2025年高考物理復(fù)習(xí)試題分類(lèi)訓(xùn)練：理想氣體狀態(tài)方程（解析卷）

專(zhuān)題60理想氣體狀態(tài)方程

一、多選題

1.（2023?山西?統(tǒng)考高考真題）如圖，一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連接的兩絕

熱活塞將汽缸分為八g、A三部分，活塞與汽缸壁間沒(méi)有摩擦。初始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，三部分中氣體的溫度、

體積、壓強(qiáng)均相等?，F(xiàn)通過(guò)電阻絲對(duì)/中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達(dá)到穩(wěn)定后（）

〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃，〃〃〃"

A.中的氣體內(nèi)能增加B.7與g中的氣體溫度相等

C.7與人中的氣體溫度相等D./與"中的氣體壓強(qiáng)相等

【答案】AD

【解析】A.當(dāng)電阻絲對(duì)/中的氣體緩慢加熱時(shí)，/中的氣體內(nèi)能增大，溫度升高，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

可知/中的氣體壓強(qiáng)增大，會(huì)緩慢推動(dòng)左邊活塞，可知的體積也被壓縮壓強(qiáng)變大，對(duì)活塞受力分析，根據(jù)

平衡條件可知，彈簧彈力變大，則彈簧被壓縮。與此同時(shí)彈簧對(duì)右邊活塞有彈力作用，緩慢向右推動(dòng)左邊

活塞。故活塞對(duì)h中的氣體做正功，且是絕熱過(guò)程，由熱力學(xué)第一定律可知，h中的氣體內(nèi)能增加，A正確；

B.未加熱前，三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，活塞受力平衡，可知彈簧處于壓

縮狀態(tài)，對(duì)左邊活塞分析

pfS=F^+pgS

則

Pf>Pg

分別對(duì)外g內(nèi)的氣體分析，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

PM_PM

7Tf

0oK）_Pg匕

『丁

由題意可知，因彈簧被壓縮，則匕>凡，聯(lián)立可得

Tff

B錯(cuò)誤；

C.在達(dá)到穩(wěn)定過(guò)程中場(chǎng)中的氣體體積變小，壓強(qiáng)變大，/中的氣體體積變大。由于穩(wěn)定時(shí)彈簧保持平衡狀

態(tài)，故穩(wěn)定時(shí)/、//中的氣體壓強(qiáng)相等，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程對(duì)場(chǎng)氣體分析可知

Po-PM

TQ~Th

聯(lián)立可得

Tf>Th

C錯(cuò)誤；

D.對(duì)彈簧、活塞及g中的氣體組成的系統(tǒng)分析，根據(jù)平衡條件可知，/與八中的氣體壓強(qiáng)相等，D正確。

故選ADo

2.（2022?天津.高考真題）采用渦輪增壓技術(shù)可提高汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)效率。將泯輪增壓簡(jiǎn)化為以下兩個(gè)過(guò)程，一

定質(zhì)量的理想氣體首先經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程被壓縮，然后經(jīng)過(guò)等壓過(guò)程回到初始溫度，則（）

A.絕熱過(guò)程中，氣體分子平均動(dòng)能增加B.絕熱過(guò)程中，外界對(duì)氣體做負(fù)功

C.等壓過(guò)程中，外界對(duì)氣體做正功D.等壓過(guò)程中，氣體內(nèi)能不變

【答案】AC

【解析】AB.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程被壓縮，可知?dú)怏w體積減小，外界對(duì)氣體做正功，根據(jù)熱

力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能增加，則氣體溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增加，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過(guò)等壓過(guò)程回到初始溫度，可知?dú)怏w溫度降低，氣體內(nèi)能減少；根據(jù)

T

可知?dú)怏w體積減小，外界對(duì)氣體做正功，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選ACo

3.（2022?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)。經(jīng)狀態(tài)6變化到狀態(tài)c,其過(guò)程如T-V圖上的兩

條線(xiàn)段所示，則氣體在（）

A.狀態(tài)。處的壓強(qiáng)大于狀態(tài)。處的壓強(qiáng)

B.由。變化到6的過(guò)程中，氣體對(duì)外做功

C.由b變化到。的過(guò)程中，氣體的壓強(qiáng)不變

D.由。變化到b的過(guò)程中，氣體從外界吸熱

E.由。變化到b的過(guò)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

T=e.v

nR

即T-V圖像的斜率為《，故有

nR

Pa=Pb>Pc

故A正確，C錯(cuò)誤；

B.理想氣體由a變化到b的過(guò)程中，因體積增大，則氣體對(duì)外做功，故B正確；

DE.理想氣體由a變化到6的過(guò)程中，溫度升高，則內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律有

AU=Q+W

而AU〉。，W<0,則有

AU=Q-\W\

可得

2>0,Q>\U

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(cuò)誤;

故選ABD?

