专项突破2 理想气体的图像问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

心专项突破2 理想气体的图像问 1.某实验小组用图甲所示装置，研究烧瓶内封 闭气体的体积一定时压强与温度的关系，初 始时封闭气体的摄氏温度为t。,往容器内加 热水，可以改变封闭气体的温度t,用△t (△t=t-to)表示封闭气体升高的摄氏温度，p 表示温度为t时封闭气体的压强，则图乙中 可能正确的图线是 ( 温度传感器 压强传感器数据采集器 电脑 ① ② ③ ④ △t A.① B.② C.③ D.④ 2.如图所示为一定质量的理想气体等温变化 p-V图线，A、C是双曲线上的两点，E,和E2 则分别为A、C两点对应的气体内能，△OAB 和△OCD的面积分别为S,和S2,则() A.S]<S2 B.S=S2 C.E>E2 D.E<E2 3.(2024·河北承德联考)一定质量的理想气 体从状态a开始，经历a→bcd→a一次 02黑白题物理1选择性必修第三册·RJ 题 循环回到原状态，其体积随热力学温度变 化的图像如图所示，其中ab、dc均垂直于横 轴，ad、bc的延长线均过原点O.下列表述正 确的是 A.在过程d→a中气体压强增大 B.状态a的压强小于状态c的压强 C.在过程d→a中，在单位时间单位面积上 碰撞容器壁的气体分子数增多 D.在过程b→c中，温度、体积都减小，所以 压强减小 4.一定质量的理想气体经历如图所示的一系 列过程，ab、bc、cd和da这四段过程在p-T 图像中都是直线段，ab和dc的延长线通过 坐标原点O,bc垂直于ab,ad平行于纵轴 由图可以判断 方 A.ab过程中气体体积不断减小 B.bc过程中气体体积不断减小 C.cd过程中气体体积不断增大 D.da过程中气体体积不断减小 5.如图，一定质量的理想气体从状态a(po、 V。、T)经热力学过程ab、bc、ca后又回到状 态a,且外界环境为非真空状态.则下列说 法错误的是 ( 0 /W。 A.b、c两个状态气体温度相同 B.bc过程中，气体温度先升高后降低 C.bc过程中，气体温度一直不变 D.ab过程中，在单位时间内气体分子对单 位器壁面积的平均作用力增大 6.如图所示，光滑的绝热汽缸 卡口 内有一质量为m的绝热活 活塞 塞，活塞下方封闭一定质量 00000000 的理想气体，初始时气体状 态为A.现用电热丝对汽缸内 气体缓慢加热至某一状态B,停止加热前， 活塞已经与卡口接触.下列图像能反映封闭 气体状态变化的是 B A A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁 7.一定质量的理想气体，其状态变化过程为 p-V图像中的A→B→C→A,如图所示.则对 应过程的V-T图像或p-T图像可能正确 的是 B 8.如图甲是一定质量的理想气体由状态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1.5×10Pa. p/(x 105 Pa) ↑V/m3 B 2.0 0.6 1.5 0.4 1.0 0.5 0 T4300400T/K 01234T(×102K) 甲 乙 (1)写出A→B过程中压强变化的情形，并 根据图像提供的信息，计算图甲中T 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， 并在图线相应的位置上标出字母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 进阶突破·专项练03V1=n,吸人氧气的分子数N=V,解得N=5.25×102 5.(1)4×102个(2)3×10-9m 解析：(（1)设鼠气的物质的量为，则n=出，氙气分子的总 数：N=PVN=a6I03 -×6×1023个≈4×102个； 0.131 (2)每个分子所占的空间为%=N,设分子间平均距离为口 3p3M30.131 则有%=a,则a√N√N"√60x6x10m=3x 10-9m. 专项突破2理想气体的图像问题 1.A 2.B解析：AB.由于题图为理想气体等温变化曲线，由玻意耳 定律可得p,出，=pce,而S=之A出，S=Pe,即S,= S2,A错误，B正确；CD.由于题图为理想气体等温变化曲线， TA=Tc,则气体内能E1=E2,CD错误故选B. 3.B解析：A.d→a过程中其体积随热力学温度变化的图像是 过原点的直线，气体压强不变，则有Pa=p。