2023年高考物理总复习：热学 理想气体的状态方程（含答案解析）

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2023年高考物理总复习：热学理想气体的状态方程（含答案解析）

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2023年高考物理总复习：第8讲热学理想气体的状态方程

选择题（共33小题）

1.（2023模拟•北京）分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=n处

释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（）

A.从「=立到「=「0分子间引力、斥力都在减小

B.从r=r2到r=n分子力的大小先减小后增大

C.从r=r2到r=ro分子势能先减小后增大

D.从r=r2到r=ri分子动能先增大后减小

2.（2023模拟•北京）如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到

达状态B和C.有关A、B和C三个状态温度TA、TB和Tc的关系，正确的是（）

%

0%24

A.TA=TB，TB=TCB.TA<TB，TB<TC

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

3.（2023模拟•天津）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储

水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动板机将阀门M打开，水即从

枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（）

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A.压强变大B.对外界做功

C.对外界放热D.分子平均动能变大

4.（2023模拟•山东）一定质量的理想气体从状态a开始，经a-b、b—•（:、c—a三个过程后

回到初始状态a,其p-V图象如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（Vo,2po）、b

A.气体在a-b过程中对外界做的功小于在b-c过程中对外界做的功

B.气体在a~b过程中从外界吸收的热量大于在b~c过程中从外界吸收的热砧

C.在c-a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量

D.气体在cfa过程中内能的减少量大于b-c过程中内能的增加量

5.（2022模拟•北京）下列说法正确的是（）

A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度

B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和

C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关

D.气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变

6.（2023模拟•德州二模）戴一次性医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之，合格的

一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为一滴水滴在某一次性防护口

罩内侧的照片，对此以下说法正确的是（）

A.照片中的口罩一定为不合格产品

B.照片中附着层内分子比水的内部稀疏

C.照片中水滴表面分子比水的内部密集

D.水对所有材料都是不浸润的

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7.（2023模拟•扬州模拟）卜,列说法中正确的是（）

A.多晶体没有固定的熔点

B.水的饱和汽压跟热力学温度成正比

C.当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小

D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点

8.（2023模拟•潍坊模拟）图示装置为玻意耳定律演示仪。已知实验环境为恒温环境，注射

器导热性能良好，封闭的气体质量不变，可视为理想气体，不计•切摩擦。现用力缓慢

向上拉活塞，则下列说法正确的是（）

B.气体放出热量

C.气体分子在单位时间内撞击注射器壁上单位面积的次数减少

D.注射器壁单位面积上受到大量分子撞击的平均作用力不变

9.（2023模拟•德州二模）如图所示，由固定水平绝热气缸和绝热活塞封闭的空间被阀门K

分为两部分，在K左侧封闭一定质量的气体，右侧为真空。现打开阀门K,一段时间后

再向左将活塞移至虚线MN位置，然后保持静止不动。打开阀门K后，对封闭气体的说

法正确的是（）

A.自打开阀门K至活塞开始左移，气体分子热运动的剧烈程度降低

B.自打开阀门K至活塞开始左移，气体的压强不变

C.活塞处于MN位置时，气体的温度高于打开阀门前气体的温度

D.活塞处于MN位置时，气体的压强一定小于打开阀门前气体的压强

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10.（2023模拟•朝阳区二模）下列说法正确的是（）

A.如果气体的体积减小，压强可能减小

B.两分子间相互作用的分子势能随分子间距离的减小而增大

C.吹满气的气球打开气口后气体会快速喷出说明气体分子间有斥力

D.在绝热条件下将一杯水举高，水由于外界做功而内能增大

11.（2023模拟•海南模拟）用ro、ri、已分别表示两分子间的距离，且ri<ro<r2，当分子

间距离为ro时.，分子力为零，则当分子间距离（）

A.由ro增大到底的过程中，分子间的作用力表现为引力

B.由ro增大到n的过程中，分子间的作用力做正功

C.由ro减小到ri的过程中，分子间的作用力表现为引力

D.由m减小到n的过程中，分子间的作用力做正功

12.（2023模拟•山东模拟）新型冠状病毒在世界范围内的肆虐，给我们的生命财产造成了

重大损失。为了杀死病毒，预防传染，人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液（如图所

示），两者的主要成分都是酒精，则下列说法正确的是（）

,S.

