2025年高考物理复习之小题狂练600题（解答题）：热学（10题）

第1页（共1页）2025年高考物理复习之小题狂练600题（解答题）：热学（10题）一．解答题（共10小题）1．（2024•龙岗区校级三模）如图为一个简易的环境温度报警器，一固定在水平地面上的汽缸，导热性能良好，缸内温度与环境温度可以认为相等，当轻绳拉力刚好为零时，蜂鸣器开始报警。汽缸内有一质量不计、横截面积，S＝10cm2的活塞封闭着一定质量理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着质量m＝1kg矩形重物。当缸内温度为T1＝300K时，活塞与缸底相距H＝10cm，与重物相距h＝2cm。大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度大小g＝10m/s2，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦。（1）当活塞刚好接触重物时，求缸内气体的温度T2；（2）报警器刚开始报警时，求环境温度T3。2．（2024•成都模拟）如图是一个简易温度计示意图，左边由固定的玻璃球形容器和内径均匀且标有刻度的竖直玻璃管组成，右边是上端开口的柱形玻璃容器，左右两边通过软管连接，用水银将一定质量的空气封闭在左边容器中。已知球形容器的容积为530cm3，左边玻璃管内部的横截面积为2cm2。当环境温度为0℃且左右液面平齐时，左管液面正好位于8.0cm刻度处。设大气压强保持不变。（1）当环境温度升高时，为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向上还是向下移动？（2）当液面位于30.0cm刻度处且左右液面又一次平齐时，对应的环境温度是多少摄氏度？3．（2024•江苏模拟）为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液。如图所示，某种药瓶的容积为5mL，瓶内装有3mL的药液，瓶内空气压强为9.0×104Pa，护士先把注射器内2mL、压强为1.0×105Pa的空气注入药瓶，然后抽出2mL的药液。若瓶内、外温度相同且保持不变，忽略针头体积，空气视为理想气体。求：（1）抽出药液后瓶内空气的压强；（2）注入的空气与瓶中原有空气质量之比。4．（2024•海安市校级模拟）一定质量的理想气体，从状态a开始，经历a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态，其p﹣V图像如图所示。图线ac的反向延长线过坐标原点O，图线ab平行于V轴，图线bc平行于p轴。已知a状态的气体温度为T0，求：（1）气体在状态c的温度Tc；（2）从a到b过程中气体对外做的功Wab。5．（2024•博望区校级模拟）如图，粗细均匀的L形导热细玻璃管固定在竖直面内，竖直部分AB顶端封闭，长为55cm，通过水银柱在管内封闭一段长为30cm的理想气体，水平部分BC左端开口，管内的水银柱总长为30cm，水银柱左侧面到C端的距离为20cm，已知大气压强为75cmHg，环境温度为300K。（1）若温度缓慢升高，发现水银柱左侧面向左移动的距离为10cm，求此时环境温度；（2）若保持（1）中环境温度不变，将玻璃管C端用活塞封闭，并缓慢向右推动活塞，当AB中水银柱回到初始高度时，求此时竖直管内气体的压强。6．（2024•浙江二模）自行车在生活中是一种普及程度很高的交通工具。自行车轮胎气压过低不仅费力而且又很容易损坏内胎，轮胎气压过高会使轮胎的缓冲性能下降或发生爆胎，因此保持合适的轮胎气压对延长轮胎使用寿命和提升骑行感受至关重要。已知某款自行车轮胎容积为V＝1.8L且保持不变，在环境温度为27℃条件下，胎内气体压强为p1＝1.5×105Pa，外界大气压强为p0＝1.0×105Pa。（1）若该车长时间骑行在温度较高的公路上使胎内气体的温度上升到37℃，问此时车内气体的压强；（2）若车胎的气门芯会缓慢漏气，长时间放置后胎内压强变为p0＝1.0×105Pa，忽略气体温度与车胎容积的变化，问胎内泄漏出的气体质量占原来胎内气体质量的比例；（3）若自行车说明书规定的轮胎标准气压在室温27℃下为p＝2.1×105Pa，为使车胎内气压达标，某同学用打气筒给自行车打气。设每打一次可打入压强为p0＝1.0×105Pa温度为27℃的空气90cm2。请通过计算判断打气10次后车胎压强是否达到说明书规定的标准胎压。假设打气过程气体的温度保持不变，车胎因膨胀而增大的体积可以忽略不计。7．（2024•内江模拟）如图，是常用的一种便携式喷雾器的原理图，其储液罐总容积为V。现装入0.8V的药液后并盖好注液口密封盖，然后，通过打气筒向罐中打气，每次均能把120V的外界空气打进罐中，设打气过程中气体的温度没有变化，忽略排液管中的液体体积及罐中排液管液柱产生的压强，已知外界大气压强为p（1）不喷药液时，要使储液罐中的气体压强达到4p0，则打气筒打气的次数是多少？