重难点专训56 应用气体实验定律解决“三类模型”问题（福建专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

重难点专训56 应用气体实验定律解决“三类模型”问题（福建专用） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D C A C D AD BD AC BD 题号 11 12 16 17 18 19 20 21 22 答案 BD BD AC BD AC CD BC BC AD 模拟·基础演练 1．B 【详解】A．气缸水平放置、活塞光滑无摩擦，气体压强始终不变，故加热过程压强不变，故A错误； B．对气体缓慢加热，气体温度升高，理想气体内能仅由温度决定，故内能增大，故B正确； C．温度是分子平均动能的标志，温度升高仅代表分子平均动能增大，并非所有分子动能均增大，故C错误； D．绝热过程只能从电热丝吸热，气体膨胀对外做功，即，温度升高，内能增大，即，根据热力学第一定律 可知，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】根据玻意耳定律，温度不变时，气体压强与体积的乘积保持不变。初始状态的总气体（肺内原有气体和吸入气体）在压强下的总体积为（为吸入气体体积），最终状态气体压强为，体积为，由玻意耳定律 解得 吸入气体体积，D正确。 故选D。 3．C 【详解】封闭在窑炉内的气体体积不变，烧制前温度，烧制过程中气体发生等容变化，根据查理定律有 又 解得，故选C。 4．A 【详解】设第次打气后容器内气体的压强为，根据玻意耳定律有 解得 故选A。 5．C 【详解】AB．空气柱的压强 其中为水银柱的高度，由于的大小不变，故空气柱的压强不变，被封闭气体做等压变化，由于气体温度升高，气体分子的平均动能变大，故根据盖—吕萨克定律可得，气体的体积增大，故气体分子的密集程度变小，故AB错误； CD．被封闭气体的压强，由不变，可知不变，水银柱b的两个水银面的高度差不变，又因气体的体积增大，则水银柱a液面将上升，故C正确，D错误。 故选C。 6．D 【详解】AB．根据题意可知活塞从a到b的过程中，汽缸内气体，温度降低，则内能减小，体积减小，压强不变，故AB错误； CD．根据题意可知活塞从b到a的过程中汽缸内气体温度不变，则内能不变，体积增大，根据玻意耳定律可知压强减小，故C错误，D正确。 故选D。 7．AD 【详解】AB．加热过程中球囊内气体温度升高，温度是分子平均动能的标志，温度升高，气体分子平均动能增大，因此分子平均速率变大，故A正确，B错误； CD．球囊内气体始终与外界大气相通，因此压强等于大气压，保持不变。温度升高，压强不变，球囊体积不变，部分气体会从球囊中逸出，球囊内气体总质量减小，由密度公式 不变、减小，因此气体密度变小，C错误，D正确。 故选AD。 8．BD 【详解】A．环境温度缓慢升高且不计活塞与气缸的摩擦，对活塞受力分析可知，气体压强不变，故A错误； B．压强不变，温度升高，体积增加，气体对外做功，故B正确； C．一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度升高，内能增加，故C错误； D．温度升高，气体分子的平均动能增加，每个分子撞击器壁的平均力增大，而压强不变，根据压强的微观解释可知单位面积单位时间撞击器壁的分子数减少，故D正确。 故选BD。 9．AC 【分析】本题考查热力学第一定律，目的是考查学生的理解能力。 【详解】AB．环境温度缓慢升高（水柱未溢出）的过程中，罐内气体发生等压膨胀，气体压强不变，体积增大，气体分子总数不变，单位体积内分子个数减小，故A正确，B错误； CD．气体体积增大，气体对外界做正功，气体的内能增加，根据热力学第一定律可知，罐内气体吸收的热量大于气体增加的内能，故C正确，D错误。 故选AC。 10．BD 【详解】A．根据题意可知，缓慢放气过程，气体体积变大，气体对外做功，温度不变，气体内能不变，根据热力学第一定律，则气体应吸热，故A错误； B．根据题意可知，气体放出部分后，压强减小，体积减小，温度不变，根据气体压强的微观含义可知，气体在单位时间内碰撞袖带内壁单位面积上的分子数减少，故B正确； CD．对原袖带内气体而言，发生等温变化，设放出压强为p0的气体体积为，由玻意耳定律可得 解得 袖带内剩余气体的质量与放出气体的质量之比为，故D正确。 故选BD。 11．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。 12．BD 【详解】A．轻压易拉罐，水柱上升，罐内气体压强不变，A错误； B．仅环境温度升高，罐内气体发生等压膨胀，内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，罐内气体吸收的热量大于气体对外做的功，B正确； C．仅环境压强增大，罐内气体压强增大，温度不变，气体的体积减小，罐内气体分子密度增大，C错误； D．若将易拉罐在竖直面内缓慢转过，罐内气体压强减小，温度不变，等温膨胀，内能不变，对外做功，根据热力学第一定律，罐内气体会吸收热量，D正确。 故选BD。 13． 75 37 【详解】[1]玻璃管与水银柱稳定自由下滑，二者加速度都为gsinα（α为斜面倾角），受力分析可得； [2]等压过程，可得，。 14． 向上 吸热 变大 【详解】[1]气体的温度升高，压强增大，B管的水银面下降，要使气体的体积不变，需使C的水银面上升，从而维持烧瓶内气体的体积不变； [2][3]根据克拉伯龙方程 （常量） 当体积不变时，温度升高，压强增大，故气体应吸热，压强增大。 15．（1）；（2） 【详解】（1）高度的水银柱产生的压强 ① ② 由①②得 ③ （2）对水银柱上方的气体 长度 当气压计内水银柱的高度时，气体压强 ④ 气体长度 ⑤ 由玻意耳定律得 ⑥ 由③④⑤⑥得 ⑦ 重难·创新演练 16．AC 【详解】A．设玻璃管在光滑斜面上运动时加速度为，对整体，由牛顿第二定律得 解得 对水银柱，根据牛顿第二定律得 解得被封闭气体的压强为 故A正确； B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，被封闭气体的压强为 被封闭气体做等温变化，则有 解得封闭气体的长度 故B错误； C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，被封闭气体的压强为 气体做等容变化，则有 可得 故C正确； D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，对水银柱，根据牛顿第二定律得 被封闭气体做等温变化，则有 解得， 故D错误。 故选AC。 17．BD 【分析】本题以建盏某种窑炉的排气阀系统为情境，考查内容涉及热学的分子动理论，气体实验定律和热力学第一定律等，侧重考查学生的理解能力和推理能力，着重体现物理观念、模型建构和科学推理等物理核心素养的考查。要求考生具备清晰的关于气体热运动的物理观念；能从实际问题中构建等容变化模型能应用对应的实验定律进行分析和推理，能对简单过程应用热力学第一定律进行分析推理，得出正确结论。本题难度属于简单题。 【详解】CD．选择窑炉中的封闭气体为研究对象，视为理想气体，在排气阀没有开启前，体积不变，气体压强随温度升高而增大，根据查理定理 解得 判断出阀门还未开启，C选项错误，D选项正确。 A．温度升高时，气体分子热运动的平均动能增大，但仍存在动能小的分子，A选项错误； B．排气阀开启，窑炉内的气体喷出，体积膨胀，对外界做正功，B选项正确。 故选BD。 18．AC 【详解】A．根据题意，B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，可知在B中液面移动时，可近似认为气体体积不变，即该测温装置利用了气体的等容变化的规律，故A正确； B．