第二章 专题探究二 理想气体状态变化图像问题-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019 江苏专用)

专题探究二理想气体状态变化图像问题 题型1p-T图像 4.(2023·山东淄博质检)如图所示，表示一定质 1.(2023·江苏苏州调研)一定质量的理想气体 量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变 经过一系列变化过程，如图所示，下列说法 化的过程，则该气体压强变化情况是() 中正确的是 A.a一→b过程中，气体温度降低，体积增大 A.从状态c到状态d,压强减小 B.b→c过程中，气体温度不变，体积变小 B.从状态d到状态e,压强增大 C.c→a过程中，气体压强增大，体积不变 C.从状态e到状态a,压强增大 D.在c状态时，气体的体积最小 D.从状态a到状态b,压强不变 2.(2023·湖北孝感期末)0.3m@l的某种气体 的压强和温度的关系图像(p-t图像)如图所 题型3-图像 示P表示1个标准大气压，标准状态(0℃， 5.一定质量的理想气体经历一系列状态变化， 1个标准大气压)下气体的摩尔体积为 22.4L·mol.下列说法正确的是 ( 其p图线如图所示，变化顺序由a一→bc一 A.状态A时气体的体积为 1/ A B d+a,图中ab线段延长线过坐标原点，cd线 5.6L 段与p轴垂直，d血线段与轴垂直.气体在此 B.状态A时气体的体积为 7.72L -2730127227 状态变化过程中 C.状态B时气体的体积为1.2L D.状态B时气体的体积为8.4L 题型2V-T图像 3.如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状 态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下 A.a→b,压强减小，温度不变，体积增大 列判断正确的是 () B.b→℃，压强增大，温度降低，体积减小 C C.c→d,压强不变，温度升高，体积减小 D.d→a,压强减小，温度升高.体积不变 A 6.(2023·河北承德期末)质量为M、半径为R A.A→B过程温度升高，压强变大 的圆柱形汽缸（上端有卡扣）用活塞封闭一定 B.B→C过程体积不变，压强变小 质量的理想气体，如图甲所示，活塞用细线连 C.B→C过程体积不变，压强不变 接并悬挂在足够高的天花板上初始时封闭气 D.C→D过程温度不变，压强变小 体的热力学温度为T。,活塞与容器上、下部的 选择性必修第三册学霸024 距离分别为h和2h,现让封闭气体的温度缓 慢升高，气体从初始状态A经状态B到达状 态C,其p-V图像如图乙所示，已知外界大气 压恒为Po,点O、A、C共线，活塞气密性良好， 重力加速度大小为g.则理想气体在状态 9.(2023·山东泰安一模)气压式升降椅通过汽 缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如 图乙所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状 汽缸杆与底座固定连接可自由移动的汽缸与 A.B的热力学温度为2T。 汽缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽 Mg B.B的压强为PO 缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力.设气体 TR 的初始状态为A,某人坐上椅面后，椅子缓慢 C.C的压强为Mg 下降一段距离达到稳定状态B.然后打开空 2 TR2 调，一段时间后，室内温度降低到设定温度， To D.C的热力学温度为 稳定后气体状态为C(此过程人的双脚悬 空)：接着人缓慢离开座椅，直到椅子重新达 题型4综合图像 到另一个稳定状态D,室内大气压保持不变， 7.如图所示，一定质量的气体的状 则气体从状态A到状态D的过程中，关于 态沿1→2→3→1的顺序循环变 P、V、T的关系图正确的是 化，若用p-V或V-T图像表示这 一循环，在图中表示正确的是 汽缸汗 8.(2022·山东淄博一模)一根足够长的试管开 口竖直向下，中间用水银封闭了一定质量的 理想气体，如图所示现将试管绕定点缓慢向 右转到虚线处，则下列图像中可能正确的是 第二章学霸025专题探究二理想气体状态变化图像问题 得7，一，选项A错误：B汽缸悬挂后处于平衡状态。 1.C解析：Aa+b过程中，气体压强不变，温度降低，根据 有Mg+PeπR=PoTR,解得Pa=Po- 盖-昌萨克定律=C得知，体积应减小，故A错误，B6 祭选项B错误： C.