專題57 氣體的等容變化（含答案）-十年（2014-2023）高考物理真題分項匯編（全國用）

專題57氣體的等容變化-十年（2014-2023）高考物理真題分項匯編（全國通用）專題58氣體的等容變化一、單選題1．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，密閉容器內(nèi)一定質量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過程中（

）

A．氣體分子的數(shù)密度增大B．氣體分子的平均動能增大C．單位時間內(nèi)氣體分子對單位面積器壁的作用力減小D．單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小2．（2022·北京·高考真題）如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿圖示路徑先后到達狀態(tài)b和c。下列說法正確的是（

）A．從a到b，氣體溫度保持不變 B．從a到b，氣體對外界做功C．從b到c，氣體內(nèi)能減小 D．從b到c，氣體從外界吸熱3．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）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A、B和C三個狀態(tài)溫度和的關系，正確的是（）A． B．C． D．4．（2014·重慶·高考真題）重慶出租車常以天然氣作為燃料,加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中,若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質量均不變,則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A．壓強增大,內(nèi)能減小B．吸收熱量,內(nèi)能增大C．壓強減小,分子平均動能增大D．對外做功,分子平均動能減小二、多選題5．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過程如圖上從a到b的線段所示。在此過程中（）A．氣體一直對外做功B．氣體的內(nèi)能一直增加C．氣體一直從外界吸熱D．氣體吸收的熱量等于其對外做的功E．氣體吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量6．（2021·海南·高考真題）如圖，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程到達狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程到達狀態(tài)c，直線過原點。則氣體（）A．在狀態(tài)c的壓強等于在狀態(tài)a的壓強B．在狀態(tài)b的壓強小于在狀態(tài)c的壓強C．在的過程中內(nèi)能保持不變D．在的過程對外做功7．（2016·全國·高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其p–T圖像如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點O．下列判斷正確的是（）A．氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B．氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能C．在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D．在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功E．在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功8．（2014·全國·高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其圖象如圖所示，下列判斷正確的是（

）A．過程ab中氣體一定吸熱B．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱D．A、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小E．b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同三、解答題9．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）某飲料瓶內(nèi)密封一定質量理想氣體，時，壓強。（1）時，氣壓是多大？（2）保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強與（1）時相同時，氣體體積為原來的多少倍？

10．（2023·浙江·高考真題）某探究小組設計了一個報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積、質量的活塞密封一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。開始時氣體處于溫度、活塞與容器底的距離的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達容器內(nèi)的卡口處，此時氣體達到狀態(tài)B?；钊３植粍樱瑲怏w被繼續(xù)加熱至溫度的狀態(tài)C時觸動報警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了。取大氣壓，求氣體。（1）在狀態(tài)B的溫度；（2）在狀態(tài)C的壓強；（3）由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q。11．（2021·重慶·高考真題）定高氣球是種氣象氣球，充氣完成后，其容積變化可以忽略。現(xiàn)有容積為的某氣罐裝有溫度為、壓強為的氦氣，將該氣罐與未充氣的某定高氣球連通充氣。當充氣完成后達到平衡狀態(tài)后，氣罐和球內(nèi)的溫度均為，壓強均為，為常數(shù)。然后將氣球密封并釋放升空至某預定高度，氣球內(nèi)氣體視為理想氣體，假設全過程無漏氣。（1）求密封時定高氣球內(nèi)氣體的體積；（2）若在該預定高度球內(nèi)氣體重新達到平衡狀態(tài)時的溫度為，求此時氣體的壓強。12．（2018·海南·高考真題）一儲存氮氣的容器被一絕熱輕活塞分隔成兩個氣室A和B，活塞可無摩擦地滑動。開始時用銷釘固定活塞，A中氣體體積為2.5×10-4m3，溫度為27℃，壓強為6.0×104Pa；B中氣體體積為4.0×10-4m3，溫度為-17℃，壓強為2.0×104Pa?，F(xiàn)將A中氣體的溫度降至-17℃，然后拔掉銷釘，并保持A、B中氣體溫度不變，求穩(wěn)定后A和B中氣體的壓強。13．（2021·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質量理想氣體被活塞封閉在汽缸中，活塞的面積為S，與汽缸底部相距L，汽缸和活塞絕熱性能良好，氣體的壓強、溫度與外界大氣相同，分別為和?，F(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一段時間后斷開，活塞緩慢向右移動距離L后停止，活塞與汽缸間的滑動摩擦為f，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個過程中氣體吸收的熱量為Q，求該過程中（1）內(nèi)能的增加量；（2）最終溫度T。14．（2021·河北·高考真題）某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時，壓強為。（1）當夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時夾層中空氣的壓強；（2）當保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質量與原有空氣質量的比值，設環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強為。15．（2021·湖南·高考真題）小贊同學設計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實驗裝置，如圖所示。導熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質量、截面積的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質直桿中心置于固定支點上，左端用不可伸長的細繩豎直懸掛活塞，右端用相同細繩豎直懸掛一個質量的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當電子天平示數(shù)為時，測得環(huán)境溫度。設外界大氣壓強，重力加速度。（1）當電子天平示數(shù)為時，環(huán)境溫度為多少？（2）該裝置可測量的最高環(huán)境溫度為多少？16．（2020·海南·統(tǒng)考高考真題）如圖，圓柱形導熱汽缸長，缸內(nèi)用活塞（質量和厚度均不計）密閉了一定質量的理想氣體，缸底裝有一個觸發(fā)器D，當缸內(nèi)壓強達到時，D被觸發(fā)，不計活塞與缸壁的摩擦。初始時，活塞位于缸口處，環(huán)境溫度，壓強。(1)若環(huán)境溫度不變，緩慢向下推活塞，求D剛好被觸發(fā)時，到缸底的距離；(2)若活塞固定在缸口位置，緩慢升高環(huán)境溫度，求D剛好被觸發(fā)時的環(huán)境溫度。17．（2017·全國·高考真題）如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細管（容積可忽略）連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3，B中有一可自由滑動的活塞（質量、體積均可忽略）。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關閉K1。已知室溫為27℃，汽缸導熱。(1)打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；(2)接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；(3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃，求此時活塞下方氣體的壓強。18．（2019·全國·高考真題）熱等靜壓設備廣泛用于材料加工中．該設備工作時，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預抽真空的爐腔中，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，改部其性能．一臺熱等靜壓設備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到爐腔中．已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2m3，使用前瓶中氣體壓強為1.5×107Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0×106Pa；室溫溫度為27℃．氬氣可視為理想氣體．（1）求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強；（2）將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227℃，求此時爐腔中氣體的壓強．19．（2015·全國·高考真題）如圖，一固定的豎直汽缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的質量為，橫截面積為，小活塞的質量為，橫截面積為；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為，汽缸外大氣壓強為，溫度為．初始時大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為，現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度取，求：（1）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；（2）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強．20．（2016·上海·統(tǒng)考高考真題）如圖，兩端封閉的直玻璃管豎直放置，一段水銀將管內(nèi)氣體分隔為上下兩部分A和B，上下兩部分氣體初始溫度相等，且體積VA＞VB．（1）若A、B兩部分氣體同時升高相同的溫度，水銀柱將如何移動？某同學解答如下：設兩部分氣體壓強不變，由，…，，…，所以水銀柱將向下移動．上述解答是否正確？若正確，請寫出完整的解答；若不正確，請說明理由并給出正確的解答．（2）在上下兩部分氣體升高相同溫度的過程中，水銀柱位置發(fā)生變化，最后穩(wěn)定在新的平衡位置，A、B兩部分氣體始末狀態(tài)壓強的變化量分別為ΔpA和ΔpB，分析并比較二者的大小關系．21．（2015·重慶·高考真題）北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結，若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為，壓強為，肥皂泡凍結后泡內(nèi)氣體溫度降為，整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計體積和質量變化，大氣壓強為，求凍結后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強差。22．（2015·山東·高考真題）扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象；如圖，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為300K，壓強為大氣壓強P0．當封閉氣體溫度上升至303K時，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內(nèi)部壓強立即減為P0，溫度仍為303K．再經(jīng)過一段時間，內(nèi)部氣體溫度恢復到300K．整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體．求：（?。┊敎囟壬仙?03K且尚未放氣時，封閉氣體的壓強；（ⅱ）當溫度恢復到300K時，豎直向上提起杯蓋所需的最小力．四、填空題23．（2022·福建·高考真題）帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定質量的理想氣體，氣體開始處于a狀態(tài)，然后經(jīng)過狀態(tài)變化過程到達c狀態(tài)。在圖中變化過程如圖所示。（1）氣體從a狀態(tài)經(jīng)過到達b狀態(tài)的過程中壓強____________。（填“增大”、“減小”或“不變”）（2）氣體從b狀態(tài)經(jīng)過到達c狀態(tài)的過程要____________。（填“吸收”或“放出”）熱量。24．（2017·上?！そy(tǒng)考高考真題）如圖，汽缸固定于水平面，用截面積為20cm2的活塞封閉一定量的氣體，活塞與缸壁間摩擦不計．當大氣壓強為1.0×105Pa、氣體溫度為87℃時，活塞在大小為40N、方向向左的力F作用下保持靜止，氣體壓強為____Pa．若保持活塞不動，將氣體溫度降至27℃，則F變?yōu)開_____N．

