2025年高考物理復(fù)習(xí)之小題狂練600題（解答題）：熱學(xué)（10題）

第1頁（共1頁）2025年高考物理復(fù)習(xí)之小題狂練600題（解答題）：熱學(xué)（10題）一．解答題（共10小題）1．（2024?龍崗區(qū)校級三模）如圖為一個簡易的環(huán)境溫度報警器，一固定在水平地面上的汽缸，導(dǎo)熱性能良好，缸內(nèi)溫度與環(huán)境溫度可以認(rèn)為相等，當(dāng)輕繩拉力剛好為零時，蜂鳴器開始報警。汽缸內(nèi)有一質(zhì)量不計、橫截面積，S＝10cm2的活塞封閉著一定質(zhì)量理想氣體，活塞上方用輕繩懸掛著質(zhì)量m＝1kg矩形重物。當(dāng)缸內(nèi)溫度為T1＝300K時，活塞與缸底相距H＝10cm，與重物相距h＝2cm。大氣壓強p0＝1.0×105Pa，重力加速度大小g＝10m/s2，不計活塞厚度及活塞與缸壁間的摩擦。（1）當(dāng)活塞剛好接觸重物時，求缸內(nèi)氣體的溫度T2；（2）報警器剛開始報警時，求環(huán)境溫度T3。2．（2024?成都模擬）如圖是一個簡易溫度計示意圖，左邊由固定的玻璃球形容器和內(nèi)徑均勻且標(biāo)有刻度的豎直玻璃管組成，右邊是上端開口的柱形玻璃容器，左右兩邊通過軟管連接，用水銀將一定質(zhì)量的空氣封閉在左邊容器中。已知球形容器的容積為530cm3，左邊玻璃管內(nèi)部的橫截面積為2cm2。當(dāng)環(huán)境溫度為0℃且左右液面平齊時，左管液面正好位于8.0cm刻度處。設(shè)大氣壓強保持不變。（1）當(dāng)環(huán)境溫度升高時，為使左右液面再次平齊，右邊柱形容器應(yīng)向上還是向下移動？（2）當(dāng)液面位于30.0cm刻度處且左右液面又一次平齊時，對應(yīng)的環(huán)境溫度是多少攝氏度？3．（2024?江蘇模擬）為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液。如圖所示，某種藥瓶的容積為5mL，瓶內(nèi)裝有3mL的藥液，瓶內(nèi)空氣壓強為9.0×104Pa，護士先把注射器內(nèi)2mL、壓強為1.0×105Pa的空氣注入藥瓶，然后抽出2mL的藥液。若瓶內(nèi)、外溫度相同且保持不變，忽略針頭體積，空氣視為理想氣體。求：（1）抽出藥液后瓶內(nèi)空氣的壓強；（2）注入的空氣與瓶中原有空氣質(zhì)量之比。4．（2024?海安市校級模擬）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷a→b、b→c、c→a三個過程回到原狀態(tài)，其p﹣V圖像如圖所示。圖線ac的反向延長線過坐標(biāo)原點O，圖線ab平行于V軸，圖線bc平行于p軸。已知a狀態(tài)的氣體溫度為T0，求：（1）氣體在狀態(tài)c的溫度Tc；（2）從a到b過程中氣體對外做的功Wab。5．（2024?博望區(qū)校級模擬）如圖，粗細(xì)均勻的L形導(dǎo)熱細(xì)玻璃管固定在豎直面內(nèi)，豎直部分AB頂端封閉，長為55cm，通過水銀柱在管內(nèi)封閉一段長為30cm的理想氣體，水平部分BC左端開口，管內(nèi)的水銀柱總長為30cm，水銀柱左側(cè)面到C端的距離為20cm，已知大氣壓強為75cmHg，環(huán)境溫度為300K。（1）若溫度緩慢升高，發(fā)現(xiàn)水銀柱左側(cè)面向左移動的距離為10cm，求此時環(huán)境溫度；（2）若保持（1）中環(huán)境溫度不變，將玻璃管C端用活塞封閉，并緩慢向右推動活塞，當(dāng)AB中水銀柱回到初始高度時，求此時豎直管內(nèi)氣體的壓強。6．（2024?浙江二模）自行車在生活中是一種普及程度很高的交通工具。自行車輪胎氣壓過低不僅費力而且又很容易損壞內(nèi)胎，輪胎氣壓過高會使輪胎的緩沖性能下降或發(fā)生爆胎，因此保持合適的輪胎氣壓對延長輪胎使用壽命和提升騎行感受至關(guān)重要。已知某款自行車輪胎容積為V＝1.8L且保持不變，在環(huán)境溫度為27℃條件下，胎內(nèi)氣體壓強為p1＝1.5×105Pa，外界大氣壓強為p0＝1.0×105Pa。（1）若該車長時間騎行在溫度較高的公路上使胎內(nèi)氣體的溫度上升到37℃，問此時車內(nèi)氣體的壓強；（2）若車胎的氣門芯會緩慢漏氣，長時間放置后胎內(nèi)壓強變?yōu)閜0＝1.0×105Pa，忽略氣體溫度與車胎容積的變化，問胎內(nèi)泄漏出的氣體質(zhì)量占原來胎內(nèi)氣體質(zhì)量的比例；（3）若自行車說明書規(guī)定的輪胎標(biāo)準(zhǔn)氣壓在室溫27℃下為p＝2.1×105Pa，為使車胎內(nèi)氣壓達(dá)標(biāo)，某同學(xué)用打氣筒給自行車打氣。設(shè)每打一次可打入壓強為p0＝1.0×105Pa溫度為27℃的空氣90cm2。請通過計算判斷打氣10次后車胎壓強是否達(dá)到說明書規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)胎壓。假設(shè)打氣過程氣體的溫度保持不變，車胎因膨脹而增大的體積可以忽略不計。7．（2024?內(nèi)江模擬）如圖，是常用的一種便攜式噴霧器的原理圖，其儲液罐總?cè)莘e為V?，F(xiàn)裝入0.8V的藥液后并蓋好注液口密封蓋，然后，通過打氣筒向罐中打氣，每次均能把120V的外界空氣打進罐中，設(shè)打氣過程中氣體的溫度沒有變化，忽略排液管中的液體體積及罐中排液管液柱產(chǎn)生的壓強，已知外界大氣壓強為p（1）不噴藥液時，要使儲液罐中的氣體壓強達(dá)到4p0，則打氣筒打氣的次數(shù)是多少？（2）打氣后打開開關(guān)就能夠連續(xù)的把罐中藥液噴完，至少需要打氣多少次？8．（2024?