理想氣體狀態(tài)方程（基礎(chǔ)過關(guān)）-2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)測試定心卷

2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題測試定心卷

專題12理想氣體狀態(tài)方程（基礎(chǔ)過關(guān)）

一、單選題

1.一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)b變化到c,如圖所示，則下圖中能正確反映出這一變化過程

的是（）

2.呼吸機(jī)在抗擊新冠肺炎的戰(zhàn)疫中發(fā)揮了重要的作用。呼吸機(jī)的工作原理可以簡述為：吸氣時會將

氣體壓入患者的肺內(nèi)，當(dāng)壓力上升到一定值時，呼吸機(jī)會停止供氣，呼氣閥也會相繼打開，患者的

胸廓和肺就會產(chǎn)生被動性的收縮，進(jìn)行呼氣。若吸氣前肺內(nèi)氣體的體積為%，肺內(nèi)氣體壓強(qiáng)為P。（大

氣壓強(qiáng)）。吸入一些壓強(qiáng)為P。的氣體后肺內(nèi)氣體的體積變?yōu)閂,壓強(qiáng)為夕，若空氣視為理想氣體，

整個過程溫度保持不變，則吸入氣體的體積為（）

PoP。

3.如圖，豎直放置、開口向下的試管內(nèi)用水銀封閉一段氣體，若試管自由下落，管內(nèi)氣體

A.壓強(qiáng)增大，體積增大B.壓強(qiáng)增大，體積減小

C.壓強(qiáng)減小，體積增大.D.壓強(qiáng)減小，體積減小

4.物理學(xué)是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科，很多定律是可以通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的。下列定律中不可

以通過實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證的是()

A.牛頓第一定律B.牛頓第二定律

C.萬有引力定律D.玻意耳定律

5.如圖所示，豎直放置的彎曲管A端開口，B端封閉，密度為P的液體將兩段空氣封閉在管內(nèi)，

管內(nèi)液面高度差分別為X、乩和兒，則B端氣體的壓強(qiáng)為(已知大氣壓強(qiáng)為p°)()

A.p?—Pg(hi+h2—hs)

B.p0—Pg(h1+h3)

C.p(>—pg(h|—h2+h3)

D.p()—Pg(hi+h2)

6.如圖，在“用DIS研究一定質(zhì)量的氣體在體積不變時，其壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某小組分

別用甲、乙兩個試管封閉了質(zhì)量相同的同種氣體，氣體體積/甲>，乙，則在同一右7坐標(biāo)系中得到的

圖像應(yīng)是

p+甲.

7.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、be、ca三個過程回到原狀態(tài)，其L7圖像如圖所

示，下列判斷正確的是（）

A.狀態(tài)a的體積小于狀態(tài)6的體積B.狀態(tài)6的體積小于狀態(tài)c的體積

C.狀態(tài)a分子的平均動能最大D.狀態(tài)c分子的平均動能最小

8.兩端封閉且內(nèi)徑均勻的直玻璃管，水平放置,如圖所示，左、右兩端空氣柱的體積關(guān)系為%＜腺，

溫度均為20℃,現(xiàn)將右端空氣柱降為0℃,左端空氣柱降為10℃,則管中水銀柱將（）

A.不動B.向左移動

C.向右移動D.無法確定是否移動

9.中醫(yī)拔罐療法在中國有著悠久的歷史，早在成書于西漢時期的帛書《五十二病方》中就有類似于

后世的火罐療法。其方法是以罐為工具，將點(diǎn)燃的紙片放入一個小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將

火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上，造成局部瘀血，以達(dá)到通經(jīng)活絡(luò)、行

氣活血、消腫止痛、祛風(fēng)散寒等作用的療法。在剛開始的很短時間內(nèi)，火罐“吸”在皮膚上的主要

原因是（）

A.火罐內(nèi)的氣體溫度不變，體積減小，壓強(qiáng)增大

B.火罐內(nèi)的氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低，體積減小

C.火罐內(nèi)的氣體體積不變，溫度降低，壓強(qiáng)減小

D.火罐內(nèi)的氣體體積不變，溫度降低，壓強(qiáng)增大

10.一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化如圖所示，則該氣體（）

A.狀態(tài)6的壓強(qiáng)大于狀態(tài)c的壓強(qiáng)

B.狀態(tài)a的壓強(qiáng)大于狀態(tài)6的壓強(qiáng)

C.從狀態(tài)c到狀態(tài)4體積減小

I）.從狀態(tài)a到狀態(tài)c,溫度不變

11.用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定質(zhì)量的理想氣體，B為真空（如圖①）.現(xiàn)

把隔板抽去，A中的氣體自動充滿整個容器（如圖②），這個過程稱為氣體的自由膨脹.下列說法正

確的是（）

A.自由膨脹過程中，氣體分子只作定向運(yùn)動

B.自由膨脹前后，氣體的溫度不變

C.自由膨脹前后，氣體的壓強(qiáng)不變

D.容器中的氣體在足夠長的時間內(nèi)，能全部自動回到A部分

12.圖為伽利略設(shè)計的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水

中，玻璃泡中封閉有一定量的空氣。若觀察到玻璃管內(nèi)水柱上升，則可推測外界大氣的變化可能是

()

