专题14 理想气体状态方程—备战2022年高考物理母题题源解密（全国通用）

专题14 理想气体状态方程 【母题来源一】2021年高考山东卷 【母题题文】（2021·山东高考真题）血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为，压强计示数为。已知大气压强等于，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（　　） A． B． C． D． 【答案】 D 【解析】 根据玻意耳定律可知 已知 ，， 代入数据整理得 故选D。 【母题来源二】2021年高考广东卷 【母题题文】（2021·广东高考真题）在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强______（选填“大于”、“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 小于 不变 【解析】 机场地面温度与高空客舱温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据理想气体状态方程 故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强； 由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，故从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。 【母题来源三】2021年高考湖南卷 【母题题文】（2021·湖南高考真题）小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量、截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为时，测得环境温度。设外界大气压强，重力加速度。 （1）当电子天平示数为时，环境温度为多少？ （2）该装置可测量的最高环境温度为多少？ 【答案】 （1）297K；（2）309K 【解析】 （1）由电子天平示数为600.0g时，则细绳对铁块拉力为 又：铁块和活塞对细绳的拉力相等，则气缸内气体压强等于大气压强 ① 当电子天平示数为400.0g时，设此时气缸内气体压强为p2，对受力分析有 ② 由题意可知，气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比： ③ 联立①②③式解得 （2）环境温度越高，气缸内气体压强越大，活塞对细绳的拉力越小，则电子秤示数越大，由于细绳对铁块的拉力最大为0，即电子天平的示数恰好为1200g时，此时对应的环境温度为装置可以测量最高环境温度。设此时气缸内气体压强为p3，对受力分析有 ④ 又由气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比 ⑤ 联立①④⑤式解得 【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，p1V1=p2V2。 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p1、V1、T1及p2、V2、T2；③由状态方程列式求解；④讨论结果的合理性。 一、单选题 1．（2021·重庆市第三十七中学校高三月考）下列说法正确的是（　　） A．花粉颗粒的布朗运动证明花粉分子在做永不停息的无规则运动 B．气体很难被压缩证明气体分子间存在相互作用的斥力 C．第二类永动机无法实现是因为违反了热力学第一定律 D．液体由于表面张力呈收缩趋势是因为表层分子间距大于内部分子间距 【答案】 D 【解析】 A．花粉颗粒在液体中的布朗运动只能说明液体分子在做无规则运动，不能说明花粉分子在做无规则运动，故A错误； B．气体很难被压缩是由于气体压强的原因，故B错误； C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律，所以是制造不出来的，故C错误； D．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子的引力大于斥力，整体表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，故D正确。 故选D。 2．（2021·全国高三月考）下列说法错误的是（