15.5 气体的实验定律 讲义 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理讲义聚焦气体实验定律高考核心考点，按玻意耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律系统梳理内容、方程及图像规律，通过考点梳理、方法指导、真题讲解（含海南、云南等高考题）构建知识网络，助力学生突破等温、等容、等压变化难点。 资料以科学思维和物理观念为导向，创新设计图像对比分析（如p-V与p-1/V图像斜率意义）及实际情境例题（如伽利略温度计），培养模型建构与科学推理能力。作业分层设置基础题与高考真题，确保高效复习，为教师把控节奏和提升学生应考能力提供有力支持。

§15.5 气体的实验定律 (一)玻意耳定律（等温变化规律) 1.定律内容：一定质量的某种气体，在温度不变时压强卫与体积V成反比 2.气态方程：p行、p=C或p=p或Ax兰 T<T 2 T1<T2 1 3.卫-V图像：双曲线的一支（乘积面积反映温度） 1 1/W 卫-二图像：过原点的直线（图线斜率k∝T) 等温线 【例1】（海南高考题）如图所示，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体 封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸 移动了距离d。己知大气压强为p,不计气缸和活塞间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p；整个过程 温度保持不变。求小车加速度的大小。 左 右 【答案】 PoSd (L-dm 2m7777170701770 【解析】 以缸内被封闭气体为研究对象 静止时：压强=%，体积=LS:加速时：压强设为，体积=(L-)8 气体做等温变化，则 pW=p,W→PB=iaP 由牛顿第二定律，得活塞的加速度，即小车的加速度 a=PS-PoSPoSd m （L-d)m (二)查理定律（等容变化规律) 1.定律内容：一定质量的某种气体，在体积不变时压强p与热力学温度T成正比 2气态方程：pxT、号-c或会-会或公- 名 TT p T < K 3.pT图像：过原点的直线（图线斜率kx立 2 TIK -273.150 t/℃ p-t图像：延长过t轴-273.15℃处（图线斜率ko 等容线 【例2】(2025年云南卷)图甲为153年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图 乙所示。硬质玻璃泡α内封有一定质量的气体（视为理想气体），与α相连的b管插在水槽中固定， b管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b管的体积与α泡的体积相比可忽略不计，在标准大 气压o下，b管上的刻度可以直接读出环境温度。则在p加下() A.环境温度升高时，b管中液面升高 B.环境温度降低时，b管中液面升高 C.水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小D.水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大 【答案】BD 【解析】 AB:忽略D管的体积，则泡中的气体可认为是做等容变化，据查理定律有卫=C一P=CT(C为定值) T 设细管内外的水为h,则：泡内气体压强p=P,-Pgh→h=P-卫=P。-CT pg pg a 由上式可见：温度T升高，则变小，b管中液面下降，选项A错误 数 温度T降低，则h变大，b管中液面升高，选项B正确 CD:分两个方面分析： 增 ①分析管上温度刻度值的增减方向： 15 大 根据AB选项的分析可知，温度T越高，h越小 -20 昌25 则五管上温度刻度的数值是从上往下增大的（如右图所示） ②分析水槽中的水蒸发后b管中水面的升降情况： 由h=卫凸-CT可知，温度T取符某一值，高度差五也取得一个确定值 pg 若水槽中的水蒸发，水面下降，则管中的水面也要下降，导致温度读数偏大，测量值偏大，选项C错误，D正确 (三)盖-吕萨克定律（等压变化规律） 1.定律内容：一定质量的某种气体，在压强不变时体积V与热力学温度T成正比 2.气态方程：rxr、?=C或兰兰或兰-爱 /1 木V /1 Ti T2V2 T2 pI<p2 p1<P2 3.T图像：过原点的直线（图线斜率kx上） 2 -t图像：延长过t轴-273.15C处（图线斜率kx1)0 TK -273.150 t/℃ 等压线 【例3】某房间内，上午10时的温度为15℃，下午2时的温度为25C,假定房间内气压无变化，则下午2时与上午 10时相比较，房间内的（ A.空气密度增大B.空气质量减少C.空气减少40%D.