A.溫度不變，壓強(qiáng)減小B.溫度升高，壓強(qiáng)不變

C.溫度升高，壓強(qiáng)減小D.溫度不變，壓強(qiáng)增大

13.氧氣分子在不同溫度下的速率分布規(guī)律如圖所示，橫坐標(biāo)表示速率，縱坐標(biāo)表示某一速率內(nèi)的

分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，由圖可知（）

A.同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律

B.兩種狀態(tài)氧氣分子的平均動能相等

C.隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例增大

D.①狀態(tài)的溫度比②狀態(tài)的溫度高

14.關(guān)于氣體的壓強(qiáng)，下列說法正確的是（）

A.單位體積內(nèi)的分子數(shù)越多，分子的平均動能越大，氣體的壓強(qiáng)就越大

B.單位體積內(nèi)的分子數(shù)越多，分子的平均動能越小，氣體的壓強(qiáng)就越大

C.一定質(zhì)量的氣體，體積越大，溫度越高，氣體的壓強(qiáng)就越大

D.一定質(zhì)量的氣體，體積越大，溫度越低，氣體的壓強(qiáng)就越大

15.一定質(zhì)量的理想氣體分別在小△溫度下發(fā)生等溫變化，相應(yīng)的兩條等溫線如圖所示，為對應(yīng)

的圖線上有46兩點(diǎn)，表示氣體的兩個狀態(tài).則—.

A.溫度為刀時氣體分子的平均動能比&時大

B.4到6的過程中，氣體內(nèi)能增加

C.4到6的過程中，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)增多

I）.｛到6的過程中，氣體分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積上的碰撞次數(shù)減少

二、多選題

16.一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、be,ca回到原狀態(tài)，其p-T圖象如圖所

示.下列判斷正確的是（）

A.過程ab中氣體一定吸熱

B.過程be中氣體既不吸熱也不放熱

C.過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱

D.a、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小

17.下列各種說法中正確的是（）

A.溫度低的物體內(nèi)能小

B.分子運(yùn)動的平均速度可能為零，瞬時速度不可能為零

C.液體與大氣相接觸，表面層內(nèi)分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引

D.0℃的鐵和0°C的冰，它們的分子平均動能相同

E.氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度有關(guān)

三、實(shí)驗(yàn)題

18.某同學(xué)用如圖所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律。

（1）下列各項(xiàng)要求中，屬于本實(shí)驗(yàn)必須要做到的是

A.在等溫條件下操作

B.注射器的密封性良好

C.測量所封閉氣體的質(zhì)量

D.氣體的壓強(qiáng)和體積必須用國際單位

（2）某小組某次實(shí)驗(yàn)只記錄了如下面表格所示的兩組數(shù)據(jù)。小王認(rèn)為，這兩組數(shù)據(jù)很好地體現(xiàn)了玻意

耳定律的規(guī)律，因?yàn)閮山M數(shù)據(jù)P和/的乘積幾乎相等，說明「跟，成反比；小李卻認(rèn)為，如果把這

兩組數(shù)據(jù)在縱坐標(biāo)軸為小橫坐標(biāo)軸為器的坐標(biāo)系中描點(diǎn)，這兩點(diǎn)連線的延長線將不經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),

因此這兩組數(shù)據(jù)沒有反映玻意爾定律的規(guī)律。對此你有什么看法？。

數(shù)據(jù)序號均勻玻璃管內(nèi)空氣柱長度7/cm空氣柱的壓強(qiáng)p/10Ta

139.81.024

240.30.998

19.某同學(xué)利用圖（a）裝置驗(yàn)證玻意耳定律：粗細(xì)相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相連，管內(nèi)裝

有水銀，A管上端封閉，內(nèi)有封閉氣體，B管上端開口。上、下移動B管時，需保持

不變，氣體體積，可以根據(jù)A管上的刻度讀出，利用刻度尺測出B管液面與A管液面的高度差力.測

得一系列數(shù)據(jù)后，以人為縱坐標(biāo)，得到如圖（b）所示的函數(shù)圖像，則圖像的橫坐標(biāo)為

；圖線與力軸交點(diǎn)的物理含義是

20.某同學(xué)利用如圖1所示傳感器裝置做“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，按如下操作步驟進(jìn)

行實(shí)驗(yàn)：

圖1

a.將注射器活塞移動到體積適中的心位置，接上軟管和壓強(qiáng)傳感器，通過DIS系統(tǒng)記錄下此時的體

積股與壓強(qiáng)R;

b.用手握住注射器前端，開始緩慢推拉活塞改變氣體體積；

c.讀出注射器刻度表示的氣體體積匕通過DIS系統(tǒng)記錄下此時的，與壓強(qiáng)0；

d.重復(fù)b、c兩步操作，記錄6組數(shù)據(jù)，作圖。

結(jié)合上述步驟，請你完成下列問題：

(1)該同學(xué)對器材操作的錯誤是,因?yàn)樵摬僮魍ǔ绊憵怏w的(選填“溫

度”“壓強(qiáng)”或“體積”)。

(2)我們在探究一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)跟體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，一定質(zhì)量氣體等溫變化的廣，圖線如圖2所

示，圖線的形狀為雙曲線。一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的等溫線是不同的，如圖3所示。請判斷

圖3中的兩條等溫線的溫度T\T2(選填“>”"=”)。

21.從微觀角度來看，氣體壓強(qiáng)的大小跟兩個因素有關(guān):一個是氣體分子的平均動能，一個是分子

的密集程度.如圖所示，可以用豆粒做氣體分子的模型,演示氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的機(jī)理.為了模擬演示

氣體壓強(qiáng)與氣體分子的平均動能的關(guān)系，應(yīng)該如下操作:

為了模擬演示氣體壓強(qiáng)與氣體分子密集程度的關(guān)系，應(yīng)該如下操作:

四、解答題

22.如圖所示，左端開口右端封閉的U形玻璃管兩邊粗細(xì)不同，粗玻璃管半徑為細(xì)玻璃管半徑的2

倍，兩管中裝入高度差為5cm的水銀，左側(cè)封閉氣體長9cm,右側(cè)水銀面距管口4cm,現(xiàn)將右管口用

一與細(xì)管接觸良好的活塞封閉（圖中未畫出）并使活塞緩慢推入管中，直到兩管水銀面等高.外界

大氣壓強(qiáng)為75cmllg、環(huán)境溫度不變，不計活塞與管內(nèi)壁的摩擦，求：

…不

4cm

①等高時右側(cè)氣體的壓強(qiáng)；

②活塞移動的距離.