專題58氣體的等容變化一、單選題1．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，密閉容器內(nèi)一定質量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過程中（

）

A．氣體分子的數(shù)密度增大B．氣體分子的平均動能增大C．單位時間內(nèi)氣體分子對單位面積器壁的作用力減小D．單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小【答案】B【解析】A．根據(jù)可得則從A到B為等容線，即從A到B氣體體積不變，則氣體分子的數(shù)密度不變，選項A錯誤；B．從A到B氣體的溫度升高，則氣體分子的平均動能變大，則選項B正確；C．從A到B氣體的壓強變大，氣體分子的平均速率變大，則單位時間內(nèi)氣體分子對單位面積的器壁的碰撞力變大，選項C錯誤；D．氣體的分子密度不變，從A到B氣體分子的平均速率變大，則單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)變大，選項D錯誤。故選B。2．（2022·北京·高考真題）如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿圖示路徑先后到達狀態(tài)b和c。下列說法正確的是（

）A．從a到b，氣體溫度保持不變 B．從a到b，氣體對外界做功C．從b到c，氣體內(nèi)能減小 D．從b到c，氣體從外界吸熱【答案】D【解析】AB．一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿題圖路徑到達狀態(tài)b過程中氣體發(fā)生等容變化，壓強減小，根據(jù)查理定律，可知氣體溫度降低，再根據(jù)熱力學第一定律U=Q＋W，由于氣體不做功，內(nèi)能減小，則氣體放熱，AB錯誤；CD．一定質量的理想氣體從狀態(tài)b沿題圖路徑到達狀態(tài)c過程中氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，根據(jù)，可知氣體溫度升高，內(nèi)能增大，再根據(jù)熱力學第一定律U=Q＋W，可知b到c過程吸熱，且吸收的熱量大于功值，C錯誤、D正確。故選D。3．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）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A、B和C三個狀態(tài)溫度和的關系，正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】由圖可知狀態(tài)A到狀態(tài)B是一個等壓過程，根據(jù)因為VB>VA，故TB>TA；而狀態(tài)B到狀態(tài)C是一個等容過程，有因為pB>pC，故TB>TC；對狀態(tài)A和C有可得TA=TC；綜上分析可知C正確，ABD錯誤；故選C。4．（2014·重慶·高考真題）重慶出租車常以天然氣作為燃料,加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中,若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質量均不變,則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A．壓強增大,內(nèi)能減小B．吸收熱量,內(nèi)能增大C．壓強減小,分子平均動能增大D．對外做功,分子平均動能減小【答案】B【解析】質量一定的氣體，體積不變，當溫度升高時，是一個等容變化，據(jù)壓強的微觀解釋：（1）溫度升高：氣體的平均動能增加；（2）單位時間內(nèi)撞擊單位面積的器壁的分子數(shù)增多，可知壓強增大．由于溫度升高，所以分子平均動能增大，物體的內(nèi)能變大；體積不變，對內(nèi)外都不做功，內(nèi)能增大，所以只有吸收熱量，故ACD錯誤，B正確．二、多選題5．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過程如圖上從a到b的線段所示。在此過程中（）A．氣體一直對外做功B．氣體的內(nèi)能一直增加C．氣體一直從外界吸熱D．氣體吸收的熱量等于其對外做的功E．氣體吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量【答案】BCE【解析】A．因從a到b的p—T圖像過原點，由可知從a到b氣體的體積不變，則從a到b氣體不對外做功，選項A錯誤；B．因從a到b氣體溫度升高，可知氣體內(nèi)能增加，選項B正確；CDE．因W=0，?U>0，根據(jù)熱力學第一定律?U=W+Q可知，氣體一直從外界吸熱，且氣體吸收的熱量等于內(nèi)能增加量，選項CE正確，D錯誤。故選BCE。6．（2021·海南·高考真題）如圖，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程到達狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程到達狀態(tài)c，直線過原點。則氣體（）A．在狀態(tài)c的壓強等于在狀態(tài)a的壓強B．在狀態(tài)b的壓強小于在狀態(tài)c的壓強C．在的過程中內(nèi)能保持不變D．在的過程對外做功【答案】AC【解析】AB．根據(jù)可知，因直線ac過原點，可知在狀態(tài)c的壓強等于在狀態(tài)a的壓強，b點與原點連線的斜率小于c點與原點連線的斜率，可知在狀態(tài)b的壓強大于在狀態(tài)c的壓強，選項A正確，B錯誤；C．在的過程中溫度不變，則氣體的內(nèi)能保持不變，選項C正確；D．在的過程中，氣體的體積不變，則氣體不對外做功，選項D錯誤。故選AC。7．（2016·全國·高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其p–T圖像如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點O．下列判斷正確的是（）A．氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B．氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能C．在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D．在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功E．在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功【答案】ABE【解析】根據(jù)氣體狀態(tài)方程，得，p-T圖象的斜率，a、c兩點在同一直線上，即a、c兩點是同一等容線上的兩點，體積相等，故A正確；B、理想氣體在狀態(tài)a的溫度大于狀態(tài)c的溫度，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關，溫度高，內(nèi)能大，故氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能，B正確；C、在過程cd中溫度不變，內(nèi)能不變，等溫變化壓強與體積成反比，壓強大體積小，從c到d體積減小，外界對氣體做正功，根據(jù)熱力學第一定律，所以，所以在過程cd中氣體向外界放出的熱量等于外界對氣體做的功，C錯誤；D、在過程da中，等壓變化，溫度升高，內(nèi)能增大，體積變大，外界對氣體做負功即，根據(jù)熱力學第一定律，，所以在過程da中氣體從外界吸收的熱量大于氣體對外界做的功，D錯誤；E、在過程bc中，等壓變化，溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)，即pV=CT，，da過程中，氣體對外界做功，因為，所以，在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功，故E正確．8．（2014·全國·高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其圖象如圖所示，下列判斷正確的是（

