2020版高考物理大二轮培优通用版专题强化练：(十九) 气体实验定律、理想气体状态方程 Word版含解析

2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练专题29有关理想气体实验定律的平衡和动力学模型特训目标特训内容目标1高考真题（1T—4T ）目标2有关理想气体实验定律的平衡模型（5T —8T ）目标3有关理想气体实验定律的动力学模型（9T —12T ）【特训典例】一、高考真题1．如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。

一个容积09.9V L =的导热汽缸下接一圆管，用质量190g m =、横截面积210cm =S 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。

活塞下端用轻质细绳悬挂一质量210g m =的U 形金属丝，活塞刚好处于A 位置。

将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B 。

已知A 、B 间距离10cm h =，外界大气压强50 1.0110Pa p =⨯，重力加速度取210m/s ，环境温度保持不变，求：（1）活塞处于A 位置时，汽缸中的气体压强1p ；（2）活塞处于B 位置时，液体对金属丝拉力F 的大小。

2．小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。

导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量1600g m =、截面积220cm S =的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。

一轻质直杆中心置于固定支点A 上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量21200g m =的铁块，并将铁块放置到电子天平上。

当电子天平示数为600.0g 时，测得环境温度1300K T =。

设外界大气压强50 1.010Pa p =⨯，重力加速度210m/s g =。

（1）当电子天平示数为400.0g 时，环境温度2T 为多少？（2）该装置可测量的最高环境温度max T 为多少？3．如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。

高考物理《气体实验定律和理想气体状态方程》真题练习含答案1．[2024·新课标卷](多选)如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量)，2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程．上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程．下列说法正确的是() A．1→2过程中，气体内能增加B．2→3过程中，气体向外放热C．3→4过程中，气体内能不变D．4→1过程中，气体向外放热答案：AD解析：1→2为绝热过程，Q＝0，气体体积减小，外界对气体做功，W>0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知ΔU>0，气体内能增加，A正确；2→3为等压膨胀过程，W<0，由盖­吕萨克定律可知气体温度升高，内能增加，即ΔU>0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q>0，气体从外界吸热，B错误；3→4过程为绝热过程，Q＝0，气体体积增大，W<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知ΔU<0，气体内能减小，C错误；4→1过程中，气体做等容变化，W＝0，又压强减小，则由查理定律可知气体温度降低，内能减少，即ΔU<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q<0，气体对外放热，D正确．2．[2023·辽宁卷]“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量．“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p­T图像如图所示．该过程对应的p­V图像可能是()答案：B解析：根据pVT ＝C可得p ＝CVT从a 到b ，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b 到c ，气体压强减小，温度降低，因c 点与原点连线的斜率小于b 点与原点连线的斜率，c 点的体积大于b 点体积．故选B .3．如图所示，一长度L ＝30 cm 气缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S ＝50 cm 2.活塞与水平平台上的物块A 用水平轻杆连接，A 的质量为m ＝20 kg ，物块与平台间的动摩擦因数μ＝0.75.开始时活塞距缸底L 1＝10 cm ，缸内气体压强等于外界大气压强p 0＝1×105 Pa ，温度t 1＝27 ℃.现对气缸内的气体缓慢加热，g ＝10 m /s 2，则( )A ．物块A 开始移动时，气缸内的温度为35.1 ℃B ．物块A 开始移动时，气缸内的温度为390 ℃C ．活塞从图示位置到达气缸口的过程中气体对外做功30 JD ．活塞从图示位置到达气缸口的过程中气体对外做功130 J 答案：D解析：初态气体p 1＝p 0＝1×105 Pa ，温度T 1＝300 K ，物块A 开始移动时，p 2＝p 0＋μmgS＝1.3×105 Pa ，根据查理定律可知p 1T 1 ＝p 2T 2 ，解得T 2＝390 K ＝117 ℃，A 、B 两项错误；活塞从图示位置到达气缸口的过程中气体对外做功W ＝p 2S(L －L 1)＝130 J ，C 项错误，D 项正确．4．如图是由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车减震装置，该装置的质量、活塞柱与汽缸摩擦均可忽略不计，汽缸导热性和气密性良好．该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长状态，汽缸内的气体可视为理想气体，压强为1.0×105 Pa ，封闭气体和活塞柱长度均为0.20 m ．活塞柱横截面积为1.0×10－2 m 2；该装置竖直安装到汽车上后，其承载的力为3.0×103 N 时，弹簧的压缩量为0.10 m ．大气压强恒为1.0×105 Pa ，环境温度不变．则该装置中弹簧的劲度系数为( )A ．2×104 N /mB ．4×104 N /mC ．6×104 N /mD ．8×104 N /m 答案：A解析：设大气压为p 0，活塞柱横截面积为S ；设装置未安装在汽车上之前，汽缸内气体压强为p 1，气体长度为l ，汽缸内气体体积为V 1；装置竖直安装在汽车上后，平衡时弹簧压缩量为x ，汽缸内气体压强为p 2，汽缸内气体体积为V 2，则依题意有p 1＝p 0，V 1＝lS ，V 2＝(l －x)S ，对封闭气体，安装前、后等温变化，有p 1V 1＝p 2V 2，设弹簧劲度系数为k ，对上支座进行受力分析，设汽车对汽缸上支座的压力为F ，由平衡条件p 2S ＋kx ＝p 0S ＋F ，联立并代入相应的数据，解得k ＝2.0×104 N /m ，A 正确，B 、C 、D 错误．5．如图所示为一定质量的理想气体等温变化p ­V 图线，A 、C 是双曲线上的两点，E 1和E 2则分别为A 、C 两点对应的气体内能，△OAB 和△OCD 的面积分别为S 1和S 2，则( )A ．S 1<S 2B ．S 1＝S 2C ．E 1>E 2D ．E 1<E 2 答案：B解析：由于图为理想气体等温变化曲线，由玻意耳定律可得p A V A ＝p C V C ，而S 1＝12p A V A ，S 2＝12 p C V C ，S 1＝S 2，A 项错误，B 项正确；由于图为理想气体等温变化曲线，T A ＝T C ，则气体内能E 1＝E 2，C 、D 两项错误．6．[2024·云南大理期中考试]如图所示，在温度为17 ℃的环境下，一根竖直的轻质弹簧支撑着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空且静止，此时倒立汽缸的顶部离地面的高度为h ＝49 cm ，已知弹簧原长l ＝50 cm ，劲度系数k ＝100 N/m ，汽缸的质量M ＝2 kg ，活塞的质量m ＝1 kg ，活塞的横截面积S ＝20 cm 2，若大气压强p 0＝1×105 Pa ，且不随温度变化．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同．(弹簧始终在弹性限度内，且不计汽缸壁及活塞的厚度)(1)求弹簧的压缩量；(2)若环境温度缓慢上升到37 ℃，求此时倒立汽缸的顶部离地面的高度． 答案：(1)0.3 m (2)51 cm解析：(1)对汽缸和活塞整体受力分析有 (M ＋m )g ＝k Δx解得Δx ＝（M ＋m ）gk＝0.3 m(2)由于气缸与活塞整体受力平衡，则根据上述可知，活塞离地面的高度不发生变化，升温前汽缸顶部离地面为h ＝49 cm活塞离地面50 cm －30 cm ＝20 cm故初始时，内部气体的高度为l ＝49 cm －20 cm ＝29 cm 升温过程为等压变化V 1＝lS ，T 1＝290 K ，V 2＝l ′S ，T 2＝310 K 根据V 1T 1 ＝V 2T 2解得l ′＝31 cm故此时倒立汽缸的顶部离地面的高度h ′＝h ＋l ′－l ＝51 cm7．[2024·河北省邢台市期末考试]如图所示，上端开口的内壁光滑圆柱形汽缸固定在倾角为30°的斜面上，一上端固定的轻弹簧与横截面积为40 cm 2的活塞相连接，汽缸内封闭有一定质量的理想气体．在汽缸内距缸底70 cm 处有卡环，活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在卡环上，且弹簧处于原长，缸内气体的压强等于大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，温度为300 K ．现对汽缸内的气体缓慢加热，当温度增加60 K 时，活塞恰好离开卡环，当温度增加到480 K 时，活塞移动了10 cm.重力加速度取g ＝10 m/s 2，求：(1)活塞的质量； (2)弹簧的劲度系数k .答案：(1)16 kg (2)800 N/m解析：(1)根据题意可知，气体温度从300 K 增加到360 K 的过程中，经历等容变化，由查理定律得p 0T 0 ＝p 1T 1解得p 1＝1.2×105 Pa此时，活塞恰好离开卡环，可得p 1＝p 0＋mg sin θS解得m ＝16 kg(2)气体温度从360 K 增加到480 K 的过程中，由理想气体状态方程有 p 1V 1T 1 ＝p 2V 2T 2解得p 2＝1.4×105 Pa对活塞进行受力分析可得p 0S ＋mg sin θ＋k Δx ＝p 2S 解得k ＝800 N/m8．[2024·湖南省湘东九校联考]如图所示，活塞将左侧导热汽缸分成容积均为V 的A 、B 两部分，汽缸A 部分通过带有阀门的细管与容积为V4 、导热性良好的汽缸C 相连．开始时阀门关闭，A 、B 两部分气体的压强分别为p 0和1.5p 0.现将阀门打开，当活塞稳定时，B 的体积变为V2 ，然后再将阀门关闭．已知A 、B 、C 内为同种理想气体，细管及活塞的体积均可忽略，外界温度保持不变，活塞与汽缸之间的摩擦力不计．求：(1)阀门打开后活塞稳定时，A部分气体的压强p A；(2)活塞稳定后，C中剩余气体的质量M2与最初C中气体质量M0之比．答案：(1)2.5p0(2)527解析：(1)初始时对活塞有p0S＋mg＝1.5p0S得到mg＝0.5p0S打开阀门后，活塞稳定时，对B气体有1.5p0·V＝p B·V2对活塞有p A S＋mg＝p B S所以得到p A＝2.5p0(2)设未打开阀门前，C气体的压强为pC0，对A、C两气体整体有p0·V＋pC0·V4＝p A·(3V2＋V4)得到pC0＝272p0所以，C中剩余气体的质量M2与最初C中气体质量M0之比M2M0＝p ApC0＝5 27。

