专题14-7+与图象相关的计算问题-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

专题14-7+与图象相关的计算问题-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

‎8100考点最新模拟题千题精练14- 7‎ 第十四部分 热学 七．与图象相关的计算问题 ‎1.（2018江苏盐城期末）一定质量的理想气体，其状态变化的p-V图象如图所示，已知气体在状态A时的温度为－‎73°C，从状态A变化到状态C的过程中气体内能变化了200J．已知标准状态（1个大气压，273K）下1mol理想气体体积为‎22.4L，NA=6.0×1023mol-1．求：‎ ‎①气体在状态C的温度；‎ ‎②气体的分子个数（保留两位有效数字）；‎ ‎③从状态A变化到状态C的过程中，气体与外界交换的热量Q．‎ ‎【名师解析】①由理想气体状态方程得： ‎ ‎ ‎ 解得=267K ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ N =1.1×1023个 ‎ ‎③从状态A到状态C,图线与水平轴围成的面积为气体对外做的功 ‎ ‎ ‎ W=-900J ‎ 从状态A到状态C，由热力学第一定律得，‎ ‎ ‎ ‎=1100J 即吸收热量1100焦 ‎ ‎2．—定质量的理想气体由状态A经状态B变化C的 图象如图所示。‎ ‎①若已知在A状态时，理想气体的温度为127℃,求处于B状态时气体的摄氏温度。‎ ‎②从A状态变化到C状态气体是吸热还是放热？并求出吸收或放出的热量的数值.（已知)‎ ‎【参考答案】①627℃；②吸热 ，900J ‎3.（2018广州一模）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图所示。已知该气体在状态C时的温度为300K。求：‎ ‎(i)该气体在状态A、B时的温度分别为多少？‎ ‎(ii)该气体从状态A到B是吸热还是放热？请写明理由。‎ ‎【命题意图】本题考查理想气体状态方程、气体实验定律、热力学第一定律、对p－V图象的理解及其相关的知识点。‎ ‎ ‎ ‎(ii)根据图像可知从A到B气体体积不变所以外界对气体做功 W=0J ‎ 又TA>TB 可知内能变化ΔU<0 ‎ 根据热力学第一定律ΔU=W+Q ‎ 得Q<0即放热 ‎ ‎4．(2016·兰州市诊断)一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强pA＝p0，温度TA＝ T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点。求：‎ ‎(1)气体在状态B时的压强pB；‎ ‎(2)气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10 J，该过程中气体吸收的热量为多少；‎ ‎(3)气体在状态C时的压强pC和温度TC。‎ ‎【参考答案】(1)p0　(2)10 J　(3)p0　T0‎ ‎5.(8分)一定质量的理想气体经历如图A→B→C→D→‎ A所示循环过程,该过程每个状态视为平衡态。已知A态的温度为‎27℃‎。求：‎ ‎(1)B态的温度TB。‎ ‎(2)一次循环过程气体与外界的热交换Q为多少?是吸热还是放热?‎ ‎【名师解析】(1)由图象得VA=‎3L,‎ TA=t+273K=300 K VB=‎‎4L A到B等压变化,由盖—吕萨克定律得：‎ ‎=,‎ 代入数据解得：TB=400K,‎ 即t=‎‎127℃‎ 由热力学第一定律 ΔU=W+Q 解得：Q=25J,Q为正,表示吸热 ‎【参考答案】(1)127℃　(2)25 J　吸热 ‎6．(2016·枣庄模拟)如图甲所示，竖直放置的气缸内壁光滑，横截面积为S＝10－‎3 m2‎，活塞的质量为m＝‎2 kg，厚度不计。在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B下方气缸的容积为1.0×10－‎3 m3‎，A、B之间的容积为2.0×10－‎4 m3‎，外界大气压强p0＝1.0×105 Pa。开始时活塞停在B处，缸内气体的压强为0.9p0，温度为‎27 ℃‎，现缓慢加热缸内气体，直至‎327 ℃‎。求：‎ ‎(1)活塞刚离开B处时气体的温度t2；‎ ‎(2)缸内气体最后的压强；‎ ‎(3)在图乙中画出整个过程中的p V图线。‎ ‎ ‎ ‎(2)设活塞最终移动到A处，缸内气体最后的压强为p3，由理想气体状态方程得 ＝ 解得p3＝1.5×105 Pa 因为p3>p2，故活塞最终移动到A处的假设成立。‎ ‎(3)如图所示。‎ ‎【参考答案】：(1)127 ℃　(2)1.5×105 Pa (3)见解析图 ‎7.如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，放出热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J。‎ ‎(1)ACB过程中气体的内能如何变化？变化了多少？‎ ‎(2)BDA过程中气体吸收还是放出多少热量？‎ ‎【名师解析】‎ ‎(1)ACB过程中W1＝－280 J，Q1＝－410 J 由热力学第一定律UB－UA＝W1＋Q1＝－690 J 气体内能的减少量为690 J ‎【参考答案】(1)减少了690 J　(2)吸收490 J ‎8.(2016·山西忻州一中等四校联考)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图7所示。已知该气体在状态A时的温度为27 ℃。‎ 图7‎ ‎(1)求该气体在状态B、C时的温度；‎ ‎(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？