23.2019年12月以來，我國部分地區(qū)突發(fā)疫情，給人民的生命及身心健康帶來極大威脅。在國家

正確指引和全國人民共同努力下，目前已取得可喜的成果。在醫(yī)療期間，氧氣瓶成了每個重癥患者

的必備品，假設(shè)一氧氣瓶的容積為0.16m:開始時瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個大氣壓.某醫(yī)院一患者每

天消耗1個大氣壓的氧氣0.96m',當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個大氣壓時，需重新充氣.氧氣的溫

度保持不變，氧氣瓶中的氧氣視為理想氣體。求：這瓶氧氣重新充氣前可供該患者使用幾天？

24.如圖所示，汽缸開口向上，缸內(nèi)壁有固定小砧，質(zhì)量為〃的活塞將缸內(nèi)封閉一段氣體缸內(nèi)氣體

壓強(qiáng)為2例+等，g為重力加速度，活塞到缸底的距離為方，活塞橫截面積為S,大氣壓強(qiáng)為R,環(huán)

境溫度為兀活塞與汽缸內(nèi)壁氣密性好且無摩擦，汽缸與活塞的導(dǎo)熱性能良好。

①緩慢降低環(huán)境溫度，使缸內(nèi)氣體的體積減半，則環(huán)境溫度應(yīng)降低為多少；此過程外界對氣體做的

功為多少？

②若環(huán)境溫度不變，通過不斷給活塞上放重物，使活塞緩慢下降，當(dāng)活塞下降,人時，活塞上所放

2

重物的質(zhì)量為多少？

25.長為31cm,內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管，當(dāng)開口向上豎直放置時，齊口的水銀柱封住10cm長的空

氣柱(如圖a所示).若在豎直平面內(nèi)將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至開口向下豎直放置(如圖b所示)，然后再緩

慢轉(zhuǎn)至開口向上豎直放置(如圖c所示)，這時管內(nèi)水銀柱長度為15cm.求：

abc

(1)大氣壓強(qiáng)；

(2)圖c狀態(tài)管內(nèi)空氣柱的長度.

26.粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置左端封閉右端開口，右端上部有一光滑輕活塞。初始時管內(nèi)水

銀柱及空氣柱長度如圖所示。已知玻璃管的橫截面積處處相同在活塞移動的過程中，沒有發(fā)生氣體

泄漏，大氣壓強(qiáng)Po=76cmHg。

(i)求初始時左端氣體的壓強(qiáng)小；

(ii)若環(huán)境溫度不變緩慢拉動活塞，當(dāng)活塞剛好達(dá)到右端管口時，求左端水銀柱下降的高度h。(解

方程時可以嘗試試根法)

27.如圖所示，固定的豎直圓筒由上段細(xì)筒和下段粗筒組成，粗筒橫截面積是細(xì)筒的4倍，細(xì)筒足

夠長，粗筒中4、6兩輕質(zhì)光滑活塞間封有空氣，活塞力上方有水銀.用外力向上托住活塞6,使之

處于靜止?fàn)顟B(tài)，活塞4上方的水銀面與粗筒上端相平，當(dāng)氣體溫度為20℃時，水銀深盾10cm,氣柱

長/=20cm,大氣壓強(qiáng)R=75cmHg.現(xiàn)保持溫度不變，使活塞B緩慢上移，直到水銀的一半被推入細(xì)

筒中.

JL

二一一二-二-片三IHi

L

氣體I

①求活塞8向上移動的距離;

②此時保持活塞6位置不變，改變氣體溫度，讓/上方的水銀剛好全部進(jìn)入細(xì)筒內(nèi)，則氣體的溫度

是多少？

28.農(nóng)藥噴霧器的原理如圖所示，儲液筒與打氣筒用軟細(xì)管相連，先在桶內(nèi)裝上藥液，再擰緊桶蓋

并關(guān)閉閥門K,用打氣筒給儲液筒充氣增大儲液筒內(nèi)的氣壓，然后再打開閥門，儲液筒的液體就從

噴霧頭噴出，已知儲液筒容器為10L（不計儲液筒兩端連接管體積），打氣筒每打一次氣能向儲液筒

內(nèi)壓入空氣200mL,現(xiàn)在儲液筒內(nèi)裝入81,的藥液后關(guān)緊桶蓋和噴霧頭開關(guān)，再用打氣筒給儲液筒大

氣.（設(shè)周圍大氣壓恒為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，打氣過程中儲液筒內(nèi)氣體溫度與外界溫度相同且保持不變）,

①要使貯液筒內(nèi)藥液上方的氣體壓強(qiáng)達(dá)到3atm,打氣筒活塞需要循環(huán)工作的次數(shù)；

②打開噴霧頭開關(guān)K直至儲液筒的內(nèi)外氣壓相同，儲液筒內(nèi)剩余藥液的體積.

29.如圖所示，在長為￡=61cm的一端封閉、另一端開口向上的豎直細(xì)玻璃管內(nèi)，用4cm高的水

銀柱封閉著38cm長的理想氣體，管內(nèi)外氣體的溫度均為27°C，大氣壓強(qiáng).=76cmHg.