选考强化练(二) 选修3－3(时间：20分钟分值：45分)1．(2020·达州市一模)(1)(5分)下列说法正确的是________．(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分)A．布朗运动就是分子的无规则运动B．热力学温度是国际单位制中7个基本物理量之一C．热量能够自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体D．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的E．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同(2)(10分)在图1甲所示的密闭汽缸内装有一定质量的理想气体，图乙是它从状态A变化到状态B的V­T图象. 已知AB的反向延长线通过坐标原点O，气体在A点的压强为p＝1.0×105 Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q＝6.0×102 J，求：图1①气体在B状态的体积V B；②此过程中气体内能的增量ΔU.【解析】(1)选BCE.布朗运动是悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动，是体现分子的无规则运动，由液体分子的无规则运动而引起的，不是分子的无规则运动，也不是液体分子的无规则运动，故A错误；热力学温度是国际单位制中7个基本物理量之一，故B正确；根据热力学第二定律可知，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体，故C正确；做功是通过能量转化的方式改变系统内能的，热传递是能量的转移，不是能量的转化，故D错误；温度是描述热运动的物理量，根据热力学定律可知，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同，故E正确．(2)①由题V­T图象通过坐标原点，则知从A到B理想气体发生等压变化．由盖－吕萨克定律得：V A T A ＝V B T B解得：V B＝T BT AV A＝4×1023×102×6.0×10－3 m3＝8.0×10－3 m3.②外界对气体做的功：W＝p(V B－V A)＝－1.0×105×(8.0×10－3－6.0×10－3) J＝－2×102 J 根据热力学第一定律：ΔU＝Q＋W④解得：ΔU＝6.0×102 J－2×102 J＝4.0×102 J＝400 J.【答案】 (1)BCE (2)①8.0×10－3 m 3②400 J2．(2020·河南省天一大联考)(1)(5分)下列说法正确的是________．(选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错一个扣3分，最低得分为0)A ．干旱天气可以通过锄松地面，破坏土壤里的毛细管从而保存土壤水分B ．液体的分子势能与液体的体积无关C ．从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的D ．浸润和不浸润是分子力作用的表现E ．0 ℃的铁和0 ℃的冰，它们的分子平均动能不相同(2)(10分)如图2所示，理想气体封闭在两连通的导热容器中，左侧活塞面积为S 1＝S ，质量为m 1＝5m ，右侧活塞的面积未知，质量为m 2＝3m ，在T 1＝400 K 的初始状态下，细绳对活塞的拉力是F ＝mg ，且两活塞正好都在距底部高为h 的位置静止．两容器底部连通部分体积可以忽略，大气压强p 0＝4mg S ，重力加速度为g ，现将气体温度缓慢降低到T 2＝300 K 并达到稳定状态，求：图2①在温度T 1时，气体的压强；②在温度T 2时，右侧活塞距离底部的高度.【导学号：19624280】【解析】 (1)选ACD.锄松地面，破坏土壤里的毛细管，可有效减少水分蒸发，从而保存土壤水分，A 正确；从微观角度看，液体的分子势能与分子间的距离有关，从宏观角度看液体的分子势能与液体的体积有关，B 错误；从微观角度看，大量气体分子对容器壁的频繁碰撞，对容器壁产生持续均匀的压力，从而形成压强，故C 正确；浸润和不浸润是分子力作用的表现，D 正确；温度是分子热运动平均动能的标志，与物质的种类无关，E 错误．(2)①初始时左侧活塞稳定，故pS 1＋F ＝m 1g ＋p 0S 1得此时气体压强p ＝m 1g ＋p 0S 1－F S 1 即p ＝4mg S ＋p 0＝8mg S. ②右侧活塞稳定，同样有pS 2＋F ＝m 2g ＋p 0S 2解得右活塞的面积为S 2＝m 2g －F m 1g －F S 1＝12S 将气体温度缓慢降低直至两容器处于稳定状态，则有p 2S 2＋F′＝m 2g ＋p 0S 2代入数据解得p 2＝8mg S 故p 2＝p ，即这个变化过程为等压变化过程则有h S 1＋S 2T 1＝h －Δh S 1＋h ＋Δh S 2T 2，解得Δh＝34h 则右端活塞距离底部的高度为h′＝h ＋Δh＝74h. 【答案】 (1)ACD (2)①8mg S ②74h 3．(2020·衡水中学七调)(1)(5分)分子间同时存在相互作用的引力和斥力，分子力则是它们的合力(即表现出来的力)．关于分子间的引力、斥力说法正确的是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)A ．分子间的引力总是随分子间距的增大而减小B ．分子间的斥力总是随分子间距的增大而减小C ．分子力(合力)总是随分子间距的增大而减小D ．分子间同时存在相互作用的引力和斥力，所以分子力不可能为零E ．分子力表现为引力时，其大小有限；分子力表现为斥力时，可以很大(2)(10分)如图3甲、乙所示，汽缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞A 、B 被长度为0.9 m 的轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A 、B 的质量分别为m A ＝12 kg 、m B ＝8.0 kg ，横截面积分别为S A ＝4.0×10－2 m 2、S B ＝2.0×10－2 m 2.一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧大气压强p 0＝1.0×105 Pa.取重力加速度g ＝10 m/s 2.图甲所示是汽缸水平放置达到的平衡状态，活塞A 与圆筒内壁凸起面恰好不接触，求：图3①被封闭气体的压强；②保持温度不变使汽缸竖直放置，平衡后达到如图乙所示位置，求活塞A 沿圆筒发生的位移大小．【解析】 (1)选ABE.分子间的引力总是随分子间距的增大而减小，选项A 正确；分子间的斥力总是随分子间距的增大而减小，选项B 正确；当分子间距大于r 0时，分子斥力和引力的合力随着分子间距的增大先增大后减小，故C 错误；分子间同时存在相互作用的引力和斥力，当r ＝r 0时，引力和斥力相等，此时分子力表现为零，选项D 错误；分子力表现为引力时，其大小有限；分子力表现为斥力时，当r 趋近于零时，斥力可以很大，选项E 正确；故选A 、B 、E.(2)①汽缸处于图甲位置时，设汽缸内气体压强为p 1，对于活塞和杆，力的平衡条件为：解得：p1＝p0＝1.0×105 Pa.②汽缸处于图乙位置时，设汽缸内气体压强为p2，对于活塞和杆，力的平衡条件为：p0S B＋p2S A＋(m A＋m B)g＝p2S B＋p0S A设V2为汽缸处于图乙位置时缸内气体的体积，由玻意耳定律可得：p1V1＝p2V2由几何关系可得：V1＝LS B，V2＝(L－Δx)S B＋ΔxS A由以上各式并代入数据得：Δx＝0.1 m.【答案】(1)ABE (2)①1.0×105 Pa ②0.1 m高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

