第2章 拓展与归类•专题研析1 理想气体的图像问题-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册课程探究与巩固教师用书配套课件PPT（人教版）

第二章 气体、固体和液体 拓展与归类·专题研析1　 理想气体的图像问题 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 知道理想气体模型 科学思维：掌握理想气体模型，能从微观角度解释气体实验定律 1．知道理想气体模型 2．能解释气体实验定律 目录 CONTENTS 新教材•知本与思辨 新教材•拓展与应用 01 02 新教材•知本与思辨 01 知识点　一定质量的理想气体不同图像的比较 1．判断题（正确的打“√”，错误的打“×”） (1)一定质量的某种理想气体，p­-V图中的等温线是双曲线的一支。(　 　) (2)一定质量的某种理想气体，p­-T图中的等容线是一条过原点的直线。(　 　) (3)一定质量的某种理想气体，V-­T图中的等压线是双曲线的一支。(　 　) 思辨 √ √ × 2．思考题：一定质量的某种理想气体，V­-T图中的等压线有何特点？ 思辨 新教材•拓展与应用 02 例1 一定质量的某种理想气体经历了下图所示的A→B→C状态变化，已知该气体在状态C时的热力学温度为280 K，则该气体在状态A和状态B时的热力学温度分别为(　 　) A．567 K，280 K 　 B．420 K，280 K C．567 K，300 K 　 D．420 K，300 K 类型一　气体的 p­-V 图像问题 B 类型一　气体的 p­-V 图像问题 活学活用 一定质量的某种理想气体，由状态C(6，2)沿直线CB变化到状态A(2，6)，如图所示，气体在C、B、A三个状态的温度之比是(　 　) A．1∶1∶1 B．1∶2∶3 C．3∶4∶3 D．4∶3∶4 C 活学活用 例2 （多选）如图所示，U形汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦。初始时，活塞紧压小挡板，外界大气压强为p0。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则下列能反映汽缸内气体的压强p、体积V随热力学温度T变化的图像是(　 　) 类型二　气体的p-­T 及V-­T 图像问题 BD 【解析】 当缓慢升高汽缸内气体温度时，气体先发生等容变化，根据查理定律，汽缸内气体的压强p与热力学温度T成正比，在p­-T图像中，图线是过原点的倾斜的直线；当活塞开始离开小挡板（活塞的重力不计），汽缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在p­T图像中，图线是平行于T轴的直线，A错误，B正确。气体先发生等容变化，后发生等压变化，V­-T图像先平行于T轴，后是反向延长线经过原点的一条直线，C错误，D正确。 类型二　气体的p-­T 及V-­T 图像问题 活学活用 一定质量的理想气体的体积V随热力学温度T变化的图像如图所示。已知BC与T轴平行，AB的反向延长线过原点。下列说法正确的是(　 　) A．从状态A变化到状态B的过程中，气体膨胀，对外 做功，内能减少 B．与状态A相比，状态C时单位时间内与单位面积器 壁碰撞的气体分子数增多 C．从状态B变化到状态C的过程中，气体密度变大 D．气体在状态B时的温度为600 K D 活学活用 例3 如图所示，一定质量的理想气体从状态A经状态B、C、D回到状态A。问AB、BC、CD、DA是什么过程？已知气体在状态A时的体积是1 L，求气体在状态B、C、D时的体积各为多少，并把此图改为p­-V图。 【答案】 见解析 类型三　气体实验定律的图像问题 【解析】 由题图可知，A→B为等容变化过程，压强随温度升高而增大。B→C为等压变化过程，体积随温度升高而增大。C→D为等温变化过程，体积随压强减小而增大。D→A为等压变化过程，体积随温度降低而减小。 类型三　气体实验定律的图像问题 类型三　气体实验定律的图像问题 活学活用 A．TA>TB＝TC B．TA>TB>TC C．TA＝TB>TC D．TA<TB<TC A 活学活用 本课点睛 课后请完成高效作业12 1．气体图像的点对应气体的状态，一段线段对应气体的状态变化过程。 2．p-­V图像中，p、V之积越大，等温线温度越高，等温线离坐标原点越远。 3．p-­T图线与坐标原点连线的斜率越大，体积越小。 4．V­-T图线与坐标原点连线的斜率越大，压强越小。 感谢聆听，再见！ 图线 特点 举例 p­V p、V之积越大的等温线，对应温度越高，线离原点越远 p­ 图线斜率越大，温度越高 图线 特点 举例 p­T 图线斜率越大，气体体积越小 V­T 图线斜率越大，气体压强越小 【答案】 由＝C知V＝T，其C为常量，p不变，故V­T图中的等压线是一条过原点的直线。 【解析】 从状态B到状态C，由理想气体状态方程可知＝，解得TB＝TC＝280 K；又因从状态A到状态B为等容变化过程，由查理定律有＝，解得TA＝420 K，故B正确，A、C、D错误。 【解析】 根据理想气体状态方程＝C，可知TC∶TB∶TA＝pCVC∶pBVB∶pAVA，结合图像可得TC∶TB∶TA＝3∶4∶3，故C正确，A、B、D错误。 【解析】 AB的反向延长线过原点，由理想气体状态方程＝C（C为常量）分析可知，气体由状态A到状态B的过程中压强不变，体积增大，气体对外做功，温度升高，气体的内能增加，故A错误；与状态A相比，状态C时温度不变，则分子的平均动能不变，体积增大，分子的数密度减小，所以单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减少，故B错误；从状态B变化到状态C的过程中，气体体积不变，则气体密度不变，故C错误；气体从状态A变化到状态B发生的是等压变化，根据盖­吕萨克定律有＝，代入数据解得TB＝600 K，故D正确。 由题意知VB＝VA＝1 L，从状态B到状态C，由盖­吕萨克定律得＝，则VC＝·VB＝×1 L＝2 L。从状态C到状态D，由玻意耳定律得pDVD＝pCVC，则VD＝·VC＝×2 L＝6 L。根据以上数据，题中四个过程的p­V图像如图所示。 一定质量的理想气体的p­图像如图所示，图中BC为过原点的直线，A、B、C为气体的三个状态，则下列判断正确的是(　 　) 【解析】 由题图可知，A→B为等容变化过程，根据查理定律得＝，pA>pB，可知TA>TB；B→C为等温变化过程，即TB＝TC。所以TA>TB＝TC，选项A正确，B、C、D错误。 $$