第1章 专题强化练3 气体状态变化的图像问题（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版）

专题强化练3　气体状态变化的图像问题 1.(2023安徽合肥期末)下列对一定质量的理想气体状态发生变化时所遵循的规律描述正确的是 (　　) 　　 　　 A.在图甲中,气体由a到b的过程,气体对外做正功 B.在图乙中,气体由a到b的过程,分子的数密度可能保持不变 C.在图丙中,气体由a到b的过程中,气体分子的平均动能保持不变 D.在图丁中,气体由a到b的过程中,气体的压强保持不变 2.(2024河北邢台期中)一定质量的理想气体状态变化的p-T图像如图所示,由图像可知 (　　) A.在a→b的过程中,气体的内能减小 B.气体在a、b、c三个状态的密度大小关系为ρa>ρc>ρb C.在b→c的过程中,气体分子的平均动能增大 D.在c→a的过程中,气体的体积逐渐增大 3.(2024山东泰安一中月考)如图,一定质量的理想气体,从A状态开始,经历了B、C状态,最后达到D状态,下列判断正确的是 (　　) A.A→B过程温度升高,压强变大 B.B→C过程温度不变,压强变小 C.B→C过程体积不变,压强不变 D.C→D过程体积变小,压强变大 4.(2024四川绵阳南山中学期末)一定质量的理想气体经历一系列状态变化,其p-图像如图所示,变化顺序为a→b→c→d→a,图中ab线段延长线过坐标原点,cd线段与p轴垂直,da线段与轴垂直。气体在此状态变化过程中 (　　) A.a→b过程,压强减小,温度不变,体积增大 B.b→c过程,压强增大,温度降低,体积减小 C.c→d过程,压强不变,温度升高,体积减小 D.d→a过程,压强减小,温度升高,体积不变 5.(多选题)(2023辽宁沈阳月考)一定质量理想气体的状态变化如图所示,则该气体 (　　) A.状态b的压强大于状态c的压强 B.状态a的压强小于状态b的压强 C.从状态c到状态d,体积减小 D.从状态a到状态c,温度不变 6.(2023山东日照二模)一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的压强p与温度T的关系图像如图所示。已知气体在状态C的体积为0.6 m3,在状态A时的温度为200 K。求: (1)气体在状态A的体积VA; (2)气体在状态B的温度TB。 7.(2023福建厦门实验中学期末)如图甲所示是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像,已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。 (1)根据图像提供的信息计算图甲中TA对应的温度值; (2)请在图乙坐标系中作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p-T图像,并在图线相应位置上标出字母A、B、C,如果需要计算才能确定有关坐标值,请写出计算过程。 8.(2023江苏南通学情检测)如图甲所示,水平放置的气缸内壁光滑,活塞的厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,A左侧气缸的容积为V0,A、B之间容积为0.1V0,开始时活塞在A处,缸内气体压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297 K,现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B,求: (1)活塞移动到B时,缸内气体温度TB; (2)在图乙中画出整个过程的p-V图线。 答案与分层梯度式解析 专题强化练3　气体状态变化的图像问题 1.C　在题图甲中,气体由a到b的过程是等容升温过程,气体不做功,故A错误;在题图乙中,气体由a到b的过程,根据理想气体状态方程=C,温度升高,体积变小,则压强增大,分子数密度增大,故B错误;在题图丙中,有p=,故气体由a到b的过程中,做等温变化,气体分子的平均动能保持不变,故C正确;在题图丁中,因为横坐标是摄氏温度,气体由a到b的过程中,不是等压变化,故D错误。 方法技巧　四种图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 p-V pV=CT,即p、V之积越大,温度越高,等温线离原点越远 p- p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,温度越高 p-T p=T,斜率k=,即斜率越大,体积越小 V-T V=T,斜率k=,即斜率越大,压强越小 2.B　在a→b的过程中,理想气体的温度升高,则理想气体的内能增大,A错误;将a、b、c三点与坐标原点O相连,则可知Oa、Ob、Oc三条直线的斜率等于,由理想气体的状态方程=C可知,p-T图线斜率越大,则体积越小,可得气体在a、b、c三个状态的体积大小关系为Va<Vc<Vb,气体的质量一定,则气体在三个状态的密度大小关系为ρa>ρc>ρb,B正确;在b→c的过程中,气体的温度降低,气体分子的平均动能减小,C错误;在c→a的过程中,由于Va<Vc,则气体的体积逐渐减小,D错误。 3.D　V-T图像中,A与B的连线是一条过原点的倾斜直线,为等压线,所以pA=pB,温度升高,TA<TB,故A错误;由图像可知,B到C的过程中,体积不变,即VB=VC,而温度降低,即TB>TC,由查理定律=C可知pB>pC,即压强变小,故B、C错误;由图像可知,由C到D的过程中,温度不变,即TC=TD,而体积变小,即VC>VD,由玻意耳定律pV=C可知pC<pD,压强变大,故D正确。 4.A　由题图可知,a→b过程,气体发生等温变化,气体压强减小,体积增大,故A正确;由理想气体状态方程=C可知p=CT,斜率k=CT,连接O、b的直线比连接O、c的直线的斜率小,所以b的温度低,b→c过程,温度升高,压强增大,且体积也增大,故B错误;c→d过程,气体压强不变,体积变小,由理想气体状态方程=C可知,气体温度降低,故C错误;d→a过程,气体体积不变,压强变小,由理想气体状态方程=C可知,气体温度降低,故D错误。 5.AB　分别过a、b、c、d四个点作出等压线,如图所示,保持体积不变,温度越高,则压强越大,在V-T图像中,倾角越大,压强越小,所以有pa<pd<pc<pb,故A、B符合题意;由图像可知,状态c到状态d体积增大,故C不符合题意;从状态a到状态c,温度升高,故D不符合题意。故选A、B。 6.答案　(1)0.4 m3　(2)300 K 解析　(1)由A到C,由理想气体状态方程可得= 解得VA==0.4 m3。 (2)由题图知从状态B到状态C,气体发生等容变化,从状态A到状态B,气体发生等压变化,则有 VB=VC=0.6 m3 = 解得TB=TA=300 K。 导师点睛　分析气体图像问题需注意: (1)根据图像直接读出气体各个状态的参量值或表达式,以便于运用气体实验定律来解答。 (2)根据横、纵坐标表示的物理量、图像的形状判断各物理量的变化规律,例如,判断变化过程是等温变化,还是等压变化,或是等容变化等。 (3)要将图像与实际情况相结合。 7.答案　(1)200 K　(2)见解析 解析　(1)由题图甲所示图像可知,A与B的连线所在的直线过原点,所以A→B是一个等压过程,即 pB=pA=1.5×105 Pa 由图像可知,VA=0.4 m3,VB=VC=0.6 m3,TB=300 K,TC=400 K,从A到B过程,由盖—吕萨克定律得 = 解得TA=200 K。 (2)从B到C为等容过程,由查理定律得 = 解得pC=2×105 Pa,气体的p-T图像如图所示 8.答案　(1)363 K　(2)见解析图 解析　(1)活塞离开A处前缸内气体发生等容变化,初态p1=0.9p0,T1=297 K,末态p2=p0 根据查理定律得=,代入数据解得,活塞刚离开A处时缸内气体的温度为T2=330 K 活塞由A移动到B的过程中,缸内气体做等压变化,由盖—吕萨克定律得= 代入数据解得TB=1.1T2=1.1×330 K=363 K。 (2)p-V图线如图 7 学科网（北京）股份有限公司 $