气体变质量问题一、变质量问题的求解方法二、针对练习1、一个篮球的容积是2.5 L，用打气筒给篮球打气时，每次把105 Pa的空气打进去125 cm3.如果在打气前篮球内的空气压强也是105 Pa，那么打30次以后篮球内的空气压强是多少？(设打气过程中气体温度不变)2、某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27 ℃时，压强为3.0×103 Pa。

(1)当夹层中空气的温度升至37 ℃，求此时夹层中空气的压强；(2)当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值，设环境温度为27 ℃，大气压强为1.0×105 Pa。

3、用容积为ΔV 的活塞式抽气机对容积为V 0的容器中的气体抽气，如图所示．设容器中原来的气体压强为p 0，抽气过程中气体温度不变．求抽气机的活塞抽气n 次后，容器中剩余气体的压强p n 为多少？4、(2020·全国Ⅰ卷)甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。

甲罐的容积为V ，罐中气体的压强为p ；乙罐的容积为V 2，罐中气体的压强为p 21. 现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等. 求调配后(1)两罐中气体的压强；(2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比.5、某容积为20 L 的氧气瓶装有30 atm 的氧气，现把氧气分装到容积为5 L 的小钢瓶中， 使每个小钢瓶中氧气的压强为5 atm ，若每个小钢瓶中原有氧气压强为1 atm ，问能分装多少 瓶？(设分装过程中无漏气，且温度不变)6、容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为C o 27,如果把它加热到C o 127，从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少倍?7、某个容器的容积是10 L，所装气体的压强是2.0×106 Pa.如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？(设大气压是1.0×105 Pa)8、如图所示为某充气装置示意图。

应用气体实验定律解决“三类模型问题” 考点一: “玻璃管液封”模型 1.三大气体实验定律(1)玻意耳定律(等温变化)：p 1V 1＝p 2V 2或pV ＝C (常数).(2)查理定律(等容变化)：p 1T 1＝p 2T 2或p T＝C (常数). (3)盖—吕萨克定律(等压变化)：V 1T 1＝V 2T 2或V T＝C (常数). 2.利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路3.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，要注意：(1)液体因重力产生的压强大小为p ＝ρgh (其中h 为至液面的竖直高度)；(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，同种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”等，使计算过程简捷.考点二 “汽缸活塞类”模型汽缸活塞类问题是热学部分典型的物理综合题，它需要考虑气体、汽缸或活塞等多个研究对象，涉及热学、力学等物理知识，需要灵活、综合地应用知识来解决问题.1.一般思路(1)确定研究对象，一般地说，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.说明当选择力学研究对象进行分析时，研究对象的选取并不唯一，可以灵活地选整体或部分为研究对象进行受力分析，列出平衡方程或动力学方程.考点三：“变质量气体”模型分析变质量气体问题时，要通过巧妙地选择研究对象，使变质量气体问题转化为定质量气体问题，用气体实验定律求解.(1)打气问题：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.★考点一：“玻璃管液封”模型◆典例一：(单独气体问题)（2019广东深圳二模）某同学设计了测量液体密度的装置。

