第15章 专题提升二十八 单一气体的多过程问题 气体状态变化的图像问题(课件PPT) -【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习

专题提升二十八 单一气体的多过程问题 气体状态变化的图像问题 第十五章　热学 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 题型1　单一气体的多过程问题 题型2　气体状态变化的图像问题 内容 索引 温馨提示:点击标题链接相关内容 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 单一气体的多过程问题 赢在微点 物理 大一轮 题型1 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 4 多过程问题的解题思路。 (1)确定研究对象。 研究对象分两类：热学研究对象(一定质量的理想气体)；力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。 (2)分析物理过程，确定状态参量。 ①对热学研究对象，分析清楚一定质量的理想气体状态变化过程及对应每一过程初、末状态，写出对应状态的参量，依据气体实验定律列出方程。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 ②分析力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)的受力情况，依据力学规律列出方程求解气体压强。 (3)挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程。 (4)多个方程联立求解。注意检验求解结果的合理性。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例1】　(2024·全国甲卷)如图，一竖直放置的汽 缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可 在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之 间，b与汽缸底部的距离=10，活塞的面积为1.0× 10-2 m2。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为1.0×105 Pa和300 K。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处(过程中气体温度视为不变)，外力增加到200 N并保持不变。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)求外力增加到200 N时，卡销b对活塞支持力的大小； 活塞从位置a到b过程中，气体做等温变化，初态 p1=p0=1.0×105 Pa、V1=S·11， 末态压强设为p2，V2=S·10， 根据p1V1=p2V2， 解得p2=1.1×105 Pa， 此时对活塞根据平衡条件F+p0S=p2S+FN， 解得卡销b对活塞支持力的大小FN=100 N。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。 将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态p2=1.1×105 Pa，T2=300 K，设末态时压强为p3， 对活塞根据平衡条件p3S=F+p0S， 解得p3=1.2×105 Pa， 设此时温度为T3，根据=，解得T3≈327 K。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 审题指导 序号 信息读取 信息加工 1 逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处 汽缸内温度不变，气体做等温变化 2 再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度 汽缸内气体压强增大，发生等容变化 失分 剖析 (1)不能判断气体在各阶段变化特征；(2)对汽缸中特殊位置的压强判断不准 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例2】　(2025·南宁模拟)如图所示，竖直放置的导热薄玻璃管下端封闭、上端开口，管内用长为h=14 cm的水银柱密封一段长为l=30 cm的理想气体，此时环境温度T0=300 K，缓慢加热密封气体，水银柱上升了Δl=10 cm，已知大气压强恒为p0=76 cmHg，玻璃管足够长。求： 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)加热前密封气体的压强； 对管内密封气体p=ρgh+p0=14 cmHg+76 cmHg=90 cmHg。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)加热后气体的温度T1； 设玻璃管的横截面积为S，缓慢加热密封气体，管内空气做等压变化，有=， 解得T1=400 K。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (3)保持温度T1不变，在玻璃管上端缓慢注入水银，使得气体长度恢复到30 cm，则所加水银柱长度Δh。 注入水银，管内空气做等温变化，有pS(l+Δl)=p2Sl， 解得p2=120 cmHg， 由平衡条件得p2S=ρg(h+Δh)S+p0S， 解得Δh=30 cm。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 气体状态变化的图像问题 赢在微点 物理 大一轮 题型2 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 15 1.一定质量的气体不同图像的比较。 过程 图线类别 图像特点 图像示例 等温 过程 p-V pV=CT(其中C为恒量)，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   高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 等容 过程 p-T p=T，斜率k=，即斜率越大，体积越小   等压 过程 V-T V=T，斜率k=，即斜率越大，压强越小   高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 2.处理气体状态变化的图像问题的技巧。 (1)首先应明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态，它对应着三个状态量；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。看此过程属于等温、等容还是等压变化，然后用相应规律求解。 (2)在V-T图像(或p-T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例3】　(2025·盐城模拟)开口向上，导热性能良好的汽缸，用活塞封闭了一定质量的理想气体，如图所示。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。现缓缓向活塞上倒上细沙，下列关于密封气体的图像可能正确的是( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内的气体温度不变，缓缓向活塞上倒上细沙，气体体积减小，压强增大，由玻意耳定律得知，气体体积与压强成反比，A、B、C三项错误，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例4】　(2024·江西卷)可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经ABCDA完成循环过程，AB和CD均为等温过程，BC和DA均为等容过程。已知T1=1 200 K，T2=300 K，气体在状态A的压强pA=8.0×105 Pa，体积V1=1.0 m3，气体在状态C的压强pC=1.0× 105 Pa。求： 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)气体在状态D的压强pD； 从D到A状态，根据查理定律=， 解得pD=2×105 Pa。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)气体在状态B的体积V2。 从C到D状态，根据玻意耳定律得pCV2=pDV1， 解得V2=2.0 m3。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 把握高考微点，实现素能提升 完成——专题提升练28 本部分内容讲解结束 $$