第63讲 气体的性质 讲义 -2027届高考物理一轮复习全（全讲）

第63讲 气体的性质 考点一遍过 考点1 气体压强的计算 1 考点2 气体实验定律　理想气体状态方程 5 考点3 气体状态变化的图像问题 8 考点4 气体实验定律的综合应用 11 考点1 气体压强的计算 考点一遍过 1.活塞模型 如图所示是最常见的封闭气体的两种方式。 求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。 图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0。由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS，则气体的压强为p＝p0＋。 图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S， 则气体压强为p＝p0－＝p0－ρ液gh。 2.连通器模型 如图所示，U形管竖直放置。同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来。 则有pB＋ρgh2＝pA，而pA＝p0＋ρgh1， 所以气体B的压强为pB＝p0＋ρg(h1－h2)。 【例1】（25-26高三下·山东泰安·期中）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管插在水银槽中固定，b管中液面高度会随环境温度变化而变化，所以由b管上刻好的温度值可以直接读出环境温度。已知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=76cmHg下，当室内温度为27℃时，b管内水银面的高度为16cm，则在p0下（     ） A．b管上所刻的温度数值上高下低 B．若把这个装置移到高山上，测出的温度比实际偏低 C．水银槽中的水银少量挥发后，温度测量值偏低 D．管内水银面的高度为20cm时，室内的温度为7℃ 【答案】D 【详解】A．环境温度升高时，由于管的体积可忽略不计，假设封闭气体体积不变，根据查理定律可知气体压强增大，设以为压强单位，根据压强平衡有可知玻璃管内液面高度减小，即温度越高，液面越低，所以管上所刻的温度数值上低下高，故A错误； B．若把这个装置移到高山上，外界大气压变小，在相同环境温度下管内封闭气体压强不变，根据压强平衡有 可知管内液面高度变小，管内水银面相对玻璃管下降，由于温度刻度越靠下数值越大，故测出的温度比实际偏高，故B错误； C．水银槽中的水银少量挥发后，槽内水银面下降，若环境实际温度不变，管内封闭气体压强不变，管内外水银面高度差保持不变，则管内水银面相对玻璃管下降，故温度测量值偏高，故C错误； D．初态时管内水银面的高度为，则初态封闭气体压强为 代入数据解得 初态气体温度为，当管内水银面的高度为时，封闭气体压强为 代入数据解得 气体发生等容变化，根据查理定律有 代入数据解得 对应的摄氏温度为，故D正确。 故选D。 1．（26-27高三上·山东青岛·开学考试）如图所示，导热性能良好的封闭容器盛有水，水面上方通过阀门与充气泵相连，一端封闭的玻璃管开口向下漂浮在水面上。初始时水面上方空气压强为，此时管内空气柱长度为15 cm，露出水面部分长度为5 cm，水的密度为，重力加速度为，容器内空气可看作理想气体。现用气泵缓慢充气，当玻璃管上端恰好与水面相平时，管内空气的压强为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 设玻璃管横截面积为，玻璃管重力为。初始时管内水面比容器水面低的深度为 对管内气体，初始压强 解得 初始时玻璃管漂浮，浮力等于重力，则 可得玻璃管重力 当玻璃管上端恰好与水面相平时，设此时管内空气柱长度为，由于玻璃管仍漂浮，浮力仍等于重力，因此 可得 即此时管内空气柱长度为10cm。容器导热、过程缓慢，则管内气体做等温变化，初始体积，末态体积 由玻意耳定律有 解得 故选B。 2．（26-27高三上·湖南衡阳·开学考试）如图所示，一下端封闭、上端开口的粗细均匀的玻璃管竖直静置，长度L2=15.2cm的水银柱封闭了一段空气（视为理想气体）柱，空气柱的长度L1=10cm。外界大气压强恒为p0=76cmHg。现转动玻璃管使其开口向下竖直静置（水银没有溢出），管内空气温度保持不变。下列说法正确的是（　　） A．管内空气的压强增加了15.2cmHg B．管内空气的压强减小了15.2cmHg C．管内空气柱的长度增加了5cm D．管内空气柱的长度增加了2cm 【答案】C 【详解】AB．设水银柱的质量为m，玻璃管横截面积为S，玻璃管竖直静置时，对水银柱，根据平衡条件可得， 解得 转动玻璃管使其开口向下竖直静置时，对水银柱，根据平衡条件可得 解得 则有 即管内空气的压强减小了30.4cmHg，故AB错误； CD．对管中的空气柱，根据玻意耳定律可得， 所以 可知管内空气柱的长度增加了5cm，故C正确，D错误。 故选C。 3．