）A．過程ab中氣體一定吸熱B．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱D．A、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小E．b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同【答案】ADE【解析】試題分析：從a到b的過程，根據(jù)圖線過原點可得，所以為等容變化過程，氣體沒有對外做功，外界也沒有對氣體做功，所以溫度升高只能是吸熱的結果，選項A對．從b到c的過程溫度不變，可是壓強變小，說明體積膨脹，對外做功，理應內(nèi)能減少溫度降低，而溫度不變說明從外界吸熱，選項B錯．從c到a的過程，壓強不變，根據(jù)溫度降低說明內(nèi)能減少，根據(jù)改變內(nèi)能的兩種方式及做功和熱傳遞的結果是內(nèi)能減少，所以外界對氣體做的功小于氣體放出的熱量，選項C錯．分子的平均動能與溫度有關，狀態(tài)a的溫度最低，所以分子平均動能最小，選項D對．b和c兩個狀態(tài)，溫度相同，即分子運動的平均速率相等，單個分子對容器壁的平均撞擊力相等，根據(jù)b壓強大，可判斷狀態(tài)b單位時間內(nèi)容器壁受到分子撞擊的次數(shù)多，選項E對．考點：分子熱運動理想氣體狀態(tài)方程氣體壓強的微觀解釋三、解答題9．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）某飲料瓶內(nèi)密封一定質量理想氣體，時，壓強。（1）時，氣壓是多大？（2）保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強與（1）時相同時，氣體體積為原來的多少倍？

【答案】（1）；（2）0.97【解析】（1）瓶內(nèi)氣體的始末狀態(tài)的熱力學溫度分別為，溫度變化過程中體積不變，故由查理定律有解得（2）保持溫度不變，擠壓氣體，等溫變化過程，由玻意耳定律有解得10．（2023·浙江·高考真題）某探究小組設計了一個報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積、質量的活塞密封一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。開始時氣體處于溫度、活塞與容器底的距離的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達容器內(nèi)的卡口處，此時氣體達到狀態(tài)B。活塞保持不動，氣體被繼續(xù)加熱至溫度的狀態(tài)C時觸動報警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了。取大氣壓，求氣體。（1）在狀態(tài)B的溫度；（2）在狀態(tài)C的壓強；（3）由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q?！敬鸢浮浚?）330K；（2）；（3）【解析】（1）根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，封閉氣體的壓強不變，則有解得（2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，活塞緩慢上升，則解得根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體的體積不變，則有解得（3）根據(jù)題意可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體對外做功為由熱力學第一定律有解得11．（2021·重慶·高考真題）定高氣球是種氣象氣球，充氣完成后，其容積變化可以忽略?，F(xiàn)有容積為的某氣罐裝有溫度為、壓強為的氦氣，將該氣罐與未充氣的某定高氣球連通充氣。當充氣完成后達到平衡狀態(tài)后，氣罐和球內(nèi)的溫度均為，壓強均為，為常數(shù)。然后將氣球密封并釋放升空至某預定高度，氣球內(nèi)氣體視為理想氣體，假設全過程無漏氣。（1）求密封時定高氣球內(nèi)氣體的體積；（2）若在該預定高度球內(nèi)氣體重新達到平衡狀態(tài)時的溫度為，求此時氣體的壓強?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）設密封時定高氣球內(nèi)氣體體積為V，由玻意耳定律解得（2）由查理定律解得12．（2018·海南·高考真題）一儲存氮氣的容器被一絕熱輕活塞分隔成兩個氣室A和B，活塞可無摩擦地滑動。開始時用銷釘固定活塞，A中氣體體積為2.5×10-4m3，溫度為27℃，壓強為6.0×104Pa；B中氣體體積為4.0×10-4m3，溫度為-17℃，壓強為2.0×104Pa?，F(xiàn)將A中氣體的溫度降至-17℃，然后拔掉銷釘，并保持A、B中氣體溫度不變，求穩(wěn)定后A和B中氣體的壓強?！敬鸢浮縫=3.2×104Pa【解析】對A中的氣體，根據(jù)查理定律代入數(shù)據(jù)可得拔掉銷釘后，根據(jù)玻意耳定律可得代入數(shù)據(jù)解得13．（2021·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質量理想氣體被活塞封閉在汽缸中，活塞的面積為S，與汽缸底部相距L，汽缸和活塞絕熱性能良好，氣體的壓強、溫度與外界大氣相同，分別為和。現(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一段時間后斷開，活塞緩慢向右移動距離L后停止，活塞與汽缸間的滑動摩擦為f，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個過程中氣體吸收的熱量為Q，求該過程中（1）內(nèi)能的增加量；（2）最終溫度T?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）活塞移動時受力平衡氣體對外界做功根據(jù)熱力學第一定律解得（2）活塞發(fā)生移動前，等容過程活塞向右移動了L，等壓過程且解得14．（2021·河北·高考真題）某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時，壓強為。（1）當夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時夾層中空氣的壓強；（2）當保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質量與原有空氣質量的比值，設環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強為。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由題意可知夾層中的氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知代入數(shù)據(jù)解得（2）當保溫杯外層出現(xiàn)裂縫后，靜置足夠長時間，則夾層壓強和大氣壓強相等，設夾層體積為V，以靜置后的所有氣體為研究對象有解得則增加空氣的體積為所以增加的空氣質量與原有空氣質量之比為15．（2021·湖南·高考真題）小贊同學設計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實驗裝置，如圖所示。導熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質量、截面積的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質直桿中心置于固定支點上，左端用不可伸長的細繩豎直懸掛活塞，右端用相同細繩豎直懸掛一個質量的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當電子天平示數(shù)為時，測得環(huán)境溫度。設外界大氣壓強，重力加速度。（1）當電子天平示數(shù)為時，環(huán)境溫度為多少？（2）該裝置可測量的最高環(huán)境溫度為多少？【答案】（1）297K；（2）309K【解析】（1）由電子天平示數(shù)為600.0g時，則細繩對鐵塊拉力為又：鐵塊和活塞對細繩的拉力相等，則汽缸內(nèi)氣體壓強等于大氣壓強①當電子天平示數(shù)為400.0g時，設此時汽缸內(nèi)氣體壓強為p2，對受力分析有②由題意可知，汽缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強與溫度成正比：③聯(lián)立①②③式解得（2）環(huán)境溫度越高，汽缸內(nèi)氣體壓強越大，活塞對細繩的拉力越小，則電子秤示數(shù)越大，由于細繩對鐵塊的拉力最大為0，即電子天平的示數(shù)恰好為1200g時，此時對應的環(huán)境溫度為裝置可以測量最高環(huán)境溫度。設此時汽缸內(nèi)氣體壓強為p3，對受力分析有④又由汽缸內(nèi)氣體體積不變，則壓強與溫度成正比⑤聯(lián)立①④⑤式解得16．（2020·海南·統(tǒng)考高考真題）如圖，圓柱形導熱汽缸長，缸內(nèi)用活塞（質量和厚度均不計）密閉了一定質量的理想氣體，缸底裝有一個觸發(fā)器D，當缸內(nèi)壓強達到時，D被觸發(fā)，不計活塞與缸壁的摩擦。初始時，活塞位于缸口處，環(huán)境溫度，壓強。(1)若環(huán)境溫度不變，緩慢向下推活塞，求D剛好被觸發(fā)時，到缸底的距離；(2)若活塞固定在缸口位置，緩慢升高環(huán)境溫度，求D剛好被觸發(fā)時的環(huán)境溫度?！敬鸢浮?1)；(2)【解析】(1)設汽缸橫截面積為；D剛好被觸發(fā)時，到缸底的距離為，根據(jù)玻意耳定律得帶入數(shù)據(jù)解得(2)此過程為等容變化，根據(jù)查理定律得帶入數(shù)據(jù)解得17．（2017·全國·高考真題）如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細管（容積可忽略）連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3，B中有一可自由滑動的活塞（質量、體積均可忽略）。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關閉K1。已知室溫為27℃，汽缸導熱。(1)打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；(2)接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；(3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃，求此時活塞下方氣體的壓強。【答案】(1)，2p0；(2)上升直到B的頂部；(3)1.6p0【解析】(1)設打開K2后，穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1，體積為V1。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得對B有對于A有聯(lián)立式得，(2)剛打開K3時，活塞上方氣體壓強變?yōu)榇髿鈮簭?，則活塞下方氣體壓強大，活塞將上升。設活塞運動到頂部之前重新穩(wěn)定，令下方氣體與A中氣體的體積之和為V2（）。由玻意耳定律得得則打開K3后活塞上會升直到B的頂部為止。(3)活塞上升到B的頂部，令汽缸內(nèi)的氣體壓強為，由玻意耳定律得設加熱后活塞下方氣體的壓強為p3，氣體溫度從T1=300K升高到T2=320K的等容過程中，由查理定律得聯(lián)立可得p3=1.6p018．（2019·全國·高考真題）熱等靜壓設備廣泛用于材料加工中．該設備工作時，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預抽真空的爐腔中，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，改部其性能．一臺熱等靜壓設備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到爐腔中．已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2m3，使用前瓶中氣體壓強為1.5×107Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0×106Pa；室溫溫度為27℃．氬氣可視為理想氣體．（1）求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強；（2）將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227℃，求此時爐腔中氣體的壓強．【答案】（1）

（2）【解析】（1）設初始時每瓶氣體的體積為，壓強為；使用后氣瓶中剩余氣體的壓強為，假設體積為，壓強為的氣體壓強變?yōu)闀r，其體積膨脹為，由玻意耳定律得：被壓入進爐腔的氣體在室溫和條件下的體積為：設10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強為，體積為，由玻意耳定律得：聯(lián)立方程并代入數(shù)據(jù)得：（2）設加熱前爐腔的溫度為，加熱后爐腔的溫度為，氣體壓強為，由查理定律得：聯(lián)立方程并代入數(shù)據(jù)得：19．（2015·全國·高考真題）如圖，一固定的豎直汽缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的質量為，橫截面積為，小活塞的質量為，橫截面積為；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為，汽缸外大氣壓強為，溫度為．初始時大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為，現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度取，求：（1）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；（2）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強．【答案】（1）（2）【解析】（1）大活塞與大圓筒底部接觸前氣體發(fā)生等壓變化，氣體的狀態(tài)參量：，T1=495K，，由蓋呂薩克定律得：，解得：T2=330K；（2）大活塞與大圓筒底部接觸后到汽缸內(nèi)氣體與汽缸外氣體溫度相等過程中氣體發(fā)生等容變化，大活塞剛剛與大圓筒底部接觸時，由平衡條件得：，代入數(shù)據(jù)解得：p2=1.1×105Pa，T2=330K，T3=T=303K，由查理定律得：，解得：p3=1.01×105Pa；答：（1）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度為330K；（2）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強為1.01×105Pa．20．（2016·上?！そy(tǒng)考高考真題）如圖，兩端封閉的直玻璃管豎直放置，一段水銀將管內(nèi)氣體分隔為上下兩部分A和B，上下兩部分氣體初始溫度相等，且體積VA＞VB．（1）若A、B兩部分氣體同時升高相同的溫度，水銀柱將如何移動？某同學解答如下：設兩部分氣體壓強不變，由，…，，…，所以水銀柱將向下移動．上述解答是否正確？若正確，請寫出完整的解答；若不正確，請說明理由并給出正確的解答．（2）在上下兩部分氣體升高相同溫度的過程中，水銀柱位置發(fā)生變化，最后穩(wěn)定在新的平衡位置，A、B兩部分氣體始末狀態(tài)壓強的變化量分別為ΔpA和ΔpB，分析并比較二者的大小關系．【答案】（1）不正確水銀柱向上移動（2）【解析】（1）不正確．水銀柱移動的原因是升溫后，由于壓強變化造成受力平衡被破壞，因此應該假設氣體體積不變，由壓強變化判斷移動方向．正確解法：設升溫后上下部分氣體體積不變，則由查理定律可得因為，pA<pB，可知，所示水銀柱向上移動．（2）升溫前有pB=pA+ph（ph為汞柱壓強）升溫后同樣有pB'=pA'+ph兩式相減可得【點睛】通過查理定律計算分析水銀柱的移動方向；建立升溫前后A、B氣體壓強關系，兩式相減就可以計算出兩部分氣體的壓強變化關系．21．（2015·重慶·高考真題）北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結，若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為，壓強為，肥皂泡凍結后泡內(nèi)氣體溫度降為，整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計體積和質量變化，大氣壓強為，求凍結后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強差?！敬鸢浮俊窘馕觥扛鶕?jù)題意可知，氣泡發(fā)生等容變化，則有可得故內(nèi)外氣體的壓強差為22．（2015·山東·高考真題）扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象；如圖，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為300K，壓強為大氣壓強P0．當封閉氣體溫度上升至303K時，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內(nèi)部壓強立即減為P0，溫度仍為303K．再經(jīng)過一段時間，內(nèi)部氣體溫度恢復到300K．整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體．求：（?。┊敎囟壬仙?03K且尚未放氣時，封閉氣體的壓強；（ⅱ）當溫度恢復到300K時，豎直向上提起杯蓋所需的最小力．【答案】（?。?.01P0；（ⅱ）0.02P0S【解析】（?。怏w進行等容變化，開始時，壓強P0，溫度T0=300K；當溫度上升到303K且尚未放氣時，壓強為P1，溫度T1=303K；根據(jù)可得：（ⅱ）當內(nèi)部氣體溫度恢復到300K時，由等容變化方程可得：，解得:當杯蓋恰被頂起時有：若將杯蓋提起時所需的最小力滿足：，解得：四、填空題23．（2022·福建·高考真題）帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定質量的理想氣體，氣體開始處于a狀態(tài)，然后經(jīng)過狀態(tài)變化過程到達c狀態(tài)。在圖中變化過程如圖所示。（1）氣體從a狀態(tài)經(jīng)過到達b狀態(tài)的過程中壓強____________。（填“增大”、“減小”或“不變”）（2）氣體從b狀態(tài)經(jīng)過到達c狀態(tài)的過程要____________。（填“吸收”或“放出”）熱量?！敬鸢浮吭龃蠓懦觥窘馕觥浚?）[1]由圖像可知，氣體從a狀態(tài)經(jīng)過到達b狀態(tài)的過程中，氣體的體積保持不變，溫度升高，根據(jù)可知氣體的壓強增大。（2）[2]由圖像可知，氣體從b狀態(tài)經(jīng)過到達c狀態(tài)的過程，氣體的溫度保持不變，則氣體的內(nèi)能保持不變；氣體的體積減小，則外界對氣體做正功，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體對外放出熱量。24．（2017·上海·統(tǒng)考高考真題）如圖，汽缸固定于水平面，用截面積為20cm2的活塞封閉一定量的氣體，活塞與缸壁間摩擦不計．當大氣壓強為1.0×105Pa、氣體溫度為87℃時，活塞在大小為40N、方向向左的力F作用下保持靜止，氣體壓強為____Pa．若保持活塞不動，將氣體溫度降至27℃，則F變?yōu)開_____N．【答案】0【解析】對活塞：，解得若保持活塞不動，將氣體溫度降至27℃，則根據(jù)；解得；因此時內(nèi)外氣壓相等，故F=0.