麥積區(qū)二模）某實驗小組受酒店煙霧報警器原理啟發(fā)，設(shè)計了如圖所示的溫度報警裝置，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積S＝5cm2、質(zhì)量m＝0.5kg的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動，整個裝置倒貼在水平天花板上，開始時房間的熱力學(xué)溫度T0＝300K，活塞與容器頂部的距離l0＝20cm，在活塞下方d＝4cm處有一壓力傳感器制成的卡口，環(huán)境溫度緩慢升高時容器內(nèi)氣體溫度也隨之升高，當(dāng)傳感器受到的壓力大于5N時，就會啟動報警裝置。已知大氣壓強恒為p0=1.0×105Pa，取重力加速度大?。?）封閉氣體開始的壓強p；（2）觸發(fā)報警裝置的熱力學(xué)溫度T。9．（2024?涪城區(qū)校級模擬）如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁光滑，橫截面積分別為S、2S，由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉，右側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連，初始時，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H，彈簧長度恰好為原長?，F(xiàn)往左側(cè)活塞上表面緩慢添加質(zhì)量為m的沙子，直至左側(cè)活塞下降12H。已知大氣壓強為p0，重力加速度大小為g，沙子的質(zhì)量（1）最終右側(cè)活塞上升的距離h；（2）彈簧的勁度系數(shù)k．10．（2024?江蘇）某科研實驗站有一個密閉容器，容器內(nèi)有溫度為300K，壓強為105Pa的氣體，容器內(nèi)有一個面積0.06平方米的觀測臺，現(xiàn)將這個容器移動到月球，容器內(nèi)的溫度變成240K，整個過程可認(rèn)為氣體的體積不變，月球表面為真空狀態(tài)。求：（1）氣體現(xiàn)在的壓強；（2）觀測臺對氣體的壓力大小。

2025年高考物理復(fù)習(xí)之小題狂練600題（解答題）：熱學(xué)（10題）參考答案與試題解析一．解答題（共10小題）1．（2024?龍崗區(qū)校級三模）如圖為一個簡易的環(huán)境溫度報警器，一固定在水平地面上的汽缸，導(dǎo)熱性能良好，缸內(nèi)溫度與環(huán)境溫度可以認(rèn)為相等，當(dāng)輕繩拉力剛好為零時，蜂鳴器開始報警。汽缸內(nèi)有一質(zhì)量不計、橫截面積，S＝10cm2的活塞封閉著一定質(zhì)量理想氣體，活塞上方用輕繩懸掛著質(zhì)量m＝1kg矩形重物。當(dāng)缸內(nèi)溫度為T1＝300K時，活塞與缸底相距H＝10cm，與重物相距h＝2cm。大氣壓強p0＝1.0×105Pa，重力加速度大小g＝10m/s2，不計活塞厚度及活塞與缸壁間的摩擦。（1）當(dāng)活塞剛好接觸重物時，求缸內(nèi)氣體的溫度T2；（2）報警器剛開始報警時，求環(huán)境溫度T3?！究键c】氣體的等壓變化與蓋﹣呂薩克定律的應(yīng)用；氣體壓強的計算．【專題】定量思想；推理法；理想氣體狀態(tài)方程專題；推理能力．【答案】（1）當(dāng)活塞剛好接觸重物時，求缸內(nèi)氣體的溫度T2為360K；（2）報警器剛開始報警時，求環(huán)境溫度T3為396K。【分析】（1）缸內(nèi)氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋一呂薩克定律列式得出缸內(nèi)氣體的溫度；（2）根據(jù)對活塞的受力分析，結(jié)合查理定律列式得出環(huán)境溫度T3?！窘獯稹拷猓海?）從開始到活塞剛接觸重物，氣體經(jīng)歷等壓變化，則：HST代入數(shù)據(jù)可得：T2＝360K（2）繩子拉力剛好為零時，對活塞受力分析，由平衡條件有：p1S＝p0S+mg活塞從接觸重物開始到報警的過程，氣體經(jīng)歷等容變化，有：P代入數(shù)據(jù)可得：T3＝396K答：（1）當(dāng)活塞剛好接觸重物時，求缸內(nèi)氣體的溫度T2為360K；（2）報警器剛開始報警時，求環(huán)境溫度T3為396K。【點評】本題考查氣體定律的綜合運用，解題關(guān)鍵是要分析好壓強p、體積V、溫度T三個參量的變化情況，明確變化過程，選擇合適的規(guī)律解決。2．（2024?成都模擬）如圖是一個簡易溫度計示意圖，左邊由固定的玻璃球形容器和內(nèi)徑均勻且標(biāo)有刻度的豎直玻璃管組成，右邊是上端開口的柱形玻璃容器，左右兩邊通過軟管連接，用水銀將一定質(zhì)量的空氣封閉在左邊容器中。已知球形容器的容積為530cm3，左邊玻璃管內(nèi)部的橫截面積為2cm2。當(dāng)環(huán)境溫度為0℃且左右液面平齊時，左管液面正好位于8.0cm刻度處。設(shè)大氣壓強保持不變。（1）當(dāng)環(huán)境溫度升高時，為使左右液面再次平齊，右邊柱形容器應(yīng)向上還是向下移動？（2）當(dāng)液面位于30.0cm刻度處且左右液面又一次平齊時，對應(yīng)的環(huán)境溫度是多少攝氏度？【考點】氣體的等壓變化與蓋﹣呂薩克定律的應(yīng)用．【專題】定量思想；推理法；理想氣體狀態(tài)方程專題；分析綜合能力．【答案】（1）當(dāng)環(huán)境溫度升高時，為使左右液面再次平齊，右邊柱形容器應(yīng)向下移動；（2）當(dāng)液面位于30.0cm刻度處且左右液面又一次平齊時，對應(yīng)的環(huán)境溫度是22攝氏度?！痉治觥浚?）由于左側(cè)受熱氣體體積變大，為了使液面平齊，所以右側(cè)要向下移動；（2）根據(jù)蓋呂薩克定律可求出溫度的大小?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)環(huán)境溫度升高時，假設(shè)右邊容器不動，則由于左側(cè)氣體體積變大，則右側(cè)管中液面將高于左側(cè)管中液面，則為使左右液面再次平齊，右邊柱形容器應(yīng)向下移動；（2）開始時左側(cè)氣體體積V1溫度T1＝273K當(dāng)液面位于30.0cm刻度處使氣體的體積V2氣體進行等壓變化，則根據(jù)蓋呂薩克定律可得V1解得T2＝295K，則t2＝22℃答：（1）當(dāng)環(huán)境溫度升高時，為使左右液面再次平齊，右邊柱形容器應(yīng)向下移動；（2）當(dāng)液面位于30.0cm刻度處且左右液面又一次平齊時，對應(yīng)的環(huán)境溫度是22攝氏度?！军c評】學(xué)生在解答本題時，應(yīng)注意對熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏度的換算，以及理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用。3．（2024?江蘇模擬）為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液。如圖所示，某種藥瓶的容積為5mL，瓶內(nèi)裝有3mL的藥液，瓶內(nèi)空氣壓強為9.0×104Pa，護士先把注射器內(nèi)2mL、壓強為1.0×105Pa的空氣注入藥瓶，然后抽出2mL的藥液。若瓶內(nèi)、外溫度相同且保持不變，忽略針頭體積，空氣視為理想氣體。求：（1）抽出藥液后瓶內(nèi)空氣的壓強；（2）注入的空氣與瓶中原有空氣質(zhì)量之比?！究键c】氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用．【專題】定量思想；控制變量法；理想氣體狀態(tài)方程專題；推理能力．【答案】（1）抽出藥液后瓶內(nèi)空氣的壓強為9.5×104Pa；（2）注入的空氣與瓶中原有空氣質(zhì)量之比為109【分析】（1）以瓶內(nèi)氣體為研究對象，可判斷出瓶內(nèi)氣體體積不變，瓶內(nèi)氣體做等容變化。由查理定律列方程可求。（2）將待注入的空氣變化為壓強等于瓶中原有空氣壓強的狀態(tài)，而后根據(jù)質(zhì)量比等于體積比可求?！窘獯稹拷猓海?）由玻意耳定律得p注V注+p原V原＝pV其中V＝（5﹣3+2）mL＝4mL解得p＝9.5×104Pa（2）注入的空氣與瓶中原有空氣質(zhì)量之比為m注解得m注答：（1）抽出藥液后瓶內(nèi)空氣的壓強為9.5×104Pa；（2）注入的空氣與瓶中原有空氣質(zhì)量之比為109【點評】本題主要考查氣體實驗定律（或理想氣體狀態(tài)方程），關(guān)鍵要選好研究對象、理清氣體各狀態(tài)下的參量，注意氣體方程兩邊質(zhì)量相等。4．（2024?海安市校級模擬）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷a→b、b→c、c→a三個過程回到原狀態(tài)，其p﹣V圖像如圖所示。圖線ac的反向延長線過坐標(biāo)原點O，圖線ab平行于V軸，圖線bc平行于p軸。已知a狀態(tài)的氣體溫度為T0，求：（1）氣體在狀態(tài)c的溫度Tc；（2）從a到b過程中氣體對外做的功Wab?！究键c】理想氣體多種狀態(tài)變化并存的圖像問題；理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程．【專題】計算題；信息給予題；定量思想；方程法；氣體的狀態(tài)參量和實驗定律專題；理解能力．【答案】（1）氣體在狀態(tài)c的溫度4T0；（2）從a到b過程中氣體對外做的功p0V0?！痉治觥浚?）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求解狀態(tài)c的溫度；（2）根據(jù)W＝p?ΔV求解氣體對外做功。【解答】解：（1）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有p解得Tc＝4T0（2）從a到b為等壓變化過程，根據(jù)W＝p?ΔV可知，氣體對外做的功為圖線與橫軸圍成的面積因此有Wab＝p0（2V0﹣V0）解得Wab＝p0V0答：（1）氣體在狀態(tài)c的溫度4T0；（2）從a到b過程中氣體對外做的功p0V0?！军c評】本題主要考查了理想氣體的狀態(tài)方程和氣體對外做功的求解，知道氣體對外做的功等于p﹣V圖像中圖線與橫軸圍成的面積。5．（2024?博望區(qū)校級模擬）如圖，粗細(xì)均勻的L形導(dǎo)熱細(xì)玻璃管固定在豎直面內(nèi)，豎直部分AB頂端封閉，長為55cm，通過水銀柱在管內(nèi)封閉一段長為30cm的理想氣體，水平部分BC左端開口，管內(nèi)的水銀柱總長為30cm，水銀柱左側(cè)面到C端的距離為20cm，已知大氣壓強為75cmHg，環(huán)境溫度為300K。（1）若溫度緩慢升高，發(fā)現(xiàn)水銀柱左側(cè)面向左移動的距離為10cm，求此時環(huán)境溫度；（2）若保持（1）中環(huán)境溫度不變，將玻璃管C端用活塞封閉，并緩慢向右推動活塞，當(dāng)AB中水銀柱回到初始高度時，求此時豎直管內(nèi)氣體的壓強?！究键c】理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程；氣體壓強的計算；氣體的等容變化與查理定律的應(yīng)用．【專題】定量思想；推理法；理想氣體狀態(tài)方程專題；推理能力．【答案】（1）此時環(huán)境溫度為480K；（2）此時豎直管內(nèi)氣體的壓強為80cmHg。【分析】（1）以封閉氣體為研究對象，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求解；（2）根據(jù)查理定律分析解答。【解答】解：（2）初始時刻氣柱A的壓強為p1＝p0﹣25cmHg＝75cmHg﹣25cmHg＝50cmHg，V1＝30S，T1＝300K水銀柱左側(cè)面向左移動的距離為10cm，此時有p2＝p0﹣15cmHg＝75cmHg﹣15cmHg＝60cmHg，V1＝40S根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有p解得T2＝480K（2）根據(jù)查理定律有p1解得p3＝80cmHg答：（1）此時環(huán)境溫度為480K；（2）此時豎直管內(nèi)氣體的壓強為80cmHg?！军c評】本題考查氣體狀態(tài)方程，關(guān)鍵是分析出初末狀態(tài)參量，判斷氣體做何種變化，然后選擇合適的氣體實驗定律列式求解。6．（2024?浙江二模）自行車在生活中是一種普及程度很高的交通工具。自行車輪胎氣壓過低不僅費力而且又很容易損壞內(nèi)胎，輪胎氣壓過高會使輪胎的緩沖性能下降或發(fā)生爆胎，因此保持合適的輪胎氣壓對延長輪胎使用壽命和提升騎行感受至關(guān)重要。已知某款自行車輪胎容積為V＝1.8L且保持不變，在環(huán)境溫度為27℃條件下，胎內(nèi)氣體壓強為p1＝1.5×105Pa，外界大氣壓強為p0＝1.0×105Pa。（1）若該車長時間騎行在溫度較高的公路上使胎內(nèi)氣體的溫度上升到37℃，問此時車內(nèi)氣體的壓強；（2）若車胎的氣門芯會緩慢漏氣，長時間放置后胎內(nèi)壓強變?yōu)閜0＝1.0×105Pa，忽略氣體溫度與車胎容積的變化，問胎內(nèi)泄漏出的氣體質(zhì)量占原來胎內(nèi)氣體質(zhì)量的比例；（3）若自行車說明書規(guī)定的輪胎標(biāo)準(zhǔn)氣壓在室溫27℃下為p＝2.1×105Pa，為使車胎內(nèi)氣壓達(dá)標(biāo)，某同學(xué)用打氣筒給自行車打氣。設(shè)每打一次可打入壓強為p0＝1.0×105Pa溫度為27℃的空氣90cm2。請通過計算判斷打氣10次后車胎壓強是否達(dá)到說明書規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)胎壓。假設(shè)打氣過程氣體的溫度保持不變，車胎因膨脹而增大的體積可以忽略不計?！究键c】氣體的等容變化與查理定律的應(yīng)用；氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用．【專題】定量思想；推理法；氣體的狀態(tài)參量和實驗定律專題；分析綜合能力．【答案】（1）時車內(nèi)氣體的壓強為1.55×105Pa；（2）胎內(nèi)泄漏出的氣體質(zhì)量占原來胎內(nèi)氣體質(zhì)量的比例為13（3）未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)氣壓，詳見解析。【分析】（1）把打入的氣體和輪胎內(nèi)的氣體作為整體，根據(jù)查理定理求得升溫后的壓強；（2）找出輪胎內(nèi)的氣體的初末狀態(tài)參量，根據(jù)玻意耳定律定理列式，求出末狀態(tài)氣體在一標(biāo)準(zhǔn)氣壓下的氣體，從而得到泄漏氣體的質(zhì)量與原質(zhì)量之比；（3）用假設(shè)法根據(jù)玻意耳定律定理求出打氣10次后胎內(nèi)的壓強是否達(dá)標(biāo)?！窘獯稹拷猓海?）氣體做等容變化，由：p變形后得：p（2）設(shè)原胎內(nèi)氣體做等溫膨脹，由玻意耳定律可列：p1V＝p0V2代入數(shù)據(jù)得到：V故泄漏質(zhì)量占比為：Δm即有三分之一的氣體泄漏。（3）設(shè)原胎內(nèi)氣體做等溫膨脹后壓強變?yōu)閜0時體積變?yōu)閂3，得：p1V＝p0V3再將胎內(nèi)氣體和打氣筒打入的氣體看作整體一起做等溫壓縮，由玻意耳定律：p0（1.5V+10ΔV）＝p'V其中每次打氣：ΔV＝90cm3聯(lián)立解得：p'＝2.0×105Pa＜p，故胎內(nèi)氣體未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)氣壓。答：（1）時車內(nèi)氣體的壓強為1.55×105Pa；（2）胎內(nèi)泄漏出的氣體質(zhì)量占原來胎內(nèi)氣體質(zhì)量的比例為13（3）未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)氣壓，詳見解析?！军c評】本題主要考查了關(guān)于輪胎中的查理定理和玻意耳定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是找出初末狀態(tài)參量，把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為恒質(zhì)量問題即可。7．（2024?內(nèi)江模擬）如圖，是常用的一種便攜式噴霧器的原理圖，其儲液罐總?cè)莘e為V?，F(xiàn)裝入0.8V的藥液后并蓋好注液口密封蓋，然后，通過打氣筒向罐中打氣，每次均能把120V的外界空氣打進罐中，設(shè)打氣過程中氣體的溫度沒有變化，忽略排液管中的液體體積及罐中排液管液柱產(chǎn)生的壓強，已知外界大氣壓強為p（1）不噴藥液時，要使儲液罐中的氣體壓強達(dá)到4p0，則打氣筒打氣的次數(shù)是多少？（2）打氣后打開開關(guān)就能夠連續(xù)的把罐中藥液噴完，至少需要打氣多少次？【考點】氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用．【專題】定量思想；推理法；氣體的狀態(tài)參量和實驗定律專題；分析綜合能力．