（2）打气后打开开关就能够连续的把罐中药液喷完，至少需要打气多少次？8．（2024•麦积区二模）某实验小组受酒店烟雾报警器原理启发，设计了如图所示的温度报警装置，在竖直放置的圆柱形容器内用面积S＝5cm2、质量m＝0.5kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，整个装置倒贴在水平天花板上，开始时房间的热力学温度T0＝300K，活塞与容器顶部的距离l0＝20cm，在活塞下方d＝4cm处有一压力传感器制成的卡口，环境温度缓慢升高时容器内气体温度也随之升高，当传感器受到的压力大于5N时，就会启动报警装置。已知大气压强恒为p0=1.0×105Pa，取重力加速度大小（1）封闭气体开始的压强p；（2）触发报警装置的热力学温度T。9．（2024•涪城区校级模拟）如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，右侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连，初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往左侧活塞上表面缓慢添加质量为m的沙子，直至左侧活塞下降12H。已知大气压强为p0，重力加速度大小为g，沙子的质量（1）最终右侧活塞上升的距离h；（2）弹簧的劲度系数k．10．（2024•江苏）某科研实验站有一个密闭容器，容器内有温度为300K，压强为105Pa的气体，容器内有一个面积0.06平方米的观测台，现将这个容器移动到月球，容器内的温度变成240K，整个过程可认为气体的体积不变，月球表面为真空状态。求：（1）气体现在的压强；（2）观测台对气体的压力大小。

2025年高考物理复习之小题狂练600题（解答题）：热学（10题）参考答案与试题解析一．解答题（共10小题）1．（2024•龙岗区校级三模）如图为一个简易的环境温度报警器，一固定在水平地面上的汽缸，导热性能良好，缸内温度与环境温度可以认为相等，当轻绳拉力刚好为零时，蜂鸣器开始报警。汽缸内有一质量不计、横截面积，S＝10cm2的活塞封闭着一定质量理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着质量m＝1kg矩形重物。当缸内温度为T1＝300K时，活塞与缸底相距H＝10cm，与重物相距h＝2cm。大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度大小g＝10m/s2，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦。（1）当活塞刚好接触重物时，求缸内气体的温度T2；（2）报警器刚开始报警时，求环境温度T3。【考点】气体的等压变化与盖﹣吕萨克定律的应用；气体压强的计算．【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理能力．【答案】（1）当活塞刚好接触重物时，求缸内气体的温度T2为360K；（2）报警器刚开始报警时，求环境温度T3为396K。【分析】（1）缸内气体发生等压变化，根据盖一吕萨克定律列式得出缸内气体的温度；（2）根据对活塞的受力分析，结合查理定律列式得出环境温度T3。【解答】解：（1）从开始到活塞刚接触重物，气体经历等压变化，则：HST代入数据可得：T2＝360K（2）绳子拉力刚好为零时，对活塞受力分析，由平衡条件有：p1S＝p0S+mg活塞从接触重物开始到报警的过程，气体经历等容变化，有：P代入数据可得：T3＝396K答：（1）当活塞刚好接触重物时，求缸内气体的温度T2为360K；（2）报警器刚开始报警时，求环境温度T3为396K。【点评】本题考查气体定律的综合运用，解题关键是要分析好压强p、体积V、温度T三个参量的变化情况，明确变化过程，选择合适的规律解决。2．（2024•成都模拟）如图是一个简易温度计示意图，左边由固定的玻璃球形容器和内径均匀且标有刻度的竖直玻璃管组成，右边是上端开口的柱形玻璃容器，左右两边通过软管连接，用水银将一定质量的空气封闭在左边容器中。已知球形容器的容积为530cm3，左边玻璃管内部的横截面积为2cm2。当环境温度为0℃且左右液面平齐时，左管液面正好位于8.0cm刻度处。设大气压强保持不变。（1）当环境温度升高时，为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向上还是向下移动？（2）当液面位于30.0cm刻度处且左右液面又一次平齐时，对应的环境温度是多少摄氏度？【考点】气体的等压变化与盖﹣吕萨克定律的应用．【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；分析综合能力．【答案】（1）当环境温度升高时，为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向下移动；（2）当液面位于30.0cm刻度处且左右液面又一次平齐时，对应的环境温度是22摄氏度。【分析】（1）由于左侧受热气体体积变大，为了使液面平齐，所以右侧要向下移动；（2）根据盖吕萨克定律可求出温度的大小。【解答】解：（1）当环境温度升高时，假设右边容器不动，则由于左侧气体体积变大，则右侧管中液面将高于左侧管中液面，则为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向下移动；（2）开始时左侧气体体积V1温度T1＝273K当液面位于30.0cm刻度处使气体的体积V2气体进行等压变化，则根据盖吕萨克定律可得V1解得T2＝295K，则t2＝22℃答：（1）当环境温度升高时，为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向下移动；（2）当液面位于30.0cm刻度处且左右液面又一次平齐时，对应的环境温度是22摄氏度。【点评】学生在解答本题时，应注意对热力学温标和摄氏度的换算，以及理想气体状态方程的应用。3．（2024•江苏模拟）为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液。如图所示，某种药瓶的容积为5mL，瓶内装有3mL的药液，瓶内空气压强为9.0×104Pa，护士先把注射器内2mL、压强为1.0×105Pa的空气注入药瓶，然后抽出2mL的药液。若瓶内、外温度相同且保持不变，忽略针头体积，空气视为理想气体。求：（1）抽出药液后瓶内空气的压强；（2）注入的空气与瓶中原有空气质量之比。【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用．【专题】定量思想；控制变量法；理想气体状态方程专题；推理能力．【答案】（1）抽出药液后瓶内空气的压强为9.5×104Pa；（2）注入的空气与瓶中原有空气质量之比为109【分析】（1）以瓶内气体为研究对象，可判断出瓶内气体体积不变，瓶内气体做等容变化。由查理定律列方程可求。（2）将待注入的空气变化为压强等于瓶中原有空气压强的状态，而后根据质量比等于体积比可求。【解答】解：（1）由玻意耳定律得p注V注+p原V原＝pV其中V＝（5﹣3+2）mL＝4mL解得p＝9.5×104Pa（2）注入的空气与瓶中原有空气质量之比为m注解得m注答：（1）抽出药液后瓶内空气的压强为9.5×104Pa；（2）注入的空气与瓶中原有空气质量之比为109【点评】本题主要考查气体实验定律（或理想气体状态方程），关键要选好研究对象、理清气体各状态下的参量，注意气体方程两边质量相等。4．（2024•海安市校级模拟）一定质量的理想气体，从状态a开始，经历a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态，其p﹣V图像如图所示。图线ac的反向延长线过坐标原点O，图线ab平行于V轴，图线bc平行于p轴。已知a状态的气体温度为T0，求：（1）气体在状态c的温度Tc；（2）从a到b过程中气体对外做的功Wab。【考点】理想气体多种状态变化并存的图像问题；理想气体及理想气体的状态方程．【专题】计算题；信息给予题；定量思想；方程法；气体的状态参量和实验定律专题；理解能力．【答案】（1）气体在状态c的温度4T0；（2）从a到b过程中气体对外做的功p0V0。【分析】（1）根据理想气体状态方程求解状态c的温度；（2）根据W＝p•ΔV求解气体对外做功。【解答】解：（1）根据理想气体状态方程有p解得Tc＝4T0（2）从a到b为等压变化过程，根据W＝p•ΔV可知，气体对外做的功为图线与横轴围成的面积因此有Wab＝p0（2V0﹣V0）解得Wab＝p0V0答：（1）气体在状态c的温度4T0；（2）从a到b过程中气体对外做的功p0V0。【点评】本题主要考查了理想气体的状态方程和气体对外做功的求解，知道气体对外做的功等于p﹣V图像中图线与横轴围成的面积。5．（2024•博望区校级模拟）如图，粗细均匀的L形导热细玻璃管固定在竖直面内，竖直部分AB顶端封闭，长为55cm，通过水银柱在管内封闭一段长为30cm的理想气体，水平部分BC左端开口，管内的水银柱总长为30cm，水银柱左侧面到C端的距离为20cm，已知大气压强为75cmHg，环境温度为300K。（1）若温度缓慢升高，发现水银柱左侧面向左移动的距离为10cm，求此时环境温度；（2）若保持（1）中环境温度不变，将玻璃管C端用活塞封闭，并缓慢向右推动活塞，当AB中水银柱回到初始高度时，求此时竖直管内气体的压强。【考点】理想气体及理想气体的状态方程；气体压强的计算；气体的等容变化与查理定律的应用．