4.（2021?全國(guó)?高考真題）如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)%幻經(jīng)熱力學(xué)過(guò)程而、be、后又回

到狀態(tài)。。對(duì)于向、be、三個(gè)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（

A.他過(guò)程中，氣體始終吸熱

B.恒過(guò)程中，氣體始終放熱

C.ca過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功

D.兒過(guò)程中，氣體的溫度先降低后升高

E.6c過(guò)程中,氣體的溫度先升高后降低

【答案】ABE

【解析】A.由理想氣體的P-V圖可知，理想氣體經(jīng)歷仍過(guò)程,體積不變，則W=0,而壓強(qiáng)增大，由pV=nRT

可知，理想氣體的溫度升高，則內(nèi)能增大，由AU=Q+W可知，氣體一直吸熱，故A正確；

BC.理想氣體經(jīng)歷ca過(guò)程為等壓壓縮，則外界對(duì)氣體做功W>0,由。丫=成7知溫度降低，即內(nèi)能減少

AU<0,由AU=Q+W可知，Q<0,即氣體放熱，故B正確，C錯(cuò)誤；

DE.由0V=成7可知，P-V圖像的坐標(biāo)圍成的面積反映溫度，6狀態(tài)和c狀態(tài)的坐標(biāo)面積相等，而中間

狀態(tài)的坐標(biāo)面積更大，故兒過(guò)程的溫度先升高后降低，故D錯(cuò)誤，E正確；

故選ABE?

5.（2017?全國(guó)?高考真題）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過(guò)等容過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b,再經(jīng)過(guò)

等溫過(guò)程be到達(dá)狀態(tài)c,最后經(jīng)等壓過(guò)程ca回到狀態(tài)a.下列說(shuō)法正確的是（）

A.在過(guò)程ab中氣體的內(nèi)能增加

B.在過(guò)程ca中外界對(duì)氣體做功

C.在過(guò)程ab中氣體對(duì)外界做功

D.在過(guò)程be中氣體從外界吸收熱量

E.在過(guò)程ca中氣體從外界吸收熱量

【答案】ABD

【解析】A.從。到6等容升壓，根據(jù)<=（?可知溫度升高，一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能決定于氣體的溫度，

溫度升高，則內(nèi)能增加，A正確；

B.在過(guò)程s中壓強(qiáng)不變，體積減小，所以外界對(duì)氣體做功，B正確；

C.在過(guò)程油中氣體體積不變，根據(jù)W=可知，氣體對(duì)外界做功為零，C錯(cuò)誤；

D.在過(guò)程6c中，屬于等溫變化，氣體膨脹對(duì)外做功，而氣體的溫度不變，則內(nèi)能不變；根據(jù)熱力學(xué)第一

定律AU=W+?？芍?，氣體從外界吸收熱量，D正確；

E.在過(guò)程ca中壓強(qiáng)不變，體積減小，所以外界對(duì)氣體做功，根據(jù)華=<^可知溫度降低，則內(nèi)能減小，根

據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w一定放出熱量，E錯(cuò)誤.

6.（2018?海南?高考真題）如圖，一定量的理想氣體，由狀態(tài)。等壓變化到狀態(tài)b,再?gòu)?等容變化到狀態(tài)c。

a、c兩狀態(tài)溫度相等.下列說(shuō)法正確的是

a—~rb

V

AC

O--------陟

A.從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過(guò)程中氣體吸熱

B.氣體在狀態(tài)。的內(nèi)能等于在狀態(tài)c的內(nèi)能

C.氣體在狀態(tài)6的溫度小于在狀態(tài)a的溫度

D.從狀態(tài)a到狀態(tài)b的過(guò)程中氣體對(duì)外做正功

【答案】BD

【解析】A.內(nèi)能是組成物體分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子間相互作用勢(shì)能的總和，由于理想氣體的不考