（26-27高三上·江苏南通·阶段检测）如图所示，汽缸内封闭一定质量的理想气体，压强为p，用力快速推动活塞，使缸内气体体积减小到原来的一半，则此时理想气体压强（     ） A．大于2p B．小于2p C．小于 D．大于 【答案】A 【详解】用力快速推动活塞，使缸内气体体积减小到原来的一半，可视为气体与外界无热交换，故 压缩气体时外界对气体做正功，故 由热力学第一定律 可知，气体内能增加。理想气体的内能只与温度有关，故 由理想气体状态方程有 解得 故选A。 考点2 气体实验定律　理想气体状态方程 考点一遍过 1.气体实验定律 内容 表达式 图像 玻意耳定律 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 p1V1＝p2V2 查理定律 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 拓展：Δp＝ΔT 盖—吕萨克定律 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比 拓展：ΔV＝ΔT 2.理想气体状态方程 (1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。 ①在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理想气体。 ②理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用，一定质量的某种理想气体的内能仅由温度决定。 (2)理想气体状态方程：或＝C(质量一定的理想气体)。 (3)克拉伯龙方程：pV＝nRT，其中n表示物质的量，n＝，R为常数，对所有气体都相等。 【重点突破】 “玻璃管液封”模型 求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程求解，要注意： (1)液体因重力产生的压强为p＝ρgh(其中h为液体的竖直高度)； (2)不要漏掉大气压强，同时又要平衡掉某些气体产生的压力； (3)有时注意应用连通器原理——连通器内静止的液体，同一液体在同一水平面上各处压强相等； (4)当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”，使计算过程简捷。 【例2】（26-27高三上·陕西咸阳·阶段检测）一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，过程是等温过程，BC延长线过原点，其图像如图所示。下列说法正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】一定质量的理想气体过程，温度T不变，是等温变化，则根据玻意耳定律得 从图像可知，则有 对于过程，根据理想气体状态方程有 整理得 图像是过原点的倾斜直线，即体积与热力学温度成正比，说明气体的压强不变，是等压变化，故 综上所述，A、B、C 三个状态下气体的压强大小关系为 故选C。 1．（2026·甘肃白银·一模）某密封的储气罐内有一定质量的氮气（视为理想气体），现缓慢对罐体加热，下列说法正确的是 A．罐内气体分子间距很小，分子间的作用力表现为斥力（　　） B．罐内气体分子间距大幅变大，气体体积膨胀 C．因为加热过程中罐内气体分子总数增多，所以压强增大 D．加热后罐内气体分子平均动能增大，气体压强增大 【答案】D 【详解】A．理想气体模型下，分子间作用力可以忽略不计，不是斥力。故A错误； B．储气罐容积固定，气体体积不变，分子间距不会变大。故B错误； C．储气罐密封，分子总数保持不变，压强增大不是因为分子数变多，是温度升高引起的。故C错误； D．加热，温度升高，分子平均动能增大；体积不变，分子撞击器壁更剧烈，气体压强增大。故D正确。 故选D。 2．（26-27高三上·福建泉州·阶段检测）（多选）如图1所示，用活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内，活塞稳定在处。将汽缸置于恒温冷水中，如图2所示，活塞自发从处缓慢下降并停在处，然后保持汽缸不动，用外力将活塞缓慢提升回处。不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。则（     ） A．活塞从到的过程中，汽缸内气体压强升高 B．活塞从到的过程中，汽缸内气体内能减少 C．活塞从到的过程中，汽缸内气体压强升高 D．活塞从到的过程中，汽缸内气体内能不变 【答案】BD 【详解】AB．由题意可知，当活塞由a位置缓慢运动到b位置时，汽缸内气体温度下降，其内能随之减少；由活塞受力平衡，即内部气体压力、外界大气压力、活塞重力平衡，即，可知内部气体压强不变，故A错误，B正确； CD．在活塞从b缓慢运动至a的过程中，汽缸内气体温度恒定，内能无变化；温度恒定，依据玻意耳定律pV=C，可知体积增大时，压强相应减小，故C错误，D正确。 故选BD。 3．（2026·海南·高考真题）（多选）下列图像中，表示气体的压强，表示气体的体积。对一定质量的理想气体，其中状态的温度大于状态的是（     ） A． B． C． D． 【答案】BCD 【详解】A．根据题图可知状态的压强等于状态的压强，状态的体积小于状态的体积，根据可知状态的温度小于状态的温度，故A错误； B．根据题图可知状态的压强大于状态的压强，状态的体积等于状态的体积，根据可知状态的温度大于状态的温度，故B正确； C．根据可得，根据题图可知状态与原点的连线斜率大于状态与原点的连线斜率，则状态的温度大于状态的温度，故C正确； D．根据可得，根据题图可知状态与原点的连线斜率大于状态与原点的连线斜率，则状态的温度大于状态的温度，故D正确。 故选BCD。 考点3 气体状态变化的图像问题 考点一遍过 四种图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 p－V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 【重点突破】 气体状态变化图像的分析方法 (1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。 (2)明确图像斜率的物理意义：在V－T图像(p－T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 (3)明确图像面积的物理意义：在p－V图像中，p－V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。 【例3】（25-26高三·全国·一轮复习）“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的图像如图所示。该过程对应的图像可能是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】从到气体发生等压变化，根据，温度升高，则气体体积增大；从到过程，由，可得，该过程由于图线上的点与坐标原点连线的斜率减小，故气体体积增大。综上分析可知，该过程对应的图像可能是B图像。 故选B。 1．（2026·全国卷·高考真题）如图，一定量理想气体从状态a开始，沿图上实线所示过程经状态b、c到达状态d。四个状态下气体内能相等的是（     ） A．状态a与状态c B．状态a与状态d C．状态b与状态c D．状态b与状态d 【答案】B 【详解】根据理想气体状态方程可得 其中，，，， 可得 温度相同，内能相同，可知四个状态下气体内能相等的是状态a与状态d。 故选B。 2．（2026·辽宁·模拟预测）如图所示，汽缸水平固定、两端开口，内壁光滑、导热性能良好。两个面积不等的活塞用轻杆连接，封闭一定量的理想气体。大气压强始终不变，随着环境温度缓慢降低，描述理想气体状态变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】对两个活塞和轻杆整体受力分析，设封闭气体压强为，大气压强为，左活塞面积 由平衡条件得 解得 即封闭气体开始时压强保持恒定不变，是等压变化。随着温度降低，气体先做等压变化，气体的体积减小。当活塞A运动至最右端时，气体体积达到最小。之后气体做等容变化，随着温度的降低，气体的压强逐渐减小。 故选A。 3．（2026·贵州贵阳·二模）如图，导热良好、开口向上的气缸固定在水平地面上，用一轻质活塞密封一定质量的理想气体。现在活塞上施加竖直向上的拉力使活塞缓慢上移（活塞始终未脱离气缸），设大气压强和环境温度均保持不变，不计气缸与活塞间的摩擦，则拉力的大小随活塞上移的距离变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设气缸横截面积为S，初始气柱高度为h，大气压强为。活塞轻质，初始平衡时封闭气体压强 体积 活塞上移距离后，气体体积 气体温度不变，由玻意耳定律得 解得 对活塞受力分析得 整理得 随增大增大。求导可得图像斜率为 随增大图像斜率减小。 故选A。 考点4 气体实验定律的综合应用 考点一遍过 1.单一气体多过程问题 解题的一般思路 (1)确定研究对象 研究对象分两类：热学研究对象(一定质量的理想气体)；力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。 (2)分析物理过程，确定状态参量 ①对热学研究对象，分析清楚一定质量的理想气体状态变化过程及对应每一过程初、末状态，写出对应状态的状态参量，依据气体实验定律列出方程。 ②分析力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)的受力情况，依据力学规律列出方程求解气体压强。 (3)挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程。 (4)多个方程联立求解。注意检验求解结果的合理性。 2.关联气体问题 由液柱或活塞封闭的两部分(或多部分)气体，并且由液柱或汽缸相互关联的问题，解题基本思路： (1)分别选取各部分气体为研究对象，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程。 (2)依据平衡条件写出各部分气体之间的压强关系，依据几何关系写出各部分气体的体积关系式，作为辅助方程。 (3)多个方程联立求解。若有必要，注意检验求解结果的合理性。 3.理想气体的变质量问题 类别 对象 打气问题 选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象 抽气问题 将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象 分装问题 把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象 漏气问题 选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象 【重点突破】 1．理想气体状态方程的推论 (1)把一定质量的气体分成几部分 ＝＋＋…＋ (2)几部分气体合为一体 ＋＋…＋＝ 2．气体密度与压强、温度关系式的推导 ＝公式两边同除气体的质量m可得＝，即＝c 注意：(1)对同种气体才适用 (2)无论气体质量是否一定，＝c均成立 【例4】（25-26高三上·河北唐山·期中）如图绝热汽缸内壁光滑，被锁定的绝热活塞a、b把汽缸容积等分成三份，其中I、III内充有同种气体，且气体初始压强相同，温度相同，II为真空。现活塞突然漏气，一段时间后再解锁，当系统重新稳定时，下列说法正确的是（　　） A．活塞b处于汽缸中央 B．I的温度大于III的温度 C．I、III中单位时间碰撞器壁单位面积分子个数相同 D．与初始状态相比，III中单位时间碰撞器壁单位面积分子个数增加 【答案】B 【详解】AB．设初始状态气体的压强为，体积为，温度为，活塞a漏气后，由于绝热过程，I中气体自由扩散，体积变为，设此时I中气体压强为，解锁b活塞后，系统平衡时的压强为，I中气体的体积为，温度为，III中气体的体积为，温度为根据玻意耳定律，对于I中气体，b活塞未解锁时，则有 活塞b解锁后，根据理想气体状态方程则有 对应III中气体则有 由于解锁b后，III中气体膨胀对外做功，内能减小，温度降低，则有 活塞b压缩I中气体，I中气体内能增大，温度升高，则有 联立可得，可见活塞b并未处于汽缸中央，故A错误，B正确； C．根据上述分析可知，I、III中气体的温度不同，分子的平均动能不同，虽然两部分的压强相等，但单位时间碰撞容器壁单位面积上的分子个数与压强、分子平均动能都有关系，则I、III中单位时间碰撞器壁单位面积分子个数不相同，故C错误； D．初始时，III中气体的体积为，最终状态III中气体的体积大于，分子数密度减小，因此单位时间碰撞容器壁单位面积的分子个数减小，故D错误。 故选B。 1．（25-26高三上·河北承德·期中）（多选）如图所示，装有热水的茶杯放置在水平桌面上，因茶杯底部粘有水，在茶杯底部与桌面间封闭了一定的气体，随着气体温度升高，封闭气体发生等压膨胀，吹起一小水泡，当水泡增大到一定体积时，水泡破裂，其他部分的水补充到破裂位置，将剩余气体封闭，依次往复，发出“噗噗”的声音。若水泡每次破裂前瞬间的体积恒定，茶杯底部与桌面间不新进入气体。下列说法正确的是（　　） A．在水泡破裂前，封闭气体的温度逐渐升高 B．每次水泡破裂，封闭气体减少的质量相同 C．每次水泡吹起过程，封闭气体对外做的功相同 D．相邻两次水泡破裂封闭气体温度变化量相同 【答案】AC 【详解】A．在水泡破裂前，封闭气体发生等压膨胀，体积增大，温度升高，故A正确； B．水泡破裂时，水泡内的部分气体逸出到外界，随着次数增加，封闭气体密度减小，每次封闭气体减少的质量减小，故B错误； C．水泡破裂后到下一个水泡吹起前，封闭气体的压强相等，同时水泡破裂前瞬间气体体积相等，则每次水泡吹起过程，封闭气体对外做功均为，故C正确； D．设封闭气体初始时体积为V1，初始时温度为T1，水泡即将破裂时体积增加了∆V，气体温度为T2，则有 变形可得 可知，第n次水泡破裂时气体温度与第（n-1）次水泡破裂时气体温度之比等于第（n+1）次水泡破裂时气体温度与第n次水泡破裂时气体温度之比，由此可知，相邻两次水泡破裂封闭气体温度变化量不相同，故D错误。 故选AC。 2．（2025·辽宁丹东·二模）（多选）截至2025年3月24日《哪吒2》暂列全球票房榜第5名。该片传递积极价值观，情节丰富有深度，视觉效果震撼。片中太乙真人使用天元鼎炼丹，已知天元鼎正常时是容积为4的密闭容器，初始时内部气体压强与外界大气压相同即，温度为。在炼丹过程中，太乙真人施展法术对炉内气体加热，当炉内气体温度达600K时，炉内的压强为。若加热过程中天元鼎缓慢漏气，当温度为600K时炉内压强，设泄露出去的气体质量与剩余在鼎中的气体质量之比为n（炉内气体可视为理想气体）则（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】AB．整个过程可以看成等容变化，根据查理定律可得 代入数据解得，故A错误，B正确； CD．根据理想气体状态方程 可知原有气体的质量与剩余气体质量之比为 故泄露出去的气体质量与剩余在鼎中的气体质量之比为，故C错误，D正确。 故选BD。 3．（2025·山东济宁·二模）（多选）某探空气球充气前球内无气体，现用充气泵在地面处为其充入某种惰性气体（可视为理想气体），每秒可将温度为300K、体积为10L、压强为的惰性气体充入气球，充气完成后球内气体压强为、体积为，忽略充气过程中气体温度的变化。气球释放后，最终到达某高度处时气球内气体温度变为240K（气球上升过程中体积不变）。下列说法正确的是（    ） A．气球在地面充气所用时间为300s B．气球在地面充气所用时间为3000s C．气球到达最终高度处时气球内气体的压强为 D．气球到达最终高度处时气球内气体的压强为 【答案】BD 【详解】AB．设充气次数为n，气体变化前后，温度不变，根据玻意耳定律可得 其中，，，，，代入解得 次 由题意可知，每秒充1次，则需要的时间 故A错误，B正确； CD．气体变化前后，体积不变，根据查理定律，有 其中，，，，代入解得 故C错误，D正确。 故选BD。 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第63讲 气体的性质 考点一遍过 考点1 气体压强的计算 1 考点2 气体实验定律　理想气体状态方程 5 考点3 气体状态变化的图像问题 8 考点4 气体实验定律的综合应用 11 考点1 气体压强的计算 考点一遍过 1.活塞模型 如图所示是最常见的封闭气体的两种方式。 求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。 图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0。由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS，则气体的压强为p＝p0＋。 图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S， 则气体压强为p＝p0－＝p0－ρ液gh。 2.连通器模型 如图所示，U形管竖直放置。同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来。 则有pB＋ρgh2＝pA，而pA＝p0＋ρgh1， 所以气体B的压强为pB＝p0＋ρg(h1－h2)。 【例1】（25-26高三下·山东泰安·期中）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管插在水银槽中固定，b管中液面高度会随环境温度变化而变化，所以由b管上刻好的温度值可以直接读出环境温度。已知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=76cmHg下，当室内温度为27℃时，b管内水银面的高度为16cm，则在p0下（     ） A．b管上所刻的温度数值上高下低 B．若把这个装置移到高山上，测出的温度比实际偏低 C．水银槽中的水银少量挥发后，温度测量值偏低 D．管内水银面的高度为20cm时，室内的温度为7℃ 1．（26-27高三上·山东青岛·开学考试）如图所示，导热性能良好的封闭容器盛有水，水面上方通过阀门与充气泵相连，一端封闭的玻璃管开口向下漂浮在水面上。初始时水面上方空气压强为，此时管内空气柱长度为15 cm，露出水面部分长度为5 cm，水的密度为，重力加速度为，容器内空气可看作理想气体。现用气泵缓慢充气，当玻璃管上端恰好与水面相平时，管内空气的压强为（     ） A． B． C． D． 2．（26-27高三上·湖南衡阳·开学考试）如图所示，一下端封闭、上端开口的粗细均匀的玻璃管竖直静置，长度L2=15.2cm的水银柱封闭了一段空气（视为理想气体）柱，空气柱的长度L1=10cm。外界大气压强恒为p0=76cmHg。现转动玻璃管使其开口向下竖直静置（水银没有溢出），管内空气温度保持不变。下列说法正确的是（　　） A．管内空气的压强增加了15.2cmHg B．管内空气的压强减小了15.2cmHg C．管内空气柱的长度增加了5cm D．管内空气柱的长度增加了2cm 3．（26-27高三上·江苏南通·阶段检测）如图所示，汽缸内封闭一定质量的理想气体，压强为p，用力快速推动活塞，使缸内气体体积减小到原来的一半，则此时理想气体压强（     ） A．大于2p B．小于2p C．小于 D．大于 考点2 气体实验定律　理想气体状态方程 考点一遍过 1.气体实验定律 内容 表达式 图像 玻意耳定律 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 p1V1＝p2V2 查理定律 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 拓展：Δp＝ΔT 盖—吕萨克定律 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比 拓展：ΔV＝ΔT 2.理想气体状态方程 (1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。 ①在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理想气体。 ②理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用，一定质量的某种理想气体的内能仅由温度决定。 (2)理想气体状态方程：或＝C(质量一定的理想气体)。 (3)克拉伯龙方程：pV＝nRT，其中n表示物质的量，n＝，R为常数，对所有气体都相等。 【重点突破】 “玻璃管液封”模型 求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程求解，要注意： (1)液体因重力产生的压强为p＝ρgh(其中h为液体的竖直高度)； (2)不要漏掉大气压强，同时又要平衡掉某些气体产生的压力； (3)有时注意应用连通器原理——连通器内静止的液体，同一液体在同一水平面上各处压强相等； (4)当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”，使计算过程简捷。 【例2】（26-27高三上·陕西咸阳·阶段检测）一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，过程是等温过程，BC延长线过原点，其图像如图所示。下列说法正确的是（     ） A． B． C． D． 1．（2026·甘肃白银·一模）某密封的储气罐内有一定质量的氮气（视为理想气体），现缓慢对罐体加热，下列说法正确的是 A．罐内气体分子间距很小，分子间的作用力表现为斥力（　　） B．罐内气体分子间距大幅变大，气体体积膨胀 C．因为加热过程中罐内气体分子总数增多，所以压强增大 D．加热后罐内气体分子平均动能增大，气体压强增大 2．（26-27高三上·福建泉州·阶段检测）（多选）如图1所示，用活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内，活塞稳定在处。将汽缸置于恒温冷水中，如图2所示，活塞自发从处缓慢下降并停在处，然后保持汽缸不动，用外力将活塞缓慢提升回处。不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。则（     ） A．活塞从到的过程中，汽缸内气体压强升高 B．活塞从到的过程中，汽缸内气体内能减少 C．活塞从到的过程中，汽缸内气体压强升高 D．活塞从到的过程中，汽缸内气体内能不变 3．（2026·海南·高考真题）（多选）下列图像中，表示气体的压强，表示气体的体积。对一定质量的理想气体，其中状态的温度大于状态的是（     ） A． B． C． D． 考点3 气体状态变化的图像问题 考点一遍过 四种图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 p－V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 【重点突破】 气体状态变化图像的分析方法 (1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。 (2)明确图像斜率的物理意义：在V－T图像(p－T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 (3)明确图像面积的物理意义：在p－V图像中，p－V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。 【例3】（25-26高三·全国·一轮复习）“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的图像如图所示。该过程对应的图像可能是（     ） A． B． C． D． 1．（2026·全国卷·高考真题）如图，一定量理想气体从状态a开始，沿图上实线所示过程经状态b、c到达状态d。四个状态下气体内能相等的是（     ） A．状态a与状态c B．状态a与状态d C．状态b与状态c D．状态b与状态d 2．（2026·辽宁·模拟预测）如图所示，汽缸水平固定、两端开口，内壁光滑、导热性能良好。两个面积不等的活塞用轻杆连接，封闭一定量的理想气体。大气压强始终不变，随着环境温度缓慢降低，描述理想气体状态变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 3．（2026·贵州贵阳·二模）如图，导热良好、开口向上的气缸固定在水平地面上，用一轻质活塞密封一定质量的理想气体。现在活塞上施加竖直向上的拉力使活塞缓慢上移（活塞始终未脱离气缸），设大气压强和环境温度均保持不变，不计气缸与活塞间的摩擦，则拉力的大小随活塞上移的距离变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 故选A。 考点4 气体实验定律的综合应用 考点一遍过 1.单一气体多过程问题 解题的一般思路 (1)确定研究对象 研究对象分两类：热学研究对象(一定质量的理想气体)；力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。 (2)分析物理过程，确定状态参量 ①对热学研究对象，分析清楚一定质量的理想气体状态变化过程及对应每一过程初、末状态，写出对应状态的状态参量，依据气体实验定律列出方程。 ②分析力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)的受力情况，依据力学规律列出方程求解气体压强。 (3)挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程。 (4)多个方程联立求解。注意检验求解结果的合理性。 2.关联气体问题 由液柱或活塞封闭的两部分(或多部分)气体，并且由液柱或汽缸相互关联的问题，解题基本思路： (1)分别选取各部分气体为研究对象，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程。 (2)依据平衡条件写出各部分气体之间的压强关系，依据几何关系写出各部分气体的体积关系式，作为辅助方程。 (3)多个方程联立求解。若有必要，注意检验求解结果的合理性。 3.理想气体的变质量问题 类别 对象 打气问题 选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象 抽气问题 将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象 分装问题 把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象 漏气问题 选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象 【重点突破】 1．理想气体状态方程的推论 (1)把一定质量的气体分成几部分 ＝＋＋…＋ (2)几部分气体合为一体 ＋＋…＋＝ 2．气体密度与压强、温度关系式的推导 ＝公式两边同除气体的质量m可得＝，即＝c 注意：(1)对同种气体才适用 (2)无论气体质量是否一定，＝c均成立 【例4】（25-26高三上·河北唐山·期中）如图绝热汽缸内壁光滑，被锁定的绝热活塞a、b把汽缸容积等分成三份，其中I、III内充有同种气体，且气体初始压强相同，温度相同，II为真空。现活塞突然漏气，一段时间后再解锁，当系统重新稳定时，下列说法正确的是（　　） A．活塞b处于汽缸中央 B．I的温度大于III的温度 C．I、III中单位时间碰撞器壁单位面积分子个数相同 D．与初始状态相比，III中单位时间碰撞器壁单位面积分子个数增加 1．（25-26高三上·河北承德·期中）（多选）如图所示，装有热水的茶杯放置在水平桌面上，因茶杯底部粘有水，在茶杯底部与桌面间封闭了一定的气体，随着气体温度升高，封闭气体发生等压膨胀，吹起一小水泡，当水泡增大到一定体积时，水泡破裂，其他部分的水补充到破裂位置，将剩余气体封闭，依次往复，发出“噗噗”的声音。若水泡每次破裂前瞬间的体积恒定，茶杯底部与桌面间不新进入气体。下列说法正确的是（　　） A．在水泡破裂前，封闭气体的温度逐渐升高 B．每次水泡破裂，封闭气体减少的质量相同 C．每次水泡吹起过程，封闭气体对外做的功相同 D．相邻两次水泡破裂封闭气体温度变化量相同 2．（2025·辽宁丹东·二模）（多选）截至2025年3月24日《哪吒2》暂列全球票房榜第5名。该片传递积极价值观，情节丰富有深度，视觉效果震撼。片中太乙真人使用天元鼎炼丹，已知天元鼎正常时是容积为4的密闭容器，初始时内部气体压强与外界大气压相同即，温度为。在炼丹过程中，太乙真人施展法术对炉内气体加热，当炉内气体温度达600K时，炉内的压强为。若加热过程中天元鼎缓慢漏气，当温度为600K时炉内压强，设泄露出去的气体质量与剩余在鼎中的气体质量之比为n（炉内气体可视为理想气体）则（　　） A． B． C． D． 3．（2025·山东济宁·二模）（多选）某探空气球充气前球内无气体，现用充气泵在地面处为其充入某种惰性气体（可视为理想气体），每秒可将温度为300K、体积为10L、压强为的惰性气体充入气球，充气完成后球内气体压强为、体积为，忽略充气过程中气体温度的变化。气球释放后，最终到达某高度处时气球内气体温度变为240K（气球上升过程中体积不变）。下列说法正确的是（    ） A．气球在地面充气所用时间为300s B．气球在地面充气所用时间为3000s C．气球到达最终高度处时气球内气体的压强为 D．气球到达最终高度处时气球内气体的压强为 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $