资源简介

热点76 热学中图像问题
高考真题
1. （2020高考北京卷）如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度和的关系，正确的是
A. B.
C. D.
【参考答案】C
【命题意图】本题考查对p——V图像的理解、理想气体状态方程及其相关知识点。
【解题思路】由理想气体状态方程可知， TB＞TA=TC，选项C正确。
2．（2020新高考山东卷）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0， 2p0）、 b（2V0，p0）、c（3V0， 2p0） 以下判断正确的是
A.气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功
B.气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量
C.在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D.气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量
【参考答案】C 【命题意图】 本题考查对p——V图象的理解、热力学第一定律及其相关知识点，考查的核心素养是能量的物理观念和科学思维。
【解题思路】，气体在a→b过程中体积增大，气体对外做功，在b→c过程中体积增大，气体对外做功，根据p——V图象的面积表示做功可知在这两个过程中气体对外做功相等，选项A错误；气体在a→b过程中体积增大，气体对外做功，由理想气体状态方程可知，a、b两个状态温度相等，内能不变，由热力学第一定律可知吸收的热量等于气体对外做的功。气体在b→c过程中体积增大，气体对外做功，由理想气体状态方程可知，c状态的温度高于b状态温度，内能增加，由热力学第一定律可知吸收的热量等于气体对外做的功与内能增加之和，即气体在a→b过程中吸收的热量小于气体在b→c过程中吸收的热量，选项B错误；气体在c→a的过程中，体积减小，温度降低，外界对气体做功，内能减小，根据热力学第一定律，外界对气体做的功小于气体放出的热量，选项C正确；由理想气体状态方程可知，a、b两个状态温度相等，内能相等，所以气体在c→a的过程中内能的减少量等于气体在b→c过程中内能的增加量，选项D错误。
【关键点拨】一定质量气体p——V图象的面积表示做功，体积增大过程，气体对外做功；体积减小过程，外界对气体做功。理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大。两个状态若温度相等，则内能相等。
3.（2020高考江苏物理）一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其图象如图所示，求该过程中气体吸收的热量Q.
【参考答案】
【名师解析】
（3）过程，外界对气体做的功
过程
根据热力学第一定律得
A和C的温度相等
代入数据解得
4. （2020高考北京卷）分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放,仅考虑这两个分于间的作用,下列说法正确的是
A.从到分子间引力、斥力都在减小
B.从到分子力的大小先减小后增大
C.从到分子势能先减小后增大
D.从到分子动能先增大后减小
【参考答案】BD
【命题意图】本题考查对分子力F随分子之间距离r变化图线的理解及其相关知识点。
【解题思路】根据分子引力和分子斥力产生的机理可知，从r=r2到r=r0分子之间引力和斥力都增大，选项A错误；由分子力F随分子之间距离r变化图线可知，从r=r2到r=r1分子力的大小先减小到零后增大，选项B正确； r=r0位置为平衡位置，分子势能最小，所以从r=r2到r=r0分子势能一直减小，选项C错误；根据仅在分子力作用下，分子势能与分子动能之和保持不变，可知从r=r2到r=r0分子势能一直减小，分子动能一直增大；从r=r0到r=r1分子势能一直增大，分子动能一直减小，选项D正确。
最新模拟题
1. （2021武汉部分学校高三起点测试）如图所示，一定质量的理想气体经历A→B→C→A的过程，已知气体在状态A时的温度为300，且1atm=1.0×105Pa，下列说法正确的是
A．在状态B，气体的温度为300
B．在状态C，气体内能最大
C．过程A→B，气体对外做功7.5×104J
D．过程C→A，单位时间撞击容器壁上单位面积的分子数可能不变
【参考答案】C
【命题意图】本题考查对p——V图像的理解、理想气体状态方程、气体压强的微观意义、气体做功及其相关知识点，体现的核心素养是科学思维能力。
【解题思路】由题给的p——V图像可知，pA=0.5atm=0.5×105Pa，VA=1m3；，pB=1.0atm=1.0×105Pa，VB=2m3；一定质量的理想气体从状态A到状态B，由理想气体状态方程，可得=，解得TB=1200，选项A错误；理想气体从状态B到状态C，气体做等容变化，压强降低，温度降低，所以在状态B，气体温度最高，根据理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，可知在状态B，气体内能最大，选项B错误；根据p——V图像的面积表示气体做功，可知过程A到B，气体对外做功W=（0.5+1）×105×（2-1）J=7.5×104J，选项C正确；过程c到A，理想气体做等压变化，体积减小，温度降低，分子平均速率减小，每个分子对容器壁的撞击力减小，而压强不变，所以单位时间撞击容器壁上单位面积的分子数一定增加，选项D错误。
【知识拓展】我们可以对气体建立柱形模型，讨论气体做功。根据功的定义，W=Fx，对封闭在柱形气缸中的气体，对气缸中活塞的作用力F=pS，而Sx则为气体体积的变化△V，所以W=pSx=p△V，由此可知p——V图像与横轴所的面积表示气体做功。若体积增大，气体对外做功；若气体体积减小，外界对气体做功。
2（7分）（2021广东四市名校联考）肺活量是用标准状况下气体的体积来衡量的。设标准状况下温度为T0，大气压强为p0，且大气压强受气温影响可以忽略不计。某同学设计了一个简易测量肺活量的装置，图中A为倒扣在水中的开口圆筒，测量前排尽其中的空气，测量时被测者尽力吸足空气，再通过B呼出空气，呼出的空气通过导管进入A内，使A浮起。已知圆筒的质量为m，横截面积为S，水的密度为ρ，测量时环境温度为T1，筒底浮出水面的高度为h。重力加速度为g。
