2027届新高考物理热点精准复习气体实验定律

2027届新高考物理热点精准复习气体实验定律内容索引学习目标核心体系活动方案学习目标1.会计算气体的压强.2.会用气体实验定律和理想气体状态方程解决问题.3.会分析气体状态变化中的图像问题．核心体系活动方案活动一计算气体的压强一、活塞模型(用活塞封闭一定质量的气体)平衡状态下，选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强．(力平衡法)

如图所示的两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，图甲的汽缸静止在水平面上，图乙的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压强为p0，活塞与汽缸间无摩擦，重力加速度大小为g，求封闭气体A、B的压强各多大？1甲乙【答案】

图甲中选活塞为研究对象，受力分析如图1所示，pAS＝p0S＋mg，二、连通器模型(用液柱封闭一定质量的气体)平衡状态下，连通器中同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．(等压面法)

若已知大气压强为p0，下列图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强．2【答案】

在图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知pAS＝－ρghS＋p0S，所以p甲＝pA＝p0－ρgh.在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有pAS＋ρghS＝p0S，得p乙＝pA＝p0－ρgh.在图丙中，仍以B液面为研究对象，有pA＋ρghsin60°＝pB＝p0，在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得pAS＝(p0＋ρgh1)S，所以p丁＝pA＝p0＋ρgh1.在图戊中，从开口端开始计算：右端为大气压p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为pb＝p0＋ρg(h2－h1)，而a气柱的压强为pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h1－h3)．活动二应用气体实验定律和理想气体状态方程解决问题一、理想气体

下列说法中不正确的是(

)A．理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型B．理想气体的分子间除了互相碰撞外，无其他相互作用C．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可当成理想气体D．任何气体都可以看成理想气体3【解析】

掌握理想气体具有的特点，很容易判断A、B、C正确，D错误．故选D.D对理想气体的理解(1)宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能．二、理想气体状态方程与气体实验定律的关系[2024江苏卷]装有科学仪器的密闭容器内部充满温度为300K、压强为1.0×105Pa的气体．容器上有面积为0.06m2的平面观察窗．现将该容器送到月球上，内部气体的温度变为240K，体积保持不变，月球表面视为真空．求此时：(1)该气体的压强p；(2)观察窗受到气体的压力F.41.理想气体状态方程与气体实验定律2.克拉伯龙方程：pV＝nRT，其中n表示物质的量，R为常数(对所有气体都相等)．3.应用理想气体状态方程或气体实验定律解题的一般步骤1.适用条件为一定质量的某种理想气体．2.气体实验定律和状态方程涉及的物理量多，列方程时要注意避免搞混，尤其要注意等号两边的物理量必须分别对应同一状态．3.几个重要的推论．

[2025南通一模]一个简易温度计的结构如图所示，长直玻璃管竖直固定，上端与玻璃球形容器相连，下端通过软管与柱形开口容器相连，用水银将一定质量的空气封闭在球形容器内．大气压强保持不变，上下移动柱形容器使左右水银面平齐时，长直玻璃管中水银面对应刻度可以表示外界温度．则玻璃管M、N区间内的刻度可能正确的是(

)1A

[2025盐城射阳中学模拟]如图所示，导热性能良好的玻璃管竖直放置，一段汞柱将管内理想气体封闭成上下两部分，两部分气体的长度分别为l1，l2，且l1＝l2，下列判断正确的是(

)A．若环境温度升高，每个气体分子的动能都会增大B．若环境温度升高，稳定后两部分气体长度还是l1＝l2C．若将玻璃管转至水平，稳定后两部分气体长度l1>l2D．若将玻璃管转至水平，稳定后两部分气体长度l1<l22D三、汽缸类问题[2025徐州一模]如图所示，一封闭着理想气体、导热良好的密闭容器竖直放置，截面积为S的水平轻质活塞将该容器分成上、下两部分，每部分气体压强均为p0，初始体积相等．现将一重物悬挂在活塞上，稳定后下部的体积变为原来的一半，重物未触底．已知重力加速度大小为g，重物的体积忽略不计，汽缸与容器间没有摩擦，求：5(1)稳定后，上、下两部分气体压强的比值；(2)重物的质量．

[2025上海卷改编]气囊减震技术中的气囊可简化为图示水平固定的汽缸，质量为M，横截面积为S的光滑活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内．开始时汽缸内气体压强为p0，体积为V0，活塞静止于平衡位置O.外界大气压强恒为p0，以O为原点、水平向右为正方向，建立x轴．3(1)若缸内气体经历等温过程，求活塞由平衡位置O右侧、位移为x时内外气体对活塞的压力的合力大小F；(2)①若缸内气体经历等温过程，活塞由平衡位置O沿x轴正方向移动微小位移并由静止释放，证明活塞近似做简谐振动．四、液柱类问题

如图所示，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm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.6(1)求细管的长度；(2)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．【答案】(1)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＝p1V1，由力的平衡条件有p＝p0＋ρgh，p1＝p0－ρgh，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)，V1＝S(L－h)，解得L＝41cm.解答液柱类问题关键是封闭气体压强的计算，而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．(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．

[2025连云港期末]如图甲所示，一端封闭粗细均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管长L＝56cm，横截面积S＝1cm2，管中一段h＝24cm的水银柱将长L1＝24cm空气柱封闭在管内．大气压强p0＝76cmHg.(1)求被封闭气体的压强p；(2)若将甲状态的玻璃管缓慢旋至开口竖直向下，求稳定后管内空气柱的长度L2.4甲乙五、变质量问题7空气可视为理想气体，忽略充气和放气过程中空气温度的变化，求：(1)充气后袖带内空气的压强p；(2)袖带放出空气的质量与剩余空气质量的比值k.对变质量问题(充气、抽气、漏气、灌气等)求解时，要巧妙地选择研究对象，将“变质量”问题转化为“定质量”问题，从而可以用气体实验定律或理想气体的状态方程求解．

[2025无锡期末]医疗常用的金属氧气瓶容积为10L，瓶内贮存了压强为8×106Pa的氧气．便携式呼吸器容积为2L，呼吸器一开始为真空，现用氧气瓶对其充气，当呼吸器内压强变为8.0×105Pa时充气完成．充气过程中不漏气，环境温度不变，求：5(1)一个呼吸器充完气后的质量占氧气瓶初始质量的比例是多少；(2)氧气瓶最多可装多少个氧气呼吸器．活动三分析气体状态变化中的图像问题[2025徐州模拟预测]如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C.以下图像可能正确的是(

)8ABCDD【解析】

由p－V图可知，A到B是等压过程，在p－T或p－t图中也为平行于横轴的图线，B到C是等容过程，在p－T图中为过原点的一条倾斜直线，在p－t图中为过－273.15℃的一条倾斜直线，又pAVA＝pCVC，知TA＝TC.D正确．一定质量的气体不同图像的比较1.表中各个常量“C”意义有所不同．(可以根据理想气体状态方程pV＝nRT确定各个常量“C”的意义)2.气体状态变化图像的分析方法．(1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程．(2)明确图像斜率的物理意义：在V－T图像(p－T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大．(3)明确图像面积的物理意义：在p－V图像中，p－V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功．

[2023江苏卷]如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B.该过程中(

)A．气体分子的数密度增大