温度为27℃时，封闭气体的压强 即封闭气体的压强相当于59cm高的水银柱产生的压强，故B错误； C．根据查理定律有 其中 即有 可知，温度升高，管内水银面的高度x降低，即管中刻度从上往下，表示的温度逐渐升高，若把该温度计置于高山顶进行测温，由于高山顶的大气压低于标准大气压，对管中气体有 温度一定时，管中气体压强运动，大气压强减小，可知管内液面的高度比山底的低一些，则温度的测量值偏高，故C正确； D．根据 可知，若该温度计因某种原因漏掉一部分气体，管中气体的压强减小，可知管内液面上升，根据上述，温度的测量值偏小，故D错误。 故选AC。 19．CD 【详解】AB．根据题意可知，气体的压强不变，仍等于大气压强，而体积变大，所以气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，根据压强的微观解释可知，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，故AB错误； C．气体的压强不变，而体积变大，根据一定质量的理想气体的状态方程可知，气体的温度升高，则内能增大，根据热力学第一定律可知气体对外做功，需要从外界吸收热量，罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量，故C正确； D．设油柱距接口距离为，由盖—吕萨克定律可得 解得 与成线性关系，刻度是均匀的，故D正确。 故选CD。 20．BC 【详解】AB．设氧气瓶开始时的压强为（20个大气压），体积为，压强变为（2个大气压）时，体积为。根据玻意耳定律得 解得 可得 A选项错误，B选项正确； CD．重新充气前，用去的氧气在压强下的体积为 设用去的氧气在（1个大气压）压强下的体积为，则有 设实验室每天用去的氧气在下的体积为，则氧气可用的天数为 解得 天 C选项正确，D选项错误。 故选BC。 21．BC 【详解】A．打气后，由于气体的温度不变，分子平均动能不变，球内气体分子对球内壁的平均作用力不变，故A错误； B．打气后，球内气体的压强变大，即球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大，故B正确； CD．打气6次后，由玻意耳定律得 p1V0+p0×6×0.05V0=pV0 解得 p=1.4p0 即球内气体的压强为1.4p0，故C正确，D错误。 故选BC。 22．AD 【详解】AB．只对L1加热，假设L1气体体积不变，则压强增大；L1的压强 p1=p2-ph 由于L2的压强p2不变，L1的压强增大，则ph减小，h减小，气柱L1长度变长；气柱L2中气体的压强和温度不变化，则体积不变化，长度不变化，A正确，B错误； C．若在右管中注入一些水银，则L2的压强增大，假设L1的体积不变，h不变，L1的压强增大，根据玻意耳定律可知L1的体积减小，L1的长度将减小，C错误； D．使L1、L2同时升高相同的温度，假设L1、L2气体的体积都不变，则L1的压强增大，L2压强不变，所以h减小，L1也会增大，D正确。 故选AD。 23． 降低 【详解】[1]打气过程瓶内气体温度不变，符合等温过程的玻意耳定律。 将所有气体整体作为研究对象， 初态：总压强为，总体积为 末态：压强为，体积 根据玻意耳定律 解得 [2]水喷出过程中，瓶内气体膨胀对外做功，；题目说明忽略瓶壁的热传递，即。 根据热力学第一定律 可得，气体内能减小。一定质量气体内能仅与温度有关，因此瓶内气体温度降低。 【点睛】 24． 80 4.0 吸热 【详解】[1]管竖直时，管内气体的压强 [2]将玻璃管缓慢转至水平，根据玻意耳定律可知 其中 解得 [3]此过程中管内气体温度不变，则内能不变，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热。 25． 变小 变大 【详解】[1][2][3]由于空气体积增大，故分子的数密度变小；由于温度升高，空气分子的平均动能变大；根据气体实验定律得 解得 26．(1)35 (2)90 【详解】（1）设开始封闭气体的压强为，则有 补充水银至两侧液面相平时，右管内水银面上升了x，根据玻意耳定律可得 又 联立解得 （2）继续向左侧管中加入水银，直至液面与管口相平，设此时封闭气体柱的长度为，有 又 联立解得 27．（1）；（2）或 【详解】（1）以水银柱和玻璃管为研究对象，根据牛顿第二定律 整理得 （2）在斜面上，以水银柱为研究对象，设封闭的气体压强为，根据牛顿第二定律得 解得 竖直放置时，封闭的气体压强为，则管内气体压强为 由玻意耳定律有 p1L1S＝p2L2S 解得 或 28．（1）100cmHg；（2）40cm；（3） 【详解】（1）对液柱受力分析由平衡条件可知，竖直放置时气体对液柱的压强为 （2）设玻璃管横截面积为，玻璃管由竖直缓慢转至水平，根据玻意耳定律有 其中， 代入数据，解得玻璃管水平时封闭气体的长度 （3）在玻璃管水平状态下，对气体缓慢加热，当水银刚好不溢出时，此时气体的温度设为，气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律，有 其中 解得 29．（1）；（2） 【详解】（1）航天服内气体初态时，有 ，， 末态时，有 ， 根据理想气体状态方程可得 解得 所以 （2）气体缓慢放出的过程中气体的温度不变，设需要放出的气体体积为，根据波意耳定律可得 其中 航天放出的气体与原来气体的质量比 联立解得 30．（i）4V0；（ii） 【详解】（i）设充气后容器A中气体在大气压强下的体积为V，则由玻意耳定律可得 通过充气口充入的气体在大气压强下的体积为 解得 （ii）设未打开阀门前，当容器A中气体压强为时，A中气体体积为，由玻意耳定律可得 阀门K打开后，从容器A中逸出的气体在压强为时的体积为 设逸出的气体在压强为时的体积为，则有 设不规则物体的体积为，则有 解得 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难点专训56 应用气体实验定律解决“三类模型”问题（福建专用） 目 录 研判·模型总结 1 模拟·基础演练 2 重难·创新演练 11 研判·模型总结 类型1 “玻璃管液封”模型 1．气体实验定律及理想气体状态方程 理想气体状态方程：＝C ＝ 2．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，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力； (3)有时可直接应用连通器原理——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． 类型2　“汽缸活塞类”模型 1．解题的一般思路 (1)确定研究对象，研究对象分两类：一类是热学研究对象(一定质量的理想气体)；另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。 (2)分析物理过程，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；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程。 (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。对求解的结果注意检验它们的合理性。 2．常见类型 (1)气体系统处于平衡状态，需要综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。 (2)气体系统处于力学非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。 (3)两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解。 类型3 变质量气体模型 1．