慮分子勢(shì)能內(nèi)能，故理想氣體的內(nèi)能等于分子平均動(dòng)能的總和，而溫度是分子平均動(dòng)能的宏觀表現(xiàn)，由理

想氣體狀態(tài)方程

pNb4匕

Tb~Tc

可知，當(dāng)pb>pc時(shí),Tb>TC,故AUcb<。，根據(jù)熱力學(xué)第一定律

AUcb=W+Q

體積V不變，故W=0,所以。<0,從狀態(tài)6到狀態(tài)C的過(guò)程中氣體放熱，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.同理，氣體在狀態(tài)a的溫度等于在狀態(tài)c的溫度，故氣體在狀態(tài)。的內(nèi)能等于在狀態(tài)c的內(nèi)能，選項(xiàng)B

正確；

C.由理想氣體狀態(tài)方程

PX._PNa

T「T.

可知當(dāng)詼時(shí)，Ta<Tb,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.從狀態(tài)a到狀態(tài)。的過(guò)程中氣體膨脹對(duì)外做正功，故D正確；

故選BD。

7.（2016?海南?高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)M可以經(jīng)歷過(guò)程1或者過(guò)程2到達(dá)狀態(tài)N,其尸丫圖象

如圖所示。在過(guò)程1中，氣體始終與外界無(wú)熱量交換；在過(guò)程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化，

對(duì)于這兩個(gè)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）

P:M

OV

A.氣體經(jīng)歷過(guò)程1,其溫度降低

B.氣體經(jīng)歷過(guò)程1,其內(nèi)能減小

C.氣體在過(guò)程2中一直對(duì)外放熱

D.氣體在過(guò)程2中一直對(duì)外做功

E.氣體經(jīng)歷過(guò)程1的內(nèi)能改變量與經(jīng)歷過(guò)程2的相同

【答案】ABE

【解析】AB.氣體經(jīng)歷過(guò)程1,壓強(qiáng)減小，體積變大，氣體膨脹對(duì)外做功，又氣體與外界無(wú)熱量交換，根據(jù)

熱力學(xué)第一定律知，其內(nèi)能減小，故溫度降低，故AB正確；

pv

CD.氣體在過(guò)程2中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程*=C,開(kāi)始時(shí)，體積不變，對(duì)外不做功，壓強(qiáng)減小，溫度

降低，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，氣體對(duì)外放熱；然后壓強(qiáng)不變，體積變大，氣體膨脹對(duì)外做功，溫度升高，

內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，氣體要吸收熱量，故CD錯(cuò)誤；

E.無(wú)論是氣體經(jīng)歷過(guò)程1還是過(guò)程2,初、末狀態(tài)相同，故內(nèi)能改變量相同，故E正確。

故選ABE.

8.（2014?廣東?高考真題）用密封性好、充滿(mǎn)氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖所示，充氣袋四周被擠壓時(shí)，

假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換，則袋內(nèi)氣體（）

A.體積減小，內(nèi)能增大

B.體積減小，壓強(qiáng)減小

C.對(duì)外界做負(fù)功，內(nèi)能增大

D.對(duì)外界做正功，壓強(qiáng)減小

【答案】AC

【解析】試題分析：充氣袋四周被擠壓時(shí)，外界對(duì)氣體做功，無(wú)熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析內(nèi)能的

變化.

充氣袋四周被擠壓時(shí)，體積減小，外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得知?dú)怏w的內(nèi)能增大，故A正確；

氣體的內(nèi)能增大，溫度升高，根據(jù)氣體方程9=

C,氣體的壓強(qiáng)必定增大，故B錯(cuò)誤；氣體的體積減小,

氣體對(duì)外界做負(fù)功，內(nèi)能增大，故C正確D錯(cuò)誤.

9.（2014?全國(guó)?高考真題）對(duì)于一定量的稀薄氣體，下列說(shuō)法正確的是（）

A.壓強(qiáng)變大時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)必然變得劇烈

B.保持壓強(qiáng)不變時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得劇烈

C.壓強(qiáng)變大時(shí)，分子間的平均距離必然變小

D.壓強(qiáng)變小時(shí)，分子間的平均距離可能變小

【答案】BD

【解析】分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度由溫度決定，溫度越高，分子分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子間的平均距離由體

積決定，體積越大，分子間的平均距離越大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，對(duì)于一定量的稀薄氣

體：

A.當(dāng)壓強(qiáng)變大時(shí)，若體積減小，溫度可能降低或不變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.若溫度升高，則體積可能變大或不變，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

C.當(dāng)保持壓強(qiáng)不變時(shí)，若體積增大，則溫度升高，故選項(xiàng)B正確；

D.當(dāng)壓強(qiáng)變小時(shí)，若溫度不變，則體積增大，故選項(xiàng)D正確.