专题强化训练(十七)1．(2019·全国卷Ⅰ)(1)某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体．初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界压强．现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同．此时，容器中空气的温度________________(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度，容器中空气的密度________________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度．(2)热等静压设备广泛应用于材料加工中．该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能．一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中．已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106Pa；室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体．(ⅰ)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；(ⅱ)将压入氩气后的炉腔加热到1227 ℃，求此时炉腔中气体的压强．[解析](1)由于初始时封闭在容器中的空气的压强大于外界压强，容器和活塞绝热性能良好，容器中空气与外界没有热量交换，容器中的空气推动活塞对外做功，由热力学第一定律可知，空气内能减小．根据理想气体内能只与温度有关可知，活塞缓慢移动后容器中空气的温度降低，即容器中的空气温度低于外界温度．因压强与气体温度和分子的密集程度有关，当容器中的空气压强与外界压强相同时，容器中空气温度小于外界空气温度，故容器中空气的密度大于外界空气密度．(2)(ⅰ)设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p1.假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1.由玻意耳定律p0V0＝p1V1①被压入炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为V1′＝V1－V0②设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2.由玻意耳定律p2V2＝10p1V1′③联立①②③式并代入题给数据得p2＝3.2×107 Pa④(ⅱ)设加热前炉腔的温度为T0，加热后炉腔温度为T1，气体压强为p3.由查理定律p3T1＝p2T0⑤联立④⑤式并代入题给数据得p3＝1.6×108 Pa⑥[答案](1)低于大于(2)(ⅰ)3.2×107 Pa (ⅱ)1.6×108 Pa2．(2019·全国卷Ⅲ)(1)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是____________________________________________________________________．实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ___________________________________________________.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是________________________________________________．(2)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同．已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K.(ⅰ)求细管的长度；(ⅱ)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度．[解析](1)如果不稀释油酸，无法形成单分子油膜层，因此实验前需要将油酸稀释，使油酸在浅盘的水面上形成一块单分子层油膜以便测量油膜厚度，即分子直径．可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积．油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油膜的面积之比，即d＝VS，故除测得油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积．(2)(ⅰ)设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1.由玻意耳定律有pV＝p1V1①由力的平衡条件有p＝p0＋ρgh②p1＝p0－ρgh③式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强．由题意有V＝S(L－h1－h)④V1＝S(L－h)⑤由①②③④⑤式和题给条件得L＝41 cm⑥(ⅱ)设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖—吕萨克定律有V T0＝V1T⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得T＝312 K[答案](1)使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积(2)(ⅰ)41 cm (ⅱ)312 K3．(2019·石家庄一模)(1)(多选)下列说法正确的是________________．(填正确答案标号)A．图甲为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为T的理想气体，右侧为真空．现抽掉隔板，气体的最终温度仍为TB．图乙为布朗运动示意图，悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的液体分子越多，撞击作用的不平衡性表现得越明显C．图丙为同一气体在0 ℃和100 ℃两种不同情况下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线，两图线与横轴所围图形的面积不相等D．图丁中，液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，液体表面层中分子间的作用力表现为引力E．图戊中，由于液体浸润管壁，管中液体能上升到一定高度，利用此原理把地下的水分引上来，就用磙子压紧土壤(2)如图所示，有一足够深的容器内装有密度ρ＝1.0×103 kg/m 3的液体，现将一端开口、另一端封闭，质量m ＝25 g 、截面面积S ＝2.5 cm 2的圆柱形玻璃细管倒插入液体中(细管本身玻璃的体积可忽略不计)，稳定后用活塞将容器封闭，此时容器内液面上方的气体压强p 0＝1.01×105 Pa ，玻璃细管内空气柱的长度l 1＝20 cm.已知所有装置导热良好，环境温度不变，重力加速度g 取10 m/s 2.①求玻璃细管内空气柱的压强；②若缓慢向下推动活塞，当玻璃细管底部与液面平齐时(活塞与细管不接触)，求容器液面上方的气体压强．[解析] (1)对图甲，由于右侧为真空，抽掉隔板，气体不对外做功，因为容器绝热与外界无法热传递，由热力学第一定律可知气体内能不变，最终温度不变，选项A 正确；对图乙，在某一瞬间跟微粒相撞的液体分子越多，由于分子运动的无规则性，撞击作用的平衡性表现得越明显，选项B 错误；图丙中，两图线与横轴所围图形的面积相等，选项C 错误；图丁中，由于液体蒸发，液体表面层中分子之间的距离比液体内部分子之间的距离大，液体表面层中分子之间的作用力表现为引力，选项D 正确；图戊中，由于液体浸润管壁，管中液体能上升到一定高度，是毛细现象，利用此原理把地下的水分引上来，就用磙子压紧土壤，减小毛细管的直径，选项E 正确．(2)解法一：①以玻璃管为研究对象，受力平衡可得：p 1S ＝p 0S ＋mg解得管内空气柱的压强p 1＝p 0＋mg S ＝1.02×105Pa②当细管封闭处恰好与液面平齐时，设细管内气柱长度为l 2，压强为p 2，容器内液面上方气体压强为p p 2＝p ＋ρgl 2玻璃管受力平衡：p 2S ＝pS ＋mg对玻璃管内的气体由玻意耳定律有p 1l 1S ＝p 2l 2S联立解得：l 2＝0.1 m ，p ＝2.03×105 Pa解法二：①玻璃管受力平衡，浮力等于重力，假设此时容器内液面与玻璃管内液面的距离为h 0，有：mg ＝ρh 0Sg解得：h 0＝m ρS 设此时玻璃管内气体压强为p 1，有：p 1＝p 0＋ρgh 0解得：p 1＝p 0＋mg S ＝1.02×105 Pa②当细管封闭处恰好与液面平齐时，设细管内气柱长度为l 2，压强为p 2，容器内液面上方气体压强为p ，则mg ＝ρl 2Sg解得l 2＝m ρS对于玻璃管内气体，由玻意耳定律有p 1l 1S ＝p 2l 2S可得压强：p 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫p 0＋mg SρSl 1m 又p ＋ρgl 2＝p 2可解得：p ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫p 0＋mg S ρSl 1m －mg S＝2.03×105 Pa [答案] (1)ADE (2)①1.02×105 Pa ②2.03×105 Pa4．(2019·武汉市毕业生调研)(1)如图是人教版教材3－5封面的插图，它是通过扫描隧道显微镜拍下的照片：48个铁原子在铜的表面排列成圆圈，构成了“量子围栏”．为了估算铁原子直径，查到以下数据：铁的密度ρ＝7.8×103 kg/m 3，摩尔质量M ＝5.6×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.若将铁原子简化为球体模型，铁原子直径的表达式D ＝________________，铁原子直径约为________________m(结果保留一位有效数字)．(2)如图所示，总容积为3V 0、内壁光滑的气缸水平放置，一横截面积为S 的轻质薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞左侧由跨过光滑定滑轮的细绳与一质量为m 的重物相连，气缸右侧封闭且留有抽气孔．活塞右侧气体的压强为p 0，活塞左侧气体的体积为V 0，温度为T 0.将活塞右侧抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．已知重物的质量满足关系式mg ＝p 0S ，重力加速度为g .求：①活塞刚碰到气缸右侧时气体的温度；②当气体温度达到2T 0时气体的压强．[解析] (1)由题意可知，一个铁原子的质量为m ＝M N A ，一个铁原子的体积为V ＝m ρ，又V ＝43π⎝ ⎛⎭⎪⎫D 23，整理得铁原子的直径为D ＝36M πρN A，代入数据解得D ＝3×10－10 m. (2)①当活塞右侧的气体压强为p 0时，左侧气体压强为p 1，对活塞受力分析，有 p 1＝mg S＋p 0＝2p 0 右侧抽成真空时，左侧气体压强为p 2，有p 2＝p 0设此时左侧气体体积为V 2，由玻意耳定律有p 1V 0＝p 2V 2解得V 2＝2V 0缓慢加热气体，气体发生等压变化，活塞与气缸右侧接触时，体积V 3＝3V 0，气体的温度为T 3，由盖—吕萨克定律有V 2T 0＝V 3T 3解得T 3＝1.5T 0②气体温度升高到1.5T 0之后，气体发生等容变化，由查理定律有p 0T 3＝p 42T 0 解得p 4＝43p 0 [答案] (1)36M πρN A 3×10－10 (2)①1.5T 0 ②43p 0 5．(2019·江西省八校联考)(1)(多选)下列说法正确的是________________．(填正确答案标号)A ．当分子间距r >r 0时，分子间的引力随着分子间距的增大而增大，分子间的斥力随着分子间距的增大而减小，所以分子力表现为引力B ．一定质量的理想气体放出热量，它的内能可能增加C ．大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大D ．第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因都是违背了能量守恒定律E ．一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的(2)一质量M ＝10 kg 、高度L ＝35 cm 的圆柱形气缸，内壁光滑，气缸内有一厚度可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞质量m ＝4 kg 、横截面积S ＝50 cm 2.温度t 0＝27 ℃时，用绳子系住活塞将气缸悬挂起来，如图甲所示，气缸内气体柱的高L 1＝32 cm.如果用绳子系住气缸底，将气缸倒过来悬挂起来，如图乙所示，气缸内气体柱的高L 2＝28 cm ，两种情况下气缸都处于竖直状态，取重力加速度g ＝10 m/s 2，零摄氏度对应的热力学温度为273 K.①求当时的大气压强；②图乙状态时，在活塞下挂一质量m 0＝3 kg 的物体，如图丙所示，则温度升高到多少摄氏度时，活塞将从气缸中脱落．(结果保留两位小数)[解析] (1)当分子间距r ＝r 0时，分子间引力等于斥力，分子间距r >r 0时，分子间的引力和斥力均随分子间距的增大而减小，但斥力减小得快，因此分子力表现为引力，A 错误；一定质量的理想气体放出热量的同时如果外界对它做功，则气体的内能可能增加，B 正确；相对湿度为空气中水蒸气的压强与相同温度下水的饱和汽压的比值，大气中相对湿度越大，人就感觉到越潮湿，故大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，C 正确；第一类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律，而第二类永动机研制失败的原因并不是违背了能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，D 错误；一定质量的单晶体在熔化过程中温度不变，分子的平均动能不变，吸收热量，分子势能增大，E 正确．(2)①由图甲状态到图乙状态，气体做等温变化由玻意耳定律有：p 1L 1S ＝p 2L 2S其中p 1＝p 0－Mg Sp 2＝p 0－mg S所以⎝ ⎛⎭⎪⎫p 0－Mg S L 1S ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫p 0－mg S L 2S 可解得p 0＝(ML 1－mL 2)g (L 1－L 2)S＝1.04×105 Pa ②活塞脱落的临界状态：气柱体积V 3＝LS压强p 3＝p 0－mg ＋m 0g S设临界温度为t ，则有p 2L 2S t 0＋273 K ＝p 3LSt ＋273 K 得t ＝78.56 ℃ [答案] (1)BCE (2)①1.04×105Pa ②78.56 ℃。