專題59氣體的等壓變化一、單選題1．（2022·北京·高考真題）如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿圖示路徑先后到達狀態(tài)b和c。下列說法正確的是（

）A．從a到b，氣體溫度保持不變 B．從a到b，氣體對外界做功C．從b到c，氣體內(nèi)能減小 D．從b到c，氣體從外界吸熱【答案】D【解析】AB．一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿題圖路徑到達狀態(tài)b過程中氣體發(fā)生等容變化，壓強減小，根據(jù)查理定律，可知氣體溫度降低，再根據(jù)熱力學第一定律U=Q＋W，由于氣體不做功，內(nèi)能減小，則氣體放熱，AB錯誤；CD．一定質量的理想氣體從狀態(tài)b沿題圖路徑到達狀態(tài)c過程中氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，根據(jù)，可知氣體溫度升高，內(nèi)能增大，再根據(jù)熱力學第一定律U=Q＋W，可知b到c過程吸熱，且吸收的熱量大于功值，C錯誤、D正確。故選D。2．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）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A、B和C三個狀態(tài)溫度和的關系，正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】由圖可知狀態(tài)A到狀態(tài)B是一個等壓過程，根據(jù)因為VB>VA，故TB>TA；而狀態(tài)B到狀態(tài)C是一個等容過程，有因為pB>pC，故TB>TC；對狀態(tài)A和C有可得TA=TC；綜上分析可知C正確，ABD錯誤；故選C。二、多選題3．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b變化到狀態(tài)c，其過程如圖上的兩條線段所示，則氣體在（）A．狀態(tài)a處的壓強大于狀態(tài)c處的壓強B．由a變化到b的過程中，氣體對外做功C．由b變化到c的過程中，氣體的壓強不變D．由a變化到b的過程中，氣體從外界吸熱E．由a變化到b的過程中，從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能【答案】ABD【解析】AC．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知即圖像的斜率為，故有故A正確，C錯誤；B．理想氣體由a變化到b的過程中，因體積增大，則氣體對外做功，故B正確；DE．理想氣體由a變化到b的過程中，溫度升高，則內(nèi)能增大，由熱力學第一定律有而，，則有可得，即氣體從外界吸熱，且從外界吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能，故D正確，E錯誤；故選ABD。4．（2017·江蘇·高考真題）一定質量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V–T圖象如圖所示．下列說法正確的有（

）A．A→B的過程中，氣體對外界做功B．A→B的過程中，氣體放出熱量C．B→C的過程中，氣體壓強不變D．A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加【答案】BC【解析】AB．由圖知A→B的過程中，溫度不變，則內(nèi)能不變，而體積減小，所以外界對氣體做功，為保持內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學定律知，在A→B的過程中，氣體放出熱量，故A錯誤；B正確；C．B→C的過程為等壓變化，氣體壓強不變，故C正確；D．A→B→C的過程中，溫度降低，氣體內(nèi)能減小，故D錯誤．故選BC．【點睛】兩個過程：A到B等溫變化，B到C等壓變化．三、解答題5．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）某飲料瓶內(nèi)密封一定質量理想氣體，時，壓強。（1）時，氣壓是多大？（2）保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強與（1）時相同時，氣體體積為原來的多少倍？

【答案】（1）；（2）0.97【解析】（1）瓶內(nèi)氣體的始末狀態(tài)的熱力學溫度分別為，溫度變化過程中體積不變，故由查理定律有解得（2）保持溫度不變，擠壓氣體，等溫變化過程，由玻意耳定律有解得6．（2023·浙江·高考真題）某探究小組設計了一個報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積、質量的活塞密封一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。開始時氣體處于溫度、活塞與容器底的距離的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達容器內(nèi)的卡口處，此時氣體達到狀態(tài)B。活塞保持不動，氣體被繼續(xù)加熱至溫度的狀態(tài)C時觸動報警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了。取大氣壓，求氣體。（1）在狀態(tài)B的溫度；（2）在狀態(tài)C的壓強；（3）由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q?！敬鸢浮浚?）330K；（2）；（3）【解析】（1）根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，封閉氣體的壓強不變，則有解得（2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，活塞緩慢上升，則解得根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體的體積不變，則有解得（3）根據(jù)題意可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體對外做功為由熱力學第一定律有解得7．（2022·海南·高考真題）足夠長的玻璃管水平放置，用長的水銀封閉一段長為的空氣柱，大氣壓強為，環(huán)境溫度為，將玻璃管緩慢順時針旋轉到豎直，則：①空氣柱是吸熱還是放熱②空氣柱長度變?yōu)槎嗌佗郛敋怏w溫度變?yōu)闀r，空氣柱長度又是多少？【答案】①放熱；②；③【解析】①②以封閉氣體為研究對象，氣體做等溫變化，設玻璃管橫截面積為，玻璃管水平時玻璃管豎起來后根據(jù)解得氣體體積減小，外界對氣體做功，但其溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知氣體向外放熱；③空氣柱長度為；由等壓變化得其中解得8．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）如圖，一豎直放置的汽缸由兩個粗細不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕質彈簧連接，汽缸連接處有小卡銷，活塞Ⅱ不能通過連接處。活塞Ⅰ、Ⅱ的質量分別為、m，面積分別為、S，彈簧原長為l。初始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時彈簧的伸長量為，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸連接處的距離相等，兩活塞間氣體的溫度為。已知活塞外大氣壓強為，忽略活塞與缸壁間的摩擦，汽缸無漏氣，不計彈簧的體積。（重力加速度常量g）（1）求彈簧的勁度系數(shù)；（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體，求當活塞Ⅱ剛運動到汽缸連接處時，活塞間氣體的壓強和溫度?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】（1）設封閉氣體的壓強為，對兩活塞和彈簧的整體受力分析，由平衡條件有解得對活塞Ⅰ由平衡條件有解得彈簧的勁度系數(shù)為（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體使得活塞Ⅱ剛運動到汽缸連接處時，對兩活塞和彈簧的整體由平衡條件可知，氣體的壓強不變依然為即封閉氣體發(fā)生等壓過程，初末狀態(tài)的體積分別為，由氣體的壓強不變，則彈簧的彈力也不變，故有有等壓方程可知解得9．（2021·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質量理想氣體被活塞封閉在汽缸中，活塞的面積為S，與汽缸底部相距L，汽缸和活塞絕熱性能良好，氣體的壓強、溫度與外界大氣相同，分別為和?，F(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一段時間后斷開，活塞緩慢向右移動距離L后停止，活塞與汽缸間的滑動摩擦為f，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個過程中氣體吸收的熱量為Q，求該過程中（1）內(nèi)能的增加量；（2）最終溫度T?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）活塞移動時受力平衡氣體對外界做功根據(jù)熱力學第一定律解得（2）活塞發(fā)生移動前，等容過程活塞向右移動了L，等壓過程且解得10．（2020·全國·統(tǒng)考高考真題）如圖，兩側粗細均勻、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h0=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T1=283K。大氣壓強p0=76cmHg。（i）現(xiàn)從右側端口緩慢注入水銀（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？【答案】（i）12.9cm；（ii）363K【解析】（i）設密封氣體初始體積為V1，壓強為p1，左、右管的截面積均為S，密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過程體積變?yōu)閂2，壓強變?yōu)閜2。由玻意耳定律有設注入水銀后水銀柱高度為h，水銀的密度為ρ，按題設條件有，，聯(lián)立以上式子并代入題中數(shù)據(jù)得h=12.9cm（ii）密封氣體再經(jīng)等壓膨脹過程體積變?yōu)閂3，溫度變?yōu)門2，由蓋一呂薩克定律有按題設條件有代入題中數(shù)據(jù)得T2=363K11．（2019·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質量理想氣體經(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→B→C過程中氣體對外界做的總功．【答案】W=1500J【解析】由題意可知，過程為等壓膨脹，所以氣體對外做功為：過程：由熱力學第一定律得：