二、單選題

10.（2022?重慶?高考真題）2022年5月15日，我國(guó)自主研發(fā)的“極目一號(hào)”111型浮空艇創(chuàng)造了海拔9032米

的大氣科學(xué)觀測(cè)世界紀(jì)錄。若在浮空艇某段上升過(guò)程中，艇內(nèi)氣體溫度降低，體積和質(zhì)量視為不變，則艇

內(nèi)氣體（）（視為理想氣體）

A.吸收熱量B.壓強(qiáng)增大C.內(nèi)能減小D.對(duì)外做負(fù)功

【答案】C

【解析】由于浮空艇上升過(guò)程中體積和質(zhì)量均不變，則艇內(nèi)氣體不做功；根據(jù)

pVr

T

可知溫度降低，則艇內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，氣體內(nèi)能減??；又根據(jù)

AU=W+Q

可知?dú)怏w放出熱量。

故選Co

11.（2022?江蘇?高考真題）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)歷6和a-c兩個(gè)過(guò)程，其中aj6為

等溫過(guò)程，狀態(tài)氏c的體積相同，則（）

等溫線(xiàn)16

o'-------

A.狀態(tài)。的內(nèi)能大于狀態(tài)6B.狀態(tài)。的溫度高于狀態(tài)c

C.c過(guò)程中氣體吸收熱量D.c過(guò)程中外界對(duì)氣體做正功

【答案】C

【解析】A.由于的過(guò)程為等溫過(guò)程，即狀態(tài)。和狀態(tài)b溫度相同，分子平均動(dòng)能相同，對(duì)于理想氣體

狀態(tài)。的內(nèi)能等于狀態(tài)6的內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；

B.由于狀態(tài)b和狀態(tài)c體積相同，且2,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

PM%匕

Tb~Tc

可知又因?yàn)楣剩ǎ迹?故B錯(cuò)誤；

CD.因?yàn)閍rc過(guò)程氣體體積增大，氣體對(duì)外界做正功；而氣體溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)

AU=W+Q

可知?dú)怏w吸收熱量；故C正確，D錯(cuò)誤；

故選C?

12.（2022?江蘇?高考真題）自主學(xué)習(xí)活動(dòng)中，同學(xué)們對(duì)密閉容器中的氫氣性質(zhì)進(jìn)行討論，下列說(shuō)法中正確

的是（）

A.體積增大時(shí)，氫氣分子的密集程度保持不變

B.壓強(qiáng)增大是因?yàn)闅錃夥肿又g斥力增大

C.因?yàn)闅錃夥肿雍苄?，所以氫氣在任何情況下均可看成理想氣體

D.溫度變化時(shí)，氫氣分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會(huì)變化

【答案】D

【解析】A.密閉容器中的氫氣質(zhì)量不變，分子個(gè)數(shù)不變，根據(jù)

可知當(dāng)體積增大時(shí)，單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)變少，分子的密集程度變小，故A錯(cuò)誤；

B.氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對(duì)容器壁的持續(xù)的、無(wú)規(guī)則撞擊產(chǎn)生的；壓強(qiáng)增大并不是因?yàn)榉肿?/p>

間斥力增大，故B錯(cuò)誤；

C.普通氣體在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的情況下才能看作理想氣體，故C錯(cuò)誤；

D.溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，大量氣體分子的速率呈現(xiàn)“中間多，兩邊少”的規(guī)律，溫度變化時(shí)，大

量分子的平均速率會(huì)變化，即分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會(huì)變化，故D正確。

故選D。

13.（2022?遼寧?高考真題）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)。變化到狀態(tài)b,其體積V和熱力學(xué)溫度T變化圖像

如圖所示，此過(guò)程中該系統(tǒng)（）

A.對(duì)外界做正功B.壓強(qiáng)保持不變C.向外界放熱D.內(nèi)能減少

【答案】A

【解析】A.理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)6,體積增大，理想氣體對(duì)外界做正功，A正確；

