新高考物理一輪復習分層提升練習專題70 氣體實驗定律和圖像（原卷版）

專題70氣體實驗定律和圖像導練目標導練內容目標1氣體實驗定律的基本規(guī)律及推論目標2理想氣體的常見圖像目標3探究溫度不變情況下一定質量氣體的壓強和體積的關系【知識導學與典例導練】氣體實驗定律的基本規(guī)律及推論1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律的關系p2.兩個重要的推論（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，用一段水平細玻璃管相通，管內有一段水銀柱將兩種氣體隔開，當氫氣的溫度為0℃，氧氣溫度是20℃時，水銀柱靜止。下列說法正確的是（）A．兩氣體均升高溫度20℃時，水銀柱向右邊移動B．兩氣體均升高溫度20℃時，水銀柱向左邊移動C．如果將容器在豎直平面內緩慢逆時針轉動90°，保持各自溫度不變（水銀全部在細管中），現(xiàn)讓溫度都升高10℃，則水銀柱向下移動D．如果將容器在豎直平面內緩慢逆時針轉動90°，保持各自溫度不變（水銀全部在細管中），現(xiàn)讓溫度都升高10℃，則水銀柱向上移動理想氣體的常見圖像1．一定質量的氣體不同圖像的比較類別特點(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，線離原點越遠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，壓強越小[注意]上表中各個常量“C”意義有所不同?？梢愿鶕?jù)pV＝nRT確定各個常量“C”的意義。2．氣體狀態(tài)變化圖像的分析方法(1)明確點、線的物理意義：求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題，應當明確圖像上的點表示一定質量的理想氣體的一個平衡狀態(tài)，它對應著三個狀態(tài)參量；圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程。(2)明確圖像斜率的物理意義：在V-T圖像(p-T圖像)中，比較兩個狀態(tài)的壓強(或體積)大小，可以比較這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(或體積)越??；斜率越小，壓強(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外界或外界對氣體所做的功。【例2】某汽車的四沖程內燃機利用奧托循環(huán)進行工作，該循環(huán)由兩個絕熱過程和兩個等容過程組成。如圖所示為一定質量的理想氣體所經歷的奧托循環(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過程中增加的內能小于d→a過程中減少的內能【例3】一定質量的理想氣體經歷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時的溫度為SKIPIF1<0。若該部分理想氣體所具有的內能與氣體溫度的關系為SKIPIF1<0，則下列說法正確的是（）A．在狀態(tài)C時該部分理想氣體的內能為SKIPIF1<0B．氣體在狀態(tài)B、C時的溫度之比為SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0過程氣體對外界做的功為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】一定質量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經狀態(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能D．氣體從狀態(tài)C到狀態(tài)A過程中，單位體積內氣體分子數(shù)減少【例5】一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經歷三個過程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，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中單位時間內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外做的功探究溫度不變情況下一定質量氣體的壓強和體積的關系注意事項：(1)為了保持封閉氣體的質量不變,實驗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,實驗中采取的主要措施是移動活塞要緩慢和不能用手握住注射器封閉氣體部分。【例6】某實驗小組用如圖所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律。已知壓力表通過細管與注射器內的空氣柱相連，細管隱藏在柱塞內部未在圖中標明。從壓力表上讀取空氣柱的壓強，從注射器旁的刻度尺上讀取空氣柱的長度。（1）實驗時，為判斷氣體壓強與體積的關系，___________（選填“需要”或“不需要”）測出空氣柱的橫截面積；（2）關于該實驗，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．實驗中應快速推拉柱塞，以免氣體進入或漏出注射器C．為方便推拉柱塞，應用手握緊注射器再推拉柱塞D．活塞移至某位置時，應快速記錄此時注射器內氣柱的長度和壓力表的壓強值（3）若實驗過程中氣體溫度降低，其他條件符合實驗要求，實驗小組按氣體溫度不變，測得注射器內封閉氣體的幾組壓強p和體積V的值（數(shù)值未給出）后，請你根據(jù)所學知識，結合氣體實際狀態(tài)變化情況，以p為縱軸、SKIPIF1<0為橫軸，幫助該實驗小組作出氣體狀態(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，當將管慢慢地向上提起時，管內氣柱的長度（）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徑均勻的細玻璃管，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．不知氣壓，不能確定3．如圖所示，兩端封閉、粗細均勻、豎直放置的玻璃管內有一段水銀柱，將管內氣體分為兩部分，下面空氣柱長為l1，上面空氣柱長為l2。初始時溫度相同，現(xiàn)使兩部分氣體同時升高相同的溫度，下列判斷正確的是（）A．若l1＞l2，水銀柱將向下移動B．若l1＜l2，水銀柱將向上移動C．若l1=l2，水銀柱靜止不動D．兩部分氣體的壓強增加量相同4．一定質量的理想氣體從狀態(tài)SKIPIF1<0開始，經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過程中氣體的內能保持不變B．在SKIPIF1<0過程中外界對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．如圖所示是一定質量的理想氣體的體積V和攝氏溫度t的關系圖象，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．氣體的內能增大B．氣體的壓強減小C．氣體的壓強不變D．氣體對外做功，同時從外界吸收熱量6．一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經歷三個過程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時的內能大于它在狀態(tài)b時的內能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氣體做的功7．如圖，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a（p0、V0、T0）經熱力學過程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兩個狀態(tài)氣體溫度相同B．ca過程中，氣體對外做功C．bc過程中，氣體從外界吸收的熱量等于氣體對外界所做的功D．ab過程中，氣體內能一定增加8．如圖甲所示，用氣體壓強傳感器“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，將注射器與壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機逐一連接；②移動活塞，記錄注射器的刻度值V，同時記錄對應的由計算機顯示的氣體壓強值p；③重復上述步驟②，多次測量；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的倒數(shù)成正比，即體積與壓強成反比；（2）若實驗操作規(guī)范正確，則圖線不過原點的原因可能是___________，圖乙中V0代表___________。9．在“用DIS研究一定質量的氣體在體積不變時，其壓強與溫度的關系”實驗中，實驗裝置如圖（a）所示。(1)圖（a）中______為壓強傳感器。（選填“A”或“B”）(2)實驗中，下列做法正確的是()A、無需測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)甲同學測得多組壓強與攝氏溫度的數(shù)據(jù)，并在p-t坐標系中作圖，獲得下圖所示的圖像。圖線與橫軸交點的溫度被開爾文稱為______，其物理意義是______。(4)乙同學記錄下了初始時封閉氣體壓強p0和攝氏溫度t0，隨后逐漸加熱水升高溫度，并記錄下每次測量結果與初始值的差值Δp和Δt。在實驗中壓強傳感器軟管突然脫落，他立即重新接上后繼續(xù)實驗，其余操作無誤。則Δp-Δt的關系圖可能是()A、

B、

C、

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