新高考物理一輪復(fù)習(xí)分層提升練習(xí)專題70 氣體實(shí)驗(yàn)定律和圖像（原卷版）

專題70氣體實(shí)驗(yàn)定律和圖像導(dǎo)練目標(biāo)導(dǎo)練內(nèi)容目標(biāo)1氣體實(shí)驗(yàn)定律的基本規(guī)律及推論目標(biāo)2理想氣體的常見圖像目標(biāo)3探究溫度不變情況下一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)和體積的關(guān)系【知識(shí)導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】氣體實(shí)驗(yàn)定律的基本規(guī)律及推論1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系p2.兩個(gè)重要的推論（1）查理定律的推論:Δp=p1T（2）蓋-呂薩克定律的推論:ΔV=V1T【例1】如圖所示，容器A和容器B分別盛有氫氣和氧氣，用一段水平細(xì)玻璃管相通，管內(nèi)有一段水銀柱將兩種氣體隔開，當(dāng)氫氣的溫度為0℃，氧氣溫度是20℃時(shí)，水銀柱靜止。下列說法正確的是（）A．兩氣體均升高溫度20℃時(shí)，水銀柱向右邊移動(dòng)B．兩氣體均升高溫度20℃時(shí)，水銀柱向左邊移動(dòng)C．如果將容器在豎直平面內(nèi)緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°，保持各自溫度不變（水銀全部在細(xì)管中），現(xiàn)讓溫度都升高10℃，則水銀柱向下移動(dòng)D．如果將容器在豎直平面內(nèi)緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°，保持各自溫度不變（水銀全部在細(xì)管中），現(xiàn)讓溫度都升高10℃，則水銀柱向上移動(dòng)理想氣體的常見圖像1．一定質(zhì)量的氣體不同圖像的比較類別特點(diǎn)(其中C為常量)舉例p-VpV＝CT，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p-eq\f(1,V)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高p-Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小V-TV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小[注意]上表中各個(gè)常量“C”意義有所不同。可以根據(jù)pV＝nRT確定各個(gè)常量“C”的意義。2．氣體狀態(tài)變化圖像的分析方法(1)明確點(diǎn)、線的物理意義：求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題，應(yīng)當(dāng)明確圖像上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量；圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過程。(2)明確圖像斜率的物理意義：在V-T圖像(p-T圖像)中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)大小，可以比較這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率的大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(qiáng)(或體積)越??；斜率越小，壓強(qiáng)(或體積)越大。(3)明確圖像面積物理意義：在p-V圖像中，p-V圖線與V軸所圍面積表示氣體對(duì)外界或外界對(duì)氣體所做的功。【例2】某汽車的四沖程內(nèi)燃機(jī)利用奧托循環(huán)進(jìn)行工作，該循環(huán)由兩個(gè)絕熱過程和兩個(gè)等容過程組成。如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體所經(jīng)歷的奧托循環(huán)，則該氣體（）A．狀態(tài)a和c在同一條等溫線上B．在a→b過程中增加的內(nèi)能在數(shù)值上等于abefa所圍的“面積”C．在一次循環(huán)過程中吸收的熱量大于放出的熱量D．b→c過程中增加的內(nèi)能小于d→a過程中減少的內(nèi)能【例3】一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷SKIPIF1<0的狀態(tài)變化過程，變化過程中氣體的SKIPIF1<0圖像如圖所示，氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為SKIPIF1<0。若該部分理想氣體所具有的內(nèi)能與氣體溫度的關(guān)系為SKIPIF1<0，則下列說法正確的是（）A．在狀態(tài)C時(shí)該部分理想氣體的內(nèi)能為SKIPIF1<0B．氣體在狀態(tài)B、C時(shí)的溫度之比為SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0過程氣體對(duì)外界做的功為90JD．SKIPIF1<0過程中氣體從外界吸收的熱量為SKIPIF1<0E．SKIPIF1<0過程中氣體發(fā)生等溫變化【例4】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)狀態(tài)B和狀態(tài)C回到狀態(tài)A，其狀態(tài)變化的p—T圖象如圖所示，其中線AB與OT軸平行，線段BC與Op軸平行。下列說法正確的是（）A．氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中，氣體分子對(duì)容器器壁的碰撞次數(shù)不變B．氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C過程中，氣體向外界釋放熱量C．氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中，氣體吸收熱量全部用來增加氣體的內(nèi)能D．氣體從狀態(tài)C到狀態(tài)A過程中，單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少【例5】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其V?T圖像如圖所示，pa、pb、pc分別表示狀態(tài)a、b、c的壓強(qiáng)，下列判斷正確的是（）A．過程a到b中氣體一定吸熱B．SKIPIF1<0C．過程b到c氣體吸收熱量D．過程b到c中單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)增多E．過程c到a中氣體吸收的熱量大于對(duì)外做的功探究溫度不變情況下一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)和體積的關(guān)系注意事項(xiàng)：(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變,實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是注射器活塞上涂潤滑油。(2)為了保持封閉氣體的溫度不變,實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是移動(dòng)活塞要緩慢和不能用手握住注射器封閉氣體部分?！纠?】某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律。已知壓力表通過細(xì)管與注射器內(nèi)的空氣柱相連，細(xì)管隱藏在柱塞內(nèi)部未在圖中標(biāo)明。從壓力表上讀取空氣柱的壓強(qiáng)，從注射器旁的刻度尺上讀取空氣柱的長度。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為判斷氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，___________（選填“需要”或“不需要”）測(cè)出空氣柱的橫截面積；（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是___________；A．為避免漏氣，可在柱塞上涂抹適量潤滑油B．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)快速推拉柱塞，以免氣體進(jìn)入或漏出注射器C．為方便推拉柱塞，應(yīng)用手握緊注射器再推拉柱塞D．活塞移至某位置時(shí)，應(yīng)快速記錄此時(shí)注射器內(nèi)氣柱的長度和壓力表的壓強(qiáng)值（3）若實(shí)驗(yàn)過程中氣體溫度降低，其他條件符合實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)小組按氣體溫度不變，測(cè)得注射器內(nèi)封閉氣體的幾組壓強(qiáng)p和體積V的值（數(shù)值未給出）后，請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)，結(jié)合氣體實(shí)際狀態(tài)變化情況，以p為縱軸、SKIPIF1<0為橫軸，幫助該實(shí)驗(yàn)小組作出氣體狀態(tài)變化大致圖像。()【多維度分層專練】1．如圖所示，一端封閉的玻璃管，開口向下豎直插在水銀槽里，管內(nèi)封有長度分別為l1和l2的兩段理想氣體。外界溫度和大氣壓均不變，當(dāng)將管慢慢地向上提起時(shí)，管內(nèi)氣柱的長度（）A．l1變小，l2變大 B．l1變大，l2變小C．l1、l2都變小 D．l1、l2都變大2．如圖所示，開口向上豎直放置的內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管，其中用兩段水銀柱封閉著兩段空氣柱Ⅰ與Ⅱ，其長度之比L1：L2=2：1。如果給它們加熱，使它們升高相同的溫度，又不使水銀溢出，則兩段空氣柱升高的高度之比ΔL1：ΔL2（

）A．等于2 B．小于2C．大于2 D．不知?dú)鈮海荒艽_定3．如圖所示，兩端封閉、粗細(xì)均勻、豎直放置的玻璃管內(nèi)有一段水銀柱，將管內(nèi)氣體分為兩部分，下面空氣柱長為l1，上面空氣柱長為l2。初始時(shí)溫度相同，現(xiàn)使兩部分氣體同時(shí)升高相同的溫度，下列判斷正確的是（）A．若l1＞l2，水銀柱將向下移動(dòng)B．若l1＜l2，水銀柱將向上移動(dòng)C．若l1=l2，水銀柱靜止不動(dòng)D．兩部分氣體的壓強(qiáng)增加量相同4．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)SKIPIF1<0開始，經(jīng)SKIPIF1<0回到初始狀態(tài)SKIPIF1<0，其SKIPIF1<0圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．在SKIPIF1<0過程中氣體的內(nèi)能保持不變B．在SKIPIF1<0過程中外界對(duì)氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量C．在SKIPIF1<0過程中氣體吸收的熱量等于SKIPIF1<0過程中氣體向外界放出的熱量D．在SKIPIF1<0過程中氣體做的功為SKIPIF1<05．如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的體積V和攝氏溫度t的關(guān)系圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，下列說法正確的有（

