第52讲 气体实验定律与理想气体状态方程的综合应用(复习讲义)(天津专用)2026年高考物理一轮复习讲练测
2025-11-27
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2份
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26页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 分子动理论,气体、固体和液体,热力学定律 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.77 MB |
| 发布时间 | 2025-11-27 |
| 更新时间 | 2025-11-27 |
| 作者 | 上帝舞恋 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-08-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53444367.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第52讲 气体实验定律与理想气体状态方程的综合应用
目录
01考情解码·命题预警 1
02体系构建·思维可视 3
03核心突破·靶向攻坚 4
考点一 气体实验定律 4
知识点1 气体实验定律 4
知识点2 理想气体状态方程与气体实验定律的关系 4
考向1 气体实验定律的应用 5
考向2气缸和管类问题 6
考点二 气体状态变化的图像问题 6
知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 7
知识点2 气体状态变化图像的分析方法 7
考向1 气体的p-V图像 7
考向2气体的p-图像 8
考向3气体的 V-T图像 9
考向4 气体的 P-T图像 10
04真题溯源·考向感知 11
考点
要求
考频
2025年
2024年
2023年
借助动力学和气体实验定律处理有关气体的综合问题
应用
低频
\
\
\
考情分析:
1.命题形式:选择题非选择题
2.命题分析:天津高考对本部分内容考查频率高,注重理论与实际结合,题目综合性强,常涉及多过程分析及动力学知识的融合,难度中等偏上。
3.备考建议:重点理解气体实验定律(玻意耳定律、查理定律、盖 - 吕萨克定律)和理想气体状态方程的内涵,熟练掌握其适用条件;
4.命题情境:
生活实践类:打气筒工作过程分析,高压锅安全阀工作,吸盘挂钩的吸附力,热气球升降原理等;
5.常用方法:等效法、公式法
复习目标:
1.复习巩固气体三个实验定律和理想气体状态方程。
2.熟练分析气体状态变化的四类图像(p-V、V-T、p-T、p-1/V),能从图像中提取状态参量并结合定律求解
考点一 气体实验定律
知识点1 气体实验定律
1.气体实验定律
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
内容
一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比
一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强与热力学温度成正比
一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积与热力学温度成正比
表达式
p1V1=p2V2
=
拓展:Δp=ΔT
=
拓展:ΔV=ΔT
微观
解释
一定质量的某种理想气体,温度保持不变时,分子的平均动能不变.体积减小时,分子的数密度增大,气体的压强增大
一定质量的某种理想气体,体积保持不变时,分子的数密度保持不变,温度升高时,分子的平均动能增大,气体的压强增大
一定质量的某种理想气体,温度升高时,分子的平均动能增大.只有气体的体积同时增大,使分子的数密度减小,才能保持压强不变
图像
知识点2 理想气体状态方程与气体实验定律的关系
=
[注意] 理想气体状态方程与气体实验定律的适用条件:一定质量的某种理想气体。
2.解决问题的基本思路
考向1 气体实验定律的应用
例1(2025·天津南开·一模)茶道文化起源于中国,是一种以茶修身的生活方式。如图所示,向茶杯中倒入热水,盖上杯盖茶水漫过杯盖,在水面和杯盖间密闭了一部分空气(可视为质量和体积均不变的理想气体),过一段时间后水温降低。关于泡茶中的物理现象下列说法正确的是( )
A.泡茶时,热水比冷水能快速泡出茶香,是因为温度越高每个分子动能都越大
B.水中放入茶叶后,水的颜色由浅变深,是布朗运动现象
C.温度降低后杯盖拿起来比较费力,是因为杯盖与杯子间的分子引力作用
D.温度降低,杯内气体分子撞击单位面积器壁的平均作用力变小,气体对外界放热
【变式训练】(2025·天津·一模)健身球是一种内部充气的健身辅助器材,如图所示,球内的气体可视为理想气体,下列说法正确的是( )
A.人体缓慢离开健身球过程中,球内气体对外放热
B.人体缓慢离开健身球过程中,球内表面单位时间单位面积上撞击的分子数不变
C.人体缓慢挤压健身球过程中,球内气体压强变小
D.人体缓慢挤压健身球过程中,球内气体内能不变
考向2 气缸和管类问题
例2 (2025·天津和平·二模)空气弹簧是一种广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座的减震装置,其基本结构和原理如图所示,在导热良好的汽缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的理想气体,若外界温度保持不变,缓慢增大重物的质量,下列说法正确的是( )
A.汽缸内气体的压强始终等于外界大气压
B.汽缸内气体的内能一定变大
C.汽缸内气体一定从外界吸热
D.汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多
