专题强化二十五 应用气体实验定律解决两类模型问题-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

①将画有油膜轮原的玻璃板救在坐标纸上，数出轮廊范国内的考点二 方格数（不足半个的舍去，多于半个的算1个），再根据格数及方 对点训练 格的边长，求油膜面积S; A.遮DAB.根据等液面法求压强得 ®用公式山=二求出得膜厚度，即油酸分子的直径，所以，上速 PA-pe十P4,-k,)=(76十3)cmHg=79cmHg故AB错误： 实险步骤的合理顺序是：CEADB CD.根指p.十pa一ps,得力一(79-6)cmHg一73cmHg,故C 错误，D正确.故选D (2)实脸中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将 油膜分子看成球形且紧密撸列. 5,选AAB.对缸套受力分析得 本实验体现的物理思想方法为理想摸型法，故选B. Mg十pS-S解得气虹内空气的压强p-一普，故A正确， (③)一滴油酸酒精常液的体积为一N,油酸酒精溶液的体积 B错误： 浓度为(，别每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积的表迭式 CD,对活塞和气缸整体受力分析，弹簧的弹力F一(M十m)g,故 CD错误：故选A V。=V一下小正方形（不是半个的舍去，多于半个的算一个） 考点三 的有效个数为8。 [例1门【解析】(1)对活赛和砝码整体，由平衡条件，S十mg=么S. 油膜面积为S=8a2,则油酸分子的直径d= 解得此时汽虹内气体压强 P1-1.1×10Pa (④)A油酸分子的直径d=,将清入的油酸酒精溶液体积作为 (2)活塞和陆码稳定时，由平街条件知，汽缸内气体的压强仍为 p1一1.1×10P4,对充入汽缸的气体和原有气体，由理想气体状 油酸体积进行计算，则计算时所用体积数值偏大，会导政计算结 态方程p1Sh1十p2V。=p1Sh2,解得汽缸内气体高度2=66cm 果偏大，故A正确：B.油酸酒精溶液长时阿放置，酒精挥发使常 【答案】(1)1.1×10Pa(2)66am 液的浓度变大，则会导致计算结采偏小，故B错误：C,计算油膜 面积时，只数了完整的方格数，别测量的面积S偏小，导致结果 对点训练 计算偏大，故C正确：D.求每滴溶液中纯油酸的体积时】mL溶 6,解析：B管在上方时，设B管中气体的压强为Pm,长度吊一10m 液的滴数多记了5清，纯油酸的体积将偏小，分子直径偏小，故D 别A管中气体的压强为pA=Pg十20cmHg,长度=10cm 错误. 倒置后，A管在上方，设A管中气体的压强为P',A管内空气柱 故进AC 长度l'=11cm 答案：1)CEADB2)单分子B(3)长 已知A管的内径是B管的2停，则水银柱长度为 (4)AC =9 cm+14 cm-23 cm 第2讲固体、液体和气体 则B管中气体压强为Pn'一'+23cmHg B管内空气柱长度lB'-40cm-11cm一23cm一6cm 知识储备夯基 对A管中气体，由玻意耳定律有pl红=pn'1 一，1.(1)品体非品体单品体多品体(2)确定各向同性 对B管中气体，由玻意耳定律有pBlB一PBI日 转化2.(1)①收缩②垂直(2)上升下降3.流动异 联立解得Pg=5L,36cmHg 二、1.(2)①体积②@密集程度 PA=PB +20 cmHg=74.36 cmHg. 2.(1)气体实验定律(2)分子势能 答案：pm=54.36 cmHg p1=7L.,36cmHg 3.反北正比正比V号 不变增大增大 考点四 [例2]【解析】由题图可知，(+b过程，气体发生等温变化，气体 保持不变增大增大增大减小 4兴 压强减小而体积增大，故A正确：由理想气体我态方程兴-C 思考判断(1)×(2)√(3)√(4)(5)√(6) 可知p一CT立，斜率-CT,连接O,b的直线比连接O,c的直 核心考点研磨 线的斜率小，所以b秋态的温度低，b→c过程，温度升高，压强增 考点一 大，且体积也增大，故B错误：→d过程，气体压强不变而体积变 对点训练 1.选BA.品体分为单品体与多品体，单品体在物理性质上表现 小，由理想气体我态方程兴-C可知，气体温度降低，故C错误： 为各向异性，多品体在物理性质上表现为各向同性，故A错误： B.品体具有固定然，点，非晶体没有固定熔点，可知，只要是不其 d~过程，气休体积不变，压强变小，由理想气体我者方程Y-C 有确定的熔，点的固体就必定是非品体，故B正确：C,由同一种化 可知，气体温度降低，故D错误。 学成分形成的物质在不同温度下可能以多种品体结构的形式存 【答案】A 在，故C错误：D.在馆化过程中，品体要吸收热量，但温度保持不 对点训练 变，即平均动能不变，由于吸热，则内能增大，故D错误，故选B 7.选B由题图知，p,=>,故A,D错误：由a到b,T。<T6, 2.选CA.