2027物理高考调研夯基版高考总复习 14.3 气体实验定律的应用

01基础记忆考点专练体验高考0203内容导航ContentNavigation14.3气体实验定律的应用基础记忆一、气体压强1．产生原因：由于气体分子无规则的________，大量的分子频繁地____________，产生持续而稳定的压力．热运动碰撞器壁2．决定因素(1)宏观上：决定于气体的______和_______．(2)微观上：决定于分子的____________和______________．3．压强单位：国际单位：__________(Pa)常用单位：标准大气压(atm)，厘米汞柱(cmHg)．换算关系：1atm＝76cmHg≈1.0×105Pa.温度体积平均动能分子数密度帕斯卡p1V1＝p2V2不太大不太低考点专练1．对气体压强的理解(1)气体的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的．(2)气体的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力．(3)从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关．(4)从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关．气体压强的理解与计算2．求气体压强的常用方法方法常用情况基本思路液片法由液体封闭在直管中的气体对气体接触的液面受力分析，列压强平衡方程求解等压面法由液体封闭在U形管中的气体根据连通器原理：同一种液体同一深度处压强相等力平衡法由活塞封闭在汽缸中的气体对活塞(或汽缸)受力分析，由受力平衡方程求解牛顿运动定律法封闭在加速运动系统中的气体对液柱(或活塞)受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解1．一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是(

)A．此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变B．此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变C．此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变D．此过程中，温度升高，分子的平均速率增大；只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变√解析当温度升高时，分子的平均速率增大，在密闭容器中，每个分子对器壁的冲击力增大，同时，单位时间内器壁受气体分子的撞击次数增加，则大量气体分子作用在器壁单位面积的平均作用力增大，压强增大．所以一定质量的气体，在压强不变的条件下温度升高时，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保证器壁单位面积受到的平均作用力不变，压强不变，综上所述，A、B、C三项错误，D项正确．2．若已知大气压强为p0，如图所示各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求下列各图中被封闭气体的压强．解析根据题意，在图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由平衡条件有p气S＋ρghS＝p0S所以p气＝p0－ρgh.根据题意，在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡条件有p气S＋ρghS＝p0S所以p气＝p0－ρgh.根据题意，在图丙中，以B液面为研究对象，由平衡条件有p气S＋ρghSsin60°＝p0S3．若已知大气压强为p0，重力加速度为g，汽缸横截面积均为S，不计摩擦力，如图甲、乙所示，各装置均处于静止状态，求各装置中被封闭气体的压强．气体实验定律的应用3．用气体实验定律的解题思路4.(2025·海南)如图，竖直放置的汽缸内有一横截面积S＝0.01m2的活塞，活塞质量忽略不计，活塞与汽缸无摩擦且密封良好．若活塞保持静止，汽缸内密封一定质量的理想气体，气体温度T0＝300K，气体体积V0＝5×10－3m3.设大气压强p0＝1×105Pa，重力加速度g＝10m/s2.(1)若加热气体，使活塞缓慢上升，当气体体积变为V1＝7.5×10－3m3，求气体温度T1；答案(1)450K

(2)若往活塞上轻放质量为m＝25kg的重物，且活塞下降过程中气体温度T0不变，求稳定后的气体体积V2.答案(2)4×10－3m3解析(2)设稳定后气体的压强为p2，根据平衡条件有p2S＝p0S＋mg分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为p0，整个过程根据玻意耳定律p0V0＝p2V2联立解得V2＝4×10－3m3.5.如图所示，一端封闭、一端开口且粗细均匀的直角细玻璃管，在直角处用一段水银柱封闭了一定质量的空气，开始时，封闭端处于竖直状态，直角处水银柱的竖直部分与水平部分长度均为h＝10cm，开口端空气柱的长度h＝10

cm.保持温度不变，以玻璃管的封闭端为转轴，将玻璃管在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转θ＝30°角，管内水根柱恰好到达开口端．已知大气压强为p0＝76cmHg，封闭端空气柱的初始温度t0＝27℃.重力加速度为g，求：(1)封闭端空气柱的长度L；答案(1)33cmk解析(1)设细玻璃管的横截面积为S，开始时管内封闭端气体压强为p1＝p0＋ρgh，旋转后封闭端气体压强为p2＝p0－2ρghsinθ，由玻意耳定律有p1LS＝p2(L＋h)S，代入数据解得L＝33cm.(2)若保持封闭端处于竖直状态，加热封闭端空气，当管内水根柱恰好到达开口端时，此时管内空气柱的温度t(结果保留一位小数)．答案(2)72.5℃(1)抽气之后A、B的压强pA、pB；(2)弹簧的劲度系数k.气体状态变化的图像7.(2025·全国卷)(多选)如图，一定量的理想气体先后处于V－T图上a、b、c三个状态，三个状态下气体的压强分别为pa、pb、pc，则(

)

A．pa＝pb

B．pa＝pcC．pa>pb D．pa<pc√√8.(2023·辽宁)“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p－T图像如图所示．该过程对应的p－V图像可能是(

)√9.(多选)一定质量的理想气体的状态变化过程的p－V图像如图所示，其中A是初状态，B、C是中间状态，A→B是等温变化，若将上述变化过程改用p－T图像和V－T图像表示，则下列各图像中正确的是(

)√√气体实验定律与热力学第一定律综合气态变化过程中的做功、内能、热量的判断方法(1)做功情况看体积体积V减小→外界对气体做功→W＞0；体积V增大→气体对外界做功→W＜0；自由膨胀→W＝0.(2)内能变化看温度温度T升高→内能增加→ΔU＞0；温度T降低→内能减少→ΔU＜0.(3)吸(放)热看定律先判断做功和内能变化，再根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，确定吸(放)热．特别注意：吸(放)热不能直接根据温度变化判断．10．(2023·山东)(多选)一定质量的理想气体，初始温度为300K，压强为1×105Pa.经等容过程，该气体吸收400J的热量后温度上升100K；若经等压过程，需要吸收600J的热量才能使气体温度上升100K．下列说法正确的是(

)A．初始状态下，气体的体积为6LB．等压过程中，气体对外做功400JC．等压过程中，气体体积增加了原体积的D．两个过程中，气体的内能增加量都为400J√√实验：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系11．(2025·北京模拟)用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示．√(1)(多选)下列说法或操作正确的是(

)A．在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄漏B．推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分，并迅速推拉活塞改变气体体积C．实验过程中应保持周围环境温度不变D．多测几组p、V数据，记录并作出p－V图像，若图像为曲线即可说明p、V成反比关系√解析(1)在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄漏，保证封闭气体的质量不变，A项正确；推拉活塞时为了保证气体的温度不变，手不能握在注射器筒的空气柱部分，推拉活塞改变气体体积时应缓慢进行，且实验过程中要保证室温不变，B项错误，C项正确；多测几组p、V数据，记录并作出p－V图像，若图像为曲线，但实验小组成员不能确定该曲线为双曲线，即不能通过图像为曲线说明p、V成反比关系，D项错误．故选A、C两项．√>体验高考√1.(2025·天津)如图所示，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态A变化到状态C，则(

)A．AC和ADC过程，外界对气体做功相同B．ABC和ADC过程，气体放出的热量相同C．在状态A时和在状态C时，气体的内能相同D．在状态B时和在状态D时，气体分子热运动的平均动能相同2.(2025·浙江6月选考)“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法．治疗时，医生将开口面积为S的玻璃罐加热，使罐内空气温度升至t1，然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上(状态1)．待罐内空气自然冷却至室温t2，玻璃罐便紧贴在皮肤上(状态2)．从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量7.35J．已知S＝1.6×10－3m2，t1＝77℃，t2＝27℃.忽略皮肤的形变，大气压强p0＝1.05×105Pa.求：答案(1)9×104Pa

(1)状态2时罐内气体的压强；(2)状态1到状态2罐内气体内能的变化；答案(2)减少7.35J

解析(2)气体做等容变化，外界对气体不做功，气体吸收热量为Q＝－7.35J根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可得状态1到状态2罐内气体内能的变化ΔU＝－7.35J即气体内能减少7.35J.(3)状态2时皮肤受到的吸力大小．答案(3)24N解析(3)罐内外的压强差Δp＝p0－p2＝1.5×104Pa状态2皮肤受到的吸力大小F＝ΔpS＝24N.3．(2025·浙江1月选考)

如图所示，导热良好带有吸管的瓶子，通过瓶塞密闭温度T1＝300K，体积V1＝1×103cm3处于状态1的理想气体，管内水面与瓶内水面高度差h＝10cm.将瓶子放进T2＝303K的恒温水中，瓶塞无摩擦地缓慢上升恰好停在瓶口，h保持不变，气体达到状态2，此时锁定瓶塞，再缓慢地从吸管中吸走部分水后，管内和瓶内水面等高，气体达到状态3.已知从状态2到状态3，气体对外做功1.02J；从状态1到状态3，气体吸收热量4.56J，大气压强p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3；g取10m/s2，忽略表面张力和水蒸气对压强的影响．(1)从状态2到状态3，气体分子平均速率________(填“增大”“不变”或“减小”)，单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数________(填“增大”“不变