【变式训练】.图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计,其原理如图乙。导热的硬质玻璃泡内封有一定质量的理想气体,与相连的管插在水槽中固定,管中液面高度会随环境温度变化而变化。管的体积与泡的体积相比可忽略不计,在标准大气压下,由管上的刻度可以直接读出环境温度。下列说法正确的是( )
A.环境温度升高时,管中液面上升
B.该温度计的刻度是不均匀的
C.若外界大气压变大,温度计测量值偏小
D.若水槽中的水少量蒸发,温度计测量值偏小
考点二 气体状态变化的图像问题
知识点1 一定质量的气体不同图像的比较
类别
特点(其中C为常量)
举例
pV
pV=CT,即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远
p
p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,温度越高
pT
p=T,斜率k=,即斜率越大,体积越小
VT
V=T,斜率k=,即斜率越大,压强越小
知识点2 气体状态变化图像的分析方法
1.明确点、线的物理意义:求解气体状态变化的图像问题,应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态,它对应着三个状态参量;图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。
2.明确图像斜率的物理意义:在VT图像(pT图像)中,比较两个状态的压强(或体积)大小,可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小,其规律是:斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大。
3.明确图像面积物理意义:在pV图像中,pV图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。
考向1 气体的p-V图像
例1(2025·天津红桥·一模)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,其图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.气体分子热运动的平均动能一直减小
B.气体对外界做的功小于气体从外界吸收的热量
C.单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数增多
D.若A状态气体的温度为,则B状态为
【变式训练】(2025·天津北辰·三模)如图所示,在水面上将少量水装入容积较大的玻璃瓶中,拧紧瓶盖后压入水底,倒置瓶身,打开瓶盖,让水进入瓶中。将瓶内气体视为理想气体,全程气体不泄漏且温度不变。则水进入瓶内的过程中瓶内气体( )
A.压强变大 B.对外界做功
C.从水中吸收热量 D.所有分子热运动的速率均不变
考向2 气体的p-图像
例2 如图为研究气体实验定律的装置,通过压强传感器和数据采集器获取数据,并借助计算机处理数据.用该装置探究一定质量的气体在温度不变时,其压强和体积的关系.实验得到的图像可能是( )
A.B.C. D.
【变式训练】一定质量的理想气体分别保持温度、发生等温变化,已知,则下列能正确反映气体压强p随体积V变化关系的图像是( )
A.B.C. D.
考向3 气体的 V-T图像
例3 (2025·天津红桥·二模)一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中,其体积V随温度T变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.气体向外放出的热量等于外界对气体做的功
B.气体压强保持不变
C.气体分子的平均动能增大
D.单位时间内,与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
【变式训练】.如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,则该过程中( )
A.气体的压强增大
B.单位体积内的气体分子数不变
C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
考向4 气体的 P-T图像
例4 (2024·天津河西·模拟预测)(多选)一定质量的理想气体由状态A变到状态B的图线如图所示,可知在由A到B的过程中正确的是( )
A.气体分子的平均动能增大 B.气体分子间的平均距离减小
C.气体的压强增大,体积减小 D.气体一定吸收热量
【变式训练1】.一定质量的理想气体经过一系列过程,压强P随热力学温度T变化的图像如图所示。下列说法中正确的是( )
A.a→b过程中,气体压强增大,体积变小
B.a→b过程中,气体温度升高,内能变大
C.b→c过程中,气体压强减小,体积变小
D.b→c过程中,气体温度不变,分子数密度变大
【变式训练2】如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态B变化到状态A(BA延长线过原点)。该过程中( )
A.气体分子数的密度减小
B.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
C.气体分子的平均动能增大
D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增大
1.(2025·河南·高考真题)(多选)如图,一圆柱形汽缸水平固置,其内部被活塞M、P、N密封成两部分,活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时,P左、右两侧理想气体的温度分别为和,体积分别为和,。则( )
A.固定M、N,若两侧气体同时缓慢升高相同温度,P将右移
B.固定M、N,若两侧气体同时缓慢升高相同温度,P将左移
C.保持不变,若M、N同时缓慢向中间移动相同距离,P将右移
D.保持不变,若M、N同时缓慢向中间移动相同距离,P将左移
2.(2023·上海·高考真题)一定质量的理想气体,经历如图过程,其中分别为双曲线的一部分。下列对四点温度大小比较正确的是( )