电场及带电粒子在电场中的运动一、选择题（本题共包括15小题，每小题4分，共60分）1．如图所示，小球A 、B 带电荷量相等，质量均为m ，都用长L 的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上O 点，A 球靠墙且其悬线刚好竖直，B 球悬线偏离竖直方向θ角而静止，此时A 、B 两球之间的库仑力为F .由于外部原因小球B 的带电荷量减小，使两球再次静止时它们之间的库仑力变为原来的一半，则小球B 的带电荷量减小为原来的( )A.12B ．14 C.18D ．116【答案】C【解析】小球B 受力分析如图所示，两绝缘细线的长度都是L ，则△OAB 是等腰三角形，则线的拉力T 与重力G 相等，G ＝T ，小球处于平衡状态，则库仑力F ＝2G sin θ2，设原来小球带电荷量为q ，A 、B 间的距离是r ，则r ＝2L sin θ2，由库仑定律得F ＝k q 2r 2，后来库仑力变为原来的一半，则F 2＝2G sin θ′2，r ′＝2L sin θ′2，F 2＝k qq B r ′2 ，解得q B ＝18q ，故选C 。

2．如图所示，直线a 、b 和c 、d 是处于匀强电场中的两组平行线，M 、N 、P 、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为φM 、φN 、φP 、φQ .一电子由M 点分别运动到N 点和P 点的过程中，电场力所做的负功相等．则( )A ．直线a 位于某一等势面内，φM >φQB ．直线c 位于某一等势面内，φM >φNC ．若电子由M 点运动到Q 点，电场力做正功D ．若电子由P 点运动到Q 点，电场力做负功【答案】B【解析】由电子从M 点分别运动到N 点和P 点的过程中电场力所做的负功相等可知，N 、P 两点在同一等势面上，且电场线方向为M →N ，故选项B 正确，A 错误；M 点与Q 点在同一等势面上，电子由M 点运动到Q 点，电场力不做功，故选项C 错误；电子由P 点运动到Q 点，电场力做正功，故选项D 错误。

高中物理气体的实验定律，理想气体1、理想气体的状态参量：理想气体：始终遵循三个实验定律（玻意耳定律、查理定律、盖·吕萨克定律）的气体。

描述一定质量理想气体在平衡态的状态参量为：温度：气体分子平均动能的标志。

体积：气体分子所占据的空间。

许多情况下等于容器的容积。

压强：大量气体分子无规则运动碰撞器壁所产生的。

其大小等于单位时间内、器壁单位积上所受气体分子碰撞的总冲量。

内能：气体分子无规则运动的动能. 理想气体的内能仅与温度有关。

求解下面各种状态下的压强大小（1）p a=p0，（2）p b=p0+p h，（3）p c=p0－p h。

强调处理上述问题的思路方法：（1）等压面法（取小“液片”平衡），（2）液柱（活塞）平衡法：p x S=p0S±（mg）。

例1、在一端封闭粗细均匀的竖直放置的U形管内，有密度为ρ的液体封闭着两段气柱A、B，大气压强为p0，各部分尺寸如所示，求A、B气体的压强？解法1：取液柱h1为研究对象. 设管的横截面积为S，h1受到向下的重力ρgSh1，A气体向下的压力p A S，大气向上的压力p0S，因为h1静止，所以再取液柱h2为研究对象，由帕斯卡定律，h2上端受到A气体通过液体传递过来的向下的压力p A S，B气体向上的压力p B S，液柱自身重力ρgSh2，由于液柱静止，则解法2：求p B时，由连通器的知识可知，同种液体在同一水平面上的压强处处相等，取同一水平面CD，则2、玻－马定律及其相关计算：（1）玻－马定律的内容是：一定质量的某种气体，在温度不变时，压强和体积的乘积是恒量。

（2）表达式： p1V1=p2V2=k（3）图像：讨论：上面的p—V图中，A、B表示一定质量的某种气体的两条等温线，则T A T B（填＞、=、＜＝，一定质量的某种气体的p—V图像上的等温线越向右上方，温度越高，即pV的乘积越大。

气体性质计算题基本解题思路可概括为四句话：1、选取研究对象. 它可以是由两个或几个物体组成的系统或全部气体和某一部分气体。

专题19 带电粒子在电场中运动模型匀强电场中的类平抛运动模型（5-7题） (3)交变电场中的直线、偏转运动模型（8-10题） (4)等效重力场的直线运动模型（11-13题） (6)等效重力场中的类抛体运动模型（14--16题） (7)等效重力场中的圆周运动模型（17-21题） (8)1.（2023•全国）如图，两块大导体板水平相对放置，相距为d，电势分别为U0和﹣U0（U0＞0 ），长为L的绝缘细绳上端固定于上板，下端与质量为m的带正电小球连接，小球带电量为Q。

重力加速度大小为g。

小球在平衡位置附近摆动的周期是（）A．2π√mLdmgd+2QU0B．2π√mLdmgd−2QU0C．2π√mLdmgd+QU0D．2π√mLdmgd−QU02.（2023•北京）某种负离子空气净化原理如图所示。

由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器。

在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速度v0保持不变。

在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集。

已知金属板长度为L，间距为d。

不考虑重力影响和颗粒间相互作用。

（1）若不计空气阻力，质量为m、电荷量为﹣q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U1；（2）若计空气阻力，颗粒所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反，大小为f＝krv，其中r为颗粒的半径，k为常量。

假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。

a.半径为R、电荷量为﹣q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U2；b.已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比。

进入收集器的均匀混合气流包含了直径为10μm和2.5μm的两种颗粒，若10μm的颗粒恰好100%被收集，求2.5μm的颗粒被收集的百分比。

3.（2022•江苏）某装置用电场控制带电粒子运动，工作原理如图所示．矩形ABCD区域内存在多层紧邻的匀强电场，每层的高度均为d，电场强度大小均为E，方向沿竖直方向交替变化．AB 边长为12d，BC边长为8d．质量为m、电荷量为+q的粒子流从装置左端中点射入电场，粒子初动能为E k，入射角为θ，在纸面内运动．不计重力及粒子间的相互作用力。