铜针能浮在水面上主要是由于水的表面张力作用，故 A错误：B,液体的表面张力表现为引力效果，方向平行于液面 由=知V。<V故B正喷，C错误.故选B 故B错误：C,彼璃管的聚口放在火培上烧嫦，由于烧熔后的液体 专题强化二十五应用气体实验定律解决 的表面张力的作用使其尖端变钝，可知，这是分子表面张力作用 的结果，故C正确：D,唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗 两类模型问题 考点一 句，诗中荷叶和露水表现为不浸洞，故D错误.故选C. 3.选CA.自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，气体分子平均 [例1门【解析】(1)设管的横裁面积为S,气体等温变化，有 动能增大，不是每一个气体分予速率都增大，故A错误：B.图乙 (pn+h,)(2H一h-l)S-pHS,解得p-90cmHg. 为气体分子遮率分布曲线，加热前自热来饭盒内气体所对应的 又有p十h1=p,解得h1=14m. 曲线为，由于盒内气体温度升高，气体分子平均动能增大，密闭 (2)根据题意可知，气体的初态p1=p,十h。=80CmHg,V1 气体的分子速率分布曲线可能会变成c曲线，故B错误：C,在自 (2H-h。-l)S=18S,T1=300K,气体的末态色=A一h= 热米饭盒爆炸的瞬间，盒内气体对外做功，且来不及与外界进行 72cmHg,V2=(2H-,)S=28S根据'-'，解得T, 热量交换，根据热力学第一定律可知盒内气体内能减少，温度降 低，故C正确：D.自热米饭盒爆炸，是盒内气体温度升高，气体压 420K 强急刷增大的结果，故D辑误.故选C. 【答案】(1)h1-14cm(2)T2=420K 596 对点训练 整个装置旋转过程，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积 1.解析：(1)对封闭空气，升温前，设温度为T1一300K, 压强为p1,体积为V1·则p1一pn十Pg(h1+h:)- 增大为sLn十SL。-2SL。则A·SL,=A·2SL 80 cmHg.V=IS. 2 当水银附被全部挤出粗管时，设封闭空气的温度为 解得装转后下部分气体压强为力=3P T2,压强为p2,体积为V2,水银柱长度为，则 (2)对“H”型连杆活塞整体受力分析，设活塞质量为m,活塞的重 h1S1十h,S,=hS,解得h,=6cm. 力mg方向竖直向下，上部分气体对活霉的作用力方向竖直向 P2-po+pgha-82 cmHg.V:-(h+1)S, 上，下部分气体对活塞的作用力方向竖直向下，大气压力上下部 py-V,解得T:-369K 分燕消，根据平街条件可知p1S一mg十p2S T (2)当封闭气体温度T?一492K时，设水银最低端到 解得活塞的质量为m=。三 3g 祖管上端距离为山1，则封闭空气压强为P1,体积为 2 V,,则Va=(l+h1)2S2十h,S 【答案】1)2p。京pn(2)x V2 V3 由于=，所以有元一子，解得h,=8m h: 对点训练 3.解析：(1)以两活塞和杆为整体受力分析可得 答案：(1)T2=369K(2)8cm 4mg+PoS+p3S=P S+P:3S [例2门【解析】(1)注入水银前，E气柱的压强 对上方小活塞受力分析可得mg十p,S=p1S Pg -(8/+2h)Hg-10h Hg 设注入水银后E气柱的压强为p'E,气桂的横瘦面积为S,对E 联主可得，戴气的压强为h=6g 气柱，根据玻意耳定律有pE·hS=pE·3hS (2)对于氧气，温度不变，初状态 解得pE-号Hg,剥有H-号-10h- p=5w.V=L·3S+2L·s=2Ls (2)当环境的热力学温度T一300K时，D气柱的压强 末我态设压强为p1',体积为V'=LS =(8h+2h-h)Hg=9h Hg 根据玻意耳定律知V1=p1'V 设在环境的热力学温度缓慢升高的过程中，B水银上表面下降 的高度为「，则温度升高后D气柱的压强 代入载据解得A-10g p2=[8+2h-(h-x)]Hg=(9h+x)Hg 以两活塞和杆为整体受力分析可得 时D气柱，根据理想气体的找态方程有P十)S ,解 4mg+PoS+P1'3S-P'S+P'3S T2 得r--10.2h(合去)，x-5 可得2'-28ng 3S 则有L一h十x一写h 根据理想气体秋态方程知=凸 T T 【答案】1)号k(2)gh 代入纸搭解得T一登工 考点二 (③)当大活塞附上升兰后，能续增加温度，氯气的体积不变，氯气 [例3]【解析】(1)对左、右汽虹内封闭的气体，初态压强一风· 体积V1=SH+2SH=3SH, 微等客文化根搭号一号可得A一3A,可知强度为学。时 末态压强A,体叛V,-S·2H+号H,2S-号5H。 的压强为温度为器工，的3修，但由于氯气气体分子的温度升 18 根搭玻意耳定律可得pV一PV,解得p:一17P: 高，平均速奉变大，所以单位时间内撞击客器壁的次数变多，所 (2)对右边活塞受力分析可知mg十p·2S一p2·2S,解得 m-23S 以每一次的检击力小子3倍，中骨大于宁 17g 答案：四2号)(3)大 对左侧活塞受力分析可知PS十k·立H-pS 微专题十三四类变质量问题 2PoS 解得表=7丽开 [例1]【解析】打气后，由于气体的温度不变，所以气体分子平 【答案】1当(2220S 均动能不变，球内气体分子对球内壁的平均作用力不变，并且球 17H17g 内每个气体分予对球内壁的作用力不一定增大，A错误：打气 对点训练 后，球内气体的压强变大，删球内气体分子对球内望单位面积的 2.解析：(1)初蛤时对活塞受力分析，根据平街条件 平均作用力增大，B正确：打气6次后，由玻意耳定律可得1V mg十p,S=p1S 解得初始时封闭气体的压强P1=1.1×10Pa +,×6×元V,一pV,解得-1.4am,C正确，D错误。 (2)从活塞刚要开始向上运动到活塞刚接触重物，气体为等压变 【答案】BC 化过程，删雲H [例2]【解析】(1)设贮液桶药液上方空气的体积为V,则打入 T 的空气质量与贮液桶药液上方原来的空气质量的比值为 解得，气红内气体的温度T2=500K (③)从刚接触重物到绳子拉力刚好为零，对活塞和重物整体，根 5粮据等温变化的规律与气体变质量的特点可得25，V a-V 据平衡条件p2S一p,S+mg十Mg 解得p2-1,3×103Pa +A-3.5A,解得-1oV,m-号 从刚接融重物到绳子拉力刚好为零，为等容过程，根据查理定律 (2)打开阀门K喷洒药液，贮液橘药液上方的空气温度为0.8T。, A-=解得T1-590.91K 设喷出的药液体和为△V时，药液就不能再喷出，此时贮液桶药 T2 T 液上方的空气体积V:=V十△V压强为P,由理想气体我态方 答案：(1)p1=1.1×10Pa(2)T2=500K(3)T,=590.91K 工例4门【解析】(1)整个装置旋转过程，上部分气体发生等温变 程子得品5业-欲样号△V-18业贮浅锅肉运料的药流 化，振摇城意年定律可知·5L0一·专SL 体积为V制-40Vn-△V-22Vo 解得旋转后上部分气体压强为1一2， 【答案】(110V。号 (2)22Va 597金榜题名创新高考总复习物理 专题强化二十五 应用气体实验定律解决两类模型问题 考向 1.复习巩固气体三个实验定律和理想气体状态方程；2.会分析“玻璃管液封”模型和“汽缸 定位 活塞”模型 考点一 “玻璃管液封”模型 (1)当水银刚被全部挤出粗管时，封闭空气的 角度1单独气体 温度； [例1](2025·南昌模拟)如图甲所示，两侧粗 (2)当封闭空气温度为492K时，水银柱下端 细均匀、横截面积相等、高度均为H=16cm 距粗管上端的距离。 的U形管，左管上端封闭，右管上端开口.右管中 有高h。=4cm的水银柱，水银柱上表面离管口 的距离1=10cm.管底水平段的体积可忽略，环 境温度T1=300K,大气压强p0=76cmHg (1)若从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱 之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底 部，求此时水银柱的高度h1: (2)若缓慢将U形管倒置，再对密封气体缓慢 加热，直至水银柱下表面恰与右管口平齐，如 图乙所示，求此时密封气体的温度T2: 角度2关联气体 [例2](2025·湖北十堰模拟)如图所示，“U” 形管左、右两管竖直，左管上端开口且足够长， 右管上端封闭，粗细均匀，导热性能良好.阴影 [对点训练] 1.(2025·成都一模)如图所示，一根上细下粗、 部分A,B.C为水银柱，长度分别为2h、号， 上下分别均匀且上端开口、足够长的薄壁玻璃 管中D、E为理想气体.当环境的热力学温度 管，管内有一段长度为1十h2的水银柱封住了 T1=300K时，D气柱的长度为h,E气柱的长 长度为1的可视为理想气体的空气柱.下方较 度为4h,A、C两水银柱的下端面等高.外界大 粗玻璃管横截面积为S1,上方较细玻璃管横 气压恒为8hHg,管的直径远小于h. 截面积为S2,且S1=2S2,h1=h2=2cm,l= (1)若保持环境温度不变，在左管中缓慢注人 10cm,大气压强76cmHg,气体初始温度为 水银，求当E气柱的长度变为3h时，左管中注 300K.缓慢升高空气柱温度，求： 入水银的长度H: 312 第十四章热学 (2)若不是在左管中缓慢注入水银，而是将环 角度1单独气体 境的热力学温度缓慢升高到T2=368K,求温 [例3](2023·湖北高考)如图所示，竖直放置 度升高后D气柱的长度L. 在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光 滑，横截面积分别为S、2S,由体积可忽略的细 管在底部连通.两汽缸中各有一轻质活塞将一 定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞 用轻质细弹簧相连.初始时，两汽缸内封闭气 柱的高度均为H,弹簧长度恰好为原长.现往 右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直 至右侧活塞下降H,左侧活塞上升2H.已知 大气压强为p0,重力加速度大小为g,汽缸足 够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在 弹性限度内.求： (1)最终汽缸内气体的压强； (2)弹簧的劲度系数和添加的沙子质量 考点二“汽缸活塞”模型 1.“汽缸活塞”模型的解题思路 (1)确定研究对象 研究对象分两类：①热学研究对象（一定质量 的理想气体)：②力学研究对象（汽缸、活塞或 某系统) (2)分析物理过程 ①对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态 变化过程，依据气体实验定律列出方程。 ②对力学研究对象要正确地进行受力分析，依 [对点训练 据力学规律列出方程。 2.(2025·四川眉山期末)某同学制作了一个简 (3)挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出 易的环境温度监控器，如图所示，汽缸导热，缸内 辅助方程。 温度和环境温度可以认为相等，达到监控的效 (4)多个方程联立求解.注意检验求解结果的 果.汽缸内一质量m=1kg,横截面积S=10cm 合理性 的活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞上方 2.两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸 用轻绳悬挂着矩形重物.当缸内温度为300K 之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部 时，活塞与汽缸底部的距离H=3cm,与重物 分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相 相距h=2cm,环境空气压强恒为po=1× 应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体 105Pa,重力加速度g=10m/s2,不计活塞的 积的关系式，最后联立求解. 厚度和缸壁的摩擦. 313 金榜题名创新高考总复习物理 (1)初始时封闭气体的压强。 (2)当活塞刚好接触重物时，求汽缸内气体的 温度 (3)若重物质量M=2kg,当轻绳拉力刚好为 零时，警报器开始报警，求此时汽缸内气体的 温度（结果保留两位小数） 警报器 [对点训练] 3.(2025·兰州期未)如图，上端开口 的竖直汽缸由小、大两个同轴圆筒 组成，两圆筒高均为L.两圆筒中 各有一个厚度不计的活塞，小活塞 氧气 的横截面积为S、质量为m;大活 氮气 塞的横截面积为3S、质量为3m. 两活塞用长为L的刚性杆连接，两 活塞间充有氧气，大活塞下方充有氮气.小活 塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热，开始 时，氮气和外界环境的温度均为T。,大活塞处 于大圆筒的中间位置，且刚性杆上恰无弹力. 重力加速度用g表示，外界的大气压强恒为 ,氧气和氮气均可看做理想气体。 角度2关联气体 (1)开始时氨气的压强是多少？ [例4](2022·河北高考)水平放置的气体阻 (2)通过电阻丝缓慢加热氮气，当大活塞刚上 尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔 升时，氮气的温度是多少？ 板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两 部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央 (③)当大活塞刚上升号时，设平均每个氮气分子 圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好.设汽缸 对容器壁撞击力为F,继续加热氨气，当氮气的 内、外压强均为大气压强o.活塞面积为S,隔 板两侧气体体积均为SL0,各接触面光滑.连 温度上升到，时，设平均每个氮气分子对容 杆的截面积忽略不计.现将整个装置缓慢旋转 至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来 器壁撞击为，试分析会比写大还是小 的号，设整个过程温度保持不变，求： (1)此时上、下部分气体的压强： (2)“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小 为g). 请完成提分集训（八十一） 314