充气问题 选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象，就可把充气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题。 2．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，质量不变，故抽气过程可以看成是等温膨胀过程。 3．灌气问题 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，可将变质量问题转化为定质量问题。 4．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，便可使问题变成一定质量气体的状态变化，可用理想气体的状态方程求解。 模拟·基础演练 1．如图所示，气缸水平放置，气缸和光滑活塞为绝热材料。初始时气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞处于静止状态，现对气缸内气体缓慢加热，下列说法正确的是（　　） A．气体压强增大 B．气体内能增大 C．所有气体分子动能均增大 D．气体对外做功大于气体吸收的热量 【答案】B 【详解】A．气缸水平放置、活塞光滑无摩擦，气体压强始终不变，故加热过程压强不变，故A错误； B．对气体缓慢加热，气体温度升高，理想气体内能仅由温度决定，故内能增大，故B正确； C．温度是分子平均动能的标志，温度升高仅代表分子平均动能增大，并非所有分子动能均增大，故C错误； D．绝热过程只能从电热丝吸热，气体膨胀对外做功，即，温度升高，内能增大，即，根据热力学第一定律 可知，故D错误。 故选B。 2．呼吸机可以帮助患者进行吸气。一患者某次吸气前肺内气体的体积为Vo，肺内气体的压强为（大气压强）。吸入压强为的气体后肺内气体的体积变为1.2Vo，压强为，若空气视为理想气体，整个过程温度保持不变，则吸入气体的体积为（　　） A．1.2Vo B．1.1Vo C．0.64Vo D．0.32Vo 【答案】D 【详解】根据玻意耳定律，温度不变时，气体压强与体积的乘积保持不变。初始状态的总气体（肺内原有气体和吸入气体）在压强下的总体积为（为吸入气体体积），最终状态气体压强为，体积为，由玻意耳定律 解得 吸入气体体积，D正确。 故选D。 3．我国瓷器的发展历史悠久，最早可追溯至商周时期。瓷器的烧制采用如图甲所示的窑炉，图乙是窑炉的简图，上方有一单向排气阀。某次烧制过程，排气阀关闭，初始时窑内温度，窑内气体压强为。已知烧制过程中窑内气体体积不变，温度均匀且缓慢升高。气体可视为理想气体，绝对零度取-273℃，窑内气体压强升高到时，窑内气体温度为（　　） A．375℃ B．425℃ C．477℃ D．750℃ 【答案】C 【详解】封闭在窑炉内的气体体积不变，烧制前温度，烧制过程中气体发生等容变化，根据查理定律有 又 解得，故选C。 4．一容器内充有压强为的空气，现用打气筒给容器充气，每次可将压强为、体积为的空气打入容器内，打气过程中容器内、外气体的温度相同且不变，空气可视为理想气体。以打气的次数为横轴、每次打完后容器内气体的压强为纵轴，下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设第次打气后容器内气体的压强为，根据玻意耳定律有 解得 故选A。 5．如图所示，竖直放置的两端开口的U形管，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。现将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）（　　） A．空气柱中气体分子的平均动能不变 B．空气柱中气体分子的密集程度变大 C．水银柱a液面将上升 D．水银柱b的两个水银面的高度差h变大 【答案】C 【详解】AB．空气柱的压强 其中为水银柱的高度，由于的大小不变，故空气柱的压强不变，被封闭气体做等压变化，由于气体温度升高，气体分子的平均动能变大，故根据盖—吕萨克定律可得，气体的体积增大，故气体分子的密集程度变小，故AB错误； CD．被封闭气体的压强，由不变，可知不变，水银柱b的两个水银面的高度差不变，又因气体的体积增大，则水银柱a液面将上升，故C正确，D错误。 故选C。 6．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a处。将汽缸置于恒温冷水中，如图2所示，活塞自发从a处缓慢下降并停在b处，然后保持汽缸不动，用外力将活塞缓慢提升回a处。不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。则（    ） A．活塞从a到b的过程中，汽缸内气体压强升高 B．活塞从a到b的过程中，汽缸内气体内能不变 C．活塞从b到a的过程中，汽缸内气体压强升高 D．活塞从b到a的过程中，汽缸内气体内能不变 【答案】D 【详解】AB．根据题意可知活塞从a到b的过程中，汽缸内气体，温度降低，则内能减小，体积减小，压强不变，故AB错误； CD．根据题意可知活塞从b到a的过程中汽缸内气体温度不变，则内能不变，体积增大，根据玻意耳定律可知压强减小，故C错误，D正确。 故选D。 7．（多选）如图所示，现代人通过放飞热气球体验升空乐趣。热气球用高强度阻燃织物制成球囊，底部开口与吊篮相连，通过燃烧器对球囊内空气持续加热，直至热气球能平稳升空。在缓慢加热球囊内气体的过程中（球囊体积近似不变，气体始终与外界大气相通），下列说法正确的是（　　） A．球囊内气体分子的平均速率变大 B．球囊内气体分子的平均速率变小 C．球囊内气体的密度变大 D．球囊内气体的密度变小 【答案】AD 【详解】AB．加热过程中球囊内气体温度升高，温度是分子平均动能的标志，温度升高，气体分子平均动能增大，因此分子平均速率变大，故A正确，B错误； CD．球囊内气体始终与外界大气相通，因此压强等于大气压，保持不变。温度升高，压强不变，球囊体积不变，部分气体会从球囊中逸出，球囊内气体总质量减小，由密度公式 不变、减小，因此气体密度变小，C错误，D正确。 故选AD。 8．（多选）如图所示，水平面上有一个导热汽缸，用一定质量的活塞密封一定质量的理想气体，不计活塞与气缸的摩擦，当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是（　　） A．气缸内的气体压强增大 B．理想气体对外做功 C．理想气体的内能减小 D．气缸壁上单位面积单位时间撞击的分子数减少 【答案】BD 【详解】A．环境温度缓慢升高且不计活塞与气缸的摩擦，对活塞受力分析可知，气体压强不变，故A错误； B．压强不变，温度升高，体积增加，气体对外做功，故B正确； C．一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度升高，内能增加，故C错误； D．温度升高，气体分子的平均动能增加，每个分子撞击器壁的平均力增大，而压强不变，根据压强的微观解释可知单位面积单位时间撞击器壁的分子数减少，故D正确。 故选BD。 9．（多选）某同学制作了一个简易的温度计，如图所示，在空的易拉罐口插入一根竖直的玻璃管，玻璃管中吸入一段蓝色水柱，易拉罐口用蜡密封好，确保不漏气。易拉罐导热性能良好，罐内气体视为理想气体。在环境温度缓慢升高（水柱未溢出）的过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内单位体积内分子个数减小 B．罐内气体压强增大 C．罐内气体对外界做正功 D．罐内气体吸收的热量等于气体增加的内能 【答案】AC 【分析】本题考查热力学第一定律，目的是考查学生的理解能力。 【详解】AB．环境温度缓慢升高（水柱未溢出）的过程中，罐内气体发生等压膨胀，气体压强不变，体积增大，气体分子总数不变，单位体积内分子个数减小，故A正确，B错误； CD．气体体积增大，气体对外界做正功，气体的内能增加，根据热力学第一定律可知，罐内气体吸收的热量大于气体增加的内能，故C正确，D错误。 