本题导读

本题考查对数的运算与估算,以及数学建模与图象读取。

📌【题干】

Question

(2022年北京卷) 在北京冬奥会上,国家速滑馆“冰丝带”使用高效环保的二氧化碳跨临界直冷制冰技术,为实现绿色冬奥作出了贡献。如图描述了一定条件下二氧化碳所处的状态与 和 的关系,其中 表示温度,单位是 ; 表示压强,单位是 。下列结论中正确的是 ()

A. 当 , 时,二氧化碳处于液态

B. 当 , 时,二氧化碳处于气态

C. 当 , 时,二氧化碳处于超临界状态

D. 当 , 时,二氧化碳处于超临界状态

🔍【思路分析】

破题导航

本题的核心在于“坐标定位”。给定的图象横纵坐标分别是 和 。已知选项给出了具体的 和 的值,我们需要:

  1. 计算或估算对应的 的值(或范围)。

  2. 将 作为坐标点,代入原题给定的二氧化碳状态图象中。

  3. 观察该坐标点落在哪一个状态区域(固态、液态、气态或超临界状态),从而判断选项的正误。

✅【答案】

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D

✍【详细解析】

Abstract

我们需要根据 的值估算 (以 为底的常用对数),结合 进行判断:

  • 对于 A 选项:

    已知 ,。

    因为 ,所以 。

    结合题图观察坐标点 ,该区域二氧化碳处于固态,并非液态。故 A 错误。

  • 对于 B 选项:

    已知 ,。

    因为 ,即 ,所以 。

    结合题图观察坐标点 ,该区域二氧化碳处于液态,并非气态。故 B 错误。

  • 对于 C 选项:

    已知 ,。

    因为 非常接近 ,所以 (且略小于 )。

    结合题图观察坐标点 ,该区域二氧化碳处于固态,并非超临界状态。故 C 错误。

  • 对于 D 选项:

    已知 ,。

    因为 ,即 ,所以 。

    结合题图观察坐标点 ,该区域二氧化碳处于超临界状态。故 D 正确。

结论:对应选项 D 正确。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 常用对数的估算:本题不需要精确计算对数值,只需要利用常用的数量级(如 , , )作为基准,判断 所处的整数区间即可。例如 。

  2. 数学阅读与信息提取:这是一种典型的“新定义/情境应用”题。图象的纵轴不是压强 本身,而是 。很多考生如果在考场上粗心,直接拿 的值去图象上找纵坐标,就会完全摸不着头脑。

  3. 试题评价:本题将冬奥会先进科技成果与数学对数知识、函数图象相结合,背景新颖,体现了数学的工具性和跨学科应用价值。题目本身计算量很小,重在考查学生的阅读理解能力、估算能力和数形结合思想,属于一道优秀的基础应用题。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:待补

  2. 结论推广:待补

🔗【关联脉络】

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