則氣體對外界做的總功為：

代入數(shù)據(jù)解得：．12．（2019·全國·高考真題）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。已知大氣壓強為76cmHg，環(huán)境溫度為296K。（1）求細管的長度；（2）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?！敬鸢浮浚?）41cm；（2）312K【分析】以“液柱”為模型，通過對氣體壓強分析，利用玻意耳定律和蓋-呂薩克定律求得細管長度和溫度，找準初末狀態(tài)、分析封閉氣體經(jīng)歷的變化時關鍵。易錯點：誤把氣體長度當成細管長度。【解析】（1）設細管的長度為L，橫截面的面積為S，水銀柱高度為h；初始時，設水銀柱上表面到管口的距離為h，被密封氣體的體積為V，壓強為p；細管倒置時，氣體體積為V1，壓強為p1。由玻意耳定律有pV=p1V1由力的平衡條件可得，細管倒置前后后，管內(nèi)氣體壓強有p=p0+ρgh=78cmHg，p1S=p0S–ρghS=74cmHg式中，ρ、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，p0為大氣壓強。由題意有V=S（L–h1–h），V1=S（L–h）聯(lián)立解得L=41cm（2）設氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T，由蓋–呂薩克定律有則T=312K13．（2017·全國·高考真題）一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為已知空氣在1個大氣壓、溫度為時的密度為，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g．（1）求該熱氣球所受浮力的大??；（2）求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；（3）設充氣前熱氣球的質量為，求充氣后它還能托起的最大質量．【答案】（1）

（2）

（3）【解析】（1）設1個大氣壓下質量為m的空氣在溫度T0時的體積為V0，密度為:①溫度為T時的體積為VT，密度為：

②由蓋-呂薩克定律可得：

③聯(lián)立①②③解得：

④氣球所受的浮力為：

⑤聯(lián)立④⑤解得：

⑥(2)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力：

⑦聯(lián)立④⑦解得：

⑧(3)設該氣球還能托起的最大質量為m，由力的平衡條件可知：mg=f–G–m0g⑨聯(lián)立⑥⑧⑨可得：14．（2015·全國·高考真題）如圖，一固定的豎直汽缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的質量為，橫截面積為，小活塞的質量為，橫截面積為；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為，汽缸外大氣壓強為，溫度為．初始時大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為，現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度取，求：（1）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；（2）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強．【答案】（1）（2）【解析】（1）大活塞與大圓筒底部接觸前氣體發(fā)生等壓變化，氣體的狀態(tài)參量：，T1=495K，，由蓋呂薩克定律得：，解得：T2=330K；（2）大活塞與大圓筒底部接觸后到汽缸內(nèi)氣體與汽缸外氣體溫度相等過程中氣體發(fā)生等容變化，大活塞剛剛與大圓筒底部接觸時，由平衡條件得：，代入數(shù)據(jù)解得：p2=1.1×105Pa，T2=330K，T3=T=303K，由查理定律得：，解得：p3=1.01×105Pa；答：（1）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度為330K；（2）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強為1.01×105Pa．15．（2018·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質量的理想氣體在狀態(tài)A時壓強為，經(jīng)歷的過程，整個過程中對外界放出熱量。求該氣體在過程中對外界所做的功。【答案】138.6J【解析】整個過程中，外界對氣體做功W=WAB+WCA且由C→A過程中，，故此過程為等壓過程，體積減小，則C→A外界對氣體做功由熱力學第一定律ΔU=Q+W，得即氣體對外界做的功為138.6J。16．（2018·河南信陽·信陽高中?？既＃┤鐖D所示，兩個可導熱的汽缸豎直放置，它們的底部由一細管連通（忽略細管的容積）．兩汽缸各有一個活塞，質量分別為m1和m2，活塞與汽缸無摩擦．活塞的下方為理想氣體，上方為真空．當氣體處于平衡狀態(tài)時，兩活塞位于同一高度h.（已知m1＝3m，m2＝2m）（1）在兩活塞上同時各放一質量為m的物塊，求氣體再次達到平衡后兩活塞的高度差（假定環(huán)境溫度始終保持為T0）；（2）在達到上一問的終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0緩慢上升到1.25T0，試問在這個過程中，氣體對活塞做了多少功？（假定在氣體狀態(tài)變化過程中，兩物塊均不會碰到汽缸頂部）．【答案】（1）x=h（2）1.25mgh【解析】⑴設左、右活塞的面積分別為和A，由于氣體處于平衡狀態(tài)，故兩活塞對氣體的壓強相等，即由此得；在兩個活塞上各加一質量為m的物塊后，右邊物體對活塞產(chǎn)生的壓強較大，所以氣體向左汽缸移動，最終右活塞降至汽缸底部，所有氣體都在左汽缸中．在初態(tài)，氣體的壓強為，體積為；在末態(tài)，氣體壓強為，體積為（x為左活塞的高度）．由玻意耳定律得：解得，即兩活塞的高度差為；⑵當溫度由T0上升至T時，氣體的壓強始終為，設是溫度達到T時左活塞的高度，由蓋·呂薩克定律得：活塞對氣體做的功為：在此過程中氣體吸收熱量。四、填空題17．（2021·全國·高考真題）如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個不同過程，分別由體積-溫度（V-t）圖上的兩條直線I和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標；t0為它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0是它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0=-273.15℃；a、b為直線I上的一點。由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強之比=___________；氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比=___________?！敬鸢浮?【解析】[1]根據(jù)蓋呂薩克定律有整理得由于體積-溫度（V-t）圖像可知，直線I為等壓線，則a、b兩點壓強相等，則有[2]設時，當氣體體積為其壓強為，當氣體體積為其壓強為，根據(jù)等溫變化，則有由于直線I和Ⅱ各為兩條等壓線，則有，聯(lián)立解得18．（2019·全國·高考真題）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)，對應的溫度分別是T1、T2、T3．用N1、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次數(shù)，則N1______N2，T1______T3，N2______N3．（填“大于”“小于”或“等于”）【答案】大于等于大于【解析】（1）1、2等體積，2、3等壓強由pV=nRT得：=，V1=V2，故=，可得：T1=2T2，即T1>T2，由于氣體分子的密度相同，溫度高，碰撞次數(shù)多，故N1>N2；由于p1V1=p3V3；故T1=T3；則T3>T2，又p2=p3，2狀態(tài)氣體分子的密度大，分子運動緩慢，單個分子平均作用力小，3狀態(tài)氣體分子的密度小，分子運動劇烈，單個分子平均作用力大．故3狀態(tài)碰撞容器壁分子較少，即N2>N3；五、實驗題19．（2016·上?！そy(tǒng)考高考真題）某同學制作了一個結構如圖（a）所示的溫度計，一端封閉的輕質細管可繞封閉端O自由轉動，管長0.5m，將一量程足夠大的力傳感器調零，細管的開口端通過細線掛于力傳感器掛鉤上，使細管保持水平、細線沿豎直方向。在氣體溫度為270K時，用一段水銀將長度為0.3m的氣柱封閉在管內(nèi)，實驗時改變氣體溫度，測得封閉氣柱長度l和力傳感器讀數(shù)F之間的關系如圖（b）所示（實驗中大氣壓強不變）。（1）管內(nèi)水銀柱長度為___m，為保證水銀不溢出，該溫度計能測得的最高溫度為___K；（2）若氣柱初始長度大于0.3m，該溫度計能測量的最高溫度將___（選填：“增大”，“不變”或“減小”）；（3）若實驗中大氣壓強略有升高，則用該溫度計測出的溫度將____（選填：“偏高”，“不變”或“偏低”）。【答案】0.1360減小偏低【解析】（1）由于輕質管可以繞O點轉動，通過力矩關系有：設水銀長度的一半為x，封閉氣體長度為l，，研究氣體長度為0.3m和0.35m兩個位置，可以計算出水銀長度為：；為保證水銀不溢出，水銀剛好到達管口，此時封閉氣體長度為l=0.4m，則根據(jù)，可以算出此時溫度為．（2）根據(jù)上題結論，從公式可以看出，后來溫度與原來的氣體長度有反比關系，所以該溫度計能夠測量的最大溫度將會減?。?）實驗過程中大氣壓強增加，公式，得到，溫度會增加，但如果仍然用計算的話，會出現(xiàn)測量值偏低。