A.在房间内喷泗乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是由于酒精分子做布朗运动的结

果

B.在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，与分子运动无关

C.使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体蒸发的缘故

D.使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中，内能不

变

13.（2023模拟•北京模拟）关于一定量的气体，下列说法正确的是（）

A.气体吸热，内能一定增大

B.气体对外做功时，其内能一定减小

C.一定量的某种理想气体在等压压缩过程中，内能一定增加

D.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加

14.（2023模拟•青岛三模）拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的纸片放

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入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”

在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、祛风散寒等作用的疗法。封闭气体质量变

化不计，可以看作理想气体。火罐“吸”到皮肤上之后，下列说法正确的是（）

A.火罐内的气体内能增大

B.火罐内的气体温度降低压强减小

C.火罐内的气体温度降低压强不变

D.火罐内的气体单位体积分子数增大，压强不变

15.（2023模拟•山东模拟）医用氧气钢瓶的容积Vo=4OL,室内常温下充装氧气后，氧气

钢瓶内部压强pi=140atm,释放氧气时瓶内压强不能低于p2=2atm。病人一般在室内常

温下吸氧时，每分钟需要消耗latm下2L氧气，室内常温下，一瓶氧气能供一个病人吸

氧的最长时间为（）

A.23小时B.33.5小时C.46小时D.80小时

16.（2023模拟•泰安模拟）针对新型冠状病毒肺炎的治疗，北京大学第•医院的主任医师

王贵强在2020年2月20日国务院联防联控机制新闻发布会上表示：无论轻重症，早期

的氧疗都可以大大缓解这种疾病的发展。现有一个容积为400L的医用氧气罐，内部气体

可视为理想气体，压强为15MPa,为了使用方便，用一批相同规格的小型氧气瓶（瓶内

视为真空）进行分装，发现恰好能装满40个小氧气瓶，分装完成后原医用氧气罐及每个

小氧气瓶内气体的压强均为3MPa,不考虑分装过程中温度的变化，则每个小氧气瓶的容

积为（）

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

17.（2023模拟•滨州三模）如图所示，一导热良好的足够长气缸水平放置在光滑水平桌面

上，桌面足够高，气缸内有一活塞封闭了一定质量的理想气体。一足够长轻绳跨过定滑

轮，一端连接在活塞上，另一端挂一钩码，滑轮与活塞间的轻绳与桌面平行，不计一切

摩擦。已知当地重力加速度为g,大气压为po,钩码质量为mi，活塞质量为m2,气缸质

量为m3,活塞横截面积为S,则释放钩码，气缸稳定运动过程中，气缸内理想气体的压

强为（）

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A.从状态a到状态b,气体放热

B.从状态a到状态b,每个气体分子的动能都增大

C.从状态b到状态c,气体对外做功，内能减小

D.从状态a到状态d,气体内能增加

21.（2023模拟•肥城市模拟）一定质量的理想气体的图象如图所示，则从状态a变化

到状态b的过程中，以下说法正确的是（）

P

。b

OV

A.气体内能不变B.气体内能增加

C.气体放热D.气体对外界做功

22.（2023模拟•肥城市模拟）如图所示，某种洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封

闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水圻。设封闭空

气温度不变，当洗衣缸内水位升高，则细管内被封闭的空气（）

抵力传海2»

A.单位时间内撞击容器壁单位面积的次数增多

B.分子运动的平均动能增大

C.既不从外界吸热，也不对外放热

D.一直对外做正功

23.（2023模拟•日照三模）若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔

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体积，p为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，ni、Vo表示每个水分子

的质量和体积，下面四个关系式正确的是（）

.K°M„m„Vp

A-V』B'P=N^C-PpD-

24.（2023模拟•山东模拟）关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是

（）

A.大多数分子直径的数量级为106m

B.水烧开时，上方雾气的运动是布朗运动

C.气体分子间作用力一般表现为较强的引力

D.扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明

25.（2023模拟•山东模拟）下列说法正确的是（）

A.液体分子的无规则运动称为布朗运动

B.气体放出热量，其分子平均动能减小

C.玻璃裂口放在火上烧熔，其尖端变圆的原因是表面张力的作用

D.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体枳

26.（2023模拟•日照三模）下列说法正确的是（）

A.在阳光照射下的教室里，人的眼睛看到的空气中尘埃的运动就是布朗运动

B.打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩，说明空气分子之间存在着斥力

C.质量和温度均相同的氧气和氢气（可看作理想气体），分子热运动的平均动能相同但

内能不同

D.•定质量的理想气体升高相同的温度，吸收的热量跟经历的过程无关

27.（2023模拟•济南三模）一定质量的理想气体，分别在压强pi和P2下的体积V与温度T

的关系图线如图所示。

气体由状态A等容变化到状态B的过程中，下列说法正确的是（）

A.压强增大，吸收热量B.压强增大，放出热量

C.压强减小，放出热量D.压强减小，吸收热量

28.（2023模拟•海口模拟）如图所示，甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上，甲、

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乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。

a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a处由静止释放，那么在乙分子从

a运动到d的过程中，乙分子加速度增大和两分子间势能也增大的阶段是（）

A.从a到bB.从b至UcC.从b至dD.从c至Ud

29.（2023模拟•泰安四模）如图所示，在竖直放置的导热性能良好的圆柱形容器内用质量

为m的活塞密封一部分理想气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S,整个装

置放在大气压为po的室内，稳定时活塞与容器底的距离为ho,现把容器移至大气压仍为

po的室外，活塞缓慢上升d后再次平衡，重力加速度大小为g。若此过程中气体吸收的

A.减少了Q-(mg+poS)dB.减少了Q+(mg+poS)d

C.增加了Q-(mg+poS)dD.增加了Q+(mg+poS)d

30.（2023模拟•威海二模）如图所示为一透明的正方体物块，下列说法正确的是（）

A.由于该物块有规则形状，所以它一定为晶体

B.由于该物块透明，所以它一定为晶体

C.若该物块为绝缘体，则它一定为非晶体

D.若将该物块加热到某一温度才开始熔化，且熔化的过程中温度保持不变，则它一定为

晶体

31.（2023模拟•济宁三模）下列说法正确的是（）

A.晶体一定具有各向异性

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B.温度升高，物体的内能一定增大

C.布朗运动是液体分子的无规则运动

D.自由下落的水滴呈球形是液体表面张力作用的结果

32.（2023模拟•潍坊三模）如图所示，开口向上的气缸内用质量为m的活塞封闭一定质量

的理想气体，现让气缸做自由落体运动。气缸导热良好，不计活塞与气缸间的摩擦，环

境温度不变。在下落过程中，当活塞再次相对气缸静止时，卜列说法正确的是（）

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.从开始运动到活塞再次相对气缸静止的过程中，气体放热

33.（2023模拟•天津二模）下列说法正确的是（）

A.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和

B.气体压强仅与气体分子的平均动能有关

C.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度

D.气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变

二.多选题（共4小题）

34.（2023模拟•江苏）玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是•种非

晶体。下列关于玻璃的说法正确的有（）

A.没有固定的熔点

B.天然具有规则的几何形状

C.沿不同方向的导热性能相同

D.分子在空间上周期性排列

35.（2023模拟•新课标H1）如图，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理

想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。环境温度保

持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中（）

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A.气体体积逐渐减小，内能增加

B.气体压强逐渐增大，内能不变

C.气体压强逐渐增大，放出热量

D.外界对气体做功，气体内能不变

E.外界对气体做功，气体吸收热量

36.（2022模拟•海南）一定量的理想气体从状态M出发，经状态N、P、Q网到状态M,

完成一个循环。从M到N、从P到Q是等温过程；从N到P、从Q到M是等容过程:

其体积-温度图象（V-T图）如图所示。下列说法正确的是（）

A.从M到N是吸热过程

B.从N到P是吸热过程

C.从P到Q气体对外界做功

D.从Q到M是气体对外界做功

E.从Q到M气体的内能减少

37.（2022模拟•江苏）在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间

后，该气体（）

A.分子的无规则运动停息下来

B.每个分子的速度大小均相等

C.分子的平均动能保持不变

D.分子的密集程度保持不变

三.填空题（共6小题）

38.（2023模拟•江苏）一瓶酒精用了一些后，把瓶盖拧紧，不久瓶内液面上方形成了酒精

的饱和汽，此时（选填“有”或“没有”）酒精分子从液面飞出。当温度升高时,

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瓶中酒精饱和汽的密度（选填“增大”“减小”或“不变”）。

39.（2023模拟•新课标II）卜.列关于能量转换过程的叙述，违背热力学笫一定律的

有，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有O（填正确答案

标号）

A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热

B.冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低

C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响

D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内

40.（2023模拟•新课标1）分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r=n时，F=0.分

子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O,

另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能（填

“减小”“不变”或“增大”）；在间距由总减小到n的过程中，势能（填“减小”

，，不变”或“增大，，）；在间距等于“处，势能（填“大于”“等于”或“小于”）

零。

41.（2022模拟•江苏）由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的。在小水滴表面层

中，水分子之间的相互作用总体上表现为（选填“引力”或“斥力”）。分子势能

Ep和分子间距离r的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子EP的是图

中（选填“A”“B”或"C”）的位置。

42.（2022模拟•新课标U）如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体

的三个不同状态，对应的温度分别是Ti、T2、T3.用NI、N2、N3分别表示这三个状态

下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则NiN2,Ti

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T3,N2N3.（填“大于”“小于"或"等于"）

43.（2022模拟•新课标I）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。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。

四.计算题（共5小题）

44.（2022模拟•全国）如图，一柱形汽缸平放在水平地面上，汽缸内用活塞封闭有一定量

的气体。活塞距汽缸底部的高度h=0.20m,活塞上面注满了水，水深也为h。已知水的

密度为p=l.OXl（）3kg/m3,大气压强po=l.OXl（）5pa,缸内气体温度为300K.不计活塞

质量以及活塞与汽缸间的摩擦，重力加速度g=10m/s2.若缸内气体温度升高使活塞上升

了2.0cm,此时缸内气体的温度升高了多少？

45.（2022模拟•江苏）如图所示，一定质量理想气体经历A-B的等压过程，B-C的绝热

过程（气体与外界无热量交换），其中B-C过程中内能减少900J.求A-B-C过程中

气体对外界做的总功。

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O23riOm

46.(2022模拟•新课标II)如图，一容器由横截面积分别为2s和S的两个汽缸连通而成，

容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三

部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为po和Vo,氢气的

体积为2Vo,空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气

的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求

(i)抽气前氢气的压强；

(ii)抽气后氢气的压强和体积。

个抽气口

犷0%

氯气空气

/////////////////////////.

47.(2022模拟•新课标【)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，利用高温高气

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O.13m3,炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氨气压入

到炉腔中。已知每瓶氯气的容积为3.2X1(f2m3,使用前瓶中气体压强为1.5X|()7pa,使

用后瓶中剩余气体压强为2.0Xl()6pa；室温温度为27℃.氨气可视为理想气体。

(i)求压入氨气后炉腔中气体在室温下的压强；

(ii)将压入氮气后的炉腔加热到1227C,求此时炉腔中气体的压强。

48.(2022模拟•新课标HI)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖立放置，管内有一段高度

为2.0cm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

2.0cm。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76cmHg,环境温度为296K。

(i)求细管的长度：

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（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。

五.解答题（共12小题）

49.（2023模拟•江苏）一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C,其p-｝图象

如图所示，求该过程中气体吸收的热量Q。

50.（2023模拟•山东）中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴

位上，进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口：右侧

为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门。使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速

按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽

气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时，罐内

气体初始压强与外部大气压相同，温度为450K,最终降到300K,因皮肤凸起，内部气

20」

体体积变为罐容积的元.若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积

的黑，罐内气压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气

过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。

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抽气阀门

。

火罐插气鼓罐

51.（2023模拟•新课标1）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2V,罐中气体的压强为现通过连接

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

（i）两罐中气体的压强；

（ii）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。

52.（2023模拟•新课标HI）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U

型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高ho=4cm的水银柱，水银柱上表面离

管口的距离l=12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为Ti=283K,大气压强po

=76cmHgo

（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右

管底部。此时水银柱的高度为多少？

（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的

温度为多少？

1

53.（2023模拟•新课标H）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的

容器，外形与钟相似。潜水钟在水卜时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水F

避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工

作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度

为p,重力加速度大小为g,大气压强为po,H>>h,忽略温度的变化和水密度随深度的

变化。

（i）求进入圆筒内水的高度1：

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（ii）保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为po时的体

54.（2022模拟•海南）如图，一封闭的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，一重量不可忽

略的光滑活塞将容器内的理想气体分为A、B两部分，A体积为VA=4.0X103m3.压强

为PA=47cmHg；B体积为VB=6.0XlOQ/,压强为pB=50cmHg.现将容器缓慢转至

水平，气体温度保持不变，求此时A、B两部分气体的体积。

55.（2023模拟•广西模拟）如图所示，内壁光滑的气缸竖直放置在水平桌面，气缸的开□

向上，活塞的横截面积为S、质量为m,活塞的上端与压力传感器接触。当缸内气体温

度为Tl时，压力传感器示数恰好为零；当缸内气体温度升高至某一未知温度T2时，压

力传感器的示数为F,大气压强为po,重力加速度大小为g,气缸内气体体枳保持不变，

求：

①温度为T,时气缸内的压强pi：

②气缸内气体的温度T2。

56.（2023模拟•合肥模拟）如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均

为0C的水槽中。阀门S将A和B两部分隔开，A内为真空，B和C内都充有气体。己

知玻璃泡C内气体压强为180mmHg,U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门

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S,整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远

小于玻璃泡的容积。

(i)求玻璃泡B内的容积是A内容积的几倍：

(ii)将右侧水槽的水从0C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm,

求加热后右侧水槽的水温。

57.(2023模拟•天河区三模)为了测量•些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可

用如图所示的装置测量。操作步骤和实验数据如下。

a.打开阀门K,使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D,使左侧水银面到达

刻度n的位置；

b.关闭K,向上举D,使左侧水银面达到刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为

19.0cm；

c.打开K,把被测固体放入C中，上下移动D,使左侧水银面重新到达位置n,然后关

闭K；

d.向上举D,使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为20.6cm。

已知容器C和管A的总体积为lOOOcn?,求被测固体的体枳。

58.(2023模拟•青岛三模)各学校复学后需要做好防疫消毒工作，如图为某校使用的气压

式喷壶，该喷壶的容积为3L,壶内气体压强至少达到2.0Xl()5pa,才能将壶内消毒液呈

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雾状喷出。现向喷壶内注入2L消毒液，并拧紧壶盖，然后向壶内打气，每次打气能将压

强po=LOXl（）5pa、体积△V=50mL的空气打入壶内，打气过程中壶内气体温度一直与

外界温度相同，不计细管的体积，大气压强po=l.OXl（）5pa。

（1）要使喷壶中的消毒液呈雾状喷出，至少需要打气多少次；

（2）若经过多次打气，壶内空气压强达到5.0XI（）5pa,要将药液呈雾状喷出，最多能喷

出多少升消毒液？

L\

川

59.（2023模拟•黑龙江模拟）如图所示，导热性能良好的汽缸平放在水平而上，横截面积S

=10cm2的薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，水平轻质弹簧的左端与活塞连

接，右端固定在竖直墙上，系统处于静止状态，此时活塞到汽缸底部的距离Lo=2Ocm,

缸内气体的热力学温度To=3OOK,现用水平力向右缓慢推动汽缸，当汽缸向右移动的距

离s=6cm时将汽缸固定，此时弹簧的压缩量x=2cm。大气压强恒为po=lXlO'pa,弹

簧一直在弹性限度内，不计一切摩擦。

（i）求弹簧的劲度系数k：

（ii）若汽缸固定后缓慢升高缸内气体的温度，求当汽缸底部到活塞的距离恢复到Lo时

缸内气体的热力学温度T。

^/WWW

60.（2023模拟•通辽模拟）如图所示，竖直放置的导热U形管，右侧管比左侧管长9cm,

管内径为左侧管的两倍，左侧管上端封闭一定长度的空气柱（可视为理想气体），右侧管

上端开口开始时与大气相通，当环境温度为to=27℃时，左侧管中空气柱高ho=5Ocm,

左侧管中水银面比右侧管中水银面高H=15cm,外界大气压强po=75cmHg。

（1）求环境温度升高到多少摄氏度时，两侧水银面等高：

（2）如果环境温度保持不变，而在右侧管中用活塞封住管口，并慢慢向下推压，最终使

左侧空气柱长度变为30cm,求活塞下推的距离。

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2023年高考物理总复习：第8讲热学理想气体的状态方程

参考答案与试题解析

选择题（共33小题）

1.（2023模拟•北京）分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=n处

释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（）

A.从r=r2到r=ro分子间引力、斥力都在减小

B.从r=r2到r=r.分子力的大小先减小后增大

C.从r=r2到r=ro分子势能先减小后增大

D.从r=r2到r=ri分子动能先增大后减小

解：A、从「=0到「=「（）分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加的更快，故A错误；

B、由图可知，在「=「0时分子力为零，故从「=「2至卜=”分子力的大小先增大后减小再

增大，故B错误；

C、分子势能在r=ro时最小，故从r=n至h=ro分子势能一直在减小，故C错误；

D、从「=「2到「=0分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后减小，故D正确：

故选：D。

2.（2023模拟•北京）如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到

达状态B和C.有关A、B和C三个状态温度TA、TB和Tc的关系，正确的是（）

A.TA=TB»TB=TCB.TA<TB.TB<TC

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

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解：由图可知，状态A到状态B是一个等压过程，根据卷=今，因为VB>VA，则有:

TB>TA，

而状态B到状态C是一个等容过程，则有：碧=碧因为PB>PC，则有：TB>TC，

TC

33

2pox/o氯）x2Vo

对状态A和C,依据理想气体状态参量方程，则有：.=一—，解得：TA=

IA1C

Tc.

综上分析，可知，故C正确，ABD错误。

故选：Co

3.（2023模拟•天津）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储

水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动板机将阀门M打开，水即从

枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（）

A.压强变大B.对外界做功

C.对外界放热D.分子平均动能变大

解：A、在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，根据牛=C可知体积增

力口、压强减小，故A错误；

B、气体膨胀，体积增大，则气体对外界做功，故B正确：

C、根据热力学第一定律△U=W+Q,气体温度不变则内能不变，气体对外做功、则吸收

热量，故C错误；

D、温度是分子平均动能的标志，温度不变则分子的平均动能不变，故D错误。

故选：B。

4.（2023模拟•山东）•定质量的理想气体从状态a开始，经a-1b、b-*c>c-"a三个过程后

回到初始状态a,其p-V图象如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（Vo.2po）、b

（2Vo，po）、c（3Vo.2po）«以下判断正确的是（）

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2023年高考物理总复习：热学理想气体的状态方程（含答案解析）

精研考纲归纳核心题海训练内纳总结体验实战梳理复习

A.气体在a-b过程中对外界做的功小于在b-c过程中对外界做的功

B.气体在a-b过程中从外界吸收的热量大于在b~c过程中从外界吸收的热量

C.在c-a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量

D.气体在c-a过程中内能的减少量大于b-c过程中内能的增加量

解：A、根据p-V图象的面积表示气体做功，得气体在a-b过程中对外界做的功为：

Wab=^#・（2%—%）=|po%,b-c过程中气体对外界做的功为：Wbc=Eo^Po.

（2%-％）=|po^o.所以气体在a-b过程中对外界做的功等于在b-c过程中对外界做

的功故A错误；

B、气体在a-b过程中，因为a、b两个状态的pV相等，所以Ta=Tb，即△Uab=0,根

据热力学第一定律AUnQ+W可知，从外界吸