‎ ‎【名师解析】‎ ‎(1)气体从状态A到状态B做等容变化，由查理定律有＝，解得TB＝200 K，即tB＝－73 ℃；‎ 气体从状态B到状态C做等压变化，由盖－吕萨克定律有＝，解得TC＝300 K，即tC＝27 ℃。‎ ‎(2)因为状态A和状态C温度相等，且理想气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中ΔU＝0，‎ 由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得Q＝－W。‎ 在整个过程中，气体在B到C过程对外做功，故 W＝－pBΔV＝－200 J。‎ 即Q＝－W＝200 J，是正值，所以气体从状态A到状态C过程中是吸热，吸收的热量Q＝200 J。‎ ‎【参考答案】(1)－73 ℃　27 ℃　(2)吸收热量　200 J ‎ ‎9.（10分）（2016山东日照一模）如图所示，汽缸开口向右、固定在水平桌面上，气缺内用活塞（横截面积为S）封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。轻绳跨过光滑定滑轮将活塞和地面上的重物（质量为m）连接。开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0（mg＜p0S），轻绳处在伸直状态，汽缸内气体的温度为T0，体积为V。现使汽缸内气体的温度缓慢降低，最终使得气体体积减半，求：‎ ‎①重物刚离地面时气缸内气体的温度T1；‎ ‎②气体体积减半时的温度T2；‎ ‎③在答题卡上画出如图所示的坐标系，并在其中画出气体状态变化的整个过程，标注相关点的坐标值。‎ ‎【名师解析】①p1=p0， （2分）‎ 等容过程： （2分） ‎ 解得： （1分） ‎ ‎②等压过程： （2分） ‎ ‎ （1分） ‎ ‎③如图所示（2分）‎ ‎10.（10分）（2016石家庄二模）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃，求：‎ ‎①该气体在状态B和C时的温度分别为多少K?‎ ‎②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少？‎ ‎②从A到C气体体积减小，外界对气体做正功，由p－V图线与横轴所围成的面积可得 W＝＝1000 J (2分)‎ 由于TA＝TC，该气体在状态A和状态C内能相等，ΔU＝0‎ 由热力学第一定律ΔU＝W＋Q (1分) ‎ 可得Q＝－1000J，即气体向外界放出热量，传递的热量为1000 J (1分)‎ ‎11（10分）（2016豫南九校联考）如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象。‎ 已知气体在状态A时的压强是1．5×105Pa。‎ ‎①说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中TA的温度值．‎ ‎②请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的P—T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C．如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程．‎ ‎②（5分）由题图甲可知，由B→C是等容变化，根据查理定律得＝ 所以pC＝pB＝pB＝pB＝×1.5×105 Pa＝2.0×105 Pa 则可画出由状态A→B→C的p－T图象如图所示．‎ ‎12.（9分）（2016湖南十三校联考）图为一个横截面积足够大的喷水装置，内部装有‎200L水，上部密封1atm的空气‎1.0L。保持阀门关闭，再充入2atm的空气‎1.0L。设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变。‎ ‎① 求充入2atm的空气‎1.0L后密封气体的压强 ‎ ‎② 打开阀门后，水从喷嘴喷出(喷嘴与水平等高)，通过计算，画出喷水过程中气体状态变化的图象，求最后容器内剩余水的体积。(不计阀门右侧的管中水的体积及喷嘴与装置中水平的高度差)‎ ‎【参考答案】①3atm ②3.0L；图见解析 作图如下 ‎ ‎ ‎【举一反三】如果打入的空气是3atm，2L的，封闭气体的压强是多少 ？‎ ‎13．(10分)一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图所示，p－T和V－T图各记录了其部分变化过程，试求：‎ ‎①温度为600 K时气体的压强；‎ ‎②在p－T图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整．‎ 从500 K～600 K，气体做等压变化，压强p2＝1.25×105 Pa；故从500 K至600 K为水平直线，‎ 故图象如图所示：　‎ ‎14．(2016·吉林白山二模)某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如右的pt图象。已知在状态B时气体的体积VB＝3 L，求：‎ ‎(1)气体在状态A的压强；‎ ‎(2)气体在状态C的体积。‎ ‎【名师解析】(1)从题图中可知气体由A到B是等容变化，初态pB＝1.0 atm，TB＝(273＋91)K＝364 K，末态TA＝273 K，‎ 由＝得＝，‎ 所以pA＝0.75 atm ‎(2)气体由B到C是等温变化， pB＝1.0 atm，VB＝3 L，pC＝1.5 atm，‎ 由pBVB＝pCVC得：‎ VC＝2 L。‎ ‎【参考答案】(1)0.75 atm　(2)2 L