A. B. C. D.
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第52讲 气体实验定律与理想气体状态方程的综合应用
目录
01考情解码·命题预警 1
02体系构建·思维可视 3
03核心突破·靶向攻坚 4
考点一 气体实验定律 4
知识点1 气体实验定律 4
知识点2 理想气体状态方程与气体实验定律的关系 4
考向1 气体实验定律的应用 5
考向2气缸和管类问题 6
考点二 气体状态变化的图像问题 8
知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 8
知识点2 气体状态变化图像的分析方法 8
考向1 气体的p-V图像 9
考向2气体的p-图像 10
考向3气体的 V-T图像 11
考向4 气体的 P-T图像 12
04真题溯源·考向感知 14
考点
要求
考频
2025年
2024年
2023年
借助动力学和气体实验定律处理有关气体的综合问题
应用
低频
\
\
\
考情分析:
1.命题形式:选择题非选择题
2.命题分析:天津高考对本部分内容考查频率高,注重理论与实际结合,题目综合性强,常涉及多过程分析及动力学知识的融合,难度中等偏上。
3.备考建议:重点理解气体实验定律(玻意耳定律、查理定律、盖 - 吕萨克定律)和理想气体状态方程的内涵,熟练掌握其适用条件;
4.命题情境:
生活实践类:打气筒工作过程分析,高压锅安全阀工作,吸盘挂钩的吸附力,热气球升降原理等;
5.常用方法:等效法、公式法
复习目标:
1.复习巩固气体三个实验定律和理想气体状态方程。
2.熟练分析气体状态变化的四类图像(p-V、V-T、p-T、p-1/V),能从图像中提取状态参量并结合定律求解
考点一 气体实验定律
知识点1 气体实验定律
1.气体实验定律
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
内容
一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比
一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强与热力学温度成正比
一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积与热力学温度成正比
表达式
p1V1=p2V2
=
拓展:Δp=ΔT
=
拓展:ΔV=ΔT
微观
解释
一定质量的某种理想气体,温度保持不变时,分子的平均动能不变.体积减小时,分子的数密度增大,气体的压强增大
一定质量的某种理想气体,体积保持不变时,分子的数密度保持不变,温度升高时,分子的平均动能增大,气体的压强增大
一定质量的某种理想气体,温度升高时,分子的平均动能增大.只有气体的体积同时增大,使分子的数密度减小,才能保持压强不变
图像
知识点2 理想气体状态方程与气体实验定律的关系
=
[注意] 理想气体状态方程与气体实验定律的适用条件:一定质量的某种理想气体。
2.解决问题的基本思路
考向1 气体实验定律的应用
例1(2025·天津南开·一模)茶道文化起源于中国,是一种以茶修身的生活方式。如图所示,向茶杯中倒入热水,盖上杯盖茶水漫过杯盖,在水面和杯盖间密闭了一部分空气(可视为质量和体积均不变的理想气体),过一段时间后水温降低。关于泡茶中的物理现象下列说法正确的是( )
A.泡茶时,热水比冷水能快速泡出茶香,是因为温度越高每个分子动能都越大
B.水中放入茶叶后,水的颜色由浅变深,是布朗运动现象
C.温度降低后杯盖拿起来比较费力,是因为杯盖与杯子间的分子引力作用
D.温度降低,杯内气体分子撞击单位面积器壁的平均作用力变小,气体对外界放热
【答案】D
【详解】A.温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大,但不是每个分子的动能都越大,分子动能遵循统计规律,存在动能大小的分布,故A错误;
B.水中放入茶叶后,水的颜色由浅变深,是因为茶叶中的色素分子在水中扩散,扩散现象是分子的无规则运动,而布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动,所以这不是布朗运动现象,故B错误;
C.温度降低后杯盖拿起来比较费力,是因为杯内气体做等容变化,根据查理定律(p是压强,T是温度,C是常量 )
可知温度降低,气体压强减小,外界大气压大于杯内气体压强,产生向下的压力差,而不是因为杯盖与杯子间的分子引力作用,故C错误;
D.温度降低,根据理想气体状态方程和气体压强的微观解释,气体分子的平均动能减小,撞击单位面积器壁的平均作用力变小;同时,理想气体温度降低,内能减小,即,体积不变,(气体不对外做功,外界也不对气体做功 ),根据热力学第一定律
可得
即气体对外界放热,故D正确。
故选D。
【变式训练】(2025·天津·一模)健身球是一种内部充气的健身辅助器材,如图所示,球内的气体可视为理想气体,下列说法正确的是( )
A.人体缓慢离开健身球过程中,球内气体对外放热
B.人体缓慢离开健身球过程中,球内表面单位时间单位面积上撞击的分子数不变
C.人体缓慢挤压健身球过程中,球内气体压强变小
D.人体缓慢挤压健身球过程中,球内气体内能不变
【答案】D
【详解】AB.人体缓慢离开健身球过程中,球内气体能与外界发生充分的热交换,则球内气体的温度不变,体积变大,压强变小,气体分子数密度减小,而分子的平均速率不变,则球内表面单位时间单位面积上撞击的分子数减小,气体对外做功,内能不变,根据热力学第一定律可知,球内气体从外界吸热,故AB错误;
CD.人体缓慢挤压健身球过程中,球内气体能与外界发生充分的热交换,则球内气体的温度不变,体积变小,压强变大,内能不变,故C错误,D正确。
故选D。
考向2 气缸和管类问题
例2 (2025·天津和平·二模)空气弹簧是一种广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座的减震装置,其基本结构和原理如图所示,在导热良好的汽缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的理想气体,若外界温度保持不变,缓慢增大重物的质量,下列说法正确的是( )
A.汽缸内气体的压强始终等于外界大气压
B.汽缸内气体的内能一定变大
C.汽缸内气体一定从外界吸热
D.汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多
【答案】D
【详解】A.设活塞的质量为,根据平衡条件可得
可知汽缸内气体的压强大于外界大气压,故A错误;
BC.由于汽缸导热良好,外界温度保持不变,则汽缸内气体的温度保持不变,汽缸内气体的内能不变;缓慢增大重物的质量,汽缸内气体的压强增大,根据,可知气体体积减小,外界对气体做正功,根据热力学第一定律可知,汽缸内气体从外界放热,故BC错误;
D.由于汽缸内气体的温度保持不变,气体分子平均动能不变,而汽缸内气体的压强增大,根据压强微观意义可知,汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多,故D正确。
故选D。
【变式训练】.图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计,其原理如图乙。导热的硬质玻璃泡内封有一定质量的理想气体,与相连的管插在水槽中固定,管中液面高度会随环境温度变化而变化。管的体积与泡的体积相比可忽略不计,在标准大气压下,由管上的刻度可以直接读出环境温度。下列说法正确的是( )
A.环境温度升高时,管中液面上升
B.该温度计的刻度是不均匀的
C.若外界大气压变大,温度计测量值偏小
D.若水槽中的水少量蒸发,温度计测量值偏小
【答案】C
【详解】A.根据题意,中气体做等容变化,根据,当环境温度升高,则中气体压强增大,又
可知b管中液面降低,故A错误;
B.根据,
联立可得
可知该温度计的刻度是均匀的,故B错误;
C.根据
可知外界大气压变大,温度实际值偏大,则温度计测量值偏小,故C正确;