气体在状态B时活塞处于顶端，B到C为等容变化，有 ©过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化；根据 Pu_PA=2 玻意耳定律pV=C得知，由于压强减小，故体积增大，故 ,3p_3Mg,选项C错误；D.气体从状 、PcP=3,解得Pc二22知R2 B错误；CD.c→a过程中，由图可知，p与T成正比，过坐标 原点，则气体发生等容变化，体积不变，而压强增大，综上 态B到C为等容变化，有号-是解得1== Pa 所述可知在b状态时，气体的体积最小，故C正确，D错 选项D正确.故选D 误；故选C 7.B解析：在题图p-T图像中，气体在1→2过程发生的是 2.D解析：此气体在0℃时，压强为标准大气压，所以此时 等容变化，且压强、温度均增大，2+3过程发生的是等温变 它的体积应为22.4×0.3L=6.72L由题中图线可知，从压 化，且压强减小、体积增大，3一→1过程发生的是等压变化， 强为P。到A状态，气体做等容变化，A状态时气体体积为 且温度减小、体积减小，结合各过程状态参量变化特点，可 6.72L,温度为(127+273)K=400K,从A状态到B状态为 知B正确。 等压变化.B状态的温度为(227+273)K=500K根据盖- 8.D解析：设管内气体的压强为P、体积为V,水银柱的长度 吕萨克定律得上.上 _V,T86.72×500 L=8.4L故 为h,转过的角度为8，则p=po-Pcos8当日增大时，c0s日 T 400 诚小，封闭气体的压强增大、体积减小、温度不变A.根据 选D 3.B解析：A.由图像可知，由A+B过程中，温度升高体积 理想气体状态方程兴=C可得V=￡·T,压强增大，一-7 变大，体积与热力学温度成正比，由=C可知，气体压强 图像中斜率应该减小，故A错误；B.根据理想气体状态方 不变，是等压变化，故A错误；BC.由图像可知，在B→C过 P业 -C可得=号，气体体积减小，p-T图像的斜率应 程中，气体休积不变温度降低，由-C可知，气体压强变 增大，故B错误；C根据理想气体状态方程 T=C可得p= 小，故B正确，C错误；D.由图像可知，在C→D过程中，气 体温度不变体积减小，由 工，温度不变，压强增大，图中衡头方向反了，放C第误： T =C可知，压强变大，故D错 D.p-V图像的等温线为双曲线的一支，由于封闭气体的压 误故选B. 强增大、体积诚小、温度不变，故D正确故选D. 4.A解析：在V-T图像中等压线是过坐标原点的直线.由理 9.B解析：从状态A到状态B过程中，气体等温压缩，体积 V C 想气体的状态方程知 T= ,可见当压强增大时，等压线 诚小，压强增大，温度不变，从B到C,气体等压降温，温度 p 降低，体积诚小，压强不变，从C到D过程中，气体等温膨 的斜率k=y=C变小，由图可确定p.印.<p,印，<印，故 胀，体积变大，压强减小，且D状态的压强恢复为原A状态 T p 的压强.故选B. 选A. 专题探究三变质量问题 1.B解析：打气过程气温不变，设打了n次，此时胎内气体 压强为4po,根据玻意耳定律有1.5pV+poV。=4poV,解得 n=20(次)，故选B. 2.B解析：根据题意，设分装后气体的体积为V,由玻意耳 定律有pV=P,V,解得V,=100L,则最多可装的瓶数是n= V-V 5.A解析：A.由图像可知，+b过程，气体压强减小而体积 %=18(瓶)，故选B 增大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成反 比，气体发生的是等温变化，故A正确，B.由理想气体状 3.A解析：设完成第一次抽气后，密闭容器内的压强为P1, 态方程可知：pV=C·T,由图示可知，连接O点与b→c图 根据等温变化规律有PV=P1(V+0.05V),解得P1= 线上的点的直线的斜率逐渐变大，所以b+e过程温度升 Pov 0505设完成第二次抽气后，密闭容器内的压强 高，压强增大，体积也增大，故B错误：C.由图像可知，c→d 过程，气体压强P不变而体积V变小，由理想气体状态方 为P2,根据等温变化规律有P,V=P2(V+0.05V),解得P2= 源业 =C可知，气体温度降低，故C错误；D.由图像可知， 40.051.05L05,则第二次抽出气体的量与第一次抽 P1 Po d→a过程，气体体积V不变，压强p变小，由理想气体状态 出气体质量的比为-户=20 方程P =C可知，气体温度降低，故D错误故选A A2引故透九 4.(1)15次(2)1.5L )解析：人气体从状态A到B为等压变化，有公- 解析：(1)设打气筒打压n次可以使压强达到4am.初状 态：p1=1atm,V,=V+nV。,其中V=(7.5-6)L=1.5L=1.5× 选择性必修第三册学霸08