2025年高考物理复习分类训练：气体的等容变化（原卷）

专题58气体的等容变化

一、单选题

1.（2023•江苏•统考高考真题）如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态及该过程

中（）

A.气体分子的数密度增大

B.气体分子的平均动能增大

C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小

D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小

2.（2022.北京・高考真题）如图所示，一定质量的理想气体从状态。开始，沿图示路径先后到达状态b和以

下列说法正确的是（）

A.从“到6,气体温度保持不变B.从。到b,气体对外界做功

C.从b到c,气体内能减小D.从b到c,气体从外界吸热

3.（2020•北京.统考高考真题）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

8和C。有关48和C三个状态温度普、。和〃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

4.（2014.重庆.高考真题）重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程

中,若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（）

A.压强增大，内能减小

B.吸收热量，内能增大

C.压强减小，分子平均动能增大

D.对外做功，分子平均动能减小

二、多选题

5.（2022.全国.统考高考真题）一定量的理想气体从状态。变化到状态6,其过程如P-T图上从a到方的线

段所示。在此过程中（）

A.气体一直对外做功

B.气体的内能一直增加

C.气体一直从外界吸热

D.气体吸收的热量等于其对外做的功

E.气体吸收的热量等于其内能的增加量

6.（2021.海南.高考真题）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态6,再经过等

温过程到达状态C,直线叱过原点。则气体（）

C/

/八

»——\b

OT

A.在状态c的压强等于在状态a的压强

B.在状态6的压强小于在状态c的压强

C.在6fc的过程中内能保持不变

D.在a36的过程对外做功

7.（2016•全国•高考真题）一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状

态，其p-T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是（）

0

A.气体在a、c两状态的体积相等

B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功

D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功

E.在过程be中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功

8.（2014•全国•高考真题）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、be、ca回到原状态，其

图象如图所示，下列判断正确的是（）

A.过程ab中气体一定吸热

B.过程be中气体既不吸热也不放热

C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D.A、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小

E.b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同

三、解答题

9.（2023・海南•统考高考真题）某饮料瓶内密封一定质量理想气体，r=27℃时，压强p=1.050xl（）5pa。

（1）「=37℃时，气压是多大？

（2）保持温度不变，挤压气体，使之压强与（1）时相同时，气体体积为原来的多少倍?

10.(2023•浙江•高考真题)某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器

内用面积S=100cml质量加=1kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于

温度7；=300K、活塞与容器底的距离％=30cm的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上

升〃=女111恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态及活塞保持不动，气体被继续加热至温度4=363K

的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了AU=158J。取大气压为=0.99xl05pa,

求气体。

(1)在状态8的温度；

(2)在状态C的压强；

(3)由状态A到状态C过程中从外界吸收热量0。

11.(2021.重庆.高考真题)定高气球是种气象气球，充气完成后，其容积变化可以忽略。现有容积为匕的

某气罐装有温度为刀、压强为0的氮气，将该气罐与未充气的某定高气球连通充气。当充气完成后达到平

衡状态后，气罐和球内的温度均为(，压强均为切一左为常数。然后将气球密封并释放升空至某预定高度，

气球内气体视为理想气体，假设全过程无漏气。

(1)求密封时定高气球内气体的体积；

(2)若在该预定高度球内气体重新达到平衡状态时的温度为心，求此时气体的压强。

12.(2018・海南•高考真题)一储存氮气的容器被一绝热轻活塞分隔成两个气室A和B,活塞可无摩擦地滑

动。开始时用销钉固定活塞，A中气体体积为2.5xl0-4m3,温度为27℃,压强为6.0xlC)4Pa；B中气体体积

4

为4.0x10-41n3,温度为一17℃,压强为2.0xl0Pa„现将A中气体的温度降至-17℃,然后拔掉销钉，并保持A、

B中气体温度不变，求稳定后A和B中气体的压强。

13.(2021.江苏.高考真题)如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中，活塞的面积为S,与汽缸底

部相距L,汽缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为P。和务。现接通电热丝

加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离工后停止，活塞与汽缸间的滑动摩擦为了,最大静摩擦

力等于滑动摩擦力，整个过程中气体吸收的热量为。，求该过程中

(1)内能的增加量AU;

(2)最终温度T。

H—LL—X

电热丝

14.(2021•河北・高考真题)某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27℃时，压强为3.0xl()3pa。

(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LOxlO'pa。

15.(2021・湖南•高考真题)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，用质量叫=600g、截面积S=20cm2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吗=1200g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T=300K。设外界大气压强p°=LOxlO,Pa,重力加速度g=lOm/s?。

(1)当电子天平示数为400.0g时，环境温度与为多少？

(2)该装置可测量的最高环境温度1ax为多少？

轻杆

细绳4/空绳

'电子天平

16.(2020・海南•统考高考真题)如图，圆柱形导热汽缸长A)=60cm,缸内用活塞(质量和厚度均不计)密

闭了一定质量的理想气体，缸底装有一个触发器D,当缸内压强达到p=1.5xl()5pa时，。被触发，不计活

塞与缸壁的摩擦。初始时，活塞位于缸口处，环境温度%=27%：,压强AjuLOxloSpa。

(1)若环境温度不变，缓慢向下推活塞，求。刚好被触发时，到缸底的距离；

(2)若活塞固定在缸口位置，缓慢升高环境温度，求。刚好被触发时的环境温度。

17.(2017•全国•高考真题)如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门冷位于

细管的中部，A、B的顶部各有一阀门冷、K3,B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始

时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3,通过Ki给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气

压po的3倍后关闭Ki。已知室温为27℃,汽缸导热。

(1)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强；

⑵接着打开K3,求稳定时活塞的位置；

(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃,求此时活塞下方气体的压强。

18.(2019•全国•高考真题)热等静压设备广泛用于材料加工中.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，

改部其性能.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0.13n?,炉腔抽真空后，在室

温下用压缩机将10瓶僦气压入到炉腔中.已知每瓶氤气的容积为3.2xl(y2m3,使用前瓶中气体压强为1.5x107

Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0x106Pa；室温温度为27℃.氤气可视为理想气体.

(1)求压入氤气后炉腔中气体在室温下的压强；

(2)将压入氨气后的炉腔加热到1227°C,求此时炉腔中气体的压强.

19.(2015•全国•高考真题)如图，一固定的竖直汽缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活

塞，已知大活塞的质量为町=2.50kg,横截面积为H=80.0cm2,小活塞的质量为生=1.50kg,横截面积为

2

S2=40.0cm；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为/=40.0cm,汽缸外大气压强为p=1.00xl()5pa,温度

为T=303K.初始时大活塞与大圆筒底部相距j,两活塞间封闭气体的温度为Z=495K,现汽缸内气体温

度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g取lOm/s0求：

■

(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；

(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.

20.(2016・上海・统考高考真题)如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为上下两

部分A和B,上下两部分气体初始温度相等，且体积VA>VB.

A

B

(1)若A、B两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将如何移动?

某同学解答如下：

VV

设两部分气体压强不变，由女一烧?，,所以水银柱将向下移动.

A4

上述解答是否正确？若正确，请写出完整的解答；若不正确，请说明理由并给出正确的解答.

(2)在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定在新的平衡位置，A、B

两部分气体始末状态压强的变化量分别为APA和APB,分析并比较二者的大小关系.

21.(2015・重庆・高考真题)北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结，若刚吹出时肥皂泡

内气体温度为(，压强为化，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为72,整个过程中泡内气体视为理想气体，不

计体积和质量变化，大气压强为4,求冻结后肥皂膜内外气体的压强差。

22.(2015・山东.高考真题)扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象；如图，截面积为S的热杯

盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为3