每个分子对墙壁的平均碰撞力不变 【答案】B 【解析】 AB:房间里面的空气总是与外界相通的，压强恒等于外界大气压强，气温升高时做等压膨胀，有一部分空气溢出房间 房间内空气质量减少，选项B正确：质量减少则密度减小，选项A错误 C:温度为15C时，设房间内空气体积为，温度I=273+15=288(K) 温度升高到25C时，设房间内原有的空气体积膨胀为，温度13=273+25=298(K) V3(总量) 等压支化摄律霜上-二→儿，=子了=9 298」 ”T,T T 288 ← △V 房间内剩余溢出 则房间内空气减少的比例为A”--上、10 ≈3%，选项C错误 V V, 298 D:温度升高，分子平均速率增大，据动量定理可知，分子对墙壁的平均碰撞力增大，选项D错误 【例4】如图所示，长为d的绝热气缸水平固定，缸内通过厚度不计、横截面积为S的绝热活塞封闭了一定质量的理 想气体。开始时，封闭气体温度为，活塞位于气缸正中，气缸与活塞之间无相对滑动趋势。现通过电热丝对封闭气体 缓慢加热，活塞与气缸内壁间的最大静摩擦力为PS5且等于滑动摩擦力。不计电热丝的体积，外界大气压强为P0。 2 (1)对封闭气体缓慢加热，当活塞刚好要相对于气缸滑动时，求封闭气体的温度T: (2)在满足(1)问的条件下，继续缓慢升温，当活塞刚好到达缸口的卡环处时，求封闭气体的温度I3。 【管案1m:a)12工 6 5 5 【解析】 (1)开始时：压强P1=P,温度为T 活塞刚要滑动时：压强P,=,+PS/5_6， S 一=5P,温度为T 从开始到活塞刚要滑动，气体做等容变化，则=尖→工，=乃2T=。T 6 TT V Q)活塞刚要滑动时：体积，)，温度工，二 5 活塞刚到卡环时：体积V3=V,温度为T 活塞刚要滑动，到活塞刚到卡环，气体做等压变化，则 T,Ta V, ▲气体实验定律的成立条件：温度不太低，压强不太大 【作业】 班次 座次 姓名」 1.(2024年北京卷)一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变， 外界大气压不变。在上浮过程中气泡内气体( A.内能变大 B.压强变大 C.体积不变 D.从水中吸热 【答案】D 【解析】 A:据题意知，气泡内气体恒温，理想气体内能只与温度有关，所以内能不变，选项A错误 B:设大气压强为m,水的密度为P,气泡离水面深度为时内部压强p=+Pgh,h减小，则压强P减小，选项B错误 C:温度T不变，压强p减小，根据等压变化规律pV=C可知体积V增大，选项C错误 D:气泡上升过程中体积膨胀对外做功，会导致其内能变小：但温度不变内能不变，则必须从水中吸热，选项D正确 2.一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化的说法正确的是() A.温度每升高1℃，压强的增量是原来压强的1/273B.温度每升高1℃，压强的增量是0C时压强的1/273 C.气体的压强和热力学温度成正比 D.气体的压强和摄氏温度成正比 【答案】BC 3.如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内 自由移动，缸壁导热性能良好，使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是( A.若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些 B.若外界大气压强增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大 C.若气温升高，则活塞距地面的高度将减小 D.若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大 【答案】D 3 【解析】 A:整体思维法。将气缸、活塞及被封闭气体视为整体，它们对弹簧的压力等于它们的总重力，保持不变，选项A错误 B:外界大气压强增大，内部被封闭气体压强也增大，气体体积被压缩 而弹簧长度不变活塞位置不动，则气缸的上底面下降，选项B错误 C:还是用整体思维法。气温升高，对弹簧的总压力等于总重力保持不变，弹簧长度不变，活塞位置不动，选项C错误 D:气温升高，缸内气体体积膨胀；而活塞位置不动，则气缸上底面上升，选项D正确 4.(2025年海南卷)竖直放置的气缸内，活塞横截面积S=0.01m2,活塞质量不计，活塞与气缸无摩擦，最初活塞静 止，缸内气体0=300K,%=5×103m3,大气压强p0=1×105Pa,g=10m/s2。 (1)若加热活塞缓慢上升，体积变为=7.5×103m3,求此时的温度I; (2)若往活塞上放m=25g的重物，保持温度不变，求稳定之后，气体的体积乃。 【答案】(1)450K;(2)4×10-m 【解析】 (1)加热气体，活塞缓慢上升，缸内气体做等压变化，则 →17 工T, ,=450K 2)放上重物后，被封闭气体压强P,=P,+"3=125×10Pa 气体做等温变化，则 P6%=P,%→乃=B乃%=4x10m 5.(2024年湖南卷)一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。气球内空气可视为理想气体。 (1)若将气球内气体等温膨胀至大气压强p,求此时气体的体积%（用po、p和V表示）： (2)小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m= 8.66×10-3g（此时须考虑空气浮力对该示数的影响)。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足： (ppo)(-m)=C,其中p=1.0×105Pa为大气压强，m=0.5×10-3m3为气球无张力时的最大容积，C=18为常数。 己知该气球自身质量为m=8.40×10-3g,外界空气密度为p=1.3gm3,求气球内气体体积V的大小。 【答案】(1)卫y:2)510m Po 【解析】 (1)球内气体等温膨胀，则 p'=P%→%=卫r Po (2)设球内空气体积为V，由(1)知，转化为日、P条件下的体积。=卫y Po 木F文 气球置于电子天平上时受力如图，由平衡条件得 6g+日：Pg=mg+g@ Po m 又已知（p-PoW-V0)=C ② ①与②联立，代入数据，解得V=5×103m G球气 4 §15.5 气体的实验定律 （一）玻意耳定律（等温变化规律） ( p O V 1 2 T 1 < T 2 等 温 线 p O 1 / V 1 2 T 1 < T 2 )1．定律内容：一定质量的某种气体，在温度不变时压强p与体积V成反比 2．气态方程：、或或 3．p−V图像：双曲线的一支（乘积面积反映温度） p−图像：过原点的直线（图线斜率） 【例1】（海南高考题）如图所示，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为p0，不计气缸和活塞间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0；整个过程温度保持不变。求小车加速度的大小。 （二）查理定律（等容变化规律） ( p O T / K 1 2 V 1 < V 2 等容线 p 0 1 t / ℃ 2 V 1 < V 2 -273.15 )1．定律内容：一定质量的某种气体，在体积不变时压强p与热力学温度T成正比 2．气态方程：、或或 3．p−T图像：过原点的直线（图线斜率） p−t图像：延长过t轴-273.15℃处（图线斜率） 【例2】（2025年云南卷）图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图 乙所示。硬质玻璃泡a内封有一定质量的气体（视为理想气体），与a相连的b管插在水槽中固定， b管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b管的体积与a泡的体积相比可忽略不计，在标准大 气压p0下，b管上的刻度可以直接读出环境温度。则在p0下（ ） A．环境温度升高时，b管中液面升高 B．环境温度降低时，b管中液面升高 C．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小 D．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大 （三）盖−吕萨克定律（等压变化规律） 1．定律内容：一定质量的某种气体，在压强不变时体积V与热力学温度T成正比 ( V O T / K 1 2 p 1 < p 2 等 压 线 V 0 1 t / ℃ 2 p 1 < p 2 -273.15 )2．气态方程：、或或 3．V−T图像：过原点的直线（图线斜率） V−t图像：延长过t轴-273.15℃处（图线斜率） 【例3】某房间内，上午10时的温度为15℃，下午2时的温度为25℃，假定房间内气压无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的（ ） A．空气密度增大 B．空气质量减少 C．空气减少40% D．每个分子对墙壁的平均碰撞力不变 【例4】如图所示，长为d的绝热气缸水平固定，缸内通过厚度不计、横截面积为S的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体。开始时，封闭气体温度为T1，活塞位于气缸正中，气缸与活塞之间无相对滑动趋势。现通过电热丝对封闭气体缓慢加热，活塞与气缸内壁间的最大静摩擦力为p0S/5且等于滑动摩擦力。不计电热丝的体积，外界大气压强为p0。 （1）对封闭气体缓慢加热，当活塞刚好要相对于气缸滑动时，求封闭气体的温度T2； （2）在满足（1）问的条件下，继续缓慢升温，当活塞刚好到达缸口的卡环处时，求封闭气体的温度T3。 ( d ) ▲气体实验定律的成立条件：温度不太低，压强不太大 【作业】 班次 座次 姓名 1．（2024年北京卷）一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变，外界大气压不变。在上浮过程中气泡内气体（ ） A．内能变大 B．压强变大 C．体积不变 D．从水中吸热 2．一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化的说法正确的是（ ） A．温度每升高1℃，压强的增量是原来压强的1/273 B．温度每升高1℃，压强的增量是0℃时压强的1/273 C．气体的压强和热力学温度成正比 D．气体的压强和摄氏温度成正比 3．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是（ ） A．若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些 B．若外界大气压强增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大 C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小 D．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大 4．（2025年海南卷）竖直放置的气缸内，活塞横截面积S＝0.01m2，活塞质量不计，活塞与气缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体T0＝300K，V0＝5×10-3m3，大气压强p0＝1×105Pa，g＝10m/s2。 （1）若加热活塞缓慢上升，体积变为V1＝7.5×10-3m3，求此时的温度T1； （2）若往活塞上放m＝25kg的重物，保持温度T0不变，求稳定之后，气体的体积V2。 5．（2024年湖南卷）一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。气球内空气可视为理想气体。 （1）若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0，求此时气体的体积V0（用p0、p和V表示）； （2）小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m＝8.66×10−3kg（此时须考虑空气浮力对该示数的影响）。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足：（p−p0）（V−VB0）＝C，其中p0＝1.0×105Pa为大气压强，VB0＝0.5×10−3m3为气球无张力时的最大容积，C＝18J为常数。已知该气球自身质量为m0＝8.40×10−3kg，外界空气密度为ρ0＝1.3kg/m3，求气球内气体体积V的大小。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $§15.5 气体的实验定律 (一)玻意耳定律（等温变化规律） 1.定律内容：一定质量的某种气体，在温度不变时压强卫与体积V成反比 2.气态方程：px行、pP=C或P=p少或x号 T<T 2 p:V T1<T2 1 3.卫-V图像：双曲线的一支（乘积面积反映温度） P下图像：过原点的直线（图线斜率kxT) V 1/W 等温线 【例1】（海南高考题）如图所示，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体 封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸 移动了距离d。己知大气压强为p,不计气缸和活塞间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为P;整个过程 温度保持不变。求小车加速度的大小。 7nnn0n22227 (二)查理定律（等容变化规律） 1.定律内容：一定质量的某种气体，在体积不变时压强卫与热力学温度T成正比 2.气态方程：pcT、2=c或只=尖或A=召 名 D T TT P < K -2 2 3.卫T图像：过原点的直线（图线斜率x) -273.150 t/℃ 卫-t图像：延长过t轴-273.15℃处（图线斜率ko 等容线 【例2】(2025年云南卷)图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图 乙所示。硬质玻璃泡α内封有一定质量的气体（视为理想气体），与a相连的b管插在水槽中固定， b管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b管的体积与α泡的体积相比可忽略不计，在标准大 气压下，b管上的刻度可以直接读出环境温度。则在p0下( A.环境温度升高时，b管中液面升高 B.环境温度降低时，b管中液面升高 C.水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小D.水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大 甲 (三)盖-吕萨克定律（等压变化规律） 1.定律内容：一定质量的某种气体，在压强不变时体积V与热力学温度T成正比 2.气态方程：”cT、子=c或-兰或-马 TT2 V2 T2 PI<p2 3.T图像：过原点的直线（图线斜率kx1) 2 一2 -t图像：延长过t轴-273.15℃处（图线斜率kc1)0 -273.150 t/℃ D 等压线 【例3】某房间内，上午10时的温度为15℃，下午2时的温度为25℃，假定房间内气压无变化，则下午2时与上午 10时相比较，房间内的（ A.空气密度增大B.空气质量减少C.空气减少40%D.每个分子对墙壁的平均碰撞力不变 1 【例4】如图所示，长为d的绝热气缸水平固定，缸内通过厚度不计、横截面积为S的绝热活塞封闭了一定质量的理 想气体。开始时，封闭气体温度为，活塞位于气缸正中，气缸与活塞之间无相对滑动趋势。现通过电热丝对封闭气体缓 慢加热，活塞与气缸内壁间的最大静摩擦力为0S5且等于滑动摩擦力。不计电热丝的体积，外界大气压强为p0。 (1)对封闭气体缓慢加热，当活塞刚好要相对于气缸滑动时，求封闭气体的温度T; (2)在满足(1)问的条件下，继续缓慢升温，当活塞刚好到达缸口的卡环处时，求封闭气体的温度3。 ▲气体实验定律的成立条件：温度不太低，压强不太大 【作业】 班次 座次 姓名」 1.(2024年北京卷)一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变， 外界大气压不变。在上浮过程中气泡内气体( A.内能变大 B.压强变大 C.体积不变 D.从水中吸热 2.一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化的说法正确的是() A.温度每升高1C,压强的增量是原来压强的1/273B.温度每升高1℃，压强的增量是0℃时压强的1/273 C.气体的压强和热力学温度成正比 D.气体的压强和摄氏温度成正比 3.如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内 自由移动，缸壁导热性能良好，使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是( A.若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些 B.若外界大气压强增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大 C.若气温升高，则活塞距地面的高度将减小 D.若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大 777777 4.(2025年海南卷)竖直放置的气缸内，活塞横截面积S=0.01m2,活塞质量不计，活塞与气缸无摩擦，最初活塞静 止，缸内气体0=300K,%=5×10-3m3,大气压强p0=1×105Pa,g=10ms2。 (1)若加热活塞缓慢上升，体积变为=7.5×103m3,求此时的温度I1; (2)若往活塞上放m=25g的重物，保持温度6不变，求稳定之后，气体的体积乃。 5.(2024年湖南卷)一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。气球内空气可视为理想气体。 (1)若将气球内气体等温膨胀至大气压强P,求此时气体的体积%（用p0、p和V表示）： (2)小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m= 8.66×10-3（此时须考虑空气浮力对该示数的影响)。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足： (p-pn)(-Vm)=C,其中pn=1.0×105Pa为大气压强，Vm=0.5×103m3为气球无张力时的最大容积，C=18为常数。 已知该气球自身质量为m0=8.40×10~g,外界空气密度为，p0=1.3gm3,求气球内气体体积V的大小。 2 §15.5 气体的实验定律 （一）玻意耳定律（等温变化规律） ( p O V 1 2 T 1 < T 2 等 温 线 p O 1 / V 1 2 T 1 < T 2 )1．定律内容：一定质量的某种气体，在温度不变时压强p与体积V成反比 2．气态方程：、或或 3．p−V图像：双曲线的一支（乘积面积反映温度） p−图像：过原点的直线（图线斜率） 【例1】（海南高考题）如图所示，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为p0，不计气缸和活塞间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0；整个过程温度保持不变。求小车加速度的大小。 【答案】 【解析】 以缸内被封闭气体为研究对象 静止时：压强p1＝p0，体积V1＝LS；加速时：压强设为p2，体积V2＝（L−d）S ( p 2 S p 0 S a )气体做等温变化，则 由牛顿第二定律，得活塞的加速度，即小车的加速度 （二）查理定律（等容变化规律） ( p O T / K 1 2 V 1 < V 2 等容线 p 0 1 t / ℃ 2 V 1 < V 2 -273.15 )1．定律内容：一定质量的某种气体，在体积不变时压强p与热力学温度T成正比 2．气态方程：、或或 3．p−T图像：过原点的直线（图线斜率） p−t图像：延长过t轴-273.15℃处（图线斜率） 【例2】（2025年云南卷）图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图 乙所示。硬质玻璃泡a内封有一定质量的气体（视为理想气体），与a相连的b管插在水槽中固定， b管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b管的体积与a泡的体积相比可忽略不计，在标准大 气压p0下，b管上的刻度可以直接读出环境温度。则在p0下（ ） A．环境温度升高时，b管中液面升高 B．环境温度降低时，b管中液面升高 C．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小 D．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大 【答案】BD 【解析】 AB：忽略b管的体积，则a泡中的气体可认为是做等容变化，据查理定律有（C为定值） ( h -5 15 5 25 数 值 增 大 0 10 20 )设细管内外的水为，则a泡内气体压强 由上式可见：温度升高，则变小，b管中液面下降，选项A错误 温度降低，则变大，b管中液面升高，选项B正确 CD：分两个方面分析： ①分析b管上温度刻度值的增减方向： 根据AB选项的分析可知，温度越高，越小 则b管上温度刻度的数值是从上往下增大的（如右图所示） ②分析水槽中的水蒸发后b管中水面的升降情况： 由可知，温度取得某一值，高度差也取得一个确定值 若水槽中的水蒸发，水面下降，则b管中的水面也要下降，导致温度读数偏大，测量值偏大，选项C错误，D正确 （三）盖−吕萨克定律（等压变化规律） 1．定律内容：一定质量的某种气体，在压强不变时体积V与热力学温度T成正比 ( V O T / K 1 2 p 1 < p 2 等 压 线 V 0 1 t / ℃ 2 p 1 < p 2 -273.15 )2．气态方程：、或或 3．V−T图像：过原点的直线（图线斜率） V−t图像：延长过t轴-273.15℃处（图线斜率） 【例3】某房间内，上午10时的温度为15℃，下午2时的温度为25℃，假定房间内气压无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的（ ） A．空气密度增大 B．空气质量减少 C．空气减少40% D．每个分子对墙壁的平均碰撞力不变 【答案】B 【解析】 AB：房间里面的空气总是与外界相通的，压强恒等于外界大气压强，气温升高时做等压膨胀，有一部分空气溢出房间 房间内空气质量减少，选项B正确；质量减少则密度减小，选项A错误 ( V 1 ∆ V V 2 （总量） 房间内剩余 溢出 )C：温度为15℃时，设房间内空气体积为V1，温度T1＝273+15＝288（K） 温度升高到25℃时，设房间内原有的空气体积膨胀为V2，温度T2＝273+25＝298（K） 据等压变化规律得 则房间内空气减少的比例为，选项C错误 D：温度升高，分子平均速率增大，据动量定理可知，分子对墙壁的平均碰撞力增大，选项D错误 【例4】如图所示，长为d的绝热气缸水平固定，缸内通过厚度不计、横截面积为S的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体。开始时，封闭气体温度为T1，活塞位于气缸正中，气缸与活塞之间无相对滑动趋势。现通过电热丝对封闭气体缓慢加热，活塞与气缸内壁间的最大静摩擦力为p0S/5且等于滑动摩擦力。不计电热丝的体积，外界大气压强为p0。 （1）对封闭气体缓慢加热，当活塞刚好要相对于气缸滑动时，求封闭气体的温度T2； （2）在满足（1）问的条件下，继续缓慢升温，当活塞刚好到达缸口的卡环处时，求封闭气体的温度T3。 ( d )【答案】（1）；（2） 【解析】 （1）开始时：压强，温度为 活塞刚要滑动时：压强，温度为 从开始到活塞刚要滑动，气体做等容变化，则 （2）活塞刚要滑动时：体积，温度 活塞刚到卡环时：体积，温度为 活塞刚要滑动，到活塞刚到卡环，气体做等压变化，则 ▲气体实验定律的成立条件：温度不太低，压强不太大 【作业】 班次 座次 姓名 1．（2024年北京卷）一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变，外界大气压不变。在上浮过程中气泡内气体（ ） A．内能变大 B．压强变大 C．体积不变 D．从水中吸热 【答案】D 【解析】 A：据题意知，气泡内气体恒温，理想气体内能只与温度有关，所以内能不变，选项A错误 B：设大气压强为p0，水的密度为ρ，气泡离水面深度为h时内部压强p＝p0+ρgh，h减小，则压强p减小，选项B错误 C：温度T不变，压强p减小，根据等压变化规律可知体积V增大，选项C错误 D：气泡上升过程中体积膨胀对外做功，会导致其内能变小；但温度不变内能不变，则必须从水中吸热，选项D正确 2．一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化的说法正确的是（ ） A．温度每升高1℃，压强的增量是原来压强的1/273 B．温度每升高1℃，压强的增量是0℃时压强的1/273 C．气体的压强和热力学温度成正比 D．气体的压强和摄氏温度成正比 【答案】BC 3．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是（ ） A．若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些 B．若外界大气压强增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大 C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小 D．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大 【答案】D 【解析】 A：整体思维法。将气缸、活塞及被封闭气体视为整体，它们对弹簧的压力等于它们的总重力，保持不变，选项A错误 B：外界大气压强增大，内部被封闭气体压强也增大，气体体积被压缩 而弹簧长度不变活塞位置不动，则气缸的上底面下降，选项B错误 C：还是用整体思维法。气温升高，对弹簧的总压力等于总重力保持不变，弹簧长度不变，活塞位置不动，选项C错误 D：气温升高，缸内气体体积膨胀；而活塞位置不动，则气缸上底面上升，选项D正确 4．（2025年海南卷）竖直放置的气缸内，活塞横截面积S＝0.01m2，活塞质量不计，活塞与气缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体T0＝300K，V0＝5×10-3m3，大气压强p0＝1×105Pa，g＝10m/s2。 （1）若加热活塞缓慢上升，体积变为V1＝7.5×10-3m3，求此时的温度T1； （2）若往活塞上放m＝25kg的重物，保持温度T0不变，求稳定之后，气体的体积V2。 【答案】（1）450K；（2）4×10-3m3 【解析】 （1）加热气体，活塞缓慢上升，缸内气体做等压变化，则 （2）放上重物后，被封闭气体压强 气体做等温变化，则 5．（2024年湖南卷）一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为V。气球内空气可视为理想气体。 （1）若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0，求此时气体的体积V0（用p0、p和V表示）； （2）小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上，示数为m＝8.66×10−3kg（此时须考虑空气浮力对该示数的影响）。小赞同学查阅资料发现，此时气球内气体压强p和体积V还满足：（p−p0）（V−VB0）＝C，其中p0＝1.0×105Pa为大气压强，VB0＝0.5×10−3m3为气球无张力时的最大容积，C＝18J为常数。已知该气球自身质量为m0＝8.40×10−3kg，外界空气密度为ρ0＝1.3kg/m3，求气球内气体体积V的大小。 【答案】（1）；（2）5×10-3m3 【解析】 （1）球内气体等温膨胀，则 ( G 球+气 F 支 F 浮 )（2）设球内空气体积为，由（1）知，转化为、条件下的体积 气球置于电子天平上时受力如图，由平衡条件得 ① 又已知 ② ①与②联立，代入数据，解得 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $