专题06 气体、热力学定律（期中复习专项训练）高二物理下学期教科版

专题06 气体 热力学定律 题型1热平衡定律、热力学温标、摄氏温标（共2小题） 1．【答案】C 【详解】A．达到热平衡的物体温度相同，但内能由质量、材料、体积等因素共同决定，温度相同并不保证内能相等。例如，相同温度的一杯水和一桶水内能不同，故A错误； B．热力学温度与摄氏温度的换算关系为 ，故B错误； C．热力学温标（K）与摄氏温标（℃）的刻度间隔相同，即温度变化量与大小相等，故C正确； D．内能由分子动能和势能组成，0℃（273.15K）时分子仍有热运动，内能不为零，故D错误。 故选C。 2．【答案】C 【详解】A．根据公式T=t+273.15K 可知-33℃对应的热力学温度为-33+273.15K=240.15K 即-33℃与240.15K表示相同的温度，故A错误； B．摄氏温度可以取负值，如-10℃，而热力学温度最低为0K，不可能取负值，故B错误； C．根据公式T=t+273.15K 可知，热力学温度与摄氏温度的变化量满足 因此温度变化1℃，也就是温度变化1K，故C正确； D．初始状态热力学温度为T1=t+273.15K 末状态热力学温度为T2=2t+273.15K 温度变化量为 即温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了tK，故D错误。 故选C。 题型2状态参量（共2小题） 3． 【答案】D 【详解】根据平衡条件得 解得 故选D。 4．【答案】B 【详解】将玻璃管和水银柱作为整体，根据牛顿第二定律可得整体的加速度为 设被封闭气体的压强为，以汞柱为对象，根据牛顿第二定律可得 联立解得 故选B。 题型3玻意耳定律的理解及初步应用（共2小题） 5．【答案】C 【详解】设最多可充个气球，充气结束时储气罐内剩余气体压强等于气球压强（若储气罐压强低于则无法继续给气球充气至要求压强）。初始状态：储气罐内气体压强，体积 末状态：所有气体（储气罐内剩余气体+个气球内气体）压强均为，总体积 根据玻意耳定律，有 解得 故选C。 6． 【答案】A 【详解】CD．气缸导热良好，环境温度不变，推动活塞过程缓慢，封闭气体始终和外界环境达到热平衡，因此气体温度不变，CD错误； AB．对一定质量的理想气体，温度不变，向左推动活塞时，封闭气体体积减小，根据玻意耳定律（为恒量），体积减小则气体压强增大，因此压强变大，A正确，B错误。 故选A 。 题型4气体等温变化的图像（共2小题） 7． 【答案】C 【详解】由数学知识可知AB直线上的点，则当p=V时pV乘积最大，可知由A到B的过程中，pV乘积的数值先增加后减小，则根据pV=CT可知，气体的温度先增大后减小。 故选C。 8．【答案】C 【详解】气体从a到b为等容变化，b到c为等温变化，则p-V图像中，a到b对应V不变，且压强增大，p-V图像中的双曲线为等温线，故bc为双曲线。 故选C。 题型5查理定理的理解及初步应用（共2小题） 9． 【答案】A 【详解】如图所示，设气体的初温为，同时升高相同温度时假定水银柱不动，、B两部分气体发生等容变化，以气柱为研究对象，根据查理定律有 即 可得 同理可得 依题，所以，即同时升高相同温度时，水银柱向压强增加小的一方移动，气柱B的体积变小，的体积变大。 故选A。 10． 【答案】C 【详解】AC．分析可知左右部分气体初态压强关系为，假设两部分气体做等容变化，根据查理定律有 整理得 分析可知降低相同的温度，初态压强大的，压强减少量大，故左边气体压强减少量比右边的大，故左液面下降，右液面上升，左右水银面高度差变大；若升高相同的温度，初态压强大的，压强增量大，则左边气体压强增量比右边的大，故左液面上升，右液面下降，左右水银面高度差变小，故A错误，C正确； BD．玻璃管竖直匀速下落或玻璃管水平匀速运动，气体压强均不变，高度差不变，故BD错误。 故选C。 题型6气体等容变化的图像（共2小题） 11． 【答案】C 【详解】A．由图示图像可知，一定质量的理想气体，A→B过程气体温度升高，气体的体积V与热力学温度T成正比，由理想气体状态方程可知，该过程气体压强保持不变，故A正确； BC．由图示图像可知，B→C过程气体体积不变而温度降低，由理想气体状态方程可知，气体压强减小，故B正确，C错误； D．由图示图像可知，C→D过程气体温度不变而体积减小，由理想气体状态方程可知，气体压强增大，故D正确。 本题选择错误的，故选C。 12．【答案】D 【详解】由题意分析可知，最初活塞紧压着两个挡板，故活塞受到外部大气施加的向下的压力、内部大气施加的向上的支持力以及挡板施加的向上的支持力的作用处于平衡状态，随着汽缸内温度的升高，内部气体压强增大，内部大气对活塞施加的向上的支持力增大，而挡板施加的向上的支持力减小，故此过程为等容变化过程，在这个过程中，是一个定值，即在这个过程中，图像应该是一条过原点的倾斜直线；直到挡板施加的向上的支持力减为0后，汽缸内的气体压强等于外界大气压强，之后随着温度的升高，活塞会被向上慢慢顶起，这个过程是一个等压膨胀过程，即是一个定值，故随着温度的升高，汽缸内封闭气体的体积变大，在图像中是一条平行于轴的直线，D正确。 故选D。 题型7盖吕萨克定理的理解及初步应用（共2小题） 13． 【答案】D 【详解】AB．若使管内气体温度降低，分析易知封闭气体做等压变化，即封闭气体压强不变，可知h不变，根据盖吕萨克定律有 可知温度降低，V减小，故L减小，故AB错误； CD．若保持气体温度不变，分析易知封闭气体压强不变，因此体积也不变，即h、L都不变，故C错误，D正确。 故选D。 14． 【答案】A 【详解】在压强不变的情况下，由盖-吕萨克定律 得 所以 因为、分别是气体在和283K时的体积，而 所以 故选A。 题型8气体等压变化的图像（共2小题） 15． 【答案】D 【详解】B．从A到B气体体积增大，则单位体积内的气体分子数减小，故B错误； AC．由理想气体状态方程得 AB延长线过原点，则从A到B气体压强不变，故气体分子对器壁单位面积的作用力不变，故AC错误； D．从A到B气体温度升高，分子热运动的平均速率变大，气体分子对器壁单位面积的作用力不变，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小。故D正确。 故选D。 16． 【答案】B 【详解】A．由V－T图像可知，一定质量的理想气体从a到b为等温压缩过程 由玻意耳定律可知，体积减小，气体压强增大，故A错误； B．由V－T图像可知，ac的延长线过原点O是一条等压线，a、c两状态压强相等，故B正确； C．由理想气体状态方程可得 由V－T图像可知，从a到c过程气体V与T成正比，则气体的压强不变，状态a的温度比状态c的温度高，状态a气体分子平均动能大于状态c气体分子平均动能，状态a单个分子撞击器壁的作用力较大，由于a、c两状态压强相等，因此状态a与状态c相比较，气体分子在状态a单位时间内撞击器壁单位面积上的次数较少，故C错误； D．由V－T图像可知，一定质量的理想气体从状态c到状态d为等温膨胀过程，温度不变，气体分子的平均动能、平均速率不变，但气体膨胀后，状态c的体积小于状态d的体积，则状态c的分子密度大于状态d的分子密度，故单位时间内撞击单位面积器壁的次数状态d比状态c要少，故D错误； 故选B。 题型9理想气体的状态方程的理解及初步应用（共2小题） 17． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）此过程为等容变化，由查理定律可知 其中， 解得  （也是对的） （2）经过足够长时间，壶内气体压强与温度均与环境保持一致，若不漏气，末态气体体积为V，则有，其中 解得V =V0 从壶内逸出的气体与剩余气体质量之比为 解得 18． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设加细沙时，封闭气体的压强为， 由平衡条件可知 解得 由玻意耳定律可得 解得 （2）封闭气体温度上升至时，由理想气体状态方程可得 解得 题型10“玻璃管液封”模型（共2小题） 19． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）从清晨到中午大气压的变化可忽略不计，则气体的压强一定，根据盖吕萨克定律有 解得 （2）令中午时将活塞拔出，漏出气体的体积为，根据理想气体状态方程有 其中 解得 20． 【答案】(1)，方向竖直向下 (2) (3) 【详解】（1）静止时封闭气体压强为 体积为 匀加速直线运动时，封闭气体体积为 封闭气体等温变化，由玻意耳定律得 解得 对液柱，由牛顿第二定律得 解得 方向竖直向下。 （2）加温后，直到水银柱外溢之前，气体做等压变化；初态：， 末态： 由盖—吕萨克定律可得 即 解得 可知当温度升到时水银开始外溢。 （3）持续加温，设温度为时，管内剩余水银柱为长；初态：，， 末态：， 由理想气体状态方程可得 即 由于 为定值，则当时，即时，之积最大，则有 而当水银柱全部溢出时，， 由理想气体状态方程： 即 解得 而 因此，当温度持续加热到后，气体等温膨胀可以将水银柱全部排出。 题型11“气缸活塞类”模型（共2小题） 21． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体发生等容变化，由查理定律 解得 （2）活塞静止时，分析 A、B受力 气体发生等容变化，由查理定律 解得 22． 【答案】(1) (2) 【详解】（1） 重物刚好离开地面时，对活塞受力分析，得 解得 该过程为等容变化，根据查理定律， 解得 （2）当温度小于时，气体做等压变化 由盖-吕萨克定律，得 解得 活塞移动的距离 活塞对封闭气体做的功 题型12“变质量气体”模型（共2小题） 23． 【答案】(1)67.9°C (2)0.021m3 【详解】（1）车胎内的气体做等容变化，根据查理定律有 其中，， 代入数据解得 则 （2）根据玻意耳定律的推论有 其中，，， 代入数据求得 24． 【答案】(1)2.75atm (2) 【详解】（1）初态：压强，温度 末态：温度 根据查理定律可得 代入数据解得，轮胎内空气温度升高后，气体的压强的大小 （2）由于放气过程为等温过程，轮胎的容积不变，根据理想气体状态方程 可知，在温度T、体积V、摩尔质量M不变的情况下，压强p与质量m成正比，放气前压强，质量为，放气后压强，质量为m，则有 题型13汽缸和液柱组合模型（共2小题） 25． 【答案】(1)8cm (2)4.2cm (3)0.17cm 【详解】（1）初始状态玻璃管内气体的压强和体积分别为， 末状态玻璃管内气体的压强和体积分别为， 玻璃管内的气体做等温变化，由玻意耳定律得 求得 （2）初始状态汽缸内气体的压强和体积分别为， 末状态汽缸内气体的压强和体积分别为， 对汽缸内的气体由玻意耳定律得 求得 （3）设玻璃管重力为G，横截面积为S0，由 温度升到1.5T0，汽缸内气体体积不变，由查理定律得 解得 平衡时，对玻璃管有 解得 玻璃管内气体有 解得 玻璃管上升的高度 26．【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】（1）开始时，设A室内气体压强为，则 其中 解得B室内气体压强是 （2）开始时，设A室内气体压强为，则 A室的体积为 阀门打开后，A室内气体等温变化，稳定后压强为，则 体积设为，根据玻意耳定律有 解得 B室内气体等温变化，依题意有 ， 其中 根据玻意耳定律有 解得 则稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比为 （3）假设打开划门后，气体从升到时，活塞C恰好到达容器最左端，即A室内气体体积变为，压强始终为 即为等压变化过程，根据盖—吕萨克定律有 解得 （4）因为从继续升高到的过程中，A室内气体为等容变化过程，设其最终压强为，根据查理定律有 解得 12 / 13zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 气体 热力学定律 题型1热平衡定律、热力学温标、摄氏温标 题型9理想气体的状态方程的理解及初步应用 题型2状态参量 题型10 “玻璃管液封”模型（重点） 题型3玻意耳定律的理解及初步应用（重点） 题型11 “气缸活塞类”模型 题型4气体等温变化的图像 题型12 “变质量气体”模型 题型5查理定理的理解及初步应用（常考点） 题型13 汽缸和液柱组合模型 题型6气体等容变化的图像 题型7盖吕萨克定理的理解及初步应用（难点） 题型8气体等压变化的图像（重点） 题型1热平衡定律、热力学温标、摄氏温标（共2小题） 1．（24-25高二下·云南文山·期中）下列说法中正确的是（　　） A．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等 B．热力学温度T与摄氏温度t的关系是t＝T+273.15℃ C．热力学温标中的每升高1K与摄氏温标中的每升高1℃大小相等 D．0℃的物体内能为0 2．（25-26高二下·全国·课后作业）关于热力学温度，下列说法中正确的是（　　） A．-33℃与240.15K表示不同的温度 B．摄氏温度与热力学温度都不可能取负值 C．温度变化1℃，也就是温度变化1K D．温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了（273.15＋t）K 题型2状态参量（共2小题） 3．（25-26高三上·重庆南岸·月考）如图所示，一个圆筒形容器竖直放置，金属圆板形活塞的下表面是水平的，倾斜的上表面面积为S，上表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于（　　） A． B． C． D． 4．（2025·陕西汉中·三模）有一段12cm长汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体。若管口向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上（如图所示），在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为）为（　　） A．70cmHg B．76cmHg C．78cmHg D．80cmHg 题型3玻意耳定律的理解及初步应用（共2小题） 5．（25-26高三下·河南驻马店·开学考试）某游乐场用储气罐给气球充气。容积为的储气罐储有压强为的室温空气（视为理想气体），要求储气罐给原来无空气的气球均充气至压强为。若每个气球充气后的容积均为，室温恒定，则储气罐能给这种气球充气的最大数目为（　　） A．240 B．360 C．450 D．480 6．（2026·河北唐山·一模）如图所示，水平地面上固定一导热良好的气缸，用活塞封闭一定质量的理想气体。若气缸周围环境温度和大气压强保持不变，现向左缓慢推动活塞，则气缸内的气体（    ） A．压强变大 B．压强变小 C．温度降低 D．温度升高 题型4气体等温变化的图像（共2小题） 7．（25-26高三上·天津宁河·月考）一定质量的气体由状态 A 变到状态 B 的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（　　） A．一直下降 B．先下降后上升 C．先上升后下降 D．一直上升 8．（2025·天津·二模）如图所示，p-T图上的图线abc表示一定质量的理想气体的状态变化过程，此过程在p-V图上的图线应为（　　） A． B． C． D． 题型5查理定理的理解及初步应用（共2小题） 9．（25-26高二下·全国·期中）如图所示，两端封闭的U形玻璃管中装有水银，并在上端封有理想气体，温度相同，现将管放在沸水中使两段气体同时升高相同温度，则下面说法中正确的是（　　） A．气柱B的体积变小 B．气柱A的体积变小 C．气柱B的体积变大 D．无法判断气柱体积的变化过程 10．（24-25高二下·四川资阳·期中）如图，U形玻璃管两端封闭竖直静置，管内水银柱把管内气体分成两部分，此时两边气体温度相同，管内水银面高度差为。若要使左右水银面高度差变小，则可行的方法是（　　） A．同时降低相同的温度 B．玻璃管竖直匀速下落 C．同时升高相同的温度 D．玻璃管水平匀速运动 题型6气体等容变化的图像（共2小题） 11．（24-25高二下·陕西榆林·期中）如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断错误的是（    ） A．A→B过程温度升高，压强不变 B．B→C过程体积不变，压强变小 C．B→C过程体积不变，压强不变 D．C→D过程体积变小，压强变大 12．（24-25高二下·湖南长沙·期中）如图所示，在水平地面上固定一个U形汽缸，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁摩擦不计，外界大气压为，活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则图中能反映汽缸内气体的压强随热力学温度变化的图像的是（　　） A． B． C． D． 题型7盖吕萨克定理的理解及初步应用（共2小题） 13．（24-25高二下·内蒙古赤峰·期中）如图，两端开口的长玻璃管竖直插入水银槽中，管内一小段水银柱封闭了一段长为L的理想气体，此时槽中水银面与管内下方的水银面的高度差为h。下列说法正确的是（　　） A．若使管内气体温度降低，则L和h都变小 B．若使管内气体温度降低，则L增大，h不变 C．若保持气体温度不变，将玻璃管缓慢向上提一小段距离，则L和h都变大 D．若保持气体温度不变，将玻璃管缓慢向上提一小段距离，则L和h都不变 14．（22-23高二下·河南郑州·月考）一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由升高到，体积的增量为；温度由283K升高到288K，体积的增量为，则（　　） A． B． C． D．无法确定 题型8气体等压变化的图像（共2小题） 15．（23-24高二下·福建厦门·期中）如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，则该过程中（　　） A．气体的压强增大 B．单位体积内的气体分子数不变 C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小 D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 16．（24-25高二下·四川泸州·期中）现有一定质量的理想气体，让其从状态a开始，经历过程ab、bc、cd、da回到原状态a，其V－T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列说法正确的是（　　） A．气体从a到b的过程中压强一直减小 B．状态a与状态c理想气体的压强相等 C．气体分子在状态a与状态c单位时间内撞击单位面积器壁的次数相等 D．气体分子在状态c与状态d单位时间内撞击单位面积器壁的次数相等 题型9理想气体的状态方程的理解及初步应用（共2小题） 17．（25-26高三上·江苏南京·期中）容积为3L的保温壶，向壶内倒入2L热水，然后盖上壶盖，此时壶内气体压强为1.5p0、温度为360K。不计壶内水的蒸发和凝结，壶内气体视为理想气体。 (1)若保温壶不漏气，经24h后壶内温度下降了30K，求此时壶内气体压强； (2)若保温壶漏气，足够长时间后，求壶内逸出的气体与剩余气体质量之比。（已知环境大气压强为p0、温度为300K） 18．（25-26高三上·湖北·期中）有的固体形状不规则，且不能够浸入液体中来测量它的体积。某学生设计了如图所示的装置来测定此类固体的体积。放置于水平地面上的导热汽缸横截面积S，将一个不规则的固体放置在汽缸中，用轻质活塞密封一定质量的理想气体，封闭气体的高度。然后缓慢地向活塞上面加细沙，当封闭气体高度变为时，所加细沙的质量。外界温度恒为，大气压强恒为，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，活塞始终未与不规则固体接触，重力加速度。 (1)若封闭气体的温度不发生变化，求不规则固体的体积； (2)若汽缸导热性能不够理想，加上的细沙后读取气体温度时封闭气体温度已上升至T2，求此时不规则固体的实际体积。 题型10“玻璃管液封”模型（共2小题） 19．（2024·河北雄安·模拟预测）小华在家利用如图所示的装置通过简单易行的方法测量一个罐头瓶的体积。横截面积为S的吸管与罐头瓶的连接处气密性良好，细管中装有一小段水柱，如图甲所示。清晨时小华测出水柱下端到瓶盖处的高度（图甲中两虚线间距）为，从家中的温度计上读出环境的温度为。中午时再次测出上述两个物理量分别为和，两温度值均已换算成热力学温度。清晨时大气压为，瓶中气体可视为理想气体： (1)若从清晨到中午大气压的变化可忽略不计，试估算罐头瓶的体积； (2)若第二天清晨将细管和水柱取走，用适当大小的活塞将瓶口塞住，如图乙所示，此时瓶中气体的质量为，到中午时将活塞拔出，一小段时间后再将瓶口堵住，此时瓶中气体的质量为。若中午的大气压变为（），求。 20．（24-25高二下·辽宁·期中）如图，一玻璃管长，开口向上竖直放置，用长的水银封闭一段长为的空气柱，大气压强为，环境温度为，重力加速度。 (1)若保持气体温度不变，将玻璃管沿竖直方向做匀加速直线运动，稳定后空气柱长度变为，求玻璃管的加速度大小及方向； (2)玻璃管保持竖直状态静止，缓慢对气体加热，气体温度上升到多少时，水银柱刚好开始外溢（即水银柱上表面与玻璃管口平齐）？ (3)在问题（2）中，为了让水银柱全部溢出（即水银柱下表面与玻璃管口平齐），至少需要将气体加热到多少？ 题型11“气缸活塞类”模型（共2小题） 21．（2025·湖北武汉·模拟预测）如图所示，两端开口的导热汽缸竖直放置，用轻杆连接的A、B两活塞面积分别为、，质量分别为、1kg。用销钉P将A栓住，环境温度为300K，封闭气体压强为。已知大气压强，重力加速度大小g取，不计一切摩擦，缸内气体可视为理想气体。 (1)当环境温度变为285K时，求封闭气体的压强。 (2)当环境温度变为多少时，拔掉销钉后活塞还能保持静止？ 22．（2025·云南昆明·模拟预测）如图所示，一气缸固定在水平桌面上，气缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞横截面积为。活塞与气缸壁导热良好，活塞可在气缸中无摩擦滑动，轻绳跨过定滑轮将活塞和地面上质量为的重物连接。开始时绳子刚好伸直且张力为零，活塞离缸底距离为，此时缸内气体的压强，温度，外界大气压强。取重力加速度，缓慢降低缸内气体的温度，不计绳与滑轮间的摩擦，求： (1)重物刚好离开地面时，缸内气体的温度； (2)缸内气体的温度降低到时，活塞对封闭气体做的功 题型12“变质量气体”模型（共2小题） 23．（25-26高三上·广东揭阳·期中）近年新生产的汽车通常都配备有胎压监测系统，这对行车安全至关重要。一辆汽车在刚启动时，的气温下，汽车监测到的胎压为（），汽车在高速行驶时，车胎因反复形变而升温，车胎内气压随之升高，该汽车在高速行驶一段时间后监测到胎压为2.5atm，车胎不漏气，忽略车胎因温度变化而发生的体积变化。 (1)在高速行驶监测到胎压为2.5atm时，车胎内的温度为多少摄氏度？（计算结果保留到小数点后一位） (2)该汽车轮胎的容积是，轮胎原有1.5atm的空气。在向轮胎内充气过程中，若要满足胎压为2.2atm，应向轮胎里打进1atm的空气的体积是多少？（保持不变） 24．（25-26高三上·湖南·期中）小刚家今年买了一辆新能源汽车，能实时监测汽车轮胎内气体压强和温度。长沙的夏天天气炎热，小刚家的车一般停放在地下车库内。某天车内仪表盘实时显示四个轮胎内的气压均为，温度为小刚爸爸开车带他去商场购物，将车停在商场外的停车场。从商场出来后，小刚爸爸发现轮胎内空气的温度升高到了忽略轮胎容积的变化，求： (1)轮胎内空气温度升高后，气体的压强p2的大小； (2)小刚的爸爸担心胎压过高，就给车胎慢慢放气，直至将胎压恢复到。假设此过程中胎内气体温度不变，则放气结束后，车胎内剩余气体的质量与轮胎内原来气体质量m0的比值。 题型13汽缸和液柱组合模型（共2小题） 25．（24-25高二下·河北邯郸·期中）如图所示，开口向上的汽缸内盛有一定深度的水银，一粗细均匀、长度l=16cm且下端开口的细玻璃管竖直漂浮在水银中。平衡时，玻璃管露出水银面的高度和进入玻璃管中的水银柱长度均为h1=4cm，轻质活塞到水银面的高度h0=11.8cm，水银面上方的气体压强p0=76cmHg。现施加外力使活塞缓慢向下移动，当玻璃管内气体的压强p2=126cmHg时，玻璃管上端恰好与水银面齐平，活塞与汽缸壁间的摩擦不计且密封性良好，玻璃管的横截面积远小于汽缸的横截面积，整个过程中各部分气体的温度保持T0不变，求： (1)此时玻璃管中的水银柱长度h2； (2)整个过程中活塞向下移动的距离； (3)保持活塞移动后位置不变，将各部分气体温度均升高到1.5T0，平衡时，玻璃管上升的高度（保留两位小数）。 26．（22-23高二下·山东聊城·期中）如图所示，一定质量的气体放在体积为的导热容器中，室温，有一光滑导热活塞C（体积忽略不计）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的三倍，A室容器上连接有一管内体积不计的足够长的形管，两侧水银柱高度差为，A内有体积可以忽略的电阻丝，B室容器可通过一阀门K与大气相通。已知外界大气压。 （1）此时B室内气体压强是多少? （2）若A室内气体的温度保持不变，将阀门K打开，稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比是多少? （3）若打开阀门K稳定后，给A室内的电阻丝通电，将A室内气体温度加热到多少K时，活塞C恰好到达容器的最左端? （4）若在（3）中，将A室内气体温度继续加热到时，求此时A室内气体的压强。 12 / 12zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 气体 热力学定律 题型1热平衡定律、热力学温标、摄氏温标 题型9理想气体的状态方程的理解及初步应用 题型2状态参量 题型10 “玻璃管液封”模型（重点） 题型3玻意耳定律的理解及初步应用（重点） 题型11 “气缸活塞类”模型 题型4气体等温变化的图像 题型12 “变质量气体”模型 题型5查理定理的理解及初步应用（常考点） 题型13 汽缸和液柱组合模型 题型6气体等容变化的图像 题型7盖吕萨克定理的理解及初步应用（难点） 题型8气体等压变化的图像（重点） 题型1热平衡定律、热力学温标、摄氏温标（共2小题） 1．（24-25高二下·云南文山·期中）下列说法中正确的是（　　） A．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等 B．热力学温度T与摄氏温度t的关系是t＝T+273.15℃ C．热力学温标中的每升高1K与摄氏温标中的每升高1℃大小相等 D．0℃的物体内能为0 【答案】C 【详解】A．达到热平衡的物体温度相同，但内能由质量、材料、体积等因素共同决定，温度相同并不保证内能相等。例如，相同温度的一杯水和一桶水内能不同，故A错误； B．热力学温度与摄氏温度的换算关系为 ，故B错误； C．热力学温标（K）与摄氏温标（℃）的刻度间隔相同，即温度变化量与大小相等，故C正确； D．内能由分子动能和势能组成，0℃（273.15K）时分子仍有热运动，内能不为零，故D错误。 故选C。 2．（25-26高二下·全国·课后作业）关于热力学温度，下列说法中正确的是（　　） A．-33℃与240.15K表示不同的温度 B．摄氏温度与热力学温度都不可能取负值 C．温度变化1℃，也就是温度变化1K D．温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了（273.15＋t）K 【答案】C 【详解】A．根据公式T=t+273.15K 可知-33℃对应的热力学温度为-33+273.15K=240.15K 即-33℃与240.15K表示相同的温度，故A错误； B．摄氏温度可以取负值，如-10℃，而热力学温度最低为0K，不可能取负值，故B错误； C．根据公式T=t+273.15K 可知，热力学温度与摄氏温度的变化量满足 因此温度变化1℃，也就是温度变化1K，故C正确； D．初始状态热力学温度为T1=t+273.15K 末状态热力学温度为T2=2t+273.15K 温度变化量为 即温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了tK，故D错误。 故选C。 题型2状态参量（共2小题） 3．（25-26高三上·重庆南岸·月考）如图所示，一个圆筒形容器竖直放置，金属圆板形活塞的下表面是水平的，倾斜的上表面面积为S，上表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据平衡条件得 解得 故选D。 4．（2025·陕西汉中·三模）有一段12cm长汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体。若管口向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上（如图所示），在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为）为（　　） A．70cmHg B．76cmHg C．78cmHg D．80cmHg 【答案】B 【详解】将玻璃管和水银柱作为整体，根据牛顿第二定律可得整体的加速度为 设被封闭气体的压强为，以汞柱为对象，根据牛顿第二定律可得 联立解得 故选B。 题型3玻意耳定律的理解及初步应用（共2小题） 5．（25-26高三下·河南驻马店·开学考试）某游乐场用储气罐给气球充气。容积为的储气罐储有压强为的室温空气（视为理想气体），要求储气罐给原来无空气的气球均充气至压强为。若每个气球充气后的容积均为，室温恒定，则储气罐能给这种气球充气的最大数目为（　　） A．240 B．360 C．450 D．480 【答案】C 【详解】设最多可充个气球，充气结束时储气罐内剩余气体压强等于气球压强（若储气罐压强低于则无法继续给气球充气至要求压强）。初始状态：储气罐内气体压强，体积 末状态：所有气体（储气罐内剩余气体+个气球内气体）压强均为，总体积 根据玻意耳定律，有 解得 故选C。 6．（2026·河北唐山·一模）如图所示，水平地面上固定一导热良好的气缸，用活塞封闭一定质量的理想气体。若气缸周围环境温度和大气压强保持不变，现向左缓慢推动活塞，则气缸内的气体（    ） A．压强变大 B．压强变小 C．温度降低 D．温度升高 【答案】A 【详解】CD．气缸导热良好，环境温度不变，推动活塞过程缓慢，封闭气体始终和外界环境达到热平衡，因此气体温度不变，CD错误； AB．对一定质量的理想气体，温度不变，向左推动活塞时，封闭气体体积减小，根据玻意耳定律（为恒量），体积减小则气体压强增大，因此压强变大，A正确，B错误。 故选A 。 题型4气体等温变化的图像（共2小题） 7．（25-26高三上·天津宁河·月考）一定质量的气体由状态 A 变到状态 B 的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（　　） A．一直下降 B．先下降后上升 C．先上升后下降 D．一直上升 【答案】C 【详解】由数学知识可知AB直线上的点，则当p=V时pV乘积最大，可知由A到B的过程中，pV乘积的数值先增加后减小，则根据pV=CT可知，气体的温度先增大后减小。 故选C。 8．（2025·天津·二模）如图所示，p-T图上的图线abc表示一定质量的理想气体的状态变化过程，此过程在p-V图上的图线应为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】气体从a到b为等容变化，b到c为等温变化，则p-V图像中，a到b对应V不变，且压强增大，p-V图像中的双曲线为等温线，故bc为双曲线。 故选C。 题型5查理定理的理解及初步应用（共2小题） 9．（25-26高二下·全国·期中）如图所示，两端封闭的U形玻璃管中装有水银，并在上端封有理想气体，温度相同，现将管放在沸水中使两段气体同时升高相同温度，则下面说法中正确的是（　　） A．气柱B的体积变小 B．气柱A的体积变小 C．气柱B的体积变大 D．无法判断气柱体积的变化过程 【答案】A 【详解】如图所示，设气体的初温为，同时升高相同温度时假定水银柱不动，、B两部分气体发生等容变化，以气柱为研究对象，根据查理定律有 即 可得 同理可得 依题，所以，即同时升高相同温度时，水银柱向压强增加小的一方移动，气柱B的体积变小，的体积变大。 故选A。 10．（24-25高二下·四川资阳·期中）如图，U形玻璃管两端封闭竖直静置，管内水银柱把管内气体分成两部分，此时两边气体温度相同，管内水银面高度差为。若要使左右水银面高度差变小，则可行的方法是（　　） A．同时降低相同的温度 B．玻璃管竖直匀速下落 C．同时升高相同的温度 D．玻璃管水平匀速运动 【答案】C 【详解】AC．分析可知左右部分气体初态压强关系为，假设两部分气体做等容变化，根据查理定律有 整理得 分析可知降低相同的温度，初态压强大的，压强减少量大，故左边气体压强减少量比右边的大，故左液面下降，右液面上升，左右水银面高度差变大；若升高相同的温度，初态压强大的，压强增量大，则左边气体压强增量比右边的大，故左液面上升，右液面下降，左右水银面高度差变小，故A错误，C正确； BD．玻璃管竖直匀速下落或玻璃管水平匀速运动，气体压强均不变，高度差不变，故BD错误。 故选C。 题型6气体等容变化的图像（共2小题） 11．（24-25高二下·陕西榆林·期中）如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断错误的是（    ） A．A→B过程温度升高，压强不变 B．B→C过程体积不变，压强变小 C．B→C过程体积不变，压强不变 D．C→D过程体积变小，压强变大 【答案】C 【详解】A．由图示图像可知，一定质量的理想气体，A→B过程气体温度升高，气体的体积V与热力学温度T成正比，由理想气体状态方程可知，该过程气体压强保持不变，故A正确； BC．由图示图像可知，B→C过程气体体积不变而温度降低，由理想气体状态方程可知，气体压强减小，故B正确，C错误； D．由图示图像可知，C→D过程气体温度不变而体积减小，由理想气体状态方程可知，气体压强增大，故D正确。 本题选择错误的，故选C。 12．（24-25高二下·湖南长沙·期中）如图所示，在水平地面上固定一个U形汽缸，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁摩擦不计，外界大气压为，活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则图中能反映汽缸内气体的压强随热力学温度变化的图像的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题意分析可知，最初活塞紧压着两个挡板，故活塞受到外部大气施加的向下的压力、内部大气施加的向上的支持力以及挡板施加的向上的支持力的作用处于平衡状态，随着汽缸内温度的升高，内部气体压强增大，内部大气对活塞施加的向上的支持力增大，而挡板施加的向上的支持力减小，故此过程为等容变化过程，在这个过程中，是一个定值，即在这个过程中，图像应该是一条过原点的倾斜直线；直到挡板施加的向上的支持力减为0后，汽缸内的气体压强等于外界大气压强，之后随着温度的升高，活塞会被向上慢慢顶起，这个过程是一个等压膨胀过程，即是一个定值，故随着温度的升高，汽缸内封闭气体的体积变大，在图像中是一条平行于轴的直线，D正确。 故选D。 题型7盖吕萨克定理的理解及初步应用（共2小题） 13．（24-25高二下·内蒙古赤峰·期中）如图，两端开口的长玻璃管竖直插入水银槽中，管内一小段水银柱封闭了一段长为L的理想气体，此时槽中水银面与管内下方的水银面的高度差为h。下列说法正确的是（　　） A．若使管内气体温度降低，则L和h都变小 B．若使管内气体温度降低，则L增大，h不变 C．若保持气体温度不变，将玻璃管缓慢向上提一小段距离，则L和h都变大 D．若保持气体温度不变，将玻璃管缓慢向上提一小段距离，则L和h都不变 【答案】D 【详解】AB．若使管内气体温度降低，分析易知封闭气体做等压变化，即封闭气体压强不变，可知h不变，根据盖吕萨克定律有 可知温度降低，V减小，故L减小，故AB错误； CD．若保持气体温度不变，分析易知封闭气体压强不变，因此体积也不变，即h、L都不变，故C错误，D正确。 故选D。 14．（22-23高二下·河南郑州·月考）一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由升高到，体积的增量为；温度由283K升高到288K，体积的增量为，则（　　） A． B． C． D．无法确定 【答案】A 【详解】在压强不变的情况下，由盖-吕萨克定律 得 所以 因为、分别是气体在和283K时的体积，而 所以 故选A。 题型8气体等压变化的图像（共2小题） 15．（23-24高二下·福建厦门·期中）如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，则该过程中（　　） A．气体的压强增大 B．单位体积内的气体分子数不变 C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小 D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 【答案】D 【详解】B．从A到B气体体积增大，则单位体积内的气体分子数减小，故B错误； AC．由理想气体状态方程得 AB延长线过原点，则从A到B气体压强不变，故气体分子对器壁单位面积的作用力不变，故AC错误； D．从A到B气体温度升高，分子热运动的平均速率变大，气体分子对器壁单位面积的作用力不变，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小。故D正确。 故选D。 16．（24-25高二下·四川泸州·期中）现有一定质量的理想气体，让其从状态a开始，经历过程ab、bc、cd、da回到原状态a，其V－T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列说法正确的是（　　） A．气体从a到b的过程中压强一直减小 B．状态a与状态c理想气体的压强相等 C．气体分子在状态a与状态c单位时间内撞击单位面积器壁的次数相等 D．气体分子在状态c与状态d单位时间内撞击单位面积器壁的次数相等 【答案】B 【详解】A．由V－T图像可知，一定质量的理想气体从a到b为等温压缩过程 由玻意耳定律可知，体积减小，气体压强增大，故A错误； B．由V－T图像可知，ac的延长线过原点O是一条等压线，a、c两状态压强相等，故B正确； C．由理想气体状态方程可得 由V－T图像可知，从a到c过程气体V与T成正比，则气体的压强不变，状态a的温度比状态c的温度高，状态a气体分子平均动能大于状态c气体分子平均动能，状态a单个分子撞击器壁的作用力较大，由于a、c两状态压强相等，因此状态a与状态c相比较，气体分子在状态a单位时间内撞击器壁单位面积上的次数较少，故C错误； D．由V－T图像可知，一定质量的理想气体从状态c到状态d为等温膨胀过程，温度不变，气体分子的平均动能、平均速率不变，但气体膨胀后，状态c的体积小于状态d的体积，则状态c的分子密度大于状态d的分子密度，故单位时间内撞击单位面积器壁的次数状态d比状态c要少，故D错误； 故选B。 题型9理想气体的状态方程的理解及初步应用（共2小题） 17．（25-26高三上·江苏南京·期中）容积为3L的保温壶，向壶内倒入2L热水，然后盖上壶盖，此时壶内气体压强为1.5p0、温度为360K。不计壶内水的蒸发和凝结，壶内气体视为理想气体。 (1)若保温壶不漏气，经24h后壶内温度下降了30K，求此时壶内气体压强； (2)若保温壶漏气，足够长时间后，求壶内逸出的气体与剩余气体质量之比。（已知环境大气压强为p0、温度为300K） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）此过程为等容变化，由查理定律可知 其中， 解得  （也是对的） （2）经过足够长时间，壶内气体压强与温度均与环境保持一致，若不漏气，末态气体体积为V，则有，其中 解得V =V0 从壶内逸出的气体与剩余气体质量之比为 解得 18．（25-26高三上·湖北·期中）有的固体形状不规则，且不能够浸入液体中来测量它的体积。某学生设计了如图所示的装置来测定此类固体的体积。放置于水平地面上的导热汽缸横截面积S，将一个不规则的固体放置在汽缸中，用轻质活塞密封一定质量的理想气体，封闭气体的高度。然后缓慢地向活塞上面加细沙，当封闭气体高度变为时，所加细沙的质量。外界温度恒为，大气压强恒为，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，活塞始终未与不规则固体接触，重力加速度。 (1)若封闭气体的温度不发生变化，求不规则固体的体积； (2)若汽缸导热性能不够理想，加上的细沙后读取气体温度时封闭气体温度已上升至T2，求此时不规则固体的实际体积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设加细沙时，封闭气体的压强为， 由平衡条件可知 解得 由玻意耳定律可得 解得 （2）封闭气体温度上升至时，由理想气体状态方程可得 解得 题型10“玻璃管液封”模型（共2小题） 19．（2024·河北雄安·模拟预测）小华在家利用如图所示的装置通过简单易行的方法测量一个罐头瓶的体积。横截面积为S的吸管与罐头瓶的连接处气密性良好，细管中装有一小段水柱，如图甲所示。清晨时小华测出水柱下端到瓶盖处的高度（图甲中两虚线间距）为，从家中的温度计上读出环境的温度为。中午时再次测出上述两个物理量分别为和，两温度值均已换算成热力学温度。清晨时大气压为，瓶中气体可视为理想气体： (1)若从清晨到中午大气压的变化可忽略不计，试估算罐头瓶的体积； (2)若第二天清晨将细管和水柱取走，用适当大小的活塞将瓶口塞住，如图乙所示，此时瓶中气体的质量为，到中午时将活塞拔出，一小段时间后再将瓶口堵住，此时瓶中气体的质量为。若中午的大气压变为（），求。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）从清晨到中午大气压的变化可忽略不计，则气体的压强一定，根据盖吕萨克定律有 解得 （2）令中午时将活塞拔出，漏出气体的体积为，根据理想气体状态方程有 其中 解得 20．（24-25高二下·辽宁·期中）如图，一玻璃管长，开口向上竖直放置，用长的水银封闭一段长为的空气柱，大气压强为，环境温度为，重力加速度。 (1)若保持气体温度不变，将玻璃管沿竖直方向做匀加速直线运动，稳定后空气柱长度变为，求玻璃管的加速度大小及方向； (2)玻璃管保持竖直状态静止，缓慢对气体加热，气体温度上升到多少时，水银柱刚好开始外溢（即水银柱上表面与玻璃管口平齐）？ (3)在问题（2）中，为了让水银柱全部溢出（即水银柱下表面与玻璃管口平齐），至少需要将气体加热到多少？ 【答案】(1)，方向竖直向下 (2) (3) 【详解】（1）静止时封闭气体压强为 体积为 匀加速直线运动时，封闭气体体积为 封闭气体等温变化，由玻意耳定律得 解得 对液柱，由牛顿第二定律得 解得 方向竖直向下。 （2）加温后，直到水银柱外溢之前，气体做等压变化；初态：， 末态： 由盖—吕萨克定律可得 即 解得 可知当温度升到时水银开始外溢。 （3）持续加温，设温度为时，管内剩余水银柱为长；初态：，， 末态：， 由理想气体状态方程可得 即 由于 为定值，则当时，即时，之积最大，则有 而当水银柱全部溢出时，， 由理想气体状态方程： 即 解得 而 因此，当温度持续加热到后，气体等温膨胀可以将水银柱全部排出。 题型11“气缸活塞类”模型（共2小题） 21．（2025·湖北武汉·模拟预测）如图所示，两端开口的导热汽缸竖直放置，用轻杆连接的A、B两活塞面积分别为、，质量分别为、1kg。用销钉P将A栓住，环境温度为300K，封闭气体压强为。已知大气压强，重力加速度大小g取，不计一切摩擦，缸内气体可视为理想气体。 (1)当环境温度变为285K时，求封闭气体的压强。 (2)当环境温度变为多少时，拔掉销钉后活塞还能保持静止？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体发生等容变化，由查理定律 解得 （2）活塞静止时，分析 A、B受力 气体发生等容变化，由查理定律 解得 22．（2025·云南昆明·模拟预测）如图所示，一气缸固定在水平桌面上，气缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞横截面积为。活塞与气缸壁导热良好，活塞可在气缸中无摩擦滑动，轻绳跨过定滑轮将活塞和地面上质量为的重物连接。开始时绳子刚好伸直且张力为零，活塞离缸底距离为，此时缸内气体的压强，温度，外界大气压强。取重力加速度，缓慢降低缸内气体的温度，不计绳与滑轮间的摩擦，求： (1)重物刚好离开地面时，缸内气体的温度； (2)缸内气体的温度降低到时，活塞对封闭气体做的功 【答案】(1) (2) 【详解】（1） 重物刚好离开地面时，对活塞受力分析，得 解得 该过程为等容变化，根据查理定律， 解得 （2）当温度小于时，气体做等压变化 由盖-吕萨克定律，得 解得 活塞移动的距离 活塞对封闭气体做的功 题型12“变质量气体”模型（共2小题） 23．（25-26高三上·广东揭阳·期中）近年新生产的汽车通常都配备有胎压监测系统，这对行车安全至关重要。一辆汽车在刚启动时，的气温下，汽车监测到的胎压为（），汽车在高速行驶时，车胎因反复形变而升温，车胎内气压随之升高，该汽车在高速行驶一段时间后监测到胎压为2.5atm，车胎不漏气，忽略车胎因温度变化而发生的体积变化。 (1)在高速行驶监测到胎压为2.5atm时，车胎内的温度为多少摄氏度？（计算结果保留到小数点后一位） (2)该汽车轮胎的容积是，轮胎原有1.5atm的空气。在向轮胎内充气过程中，若要满足胎压为2.2atm，应向轮胎里打进1atm的空气的体积是多少？（保持不变） 【答案】(1)67.9°C (2)0.021m3 【详解】（1）车胎内的气体做等容变化，根据查理定律有 其中，， 代入数据解得 则 （2）根据玻意耳定律的推论有 其中，，， 代入数据求得 24．（25-26高三上·湖南·期中）小刚家今年买了一辆新能源汽车，能实时监测汽车轮胎内气体压强和温度。长沙的夏天天气炎热，小刚家的车一般停放在地下车库内。某天车内仪表盘实时显示四个轮胎内的气压均为，温度为小刚爸爸开车带他去商场购物，将车停在商场外的停车场。从商场出来后，小刚爸爸发现轮胎内空气的温度升高到了忽略轮胎容积的变化，求： (1)轮胎内空气温度升高后，气体的压强p2的大小； (2)小刚的爸爸担心胎压过高，就给车胎慢慢放气，直至将胎压恢复到。假设此过程中胎内气体温度不变，则放气结束后，车胎内剩余气体的质量与轮胎内原来气体质量m0的比值。 【答案】(1)2.75atm (2) 【详解】（1）初态：压强，温度 末态：温度 根据查理定律可得 代入数据解得，轮胎内空气温度升高后，气体的压强的大小 （2）由于放气过程为等温过程，轮胎的容积不变，根据理想气体状态方程 可知，在温度T、体积V、摩尔质量M不变的情况下，压强p与质量m成正比，放气前压强，质量为，放气后压强，质量为m，则有 题型13汽缸和液柱组合模型（共2小题） 25．（24-25高二下·河北邯郸·期中）如图所示，开口向上的汽缸内盛有一定深度的水银，一粗细均匀、长度l=16cm且下端开口的细玻璃管竖直漂浮在水银中。平衡时，玻璃管露出水银面的高度和进入玻璃管中的水银柱长度均为h1=4cm，轻质活塞到水银面的高度h0=11.8cm，水银面上方的气体压强p0=76cmHg。现施加外力使活塞缓慢向下移动，当玻璃管内气体的压强p2=126cmHg时，玻璃管上端恰好与水银面齐平，活塞与汽缸壁间的摩擦不计且密封性良好，玻璃管的横截面积远小于汽缸的横截面积，整个过程中各部分气体的温度保持T0不变，求： (1)此时玻璃管中的水银柱长度h2； (2)整个过程中活塞向下移动的距离； (3)保持活塞移动后位置不变，将各部分气体温度均升高到1.5T0，平衡时，玻璃管上升的高度（保留两位小数）。 【答案】(1)8cm (2)4.2cm (3)0.17cm 【详解】（1）初始状态玻璃管内气体的压强和体积分别为， 末状态玻璃管内气体的压强和体积分别为， 玻璃管内的气体做等温变化，由玻意耳定律得 求得 （2）初始状态汽缸内气体的压强和体积分别为， 末状态汽缸内气体的压强和体积分别为， 对汽缸内的气体由玻意耳定律得 求得 （3）设玻璃管重力为G，横截面积为S0，由 温度升到1.5T0，汽缸内气体体积不变，由查理定律得 解得 平衡时，对玻璃管有 解得 玻璃管内气体有 解得 玻璃管上升的高度 26．（22-23高二下·山东聊城·期中）如图所示，一定质量的气体放在体积为的导热容器中，室温，有一光滑导热活塞C（体积忽略不计）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的三倍，A室容器上连接有一管内体积不计的足够长的形管，两侧水银柱高度差为，A内有体积可以忽略的电阻丝，B室容器可通过一阀门K与大气相通。已知外界大气压。 （1）此时B室内气体压强是多少? （2）若A室内气体的温度保持不变，将阀门K打开，稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比是多少? （3）若打开阀门K稳定后，给A室内的电阻丝通电，将A室内气体温度加热到多少K时，活塞C恰好到达容器的最左端? （4）若在（3）中，将A室内气体温度继续加热到时，求此时A室内气体的压强。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】（1）开始时，设A室内气体压强为，则 其中 解得B室内气体压强是 （2）开始时，设A室内气体压强为，则 A室的体积为 阀门打开后，A室内气体等温变化，稳定后压强为，则 体积设为，根据玻意耳定律有 解得 B室内气体等温变化，依题意有 ， 其中 根据玻意耳定律有 解得 则稳定后B室内剩余气体的质量和B室原有气体质量之比为 （3）假设打开划门后，气体从升到时，活塞C恰好到达容器最左端，即A室内气体体积变为，压强始终为 即为等压变化过程，根据盖—吕萨克定律有 解得 （4）因为从继续升高到的过程中，A室内气体为等容变化过程，设其最终压强为，根据查理定律有 解得 24 / 24zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $