2021年高考物理總復(fù)習：第8講熱學(xué) 理想氣體的狀態(tài)方程（含答案解析）

2021年高考物理總復(fù)習：第8講熱學(xué)理想氣體的狀態(tài)方程

選擇題（共33小題）

1.（2020?北京）分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示。將兩分子從相距r=r2處釋放,

僅考慮這兩個分子間的作用，下列說法正確的是（）

A.從r=r2到r=ro分子間引力、斥力都在減小

B.從r=r2至（Ir=ri分子力的大小先減小后增大

C.從「=「2到「=式）分子勢能先減小后增大

D.從r=r2至h=n分子動能先增大后減小

2.（2020?北京）如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷兩個過程，先后到達狀

態(tài)B和C.有關(guān)A、B和C三個狀態(tài)溫度TA、TB和Tc的關(guān)系，正確的是（）

A.TA=TB,TB=TCB.TA<TB,TB<TC

C.TA=TC,TB>TCD.TA=TC,TB<TC

3.（2020?天津）水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意如圖。從儲水罐

充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關(guān)閉充氣口。扣動板機將閥門M打開，水即從槍口

噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體（）

充氣口

多氣體［

A/

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A.壓強變大B.對外界做功

C.對外界放熱D.分子平均動能變大

4.（2020?山東）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)a-b、b-c、c-a三個過程后回到

初始狀態(tài)a,其p-V圖象如圖所示。已知三個狀態(tài)的坐標分別為a（Vo,2po）、b（2Vo,

A.氣體在a~b過程中對外界做的功小于在b-c過程中對外界做的功

B.氣體在a-b過程中從外界吸收的熱量大于在b-c過程中從外界吸收的熱量

C.在C-a過程中，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量

D.氣體在C-a過程中內(nèi)能的減少量大于b-c過程中內(nèi)能的增加量

5.（2019?北京）下列說法正確的是（）

A.溫度標志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度

B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運動所具有的動能的總和

C.氣體壓強僅與氣體分子的平均動能有關(guān)

D.氣體膨脹對外做功且溫度降低，分子的平均動能可能不變

6.（2020?德州二模）戴一次性醫(yī)用防護口罩是預(yù)防新冠肺炎的有效措施之一，合格的一次

性醫(yī)用防護口罩內(nèi)側(cè)所用材料對水都是不浸潤的，圖為一滴水滴在某一次性防護口罩內(nèi)

側(cè)的照片，對此以下說法正確的是（）

A.照片中的口罩一定為不合格產(chǎn)品

B.照片中附著層內(nèi)分子比水的內(nèi)部稀疏

C.照片中水滴表面分子比水的內(nèi)部密集

D.水對所有材料都是不浸潤的

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7.（2020?揚州模擬）下列說法中正確的是（）

A.多晶體沒有固定的熔點

B.水的飽和汽壓跟熱力學(xué)溫度成正比

C.當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小

D.液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向同性的特點

8.（2020?濰坊模擬）圖示裝置為玻意耳定律演示儀。已知實驗環(huán)境為恒溫環(huán)境，注射器導(dǎo)

熱性能良好，封閉的氣體質(zhì)量不變，可視為理想氣體，不計一切摩擦。現(xiàn)用力緩慢向上

拉活塞，則下列說法正確的是（）

A.拉力恒定不變

B.氣體放出熱量

C.氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊注射器壁上單位面積的次數(shù)減少

D.注射器壁單位面積上受到大量分子撞擊的平均作用力不變

9.（2020?德州二模）如圖所示，由固定水平絕熱氣缸和絕熱活塞封閉的空間被閥門K分為

兩部分，在K左側(cè)封閉一定質(zhì)量的氣體，右側(cè)為真空?，F(xiàn)打開閥門K,一段時間后再向

左將活塞移至虛線MN位置，然后保持靜止不動。打開閥門K后，對封閉氣體的說法正

確的是（）

A.自打開閥門K至活塞開始左移，氣體分子熱運動的劇烈程度降低

B.自打開閥門K至活塞開始左移，氣體的壓強不變

C.活塞處于MN位置時，氣體的溫度高于打開閥門前氣體的溫度

D.活塞處于MN位置時，氣體的壓強一定小于打開閥門前氣體的壓強

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10.（2020?朝陽區(qū)二模）下列說法正確的是（）

A.如果氣體的體積減小，壓強可能減小

B.兩分子間相互作用的分子勢能隨分子間距離的減小而增大

C.吹滿氣的氣球打開氣口后氣體會快速噴出說明氣體分子間有斥力

D.在絕熱條件下將一杯水舉高，水由于外界做功而內(nèi)能增大

11.（2020?海南模擬）用ro、ri、F2分別表示兩分子間的距離，且ri<ro<⑵當分子間距離

為ro時，分子力為零，則當分子間距離（）

A.由ro增大到r2的過程中，分子間的作用力表現(xiàn)為引力

B.由ro增大到r2的過程中，分子間的作用力做正功

C.由ro減小到n的過程中，分子間的作用力表現(xiàn)為引力

D.由ro減小到ri的過程中，分子間的作用力做正功

12.（2020?山東模擬）新型冠狀病毒在世界范圍內(nèi)的肆虐，給我們的生命財產(chǎn)造成了重大損

失。為了殺死病毒，預(yù)防傳染，人們使用乙醇噴霧消毒液和免洗洗手液（如圖所示），兩

者的主要成分都是酒精，則下列說法正確的是（）

A.在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，會聞到淡淡的酒味，這是由于酒精分子做布朗運動的結(jié)

B.在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，會聞到淡淡的酒味，與分子運動無關(guān)

C.使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液體蒸發(fā)的緣故

D.使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液態(tài)變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，內(nèi)能不

13.（2020?北京模擬）關(guān)于一定量的氣體，下列說法正確的是（）

A.氣體吸熱，內(nèi)能一定增大

B.氣體對外做功時，其內(nèi)能一定減小

C.一定量的某種理想氣體在等壓壓縮過程中，內(nèi)能一定增加

D.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加

14.（2020?青島三模）拔罐是中醫(yī)傳統(tǒng)養(yǎng)生療法之一，以罐為工具，將點燃的紙片放入一個

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小罐內(nèi)，當紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在

皮膚上，造成局部瘀血，以達到通經(jīng)活絡(luò)、祛風散寒等作用的療法。封閉氣體質(zhì)量變化

不計，可以看作理想氣體?；鸸蕖拔钡狡つw上之后，下列說法正確的是（）

A.火罐內(nèi)的氣體內(nèi)能增大

B.火罐內(nèi)的氣體溫度降低壓強減小

C.火罐內(nèi)的氣體溫度降低壓強不變

D.火罐內(nèi)的氣體單位體積分子數(shù)增大，壓強不變

15.（2020?山東模擬）醫(yī)用氧氣鋼瓶的容積Vo=4OL,室內(nèi)常溫下充裝氧氣后，氧氣鋼瓶內(nèi)

部壓強pi=140atm,釋放氧氣時瓶內(nèi)壓強不能低于p2=2atm。病人一般在室內(nèi)常溫下吸

氧時，每分鐘需要消耗latm下2L氧氣，室內(nèi)常溫下，一瓶氧氣能供一個病人吸氧的最

長時間為（）

A.23小時B.33.5小時C.46小時D.80小時

16.（2020?泰安模擬）針對新型冠狀病毒肺炎的治療，北京大學(xué)第一醫(yī)院的主任醫(yī)師王貴強

在2020年2月20日國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機制新聞發(fā)布會上表示：無論輕重癥，早期的氧療

都可以大大緩解這種疾病的發(fā)展?，F(xiàn)有一個容積為400L的醫(yī)用氧氣罐，內(nèi)部氣體可視為

理想氣體，壓強為15MPa,為了使用方便，用一批相同規(guī)格的小型氧氣瓶（瓶內(nèi)視為真

空）進行分裝，發(fā)現(xiàn)恰好能裝滿40個小氧氣瓶，分裝完成后原醫(yī)用氧氣罐及每個小氧氣

瓶內(nèi)氣體的壓強均為3MPa,不考慮分裝過程中溫度的變化，則每個小氧氣瓶的容積為

（）

A.20LB.40LC.50LD.60L

17.（2020?濱州三模）如圖所示，一導(dǎo)熱良好的足夠長氣缸水平放置在光滑水平桌面上，桌

面足夠高，氣缸內(nèi)有一活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體。一足夠長輕繩跨過定滑輪，一

端連接在活塞上，另一端掛一鉤碼，滑輪與活塞間的輕繩與桌面平行，不計一切摩擦。

已知當?shù)刂亓铀俣葹間,大氣壓為po,鉤碼質(zhì)量為mi,活塞質(zhì)量為m2,氣缸質(zhì)量為

m3,活塞橫截面積為S,則釋放鉤碼，氣缸穩(wěn)定運動過程中，氣缸內(nèi)理想氣體的壓強為

)

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A?PL西魯黑0

C.po

D.po-M

18.（2020?煙臺二模）跳跳球是一種鍛煉身體、平衡訓(xùn)練的玩具，由橡膠球、踏板和扶手構(gòu)

成，在人未站上踏板前，橡膠球內(nèi)氣體壓強為p,體積為V,當質(zhì)量為m的人站在跳跳

球上保持平衡不動時，橡膠球內(nèi)氣體體積變?yōu)閂',若橡膠球膜厚度和玩具的重力均忽

略不計，橡膠球內(nèi)氣體可看成理想氣體且溫度保持不變，重力加速度為g,則此時橡膠球

和地面的接觸面積為（）

pVtnig)pV

B.-------cD.——

mgV.pVfmgVf

19.（2020??？谀M）關(guān)于分子動理論，下列說法正確的是（)

A.分子間的引力隨分子間距的增大而增大

B.分子間的斥力隨分子間距的減小而增大

C.水結(jié)冰的原因是當溫度降低到時，水分子的熱運動停下來了

D.給一壺水加熱，隨著水的溫度升高，每一個水分子的運動速率都會增大

20.（2020?肥城市模擬）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b、c到狀態(tài)d,其體積V與

熱力學(xué)溫度T關(guān)系如圖所示，0、a、d三點在同一直線上，ab和cd平行于橫軸，be平

行于縱軸，則下列說法正確的是（）

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A.從狀態(tài)a到狀態(tài)b,氣體放熱

B.從狀態(tài)a到狀態(tài)b,每個氣體分子的動能都增大

C.從狀態(tài)b到狀態(tài)c,氣體對外做功，內(nèi)能減小

D.從狀態(tài)a到狀態(tài)d,氣體內(nèi)能增加

21.（2020?肥城市模擬）一定質(zhì)量的理想氣體的p-｝圖象如圖所示，則從狀態(tài)a變化到狀

態(tài)b的過程中，以下說法正確的是（）

o7

A.氣體內(nèi)能不變B.氣體內(nèi)能增加

C.氣體放熱D.氣體對外界做功

22.（2020?肥城市模擬）如圖所示，某種洗衣機進水時，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定

質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量。設(shè)封閉空氣溫度

不變，當洗衣缸內(nèi)水位升高，則細管內(nèi)被封閉的空氣（）

A.單位時間內(nèi)撞擊容器壁單位面積的次數(shù)增多

B.分子運動的平均動能增大

C.既不從外界吸熱，也不對外放熱

D.一直對外做正功

23.（2020?日照三模）若以M表示水的摩爾質(zhì)量，V表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積,

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p為在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，m、Vo表示每個水分子的質(zhì)量

和體積，下面四個關(guān)系式正確的是（）

A-"FB-p=.c-PFD.NA=-

24.（2020?山東模擬）關(guān)于分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)，下列說法正確的是（）

A.大多數(shù)分子直徑的數(shù)量級為106m

B.水燒開時，上方霧氣的運動是布朗運動

C.氣體分子間作用力一般表現(xiàn)為較強的引力

D.擴散現(xiàn)象是物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運動的證明

25.（2020?山東模擬）下列說法正確的是（）

A.液體分子的無規(guī)則運動稱為布朗運動

B.氣體放出熱量，其分子平均動能減小

C.玻璃裂口放在火上燒熔，其尖端變圓的原因是表面張力的作用

D.只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積

26.（2020?日照三模）下列說法正確的是（）

A.在陽光照射下的教室里，人的眼睛看到的空氣中塵埃的運動就是布朗運動

B.打氣筒給自行車打氣時，要用力才能將空氣壓縮，說明空氣分子之間存在著斥力

C.質(zhì)量和溫度均相同的氧氣和氫氣（可看作理想氣體），分子熱運動的平均動能相同但

內(nèi)能不同

D.一定質(zhì)量的理想氣體升高相同的溫度，吸收的熱量跟經(jīng)歷的過程無關(guān)

27.（2020?濟南三模）一定質(zhì)量的理想氣體，分別在壓強pi和p2下的體積V與溫度T的關(guān)

系圖線如圖所示。

氣體由狀態(tài)A等容變化到狀態(tài)B的過程中，下列說法正確的是（）

A.壓強增大，吸收熱量B.壓強增大，放出熱量

C.壓強減小，放出熱量D.壓強減小，吸收熱量

28.（2020?海口模擬）如圖所示，甲分子固定在坐標原點O,乙分子位于x軸上，甲、乙兩

分子間的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)<0為引力。a、

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b、c、d為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)將乙分子從a處由靜止釋放，那么在乙分子從a運

動到d的過程中，乙分子加速度增大和兩分子間勢能也增大的階段是（）

A.從a到bB.從b到cC.從b至dD.從c到d

29.（2020?泰安四模）如圖所示，在豎直放置的導(dǎo)熱性能良好的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m

的活塞密封一部分理想氣體，活塞能無摩擦地滑動，容器的橫截面積為S,整個裝置放

在大氣壓為po的室內(nèi)，穩(wěn)定時活塞與容器底的距離為ho,現(xiàn)把容器移至大氣壓仍為po

的室外，活塞緩慢上升d后再次平衡，重力加速度大小為g。若此過程中氣體吸收的熱量

為Q,則密閉氣體的內(nèi)能（）

A.減少了Q-（mg+poS）dB.減少了Q+（mg+poS）d

C.增加了Q-（mg+poS）dD.增加了Q+（mg+poS）d

30.（2020?威海二模）如圖所示為一透明的正方體物塊，下列說法正確的是（）

A.由于該物塊有規(guī)則形狀，所以它一定為晶體

B.由于該物塊透明，所以它一定為晶體

C.若該物塊為絕緣體，則它一定為非晶體

D.若將該物塊加熱到某一溫度才開始熔化，且熔化的過程中溫度保持不變，則它一定為

晶體

31.（2020?濟寧三模）下列說法正確的是（）

A.晶體一定具有各向異性

B.溫度升高，物體的內(nèi)能一定增大

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C.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動

D.自由下落的水滴呈球形是液體表面張力作用的結(jié)果

32.（2020?濰坊三模）如圖所示，開口向上的氣缸內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理

想氣體，現(xiàn)讓氣缸做自由落體運動。氣缸導(dǎo)熱良好，不計活塞與氣缸間的摩擦，環(huán)境溫

度不變。在下落過程中，當活塞再次相對氣缸靜止時，下列說法正確的是（）

A.活塞仍在原位置

B.活塞在原位置上方

C.活塞在原位置下方

D.從開始運動到活塞再次相對氣缸靜止的過程中，氣體放熱

33.（2020?天津二模）下列說法正確的是（）

A.內(nèi)能是物體中所有分子熱運動所具有的動能的總和

B.氣體壓強僅與氣體分子的平均動能有關(guān)

C.溫度標志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度

D.氣體膨脹對外做功且溫度降低，分子的平均動能可能不變

二.多選題（共4小題）

34.（2020?江蘇）玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體。

下列關(guān)于玻璃的說法正確的有（）

A.沒有固定的熔點

B.天然具有規(guī)則的幾何形狀

C.沿不同方向的導(dǎo)熱性能相同

D,分子在空間上周期性排列

35.（2020?新課標川）如圖，一開口向上的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，

活塞與汽缸壁間無摩擦。現(xiàn)用外力作用在活塞上，使其緩慢下降。環(huán)境溫度保持不變，

系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)。在活塞下降過程中（）

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A.氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增加

B.氣體壓強逐漸增大，內(nèi)能不變

C.氣體壓強逐漸增大，放出熱量

D.外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變

E.外界對氣體做功，氣體吸收熱量

36.（2019?海南）一定量的理想氣體從狀態(tài)M出發(fā)，經(jīng)狀態(tài)N、P、Q回到狀態(tài)M,完成一

個循環(huán)。從M到N、從P到Q是等溫過程；從N到P、從Q到M是等容過程；其體積

-溫度圖象（V-T圖）如圖所示。下列說法正確的是（）

A.從M到N是吸熱過程

B.從N到P是吸熱過程

C.從P到Q氣體對外界做功

D.從Q到M是氣體對外界做功

E.從Q到M氣體的內(nèi)能減少

37.（2019?江蘇）在沒有外界影響的情況下，密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長時間后，該

氣體（）

A.分子的無規(guī)則運動停息下來

B.每個分子的速度大小均相等

C.分子的平均動能保持不變

D.分子的密集程度保持不變

三.填空題（共6小題）

38.（2020?江蘇）一瓶酒精用了一些后，把瓶蓋擰緊，不久瓶內(nèi)液面上方形成了酒精的飽和

汽，此時（選填“有”或“沒有”）酒精分子從液面飛出。當溫度升高時，瓶中

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酒精飽和汽的密度（選填“增大”“減小”或“不變”）。

39.（2020?新課標II）下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違背熱力學(xué)第一定律的有,

不違背熱力學(xué)第一定律、但違背熱力學(xué)第二定律的有o（填正確答案標號）

A.汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱

B.冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低

C.某新型熱機工作時將從高溫熱源吸收的熱量全部轉(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影響

D.冰箱的制冷機工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)

40.（2020?新課標I）分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r=門時，F(xiàn)=0.分

子間勢能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子間的勢能為零。若一分子固定于原點O,

另一分子從距O點很遠處向O點運動，在兩分子間距減小到n的過程中，勢能（填

“減小”“不變”或“增大”在間距由m減小到ri的過程中，勢能（填“減小”

，，不變”或“增大”）；在間距等于ri處，勢能（填“大于”“等于”或“小于”）

零。

41.（2019?江蘇）由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的。在小水滴表面層中，水

分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為（選填“引力”或“斥力”）。分子勢能Ep和

分子間距離r的關(guān)系圖象如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子EP的是圖中

（選填“A”“B"或"C”）的位置。

42.（2019?新課標H）如p-V圖所示，1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三

個不同狀態(tài)，對應(yīng)的溫度分別是Tl、T2、T3.用NI、N2、N3分別表示這三個狀態(tài)下氣

體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)，則NiN2,TIT3,

N2N3.（填“大于”“小于"或“等于"）

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43.（2019?新課標I）某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可

視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢移

動，直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時，容器中空氣的溫度（填“高于”

“低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度（填“大于”“小于”或“等

于”）外界空氣的密度。

四.計算題（共5小題）

44.（2019?全國）如圖，一柱形汽缸平放在水平地面上，汽缸內(nèi)用活塞封閉有一定量的氣體。

活塞距汽缸底部的高度h=0.20m,活塞上面注滿了水，水深也為ho已知水的密度為p

=1.0X103kg/m3,大氣壓強po=l.OXl（）5pa,缸內(nèi)氣體溫度為300K.不計活塞質(zhì)量以及

活塞與汽缸間的摩擦，重力加速度g=10m/s2.若缸內(nèi)氣體溫度升高使活塞上升了2.0cm,

此時缸內(nèi)氣體的溫度升高了多少？

45.（2019?江蘇）如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A-B的等壓過程，B-C的絕熱過程

（氣體與外界無熱量交換），其中B-C過程中內(nèi)能減少900J.求A-BfC過程中氣體

對外界做的總功。

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46.(2019?新課標II)如圖，一容器由橫截面積分別為2s和S的兩個汽缸連通而成，容器

平放在水平地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，

分別充有氫氣、空氣和氮氣。平衡時，氮氣的壓強和體積分別為po和Vo,氫氣的體積為

2Vo,空氣的壓強為p。現(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度

保持不變，活塞沒有到達兩汽缸的連接處，求

(i)抽氣前氫氣的壓強；

(ii)抽氣后氫氣的壓強和體積。

2S抽氣口

47.(2019?新課標I)熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備工作時，先在室溫下把

惰性氣體用壓縮機壓入到一個預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境

對放入爐腔中的材料加工處理，改善其性能。一臺熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體

材料后剩余的容積為0.130?,爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機將10瓶氨氣壓入到爐腔

中。已知每瓶氨氣的容積為3.2Xl()2m3,使用前瓶中氣體壓強為15Xl()7pa,使用后瓶

中剩余氣體壓強為2.0Xl()6pa；室溫溫度為27℃.氮氣可視為理想氣體。

(i)求壓入氨氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強；

(ii)將壓入負氣后的爐腔加熱到1227℃,求此時爐腔中氣體的壓強。

48.(2019?新課標HI)如圖，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為2.0cm

的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm。若

將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度

相同。己知大氣壓強為76cmHg,環(huán)境溫度為296K。

(i)求細管的長度；

(ii)若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為

止，求此時密封氣體的溫度。

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五.解答題（共12小題）

49.（2020?江蘇）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,其p-｝圖象如圖

所示，求該過程中氣體吸收的熱量Q。

50.（2020?山東）中醫(yī)拔罐的物理原理是利用玻璃罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上,

進而治療某些疾病。常見拔罐有兩種，如圖所示，左側(cè)為火罐，下端開口；右側(cè)為抽氣

拔罐，下端開口，上端留有抽氣閥門。使用火罐時，先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮

膚上，自然降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部大氣壓，使火罐緊緊吸附在皮膚上。抽氣拔罐

是先把罐體按在皮膚上，再通過抽氣降低罐內(nèi)氣體壓強。某次使用火罐時，罐內(nèi)氣體初

始壓強與外部大氣壓相同，溫度為450K,最終降到300K,因皮膚凸起，內(nèi)部氣體體積

2020

變?yōu)楣奕莘e的丁.若換用抽氣拔罐，抽氣后罐內(nèi)剩余氣體體積變?yōu)槌闅獍喂奕莘e的丁，

2121

罐內(nèi)氣壓與火罐降溫后的內(nèi)部氣壓相同。罐內(nèi)氣體均可視為理想氣體，忽略抽氣過程中

氣體溫度的變化。求應(yīng)抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前罐內(nèi)氣體質(zhì)量的比值。

?——抽氣閥門

抽氣拔罐

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51.(2020?新課標1)甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體(可視為理想氣體)。甲罐的容積

1

為V,罐中氣體的壓強為P；乙罐的容積為2V,罐中氣體的壓強為5P.現(xiàn)通過連接兩罐

的細管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相同且在調(diào)配過程中保持

不變，調(diào)配后兩罐中氣體的壓強相等。求調(diào)配后

(i)兩罐中氣體的壓強；

(ii)甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比。

52.(2020?新課標III)如圖，兩側(cè)粗細均勻、橫截面積相等、高度均為H=18cm的U型管，

左管上端封閉，右管上端開口。右管中有高ho=4cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的

距離l=12cm。管底水平段的體積可忽略。環(huán)境溫度為Ti=283K,大氣壓強po=76cmHg。

(i)現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀(與原水銀柱之間無氣隙)，恰好使水銀柱下端到達右

管底部。此時水銀柱的高度為多少？

(ii)再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時密封氣體的

溫度為多少？

53.(2020?新課標H)潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個底部開口、上部封閉的容器，

外形與鐘相似。潛水鐘在水下時其內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險的

需要。為計算方便，將潛水鐘簡化為截面積為S、高度為h、開口向下的圓筒；工作母船

將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為H的水下，如圖所示。己知水的密度為p,

重力加速度大小為g,大氣壓強為po,H>>h,忽略溫度的變化和水密度隨深度的變化。

(i)求進入圓筒內(nèi)水的高度1;

(ii)保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強為po時的體

積。

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54.（2019?海南）如圖，一封閉的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，一重量不可忽略的光

滑活塞將容器內(nèi)的理想氣體分為A、B兩部分，A體積為VA=4.0Xl（f3m3.壓強為pA

=47cmHg；B體積為VB=6.0X壓強為pB=50cmHg.現(xiàn)將容器緩慢轉(zhuǎn)至水平，

氣體溫度保持不變，求此時A、B兩部分氣體的體積。

A

B—>BA

777/7777//////Z77/77/V///////

55.（2020?廣西模擬）如圖所示，內(nèi)壁光滑的氣缸豎直放置在水平桌面，氣缸的開口向上,

活塞的橫截面積為S、質(zhì)量為m,活塞的上端與壓力傳感器接觸。當缸內(nèi)氣體溫度為Ti

時，壓力傳感器示數(shù)恰好為零；當缸內(nèi)氣體溫度升高至某一未知溫度T2時，壓力傳感器

的示數(shù)為F,大氣壓強為po,重力加速度大小為g,氣缸內(nèi)氣體體積保持不變，求：

①溫度為Ti時氣缸內(nèi)的壓強pi；

②氣缸內(nèi)氣體的溫度T2。

56.（2020?合肥模擬）如圖，由U形管和細管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0℃

的水槽中。閥門S將A和B兩部分隔開，A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體。已知玻璃

泡C內(nèi)氣體壓強為180mmHg,U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開閥門S,整

個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細管中的氣體體積遠小于

玻璃泡的容積。

（i）求玻璃泡B內(nèi)的容積是A內(nèi)容積的幾倍；

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(ii)將右側(cè)水槽的水從0C加熱到一定溫度時，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm,

求加熱后右側(cè)水槽的水溫。

左右

57.(2020?天河區(qū)三模)為了測量一些形狀不規(guī)則而又不便浸入液體的固體體積，可用如圖

所示的裝置測量。操作步驟和實驗數(shù)據(jù)如下。

a.打開閥門K,使管A、容器C、容器B和大氣相通。上下移動D,使左側(cè)水銀面到達

刻度n的位置；

b.關(guān)閉K,向上舉D,使左側(cè)水銀面達到刻度m的位置。這時測得兩管水銀面高度差為

19.0cm；

c.打開K,把被測固體放入C中，上下移動D,使左側(cè)水銀面重新到達位置n,然后關(guān)

閉K；

d.向上舉D,使左側(cè)水銀面重新到達刻度m處，這時測得兩管水銀面高度差為20.6cm。

已知容器C和管A的總體積為lOOOcn?,求被測固體的體積。

58.(2020?青島三模)各學(xué)校復(fù)學(xué)后需要做好防疫消毒工作，如圖為某校使用的氣壓式噴壺，

該噴壺的容積為3L,壺內(nèi)氣體壓強至少達到2.0Xl()5pa,才能將壺內(nèi)消毒液呈霧狀噴出。

現(xiàn)向噴壺內(nèi)注入2L消毒液，并擰緊壺蓋，然后向壺內(nèi)打氣，每次打氣能將壓強po=1.0

XlO^Pa、體積△V=50mL的空氣打入壺內(nèi)，打氣過程中壺內(nèi)氣體溫度一直與外界溫度相

同，不計細管的體積，大氣壓強po=l.OXl()5pa。

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(1)要使噴壺中的消毒液呈霧狀噴出，至少需要打氣多少次；

(2)若經(jīng)過多次打氣，壺內(nèi)空氣壓強達到5.0Xl()5pa,要將藥液呈霧狀噴出，最多能噴

出多少升消毒液？

59.(2020?黑龍江模擬)如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的汽缸平放在水平面上,橫截面積S=10cm2

的薄活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，水平輕質(zhì)彈簧的左端與活塞連接，右端

固定在豎直墻上，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，此時活塞到汽缸底部的距離Lo=2Ocm,缸內(nèi)氣體

的熱力學(xué)溫度To=3OOK,現(xiàn)用水平力向右緩慢推動汽缸，當汽缸向右移動的距離s=6cm

時將汽缸固定，此時彈簧的壓縮量x=2cm。大氣壓強恒為po=lXl()5pa,彈簧一直在彈

性限度內(nèi)，不計一切摩擦。

(i)求彈簧的勁度系數(shù)k；

(ii)若汽缸固定后緩慢升高缸內(nèi)氣體的溫度，求當汽缸底部到活塞的距離恢復(fù)到Lo時

缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度T。

60.(2020?通遼模擬)如圖所示，豎直放置的導(dǎo)熱U形管，右側(cè)管比左側(cè)管長9cm,管內(nèi)

徑為左側(cè)管的兩倍，左側(cè)管上端封閉一定長度的空氣柱(可視為理想氣體)，右側(cè)管上端

開口開始時與大氣相通，當環(huán)境溫度為to=27°C時，左側(cè)管中空氣柱高ho=5Ocm,左側(cè)

管中水銀面比右側(cè)管中水銀面高H=15cm,外界大氣壓強po=75cmHg?

(1)求環(huán)境溫度升高到多少攝氏度時，兩側(cè)水銀面等高；

(2)如果環(huán)境溫度保持不變，而在右側(cè)管中用活塞封住管口，并慢慢向下推壓，最終使

左側(cè)空氣柱長度變?yōu)?0cm,求活塞下推的距離。

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i

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2021年高考物理總復(fù)習：第8講熱學(xué)理想氣體的狀態(tài)方程

參考答案與試題解析

一.選擇題（共33小題）

1.（2020?北京）分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示。將兩分子從相距r=r2處釋放,

僅考慮這兩個分子間的作用，下列說法正確的是（）

A.從r=r2到r=ro分子間引力、斥力都在減小

B.從r=r2到r=ri分子力的大小先減小后增大

C.從r=r2到r=ro分子勢能先減小后增大

D.從r=r2到r=ri分子動能先增大后減小

【解答】解：A、從r=r2到r=ro分子間引力、斥力都在增加，但斥力增加的更快，故A

錯誤；

B、由圖可知，在r=ro時分子力為零，故從r=r2到r=n分子力的大小先增大后減小再

增大，故B錯誤；

C,分子勢能在r=ro時最小，故從r=r2至Ur=ro分子勢能一直在減小，故C錯誤；

D、從r=r2至h=ri分子力先做正功后做負功，故分子動能先增大后減小，故D正確；

故選：D。

2.（2020?北京）如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷兩個過程，先后到達狀

態(tài)B和C.有關(guān)A、B和C三個狀態(tài)溫度TA、TB和Tc的關(guān)系，正確的是（）

A.TA=TB?TB=TCB.TA<TB?TB<TC

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C.TA=TC,TB>TCD.TA=TC,TB<TC

【解答】解：由圖可知，狀態(tài)A到狀態(tài)B是一個等壓過程，根據(jù)稱=\因為VB>

VA,則有：TB>TA,

而狀態(tài)B到狀態(tài)C是一個等容過程，則有：—=因為pB>pc,則有：TB>TC,

TBTC

33

2poxz^o-Pox2V（）

對狀態(tài)A和C,依據(jù)理想氣體狀態(tài)參量方程，則有：.5=§--------------,解得：TA=

TATC

Tc,

綜上分析，可知，故C正確，ABD錯誤。

故選：Co

3.（2020?天津）水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意如圖。從儲水罐

充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關(guān)閉充氣口?？蹌影鍣C將閥門M打開，水即從槍口

噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體（）

A.壓強變大B.對外界做功

C.對外界放熱D.分子平均動能變大

【解答】解：A、在水不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，根據(jù)nV?=C可

知體積增加、壓強減小，故A錯誤；

B、氣體膨脹，體積增大，則氣體對外界做功，故B正確；

C、根據(jù)熱力學(xué)第一定律41]=W+Q,氣體溫度不變則內(nèi)能不變，氣體對外做功、則吸收

熱量，故C錯誤；

D、溫度是分子平均動能的標志，溫度不變則分子的平均動能不變，故D錯誤。

故選：B。

4.（2020?山東）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)a-b、b-c、c-a三個過程后回到

初始狀態(tài)a,其p-V圖象如圖所示。已知三個狀態(tài)的坐標分別為a（Vo,2po）、b（2Vo,

po）、c（3Vo,2po）o以下判斷正確的是（）

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III

III

III

III

o_3^~v

A.氣體在a-b過程中對外界做的功小于在b-c過程中對外界做的功

B.氣體在a->b過程中從外界吸收的熱量大于在bfc過程中從外界吸收的熱量

C.在c-a過程中，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量

D.氣體在c-a過程中內(nèi)能的減少量大于b-c過程中內(nèi)能的增加量

【解答】解：A、根據(jù)p-V圖象的面積表示氣體做功，得氣體在a-b過程中對外界做

的功為：Wab=生笠?（2%-%）=|p（）%,b-c過程中氣體對外界做的功為：Wbc=

吟”?（2%-%）=|p。%,所以氣體在a-b過程中對外界做的功等于在b-c過程中

對外界做的功故A錯誤；

B、氣體在a-b過程中，因為a、b兩個狀態(tài)的pV相等，所以Ta=Tb,即△Uab=O,根

據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W可知，從外界吸收的熱量為Qab=|po%；氣體在b-c過

程中，因為c狀態(tài)的pV大于b狀態(tài)的pV,所以Tb<Tc,即△Ubc>0,根據(jù)熱力學(xué)第一

定律可知，在過程中從外界吸收的熱量為：則有：

△U=Q+Wb-cQbc=AUbc+|p0K0,

Qab<Qbc,故B錯誤；

C、在c-a過程中，氣體等壓壓縮，溫度降低，即△Uca<0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU

=Q+W可知，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量，故C正確；

D、因為Ta=Tb,而一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體在c-a過程中內(nèi)

能的減少量等于b-c過程中內(nèi)能的增加量，故D錯誤。

故選：Co

5.（2019?北京）下列說法正確的是（）

A.溫度標志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度

B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運動所具有的動能的總和

C.氣體壓強僅與氣體分子的平均動能有關(guān)

D.氣體膨脹對外做功且溫度降低，分子的平均動能可能不變

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【解答】解：A、溫度是分子平均動能的標志，標志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度，

故A正確。

B、內(nèi)能是物體中所有分子熱運動所具有的動能和勢能總和，故B錯誤。

C、氣體壓強由溫度、體積決定，即與氣體分子的平均動能和分子密集程度有關(guān)，故C

錯誤。

D、氣體膨脹對外做功且溫度降低，則分子的平均動能減小，故D錯誤。

故選：Ao

6.（2020?德州二模）戴一次性醫(yī)用防護口罩是預(yù)防新冠肺炎的有效措施之一，合格的一次

性醫(yī)用防護口罩內(nèi)側(cè)所用材料對水都是不浸潤的，圖為一滴水滴在某一次性防護口罩內(nèi)

側(cè)的照片，對此以下說法正確的是（）

A.照片中的口罩一定為不合格產(chǎn)品

B.照片中附著層內(nèi)分子比水的內(nèi)部稀疏

C.照片中水滴表面分子比水的內(nèi)部密集

D.水對所有材料都是不浸潤的

【解答】解:A、根據(jù)題意可合格的一次性醫(yī)用防護口罩內(nèi)側(cè)所用材料對水都是不浸潤的，

如圖所示水沒有浸潤到口罩內(nèi)側(cè)，所以照片中的口罩一定為合格產(chǎn)品，故A錯誤；

BC、如圖所示，小水滴為球形是由于液體表面張力造成的，照片中附著層內(nèi)分子比水的

內(nèi)部稀疏，表面張力具有使液體表面繃緊即減小表面積的作用，故B正確，C錯誤；

D、浸潤與不浸潤現(xiàn)象是相對的，所以水不是對所有材料都是不浸潤的，故D錯誤。

故選：B。

7.（2020?揚州模擬）下列說法中正確的是（）

A.多晶體沒有固定的熔點

B.水的飽和汽壓跟熱力學(xué)溫度成正比

C.當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小

D.液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向同性的特點

【解答】解：A、晶體都有固定的熔點，故A錯誤；

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B、飽和汽壓是物質(zhì)的一個重要性質(zhì)，它的大小取決于物質(zhì)的本性和溫度；故一定溫度下

的飽和汽的分子數(shù)密度是一定值，相同溫度下不同液體的飽和汽壓一般是不同的；但飽

和汽壓不是與熱力學(xué)溫度成正比，故B錯誤；

C、當分子間的引力和斥力平衡時，分子力表現(xiàn)為零，此時分子勢能最小，故C正確；

D、液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向異性的特點，選項D錯誤。

故選：C?

8.（2020?濰坊模擬）圖示裝置為玻意耳定律演示儀。已知實驗環(huán)境為恒溫環(huán)境，注射器導(dǎo)

熱性能良好，封閉的氣體質(zhì)量不變，可視為理想氣體，不計一切摩擦?，F(xiàn)用力緩慢向上

拉活塞，則下列說法正確的是（）

A.拉力恒定不變

B.氣體放出熱量

C.氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊注射器壁上單位面積的次數(shù)減少

D.注射器壁單位面積上受到大量分子撞擊的平均作用力不變

【解答】解：A、現(xiàn)用力緩慢向上拉活塞，被封閉氣體的溫度不變，被封閉氣體的體積增

大,根據(jù)玻意耳定律可知：PV=C可知，壓強減小,對活塞受力分析可知,poS+mg=pS+F,

故拉力逐漸增大，故A錯誤；

B、氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，由于體積增大，對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,

氣體吸熱，故B錯誤；

C、體積增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減小，氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊注射器壁上單位面

積的次數(shù)減少，故C正確；

D、由于被封閉氣體的壓強減小，根據(jù)F=pS可知，注射器壁單位面積上受到大量分子

撞擊的平均作用力減小，故D錯誤；

故選：Co

9.（2020?德州二模）如圖所示，由固定水平絕熱氣缸和絕熱活塞封閉的空間被閥門K分為

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兩部分，在K左側(cè)封閉一定質(zhì)量的氣體，右側(cè)為真空?，F(xiàn)打開閥門K,一段時間后再向

左將活塞移至虛線MN位置，然后保持靜止不動。打開閥門K后，對封閉氣體的說法正

確的是（）

M

K

\

-N

A.自打開閥門K至活塞開始左移，氣體分子熱運動的劇烈程度降低

B.自打開閥門K至活塞開始左移，氣體的壓強不變

C.活塞處于MN位置時，氣體的溫度高于打開閥門前氣體的溫度

D.活塞處于MN位置時，氣體的壓強一定小于打開閥門前氣體的壓強

【解答】解：A、自打開閥門K至活塞開始左移，氣體向真空膨脹不做功，由于氣缸和

活塞絕熱，故氣體與外界沒有熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，內(nèi)能不變，溫度不變，

氣體分子熱運動的劇烈程度不變，故A錯誤；

B、自打開閥門K至活塞開始左移，氣體的溫度不變，但體積增大，根據(jù)玻意耳定律可

知，氣體的壓強變小，故B錯誤；

C、當活塞移動到MN位置的過程中，外界對氣體做功，由于絕熱，沒有熱交換，根據(jù)

熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能增大，故氣體溫度升高，氣體的溫度高于打開閥門前氣

體的溫度，故C正確；

D、由C結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程牛=C,氣體溫度升高，體積變大，故壓強不一定小于

打開閥門前氣體的壓強，故D錯誤；

故選：Co

10.（2020?朝陽區(qū)二模）下列說法正確的是（）

A.如果氣體的體積減小，壓強可能減小

B.兩分子間相互作用的分子勢能隨分子間距離的減小而增大

C.吹滿氣的氣球打開氣口后氣體會快速噴出說明氣體分子間有斥力

D.在絕熱條件下將一杯水舉高，水由于外界做功而內(nèi)能增大

【解答】解：A、如果氣體的體積減小，同時氣體的溫度降低，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程J=