【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；推理能力．【答案】（1）此时环境温度为480K；（2）此时竖直管内气体的压强为80cmHg。【分析】（1）以封闭气体为研究对象，根据理想气体状态方程列式求解；（2）根据查理定律分析解答。【解答】解：（2）初始时刻气柱A的压强为p1＝p0﹣25cmHg＝75cmHg﹣25cmHg＝50cmHg，V1＝30S，T1＝300K水银柱左侧面向左移动的距离为10cm，此时有p2＝p0﹣15cmHg＝75cmHg﹣15cmHg＝60cmHg，V1＝40S根据理想气体状态方程有p解得T2＝480K（2）根据查理定律有p1解得p3＝80cmHg答：（1）此时环境温度为480K；（2）此时竖直管内气体的压强为80cmHg。【点评】本题考查气体状态方程，关键是分析出初末状态参量，判断气体做何种变化，然后选择合适的气体实验定律列式求解。6．（2024•浙江二模）自行车在生活中是一种普及程度很高的交通工具。自行车轮胎气压过低不仅费力而且又很容易损坏内胎，轮胎气压过高会使轮胎的缓冲性能下降或发生爆胎，因此保持合适的轮胎气压对延长轮胎使用寿命和提升骑行感受至关重要。已知某款自行车轮胎容积为V＝1.8L且保持不变，在环境温度为27℃条件下，胎内气体压强为p1＝1.5×105Pa，外界大气压强为p0＝1.0×105Pa。（1）若该车长时间骑行在温度较高的公路上使胎内气体的温度上升到37℃，问此时车内气体的压强；（2）若车胎的气门芯会缓慢漏气，长时间放置后胎内压强变为p0＝1.0×105Pa，忽略气体温度与车胎容积的变化，问胎内泄漏出的气体质量占原来胎内气体质量的比例；（3）若自行车说明书规定的轮胎标准气压在室温27℃下为p＝2.1×105Pa，为使车胎内气压达标，某同学用打气筒给自行车打气。设每打一次可打入压强为p0＝1.0×105Pa温度为27℃的空气90cm2。请通过计算判断打气10次后车胎压强是否达到说明书规定的标准胎压。假设打气过程气体的温度保持不变，车胎因膨胀而增大的体积可以忽略不计。【考点】气体的等容变化与查理定律的应用；气体的等温变化与玻意耳定律的应用．【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；分析综合能力．【答案】（1）时车内气体的压强为1.55×105Pa；（2）胎内泄漏出的气体质量占原来胎内气体质量的比例为13（3）未达标准气压，详见解析。【分析】（1）把打入的气体和轮胎内的气体作为整体，根据查理定理求得升温后的压强；（2）找出轮胎内的气体的初末状态参量，根据玻意耳定律定理列式，求出末状态气体在一标准气压下的气体，从而得到泄漏气体的质量与原质量之比；（3）用假设法根据玻意耳定律定理求出打气10次后胎内的压强是否达标。【解答】解：（1）气体做等容变化，由：p变形后得：p（2）设原胎内气体做等温膨胀，由玻意耳定律可列：p1V＝p0V2代入数据得到：V故泄漏质量占比为：Δm即有三分之一的气体泄漏。（3）设原胎内气体做等温膨胀后压强变为p0时体积变为V3，得：p1V＝p0V3再将胎内气体和打气筒打入的气体看作整体一起做等温压缩，由玻意耳定律：p0（1.5V+10ΔV）＝p'V其中每次打气：ΔV＝90cm3联立解得：p'＝2.0×105Pa＜p，故胎内气体未达标准气压。答：（1）时车内气体的压强为1.55×105Pa；（2）胎内泄漏出的气体质量占原来胎内气体质量的比例为13（3）未达标准气压，详见解析。【点评】本题主要考查了关于轮胎中的查理定理和玻意耳定律的应用，关键是找出初末状态参量，把变质量问题转化为恒质量问题即可。7．（2024•内江模拟）如图，是常用的一种便携式喷雾器的原理图，其储液罐总容积为V。现装入0.8V的药液后并盖好注液口密封盖，然后，通过打气筒向罐中打气，每次均能把120V的外界空气打进罐中，设打气过程中气体的温度没有变化，忽略排液管中的液体体积及罐中排液管液柱产生的压强，已知外界大气压强为p（1）不喷药液时，要使储液罐中的气体压强达到4p0，则打气筒打气的次数是多少？（2）打气后打开开关就能够连续的把罐中药液喷完，至少需要打气多少次？【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用．【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；分析综合能力．【答案】（1）不喷药液时，要使储液罐中的气体压强达到4p0，则打气筒打气的次数是12次；（2）打气后打开开关就能够连续的把罐中药液喷完，至少需要打气16次。【分析】（1）把打入的气体和原有的气体作为整体，找出初末状态参量，根据玻意耳定律求得；（2）打开开关就能够连续的把罐中药液喷完，把打入的气体和原有的气体作为整体，找出初未状态参量，根据玻意耳定律求得。【解答】解：（1）设打气次数为N，对压强为4p0的罐中气体，初态p1＝p0V1＝0.2V+N×1末态p2＝4p0V2＝0.2V由于等温变化，有p1V1＝p2V2解得N＝12（次）（2）设能够一次连续喷完药液需要打气次数为N′，对罐中气体，初态p1＝p0V1＝0.2V+N'×1末态p3＝p0V3＝V由于等温变化，有p1V1＝p3V3解得N′＝16（次）‍答：（1）不喷药液时，要使储液罐中的气体压强达到4p0，则打气筒打气的次数是12次；（2）打气后打开开关就能够连续的把罐中药液喷完，至少需要打气16次。【点评】本题考查了求打气的次数、求剩余药液的体积，本题是所谓的变质量问题，有一定的难度本题解题的关键，也是本题的难点是：巧妙地选择研究对象，把变质量问题变为不变质量问题进行研究，选择研究对象后，应用玻意耳定律即可正确解题。8．（2024•麦积区二模）某实验小组受酒店烟雾报警器原理启发，设计了如图所示的温度报警装置，在竖直放置的圆柱形容器内用面积S＝5cm2、质量m＝0.5kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，整个装置倒贴在水平天花板上，开始时房间的热力学温度T0＝300K，活塞与容器顶部的距离l0＝20cm，在活塞下方d＝4cm处有一压力传感器制成的卡口，环境温度缓慢升高时容器内气体温度也随之升高，当传感器受到的压力大于5N时，就会启动报警装置。已知大气压强恒为p0=1.0×105Pa，取重力加速度大小（1）封闭气体开始的压强p；（2）触发报警装置的热力学温度T。【考点】理想气体及理想气体的状态方程；气体压强的计算．【专题】定量思想；推理法；理想气体状态方程专题；分析综合能力．【答案】（1）封闭气体开始的压强p为9.0×104Pa；（2）触发报警装置的热力学温度T为400K。【分析】（1）根据对活塞应用平衡方程列式求解；（2）根据理想气体状态方程列式求解。【解答】解：（1）根据平衡关系可知pS+mg＝p0S代入数据解得：p＝9.0×104Pa；（2）当传感器受到的压力大于5N时，就会启动报警装置，即可知容器内压强等于外界大气压强对容器内气体根据理想气体状态方程可得p代入数据解得T＝400K答：（1）封闭气体开始的压强p为9.0×104Pa；（2）触发报警装置的热力学温度T为400K。【点评】解答该题的关键是掌握对活塞应用平衡方程以及理想气体状态方程等的应用，题目难度适中。9．（2024•涪城区校级模拟）如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，右侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连，初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往左侧活塞上表面缓慢添加质量为m的沙子，直至左侧活塞下降12H。已知大气压强为p0，重力加速度大小为g，沙子的质量（1）最终右侧活塞上升的距离h；（2）弹簧的劲度系数k．【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；气体压强的计算．【专题】计算题；学科综合题；定量思想；气体的状态参量和实验定律专题；分析综合能力．【答案】（1）最终右侧活塞上升的距离h为H8；（2）弹簧的劲度系数k为16【分析】（1）初始时，两汽缸内封闭气体的压强均等于大气压强p0。末态时，对左侧活塞受力分析，根据平衡条件求出封闭气体的压强，结合玻意耳定律和几何关系求解最终右侧活塞上升的距离h；（2）对右侧活塞进行受力分析，结合胡克定律得出弹簧的劲度系数k。【解答】解：（1）初始时，左右两汽缸内封闭气体的压强为p1＝p0初态的体积为V1＝3SH设末态压强为p2，对左侧活塞受力分析，由平衡条件得mg+p0S＝p2S解得：p末态体积为V2，左侧气体高度为H2，右侧气体的高度为hV2=H2S+2S（根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2解得：h=（2）对右侧活塞进行受力分析，由平衡条件有p02S+k•H8=p2解得：k=答：（1）最终右侧活塞上升的距离h为H8（2）弹簧的劲度系数k为16p【点评】本题考查玻意耳定律与力学知识的综合运用，关键要根据平衡条件求出气体的压强，分析好初末状态气体的体积。10．（2024•江苏）某科研实验站有一个密闭容器，容器内有温度为300K，压强为105Pa的气体，容器内有一个面积0.06平方米的观测台，现将这个容器移动到月球，容器内的温度变成240K，整个过程可认为气体的体积不变，月球表面为真空状态。求：（1）气体现在的压强；（2）观测台对气体的压力大小。【考点】气体的等容变化与查理定律的应用；气体压强的计算．【专题】定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；推理能力．【答案】（1）气体现在的压强为8×104Pa；（2）观测台对气体的压力为4800N。【分析】（1）确定容器内气体的初末状态参量，整个过程气体的体积不变，根据查理定律解答。（2）根据压强的定义求得气体对观测台压力，根据牛顿第三定律求得观测台对气体的压力。【解答】解：（1）由题已知：容器内气体的初始温度为T1＝300K，压强为p1＝105Pa的气体，末态温度为T2＝240K。设末态压强为p2。整个过程气体的体积不变，根据查理定律得：p1解得：p2＝8×104Pa（2）气体对观测台压力为F＝p2S＝8×104×0.06N＝4800N根据牛顿第三定律可知观测台对气体的压力与气体对观测台压力等大反向，即观测台对气体的压力为4800N。答：（1）气体现在的压强为8×104Pa；（2）观测台对气体的压力为4800N。【点评】本题考查了气体实验定律的应用，基础题目。先确定研究对象的初末状态参量，再选择相应的气体实验定律解答。

考点卡片1．气体压强的计算【知识点的认识】1．气体压强的特点（1）气体自重产生的压强一般很小，可以忽略。但大气压强P0却是一个较大的数值（大气层重力产生），不能忽略。（2）密闭气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律，即外加压强由气体按照原来的大小向各个方向传递。2．封闭气体压强的计算（1）理论依据①液体压强的计算公式p＝ρgh。②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为p＝p0+ρgh③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体）④连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。（2）计算的方法步骤（液体密封气体）①选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象②分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两面侧的压强平衡方程③解方程，求得气体压强【命题方向】有一段12cm长汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体．若管口向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上（如图所示），在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为p0＝76cmHg）为（）A、76cmHgB、82cmHgC、88cmHgD、70cmHg分析：先以玻璃管与水银柱整体为研究对象然后以玻璃管中的水银柱为研究对象进行受力分析结合牛顿第二定律求出封闭气体对水银柱的压力大小，然后根据压强的公式计算压强．解答：以玻璃管与水银柱整体为研究对象，有：Mgsin30°＝Ma，得a=12水银柱相对玻璃管静止，则二者加速度相等，以水银柱为研究对象有：mgsin30°+p0s﹣ps＝ma②将①代入②得：p＝p0＝76cmHg故选：A。点评：本题考查了封闭气体压强的计算，正确选取研究对象是关键．【解题思路点拨】计算封闭气体的压强的一般步骤如下：1.选定研究对象，对其进行受力分析；2.列平衡方程或牛顿第二定律；3.求解压强。2．气体的等温变化与玻意耳定律的应用【知识点的认识】玻意耳定律（等温变化）：①内容：一定质量的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积的乘积保持不变．②数学表达式：pV＝C（常量）或p1V1＝p2V2．③适用条件：a．气体质量不变、温度不变；b．气体温度不太低（与室温相比）、压强不太大（与大气压相比）．④p﹣V图象﹣﹣等温线：一定质量的某种气体在p﹣V图上的等温线是双曲线的一支，如图A所示，从状态M经过等温变化到状态N，矩形的面积相等，在图B中温度T1＜T2．⑤p-1V图象：由pV＝CT，可得p＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高，且直线的延长线过原点，如图C所示，可知T1＜【命题方向】如图所示，一根足够长的粗细均匀的玻璃管竖直放置，用一段长为19cm的水银柱封闭一段长10cm的空气柱，已知大气压强为105Pa（相当于76cmHg），气体的温度为27℃，玻璃管的横截面积为2×10﹣4m2，求：（1）求初态时封闭气体压强；（2）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，求封闭空气柱的长度．分析：（1）根据液体内部压强的公式即可求出；（2）气体做等温变化，由玻意耳定律列方程求解末态气柱长度。解答：（1）初态时封闭气体压强：p1＝p0+ρgh＝76cmHg+10cmHg＝95cmHg（2）初态时封闭气体的体积：V1＝l1S末态时封闭气体的体积：V2＝l2S气体做等温变化，由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2末态气柱长度：l2＝12.5cm答：（1）初态时封闭气体压强为95cmHg；（2）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，封闭空气柱的长度为12.5cm．点评：（1）初态时封闭气体压强为95cmHg；（2）若将玻璃管缓慢转至水平位置，整个过程温度保持不变，封闭空气柱的长度为12.5cm．【解题思路点拨】应用玻意耳定律求解时，要明确研究对象，确认温度不变，根据题目的已知条件和求解的问题，分别找出初、末状态的参量，其中正确确定压强是解题的关键。3．气体的等压变化与盖-吕萨克定律的应用【知识点的认识】1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程。2.盖—吕萨克定律（1）文字表述：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。（2）②表达式：V＝CT（其中C是常量），或V13.图像表达4.适用条件：气体的质量一定，压强不变且不太大（等于或小于几个大气压），温度不太低（不低于零下几十摄氏度）。5.在摄氏温标下，盖—吕萨克定律的表述一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增大（或减小）的体积等于它在0℃时体积的1273数学表达式为Vt-V0t=V0273或6.推论；一定质量的气体，从初状态（V、T）开始，发生等压变化，其体积变化ΔV和温度的变化ΔT间的关系为ΔVΔT=V【命题方向】如图所示，汽缸A中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑的且不漏气，B上放一重物C，B与C的总重力为G，大气压为p0．当汽缸内气体温度是20℃时，活塞与汽缸底部距离为h1；当汽缸内气体温度是100℃时活塞与汽缸底部的距离是多少？分析：气缸内的发生等压变化，列出初末状态的状态参量，根据盖﹣吕萨克定律列式求解；注意公式的T为热力学温度。解答：汽缸内气体温度发生变化时，汽缸内气体的压强保持不变，大小为p＝p0+GS，其中以汽缸内气体为研究对象，初状态温度T1＝（273+20）K，体积V1＝h1S；末状态温度T2＝（273+100）K＝373K。由盖﹣吕萨克定律可得V求得V2=T2T1V1变化后活塞与汽缸底部的距离h2=V2S=373293答：当汽缸内气体温度是100℃时活塞与汽缸底部的距离是1.3h1。点评：本题考查气体实验定律的应用，关键是列出初末状态的状态参量，选择合适的实验定律，注意温度要化成热力学温度。【解题思路点拨】应用盖﹣吕萨克定律解题的一般步骤（1）确定研究对象，即某被封闭气体。（2）分析气体状态变化过程，明确初、末状态，确在气体状态变化过程中气体的质量和压强保持不变。（3）分别找出初、末两个状态的温度和体积。（4）根据盖―吕萨克定律列方程求解。（5）分析所求结果是否合理。4．气体的等容变化与查理定律的应用【知识点的认识】1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。2.查理定律：（1）文字表述：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。（2）表达式：p＝CT（其中C为常量）或p1（3）图像表示：（4）适用条件：气体质量不变，气体的体积不变。3.对查理定律的理解（1）查理定律是实验定律，是由法国科学家查理通过实验发现的。（2）适用条件：气体质量一定，体积不变，压强不太大（等于或小于几个大气压），温度不太低（不低于零下几十摄氏度）。（3）一定质量的某种气体在体积不变的情况下，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的。【命题方向】一种特殊的气体温度计由两个装有理想气体的导热容器组装而成，测量时将两个导热容器分别放入甲、乙两个水槽中，如图所示，连接管内装有水银，当两个水槽的温度都为0℃（273K）时，没有压强差；当水槽乙处于0℃而水槽甲处于50℃时，压强差为60mmHg。导热容器的体积恒定且远大于连接管的体积。求：（1）两个水槽的温度都为0℃（273K）时，导热容器内气体的压强多大；（2）当水槽乙处于0℃而水槽甲处于未知的待测温度（高于0℃）时，压强差为72mmHg，此未知待测温度是多少。分析：（1）乙容器内的气体做等容变化，找出初末状态参量，根据查理定律求得压强；（2）乙容器内的气体做等容变化，根据查理定律求得未知温度。解答：（1）设0℃时，甲中气体的压强为p0，T0＝273K；气体温度为50℃即T1＝（273+50）K＝323K时，气体的压强p1＝p0+60mmHg气体做等容变化，有p解得p0＝327.6mmHg（2）设未知温度为T2，p2＝p0+72mmHg有p解得T2＝333K答：（1）两个水槽的温度都为0℃（273K）时，导热容器内气体的压强327.6mmHg；（2）当水槽乙处于0℃而水槽甲处于未知的待测温度（高于0℃）时，压强差为72mmHg，此未知待测温度是333K。点评：本题主要考查了查理定律，关是找出初末状态参量，明确所研究的气体即可，解题时要注意温度单位的换算。【解题思路点拨】1.查理定律及其推论由查理定律p1T1=p2.应用查理定律解题的一般步骤（1）确定研究对象，即被封闭的气体。（2）分析气体状态变化时是否符合查理定律的适用条件：质量一定，体积不变。（3）确定初、末两个状态的温度、压强。（4）根据查理定律列式求解5．理想气体及理想气体的状态方程【知识点的认识】理想气体的状态方程（1）理想气体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，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。（2）理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程：p1V1气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例。【命题方向】题型一：气体实验定律和理想气体状态方程的应用如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K．两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞（质量不同，厚度可忽略）。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为理想气体），压强分别为p0和p03；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V04．现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K（i）恒温热源的温度T；（ii）重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx。分析：（i）两活塞下方封闭的气体等压变化，利用盖吕萨克定律列式求解；（ii）分别以两部分封闭气体，利用玻意耳定律列式求解。解：（i）与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖吕•萨克定律得：TT0解得T=75（ii）由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大。打开K后，右活塞必须升至气缸顶才能满足力学平衡条件。气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设在活塞上方气体压强为p，由玻意耳定律得PVx对下方气体由玻意耳定律得：(P+P0联立③④式得6解得VVX答：（i）恒温热源的温度T=7（ii）重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积V点评：本题涉及两部分气体状态变化问题，除了隔离研究两部分之外，关键是把握它们之间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系。题型二：理想气体状态方程与热力学第一定律的综合问题密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大。从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的平均动能增大了。该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图所示，则T1小于T2（选填“大于”或“小于”）。分析：温度是分子平均动能的标志，温度升高平均动能增大，体积不变时，气体的内能由平均动能决定。解：密闭在钢瓶中的理想气体体积不变，温度升高时分子平均动能增大压强增大。温度升高时，速率大的分子所占比重较大T1＜T2。答案为：平均动能，小于点评：本题考查了温度是分子平均动能的标志，温度升高平均动能增大。【解题方法点拨】1（对应题型一）。运用气体实验定律和理想气体状态方程解题的一般步骤：（1）明确