高三物理二輪高頻考點(diǎn)突破專題28 有關(guān)理想氣體、分子力和氣體速率分布的圖像問題

高考物理二輪高頻考點(diǎn)專題突破專題28有關(guān)理想氣體、分子力和氣體速率分布的圖像問題專練目標(biāo)專練內(nèi)容目標(biāo)1有關(guān)理想氣體的圖像（1T—9T）目標(biāo)2有關(guān)分子力的圖像（10T—12T）目標(biāo)3有關(guān)氣體速率分布的圖像（13T—15T）【典例專練】一、有關(guān)理想氣體的圖像1．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)A→B、B→C、C→A三個(gè)過程后回到初始狀態(tài)A，其圖象如圖所示，已知狀態(tài)A的氣體溫度為，下列說法正確的是（）A．狀態(tài)B的氣體溫度為800KB．在A→B過程中，氣體分子的平均動(dòng)能減小C．在B→C過程中，氣體內(nèi)能一直在減小D．在C→A過程中，外界對(duì)氣體做功300JE．在A→B→C→A一個(gè)循環(huán)過程中，氣體從外界吸收450J熱量【答案】ADE【詳解】A．狀態(tài)為等容變化，根據(jù)代入數(shù)據(jù)解得故A正確；B．由A選項(xiàng)可知，狀態(tài)溫度升高，氣體分子內(nèi)能增大，則平均動(dòng)能增大，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知，的等溫曲線時(shí)反比例函數(shù)圖像，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知的過程中，乘積先增大后減小，則溫度先增大后減小，即內(nèi)能先增大后減小，故C錯(cuò)誤；D．狀態(tài)過程為等圧変化，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功E．狀態(tài)過程中，氣體對(duì)外界做功等于圖線與橫坐標(biāo)圍城的面積則在A→B→C→A一個(gè)循環(huán)過程中，外界對(duì)氣體做功為氣體內(nèi)能不變，即根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得氣體從外界吸收450J熱量，故D正確。故選ADE。2．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了A→B→C→A的循環(huán)過程，其壓強(qiáng)的變化如圖所示，下列說法正確的是（）A．B→C過程中氣體溫度不變B．B狀態(tài)下單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)一定比C狀態(tài)下的多C．C→A過程中氣體放出熱量D．A狀態(tài)下的氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁上單位面積的平均次數(shù)一定比C狀態(tài)下的少【答案】AD【詳解】A．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程結(jié)合題圖，可知從B→C過程中氣體溫度保持不變，壓強(qiáng)增大，體積減小，所以B狀態(tài)下單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)一定比C狀態(tài)下的少，故A正確，B錯(cuò)誤；C．由題圖知C→A過程中氣體壓強(qiáng)不變，體積增大，氣體對(duì)外做功（），由理想氣體狀態(tài)方程可知溫度升高（），由熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸收熱量（），故C錯(cuò)誤；D．C→A過程中氣體壓強(qiáng)不變，體積增大，溫度升高，則氣體分子的平均動(dòng)能增大，由氣體壓強(qiáng)微觀解釋可知：在單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁上單位面積的平均次數(shù)一定比C狀態(tài)下的少，故D正確。故選AD。3．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，沿圖中直線ABC由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C，已知狀態(tài)A的溫度TA=300K，則下列說法中正確的是（）A．狀態(tài)B的溫度為400KB．由A→B的過程中，氣體內(nèi)每個(gè)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)都變劇烈C．由B→C的過程，氣體放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D．由A→C的過程，氣體放出了300J的熱量【答案】AC【詳解】A．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得代入數(shù)據(jù)解得TB=400K故A正確；B．由A→B過程溫度升高，則分子的平均動(dòng)能增大，大多數(shù)分子的運(yùn)動(dòng)變劇烈，但不是每個(gè)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)都變劇烈，故B錯(cuò)誤；C．由B→C過程，根據(jù)pV減小，故溫度降低，內(nèi)能減少，氣體對(duì)外做功，根據(jù)△U=Q-W可知?dú)怏w放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功，故C正確；D．