(1)若緩慢對玻璃管加熱，當(dāng)水銀柱上表面與管口剛好相平時，求管中氣體的溫度；

(2)若保持管內(nèi)溫度始終為27°C，現(xiàn)將玻璃管緩慢放至水平時，求管中氣體的長度.

30.一個特殊的氣體溫度計由兩個裝有理想氣體的導(dǎo)熱容器組裝而成，將兩個導(dǎo)熱容器分別放入甲、

乙兩個水槽中，如圖所示。用水銀壓強(qiáng)計測量兩容器的壓強(qiáng)差。導(dǎo)熱容器的體積恒定且遠(yuǎn)大于連接

管的體積。當(dāng)兩個水槽的溫度都為0℃(273K)時，沒有壓強(qiáng)差。當(dāng)水槽乙處于0℃而水槽甲處于

100℃,壓強(qiáng)差為120mmHg。

(1)0℃時導(dǎo)熱容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)多大？

(2)當(dāng)一個水槽乙處于而另一個水槽甲處于一個未知的待測溫度(高于)時，壓強(qiáng)差為90mmHg

此未知溫度是多少？

甲乙

31.如圖所示，汽缸開口向右、固定在水平桌面上，汽缸內(nèi)用活塞(橫截面積為S)封閉了一定質(zhì)量

的理想氣體，活塞與汽缸壁之間的摩擦忽略不計.輕繩跨過光滑定滑輪將活塞和地面上的重物(質(zhì)量

為m)連接.開始時汽缸內(nèi)外壓強(qiáng)相同，均為大氣壓p°(mg<p°S),輕繩處在伸直狀態(tài)，汽缸內(nèi)氣體的

溫度為T。，體積為V.現(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體的溫度緩慢降低，最終使得氣體體積減半，求：

O

甲

(1)重物剛離開地面時汽缸內(nèi)氣體的溫度「；

(2)氣體體積減半時的溫度T2；

(3)在如圖乙所示的坐標(biāo)系中畫出氣體狀態(tài)變化的整個過程并標(biāo)注相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)值.

32.如圖甲是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)/經(jīng)過狀態(tài)8變?yōu)闋顟B(tài)。的"7圖象.已知?dú)怏w在狀態(tài)/時的

壓強(qiáng)是1.5X10sPa.

①說出4一夕過程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計算圖甲中T.的溫度值.

②請在圖乙坐標(biāo)系中，作出該氣體由狀態(tài)/經(jīng)過狀態(tài)8變?yōu)闋顟B(tài)C的p-7圖象，并在圖線相應(yīng)位置

上標(biāo)出字母/、8、C如果需要計算才能確定的有關(guān)坐標(biāo)值，請寫出計算過程.

33.如圖所示，導(dǎo)熱良好的細(xì)直玻璃管內(nèi)用長度為10cm的水銀封閉了一段空氣柱(可視為理想氣體),

水銀柱可沿玻璃管無摩擦滑動?，F(xiàn)使水銀柱隨玻璃管共同沿傾角為30°的光滑斜面下滑，兩者保持

相對靜止時，空氣柱長度為8cm.某時刻玻璃管突然停止運(yùn)動，一段時間后水銀柱靜止，此過程中

環(huán)境溫度恒為300K,整個過程水銀未從收璃管口溢出。已知大氣壓強(qiáng)為囚=75cm水銀柱高。求：

(1)水銀柱靜止后的空氣柱長度：

(2)水銀柱靜止后緩慢加熱氣體，直到空氣柱長度變回8cm,求此時氣體的溫度。

34.如圖所示，兩端開口且導(dǎo)熱良好的汽缸豎直固定放置，兩厚度不計的輕質(zhì)活塞A、B由輕桿相連，

兩活塞的橫截面積分別為W=30cm2,5i=18cm2,活塞間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。開始時，活塞

A距離較粗汽缸底端10cm,活塞B距離較細(xì)汽缸頂端25cm,整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。此時大氣壓強(qiáng)

為功=L0X10Ta,汽缸周圍溫度為27°C?，F(xiàn)對汽缸加熱，使汽缸周圍溫度升高到127°C，不計一

切摩擦。

(1)求升高溫度后活塞A上升的高度；(結(jié)果保留1位小數(shù))

(2)保持升高后的溫度不變，在活塞A上緩慢放一重物，使活塞A回到升溫前的位置，求連接活塞A、

B的輕桿對A的作用力大小。

B

35.如圖，水平面上固定著兩個內(nèi)壁光滑的氣缸A、B,橫截面積相同的絕熱活塞a、b用水平輕桿

連接，將一定量的氣體封閉在兩氣缸中，氣缸A絕熱，氣缸B導(dǎo)熱。開始時活塞靜止，活塞與各自

氣缸底部距離相等，B氣缸中氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)Po=l.Oxl()5pa,A氣缸中氣體溫度7F300K。

