆气罐车能够承受的最大温度； （2）用该气罐车给体积为0.01V的气瓶充气，充好气后气瓶的压强为10p0，充气过程温度不变，能充多少瓶气。 6．（2024·全国·模拟预测）车载气垫床体积小、重量轻、便于携带。现有一气垫床，充气前气垫床内有部分气体，使用充气筒往内部充气。充好气后，气垫床内气体体积为8V，压强为，此充气过程中环境的热力学温度为并保持不变，气垫床导热性能良好，气垫床内气体可视为理想气体。 （1）该气垫床充气前内部气体的压强等于大气压强，体积为V，充气筒每次充入压强为、体积为的气体，要充好床垫，求充气筒需要打气的次数； （1）若夜间环境的热力学温度降为，气垫床体积减小到充好气后的，求此时气垫床内气体的压强。 题型三：U形管问题 7．（2024·河北·一模）一根粗细均匀、长度的导热玻璃管开口向下竖直放置，管中长度的水银封闭的理想气体柱的长度，如图甲所示；现将玻璃管沿纸面缓慢转动180°至开口向上并固定，如图乙所示。已知外界大气压强恒为76cmHg。环境的热力学温度始终为。 （1）求图乙中水银到管口的距离h； （2）对图乙中的封闭气体加热，要使水银全部从玻璃管顶端溢出，封闭气体的热力学温度不能低于多少？（结果保留一位小数） 8．（2024·甘肃平凉·模拟预测）如图所示，内径粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，用水银柱将两部分理想气体封闭在玻璃管内。当环境温度T1=280K时，两空气柱的长度分别为L1=38cm、L2=21cm，左右两侧底部连通的水银面的高度差h1=4cm，玻璃管左侧上方水银柱的长度h2=12cm。已知大气压强p0=76cmHg，现将环境温度缓慢升高到T2=300K，水银不会溢出。 （1）求系统稳定时