2026届高考物理一轮基础复习训练71 气体实验定律综合应用

2026届高考物理一轮基础复习训练71气体实验定律综合应用一、单项选择题如图所示，“羊角球”是用进口PVC材料设计的一种集娱乐和健身为一体的运动器材。某同学发现在7℃的室外的“羊角球”有点瘪了需重新充气，此时“羊角球”体积为50L，压强为1.4atm。现将“羊角球”拿到温度为27℃的室内进行充气，充气筒每次可为其充入1atm的气体0.2L，充气后，“羊角球”内气体压强增大至2.8atm。忽略“羊角球”体积变化及充气过程中气体温度的变化。充气筒需要充气（）次A.225B.325C.320D.220某地夏天常出现较高气温，使汽车行驶时轮胎胎压过高，容易造成安全隐患。某型号汽车轮胎在温度t1=27∘C时，轮胎内气体压强（即胎压）p1=2.4×10A.2.72×105PaB.2.52×105PaC.2.7×105PaD.2.5×105Pa如图所示，某装置中竖直放置一内壁光滑、开口向上的圆柱形容器，圆柱形容器用一定质量的活塞封闭一定质量的理想气体，外界大气压强为p0，当装置静止时，容器内气体压强为1.1p0，活塞下表面与容器底面的距离为ℎ0，当装置以某一恒定加速度加速上升时，活塞下表面距容器底面的距离为0.8ℎ0，若容器内气体温度始终保持不变，重力加速度大小为A.0.25gB.1.5gC.2.75gD.11.5g差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于Δp时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中，当该差值小于或等于Δp时差压阀关闭。当环境温度T1=300 K时，A内气体体积VA1=4.0×102 m3，B内气体压强pB1等于大气压强pA.9×104PaB.9×105PaC.7×104PaD.7×105Pa一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离bc―=10ab―，活塞的面积为1.0×10−2 mA.300NB.200NC.100ND.500N导热性能极好的汽缸静止于水平地面上，缸内用横截面积为S、质量为m的活塞封闭着一定质量的理想气体。在活塞上放一砝码，稳定后气体温度与环境温度相同，均为T1。当环境温度缓慢下降到T2时，活塞下降的高度为Δℎ；现取走砝码，稳定后活塞恰好上升Δℎ，已知外界大气压强保持不变，重力加速度为g，不计活塞与汽缸之间的摩擦，T1A.TB.TC.TD.T如图所示，U形管竖直放置，右管内径为左管内径的2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为76cm、温度为300K的空气柱，左、右两管水银面高度差为6cm，大气压为76cmHg。给左管的气体加热，当U形管两边水银面等高时，左管内气体的温度约为（）A.320.5KB.332.7KC.346.3KD.358.9K某种供水装置工作原理如图所示。由水泵将水压入罐体，当罐内气体压强增加到3p0时，水泵停止抽水。供水时罐内水位下降，罐内气体压强减小到1.5p0时，水泵重新启动，可如此反复供水。罐容积为V0，第一次注水前罐内气体压强等于外界大气压强p0，此时罐内气体体积与罐容积相等，注水、供水过程中罐内气体总质量不变，罐内气体可视为理想气体，忽略温度变化。当水的体积达到罐容积的40%时，罐内气体压强A.5B.2pC.7D.3p二、多项选择题如图所示，圆柱形光滑汽缸顶部开一小孔，用活塞封闭一定质量的理想气体，不计厚度的活塞用细线悬挂在天花板上。开始时活塞与汽缸顶部接触，气体的温度为2T0。现让气体的温度缓慢降低，当活塞与汽缸顶部的距离为汽缸高度的四分之一时，气体的温度为T0。已知汽缸的质量为M、横截面积为S，外界大气压强为p0，重力加速度为gA.当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为4B.当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为5C.开始时气体的压强为3D.开始时气压的压强为8如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等的U形管竖直放置，左管上端开口且足够长，右管上端封闭。左管和右管中水银柱高ℎ1=ℎ2=5 cm，两管中水银柱下表面距管底高均为H=21 cm，右管水银柱上表面离管顶的距离A.现往左管中再缓慢注入ℎ=25 cmB.现往左管中再缓慢注入ℎ=25 cmC.稳定时两管中水银柱下表面的高度差为20cmD.稳定时两管中水银柱下表面的高度差为15cm绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面，由刚性杆连接的横截面积相同的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦。两汽缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为V0、温度均为T0。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.5倍。设环境温度始终保持不变，下列说法正确的是（A.汽缸B中气体的体积VB.汽缸B中气体的体积VC.汽缸A中气体温度TD.汽缸A中气体温度T三、非选择题如图所示，足够长U形管竖直放置，左、右两侧分别用水银封有A、B两部分气体，气柱及液柱长度如图中标注所示。已知大气压强为p0=76 cmHg，L1=6 cm，（1）若从右侧缓慢抽出一部分水银，使下方液柱左右液面相平，则需要从右侧管中抽出多长的水银？（2）若仅缓慢加热A部分气体，使下方液柱左右液面相平，则此时A部分气体温度为多少？（结果保留整数）两个容积均为V的容器A和B分别装有一定质量的同种理想气体，两容器由一细管连接，细管横截面积为S，长度为L，其中有长度为管长三分之一的液柱。A和B中的气体温度分别为300K和350K时，液柱处于细管的正中间。求：（1）A和B两容器中的气体质量之比；（2）将A中气体温度升高50K，B中气体温度保持不变，求平衡时液柱向B移动的距离（液柱始终在细管内）。在物理学科文化节上，有一个创意实验比赛，小飞同学设计的参赛作品是将力传感器（固定）转换成温度传感器，如图所示。导热汽缸固定在水平面上，用质量为m、面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁之间无摩擦。一轻质杆一端固定在活塞上，另一端固定在力传感器上，传感器能够测量力的最大值为mg。已知大气压强为p0，重力加速度为g，参赛时的环境温度为T（1）小飞同学参赛时封闭气体的压强p1（2）小飞设计的该温度传感器能够测量温度的范围。某玩具公司正在设计一款气动软蛋枪，其原理如图所示，活塞横截面积S1=3 cm2，气枪上膛时，活塞向右运动L1=2.5 cm，压缩弹簧至指定位置后，被锁紧装置锁住（未画出），然后质量m=2 g的软胶子弹被推入横截面积S2=0.75 cm2（1）求击发装置击发后，活塞运动至汽缸底部的瞬间，被压缩在枪管内的气体压强。（2）枪口比动能是指子弹弹头离开枪口的瞬间所具有的动能除以枪口的横截面积。公安机关规定，当所发射弹丸的枪口比动能大于等于1.8焦耳/平方厘米时，一律认定为枪支，求证此公司设计的这款玩具气枪是否会被公安机关认定为枪支？两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同的汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K，两汽缸的横截面积均为S，容积均为V0，汽缸中各有一个绝热活塞，左侧活塞质量是右侧的1.5倍，开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方均充有气体（可视为理想气体），活塞下方气体压强为p0，左活塞在汽缸正中间，其上方为真空，右活塞上方气体体积为V04。现使汽缸底与一热源接触，热源温度恒为（1）开始时右活塞上方气体压强p′（2）接触恒温热源后且未打开K之前，左活塞上升的高度H；（3）打开阀门K后，重新达到平衡时左汽缸中活塞上方气体的体积Vx

一、单项选择题答案：A解析：设充气次数为n，以“羊角球”内原有气体和充入的气体为研究对象。初始状态：p1=1.4 atm，V1末状态：p=2.8 atm由玻意耳定律：p11.4答案：A解析：初始状态：T1=27末状态：T2由查理定律：p1答案：B解析：静止时：气体压强p1=1.1加速上升时：体积V2=0.8对活塞，由牛顿第二定律：p2(答案：A解析：初始状态：T1=300 K，温度降低到T2=270 对A中气体，等压变化（pA2=对B中气体，等容变化：pB答案：C解析：初始状态：p1=p末状态：外力F=200 N，体积V由玻意耳定律：p1对活塞平衡：p21.0答案：B解析：设初始气柱高度为ℎ，压强p1=p降温后：p1不变，高度ℎ−Δℎ取走砝码后，压强p2=p0+联立解得：ℎ=答案：C解析：初始状态：左管气体p1=76−6末状态：水银面等高，右管横截面积4S（内径2倍），左管水银下降x，右管上升x/4，末态：p2=76 由理想气体状态方程：p1答案：A解析：初始状态：p0V0，注水后水体积0.4等温变化，由玻意耳定律：p0二、多项选择题答案：AC解析：从汽缸顶部与活塞分离到活塞与汽缸顶部的距离为汽缸高度的四分之一，气体为等压降温过程，则有LST1＝34LST0，解得T1＝答案：AC解析：初始右管气体：p1=75注入25cm水银后，左管水银高30cm，设右管水银上升x，则p2=75等温变化：65×20=(两管水银下表面高度差：左管比右管高25+5-5-5=20cm，C正确。答案：AC解析：初始压强均为p0，加热后pA=1.5p对B中气体，等温变化：p0对A中气体：p0V0三、非选择题解：（1）初始状态：A气体：pA1=B气体：pB1=末态下方液面相平，设抽出水银长x，则pA2=pB等温变化：pA1V（2）加热A气体至液面相平，pA2=由理想气体状态方程：pA解：（1）初始时液柱在中间，A中气体：VA=V+L6S，T由pV=mM（2）A升温至350K，液柱右移d，则VA′=V+由pVATA=解：（1）传感器示数为零，活塞平衡：p1（2）温度最低时，传感器受力向左最大mg，pmin温度最高时，受