氣缸外界溫度保持不變，現(xiàn)通過電熱絲加熱A氣缸中的氣體，活塞緩慢移動，當(dāng)B缸中氣體體積變

2

為開始狀態(tài)的二倍時，求：

(DB氣缸氣體的壓強(qiáng)；

(2)A氣缸氣體的溫度。

36.如圖所示，容積均為分的汽缸48下端有細(xì)管(容積可忽略)連通，閥門友位于細(xì)管的中部，

48的頂部各有一閥門《、及，6中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時，三個

閥門均打開，活塞在6的底部；關(guān)閉左、左，通過用給汽缸打氣，每次可以打進(jìn)氣壓為小、體積為

0.3%的空氣。已知室溫為27℃,大氣壓強(qiáng)為口，汽缸導(dǎo)熱良好。

(1)要使4缸的氣體壓強(qiáng)增大到7R，求打氣的次數(shù)；

(2)當(dāng)/缸的氣體壓強(qiáng)達(dá)到7功后，關(guān)閉4,打開用并緩慢加熱從6氣缸內(nèi)氣體，使其溫度都升

高60℃,求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)。

37.一質(zhì)量M=10kg、高度L=35cm的圓柱形氣缸，內(nèi)壁光滑，氣缸內(nèi)有一薄活塞封閉了一定質(zhì)量的

理想氣體，活塞質(zhì)量m=4kg、截面積SGOOcm,.溫度t°=27℃時，用繩子系住活塞將氣缸懸掛起來,

如圖中所示，氣缸內(nèi)氣體柱的高3=32cm,如果用繩子系住氣缸底，將氣缸倒過來懸掛起來，如圖乙

所示，氣缸內(nèi)氣體柱的高L=30cm,兩種情況下氣缸都處于豎直狀態(tài)，取重力加速度g=9.8m/s\求:

(1)當(dāng)時的大氣壓強(qiáng)；

(2)圖乙狀態(tài)時，在活塞下掛一質(zhì)量m'=3kg的物體，如圖丙所示，則溫度升高到多少時，活塞將

從氣缸中脫落.

38.已知大氣壓強(qiáng)為幾，如圖所示的各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，液體密度均為。，玻璃管的橫截面積

為S,重力加速度為g,求下列四幅圖中被封閉氣體的壓強(qiáng)。

圖甲圖乙圖丙圖了

參考答案

1.c

【詳解】

由題圖知a-6過程為氣體等容升溫，壓強(qiáng)增大；?c過程為氣體等溫降壓，體積增大，故C正確,

ABD錯誤。

故選C?

2.D

【詳解】

設(shè)壓入的氣體體積為X，氣體做等溫變化，則

PV=PoK)+PoK

解得

v_pV-p()V^

Po

故D正確，ABC錯誤。

故選Do

3.B

【詳解】

設(shè)大氣壓為口，試管內(nèi)封閉氣體壓強(qiáng)為0”水銀重力為G,試管橫截面積為S,根據(jù)平衡則有

PoS=PiS+G

自由下落時，水銀處于完全失重狀態(tài)，對下表面沒有壓力，根據(jù)受力平衡則有

PoS=P2s

對比可得P2>P］，即壓強(qiáng)增大.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，溫度不變則有

PM=P2V2

所以匕〉彩，體積變小.

A.壓強(qiáng)增大，體枳增大，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯誤；

B.壓強(qiáng)增大，體積減小，與結(jié)論相符

C.壓強(qiáng)減小，體積增大，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯誤；

,選項(xiàng)B正確

D.壓強(qiáng)減小，體積減小，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯誤；

故選Bo

4.A

【詳解】

A.牛頓第一定律是牛頓在總結(jié)伽利略、笛卡爾等人實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上，經(jīng)過合理的想象和外推總結(jié)

得來的，指出物體在不受力時的運(yùn)動情況，而完全不受力的物體是不存在的，故無法利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，

故A正確；

B.牛頓第二定律可由斜面上的小車連接打點(diǎn)計時器驗(yàn)證，故B錯誤；

C.萬有引力定律由卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，故C錯誤；

D.玻意耳定律可由壓強(qiáng)傳感器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，故D錯誤。

故選Ao

5.B

【詳解】

設(shè)中間部分氣體壓強(qiáng)為P，以C處液面為研究對象可得：p+pg%=Po,再以D處液面為研究對象

可得：P=PB+PgA，聯(lián)立可得：PB=Po—Pg（九+耳）,B正確

6.A

【詳解】

根據(jù)一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程：4匕=。得到：P=Q，所以bT圖像是過原點(diǎn)的直線，且斜

C

率為"，所以體積大的斜率小，根據(jù)題意，甲的體積大，所以甲圖像的斜率小，故BCD錯誤，A正

確

7.B

【詳解】

c

A.根據(jù)p=^T可知，a6在同一條等容線上，即狀態(tài)a的體積等于狀態(tài)。的體積，選項(xiàng)A錯誤；

B.因6點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率大于c點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，可知狀態(tài)。的體積小于狀態(tài)c的體積，選

項(xiàng)B正確；

CD.因?yàn)閍點(diǎn)對應(yīng)的溫度最低，6c兩態(tài)對應(yīng)的溫度最高，可知狀態(tài)a分子的平均動能最小，狀態(tài)從

分子的平均動能最大，選項(xiàng)CD錯誤；

故選B。

8.C

【詳解】

設(shè)降溫后水銀柱不動，則兩段空氣柱均為等容變化，初始狀態(tài)左、右兩端壓強(qiáng)相等，即

。左=P右=P

對左端

邸左=〃左

A7}Tf.