2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练专题27 有关理想气体实验定律的玻璃管类和气缸类模型一、高考真题1．足够长的玻璃管水平放置，用长19cm 的水银封闭一段长为25cm 的空气柱，大气压强为76cmHg ，环境温度为300K ，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则：①空气柱是吸热还是放热②空气柱长度变为多少③当气体温度变为360K 时，空气柱长度又是多少？【答案】①放热；②20cm ；③24cm【详解】①②以封闭气体为研究对象，气体做等温变化，设玻璃管横截面积为S ，玻璃管水平时176cmHg p =；125V S =玻璃管竖起来后219cmHg 76cmHg 95cmHg p =+=；2V LS =根据1122pV p V =解得20cm L =气体体积减小，外界对气体做功，但其温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知气体向外放热；③空气柱长度为20cm ；由等压变化得2312V V T T =其中1300K T =；220V S =；'3V LS =解得'24cm L = 2．水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。

设汽缸内、外压强均为大气压强0p 。

活塞面积为S ，隔板两侧气体体积均为0SL ，各接触面光滑。

连杆的截面积忽略不计。

现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的12，设整个过程温度保持不变，求：（i ）此时上、下部分气体的压强；（ii ）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g ）。

【答案】（1）02p ，023p ；（2）043p S g 【详解】（1）旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知001012p SL p SL ⋅=⋅解得旋转后上部分气体压强为102p p =旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为0001322SL SL SL +=，则 002032p SL p SL ⋅=⋅解得旋转后下部分气体压强为2023p p = （2）对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力mg 竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知12p S mg p S =+解得活塞的质量为043p S m g= 3．定高气球是种气象气球，充气完成后，其容积变化可以忽略。

姓名，年级：时间：专题强化练(十九) 气体实验定律、理想气体状态方程（满分:60分时间：30分钟)(共6小题，每题10分,共60分）1。

(考点1)(2019山东泰安二模)某兴趣小组设计了如图所示的便携式水银气压计，粗细均匀的细U形管竖直放置，左管密封，上方为真空,右管开口,两管均标有刻度,根据左右两管中水银面高度差便可直接得到大气压的数值。

某次因使用不当，导致有气泡进入左管顶部,此时两水银液面高度差只有750 mm，左侧水银面到管顶的距离为80 mm。

为修正上述测得的大气压值,将右管直接连接在压强恒为678 mmHg的气压仓上,此时，气压计两水银液面高度差为670 mm,不考虑过程中的温度变化.求:(1）大气压的准确数值；(2）若断开气压仓,将U形管开口向上倾斜放在与水平面成30°角的实验架上，则水银是否会溢出？并简述理由。

设大气压的准确值为p0，对于混入左管中的气体,初态时p1=p0-750 mmHg,V1=80S接在恒压仓上后，管中左右液面差由750 mm减为670 mm，则p2=678 mmHg—670 mmHg=8 mmHg，V2=120S由玻意耳定律:p1V1=p2V2代入数值，解得p0=762 mmHg。

（2)开口向上倾斜放置时,液体产生的压强变小,被封气体压强增大,由玻意耳定律知,气体体积进一步缩小，所以水银不会溢出。

）762 mmHg（2）水银不会溢出倾斜放置时，液体产生的压强变小，被封气体压强增大,体积进一步缩小，所以水银不会溢出2.（考点1)（2019湖北天门二模）横截面积处处相同的U形玻璃管竖直放置左端封闭，右端开口。

初始时,右端管内用h1=4 cm的水银柱封闭一段长为L1=9 cm的空气柱A，左端管内用水银封闭有长为L2=14 cm的空气柱B,这段水银柱液面高度差为h2=8 cm，如图甲所示。

已知大气压强p0=76。

0 cmHg,环境温度不变。

（1)求初始时空气柱B的压强(以cmHg为单位);（2)若将玻璃管缓慢旋转180°,使U形管竖直倒置(水银未混合、未溢出）,如图乙所示。

绝密★启用前2020年高考物理二轮复习对点集训-气体一、单选题1.一个密闭的钢管内装有空气，在温度为20 ℃时，压强为1 atm，若温度上升到80 ℃，管内空气的压强约为()A． 4 atmB．atmC． 1．2 atmD．atm【答案】C【解析】由查理定律知＝，代入数据解得，p2≈1．2 atm，所以C正确．2.如图所示，用一绝热的活塞将一定质量的理想气体密封在绝热的汽缸内(活塞与汽缸壁之间无摩擦)，现通过汽缸内一电阻丝对气体加热，则下列图象中能正确反映气体的压强p、体积V和温度T 之间关系的是()【答案】B【解析】设活塞重力为G，面积为S，则密封气体压强p＝p0＋，气体被加热的过程中，做等压变化，所以B正确。

3.如图所示，开口向下插入水银槽的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内水银面比管外高，管内外水银面高度差为h，若将玻璃管向下压一小段距离，H和h的变化情况是()A．h和H都增大B．h和H都减小C．h增大，H减小D．h减小，H增大【答案】B【解析】公式法：本题的研究对象是封闭气体，可认为封闭气体的温度不变．设初始状态气体压强为p1、体积为V1，末状态气体压强为p2、体积为V2．由玻意耳定律可得p1V1＝p2V2，即(p0－ρgh)HS＝(p0－ρgh′)H′S．可以看出若h′<h，则H′<H；反之，若h′>h，则H′>H，而将玻璃管下压后，水银面上方的玻璃管总长度减小，即h′＋H′<h＋H，所以h和H都减小．假设法：(1)设想把管压到顶端与水银面齐平，则管内水银面必然比管外水银面低，则h减小，空气柱压强p＝p0－ρgh随之增大，根据玻意耳定律可知，气体体积减小，即H减小．(2)将玻璃管向下压一小段距离，假设管中空气柱长度H不变，则h减小，空气柱压强p＝p0－ρgh 随之增大．根据玻意耳定律可知，体积应减小，H应减小．4.举世瞩目的“神舟七号”实现了航天员出舱和太空行走，从电视转播中可以看到翟志刚和刘伯明穿上加气压的舱外服在(与返回舱隔离的)轨道舱中协同作业，16时35分12秒翟志刚在经过几次尝试后奋力向内打开舱盖，太空在中国面前打开！以下关于轨道舱舱内气压的猜想正确的是()A．翟志刚需要用很大的力才能把舱盖打开是因为舱内有接近一个大气压的空气压强，而舱外的太空气压为零B．翟志刚打开舱盖前，轨道舱中应该已经泄压，舱内接近真空C．翟志刚打开舱盖时，轨道舱内有与地表附近相似的空气，但由于完全失重，这些空气产生的气压为零D．翟志刚打开舱盖时，轨道舱内和舱外的太空都有约为一个大气压的空气压强【答案】B【解析】在太空中，舱外为真空，气压为零，D错误；若舱内气压为1个大气压，则用人力无法打开舱盖，故A错误；舱内若有与地表相似的空气，即使完全失重也会产生约1个大气压的压强，故C错误．5.如图所示，两端开口的玻璃管中有两段水银，封闭有一段气体LB，左边的活塞也封闭了一段气体LA，现将活塞缓慢地向下移动，两气柱长度变化是()A．L A不变，L B减小B．L A增大，L B减小C．L A减小，L B增大D．L A减小，L B不变【答案】D【解析】活塞缓慢向下移动，说明温度不变，也就是等温变化，考查玻意耳定律的应用．对于L B 来讲，由于它上方的水银柱不变，所以它的压强不变，因而体积也不可能发生变化，所以L B长度不会发生变化．而对于L A来讲，活塞向下移动，它的压强已经开始变大，因而体积会减小，所以气柱长度会变小，但L B会向上移动，两段气柱的水银高度差会增加，所以选项D正确．6.一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度将()A．一直下降B．先上升后下降C．先下降后上升D．一直上升【答案】B【解析】A、B处于同一双曲线上，由气体的等温线可知，A、B处于同一温度．而AB中间某点位于双曲线的外侧，在双曲线之上，如图所示．在体积是V0时，等温线上一点和等温线之上一点对应的压强不同，越往上压强越大，由pV＝C可知，压强和体积的乘积越大，对应的温度越高，说明中间过程某点温度高于A、B两点的温度．7.某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度，存放食物之前该同学进行试通电，该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电．若大气压为1.0×105Pa，刚通电时显示温度为27 ℃，通电一段时间后显示温度为7 ℃，则此时密封的冷藏室中气体的压强是()A． 0.26×105PaB． 0.93×105PaC． 1.07×105PaD． 3.86×105Pa【答案】B【解析】冷藏室气体的初状态：T1＝(273＋27) K＝300 K，p1＝1×105Pa末状态：T2＝(273＋7) K＝280 K，压强为p2一定质量的气体体积不变，根据查理定律得：＝代入数据得：p2≈0.93×105Pa.8.在天气预报中，有“降水概率预报”，例如预报“明天降水概率为85 %”，这是指()A．明天该地区有85 %的地区降水，其他15 %的地区不降水B．明天该地区约有85 %的时间降水，其他时间不降水C．气象台的专家中，有85 %的人认为会降水，另外15 %的专家认为不降水D．明天该地区降水的可能性为85 %【答案】D【解析】在天气预报中，有“降水概率预报”，例如预报“明天降水概率为85 %”，这是指明天该地区降水的可能性为85 %。

2020届高三物理知识点优化训练：气体物理试卷一、选择题1.以下讲法正确的选项是A．玻意耳定律对任何压强都适用B．盖·吕萨克定律对任意温度都适用C．常温、常压下的各种气体，能够当做理想气体D．一定质量的气体，在压强不变的情形下，它的体积跟温度成正比2.关于理想气体方程PVT=恒量，以下表达正确的选项是A．质量相同的不同种气体，恒量一定相同B．质量不同的不同种气体，恒量一定不相同C．摩尔数相同的任何气体，恒量一定相等D．标准状态下的气体，恒量一定相同3.一定质量的理想气体，在保持温度不变的条件下，设法使其压强增大，在这一变化过程中A．气体分子的平均动能一定增大B．气体的密度一定增大C．外界一定对气体做了功D．气体一定从外界吸取了热量4.一定质量的理想气体，现要使它的压强通过状态变化后回到初始状态的压强，那么使用以下哪些过程能够实现A．先将气体等温膨胀，再将气体等容降温B．先将气体等温压缩，再将气体等容降温C．先将气体等容升温，再将气体等温膨胀D．先将气体等容降温，再将气体等温压缩5.一定质量的气体，在做等温变化的过程中，以下物理量发生变化的有：A．气体的体积B．单位体积内的分子数C．气体的压强D．分子总数6.一定质量的理想气体等容变化中，温度每升高1℃，压强的增加量等于它在17℃时压强的A．1273B．1256C．1300D．12907.一定质量的气体当体积不变而温度由100℃上升到200℃时，其压强A．增大到原先的两倍B．比原先增加100 273倍C．比原先增加100373倍D．比原先增加12倍8.如图为一定质量的理想气体两次不同体积下的等容变化图线，有关讲法正确的选项是A．a点对应的气体状态其体积大于b点对应的气体体积B．a点对应的气体状态其体积小于b点对应的气体体积C．a点对应的气体分子密集程度大于b点的分子密集程度D．a点气体分子的平均动能等于b点的分子的平均动能9.如下图，一定质量的理想气体，由状态a沿直线ab变化到状态b。

2020年高考物理一轮复习专题强化卷----热力学定律与能量守恒定律、气体实验定律的综合应用一、判断正误（共6题，12分）1、为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，做功和热传递的实质是相同的。

( )2、绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能不变。

( )3、热量不可能从低温物体传到高温物体。

( )4、热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化。

( )5、自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，说明能量正在消失。

( )6、一定质量的理想气体向真空中自由膨胀，体积增大，对外做功，熵增加。

( )答案1、× 2、× 3、× 4、× 5、× 6、×二、不定项选择题（共8题，40分）7、热学主要是从能量转化的观点来研究物质的热性质，它揭示了能量从一种形式转换为另一种形式时遵从的宏观规律，下面关于高中阶段学习的热学知识说法正确的是()A.两个温度不同的物体相互接触时，热量既能自发地从高温物体传给低温物体，也可以自发地从低温物体传给高温物体B.一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变C.物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，每个分子动能也越大D.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力E.一定质量的理想气体，先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积【答案】BD8、下列关于热现象的描述不正确的是()A．根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规则的E．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律【答案】BDE9、如图所示，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。