故选AC。 10．（多选）某人某次用如图所示的水银血压计测量血压时，先向袖带内充入气体，充气后袖带内的气体体积为V0、压强为1.5p0，然后缓慢放气，当袖带内气体体积变为0.7V0时，气体的压强刚好与大气压强相等。设大气压强为p0，放气过程中温度保持不变。下列说法正确的是 （　　） A．缓慢放气过程袖带内气体放热 B．放气后袖带内气体在单位时间内碰撞袖带内壁单位面积上的分子数减少 C．袖带内剩余气体的质量与放出气体的质量之比为 D．袖带内剩余气体的质量与放出气体的质量之比为 【答案】BD 【详解】A．根据题意可知，缓慢放气过程，气体体积变大，气体对外做功，温度不变，气体内能不变，根据热力学第一定律，则气体应吸热，故A错误； B．根据题意可知，气体放出部分后，压强减小，体积减小，温度不变，根据气体压强的微观含义可知，气体在单位时间内碰撞袖带内壁单位面积上的分子数减少，故B正确； CD．对原袖带内气体而言，发生等温变化，设放出压强为p0的气体体积为，由玻意耳定律可得 解得 袖带内剩余气体的质量与放出气体的质量之比为，故D正确。 故选BD。 11．（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。 12．（多选）如图，在空的易拉罐口接一段竖直的玻璃管，玻璃管中吸入一段红色水柱，玻璃管与易拉罐接口处用蜡密封，易拉罐导热性能良好，罐内气体看成理想气体，水柱始终在玻璃管中，下列说法正确的是（　　） A．轻压易拉罐，水柱上升，罐内气体压强增大 B．仅环境温度升高，罐内气体吸收的热量大于气体对外做的功 C．仅环境压强增大，罐内气体分子密度减小 D．若仅将易拉罐在竖直面内缓慢转过，罐内气体会吸收热量 【答案】BD 【详解】A．轻压易拉罐，水柱上升，罐内气体压强不变，A错误； B．仅环境温度升高，罐内气体发生等压膨胀，内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，罐内气体吸收的热量大于气体对外做的功，B正确； C．仅环境压强增大，罐内气体压强增大，温度不变，气体的体积减小，罐内气体分子密度增大，C错误； D．若将易拉罐在竖直面内缓慢转过，罐内气体压强减小，温度不变，等温膨胀，内能不变，对外做功，根据热力学第一定律，罐内气体会吸收热量，D正确。 故选BD。 13．如甲图，外界大气压，一内壁光滑的玻璃管用的水银柱封闭着一定长度的理想气体，若将玻璃管放置于倾角的光滑斜面让其稳定自由下滑，则封闭气体压强________cmHg；现静置玻璃管，使其开口向上（乙图），开始时气柱长，气体温度为；若缓慢升高气温，当气柱长时，气体温度________℃。 【答案】 75 37 【详解】[1]玻璃管与水银柱稳定自由下滑，二者加速度都为gsinα（α为斜面倾角），受力分析可得； [2]等压过程，可得，。 14．如图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强随温度变化的关系”实验装置示意图。弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体（视为理想气体）被封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将C管_____（填“向上”或“向下”）移动，使B管内水银面恢复原有高度，此过程气体_______（填“吸热”或“放热”），气体压强_______（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 向上 吸热 变大 【详解】[1]气体的温度升高，压强增大，B管的水银面下降，要使气体的体积不变，需使C的水银面上升，从而维持烧瓶内气体的体积不变； [2][3]根据克拉伯龙方程（常量） 当体积不变时，温度升高，压强增大，故气体应吸热，压强增大。 15．简易水银气压计如图所示，由于气压计中混入了一些气体，使竖直水银柱上方不再是真空。当大气压时，气压计内水银柱的高度，管内气柱长度。管外水银面高度视为不变。 （1）求气压计水银柱上方气体的压强； （2）若环境温度不变，求气压计内水银柱的高度时的大气压值。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）高度的水银柱产生的压强① ② 由①②得③ （2）对水银柱上方的气体 长度 当气压计内水银柱的高度时，气体压强④ 气体长度⑤ 由玻意耳定律得⑥ 由③④⑤⑥得⑦ 重难·创新演练 16．（多选）一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度h=5cm，玻璃管开口斜向上，在倾角θ=30°的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为L=40cm，大气压强始终为p0=75cmHg， 取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度变化。下列说法正确的是（　　） A．被封闭气体的压强为 B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度L=40cm，则现在的温度与原来温度之比为 D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 【答案】AC 【详解】A．设玻璃管在光滑斜面上运动时加速度为，对整体，由牛顿第二定律得 解得 对水银柱，根据牛顿第二定律得 解得被封闭气体的压强为 故A正确； B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，被封闭气体的压强为 被封闭气体做等温变化，则有 解得封闭气体的长度 故B错误； C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，被封闭气体的压强为 气体做等容变化，则有 可得 故C正确； D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，对水银柱，根据牛顿第二定律得 被封闭气体做等温变化，则有 解得， 故D错误。 故选AC。 17．（多选）建盏是中国国家地理标志产品之一。烧制建盏采用的某种窑炉示意图如图所示，窑炉上方有一单向排气阀，当窑内气体压强大于时（为1个标准大气压强），排气阀就会开启。某次烧制过程，初始时窑内温度为27℃，窑内气体体积为、压强为。绝对零度取。则（　　） A．窑内温度升高，每个气体分子动能均变大 B．排气阀开启，窑内气体将对外界做正功 C．窑内温度升高到447℃时排气阀已开启 D．窑内温度升高到447℃时窑内气体压强为 【答案】BD 【分析】本题以建盏某种窑炉的排气阀系统为情境，考查内容涉及热学的分子动理论，气体实验定律和热力学第一定律等，侧重考查学生的理解能力和推理能力，着重体现物理观念、模型建构和科学推理等物理核心素养的考查。要求考生具备清晰的关于气体热运动的物理观念；能从实际问题中构建等容变化模型能应用对应的实验定律进行分析和推理，能对简单过程应用热力学第一定律进行分析推理，得出正确结论。本题难度属于简单题。 【详解】CD．选择窑炉中的封闭气体为研究对象，视为理想气体，在排气阀没有开启前，体积不变，气体压强随温度升高而增大，根据查理定理 解得 判断出阀门还未开启，C选项错误，D选项正确。 A．温度升高时，气体分子热运动的平均动能增大，但仍存在动能小的分子，A选项错误； B．排气阀开启，窑炉内的气体喷出，体积膨胀，对外界做正功，B选项正确。 故选BD。 18．（多选）有一种测量气温的简易装置，其结构如图所示，大玻璃泡A内封闭有一定量的空气，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映玻璃泡内空气的温度（即环境温度），已知该温度计是按照标准大气压进行温度刻度的。