D.由A选项分析可知,管中刻度从上到下温度逐渐升高,同一温度,中压强不变, 管中液面与液槽内液面高度差不变,水槽中的水少量蒸发后,槽中液面降低,则管内液面降低,则温度测量值偏大,故D错误。
故选C。
考点二 气体状态变化的图像问题
知识点1 一定质量的气体不同图像的比较
类别
特点(其中C为常量)
举例
pV
pV=CT,即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远
p
p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,温度越高
pT
p=T,斜率k=,即斜率越大,体积越小
VT
V=T,斜率k=,即斜率越大,压强越小
知识点2 气体状态变化图像的分析方法
1.明确点、线的物理意义:求解气体状态变化的图像问题,应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态,它对应着三个状态参量;图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。
2.明确图像斜率的物理意义:在VT图像(pT图像)中,比较两个状态的压强(或体积)大小,可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小,其规律是:斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大。
3.明确图像面积物理意义:在pV图像中,pV图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。
考向1 气体的p-V图像
例1(2025·天津红桥·一模)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,其图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.气体分子热运动的平均动能一直减小
B.气体对外界做的功小于气体从外界吸收的热量
C.单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数增多
D.若A状态气体的温度为,则B状态为
【答案】B
【详解】A.由图像可知,从状态A变化到状态B,压强p与体积V的乘积逐渐增大,根据理想气体状态方程可知气体温度一直在升高,所以分子平均动能一直在增大,故A错误;
B.该过程温度升高,所以内能增大,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律可知,因内能增大,所以气体从外界吸收热量,且大于对外做的功,故B正确;
C.压强减小,分子的平均动能增大,由压强的微观解释可知,单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数减小,故C错误;
D.根据理想气体状态方程得
又,
求得
故D错误。
故选B。
【变式训练】(2025·天津北辰·三模)如图所示,在水面上将少量水装入容积较大的玻璃瓶中,拧紧瓶盖后压入水底,倒置瓶身,打开瓶盖,让水进入瓶中。将瓶内气体视为理想气体,全程气体不泄漏且温度不变。则水进入瓶内的过程中瓶内气体( )
A.压强变大 B.对外界做功
C.从水中吸收热量 D.所有分子热运动的速率均不变
【答案】A
【详解】A.对瓶中所封的气体,由玻意耳定律,可知水进入瓶内的过程中,瓶内气体体积减小,所以气体压强变大,故A正确;
B.水进入瓶内的过程中,瓶内气体体积减小,外界对气体做功,故B错误;
C.全程气体温度不变,故气体内能不变,即,且外界对气体做功,根据热力学第一定律可知,气体对外放热,故C错误;
D.全程气体温度不变,气体分子热运动平均速率不变,但不是所有气体分子热运动的速率都不变,故D错误。
故选A。
考向2 气体的p-图像
例2 如图为研究气体实验定律的装置,通过压强传感器和数据采集器获取数据,并借助计算机处理数据.用该装置探究一定质量的气体在温度不变时,其压强和体积的关系.实验得到的图像可能是( )
A.B.C. D.