則

如左二也p左二工p

T左左293.15

同理，對右端

△p『工P

右293.15

所以

△p右＞△。左

即右側(cè)壓強(qiáng)降低得比左側(cè)多，故水銀柱向右移動，故C正確，ABD錯誤。

9.C

【詳解】

在剛開始的很短時間內(nèi)，火罐內(nèi)部氣體體積不變，由于火罐導(dǎo)熱性良好，所以火罐內(nèi)氣體溫度迅速

PV

降低，根據(jù)=C可知，氣體壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓的作用下火罐“吸”在皮膚上，ABD錯誤,

T

C正確。

故選C。

10.A

【詳解】

AB.分別過a8cd四個點(diǎn)作出等壓變化線，如下圖所示;

保持體積不變，溫度越高，則壓強(qiáng)越大可知，在u-T圖象中，傾角越大，壓強(qiáng)越小，所以

Pa<Pd<Pc<Ph,故A正確，B錯誤；

C.由圖象可知，狀態(tài)c到狀態(tài)d體積增大，故C錯誤；

D.從狀態(tài)a到狀態(tài)c,溫度升高，故D錯誤；

11.B

【詳解】

A.分子時刻做無規(guī)則的熱運(yùn)動，不可能只做定向運(yùn)動，故A錯誤.

BC.自由膨脹過程中由于不受阻力作用，不做功，由于容器絕熱，因此Q=O,由AU=Q+W,氣

體的內(nèi)能不變，因此溫度也不變，膨脹后氣體的體積增大，所以壓強(qiáng)減少，故B正確，C錯誤；

D.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，故D錯誤.

12.D

【詳解】

I).設(shè)玻璃泡中氣體壓強(qiáng)為.外界氣壓為p,則有

P=P+Pgh

且玻璃泡中氣體與外界大氣溫度相同，液柱上升，氣體體積減小；由理想氣體的狀態(tài)方程

可知，在「減小時，若「增大，則r可能增大、減小或不變，故選項(xiàng)D正確;

B.若〃不變，則「減小，所以選項(xiàng)B錯誤；

AC.若。減小，則7減小，所以選項(xiàng)AC錯誤。

故選Do

13.A

【詳解】

A.同一溫度下，中等速率大的氧氣分子數(shù)所占的比例大，即氧氣分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分

布規(guī)律，故A正確。

BC.隨著溫度的升高，氧氣分子中速率大的分子所占的比例增大，從而使分子平均動能增大，則兩

種狀態(tài)氧氣分子的平均動能不相等，故BC錯誤；

D.由圖可知，②中速率大分子占據(jù)的比例較大，則說明②對應(yīng)的平均動能較大，故②對應(yīng)的溫度較

高，故D錯誤。

故選Ao

14.A

【詳解】

AB.根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀意義，單位體積內(nèi)的分子數(shù)越多，分子的密集程度越大，分子的平均動能

越大，氣體的壓強(qiáng)越大，A正確，B錯誤；

C.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程叱=C,可知體積越小，溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大，C錯誤；

T

D.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程更=C,可知體積越大，溫度越低，壓強(qiáng)就越小，D錯誤。

T

故選Ao

15.D

【詳解】

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程=得PV=CT,PV之積越大表示溫度越高，所以等溫線「對應(yīng)的溫度

T

較低，則溫度為不時氣體分子的平均動能比①時小，故A錯誤；1到6的過程中，氣體溫度不變,

內(nèi)能不變，故B錯誤；/到8的過程中，體積變大，則單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)減小，故C錯誤;

A到B的過程中，壓強(qiáng)減小，氣體溫度不變，則分子運(yùn)動的激烈程度不變；氣體的體積增大，分子

密度減小，所以氣體分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積上的碰撞次數(shù)減少.故D正確。

故選D.

16.AD

【解析】

試題分析：由圖示可知，ab過程，氣體壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，則氣體發(fā)生等容變化，氣體體積

不變，外界對氣體不做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸收熱量，故

A正確；由圖示圖象可知，be過程氣體發(fā)生等溫變化，氣體內(nèi)能不變，壓強(qiáng)減小，由玻意耳定律可

知，體積增大，氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律△U=Q+W可知，氣體吸熱，故B錯誤；由圖象可

知，ca過程氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低，由蓋呂薩克定律可知，其體積減小，外界對氣體做功，W>0,

氣體溫度降低，內(nèi)能減少，aUVO,由熱力學(xué)第一定律可知，氣體要放出熱量，過程ca中外界對氣

體所做的功小于氣體所放熱量，故C錯誤；由圖象可知，a狀態(tài)溫度最低，分子平均動能最小，故D

正確；故選AD.

17.CDE

【詳解】

影響內(nèi)能大小的因素除了溫度以外，還有物體的質(zhì)量、體積和狀態(tài).所以在不確定其它因素都相同

的情況下，只憑溫度無法比較內(nèi)能的大小，A錯誤；根據(jù)分子動理論的內(nèi)容可知，分子運(yùn)動的瞬時

速度可能為零，平均速度不可能為零，B錯誤；液體與大氣相接觸，表面層內(nèi)分子所受其他分子的

作用表現(xiàn)為相互作用的引力，C正確；溫度是分子的平均動能的標(biāo)志，的鐵和的冰，它們的

分子平均動能相同，D正確；由壓強(qiáng)微觀解釋可知，壓強(qiáng)與單位面積上碰撞的分子數(shù)和分子平均動

能有關(guān)，如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體的平均動能一定增大，因此壓強(qiáng)也必然增

大，故E正確.

18.AB

【詳解】

(1)EHABC.氣體狀態(tài)方程的使用條件是一定質(zhì)量的氣體，因此要求注射器的密封性良好，但不需

要測量所封閉氣體的質(zhì)量，在研究溫度不變時的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系時，氣體的溫度要保持不變，

故AB符合題意，C不符合題意；

D.本實(shí)驗(yàn)研究的是氣體壓強(qiáng)與體積的比例關(guān)系，單位無需統(tǒng)一為國際單位，故D不符合題意。

故選AB?