当温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm。B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，下列说法正确的是（　　）    A．该测温装置利用了气体的等容变化的规律 B．当温度为27℃时，封闭气体的压强相当于91cm高的水银柱产生的压强 C．若把该温度计置于高山顶进行测温，已知高山顶的大气压低于标准大气压，则温度的测量值偏大 D．若该温度计因某种原因漏掉一部分气体，则温度的测量值偏大 【答案】AC 【详解】A．根据题意，B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，可知在B中液面移动时，可近似认为气体体积不变，即该测温装置利用了气体的等容变化的规律，故A正确； B．温度为27℃时，封闭气体的压强 即封闭气体的压强相当于59cm高的水银柱产生的压强，故B错误； C．根据查理定律有 其中 即有 可知，温度升高，管内水银面的高度x降低，即管中刻度从上往下，表示的温度逐渐升高，若把该温度计置于高山顶进行测温，由于高山顶的大气压低于标准大气压，对管中气体有 温度一定时，管中气体压强运动，大气压强减小，可知管内液面的高度比山底的低一些，则温度的测量值偏高，故C正确； D．根据 可知，若该温度计因某种原因漏掉一部分气体，管中气体的压强减小，可知管内液面上升，根据上述，温度的测量值偏小，故D错误。 故选AC。 19．（多选）如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱长度可以忽略，如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。当温度由变为时，油柱从离接口处缓慢移到离接口的位置。下列说法正确的是（　　） A．单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加 B．饮料罐内气体的压强变小 C．罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量 D．若给吸管标上温度刻度值，刻度是均匀的 【答案】CD 【详解】AB．根据题意可知，气体的压强不变，仍等于大气压强，而体积变大，所以气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，根据压强的微观解释可知，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，故AB错误； C．气体的压强不变，而体积变大，根据一定质量的理想气体的状态方程可知，气体的温度升高，则内能增大，根据热力学第一定律可知气体对外做功，需要从外界吸收热量，罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量，故C正确； D．设油柱距接口距离为，由盖—吕萨克定律可得 解得 与成线性关系，刻度是均匀的，故D正确。 故选CD。 20．（多选）一氧气瓶的容积为，充满氧气时瓶中的压强为20个大气压。现已知某实验室每天消耗1个大气压的氧气，当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，且视为理想气体，则（　　） A．需重新充气时和充满时，瓶中氧气质量之比为 B．需重新充气时和充满时，瓶中氧气质量之比为 C．这瓶充满的氧气重新充气前可供该实验室使用18天 D．这瓶充满的氧气重新充气前可供该实验室使用20天 【答案】BC 【详解】AB．设氧气瓶开始时的压强为（20个大气压），体积为，压强变为（2个大气压）时，体积为。根据玻意耳定律得 解得 可得 A选项错误，B选项正确； CD．重新充气前，用去的氧气在压强下的体积为 设用去的氧气在（1个大气压）压强下的体积为，则有 设实验室每天用去的氧气在下的体积为，则氧气可用的天数为 解得天 C选项正确，D选项错误。 故选BC。 21．（多选）下图是某同学用手持式打气筒对一个篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于1.1p0（p0为大气压强），每次打入的气体的压强为1.0p0、体积为篮球容积的，假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气体，则（  ） A．打气后，球内气体分子对球内壁的平均作用力增大 B．打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大 C．打气6次后，球内气体的压强为1.4p0 D．打气6次后，球内气体的压强为1.7p0 【答案】BC 【详解】A．打气后，由于气体的温度不变，分子平均动能不变，球内气体分子对球内壁的平均作用力不变，故A错误； B．打气后，球内气体的压强变大，即球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大，故B正确； CD．打气6次后，由玻意耳定律得p1V0+p0×6×0.05V0=pV0 解得p=1.4p0 即球内气体的压强为1.4p0，故C正确，D错误。 故选BC。 22．（多选）如图所示，足够长的U形管内分别由水银封有L1、L2两部分气体，则下列陈述中正确的是（    ） A．只对L1加热，则h减小，气柱L2长度不变 B．只对L1加热，则h不变，气柱L2长度增大 C．若在右管中注入一些水银，L1将增大 D．使L1、L2同时升高相同的温度，则L1增大、h减小 【答案】AD 【详解】AB．只对L1加热，假设L1气体体积不变，则压强增大；L1的压强p1=p2-ph 由于L2的压强p2不变，L1的压强增大，则ph减小，h减小，气柱L1长度变长；气柱L2中气体的压强和温度不变化，则体积不变化，长度不变化，A正确，B错误； C．若在右管中注入一些水银，则L2的压强增大，假设L1的体积不变，h不变，L1的压强增大，根据玻意耳定律可知L1的体积减小，L1的长度将减小，C错误； D．使L1、L2同时升高相同的温度，假设L1、L2气体的体积都不变，则L1的压强增大，L2压强不变，所以h减小，L1也会增大，D正确。 故选AD。 23．水火箭是物理实践活动的经典项目。选一个完整塑料瓶做箭身，装清水，用带气门芯的橡胶塞塞紧瓶口，接到打气筒上。发射时把瓶口朝下固定在发射架上，缓慢打气，瓶内气压升高顶开橡胶塞，水瞬间喷出，火箭直冲上天。若未打气前瓶内封闭气体压强为，体积为，水喷出瞬间气体压强为，忽略打气过程中，塑料瓶体积和瓶内气体温度的变化，则通过打气筒充入瓶内的气体在压强为时的体积为___________，水喷出过程中，忽略通过瓶壁传递的热量，瓶内气体温度___________（填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】 降低 【详解】[1]打气过程瓶内气体温度不变，符合等温过程的玻意耳定律。 将所有气体整体作为研究对象， 初态：总压强为，总体积为 末态：压强为，体积 根据玻意耳定律 解得 [2]水喷出过程中，瓶内气体膨胀对外做功，；题目说明忽略瓶壁的热传递，即。 根据热力学第一定律 可得，气体内能减小。一定质量气体内能仅与温度有关，因此瓶内气体温度降低。 24．如图，粗细均匀且上端开口的玻璃管竖直放置，管内用长h=4cm的水银封闭着一段长的空气柱。已知大气压强，则管内气体的压强________cmHg。将玻璃管缓慢转至水平，管内气体温度保持不变，则此时管内空气柱长度________cm，此过程中管内气体________（填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）。 