,故A错误；B.c→d 过程中，温度不变，根据玻意耳定律可知，体积增大，压强减 小，则有pa<p。,所以有p。<印。，故B正确；C.d→a过程中气体 压强不变，温度升高，根据气体压强微观意义可知，在单位时 间单位面积上碰撞容器壁的气体分子数减少，故C错误； D.bc过程气体体积随热力学温度变化的图像是过原点的 直线，为等压变化，故D错误故选B。 4B解析：由必=C,即p=T可知a-6,c一d都是等容变 化，且图像上的点与原点的连线斜率越大，气体体积越小，即 bc过程中气体体积不断减小，da过程中气体体积不断增大， 故B正确. 5C解折：L根据理想气体状态方程%=C,可得T=光，则 在6软态有在e态有2识故 C b、c两个状态气体温度相同，A正确；BC.由图像可知，bc过 程气体压强p与体积V的乘积pV先增大后减小，由理想气 体状态方程兴-C可知，气体鼠度了先开高后降低，B正确， C错误：D.ab过程中，体积不变，压强增大，根据查理定律有 会一会所以山过程中，温度升高，分子平均动能增大，在单 位时间内气体分子对单位器壁面积的平均作用力增大，D正 确.本题选错误的，故选C. 6.D解析：设活塞面积为S,初始时大气压强为P,对活塞受 力分析，有mgn,S=pS,解得气体压强p,=p+学在活塞与 卡口接触前，活塞受力不变，气体做等压变化，当活塞与卡口 接触后，气体体积不变，继续加热气体，温度升高，由理想气 体状态方程可知压强增大，故整个过程气体先等压膨胀，再 等容升压，图甲气体一直等压膨胀，错误；图乙气体先等压膨 胀，再等容升压，正确：图丙气体先等压压缩，再等容升压，错 误；图丁气体先等压膨胀，再等容升压，正确故选D. 7.C解析：AB.根据图像可知A一8，压强不变，即分不变，故 参考答案与解析 此时V-T图像为一条过原点的倾斜直线：同时此时体积在 减小，温度在降低，AB错误；CD.根据图像可知C→A,体积 不变，即号不变，故此时-T图像为一条过原点的倾斜直 线；同时压强在增大，温度在升高；由图像可知B一→C过程中 图线为直线，此时p少乘积无增大后减小，根那yC可知此 时温度先增大后减小，C正确，D错误故选C 8.(1)等压变化200K(2)见解析 解析：(1)从题图甲可以看出，A与B连线的延长线过原点， 所以A一→B是一个等压变化，即P4=Pg根据盖-吕萨克定律可 T-To VATe-0.6 得=六所以T, ,_0.4x300K=200K (2)由题图甲可知，B→C是等 1p/×105Pa) 容变化，根据查理定律得P= 2.0 1.5 1.0 光所以p, Tc400 ×1.5×0.5 10Pa=2.0×105Pa,则可画出 01234T(×102K) 状态A→B→C的p-T图像如图所示. 专项突破3变质量问题 1.D解析：设轮胎的容积为V。,充入一个大气压的体积为V, 根据玻意耳定律2.0poV。+poV=2.8poVo,代入数据解得V= 24L,故选D. 2.D解析：设灯笼体积为V,灯未点亮前灯笼内空气质量 为m,大气压强不变，根据盖-吕萨克定律之=片，可得y, ,又mp=p,,可得2=兰=，故选D T P2 VT 3.A解析：设在H=80m的水下筒内气体占据空间的高度为 L,压强为p1,根据平衡条件可得P1=Po+pgH=9po,根据玻意 耳定律有poS%=p,SL,解得L=名A远小于H,忽略筒内气体 变化，所以增加气体后，压强不变，温度不变，增加的气体的 休积为K=(-S-等原来气体的体积为%=6-当，压 入气体的质量与简内原气体质量的比值约为，=8，故选A 4()4062②1.98×10Pa见解析(38 解析：(1)根据玻意耳定律有P1V+PoV人=P2V2,其中V人= △V·t,解得t=40s.(2)再根据玻意耳定律有p2V2=P3V1,解 得P3=1.98×10Pa.空气质量一定，分子个数一定；温度不 变，分子的平均动能不变；体积减小，分子的数密度增大，单 位时间、单位面积上碰撞器壁的分子数增多，导致压强增大， (3)碰撞后球的体积V,=0.9m3,根据理想气体的状态方程 有P,V,P4V4放出空气与剩余空气质量之比=，解 TiT2 得出5 m余281 5.(1)1cm(2)1:19 解析：(1)空载时对车厢与活塞整体受力分析有4p1S= 4pS+Mg,满载时对车厢与活塞整体受力分析有4p2S= 4poS+(M+60mo)g,对气体根据玻意耳定律p1h,S=P2h2S,代 入数据解得h2=19cm,则活塞下降的距离为△h=h,-h2= 1 cm; 黑白题37