《学霸向前冲高考物理二轮重难点必刷》重难点21气体状态方程的运用（解析版）

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重难点 21 气体状态方程的运用
1．甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象.由图象判断以下说法中
正确的是（　　）
A．当分子间距离为 时，分子力和分子势能均最小且为零
B．当分子间距离 时，分子力随分子间距离的增大而增大
C．当分子间距离 时，分子势能随分子间距离的增大而减小
D．当分子间距离 时，分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都增加
【答案】D
【详解】
A．当分子间距离为 时，分子力为 0，分子势能均最小但不为 0，所以 A错误；
B．当分子间距离 时，由图像可知随分子间距离的增大，分子力先增大后减小，所以 B错误；
C．当分子间距离 时，分子力为引力，分子间距离增大时，分子引力做负功，则分子势能随分子间
距离的增大而增大，所以 C错误；
D．当分子间距离 时，分子间距离逐渐减小，分子力越来越大，分子斥力做负功，则分子势能都增
加，所以 D正确；
故选 D。
2．一定质量的理想气体从状态 A开始，经状态 B和状态 C回到状态 A，其状态变化的 p—T 图象如图所示，
1
其中线 AB 与OT 轴平行，线段 BC 与Op 轴平行。下列说法正确的是（　　）
A．气体从状态 A到状态 B过程中，气体分子对容器器壁的碰撞次数不变
B．气体从状态 B到状态 C过程中，气体向外界释放热量
C．气体从状态 A到状态 B过程中，气体吸收热量全部用来增加气体的内能
D．气体从状态 C到状态 A过程中，单位体积内气体分子数减少
【答案】B
【详解】
AC．气体从状态 A到状态 B经历了一个温度升高的等压过程，则粒子的平均动能增加，单个粒子对气
壁的撞击力增大，由气体方程可知其体积要增大，所以单位体积内的气体分子数要减少，但是气体压强
保持不变，由气体压强的微观解释可知气体分子在单位时间内对容器器壁的碰撞次数要减小；气体体积
增大的过程中气体对外界做了功，由热力学第一定律
可知吸热并不全部增加内能，故 AC 错误；
B．气体从状态 B到状态 C经历了一个压强增大的等温过程，由气体方程可知其体积要减小，即气体被
压缩了，外界对气体做了功，但是气体的内能没有变，由热力学第一定律可知气体向外界释放了热量，
故B正确；
D．A、C两点所在的直线过原点，即压强 P与温度 T成正比，其比值是一个定值，由理想气体方程可
得
即从状态 C到状态 A，气体的体积没有变化，单位体积内气体分子数不变，故 D错误。
故选 B。
3．一定质量的理想气体分别经历 和 两个变化过程，如图所示。
过程，气体对外做功为 ，与外界变换的热量为 ； 过程，气体对外做功为 ，与外
2
界变换的热量为 。两过程中（　　）
A．气体吸热， B．气体吸热，
C．气体放热， D．气体放热，
【答案】A
【详解】
p−V图象中，图线所包围的面积为气体对外所做的功，所以 ，根据热力学第一定律，由于两过
程的初末状态 pV 乘积相同由理想气体方程可得初末状态温度相同，则气体内能相同，故两过程气体吸
热，且 。
故选 A。
4．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示
为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　）
A．在状态 a和c时的内能可能相等
3
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