B.由題圖可知

V=Vo+kT

根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程有

T

聯(lián)立有

C

p=-"r

T

可看出T增大，p增大,B錯(cuò)誤；

D.理想氣體從狀態(tài)。變化到狀態(tài)6,溫度升高，內(nèi)能增大，D錯(cuò)誤；

C.理想氣體從狀態(tài)。變化到狀態(tài)6,由選項(xiàng)AD可知，理想氣體對(duì)外界做正功且內(nèi)能增大，則根據(jù)熱力學(xué)

第一定律可知?dú)怏w向外界吸收熱量，C錯(cuò)誤。

故選A?

14.（2022.湖北.統(tǒng)考高考真題）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)c,其過(guò)程如p—V圖中a—c直線(xiàn)段

所示，狀態(tài)b對(duì)應(yīng)該線(xiàn)段的中點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）

0匕243%%/

A.a-b是等溫過(guò)程

B.a—b過(guò)程中氣體吸熱

C.a-c過(guò)程中狀態(tài)b的溫度最低

D.a-c過(guò)程中外界對(duì)氣體做正功

【答案】B

【解析】AB.根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程

可知a-b氣體溫度升高，內(nèi)能增加，且體積增大氣體對(duì)外界做功，則W<0,由熱力學(xué)第一定律

AU=W+。

可知a—b過(guò)程中氣體吸熱，A錯(cuò)誤、B正確;

C.根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程

可知，p—V圖像的坐標(biāo)值的乘積反映溫度，a狀態(tài)和c狀態(tài)的坐標(biāo)值的乘積相等，而中間狀態(tài)的坐標(biāo)值乘

積更大，a-c過(guò)程的溫度先升高后降低，且狀態(tài)b的溫度最高，C錯(cuò)誤；

D.a—c過(guò)程氣體體積增大，外界對(duì)氣體做負(fù)功，D錯(cuò)誤。

故選B。

15.（2014?福建?高考真題）圖為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)〃與體積V的關(guān)系圖象，它由狀態(tài)A經(jīng)等容過(guò)程

到狀態(tài)2,再經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)C.設(shè)4B、C狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度分別為T(mén)A、TB、TC,則下列關(guān)系式中正確的

是（）

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

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

【答案】C

【解析】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程(=人可得：從A到8,因體積不變，壓強(qiáng)減小，所以溫度降低，即窗》

TB；從2到C,壓強(qiáng)不變，體積增大，故溫度升高，即7B<TC,故ABD錯(cuò)誤，C正確。

三、解答題

16.(2023?浙江?統(tǒng)考高考真題)如圖所示，導(dǎo)熱良好的固定直立圓筒內(nèi)用面積S=100cm2,質(zhì)量〃?=lkg的

活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無(wú)摩擦滑動(dòng)。圓筒與溫度300K的熱源接觸，平衡時(shí)圓筒內(nèi)氣體處于

狀態(tài)4其體積匕=600cm3。緩慢推動(dòng)活塞使氣體達(dá)到狀態(tài)8,此時(shí)體積匕=500cm3。固定活塞，升高熱

源溫度，氣體達(dá)到狀態(tài)C,此時(shí)壓強(qiáng)°。=L4x105Pa。已知從狀態(tài)A到狀態(tài)C,氣體從外界吸收熱量Q=15J；

從狀態(tài)B到狀態(tài)C,氣體內(nèi)能增加AU=25J；大氣壓％=L01x1()5pa。

熱源

(1)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)3,其分子平均動(dòng)能(選填“增大”、“減小”或“不變”)，圓筒內(nèi)壁單位面

積受到的壓力(選填“增大”、“減小”或“不變”

(2)求氣體在狀態(tài)C的溫度左；

(3)求氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)8過(guò)程中外界對(duì)系統(tǒng)做的功W。

【答案】(1)不變；增大；(2)350K；(3)10J

【解析】(1)圓筒導(dǎo)熱良好，則氣體從狀態(tài)4緩慢推動(dòng)活塞到狀態(tài)8,氣體溫度不變，則氣體分子平均動(dòng)

能不變；氣體體積減小，則壓強(qiáng)變大，圓筒內(nèi)壁單位面積受到的壓力增大；

(2)狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)

PA=。0-等=L0xl()5pa

溫度TA=300K；體積VA=600cm3；

C態(tài)壓強(qiáng)Pc=L4xl()5pa.體積y^500cm3；

根據(jù)

P^A_PCVC

TATC

解得

Tc=350K

(3)從B到C氣體進(jìn)行等容變化，則WBC=O,因從B到C氣體內(nèi)能增加25J可知，氣體從外界吸熱25J,

而氣體從A到C從外界吸熱15J,可知?dú)怏w從A到2氣體放熱10J,從A到2氣體內(nèi)能不變，可知從A到2

外界對(duì)氣體做功lOJo

17.(2023?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題)一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)大氣壓，溫度為17℃,密度為1.46kg/m3。

(i)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27℃時(shí)艙內(nèi)氣體的密度；

(ii)保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個(gè)大氣壓，求艙內(nèi)氣體的密度。

【答案】(i)1.41kg/m3；(ii)1.18kg/m3

【解析】(i)由攝氏度和開(kāi)爾文溫度的關(guān)系可得

心=273+17K=290K,4=273+27K=300K

理想氣體狀態(tài)方程pV=應(yīng)?7可知

PnR=pV----

T

其中“為封閉氣體的物質(zhì)的量，即理想氣體的■正比于氣體的質(zhì)量，則

叫.V

A=V=

Pi叫py_

VT2

其中〃=P2=1.2po,pl=1.46kg/m3,代入數(shù)據(jù)解得

P2=1.41kg/m3

(ii)由題意得乃=273+27K=300K同理可得

m2PN

PlJVT2

a啊一口.

vT3

解得

ps=1.18kg/m3

18.(2022?重慶?高考真題)某同學(xué)探究一封閉汽缸內(nèi)理想氣體的狀態(tài)變化特性，得到壓強(qiáng)p隨溫度f(wàn)的變化

如圖所示。已知圖線(xiàn)I描述的是體積為匕的等容過(guò)程，當(dāng)溫度為％時(shí)氣體的壓強(qiáng)為Pi；圖線(xiàn)H描述的是壓

強(qiáng)為。2的等壓過(guò)程。取0℃為273K,求

①等容過(guò)程中，溫度為0℃時(shí)氣體的壓強(qiáng);

②等壓過(guò)程中，溫度為0℃時(shí)氣體的體積。

273Pl273PM

【答案】①為=77^；②匕T7

02(%+273)

【解析】①在等容過(guò)程中，設(shè)0℃時(shí)氣體壓強(qiáng)為P。；根據(jù)查理定律有

PiPo

4+273—273

解得

_273Pl

PL%+273

②當(dāng)壓強(qiáng)為力,溫度為0℃時(shí)，設(shè)此時(shí)體積為上，則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

PMP2一

1+273—273

解得

y_273PM

20&+273)

19.(2022?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題)如圖，容積均為《、缸壁可導(dǎo)熱的A、8兩汽缸放置在壓強(qiáng)為必、溫度為"

的環(huán)境中；兩汽缸的底部通過(guò)細(xì)管連通，A汽缸的頂部通過(guò)開(kāi)口C與外界相通：汽缸內(nèi)的兩活塞將缸內(nèi)氣

11

體分成I、n、III、w四部分，其中第n、III部分的體積分別為3%和了匕、環(huán)境壓強(qiáng)保持不變，不計(jì)活塞

o4

的質(zhì)量和體積，忽略摩擦。

(1)將環(huán)境溫度緩慢升高，求B汽缸中的活塞剛到達(dá)汽缸底部時(shí)的溫度;

(2)將環(huán)境溫度緩慢改變至2心，然后用氣泵從開(kāi)口C向汽缸內(nèi)緩慢注入氣體，求A汽缸中的活塞到達(dá)汽

缸底部后，2汽缸內(nèi)第IV部分氣體的壓強(qiáng)。

40

【答案】(1)7=尹⑵P=/

【解析】(1)因兩活塞的質(zhì)量不計(jì)，則當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，W內(nèi)的氣體壓強(qiáng)總等于大氣壓強(qiáng)，則該氣體進(jìn)

