高三物理高考题专题分析：专题十四 理想气体状态方程

专题十四理想气体状态方程

【母题来源一】 2017年新课标Ⅲ卷

【母题原题】

如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是_______（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．在过程ab中气体的内能增加

B．在过程ca中外界对气体做功

C．在过程ab中气体对外界做功

D．在过程bc中气体从外界吸收热量

E．在过程ca中气体从外界吸收热量

【答案】ABD

【名师点睛】本题考查了理想气体的三种特殊状态变化，等容变化、等压变化和等温变化，考查了其中气体与外界的能量交换情况及热力学第一定律，解题时要分析清楚图象，根据理想气体状态方程与热力学第一定律解题。

【母题来源二】 2017年新课标Ⅰ卷

【母题原题】

如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ℃，汽缸导热。

（i ）打开K 2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；

（ii ）接着打开K 3，求稳定时活塞的位置；

（iii ）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃，求此时活塞下方气体的压强。

【答案】（i ）V /2 2p 0 （ii ） 顶部 （iii ） 1.6 p 0

（ii ）打开K 3后，由④式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与A 中气体的体积之和为V 2（）时，活塞下气体压强为p 2，由玻意耳定律得⑤

由⑤式得

⑥ 由⑥式知，打开K 3后活塞上升直到B 的顶部为止；此时p 2为 （iii ）设加热后活塞下方气体的压强为p 3，气体温度从T 1=300K 升高到T 2=320K 的等容过程中，由查理定律得⑦ 将有关数据代入⑦式得

p 3=1.6p 0⑧

【名师点睛】本题重点考查理想气体的状态方程，在分析的时候注意，气缸导热，即第一个过程为等温变化，审题的时候注意关键字眼。

22V V ≤022(3)p V p V =202

3V p p V =2

032p p '=3212

p p T T '=

【命题意图】 以图象的形式呈现气体参量的变化，考查气体实验定律和理想气体状态方程，意在考查考生的理解能力。

【考试方向】选修3—3模块包含的考点较为固定，命题重点主要集中在分子动理论、热力学定律和气体实验定律的理解和应用等方面。对气体状态变化的考查一般涉及气体多个变化过程，每一过程只发生一种变化，如先发生等压变化，再发生等容变化。

【得分要点】理解气体实验定律和理想气体状态方程：

玻意耳定律：一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，p 1V 1=p 2V 2。

查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，。 盖·吕萨克定律：一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，

。 理想气体状态方程：对于一定质量的理想气体，。 应用气体状态方程解题的一般步骤：①明确研究对象，即某一定质量的理想气体；②确定气体在始末状态的参量p 1、V 1、T 1及p 2、V 2、T 2；③由状态方程列式求解；④讨论结果的合理性。

【母题1】下列说法正确的是_______（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A. 小雨滴呈现球形是水的表面张力作用的结果

B. 给车胎打气，越压越吃力，是由于分子间存在斥力

C. 干湿泡温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远

D. 常见的金属都是非晶体

E. 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性

【答案】ACE

D 、常见的金属都是多晶体，D 错误；

2

211T p T p =2211T V T V =2

22111T V p T V p

=

E、液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，E正确；

故选ACE。

【母题2】下列说法中正确的是_______（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A. 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低

B. 气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和

C. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零

D. 气体从外界吸收热量，其内能一定增加

E. 气体在等压膨胀过程中温度一定升高

【答案】ABE

【母题3】下列说法正确的是_______（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A. 机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功从而转化成机械能

B. 将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，它们的分子势能先减小后增加

C. 已知气体分子间的作用力表现为引力，若气体等温膨胀，则气体对外做功且内能增加

D. 液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸引，即存在表面张力

E. 单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减小，气体的压强一定减小

【答案】BCD

【解析】机械能能全部转化为内能，内能无法全部用来做功从而转化成机械能，选项A错误；将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，分子力先做正功，后做负功，它们的分子势能先减小后增加，选项B正确；气体分子间的作用力表现为引力，若气体等温膨胀，气体对外做功，分子引力对分子做负功，分子势能增加，而温度不变则分子平均动能不变，故内能增加，故C正确；液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸引，即存在表面张力，选项D正确；气体的压强与单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数以及分子对器壁的平均撞击力有关，若温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强不一定减小．故E错误．故选BCD.