專題59氣體的等壓變化一、單選題1．（2022·北京·高考真題）如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿圖示路徑先后到達狀態(tài)b和c。下列說法正確的是（

）A．從a到b，氣體溫度保持不變 B．從a到b，氣體對外界做功C．從b到c，氣體內(nèi)能減小 D．從b到c，氣體從外界吸熱2．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）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A、B和C三個狀態(tài)溫度和的關系，正確的是（）A． B．C． D．二、多選題3．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b變化到狀態(tài)c，其過程如圖上的兩條線段所示，則氣體在（）A．狀態(tài)a處的壓強大于狀態(tài)c處的壓強B．由a變化到b的過程中，氣體對外做功C．由b變化到c的過程中，氣體的壓強不變D．由a變化到b的過程中，氣體從外界吸熱E．由a變化到b的過程中，從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能4．（2017·江蘇·高考真題）一定質量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V–T圖象如圖所示．下列說法正確的有（

）A．A→B的過程中，氣體對外界做功B．A→B的過程中，氣體放出熱量C．B→C的過程中，氣體壓強不變D．A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加三、解答題5．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）某飲料瓶內(nèi)密封一定質量理想氣體，時，壓強。（1）時，氣壓是多大？（2）保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強與（1）時相同時，氣體體積為原來的多少倍？

6．（2023·浙江·高考真題）某探究小組設計了一個報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積、質量的活塞密封一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。開始時氣體處于溫度、活塞與容器底的距離的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達容器內(nèi)的卡口處，此時氣體達到狀態(tài)B?；钊３植粍?，氣體被繼續(xù)加熱至溫度的狀態(tài)C時觸動報警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了。取大氣壓，求氣體。（1）在狀態(tài)B的溫度；（2）在狀態(tài)C的壓強；（3）由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q。7．（2022·海南·高考真題）足夠長的玻璃管水平放置，用長的水銀封閉一段長為的空氣柱，大氣壓強為，環(huán)境溫度為，將玻璃管緩慢順時針旋轉到豎直，則：①空氣柱是吸熱還是放熱②空氣柱長度變?yōu)槎嗌佗郛敋怏w溫度變?yōu)闀r，空氣柱長度又是多少？8．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）如圖，一豎直放置的汽缸由兩個粗細不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕質彈簧連接，汽缸連接處有小卡銷，活塞Ⅱ不能通過連接處?；钊?、Ⅱ的質量分別為、m，面積分別為、S，彈簧原長為l。初始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時彈簧的伸長量為，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸連接處的距離相等，兩活塞間氣體的溫度為。已知活塞外大氣壓強為，忽略活塞與缸壁間的摩擦，汽缸無漏氣，不計彈簧的體積。（重力加速度常量g）（1）求彈簧的勁度系數(shù)；（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體，求當活塞Ⅱ剛運動到汽缸連接處時，活塞間氣體的壓強和溫度。9．（2021·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質量理想氣體被活塞封閉在汽缸中，活塞的面積為S，與汽缸底部相距L，汽缸和活塞絕熱性能良好，氣體的壓強、溫度與外界大氣相同，分別為和?，F(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一段時間后斷開，活塞緩慢向右移動距離L后停止，活塞與汽缸間的滑動摩擦為f，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個過程中氣體吸收的熱量為Q，求該過程中（1）內(nèi)能的增加量；（2）最終溫度T。10．（2020·全國·統(tǒng)考高考真題）如圖，兩側粗細均勻、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h0=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T1=283K。大氣壓強p0=76cmHg。（i）現(xiàn)從右側端口緩慢注入水銀（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？11．（2019·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質量理想氣體經(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→B→C過程中氣體對外界做的總功．12．（2019·全國·高考真題）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。已知大氣壓強為76cmHg，環(huán)境溫度為296K。（1）求細管的長度；（2）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。13．（2017·全國·高考真題）一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為已知空氣在1個大氣壓、溫度為時的密度為，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g．（1）求該熱氣球所受浮力的大?。唬?）求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；（3）設充氣前熱氣球的質量為，求充氣后它還能托起的最大質量．14．（2015·全國·高考真題）如圖，一固定的豎直汽缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的質量為，橫截面積為，小活塞的質量為，橫截面積為；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為，汽缸外大氣壓強為，溫度為．初始時大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為，現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度取，求：（1）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；（2）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強．15．（2018·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質量的理想氣體在狀態(tài)A時壓強為，經(jīng)歷的過程，整個過程中對外界放出熱量。求該氣體在過程中對外界所做的功。16．（2018·河南信陽·信陽高中校考三模）如圖所示，兩個可導熱的汽缸豎直放置，它們的底部由一細管連通（忽略細管的容積）．兩汽缸各有一個活塞，質量分別為m1和m2，活塞與汽缸無摩擦．活塞的下方為理想氣體，上方為真空．當氣體處于平衡狀態(tài)時，兩活塞位于同一高度h.（已知m1＝3m，m2＝2m）（1）在兩活塞上同時各放一質量為m的物塊，求氣體再次達到平衡后兩活塞的高度差（假定環(huán)境溫度始終保持為T0）；（2）在達到上一問的終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0緩慢上升到1.25T0，試問在這個過程中，氣體對活塞做了多少功？（假定在氣體狀態(tài)變化過程中，兩物塊均不會碰到汽缸頂部）．四、填空題17．（2021·全國·高考真題）如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個不同過程，分別由體積-溫度（V-t）圖上的兩條直線I和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標；t0為它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0是它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0=-273.15℃；a、b為直線I上的一點。由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強之比=___________；氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比=___________。18．（2019·全國·高考真題）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)，對應的溫度分別是T1、T2、T3．用N1、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次數(shù)，則N1______N2，T1______T3，N2______N3．（填“大于”“小于”或“等于”）五、實驗題19．（2016·上海·統(tǒng)考高考真題）某同學制作了一個結構如圖（a）所示的溫度計，一端封閉的輕質細管可繞封閉端O自由轉動，管長0.5m，將一量程足夠大的力傳感器調零，細管的開口端通過細線掛于力傳感器掛鉤上，使細管保持水平、細線沿豎直方向。在氣體溫度為270K時，用一段水銀將長度為0.3m的氣柱封閉在管內(nèi)，實驗時改變氣體溫度，測得封閉氣柱長度l和力傳感器讀數(shù)F之間的關系如圖（b）所示（實驗中大氣壓強不變）。（1）管內(nèi)水銀柱長度為___m，為保證水銀不溢出，該溫度計能測得的最高溫度為___K；（2）若氣柱初始長度大于0.3m，該溫度計能測量的最高溫度將___（選填：“增大”，“不變”或“減小”）；（3）若實驗中大氣壓強略有升高，則用該溫度計測出的溫度將____（選填：“偏高”，“不變”或“偏低”）。