行等壓變化，則當(dāng)2中的活塞剛到達(dá)汽缸底部時(shí)，由蓋呂薩克定律可得

解得

4

(2)設(shè)當(dāng)A中的活塞到達(dá)汽缸底部時(shí)III中氣體的壓強(qiáng)為p,則此時(shí)IV內(nèi)的氣體壓強(qiáng)也等于p,設(shè)此時(shí)IV內(nèi)

的氣體的體積為匕則n、ill兩部分氣體被壓縮的體積為心匕則對(duì)氣體iv

對(duì)II、III兩部分氣體

聯(lián)立解得

丫=2%

30

9

20.(2021?湖北?統(tǒng)考高考真題)質(zhì)量為機(jī)的薄壁導(dǎo)熱柱形汽缸，內(nèi)壁光滑，用橫截面積為S的活塞封閉一

定量的理想氣體。在下述所有過(guò)程中，汽缸不漏氣且與活塞不脫離。當(dāng)汽缸如圖(a)豎直倒立靜置時(shí)。缸內(nèi)

氣體體積為％,。溫度為。。已知重力加速度大小為g,大氣壓強(qiáng)為po。

(1)將汽缸如圖(b)豎直懸掛，缸內(nèi)氣體溫度仍為刀，求此時(shí)缸內(nèi)氣體體積上；

(2)如圖(c)所示，將汽缸水平放置，穩(wěn)定后對(duì)汽缸緩慢加熱，當(dāng)缸內(nèi)氣體體積為人時(shí)，求此時(shí)缸內(nèi)氣體的溫

度。

P°s+mgPoSV^

【答案】⑴(2)(p°S+mg)乂

Po^-mg

【解析】(1)圖(a)狀態(tài)下，對(duì)汽缸受力分析，如圖1所示，則封閉氣體的壓強(qiáng)為

mg

Pi=Po+—

id

當(dāng)汽缸按圖(b)方式懸掛時(shí)，對(duì)汽缸受力分析，如圖2所示，則封閉氣體的壓強(qiáng)為

mg

P1=Po---

kJ

對(duì)封比

PM=P遹

解得

匕二金為

P0S-mg

"P[S

"P°S"P2s

"mg"mg

圖1圖2

(2)當(dāng)汽缸按圖(c)的方式水平放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為

P3=P0

由理想氣體狀態(tài)方程得

十一〈

解得

TPoSV^

3(Pos+

21.(2021?遼寧?統(tǒng)考高考真題)如圖(a)所示，“系留氣球”是一種用纜繩固定于地面、高度可控的氫氣球，

作為一種長(zhǎng)期留空平臺(tái)，具有廣泛用途。圖(b)為某一“系留氣球”的簡(jiǎn)化模型圖；主、副氣囊通過(guò)無(wú)漏氣、

無(wú)摩擦的活塞分隔，主氣囊內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的氯氣(可視為理想氣體)，副氣囊與大氣連通。輕彈簧右端

固定、左端與活塞連接。當(dāng)氣球在地面達(dá)到平衡時(shí)，活塞與左擋板剛好接觸，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。在氣球

升空過(guò)程中，大氣壓強(qiáng)逐漸減小，彈簧被緩慢壓縮。當(dāng)氣球上升至目標(biāo)高度時(shí)，活塞與右擋板剛好接觸，

氨氣體積變?yōu)榈孛鏁r(shí)的1.5倍，此時(shí)活塞兩側(cè)氣體壓強(qiáng)差為地面大氣壓強(qiáng)的!。已知地面大氣壓強(qiáng)

po=l.OxlO5pa、溫度T°=300K,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，活塞厚度忽略不計(jì)。

(1)設(shè)氣球升空過(guò)程中氮?dú)鉁囟炔蛔?，求目?biāo)高度處的大氣壓強(qiáng)P；

(2)氣球在目標(biāo)高度處駐留期間，設(shè)該處大氣壓強(qiáng)不變。氣球內(nèi)外溫度達(dá)到平衡時(shí)，彈簧壓縮量為左、右

4

擋板間距離的不。求氣球駐留處的大氣溫度兀

主氣囊

【答案】(l)5.0xl04pa；(2)266K

【解析】(1)汽囊中的溫度不變，則發(fā)生的是等溫變化，設(shè)氣囊內(nèi)的氣體在目標(biāo)位置的壓強(qiáng)為四，由玻意

耳定律

。0%=R15匕

解得

2

A=]Po

由目標(biāo)處的內(nèi)外壓強(qiáng)差可得

1

Pi-P=~P

O0

解得

〃=g〃o=5.Oxl()4pa

44

(2)有胡克定律下=質(zhì)可知彈簧的壓縮量變?yōu)樵瓉?lái)的二，則活塞受到彈簧的壓力也變?yōu)樵瓉?lái)的二，即

142

Px=-PoX-=—Po

ojID

設(shè)此時(shí)氣囊內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P2,對(duì)活塞壓強(qiáng)平衡可得

19

P2=Px+P=/P。

由理想氣體狀態(tài)方程可得

丁.〒

其中

47

匕=%+0.5匕*^^匕

解得

133

T=-7^=266K

22.(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(shí)，壓強(qiáng)為3.0xl()3pa。

(1)當(dāng)夾層中空氣的溫度升至37℃,求此時(shí)夾層中空氣的壓強(qiáng)；

（2）當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值，設(shè)環(huán)境

溫度為27℃,大氣壓強(qiáng)為1.0xl（）5pa。

07

3

【答案】（1）/72=3.1xlOPa;（2）y

【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

4T,

代入數(shù)據(jù)解得

p-,=3.1xlO3Pa

（2）當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂縫后，靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間，則夾層壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)相等，設(shè)夾層體積為匕以靜置

后的所有氣體為研究對(duì)象有

p（y=PM

解得

匕=野

13

則增加空氣的體積為

97

AV=V；-V=yV

所以增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量之比為

NmAV_97

嬴一丁一三

23.（2020.山東?統(tǒng)考高考真題）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(jìn)而治療某些疾病。常見(jiàn)拔罐有兩種，如圖所示，左側(cè)為火罐，下端開(kāi)口；右側(cè)為抽氣拔罐，下端開(kāi)口，

上端留有抽氣閥門(mén)。使用火罐時(shí)，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(guò)抽氣降低罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)。

某次使用火罐時(shí)，罐內(nèi)氣體初始?jí)簭?qiáng)與外部大氣壓相同，溫度為450K,最終降到300K,因皮膚凸起，內(nèi)

部氣體體積變?yōu)楣奕莘e的王。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（，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(guò)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。

一抽氣閥門(mén)

火罐抽氣拔罐

【答案】一=-

m3

【解析】設(shè)火罐內(nèi)氣體初始狀態(tài)參量分別為.、T1、Vi,溫度降低后狀態(tài)參量分別為P2、72、V2,罐的容積

為Vo）由題意知

20

p尸po、T/=450K、Vi=V2.72=300K>匕=天％①

由理想氣體狀態(tài)方程得

20..

PoK）_Pz'21V°②

代入數(shù)據(jù)得

P2=O.7po③

對(duì)于抽氣罐，設(shè)初態(tài)氣體狀態(tài)參量分別為內(nèi)、%,末態(tài)氣體狀態(tài)參量分別為小、山，罐的容積為％由題

意知

P3=P0、%=%'、P4=P2@

由玻意耳定律得

P0%'=P2%⑤

聯(lián)立②⑤式，代入數(shù)據(jù)得

，

V4=yV0@

設(shè)抽出的氣體的體積為AV,由題意知

3=帝，⑦

故應(yīng)抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前罐內(nèi)氣體質(zhì)量的比值為

AmAV

—P⑧

m%

聯(lián)立②⑤⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得

Am1人

——=T?

m3

24.（2014.上海?統(tǒng)考高考真題）如圖，一端封閉、粗細(xì)均勻的U形玻璃管開(kāi)口向上豎直放置，管內(nèi)用水銀

將一段氣體封閉在管中.當(dāng)溫度為280K時(shí)，被封閉的氣柱長(zhǎng)L=22cm,兩邊水銀柱高度差h=16cm,大氣壓

強(qiáng)p：=76cmHg.

(1)為使左端水銀面下降3cm,封閉氣體溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/p>

(2)封閉氣體的溫度重新回到280K后，為使封閉氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?0cm,需向開(kāi)口端注入的水銀柱長(zhǎng)度為多

少？

【答案】(1)T2=350k(2)10c機(jī)

【解析】試題分析：(1)設(shè)玻璃管的橫截面積為S,封閉氣體壓強(qiáng)為《，初始根據(jù)水銀液面受力平衡可分析

得4+16cmHg=