）A．氣體的內(nèi)能增大B．氣體的壓強(qiáng)減小C．氣體的壓強(qiáng)不變D．氣體對(duì)外做功，同時(shí)從外界吸收熱量6．一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p-t圖像如圖所示。下列判斷正確的是（）A．氣體在a、b兩狀態(tài)的體積相等B．氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)b時(shí)的內(nèi)能C．氣體在過程bc中一定吸收熱量D．氣體在過程ca中向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功7．如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a（p0、V0、T0）經(jīng)熱力學(xué)過程ab、bc、ca后又回到狀態(tài)a，且外界環(huán)境為非真空狀態(tài)。則下列說法正確的是（）A．b、c兩個(gè)狀態(tài)氣體溫度相同B．ca過程中，氣體對(duì)外做功C．bc過程中，氣體從外界吸收的熱量等于氣體對(duì)外界所做的功D．a(chǎn)b過程中，氣體內(nèi)能一定增加8．如圖甲所示，用氣體壓強(qiáng)傳感器“探究氣體等溫變化的規(guī)律”，操作步驟如下：①把注射器活塞推至注射器中間某一位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接；②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p；③重復(fù)上述步驟②，多次測(cè)量；④根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，做出SKIPIF1<0圖線，如圖乙所示。（1）理論上由SKIPIF1<0圖線分析可知，如果該圖線___________，就說明氣體的體積跟壓強(qiáng)的倒數(shù)成正比，即體積與壓強(qiáng)成反比；（2）若實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確，則圖線不過原點(diǎn)的原因可能是___________，圖乙中V0代表___________。9．在“用DIS研究一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)，其壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示。(1)圖（a）中______為壓強(qiáng)傳感器。（選填“A”或“B”）(2)實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的是()A、無需測(cè)量被封閉氣體的體積B、密封氣體的試管大部分在水面之上C、每次加入熱水后，用溫度傳感器攪拌使水溫均勻D、每次加入熱水后，立即讀數(shù)(3)甲同學(xué)測(cè)得多組壓強(qiáng)與攝氏溫度的數(shù)據(jù)，并在p-t坐標(biāo)系中作圖，獲得下圖所示的圖像。圖線與橫軸交點(diǎn)的溫度被開爾文稱為______，其物理意義是______。(4)乙同學(xué)記錄下了初始時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)p0和攝氏溫度t0，隨后逐漸加熱水升高溫度，并記錄下每次測(cè)量結(jié)果與初始值的差值Δp和Δt。在實(shí)驗(yàn)中壓強(qiáng)傳感器軟管突然脫落，他立即重新接上后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，其余操作無誤。則Δp-Δt的關(guān)系圖可能是()A、

B、

C、

D、10．如圖是用DIS研究“在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的部分實(shí)驗(yàn)裝置。主要步驟如下∶①將壓強(qiáng)傳感器校準(zhǔn)；②把活塞移至注射器滿刻度處；③逐一連接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)；④推動(dòng)活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。（1）實(shí)驗(yàn)操作中，除了保證封閉氣體的溫度恒定以外，還需保證____不變。為此，