【答案】（1）不噴藥液時，要使儲液罐中的氣體壓強達(dá)到4p0，則打氣筒打氣的次數(shù)是12次；（2）打氣后打開開關(guān)就能夠連續(xù)的把罐中藥液噴完，至少需要打氣16次?！痉治觥浚?）把打入的氣體和原有的氣體作為整體，找出初末狀態(tài)參量，根據(jù)玻意耳定律求得；（2）打開開關(guān)就能夠連續(xù)的把罐中藥液噴完，把打入的氣體和原有的氣體作為整體，找出初未狀態(tài)參量，根據(jù)玻意耳定律求得?！窘獯稹拷猓海?）設(shè)打氣次數(shù)為N，對壓強為4p0的罐中氣體，初態(tài)p1＝p0V1＝0.2V+N×1末態(tài)p2＝4p0V2＝0.2V由于等溫變化，有p1V1＝p2V2解得N＝12（次）（2）設(shè)能夠一次連續(xù)噴完藥液需要打氣次數(shù)為N′，對罐中氣體，初態(tài)p1＝p0V1＝0.2V+N'×1末態(tài)p3＝p0V3＝V由于等溫變化，有p1V1＝p3V3解得N′＝16（次）?答：（1）不噴藥液時，要使儲液罐中的氣體壓強達(dá)到4p0，則打氣筒打氣的次數(shù)是12次；（2）打氣后打開開關(guān)就能夠連續(xù)的把罐中藥液噴完，至少需要打氣16次?！军c評】本題考查了求打氣的次數(shù)、求剩余藥液的體積，本題是所謂的變質(zhì)量問題，有一定的難度本題解題的關(guān)鍵，也是本題的難點是：巧妙地選擇研究對象，把變質(zhì)量問題變?yōu)椴蛔冑|(zhì)量問題進行研究，選擇研究對象后，應(yīng)用玻意耳定律即可正確解題。8．（2024?麥積區(qū)二模）某實驗小組受酒店煙霧報警器原理啟發(fā)，設(shè)計了如圖所示的溫度報警裝置，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積S＝5cm2、質(zhì)量m＝0.5kg的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動，整個裝置倒貼在水平天花板上，開始時房間的熱力學(xué)溫度T0＝300K，活塞與容器頂部的距離l0＝20cm，在活塞下方d＝4cm處有一壓力傳感器制成的卡口，環(huán)境溫度緩慢升高時容器內(nèi)氣體溫度也隨之升高，當(dāng)傳感器受到的壓力大于5N時，就會啟動報警裝置。已知大氣壓強恒為p0=1.0×105Pa，取重力加速度大?。?）封閉氣體開始的壓強p；（2）觸發(fā)報警裝置的熱力學(xué)溫度T。【考點】理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程；氣體壓強的計算．【專題】定量思想；推理法；理想氣體狀態(tài)方程專題；分析綜合能力．【答案】（1）封閉氣體開始的壓強p為9.0×104Pa；（2）觸發(fā)報警裝置的熱力學(xué)溫度T為400K?！痉治觥浚?）根據(jù)對活塞應(yīng)用平衡方程列式求解；（2）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求解?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)平衡關(guān)系可知pS+mg＝p0S代入數(shù)據(jù)解得：p＝9.0×104Pa；（2）當(dāng)傳感器受到的壓力大于5N時，就會啟動報警裝置，即可知容器內(nèi)壓強等于外界大氣壓強對容器內(nèi)氣體根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得p代入數(shù)據(jù)解得T＝400K答：（1）封閉氣體開始的壓強p為9.0×104Pa；（2）觸發(fā)報警裝置的熱力學(xué)溫度T為400K?！军c評】解答該題的關(guān)鍵是掌握對活塞應(yīng)用平衡方程以及理想氣體狀態(tài)方程等的應(yīng)用，題目難度適中。9．（2024?涪城區(qū)校級模擬）如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁光滑，橫截面積分別為S、2S，由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉，右側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連，初始時，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H，彈簧長度恰好為原長?，F(xiàn)往左側(cè)活塞上表面緩慢添加質(zhì)量為m的沙子，直至左側(cè)活塞下降12H。已知大氣壓強為p0，重力加速度大小為g，沙子的質(zhì)量（1）最終右側(cè)活塞上升的距離h；（2）彈簧的勁度系數(shù)k．【考點】氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用；氣體壓強的計算．【專題】計算題；學(xué)科綜合題；定量思想；氣體的狀態(tài)參量和實驗定律專題；分析綜合能力．【答案】（1）最終右側(cè)活塞上升的距離h為H8；（2）彈簧的勁度系數(shù)k為16【分析】（1）初始時，兩汽缸內(nèi)封閉氣體的壓強均等于大氣壓強p0。末態(tài)時，對左側(cè)活塞受力分析，根據(jù)平衡條件求出封閉氣體的壓強，結(jié)合玻意耳定律和幾何關(guān)系求解最終右側(cè)活塞上升的距離h；（2）對右側(cè)活塞進行受力分析，結(jié)合胡克定律得出彈簧的勁度系數(shù)k。【解答】解：（1）初始時，左右兩汽缸內(nèi)封閉氣體的壓強為p1＝p0初態(tài)的體積為V1＝3SH設(shè)末態(tài)壓強為p2，對左側(cè)活塞受力分析，由平衡條件得mg+p0S＝p2S解得：p末態(tài)體積為V2，左側(cè)氣體高度為H2，右側(cè)氣體的高度為hV2=H2S+2S（根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2解得：h=（2）對右側(cè)活塞進行受力分析，由平衡條件有p02S+k?H8=p2解得：k=答：（1）最終右側(cè)活塞上升的距離h為H8（2）彈簧的勁度系數(shù)k為16p【點評】本題考查玻意耳定律與力學(xué)知識的綜合運用，關(guān)鍵要根據(jù)平衡條件求出氣體的壓強，分析好初末狀態(tài)氣體的體積。10．（2024?江蘇）某科研實驗站有一個密閉容器，容器內(nèi)有溫度為300K，壓強為105Pa的氣體，容器內(nèi)有一個面積0.06平方米的觀測臺，現(xiàn)將這個容器移動到月球，容器內(nèi)的溫度變成240K，整個過程可認(rèn)為氣體的體積不變，月球表面為真空狀態(tài)。求：（1）氣體現(xiàn)在的壓強；（2）觀測臺對氣體的壓力大小?！究键c】氣體的等容變化與查理定律的應(yīng)用；氣體壓強的計算．【專題】定量思想；推理法；氣體的狀態(tài)參量和實驗定律專題；推理能力．【答案】（1）氣體現(xiàn)在的壓強為8×104Pa；（2）觀測臺對氣體的壓力為4800N。【分析】（1）確定容器內(nèi)氣體的初末狀態(tài)參量，整個過程氣體的體積不變，根據(jù)查理定律解答。（2）根據(jù)壓強的定義求得氣體對觀測臺壓力，根據(jù)牛頓第三定律求得觀測臺對氣體的壓力?！窘獯稹拷猓海?）由題已知：容器內(nèi)氣體的初始溫度為T1＝300K，壓強為p1＝105Pa的氣體，末態(tài)溫度為T2＝240K。設(shè)末態(tài)壓強為p2。整個過程氣體的體積不變，根據(jù)查理定律得：p1解得：p2＝8×104Pa（2）氣體對觀測臺壓力為F＝p2S＝8×104×0.06N＝4800N根據(jù)牛頓第三定律可知觀測臺對氣體的壓力與氣體對觀測臺壓力等大反向，即觀測臺對氣體的壓力為4800N。答：（1）氣體現(xiàn)在的壓強為8×104Pa；（2）觀測臺對氣體的壓力為4800N?！军c評】本題考查了氣體實驗定律的應(yīng)用，基礎(chǔ)題目。先確定研究對象的初末狀態(tài)參量，再選擇相應(yīng)的氣體實驗定律解答。

考點卡片1．氣體壓強的計算【知識點的認(rèn)識】1．氣體壓強的特點（1）氣體自重產(chǎn)生的壓強一般很小，可以忽略。但大氣壓強P0卻是一個較大的數(shù)值（大氣層重力產(chǎn)生），不能忽略。（2）密閉氣體對外加壓強的傳遞遵守帕斯卡定律，即外加壓強由氣體按照原來的大小向各個方向傳遞。2．封閉氣體壓強的計算（1）理論依據(jù)①液體壓強的計算公式p＝ρgh。②液面與外界大氣相接觸。則液面下h處的壓強為p＝p0+ρgh③帕斯卡定律：加在密閉靜止液體（或氣體）上的壓強能夠大小不變地由液體（或氣體）向各個方向傳遞（注意：適用于密閉靜止的液體或氣體）④連通器原理：在連通器中，同一種液體（中間液體不間斷）的同一水平面上的壓強是相等的。（2）計算的方法步驟（液體密封氣體）①選取假想的一個液體薄片（其自重不計）為研究對象②分析液體兩側(cè)受力情況，建立力的平衡方程，消去橫截面積，得到液片兩面?zhèn)鹊膲簭娖胶夥匠挞劢夥匠蹋蟮脷怏w壓強【命題方向】有一段12cm長汞柱，在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的氣體．若管口向上將玻璃管放置在一個傾角為30°的光滑斜面上（如圖所示），在下滑過程中被封閉氣體的壓強（設(shè)大氣壓強為p0＝76cmHg）為（）A、76cmHgB、82cmHgC、88cmHgD、70cmHg分析：先以玻璃管與水銀柱整體為研究對象然后以玻璃管中的水銀柱為研究對象進行受力分析結(jié)合牛頓第二定律求出封閉氣體對水銀柱的壓力大小，然后根據(jù)壓強的公式計算壓強．解答：以玻璃管與水銀柱整體為研究對象，有：Mgsin30°＝Ma，得a=12水銀柱相對玻璃管靜止，則二者加速度相等，以水銀柱為研究對象有：mgsin30°+p0s﹣ps＝ma②將①代入②得：p＝p0＝76cmHg故選：A。點評：本題考查了封閉氣體壓強的計算，正確選取研究對象是關(guān)鍵．【解題思路點撥】計算封閉氣體的壓強的一般步驟如下：1.選定研究對象，對其進行受力分析；2.列平衡方程或牛頓第二定律；3.求解壓強。2．氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用【知識點的認(rèn)識】玻意耳定律（等溫變化）：①內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在溫度保持不變時，它的壓強和體積成反比；或者說，壓強和體積的乘積保持不變．②數(shù)學(xué)表達(dá)式：pV＝C（常量）或p1V1＝p2V2．③適用條件：a．氣體質(zhì)量不變、溫度不變；b．氣體溫度不太低（與室溫相比）、壓強不太大（與大氣壓相比）．④p﹣V圖象﹣﹣等溫線：一定質(zhì)量的某種氣體在p﹣V圖上的等溫線是雙曲線的一支，如圖A所示，從狀態(tài)M經(jīng)過等溫變化到狀態(tài)N，矩形的面積相等，在圖B中溫度T1＜T2．⑤p-1V圖象：由pV＝CT，可得p＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高，且直線的延長線過原點，如圖C所示，可知T1＜【命題方向】如圖所示，一根足夠長的粗細(xì)均勻的玻璃管豎直放置，用一段長為19cm的水銀柱封閉一段長10cm的空氣柱，已知大氣壓強為105Pa（相當(dāng)于76cmHg），氣體的溫度為27℃，玻璃管的橫截面積為2×10﹣4m2，求：（1）求初態(tài)時封閉氣體壓強；（2）若將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平位置，整個過程溫度保持不變，求封閉空氣柱的長度．分析：（1）根據(jù)液體內(nèi)部壓強的公式即可求出；（2）氣體做等溫變化，由玻意耳定律列方程求解末態(tài)氣柱長度。解答：（1）初態(tài)時封閉氣體壓強：p1＝p0+ρgh＝76cmHg+10cmHg＝95cmHg（2）初態(tài)時封閉氣體的體積：V1＝l1S末態(tài)時封閉氣體的體積：V2＝l2S氣體做等溫變化，由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2末態(tài)氣柱長度：l2＝12.5cm答：（1）初態(tài)時封閉氣體壓強為95cmHg；（2）若將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平位置，整個過程溫度保持不變，封閉空氣柱的長度為12.5cm．點評：（1）初態(tài)時封閉氣體壓強為95cmHg；（2）若將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平位置，整個過程溫度保持不變，封閉空氣柱的長度為12.5cm．【解題思路點撥】應(yīng)用玻意耳定律求解時，要明確研究對象，確認(rèn)溫度不變，根據(jù)題目的已知條件和求解的問題，分別找出初、末狀態(tài)的參量，其中正確確定壓強是解題的關(guān)鍵。3．氣體的等壓變化與蓋-呂薩克定律的應(yīng)用【知識點的認(rèn)識】1.等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變時，體積隨溫度變化的過程。2.蓋—呂薩克定律（1）文字表述：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比。（2）②表達(dá)式：V＝CT（其中C是常量），或V13.圖像表達(dá)4.適用條件：氣體的質(zhì)量一定，壓強不變且不太大（等于或小于幾個大氣壓），溫度不太低（不低于零下幾十?dāng)z氏度）。5.在攝氏溫標(biāo)下，蓋—呂薩克定律的表述一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，溫度每升高（或降低）1℃，增大（或減?。┑捏w積等于它在0℃時體積的1273數(shù)學(xué)表達(dá)式為Vt-V0t=V0273或6.推論；一定質(zhì)量的氣體，從初狀態(tài)（V、T）開始，發(fā)生等壓變化，其體積變化ΔV和溫度的變化ΔT間的關(guān)系為ΔVΔT=V【命題方向】如圖所示，汽缸A中封閉有一定質(zhì)量的氣體，活塞B與A的接觸是光滑的且不漏氣，B上放一重物C，B與C的總重力為G，大氣壓為p0．當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度是20℃時，活塞與汽缸底部距離為h1；當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度是100℃時活塞與汽缸底部的距離是多少？分析：氣缸內(nèi)的發(fā)生等壓變化，列出初末狀態(tài)的狀態(tài)參量，根據(jù)蓋﹣呂薩克定律列式求解；注意公式的T為熱力學(xué)溫度。解答：汽缸內(nèi)氣體溫度發(fā)生變化時，汽缸內(nèi)氣體的壓強保持不變，大小為p＝p0+GS，其中以汽缸內(nèi)氣體為研究對象，初狀態(tài)溫度T1＝（273+20）K，體積V1＝h1S；末狀態(tài)溫度T2＝（273+100）K＝373K。由蓋﹣呂薩克定律可得V求得V2=T2T1V1變化后活塞與汽缸底部的距離h2=V2S=373293答：當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度是100℃時活塞與汽缸底部的距離是1.3h1。點評：本題考查氣體實驗定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是列出初末狀態(tài)的狀態(tài)參量，選擇合適的實驗定律，注意溫度要化成熱力學(xué)溫度。【解題思路點撥】應(yīng)用蓋﹣呂薩克定律解題的一般步驟（1）確定研究對象，即某被封閉氣體。（2）分析氣體狀態(tài)變化過程，明確初、末狀態(tài)，確在氣體狀態(tài)變化過程中氣體的質(zhì)量和壓強保持不變。（3）分別找出初、末兩個狀態(tài)的溫度和體積。（4）根據(jù)蓋―呂薩克定律列方程求解。（5）分析所求結(jié)果是否合理。4．氣體的等容變化與查理定律的應(yīng)用【知識點的認(rèn)識】1.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時，壓強隨溫度變化的過程。2.查理定律：（1）文字表述：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學(xué)溫度T成正比。（2）表達(dá)式：p＝CT（其中C為常量）或p1（3）圖像表示：（4）適用條件：氣體質(zhì)量不變，氣體的體積不變。3.對查理定律的理解（1）查理定律是實驗定律，是由法國科學(xué)家查理通過實驗發(fā)現(xiàn)的。（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，體積不變，壓強不太大（等于或小于幾個大氣壓），溫度不太低（不低于零下幾十?dāng)z氏度）。（3）一定質(zhì)量的某種氣體在體積不變的情況下，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減小）的壓強是相同的?！久}方向】一種特殊的氣體溫度計由兩個裝有理想氣體的導(dǎo)熱容器組裝而成，測量時將兩個導(dǎo)熱容器分別放入甲、乙兩個水槽中，如圖所示，連接管內(nèi)裝有水銀，當(dāng)兩個水槽的溫度都為0℃（273K）時，沒有壓強差；當(dāng)水槽乙處于0℃而水槽甲處于50℃時，壓強差為60mmHg。導(dǎo)熱容器的體積恒定且遠(yuǎn)大于連接管的體積。求：（1）兩個水槽的溫度都為0℃（273K）時，導(dǎo)熱容器內(nèi)氣體的壓強多大；（2）當(dāng)水槽乙處于0℃而水槽甲處于未知的待測溫度（高于0℃）時，壓強差為72mmHg，此未知待測溫度是多少。分析：（1）乙容器內(nèi)的氣體做等容變化，找出初末狀態(tài)參量，根據(jù)查理定律求得壓強；（2）乙容器內(nèi)的氣體做等容變化，根據(jù)查理定律求得未知溫度。解答：（1）設(shè)0℃時，甲中氣體的壓強為p0，T0＝273K；氣體溫度為50℃即T1＝（273+50）K＝323K時，氣體的壓強p1＝p0+60mmHg氣體做等容變化，有p解得p0＝327.6mmHg（2）設(shè)未知溫度為T2，p2＝p0+72mmHg有p解得T2＝333K答：（1）兩個水槽的溫度都為0℃（273K）時，導(dǎo)熱容器內(nèi)氣體的壓強327.6mmHg；（2）當(dāng)水槽乙處于0℃而水槽甲處于未知的待測溫度（高于0℃）時，壓強差為72mmHg，此未知待測溫度是333K。點評：本題主要考查了查理定律，關(guān)是找出初末狀態(tài)參量，明確所研究的氣體即可，解題時要注意溫度單位的換算?！窘忸}思路點撥】1.查理定律及其推論由查理定律p1T1=p2.應(yīng)用查理定律解題的一般步驟（1）確定研究對象，即被封閉的氣體。（2）分析氣體狀態(tài)變化時是否符合查理定律的適用條件：質(zhì)量一定，體積不變。（3）確定初、末兩個狀態(tài)的溫度、壓強。（4）根據(jù)查理定律列式求解5．理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程【知識點的認(rèn)識】理想氣體的狀態(tài)方程（1）理想氣體①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。（2）理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：p1V1氣體實驗定律可看作一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例?！久}方向】題型一：氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用如圖，兩個側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同氣缸直立放置，氣缸底部和頂部均有細(xì)管連通，頂部的細(xì)管帶有閥門K．兩氣缸的容積均為V0，氣缸中各有一個絕熱活塞（質(zhì)量不同，厚度可忽略）。開始時K關(guān)閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體（可視為理想氣體），壓強分別為p0和p03；左活塞在氣缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為V04．現(xiàn)使氣缸底與一恒溫?zé)嵩唇佑|，平衡后左活塞升至氣缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后打開K（i）恒溫?zé)嵩吹臏囟萒；（ii）重新達(dá)到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積Vx。分析：（i）兩活塞下方封閉的氣體等壓變化，利用蓋呂薩克定律列式求解；（ii）分別以兩部分封閉氣體，利用玻意耳定律列式求解。解：（i）與恒溫?zé)嵩唇佑|后，在K未打開時，右活塞不動，兩活塞下方的氣體經(jīng)歷等壓過程，由蓋呂?薩克定律得：TT0解得T=75（ii）由初始狀態(tài)的力學(xué)平衡條件可知，左活塞的質(zhì)量比右活塞的大。打開K后，右活塞必須升至氣缸頂才能滿足力學(xué)平衡條件。氣缸頂部與外界接觸，底部與恒溫?zé)嵩唇佑|，兩部分氣體各自經(jīng)歷等溫過程，設(shè)在活塞上方氣體壓強為p，由玻意耳定律得PVx對下方氣體由玻意耳定律得：(P+P0聯(lián)立③④式得6解得VVX答：（i）恒溫?zé)嵩吹臏囟萒=7（ii）重新達(dá)到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積V點評：本題涉及兩部分氣體狀態(tài)變化問題，除了隔離研究兩部分之外，關(guān)鍵是把握它們之間的聯(lián)系，比如體積關(guān)系、溫度關(guān)系及壓強關(guān)系。題型二：理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)第一定律的綜合問題密閉在鋼瓶中的理想氣體，溫度升高時壓強增大。從分子動理論的角度分析，這是由于分子熱運動的平均動能增大了。該氣體在溫度T1、T2時的分子速率分布圖象如圖所示，則T1小于T2（選填“大于”或“小于”）。分析：溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度升高平均動能增大，體積不變時，氣體的內(nèi)能由平均動能決定。解：密閉在鋼瓶中的理想氣體體積不變，溫度升高時分子平均動能增大壓強增大。溫度升高時，速率大的分子所占比重較大T1＜T2。答案為：平均動能，小于點評：本題考查了溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度升高平均動能增大?！窘忸}方法點撥】1（對應(yīng)題型一）。運用氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程解題的一般步驟：（1）明確