【答案】 80 4.0 吸热 【详解】[1]管竖直时，管内气体的压强 [2]将玻璃管缓慢转至水平，根据玻意耳定律可知 其中 解得 [3]此过程中管内气体温度不变，则内能不变，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热。 25．一个容器内部呈不规则形状，为测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S，管内一静止水银柱封闭着长度为l1的空气柱，如图所示，此时外界的温度为T1。现把容器浸在温度为T2的热水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为l2。实验过程中认为大气压没有变化，则容器内空气分子的数密度______（填“变大”“变小”或“不变”），容器内空气分子的平均动能______（填“变大”“变小”或“不变”），根据以上数据推导容器容积的表达式______。 【答案】 变小 变大 【详解】[1][2][3]由于空气体积增大，故分子的数密度变小；由于温度升高，空气分子的平均动能变大；根据气体实验定律得 解得 26．如图所示，在粗细均匀、导热良好的固定U形管右侧，用水银封闭一段长的理想气体，左、右两管水银面的高度差；现向左侧管中缓慢加入水银，已知大气压强，环境温度保持不变，求： (1)当两侧液面相平时，加入的水银柱高度； (2)封闭气体的最大压强。 【答案】(1)35 (2)90 【详解】（1）设开始封闭气体的压强为，则有 补充水银至两侧液面相平时，右管内水银面上升了x，根据玻意耳定律可得 又 联立解得 （2）继续向左侧管中加入水银，直至液面与管口相平，设此时封闭气体柱的长度为，有 又 联立解得 27．如图1，一内壁光滑的细薄玻璃管放在倾角为θ的粗糙斜面上，当总质量为m的玻璃管与管内水银从静止开始一起沿斜面加速下滑时，管内空气柱的长度为L1。已知玻璃管的横截面积为S，管外壁与斜面的动摩擦因数μ，管内水银质量为m0，大气压强为P0，重力加速度g，不计封闭气体的重力。求 （1）玻璃管与水银沿斜面下滑的加速度a的大小； （2）如图2，若将玻璃管竖直静止放置，此时被封闭的空气柱长度L2为多大。 【答案】（1）；（2）或 【详解】（1）以水银柱和玻璃管为研究对象，根据牛顿第二定律 整理得 （2）在斜面上，以水银柱为研究对象，设封闭的气体压强为，根据牛顿第二定律得 解得 竖直放置时，封闭的气体压强为，则管内气体压强为 由玻意耳定律有p1L1S＝p2L2S 解得 或 28．如图，长度为、粗细均匀的玻璃管竖直放置，下端封闭，上端开口，中间有一段高度的水银柱封闭了一段理想气体，气柱长度为，气体温度为，大气压强，不计摩擦。求： （1）竖直放置时气体对液柱的压强 （2）先将玻璃管缓慢转至水平（温度不变），稳定后封闭气体的长度为多少？ （3）在玻璃管水平状态下，对气体缓慢加热，当水银刚好不溢出时，此时气体的温度为多少？（用表示） 【答案】（1）100cmHg；（2）40cm；（3） 【详解】（1）对液柱受力分析由平衡条件可知，竖直放置时气体对液柱的压强为 （2）设玻璃管横截面积为，玻璃管由竖直缓慢转至水平，根据玻意耳定律有 其中， 代入数据，解得玻璃管水平时封闭气体的长度 （3）在玻璃管水平状态下，对气体缓慢加热，当水银刚好不溢出时，此时气体的温度设为，气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律，有 其中 解得 29．2022年9月2日，“神舟十四号”航天员从“问天”实验舱气闸舱出舱时身着我国新一代舱外航天服。航天服内密封了一定质量的理想气体，体积约为2L，压强为，温度。 （1）打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低，此时密闭气体温度变为，航天服内气体体积约为4L，则航天员需将航天服内气压降低多少？ （2）为便于舱外活动，航天员出舱前还需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压再降低。假设释放气体过程中温度保持为不变，体积变为2.2L，已知航天服放出的气体占原来气体质量的62.5%，则航天服放出气体后气压降为多少？ 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）航天服内气体初态时，有，， 末态时，有， 根据理想气体状态方程可得 解得 所以 （2）气体缓慢放出的过程中气体的温度不变，设需要放出的气体体积为，根据波意耳定律可得 其中 航天放出的气体与原来气体的质量比 联立解得 30．利用如图所示的装置可测量不规则物体的体积。将不规则物体放入体积为的容器B中，将容器B通过细管（容积可忽略）与体积为的容器A相连接，开始时两容器内的气体压强均为大气压强。关闭阀门K，利用充气泵从容器A的充气口对容器A充气，直至容器A中的气体压强为，然后关闭充气口，打开阀门K，足够长时间后发现两容器内的气体压强均为，不考虑气体温度变化，气体可视为理想气体，求： （i）通过充气口充入容器A中的气体在大气压强下的体积； （ii）不规则物体的体积。 【答案】（i）4V0；（ii） 【详解】（i）设充气后容器A中气体在大气压强下的体积为V，则由玻意耳定律可得 通过充气口充入的气体在大气压强下的体积为 解得 （ii）设未打开阀门前，当容器A中气体压强为时，A中气体体积为，由玻意耳定律可得 阀门K打开后，从容器A中逸出的气体在压强为时的体积为 设逸出的气体在压强为时的体积为，则有 设不规则物体的体积为，则有 解得 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难点专训56 应用气体实验定律解决“三类模型”问题（福建专用） 目 录 研判·模型总结 1 模拟·基础演练 2 重难·创新演练 8 研判·模型总结 类型1 “玻璃管液封”模型 1．气体实验定律及理想气体状态方程 理想气体状态方程：＝C ＝ 2．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，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力； (3)有时可直接应用连通器原理——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． 类型2　“汽缸活塞类”模型 1．解题的一般思路 (1)确定研究对象，研究对象分两类：一类是热学研究对象(一定质量的理想气体)；另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。 (2)分析物理过程，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；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程。 (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。对求解的结果注意检验它们的合理性。 2．常见类型 (1)气体系统处于平衡状态，需要综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。 (2)气体系统处于力学非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。 (3)两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解。 类型3 变质量气体模型 1．充气问题 选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象，就可把充气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题。 2．