（a）求圆筒内外水面高度差；
（b）则被测者的肺活量多大？
【学审题、理思路】
取圆筒为研究对象，由平衡条件列方程 液体压强公式
↓ ↓
圆筒内外水面高度差
↓
理想气体状态方程
↓
被测者的肺活量
【名师解析】（a）设圆筒内部气体压强为p1，圆筒内外水面高度差为h1，
又
联立解得：h1=m/Sρ
（b）根据理想气体状态方程，
解得被测者的肺活量：
3（2020江苏七市第二次调研）一定质量的理想气体经历了如图A→B→C→D→A的状态变化，求该过程中：
① 气体最高温度T1与最低温度T2的比值；
② 气体与外界交换的热量Q.
【名师解析】：① 状态B温度最高，状态D温度最低，设A状态温度为TA，则
A→B等压变化有＝(1分)
D→A等容变化有＝(1分)
解得＝(1分)
② A→B→C→D→A的状态变化过程外界对气体做的功
W＝－6p0V0＋2p0V0＝－4p0V0(1分)
根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋W
解得Q＝4p0V0＞0　吸热(1分)
4．（8分）
（2020北京东城一模）我们可以从宏观与微观两个角度来研究热现象。
一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=300，TB=400，TC=300。
⑴ 请你求出气体在状态B时的体积VB。
⑵ 气体分别处于状态A和状态B时，分子热运动速率的统计分布情况如图所示，其中对应状态B的是曲线 （选填“①”或“②”）。
⑶ 请你说明B→C过程中，气体压强变化的微观原因。
⑷ 设A→B过程气体吸收热量为Q1，B→C过程气体放出热量为Q2，请你比较Q1、Q2的大小并说明依据。
【名师解析】．（8分）
⑴ A→B过程为等压变化，由盖—吕萨克定律有
代入数据，解得 VB=0.4m3
⑵ ②
⑶ 气体的压强与气体分子的平均动能、气体分子的密集程度有关。B→C过程为等容变化，气体体积不变，气体分子的密集程度不变。气体的温度降低，气体分子的平均动能变小，因此气体的压强变小。
⑷ Q1大于Q2
一定质量理想气体的内能只与温度有关。
A→B过程：气体温度升高，内能增大ΔE1。气体体积增大，气体对外做功W1。由热力学第一定律可知,气体吸收热量
B→C过程：气体温度降低，内能减少ΔE2。气体体积不变，既没有气体对外做功，也没有外界对气体做功，W2=0。由热力学第一定律可知,气体放出热量。
由题知TA=TC，，因此Q1大于Q2。
（其他方法正确同样给分）热点76 热学中图像问题
高考真题
1. （2020高考北京卷）如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度和的关系，正确的是
A. B.
C. D.
2．（2020新高考山东卷）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0， 2p0）、 b（2V0，p0）、c（3V0， 2p0） 以下判断正确的是
A.气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功
B.气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量
C.在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D.气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量
3.（2020高考江苏物理）一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其图象如图所示，求该过程中气体吸收的热量Q.
4. （2020高考北京卷）分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放,仅考虑这两个分于间的作用,下列说法正确的是
A.从到分子间引力、斥力都在减小
B.从到分子力的大小先减小后增大
C.从到分子势能先减小后增大
D.从到分子动能先增大后减小
最新模拟题
1. （2021武汉部分学校高三起点测试）如图所示，一定质量的理想气体经历A→B→C→A的过程，已知气体在状态A时的温度为300，且1atm=1.0×105Pa，下列说法正确的是
A．在状态B，气体的温度为300
B．在状态C，气体内能最大
C．过程A→B，气体对外做功7.5×104J
D．过程C→A，单位时间撞击容器壁上单位面积的分子数可能不变
2（7分）（2021广东四市名校联考）肺活量是用标准状况下气体的体积来衡量的。设标准状况下温度为T0，大气压强为p0，且大气压强受气温影响可以忽略不计。某同学设计了一个简易测量肺活量的装置，图中A为倒扣在水中的开口圆筒，测量前排尽其中的空气，测量时被测者尽力吸足空气，再通过B呼出空气，呼出的空气通过导管进入A内，使A浮起。已知圆筒的质量为m，横截面积为S，水的密度为ρ，测量时环境温度为T1，筒底浮出水面的高度为h。重力加速度为g。
（a）求圆筒内外水面高度差；
（b）则被测者的肺活量多大？
3（2020江苏七市第二次调研）一定质量的理想气体经历了如图A→B→C→D→A的状态变化，求该过程中：
① 气体最高温度T1与最低温度T2的比值；
② 气体与外界交换的热量Q.
4．（8分）
（2020北京东城一模）我们可以从宏观与微观两个角度来研究热现象。
一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=300，TB=400，TC=300。
⑴ 请你求出气体在状态B时的体积VB。
⑵ 气体分别处于状态A和状态B时，分子热运动速率的统计分布情况如图所示，其中对应状态B的是曲线 （选填“①”或“②”）。
⑶ 请你说明B→C过程中，气体压强变化的微观原因。
⑷ 设A→B过程气体吸收热量为Q1，B→C过程气体放出热量为Q2，请你比较Q1、Q2的大小并说明依据。

展开更多......

收起↑