(2)[2]兩組數(shù)據(jù)的乘積近似相等，因此可能會出現(xiàn)不過原點(diǎn)的情況，兩位同學(xué)的方法都有問題，

應(yīng)取多組數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)乘積近似相等的情況下描繪p-[圖像，在圖像誤差范圍內(nèi)過原點(diǎn)直線即可

驗(yàn)證。

19.溫度$大氣壓強(qiáng)R的相反數(shù)

【詳解】

[1].由于要驗(yàn)證玻意耳定律，則上、下移動8管時，需保持溫度不變；

[2][3],對月中的氣體，若滿足玻意耳定律，則

(pQ+hW=C

解得

,「1

歹No

則以方為縱坐標(biāo)，得到如圖(b)所示的函數(shù)圖像，則圖像的橫坐標(biāo)為圖線與力軸交點(diǎn)的物理

V

含義是-4,即大氣壓強(qiáng)R的相反數(shù)。

20.用手握住注射器前端溫度<

【詳解】

(1)[1][2]在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)室要保持被封閉氣體的溫度不變化，所以試驗(yàn)中，不能用手握住注射器前端,

否則會使氣體的溫度發(fā)生變化；

(2)[3]在2一廠圖象中，根據(jù),=C可得

pV=CT

即離坐標(biāo)原點(diǎn)越遠(yuǎn)的等溫線溫度越高，故

21.將相同數(shù)量的豆粒先后從不同高度在相同時間內(nèi)連續(xù)釋放，使它們落在臺秤上將不同數(shù)量

的豆粒先后從相同高度在相同時間內(nèi)連續(xù)釋放，使它們落在臺秤上.

【解析】

為了模擬演示氣體壓強(qiáng)與氣體分子的平均動能的關(guān)系，應(yīng)控制分子的密集程度，即將相同數(shù)量的豆

粒先后從不同高度在相同時間內(nèi)連續(xù)釋放，使它們落在臺秤上；為了模擬演示氣體壓強(qiáng)與氣體分子

密集程度的關(guān)系，應(yīng)控制分子的平均動能相同，將不同數(shù)量的豆粒先后從相同高度在相同時間內(nèi)連

續(xù)釋放，使它們落在臺秤上.

22.①90cmHg②4.7cm

【詳解】

①設(shè)左右液面等高時，左液面上升xcm,右液面下降xzcm,則有：

汨+及=5cm

9

2S?X\=Sx2

可得：X\=lcmxz=4cm

左側(cè)氣體等溫變化，根據(jù)玻意耳定律：片/二P：片

P\=&+/F80cmHg

P\=90cmHg

②右邊氣體等溫變化，根據(jù)玻意耳定律：25P；V2

R=Po=75cmHg

P2-P\=90cmIIg

L2=3.3cn)Z2-^2=0.7cm

活塞下降d則：戶加=4.7cm

23.3天

【詳解】

氧氣瓶中的氧氣初態(tài)，口=20個大氣壓，?=0.16m3,中間狀態(tài)R=2個大氣壓

體積七，末態(tài)R=1個大氣壓，由等溫變化解得

K=l.6m'1

患者消耗2個大氣壓對應(yīng)的體積

匕一%=1.4媼

由等溫變化

孜(/一()=四%

得

存2.88m3

使用天數(shù)

=3天

0.96

CpS+mg)1②X

24.①0,—5S+mg)h

2(2poS+mg)2g

【詳解】

①設(shè)環(huán)境溫度應(yīng)降低為71,當(dāng)缸內(nèi)氣體的體積減慢時，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為:

…+等

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有：

(2p°+黑)hS

得到:

T(PoS+mg)T

0

2(2p0S+mg)

此過程外界對氣體做的功:

W=p^V=\Po+xg力S=；(PoS+〃2g)〃

②設(shè)所放重物的質(zhì)量為加，當(dāng)氣體體積減半時，氣體的壓強(qiáng)為:

(m+mn)￡

〃2=〃o+———

氣體發(fā)生等溫變化,

則有

〃S=%X；/7s

2〃。+

得到:

…+皿

g

25.(1)75*hmHg(2)10.67cm

【詳解】

試題分析：根據(jù)狀態(tài)a、狀態(tài)b和狀態(tài)c的為等溫變化，根據(jù)壓強(qiáng)關(guān)系，結(jié)合玻意耳定律得:

PM=〃2匕=P3匕，可求大氣壓和c狀態(tài)管內(nèi)空氣柱的長度.

(1)由題意細(xì)玻璃管長為/=31cm,空氣柱長度(=10cm設(shè)壓強(qiáng)為回，狀態(tài)a有

P[=Ip0+(/-/])?cmHg

匕=2

將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至開口豎直向下壓強(qiáng)為P?管內(nèi)水銀柱長度為力=15cm,狀態(tài)b有

2=5＞一〃)cmHg

V2=(l-h)S

由玻意耳定律得：=

聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得：%=75cmHg

(2)再緩慢轉(zhuǎn)至開口豎直向上，狀態(tài)c有：p3=(po+h)cmllg匕="

由玻意耳定律得：

聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得4=10.67cm

26.⑴72cmHg(2)2cm

【詳解】

(D初始時，兩管液面高度差為々=4sn,設(shè)左管中空氣柱的壓強(qiáng)為pi，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為P2,

有

P1=P2-P9\

由于活塞輕質(zhì)光滑，所以P2=Po

解得：Pi=72cmHg；

(2)對于左管中的氣體，初始時的長度為，1=1cm,拉動活塞后的壓強(qiáng)為%',長度為二

由玻意耳定律得：

Pi"=Pi4

對于右管中的氣體，初始時的長度為辦=6cm,拉動活塞后的壓強(qiáng)為pz由玻意耳定律得：

/f

P212=P2，2

拉動活塞后左端水銀柱下降了h,由幾何關(guān)系得：

I1="+力

LZ=04+15—/

此時，兩管中液面高度差為

々=4一21

兩管中氣體壓強(qiáng)滿足

//

Pi=p2-pg/

解得：h=2cm?

27.①8cm②163C

【詳解】

①氣體初狀態(tài):

Pi=A+10cmHg=85cmHg

V^LS

7]=293K

末狀態(tài)：水銀深度變?yōu)?/p>

…HH人”

H=—+—x4=25cm

22

R=R+25cmHg=1OOcmllg

由玻意耳定律有

P\V\：-p>皈

解得：

（二17cmXS

故

Z，=17cm

則活塞8向上移動的距離為

x=^+（L-Lr）=8cm

②氣體壓強(qiáng)變?yōu)?/p>

R=R+40cmHg=115cmHg

%一+郢

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有：

工"V

故

1=園￡=436K

噌

得

，=163C

28.(1)20(2)4L

【詳解】

(1)設(shè)需打氣的次數(shù)為〃，每次打入的氣體體積為%，儲液桶藥液上方的氣體體積為V，則開始

打氣前：

儲液筒液體上方氣體的壓強(qiáng)：

《=《=\atrn

氣體的體積為：

K=v+叫

打氣完畢時，儲液筒內(nèi)藥液上方的氣體體積為：

K=V

壓強(qiáng)為：

P2=3atm

打氣過程為等溫變化，根據(jù)玻意兒定律得：

的=鳥匕

代入數(shù)據(jù)解得：

〃=20

(2)打開噴霧頭開關(guān)《直至貯液筒內(nèi)外氣壓相同時，設(shè)儲液筒上方氣體的體積為匕，此過程為等

溫變化，所以：

4匕=py.

代入數(shù)據(jù)解得：

匕=3乂=6L

所以噴出的藥液的體積

V'=Vi-V=4L

29.(1)450K(2)40cm

【詳解】

(i)設(shè)玻璃管橫截面積為S,以管內(nèi)封閉氣體為研究對象，氣體經(jīng)等壓膨脹，則

7i=300K,匕=38cmx￡%=57cmxS

vv

由蓋?呂薩克定律得f

得

石=450K.

(ii)氣體等溫變化，壓強(qiáng)為R=76cmHg,氣體長度為/cm,%=￡S,

Ps=(76+曲cmHg

由玻意耳定律：P\V\=PtVs

得

Z,=40cm

30.(1)327.6mmHg,(2)348K

【詳解】

⑴設(shè)0℃時，氣體的壓強(qiáng)為P。，4=273K；氣體溫度為100℃即U=(273+100)K=373K時,

氣體的壓強(qiáng)

Pi=Po+120mmHg

氣體做等容變化，有

Al=A

THTt

解得

p0=327.6mmHg

⑵設(shè)未知溫度為心，

必=Po+90mmHg

有

生=區(qū)

解得

T2=348K

31.(1)7；=(l—3-)Z)(2)(=2(1-坐-黑(3)

￥

【詳解】

試題分析：

①Pi=Po,p2=Po

②等壓過程：上

工

2Po

③如圖所示

P

Po

pAxio3p

2.0

1?$?*n

32.①200K②]0一Jl”

77(xlO3K)

0I23

【詳解】

①從圖甲所示圖象可知，/與5連線的延長線過原點(diǎn)，即『與7成正比，由理想氣體狀態(tài)方程可知,

4—6是一個等壓變化，即

p,\=PB.

由圖甲所示圖象可知，氣體在/點(diǎn)的狀態(tài)參量

仁0.4m3

在3點(diǎn)，氣體的狀態(tài)參量

%=0.6m1

9=300K

從力到8氣體發(fā)生等壓變化，由蓋-呂薩克定律得

VA_V

TA~TK

解得

7尸200K

②由題圖甲可知，由AC是等容變化

5

p產(chǎn)PAI.5X10Pa

由圖甲所示圖象可知，

0=300K

7?=400K

從8到C氣體發(fā)生等容變化，由查理定律得

PB_Pc

TB~TC

解得

5

p(=2.0X10Pa

由狀態(tài)8—C的p-T圖象如圖所示：

33.(1)Z)=7.5cm；(2)￡=320K

【詳解】

(1)玻璃管和水銀柱保持相對靜止時設(shè)玻璃管質(zhì)量為例，橫截面積為S,水銀柱質(zhì)量為儂對玻璃管

和水銀柱整體，有：

(加阿)^sin30°=(加極)a①

設(shè)封閉氣體壓強(qiáng)為0，對水銀柱:

儂sin30°+poS~pSma②

解得:

P\=Po③

水銀柱靜止時，設(shè)封閉氣體壓強(qiáng)為"，水銀與試管下滑相對靜止時空氣柱長度為4,水銀靜止時空

氣柱的長度為右，水銀柱的長度為l,可得：

P2=Po+gk④

從玻璃管停止運(yùn)動到水銀柱靜止，據(jù)玻意耳定律可得：

piLsS=piLxS⑤

解得：

Li-7.5cm⑥

(2)加熱氣體過程中，氣體發(fā)生等壓變化，有：

j⑦

據(jù)題意有，初態(tài)：

Vz=L\S>72—To?

末態(tài)：

心ZoS⑨

解得：

冕=320K⑩

34.(1)20.8cm；(2)60N

【詳解】

⑴設(shè)升高溫度后活塞A上升的高度為/,已知乂=SA4+SBA,7；=300K,%=SAG+/)+SB(Z2