根據(jù)圖象可知pAVA=pCVC所以TA=TC，即從A到C內(nèi)能變化為零，此過程中氣體對(duì)外做的功等于圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積，即為根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得由A→C過程，氣體放出了800J的熱量，故D錯(cuò)誤；故選AC。4．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)abcda一個(gè)循環(huán)過程，最后回到狀態(tài)a，其p—V圖像是一個(gè)橢圓，已知橢圓圓心對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)為p0、體積為V0、溫度為T0，則下列判斷中的說法正確的是（）A．a(chǎn)b過程中，氣體吸收熱量B．bc過程中，氣體的內(nèi)能一定減少C．氣體在狀態(tài)d時(shí)的溫度T<T0D．cd過程中，外界對(duì)氣體做功E．da過程中，氣體的溫度一定升高【答案】ACD【詳解】A．氣體由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程，由于壓強(qiáng)和體積都增大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有故氣體的溫度升高，物體的內(nèi)能增加，而體積增大的過程氣體對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有則，氣體吸收熱量，故A正確；B．氣體由狀態(tài)b變化到狀態(tài)c的過程，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有代入數(shù)據(jù)得氣體的溫度升高，內(nèi)能增加，故B錯(cuò)誤；C．將氣體狀態(tài)d與橢圓圓心相比較，發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律有由于則故C正確；D．氣體由狀態(tài)c變化到狀態(tài)d的過程，由于體積減小，故外界壓縮氣體做功，故D正確；E．氣體由狀態(tài)d變化到狀態(tài)a的過程，由解得氣體的溫度降低，故E錯(cuò)誤。故選ACD。5．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過一系列變化過程，如圖所示，下列說法中正確的是（）A．a(chǎn)→b過程中，氣體體積變小，溫度降低B．b→c過程中，氣體溫度不變，體積變小C．c→a過程中，氣體體積變小，壓強(qiáng)增大D．c→a過程中，氣體壓強(qiáng)增大，溫度升高【答案】AD【詳解】A．a(chǎn)→b過程中，氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律=C可知?dú)怏w溫度降低，體積變小，故A正確；B．b→c過程中，氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律pV=C可知壓強(qiáng)減小，體積增大，故B錯(cuò)誤；CD．c→a過程中，由題圖可知p與T成正比，則氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律=C可知壓強(qiáng)增大，溫度升高，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。6．一定質(zhì)量的理想氣體從a狀態(tài)開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到a狀態(tài)，其p-t圖像如圖所示，圖中ba的延長線過原點(diǎn)O，bc平行于t軸，ca的延長線過點(diǎn)（-273.15℃，0）。下列判斷正確的是（）A．過程ab中氣體體積不變B．過程ca中氣體體積不變C．過程ca中外界對(duì)氣體做功D．過程bc中氣體對(duì)外做功E．b狀態(tài)與c狀態(tài)相比，c狀態(tài)容器壁單位面積單位時(shí)間受到氣體分子撞擊的次數(shù)較少【答案】BDE【詳解】A．由圖可知，ab過程，b與絕對(duì)零度連線的斜率大于a與絕對(duì)零度連線的斜率，則b狀態(tài)氣體的體積小于a狀態(tài)氣體的體積，則ab過程中體積減小，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，ca過程，氣體壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，則氣體發(fā)生等容變化，氣體體積不變，故B正確；C．由于ca過程體積不變，，所以外界對(duì)氣體不做功，故C錯(cuò)誤；DE．由圖可知，bc過程，氣體的壓強(qiáng)不變，溫度升高，體積變大，氣體對(duì)外界做功；分子平均動(dòng)能變大，為保證壓強(qiáng)不變，所以容器單位面積、單位時(shí)間內(nèi)受到的氣體分子撞擊次數(shù)減少，故DE正確。7．一定質(zhì)量的理想氣體由a狀態(tài)沿圖中直線經(jīng)b、c、d狀態(tài)回到a狀態(tài)，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、c狀態(tài)的壓強(qiáng)之比為B．c、d狀態(tài)的體積之比為C．a(chǎn)到b的過程中，克服氣體做功，氣體內(nèi)能增加D．b到c的過程中，氣體放出熱量，氣體內(nèi)能不變E．c到d的過程中，容器壁單位面積上受到分子的平均沖力減小【答案】ABD【詳解】AB．V-T圖像的斜率（C為定值），根據(jù)圖像可以看出，cd連線是一條通過原點(diǎn)的直線，斜率不變，所以是一條等壓線，故有；氣體在a狀態(tài)和c狀態(tài)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)變化規(guī)律氣體從d狀態(tài)到a狀態(tài)，等溫變化氣體從c狀態(tài)到d狀態(tài)，等壓變化聯(lián)立可得，故AB正確；C．a(chǎn)到b的過程中，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，體積不變，對(duì)外做功為零，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w吸熱，故C錯(cuò)誤；D．b到c的過程中，溫度不變，內(nèi)能不變，體積減小，外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w放熱，D正確；E．氣體從c到d的過程中是等壓變化，所以容器壁單位面積上受到分子的平均沖力不變，故E錯(cuò)誤。故選ABD。8．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程①、②、③、④到達(dá)狀態(tài)e。對(duì)此氣體，下列說法正確的是（）A．過程①中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小B．過程②中氣體對(duì)外界做功C．過程④中氣體從外界吸收了熱量D．狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等E．狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小【答案】BDE【詳解】A．過程①中，氣體由a到b，體積V不變、T升高，則壓強(qiáng)增大，A錯(cuò)；B．過程②中，氣體由b到c，體積V變大，對(duì)外界做功，B對(duì)；C．過程④中，氣體由d到e，溫度T降低，內(nèi)能ΔU減小，體積V不變，氣體不做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得Q<0，即氣體放出熱量，C錯(cuò)；D．狀態(tài)c、d溫度相同，所以內(nèi)能相同，D對(duì)；E．連接bO和dO，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，狀態(tài)d的值大于狀態(tài)b的值，根據(jù)氣態(tài)方程＝c知狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小，E對(duì)。故選BDE。9．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V－t圖像如圖所示，下列說法正確的有（）A．A→B的過程中，氣體對(duì)外做功B．A→B的過程中，氣體放出熱量C．B→C的過程中，氣體壓強(qiáng)變大D．B→C的過程中，氣體內(nèi)能變大【答案】AC【詳解】A．A→B的過程中，氣體體積變大，對(duì)外做功，選項(xiàng)A正確；B．A→B的過程中，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，氣體對(duì)外做功，則吸收熱量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．在V-T圖象中，若過坐標(biāo)原點(diǎn)，表示氣體做等壓變化，如圖所示，從B到C的過程上的任意一點(diǎn)與-273℃連線，斜率越來越小，故壓強(qiáng)越來越大，故C正確；D．B→C的過程中，氣體溫度降低，則內(nèi)能變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC。二、有關(guān)分子力的圖像10．如圖所示，橫坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間的距離，縱坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間引力、斥力的大小，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，為兩曲線的交點(diǎn)，則下列說法中正確的是（）A．為引力曲線，為斥力曲線，點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為B．為斥力曲線，為引力曲線，點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為C．當(dāng)兩分子間距離在附近時(shí)，若兩個(gè)分子間距離增加，分子間斥力減小得比引力更快D．若，則分子間沒有引力和斥力【答案】AC【詳解】在圖像中，在附近隨著距離的增加，斥力比引力減小得快，則知為引力曲線，為斥力曲線。圖中曲線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)時(shí)，分子間距離的數(shù)量級(jí)為，分子間引力和斥力的合力為零，分子勢能最小，但分子間引力和斥力同時(shí)存在。故選AC。11．分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示，曲線與橫軸交點(diǎn)為r1，曲線最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)為r2（取無限遠(yuǎn)處分子勢能Ep=0）。下列說法正確的是（）A．分子間的引力和斥力都隨著分子間距離r增大而減小B．當(dāng)r<r1時(shí)，分子勢能和分子間作用力都隨r減小而增大C．當(dāng)r=r1時(shí)，分子間作用力為零D．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢能隨分子間距離減小而增大【答案】ABD【詳解】A．分子間的引力和斥力都隨著分子間距離r增大而減小，A正確；B．由圖可知當(dāng)r<r1時(shí)，分子勢能隨r減小而增大；r<r1時(shí)，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，隨r減小而增大，B正確；C．當(dāng)r=r2時(shí)，分子間作用力為零，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距離減小，分子間作用力做負(fù)功，分子勢能增大，D正確。故選ABD。12．如圖甲、乙兩圖分別表示兩個(gè)分子之間分子力和分子勢能隨分子間距離變化的圖像。由圖像判斷以下說法中正確的是（）A．當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子力最小且為零B．當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子力隨分子間距離的增大而增大C．當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子勢能隨分子間距離的增大而增大D．當(dāng)分子間距離r<r0時(shí)，隨著分子間距離逐漸減小，分子力和分子勢能都逐漸增大【答案】ACD【詳解】A．由圖甲可知，當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子力最小且為0，故A正確；B．由圖甲可知，當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子間距離的增大先增大后減小，故B錯(cuò)誤；C．由圖乙可知，當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子勢能最小，當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子勢能隨分子間距離的增大而增大，故C正確；D．由圖可知，當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子力和分子勢能均最小，當(dāng)分子間距離r<r0時(shí)，分子間距離逐漸減小時(shí)，分子力和分子勢能都逐漸增大，故D正確。故選ACD。三、有關(guān)氣體速率分布的圖像13．氧氣分子在不同溫度下的速率分布規(guī)律如圖所示，橫坐標(biāo)表示速率，縱坐標(biāo)表示某一速率內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，由圖可知（）A．隨著溫度的升高，氧氣分子中速率大的分子所占的比例增大B．隨著溫度的升高，每一個(gè)氧氣分子的速率都增大C．①狀態(tài)的氧分子平均動(dòng)能比②狀態(tài)的氧分子平均動(dòng)能小D．同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律【答案】ACD【詳解】A．隨著溫度的升高，氧氣分子中速率大的分子所占的比例增大，從而使分子平均動(dòng)能增大，故A正確；B．溫度升高使得氧氣分子的平均速率增大，不一定每一個(gè)氧氣分子的速率都增大，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，②中速率大的分子占據(jù)的比例較大，則說明②對(duì)應(yīng)的平均動(dòng)能較大，故C正確；D．同一溫度下，中等速率大的氧氣分子數(shù)所占的比例大，即氧氣分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，故D正確．故選ACD。故選ACD。14．氧氣分子在不同溫度下的速率分布規(guī)律如圖所示,橫坐標(biāo)表示速率,縱坐標(biāo)表示某一速率內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比,由圖可知（）A．兩種溫度下相比較,在①狀態(tài)下,氧氣分子中速率大的分子占總分子的比例相對(duì)較大B．兩種狀態(tài)氧氣分子的平均速率不相等C．隨著溫度的升高,氧氣分子中速率小的分子所占的比例增大D．①狀態(tài)的溫度比②狀態(tài)的溫度低【答案】BD【詳解】A．由圖可知，②中速率大的分子占據(jù)的比例較大，A錯(cuò)誤；BD．由氣體分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律可知②對(duì)應(yīng)的溫度較高，②狀態(tài)氧氣分子的平均速率較大，BD正確；C．由圖可知，隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例減小，C錯(cuò)誤。故選BD。15．氧氣分子在0°C和100°C溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是（）A．圖中兩條曲線下面積相等B．圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形C．圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100°C時(shí)的情形D．與0°C時(shí)相比，100°C時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0~4