【答案】B
【详解】由玻意耳定律可知一定质量的气体在温度不变,满足
故
B正确。
故选B。
【变式训练】一定质量的理想气体分别保持温度、发生等温变化,已知,则下列能正确反映气体压强p随体积V变化关系的图像是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据理想气体状态方程
可得
一定质量的理想气体发生等温变化,可知压强与体积成反比,即压强与体积的倒数成正比,故图像为过原点的直线,图像斜率为
可知温度越高,图像的斜率越大,由于
故选C。
考向3 气体的 V-T图像
例3 (2025·天津红桥·二模)一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中,其体积V随温度T变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.气体向外放出的热量等于外界对气体做的功
B.气体压强保持不变
C.气体分子的平均动能增大
D.单位时间内,与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
【答案】B
【详解】根据
可知由状态A变化到状态B的过程中,气体压强保持不变,温度降低,则气体分子平均动能减小,气体体积减小,气体分子数密度增加,可知单位时间内,与单位面积器壁碰撞的气体分子数增加;外界对气体做功,内能减小,根据
可知气体向外放热,则气体向外放出的热量大于外界对气体做的功。
故选B。
【变式训练】.如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,则该过程中( )
A.气体的压强增大
B.单位体积内的气体分子数不变
C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
【答案】D
【详解】B.从A到B气体体积增大,则单位体积内的气体分子数减小,故B错误;
AC.由理想气体状态方程得
AB延长线过原点,则从A到B气体压强不变,故气体分子对器壁单位面积的作用力不变,故AC错误;
D.从A到B气体温度升高,分子热运动的平均速率变大,气体分子对器壁单位面积的作用力不变,则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小。故D正确。
故选D。
考向4 气体的 P-T图像
例4 (2024·天津河西·模拟预测)(多选)一定质量的理想气体由状态A变到状态B的图线如图所示,可知在由A到B的过程中正确的是( )
A.气体分子的平均动能增大 B.气体分子间的平均距离减小
C.气体的压强增大,体积减小 D.气体一定吸收热量
【答案】AD
【详解】A.由图像可知由A到B的过程中,气体温度升高,则气体分子的平均动能增大,故A正确;
BC.根据理想气体状态方程
可得
由图像可知图线上点与原点连线斜率逐渐减小,则气体体积增大,气体分子间的平均距离增大,故BC错误;
D.由于气体温度升高,气体内能增大,气体体积增大,外界对气体做负功,根据热力学第一定律可知,气体一定吸收热量,故D正确。
故选AD。
【变式训练1】.一定质量的理想气体经过一系列过程,压强P随热力学温度T变化的图像如图所示。下列说法中正确的是( )
A.a→b过程中,气体压强增大,体积变小
B.a→b过程中,气体温度升高,内能变大
C.b→c过程中,气体压强减小,体积变小
D.b→c过程中,气体温度不变,分子数密度变大
【答案】B
【详解】AB.a→b过程中,气体发生等容变化,温度升高,内能增大,故A错误,B正确;
CD.b→c过程中,气体发生等温变化,根据玻意耳定律
pV=C
可知压强减小,体积增大,分子密度减少。故CD错误。
故选B。
【变式训练2】如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态B变化到状态A(BA延长线过原点)。该过程中( )
A.气体分子数的密度减小
B.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
C.气体分子的平均动能增大
D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增大
【答案】B
【详解】A.由图像可知,由状态B到状态A的变化属于等容变化,即气体的体积不变,所以气体分子数的密度不变,故A项错误;
B.由状态B到状态A由图像可知其气体的压强减小;气体的温度也减小且为同种气体,所以气体分子的平均速率减小。所以单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小,故B项正确;
C.由图像可知,该变化气体的温度减小,所以气体分子的平均动能减小,故C项错误;
D.由之前的分析可知,气体的分子速率减低,气体分子数密度不变,所以单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小,故D项错误。
故选B。
1.(2025·河南·高考真题)(多选)如图,一圆柱形汽缸水平固置,其内部被活塞M、P、N密封成两部分,活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时,P左、右两侧理想气体的温度分别为和,体积分别为和,。则( )
A.固定M、N,若两侧气体同时缓慢升高相同温度,P将右移
B.固定M、N,若两侧气体同时缓慢升高相同温度,P将左移
C.保持不变,若M、N同时缓慢向中间移动相同距离,P将右移
D.保持不变,若M、N同时缓慢向中间移动相同距离,P将左移
【答案】AC
【详解】AB.由题干可知初始左右气体的压强相同,假设在升温的过程中板不发生移动,则由定容过程
可得左侧气体压强增加量多,则板向右移动;A正确B错误;
CD.保持温度不变移动相同的距离时
, 同理得,
若P不移动,则,故
,则,向右移动,C正确D错误。
故选AC
2.(2023·上海·高考真题)一定质量的理想气体,经历如图过程,其中分别为双曲线的一部分。下列对四点温度大小比较正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】AC.由题可知一定质量的理想气体,分别为双曲线的一部分,故分别为该气体的两段等温变化的过程。则、
AC错误;
BD.ad、bc两过程都是等容变化,由图可知,
根据查理定律可知可得、
故B正确,D错误。 故选B。
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