專題59氣體的等壓變化一、單選題1．（2022·北京·高考真題）如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿圖示路徑先后到達狀態(tài)b和c。下列說法正確的是（

）A．從a到b，氣體溫度保持不變 B．從a到b，氣體對外界做功C．從b到c，氣體內(nèi)能減小 D．從b到c，氣體從外界吸熱【答案】D【解析】AB．一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿題圖路徑到達狀態(tài)b過程中氣體發(fā)生等容變化，壓強減小，根據(jù)查理定律，可知氣體溫度降低，再根據(jù)熱力學第一定律U=Q＋W，由于氣體不做功，內(nèi)能減小，則氣體放熱，AB錯誤；CD．一定質量的理想氣體從狀態(tài)b沿題圖路徑到達狀態(tài)c過程中氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，根據(jù)，可知氣體溫度升高，內(nèi)能增大，再根據(jù)熱力學第一定律U=Q＋W，可知b到c過程吸熱，且吸收的熱量大于功值，C錯誤、D正確。故選D。2．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）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A、B和C三個狀態(tài)溫度和的關系，正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】由圖可知狀態(tài)A到狀態(tài)B是一個等壓過程，根據(jù)因為VB>VA，故TB>TA；而狀態(tài)B到狀態(tài)C是一個等容過程，有因為pB>pC，故TB>TC；對狀態(tài)A和C有可得TA=TC；綜上分析可知C正確，ABD錯誤；故選C。二、多選題3．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b變化到狀態(tài)c，其過程如圖上的兩條線段所示，則氣體在（）A．狀態(tài)a處的壓強大于狀態(tài)c處的壓強B．由a變化到b的過程中，氣體對外做功C．由b變化到c的過程中，氣體的壓強不變D．由a變化到b的過程中，氣體從外界吸熱E．由a變化到b的過程中，從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能【答案】ABD【解析】AC．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知即圖像的斜率為，故有故A正確，C錯誤；B．理想氣體由a變化到b的過程中，因體積增大，則氣體對外做功，故B正確；DE．理想氣體由a變化到b的過程中，溫度升高，則內(nèi)能增大，由熱力學第一定律有而，，則有可得，即氣體從外界吸熱，且從外界吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能，故D正確，E錯誤；故選ABD。4．（2017·江蘇·高考真題）一定質量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V–T圖象如圖所示．下列說法正確的有（

）A．A→B的過程中，氣體對外界做功B．A→B的過程中，氣體放出熱量C．B→C的過程中，氣體壓強不變D．A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加【答案】BC【解析】AB．由圖知A→B的過程中，溫度不變，則內(nèi)能不變，而體積減小，所以外界對氣體做功，為保持內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學定律知，在A→B的過程中，氣體放出熱量，故A錯誤；B正確；C．B→C的過程為等壓變化，氣體壓強不變，故C正確；D．A→B→C的過程中，溫度降低，氣體內(nèi)能減小，故D錯誤．故選BC．【點睛】兩個過程：A到B等溫變化，B到C等壓變化．三、解答題5．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）某飲料瓶內(nèi)密封一定質量理想氣體，時，壓強。（1）時，氣壓是多大？（2）保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強與（1）時相同時，氣體體積為原來的多少倍？

【答案】（1）；（2）0.97【解析】（1）瓶內(nèi)氣體的始末狀態(tài)的熱力學溫度分別為，溫度變化過程中體積不變，故由查理定律有解得（2）保持溫度不變，擠壓氣體，等溫變化過程，由玻意耳定律有解得6．（2023·浙江·高考真題）某探究小組設計了一個報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積、質量的活塞密封一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。開始時氣體處于溫度、活塞與容器底的距離的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達容器內(nèi)的卡口處，此時氣體達到狀態(tài)B。活塞保持不動，氣體被繼續(xù)加熱至溫度的狀態(tài)C時觸動報警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了。取大氣壓，求氣體。（1）在狀態(tài)B的溫度；（2）在狀態(tài)C的壓強；（3）由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q?！敬鸢浮浚?）330K；（2）；（3）【解析】（1）根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，封閉氣體的壓強不變，則有解得（2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，活塞緩慢上升，則解得根據(jù)題意可知，氣體由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體的體積不變，則有解得（3）根據(jù)題意可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體對外做功為由熱力學第一定律有解得7．（2022·海南·高考真題）足夠長的玻璃管水平放置，用長的水銀封閉一段長為的空氣柱，大氣壓強為，環(huán)境溫度為，將玻璃管緩慢順時針旋轉到豎直，則：①空氣柱是吸熱還是放熱②空氣柱長度變?yōu)槎嗌佗郛敋怏w溫度變?yōu)闀r，空氣柱長度又是多少？【答案】①放熱；②；③【解析】①②以封閉氣體為研究對象，氣體做等溫變化，設玻璃管橫截面積為，玻璃管水平時玻璃管豎起來后根據(jù)解得氣體體積減小，外界對氣體做功，但其溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知氣體向外放熱；③空氣柱長度為；由等壓變化得其中解得8．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）如圖，一豎直放置的汽缸由兩個粗細不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕質彈簧連接，汽缸連接處有小卡銷，活塞Ⅱ不能通過連接處?；钊?、Ⅱ的質量分別為、m，面積分別為、S，彈簧原長為l。初始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時彈簧的伸長量為，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸連接處的距離相等，兩活塞間氣體的溫度為。已知活塞外大氣壓強為，忽略活塞與缸壁間的摩擦，汽缸無漏氣，不計彈簧的體積。（重力加速度常量g）（1）求彈簧的勁度系數(shù)；（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體，求當活塞Ⅱ剛運動到汽缸連接處時，活塞間氣體的壓強和溫度?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】（1）設封閉氣體的壓強為，對兩活塞和彈簧的整體受力分析，由平衡條件有解得對活塞Ⅰ由平衡條件有解得彈簧的勁度系數(shù)為（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體使得活塞Ⅱ剛運動到汽缸連接處時，對兩活塞和彈簧的整體由平衡條件可知，氣體的壓強不變依然為即封閉氣體發(fā)生等壓過程，初末狀態(tài)的體積分別為，由氣體的壓強不變，則彈簧的彈力也不變，故有有等壓方程可知解得9．（2021·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質量理想氣體被活塞封閉在汽缸中，活塞的面積為S，與汽缸底部相距L，汽缸和活塞絕熱性能良好，氣體的壓強、溫度與外界大氣相同，分別為和。現(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一段時間后斷開，活塞緩慢向右移動距離L后停止，活塞與汽缸間的滑動摩擦為f，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個過程中氣體吸收的熱量為Q，求該過程中（1）內(nèi)能的增加量；（2）最終溫度T?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）活塞移動時受力平衡氣體對外界做功根據(jù)熱力學第一定律解得（2）活塞發(fā)生移動前，等容過程活塞向右移動了L，等壓過程且解得10．（2020·全國·統(tǒng)考高考真題）如圖，兩側粗細均勻、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h0=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T1=283K。大氣壓強p0=76cmHg。（i）現(xiàn)從右側端口緩慢注入水銀（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？【答案】（i）12.9cm；（ii）363K【解析】（i）設密封氣體初始體積為V1，壓強為p1，左、右管的截面積均為S，密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過程體積變?yōu)閂2，壓強變?yōu)閜2。由玻意耳定律有設注入水銀后水銀柱高度為h，水銀的密度為ρ，按題設條件有，，聯(lián)立以上式子并代入