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，质量不变，故抽气过程可以看成是等温膨胀过程。 3．灌气问题 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，可将变质量问题转化为定质量问题。 4．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，便可使问题变成一定质量气体的状态变化，可用理想气体的状态方程求解。 模拟·基础演练 1．如图所示，气缸水平放置，气缸和光滑活塞为绝热材料。初始时气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞处于静止状态，现对气缸内气体缓慢加热，下列说法正确的是（　　） A．气体压强增大 B．气体内能增大 C．所有气体分子动能均增大 D．气体对外做功大于气体吸收的热量 2．呼吸机可以帮助患者进行吸气。一患者某次吸气前肺内气体的体积为Vo，肺内气体的压强为（大气压强）。吸入压强为的气体后肺内气体的体积变为1.2Vo，压强为，若空气视为理想气体，整个过程温度保持不变，则吸入气体的体积为（　　） A．1.2Vo B．1.1Vo C．0.64Vo D．0.32Vo 3．我国瓷器的发展历史悠久，最早可追溯至商周时期。瓷器的烧制采用如图甲所示的窑炉，图乙是窑炉的简图，上方有一单向排气阀。某次烧制过程，排气阀关闭，初始时窑内温度，窑内气体压强为。已知烧制过程中窑内气体体积不变，温度均匀且缓慢升高。气体可视为理想气体，绝对零度取-273℃，窑内气体压强升高到时，窑内气体温度为（　　） A．375℃ B．425℃ C．477℃ D．750℃ 4．一容器内充有压强为的空气，现用打气筒给容器充气，每次可将压强为、体积为的空气打入容器内，打气过程中容器内、外气体的温度相同且不变，空气可视为理想气体。以打气的次数为横轴、每次打完后容器内气体的压强为纵轴，下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，竖直放置的两端开口的U形管，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。现将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）（　　） A．空气柱中气体分子的平均动能不变 B．空气柱中气体分子的密集程度变大 C．水银柱a液面将上升 D．水银柱b的两个水银面的高度差h变大 6．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a处。将汽缸置于恒温冷水中，如图2所示，活塞自发从a处缓慢下降并停在b处，然后保持汽缸不动，用外力将活塞缓慢提升回a处。不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。则（    ） A．活塞从a到b的过程中，汽缸内气体压强升高 B．活塞从a到b的过程中，汽缸内气体内能不变 C．活塞从b到a的过程中，汽缸内气体压强升高 D．活塞从b到a的过程中，汽缸内气体内能不变 7．（多选）如图所示，现代人通过放飞热气球体验升空乐趣。热气球用高强度阻燃织物制成球囊，底部开口与吊篮相连，通过燃烧器对球囊内空气持续加热，直至热气球能平稳升空。在缓慢加热球囊内气体的过程中（球囊体积近似不变，气体始终与外界大气相通），下列说法正确的是（　　） A．球囊内气体分子的平均速率变大 B．球囊内气体分子的平均速率变小 C．球囊内气体的密度变大 D．球囊内气体的密度变小 8．（多选）如图所示，水平面上有一个导热汽缸，用一定质量的活塞密封一定质量的理想气体，不计活塞与气缸的摩擦，当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是（　　） A．气缸内的气体压强增大 B．理想气体对外做功 C．理想气体的内能减小 D．气缸壁上单位面积单位时间撞击的分子数减少 9．（多选）某同学制作了一个简易的温度计，如图所示，在空的易拉罐口插入一根竖直的玻璃管，玻璃管中吸入一段蓝色水柱，易拉罐口用蜡密封好，确保不漏气。易拉罐导热性能良好，罐内气体视为理想气体。在环境温度缓慢升高（水柱未溢出）的过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内单位体积内分子个数减小 B．罐内气体压强增大 C．罐内气体对外界做正功 D．罐内气体吸收的热量等于气体增加的内能 10．（多选）某人某次用如图所示的水银血压计测量血压时，先向袖带内充入气体，充气后袖带内的气体体积为V0、压强为1.5p0，然后缓慢放气，当袖带内气体体积变为0.7V0时，气体的压强刚好与大气压强相等。设大气压强为p0，放气过程中温度保持不变。下列说法正确的是 （　　） A．缓慢放气过程袖带内气体放热 B．放气后袖带内气体在单位时间内碰撞袖带内壁单位面积上的分子数减少 C．袖带内剩余气体的质量与放出气体的质量之比为 D．袖带内剩余气体的质量与放出气体的质量之比为 11．（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． 12．（多选）如图，在空的易拉罐口接一段竖直的玻璃管，玻璃管中吸入一段红色水柱，玻璃管与易拉罐接口处用蜡密封，易拉罐导热性能良好，罐内气体看成理想气体，水柱始终在玻璃管中，下列说法正确的是（　　） A．轻压易拉罐，水柱上升，罐内气体压强增大 B．仅环境温度升高，罐内气体吸收的热量大于气体对外做的功 C．仅环境压强增大，罐内气体分子密度减小 D．若仅将易拉罐在竖直面内缓慢转过，罐内气体会吸收热量 13．如甲图，外界大气压，一内壁光滑的玻璃管用的水银柱封闭着一定长度的理想气体，若将玻璃管放置于倾角的光滑斜面让其稳定自由下滑，则封闭气体压强________cmHg；现静置玻璃管，使其开口向上（乙图），开始时气柱长，气体温度为；若缓慢升高气温，当气柱长时，气体温度________℃。 14．如图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强随温度变化的关系”实验装置示意图。弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体（视为理想气体）被封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将C管_____（填“向上”或“向下”）移动，使B管内水银面恢复原有高度，此过程气体_______（填“吸热”或“放热”），气体压强_______（填“变大”“变小”或“不变”）。 15．简易水银气压计如图所示，由于气压计中混入了一些气体，使竖直水银柱上方不再是真空。当大气压时，气压计内水银柱的高度，管内气柱长度。管外水银面高度视为不变。 （1）求气压计水银柱上方气体的压强； （2）若环境温度不变，求气压计内水银柱的高度时的大气压值。 重难·创新演练 16．（多选）一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度h=5cm，玻璃管开口斜向上，在倾角θ=30°的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为L=40cm，大气压强始终为p0=75cmHg， 取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度变化。下列说法正确的是（　　） A．被封闭气体的压强为 B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度L=40cm，则现在的温度与原来温度之比为 D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 17．（多选）建盏是中国国家地理标志产品之一。