2021屆高考物理模擬100考點1

2020年高考物理100考點最新模擬題千題精練(選修3-3、3-4)

第一部分熱學(xué)(選修3-3)

專題L12與圖象相關(guān)的氣體計算問題(基礎(chǔ)篇)

1.(2019南京三模)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體先從狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B,再經(jīng)等壓過程到狀

態(tài)C.在狀態(tài)C時氣體的體積V=3.Oxl()Tm3,溫度與狀態(tài)A相同。求：

①氣體在狀態(tài)B時的體積；

②氣體在A-B-C的過程中放出的熱量。

【名師解析】

①由題，氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C,發(fā)生了等壓過程，根據(jù)查理定律得

VB_TB

VCTc

T333

則VB=—v=-^^<3x10-3m=5xl0'm

c

Tc300

②由題，A、C兩狀態(tài)溫度，則氣體的內(nèi)能相同，即有△LJu。。

A-B過程，氣體發(fā)生了等容變化，體積不變，氣體不做功；

B-C過程，氣體的體積減小，外界對氣體做功為

53

W=PAV=P(VB-Vc)=3xlO(5-3)xlOJ=600J

根據(jù)熱力學(xué)第一定律AUnQ+W得

Q=AU-W=0-600J=-600J?

即在整個過程中放出的熱量600Jo

答：①在狀態(tài)B時的體積是5x1()3m3；

②在整個過程中放出的熱量是600J

2.(2019湖南長沙長郡中學(xué)二模)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了ATB—C的狀態(tài)變化過程，在此過程

中氣體的內(nèi)能增加了135J,外界對氣體做了9(U的功。已知狀態(tài)A時氣體的體積匕=600cmL求：

(i)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，氣體與外界熱交換的熱量；

（H）狀態(tài)A時氣體的壓強PA。

（Z）根據(jù)熱力學(xué)第一定律有

^U=W+Q?

由①代入數(shù)據(jù)得

Q=+45J②

即氣體從外界吸收熱量45人

（"）從狀態(tài)A到狀態(tài)8為等容變化過程，根據(jù)查理定律有

心=正③

TATB

從狀態(tài)B到狀態(tài)C為等壓變化過程，根據(jù)蓋呂薩克定律有

匕=建④

TBTC

從狀態(tài)A到狀態(tài)5,外界對氣體不做功；從狀態(tài)8到狀態(tài)C,外界對氣體做的功

W=PB△⑤

XAV=VB-VC（6）

5

由③④⑤⑥式代入數(shù)據(jù)得pA=1.5xlOPa

答：（i）從狀態(tài)4到狀態(tài)C的過程中，氣體與外界熱交換的熱量為45J；

5

5）狀態(tài)A時氣體的壓強pA為1.5xlOPa.

3.（2019四川百校沖刺）一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能跟溫度成正比。在初始狀態(tài)A時;體積為Vo,壓強

為Po,溫度為To，已知此時其內(nèi)能為Uo。該理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)由一系列變化，最終返回到原來狀態(tài)A,

其變化過程的P-T圖如右圖所示，其中CA延長線過坐標(biāo)原點，B、A點在同一豎直線上。求：

①該理想氣體在狀態(tài)B時的體積；

②該理想氣體從狀態(tài)B經(jīng)由狀態(tài)C,最終回到狀態(tài)A的過程中，氣體從外界吸收的熱量。

【名師解析】

①由題圖可知.從狀態(tài)H到狀態(tài)8為等溫變化過程，在狀態(tài)8時氣體

壓強為片=32（1分）

設(shè)體積為Y，由玻意耳定律得

RV尸尸M（l分）

解得:Y=?（1分）

②由題圖可知，從狀態(tài)8到狀態(tài)C為等壓變化過程，在狀態(tài)C時氣體

溫度為心=37；,

設(shè)體積為七,由差一呂薩克定律得

解得:乂=乂（1分）

由狀態(tài)8經(jīng)狀態(tài)?；氐綘顟B(tài)A，設(shè)外界對氣體做的總功為W：從狀態(tài)

B到狀態(tài)C,設(shè)外界對氣體做的功為皿就.

WBC=Px^i-%）（1分）

聯(lián)立解得皿打=-2p0V0（1分）

從狀態(tài)C回到狀態(tài)A.由題圖知為等容變化過程,外界對氣體不做功，

則W=WBC=-2pQV0（1分）

由狀態(tài)8經(jīng)狀態(tài)C回到狀態(tài)4內(nèi)能增加量為AU=0,氣體從外界吸

收的熱量為Q,內(nèi)能增加量為AU，

由熱力學(xué)第一定律得△〃=（?+W（1分）

解得Q=2poV（j（1分）

4.（2018江蘇鹽城期末）一定質(zhì)量的理想氣體，其狀態(tài)變化的pW圖象如圖所示，己知氣體在狀態(tài)A時的

溫度為一73。€\從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能變化了200J.己知標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（I個大氣壓，273K）

23

下Imol理想氣體體積為22.4L,WA=6.0xl0mor'.求：

①氣體在狀態(tài)C的溫度；

②氣體的分子個數(shù)（保留兩位有效數(shù)字）；

③從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過程中，氣體與外界交換的熱量Q.

【名師解析】①由理想氣體狀態(tài)方程得:

P^A_PCVC

TA~Tc

解得a=267K

②把A狀態(tài)轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

P.匕一P（K

V。-T

POTA

V0=4.1L

N=%NA

K

N=l.lxl()23個

③從狀態(tài)A到狀態(tài)C,圖線與水平軸圍成的面積為氣體對外做的功

W=-PAM-匕)+。

W=-900J

從狀態(tài)A到狀態(tài)C,由熱力學(xué)第一定律得,

AU=Q+W

At/=200J

e=HOOJ即吸收熱量1100焦

5.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化C的P-V圖象如圖所示。

Patm

AN，L

①若已知在A狀態(tài)時，理想氣體的溫度為127℃,求處于5狀態(tài)時氣體的攝氏溫度。

②從A狀態(tài)變化到C狀態(tài)氣體是吸熱還是放熱？并求出吸收或放出的熱量的數(shù)值.(已知latm=1x105Pa)

【參考答案】①627℃；②吸熱，900J

【名師解析】：①由理想氣體的狀態(tài)方程畢=畢，

o

可得〃=1〃=9()0K;

B狀態(tài)時氣體的攝氏溫度t=900-273=627℃；

②同樣由理想氣體的狀態(tài)方程學(xué)=學(xué)，

TATC

得：TA=TC，所以由狀態(tài)A到狀態(tài)C是等溫變化，兩個狀態(tài)下氣體的內(nèi)能不變，

由熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸收熱量對外做得功，且對外做的功等于吸收的熱量，P-V圖像的面積即為對

外做的功，可求：

M/=^(3+4)x2xlO5xlO-3J+^(3+l)xlxlO5xlO_3J

解得W=900J。

6.(2018廣州一模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)8再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的p—V

圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)C時的溫度為300K。求：

⑴該氣體在狀態(tài)A、B時的溫度分別為多少？

(ii)該氣體從狀態(tài)A到8是吸熱還是放熱？請寫明理由。

【命題意圖】本題考查理想氣體狀態(tài)方程、氣體實驗定律、熱力學(xué)第一定律、對P—V圖象的理解及其相

關(guān)的知識點。

【解題思路】

(2)⑴對一定質(zhì)量的理想氣體由8到C過程，由理想氣體狀態(tài)方程知

PBVBP(?VC

TB-%

解得Ts=Tc=300K(或b=27℃)

(或者由得知該過程為等溫變化過程，得了8=%=300K)

又A到8為等容過程有祟=攀

1A1B

解得。=450K(或%=177°C)

(ii)根據(jù)圖像可知從A到B氣體體積不變所以外界對氣體做功W=0J

又TA>TB可知內(nèi)能變化△〃<()

根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=W+。

得Q<0即放熱

7.(2016?蘭州市診斷)一定質(zhì)量的理想氣體體積丫與熱力學(xué)溫度7■的關(guān)系圖象如圖所示，氣體在狀態(tài)A時的

壓強PA=P。，溫度TA~/(),線段AB與V軸平行，BC的延長線過原點。求：

(1)氣體在狀態(tài)B時的壓強PB；

(2)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)8的過程中，對外界做的功為10J,該過程中氣體吸收的熱量為多少：

(3)氣體在狀態(tài)C時的壓強pc和溫度Tc。

【名師解析】(1)同一8：等溫變化出鈍=2那2丫0,

解得PB=%O

(2)A-8：AU=O,AU=Q+W,

Q=-W=\OJ

(3)8―>C：等壓變化，PC=PB=%O,

”=In

9TC-QT^

Vc~Tc

【參考答案】(l)；Po⑵10J(3嬴))

8.(8分)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖ATBTC—DTA所示循環(huán)過程，該過程每個狀態(tài)視為平衡態(tài)。已知A

態(tài)的溫度為27℃。求：

(DB態(tài)的溫度TBO

(2)一次循環(huán)過程氣體與外界的熱交換Q為多少?是吸熱還是放熱?

【名師解析】(1)由圖象得VA=3L,

TA=t+273K=300K

VB=4L

A到B等壓變化，由蓋一呂薩克定律得：

VAVB

TA-TB"

代入數(shù)據(jù)解得：TB=400K,

即t=127C

(2)從A態(tài)又回到A態(tài)的過程溫度不變，所以內(nèi)能不變。

A到B氣體對外做功

W,=pAAV=100J

C到D外界對氣體做功

W2=pcAV=75J

外界對氣體做的總功

W=W2-W,=-25J

由熱力學(xué)第一定律

AU=W+Q

解得：Q=25J,Q為正，表示吸熱

【參考答案】：(1)127℃(2)25J吸熱

9.(2016?棗莊模擬)如圖甲所示，豎直放置的氣缸內(nèi)壁光滑，橫截面積為S=107nf,活塞的質(zhì)量為〃?=2kg,

厚度不計。在4、8兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運動，B下方氣缸的容積為1.0x10-3m3,

A、8之間的容積為2.0x10-4m3,外界大氣壓強p0=1.0xl()5pa。開始時活塞停在B處，缸內(nèi)氣體的壓強為

0.9m，溫度為27℃,現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直至327℃。求：

(p/X105Pa)

1.60

1.40

1.20

1.00

..「.廠廠廠廠.廠廠；“Xio-3m$

0.80LOOETO~：~1.20

甲乙

(1)活塞剛離開B處時氣體的溫度tv

(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強；

(3)在圖乙中畫出整個過程中的p-V圖線。

【名師解析】：(1)活塞剛離開8處時，設(shè)氣體的壓強為P2，由二力平衡可得出=m+管

解得P2=L2x