第2章 专题探究2 理想气体状态变化图像问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

专题探究二理想气体状态变化图像问题 黑题 专题强化 限时：40min 题型1p-T图像 B.B→C过程温度不变，压强变小 1.（2024·浙江宁波期末) D C.B→C过程体积不变，压强不变 一定质量的理想气体从 2p ③ ② D.C→D过程体积变小，压强变大 状态a经①②③过程再 P ① 4.(多选)如图所示为一定质量 次恢复到原状态a,气体 的理想气体沿箭头所示的方 20t/℃ 压强和摄氏温度t的关系 向发生状态变化的过程，则关 如图所示.下列说法正确的是 于该气体压强变化的下列说 0 A.过程②中气体体积减小 法中正确的是 ( ) B.过程③是气体等容变化 A.从状态c到状态d的过程中，压强一直 C.状态b的体积为状态a的2倍 减小 D.状态b时单位时间内气体分子对器壁的碰 B.从状态d到状态a的过程中，压强一直 撞次数比状态a多 增大 2.0.3mol的某种气体的压强和温度的关系图像 C.从状态a到状态b的过程中，压强先增大 (p-t图像)如图所示.P0表示1个标准大气 后减小 压，标准状态(0℃，1个标准大气压)下气体 D.从状态b到状态c的过程中，压强先增大 的摩尔体积为22.4L·mol1.下列说法正确 后减小 的是 ( 题型3 A.状态A时气体的体积为 p/atm p-V(p)图像 5.6L 5.一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其 B.状态A时气体的体积为 l/C -2730127227 7.72L pV图线如图所示，变化顺序由a→b→c→ C.状态B时气体的体积为1.2L d→a,图中ab线段延长线过坐标原点，cd线 D.状态B时气体的体积为8.4L 段与p轴垂直，da线段与轴垂直.气体在此 题型2V-T图像 3.(2024·东北师大附中月考)如图，一定质量 状态变化过程中 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,压强减小、温度不变、体积增大 B.b→c,压强增大、温度降低、体积减小 C.c→d,压强不变、温度升高、体积减小 A.A→B过程温度升高，压强变大 D.d→a,压强减小、温度升高、体积不变 选择性必修第三册·RJ黑白题24 6.(多选)质量为M、半径为R的圆柱形汽缸（上8.一根足够长的试管开口竖直向下， 端有卡扣)用活塞封闭一定质量的理想气体， 中间用水银封闭了一定质量的理 如图甲所示，活塞用细线连接并悬挂在足够 想气体，如图所示.现将试管绕定点 高的天花板上.初始时封闭气体的热力学温度 缓慢向右转到虚线处，则下列图像 为T。,活塞与容器上、下部的距离分别为h和 中可能正确的是 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p,点0、A、C D 共线，活塞气密性良好，重力加速度大小为g 9.气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子 则理想气体在状态 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汽缸杆之间封闭一定质 量的理想气体，设汽缸气密性、导热性能良 好，忽略摩擦力.设气体的初始状态为A,某人 坐上椅面后，椅子缓慢下降一段距离达到稳 A.B的热力学温度为2T。 定状态B.然后打开空调，一段时间后，室内温 Mg 度降低到设定温度，稳定后气体状态为C(此 B.B的压强为Po TR2 过程人的双脚悬空)；接着人缓慢离开座椅， C.C的压强为_Mg 直到椅子重新达到另一个稳定状态D,室内大 2 TR2 气压保持不变，则气体从状态A到状态D的 9To 过程中，关于p、V、T的关系图正确的是 D.C的热力学温度 4 ( 题型4综合图像 椅面 7.(2024·山东潍坊期中)一定质 P 汽缸 量的理想气体，由a状态开始经 历a→b0→a过程的p-T图像 汽缸杆 如图所示，ab的反向延长线过 底座 坐标原点，ac与横轴平行，bc与纵轴平行，下 列图像与之对应正确的是 第二章黑白题25专题探究二理想气体状态变化图像问题 黑题专题强化 1.A解析：A.过程②中气体的温度不变，根据等温变化pV=C 可知，压强变大，体积减小，故A正确；B.由理想气体状态方 程得P、2,儿 得。+2732，+273，可得V,>火，故B错误；C.过程①为等 V。 +2732+273可知，状态a和状态b的体积不 V 压变化，由 是2倍关系，故C错误；D.状态a和状态b气体压强相同， 但b状态温度更高，分子动能更大，故单位时间内对器壁的 碰撞次数要少，故D错误.故选A. 2.D解析：此气体在0℃时，压强为标准大气压，所以此时它 的体积应为22.4×0.3L=6.72L由题中图线可知，从压强为 Po到A状态，气体做等容变化，A状态时气体体积为6.72L, 温度为(127+273)K=400K,从A状态到B状态为等压变 化，B状态的温度为(227+273)K=500K根据盖-吕萨克定 Vi VpVaT'B_6.72x500 律得 L=8.4L.故选D. T4400 3.D解析：A.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=Pg,温度升高，T4<Tg,故A错误； BC.由图像可知，B到C的过程中，体积不变，即Va=Vc,而 温度降低，即T>T。,由查理定律=C可知Pa>Pc,压强变 小，故BC错误：D.由图像可知，由C到D的过程中，温度不 变，即T。=To,而体积变小，即Vc>Vo,由玻意耳定律pV=C 可知Pc<po,故D正确故选D. 4.AD解析：根据光-C,则V=CT,则V-T图像上某点与原 点连线的斜率与压强成反比.A.因c点与原点连线的斜率小 于d点与原点连线的斜率，可知状态c压强大于状态d压 强，即从状态c到状态d的过程中，压强一直减小，选项A正 确：B.从状态d到状态a的过程中，图像上各点与原点连线 的斜率先增大后减小，则压强先减小后增大，选项B错误； C.从状态α到状态b的过程中，图像上各点与原点连线的 斜率减小，则压强增大，选项C错误：D.从状态b到状态c的 过程中，各点与原点连线的斜率先减小后增大，则压强先增 大后减小，选项D正确.故选AD 5.A解析：A.由图像可知，a→b过程，气体压强减小而体积 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.由理想气体状态方程 可知：pV=CT,由图示可知，连接0点与b→c图线上的点的 直线的斜率逐渐变大，所以b+c过程温度升高，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，由理想气体状态方程心=C可知，气体 温度降低，故C错误；D.由图像可知，d→a过程，气体体积V 不变，压强p变小，由理想气体状态方程C可知，气体温 度降低，故D错误故选A 6BD解析：A气体从状态A到B为等压变化，有T元， 得7。=子，选项A错误，且光缸悬挂后处于平衡状态， 选择性必修第三册·RJ 有Mg+pBTR=PoTR,解得PB=po ,选项B正确；C.气 体在状态B时活塞处于顶端，B到C为等容变化，有 Pc PA_2 3p0_3Mg,选项C错误；D.气体从状态B p。3,解得Pc二22mR2多 到c为容#变化，有院先解得1-片1，=号选项 9 D正确.故选BD. 7.A解析：根据理想气体状态方程叱=C,变形得p=1,可 知a→b为等容变化；由题图知，b→c为等温变化，c→a为等 压变化，故A符合题意 8.D解析：设管内气体的压强为p、体积为V,水银柱的长度 为h,转过的角度为6，则p=Po-Pxcos6.当0增大时，cos0减 小，封闭气体的压强增大、体积减小、温度不变.A.根据理想 气体状态方程y=C可得V=,压强增大，？-T图像中斜 率应该减小，放A锖误：R根据理想气体状态方程)=C可 q浮￥鼾四率楼翎园L-d7御雠与L。=d 误，C根据理想气体状态方程y=G可得刀-=C1,温度不 变，压强增大，图中箭头方向反了，故C错误；D.P-V图像的 等温线为双曲线的一支，由于封闭气体的压强增大、体积减 小、温度不变，故D正确.故选D. 9.B解析：从状态A到状态B过程中，气体等温压缩，体积减 小，压强增大，温度不变，从B到C,气体等压降温，温度降 低，体积减小，压强不变，从C到D过程中，气体等温膨胀， 体积变大，压强减小，且D状态的压强恢复为原A状态的压 强故选B. 专题探究三变质量问题 黑题专题强化 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1.5poV+npoV=4poV,解得n= 20,故选B. 2.B解析：根据题意，设分装后气体的体积为V1,由玻意耳定 律有pV=pV,解得V,=100L,则最多可装的瓶数是n= V-V 18,故选B. 3.A解析：设完成第一次抽气后，密闭容器内的压强为P1,根 据等温变化规律有p,V=p,(V+0.05V),解得p1=+0.05V Pov s设完成第二次抽气后，密闭容器内的压强为，根据等 P1 温变化规律有p,V=P,(V40.05V,解得P+0.05v1.05 1,5,则第二次抽出气体的质量与第一次抽出气体质量的 Po 比为%_-20 mP,放选A 黑白题10