烧制建盏采用的某种窑炉示意图如图所示，窑炉上方有一单向排气阀，当窑内气体压强大于时（为1个标准大气压强），排气阀就会开启。某次烧制过程，初始时窑内温度为27℃，窑内气体体积为、压强为。绝对零度取。则（　　） A．窑内温度升高，每个气体分子动能均变大 B．排气阀开启，窑内气体将对外界做正功 C．窑内温度升高到447℃时排气阀已开启 D．窑内温度升高到447℃时窑内气体压强为 18．（多选）有一种测量气温的简易装置，其结构如图所示，大玻璃泡A内封闭有一定量的空气，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映玻璃泡内空气的温度（即环境温度），已知该温度计是按照标准大气压进行温度刻度的。当温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm。B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，下列说法正确的是（　　）    A．该测温装置利用了气体的等容变化的规律 B．当温度为27℃时，封闭气体的压强相当于91cm高的水银柱产生的压强 C．若把该温度计置于高山顶进行测温，已知高山顶的大气压低于标准大气压，则温度的测量值偏大 D．若该温度计因某种原因漏掉一部分气体，则温度的测量值偏大 19．（多选）如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱长度可以忽略，如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。当温度由变为时，油柱从离接口处缓慢移到离接口的位置。下列说法正确的是（　　） A．单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加 B．饮料罐内气体的压强变小 C．罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量 D．若给吸管标上温度刻度值，刻度是均匀的 20．（多选）一氧气瓶的容积为，充满氧气时瓶中的压强为20个大气压。现已知某实验室每天消耗1个大气压的氧气，当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，且视为理想气体，则（　　） A．需重新充气时和充满时，瓶中氧气质量之比为 B．需重新充气时和充满时，瓶中氧气质量之比为 C．这瓶充满的氧气重新充气前可供该实验室使用18天 D．这瓶充满的氧气重新充气前可供该实验室使用20天 21．（多选）下图是某同学用手持式打气筒对一个篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于1.1p0（p0为大气压强），每次打入的气体的压强为1.0p0、体积为篮球容积的，假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气体，则（  ） A．打气后，球内气体分子对球内壁的平均作用力增大 B．打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大 C．打气6次后，球内气体的压强为1.4p0 D．打气6次后，球内气体的压强为1.7p0 22．（多选）如图所示，足够长的U形管内分别由水银封有L1、L2两部分气体，则下列陈述中正确的是（    ） A．只对L1加热，则h减小，气柱L2长度不变 B．只对L1加热，则h不变，气柱L2长度增大 C．若在右管中注入一些水银，L1将增大 D．使L1、L2同时升高相同的温度，则L1增大、h减小 23．水火箭是物理实践活动的经典项目。选一个完整塑料瓶做箭身，装清水，用带气门芯的橡胶塞塞紧瓶口，接到打气筒上。发射时把瓶口朝下固定在发射架上，缓慢打气，瓶内气压升高顶开橡胶塞，水瞬间喷出，火箭直冲上天。若未打气前瓶内封闭气体压强为，体积为，水喷出瞬间气体压强为，忽略打气过程中，塑料瓶体积和瓶内气体温度的变化，则通过打气筒充入瓶内的气体在压强为时的体积为___________，水喷出过程中，忽略通过瓶壁传递的热量，瓶内气体温度___________（填“升高”“降低”或“不变”）。 24．如图，粗细均匀且上端开口的玻璃管竖直放置，管内用长h=4cm的水银封闭着一段长的空气柱。已知大气压强，则管内气体的压强________cmHg。将玻璃管缓慢转至水平，管内气体温度保持不变，则此时管内空气柱长度________cm，此过程中管内气体________（填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）。 25．一个容器内部呈不规则形状，为测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S，管内一静止水银柱封闭着长度为l1的空气柱，如图所示，此时外界的温度为T1。现把容器浸在温度为T2的热水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为l2。实验过程中认为大气压没有变化，则容器内空气分子的数密度______（填“变大”“变小”或“不变”），容器内空气分子的平均动能______（填“变大”“变小”或“不变”），根据以上数据推导容器容积的表达式______。 26．如图所示，在粗细均匀、导热良好的固定U形管右侧，用水银封闭一段长的理想气体，左、右两管水银面的高度差；现向左侧管中缓慢加入水银，已知大气压强，环境温度保持不变，求： (1)当两侧液面相平时，加入的水银柱高度； (2)封闭气体的最大压强。 27．如图1，一内壁光滑的细薄玻璃管放在倾角为θ的粗糙斜面上，当总质量为m的玻璃管与管内水银从静止开始一起沿斜面加速下滑时，管内空气柱的长度为L1。已知玻璃管的横截面积为S，管外壁与斜面的动摩擦因数μ，管内水银质量为m0，大气压强为P0，重力加速度g，不计封闭气体的重力。求 （1）玻璃管与水银沿斜面下滑的加速度a的大小； （2）如图2，若将玻璃管竖直静止放置，此时被封闭的空气柱长度L2为多大。 28．如图，长度为、粗细均匀的玻璃管竖直放置，下端封闭，上端开口，中间有一段高度的水银柱封闭了一段理想气体，气柱长度为，气体温度为，大气压强，不计摩擦。求： （1）竖直放置时气体对液柱的压强 （2）先将玻璃管缓慢转至水平（温度不变），稳定后封闭气体的长度为多少？ （3）在玻璃管水平状态下，对气体缓慢加热，当水银刚好不溢出时，此时气体的温度为多少？（用表示） 29．2022年9月2日，“神舟十四号”航天员从“问天”实验舱气闸舱出舱时身着我国新一代舱外航天服。航天服内密封了一定质量的理想气体，体积约为2L，压强为，温度。 （1）打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低，此时密闭气体温度变为，航天服内气体体积约为4L，则航天员需将航天服内气压降低多少？ （2）为便于舱外活动，航天员出舱前还需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压再降低。假设释放气体过程中温度保持为不变，体积变为2.2L，已知航天服放出的气体占原来气体质量的62.5%，则航天服放出气体后气压降为多少？ 30．利用如图所示的装置可测量不规则物体的体积。将不规则物体放入体积为的容器B中，将容器B通过细管（容积可忽略）与体积为的容器A相连接，开始时两容器内的气体压强均为大气压强。关闭阀门K，利用充气泵从容器A的充气口对容器A充气，直至容器A中的气体压强为，然后关闭充气口，打开阀门K，足够长时间后发现两容器内的气体压强均为，不考虑气体温度变化，气体可视为理想气体，求： （i）通过充气口充入容器A中的气体在大气压强下的体积； （ii）不规则物体的体积。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $