專題強化一：圖像問題和理想氣體模型技巧歸納考點一：理想氣體的圖像問題名稱圖像特點其他圖像等溫線p－VpV＝CT(C為常量)，即pV之積越大的等溫線對應的溫度越高，離原點越遠p－eq\f(1,V)p＝eq\f(CT,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，對應的溫度越高等容線p－Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，對應的體積越小等壓線V－TV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，對應的壓強越小考點二、變質量問題分析氣體的變質量問題時，可以通過巧妙選擇合適的研究對象，將變質量轉化為定質量問題，然后用氣體實驗定律或理想氣體狀態(tài)方程求解．(1)打氣問題向球、輪胎中充氣是一個典型的氣體變質量的問題．只要選擇球、輪胎內原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象，就可以把充氣過程中的氣體質量變化的問題轉化為定質量氣體的狀態(tài)變化問題．(2)抽氣問題從容器內抽氣的過程中，容器內的氣體質量不斷減小，這屬于變質量問題．分析時，將每次抽氣過程．題型歸納題型一：理想氣體的圖像物體1．（2023·高二）如圖所示為一定質量的理想氣體的壓強隨體積變化的圖像，其中AB段為雙曲線，則下列說法正確的是（）A．過程①中氣體分子的平均動能不變B．過程②中單位時間內氣體分子對容器壁的碰撞次數(shù)增多C．過程②中氣體分子的平均動能減小D．過程③中單位時間內氣體分子對容器壁的碰撞次數(shù)增多2．（2021春·江蘇南京·高二南京外國語學校校考期中）一定量的理想氣體的狀態(tài)經歷了如圖所示的、、、四個過程．其中的延長線通過原點，垂直于且與軸平行，和平行．則氣體在（??）A．過程中體積不斷減小 B．過程中體積保持不變C．過程中內能保持不變 D．過程中內能不斷減少3．（2022春·北京·高二期末）如圖所示是一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經過狀態(tài)b變?yōu)闋顟B(tài)c的圖像。下列說法正確的是（）A．a→b過程中，氣體溫度不變，體積減小B．a→b過程中，氣體壓強不變，體積增大C．b→c過程中，氣體壓強不變，溫度降低D．b→c過程中，氣體溫度降低，體積增大題型二：打氣抽氣問題4．（2023·山東濟南·統(tǒng)考一模）如圖所示，為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液。某種藥瓶的容積為，瓶內裝有的藥液，瓶內空氣壓強為，護士先把注射器內壓強為的空氣注入藥瓶，然后抽出的藥液。若瓶內外溫度相同且保持不變，忽略針頭體積，氣體視為理想氣體。求：（1）注入的空氣與瓶中原有空氣質量之比；（2）抽出藥液后瓶內氣體壓強。5．（2023春·河南三門峽·高二靈寶市第一高級中學校考階段練習）新冠疫情期間，為了防止疫情的傳播，我們經常會看到防疫人員身背噴霧器，在公共場所噴灑藥液進行消毒的工作。如圖所示是常用的一種便攜式噴霧器，已知其儲液罐的總容積為V，現(xiàn)裝入0.8V的藥液后并蓋好注液口密封蓋，然后通過打氣筒向罐中打氣，每次均能把的外界的空氣打進罐中，設打氣過程中氣體溫度沒有變化，忽略排液管中的液體體積及罐中排液管液柱產生的壓強，已知外界大氣壓強為p0，密封氣體可當視為理想氣體。試求：（1）不噴藥液時，要使儲液罐中的氣體壓強達到3p0，求打入的氣體與儲液罐中原有氣體的質量之比；（2）要使多次打氣后，打開開關就能夠連續(xù)的把罐中藥液噴完，那么需要打氣至少多少次。6．（2023·遼寧·校聯(lián)考模擬預測）用氣泵向一導熱容器內充氣，氣泵每次工作時吸入體積120L、壓強1atm的氣體，然后向容器內充氣，氣泵總共工作20次。前10次時均有7.5%的氣體未充入，后10次工作時，由于容器內部壓強增大，均有12.5%的氣體未充入。已知容器的容積為2400L，原來容器內氣體壓強為0.9atm。假設充氣過程中環(huán)境溫度不變。（1）求充氣結束后容器內氣體的壓強；（2）充氣結束后將環(huán)境的溫度從7℃升高到42℃，不考慮容器容積的變化，若容器能承受的最大壓強為2atm，試分析此過程是否安全。題型三：U形管問題7．（2023屆江西省高三下學期3月聯(lián)考理綜物理試題）如圖所示，一根粗細均勻的“U”形細玻璃管豎直放置，左端足夠長、開口，右端封閉且導熱良好。管內有一段水銀柱，右管封閉了一段空氣柱（視為理想氣體）。當環(huán)境的熱力學溫度時，左、右兩液面的高度差為h，右管空氣柱的長度為5h，大氣壓強恒為8hHg。（1）若逐漸降低環(huán)境溫度，求左、右兩液面相平時環(huán)境的熱力學溫度；（2）若不是降低環(huán)境溫度（環(huán)境溫度保持不變），往左管緩慢加入水銀，直至右液面升高0.5h，求該過程中往左管加入的水銀柱的長度H。8．（2023·全國·模擬預測）如圖所示，左管口封閉、粗細均勻的U形玻璃管豎直放置，管內兩段水銀柱封閉有長度均為10cm的兩段氣柱，水銀柱A的長度為5cm，水銀柱B在左管中的液面比在右管中的液面高5cm，已知大氣壓強為75cmHg，環(huán)境溫度為320K。現(xiàn)將環(huán)境溫度降低，使氣柱b長度穩(wěn)定時變?yōu)?cm，求：（1）降低后的環(huán)境溫度；（2）水銀柱A下降的高度。9．（2023·山東·統(tǒng)考二模）某物理實驗小組，為了測量當?shù)氐拇髿鈮簭姡O計了如圖所示的實驗裝置。U形管豎直放置，B管的橫截面積為A管的2倍，底部用細管相連，穩(wěn)定時，A管中封閉有長為H1=32cm的空氣柱，B管開口，A、B兩管水銀面高度差為h=16cm。現(xiàn)將該裝置從圖示位置繞軸OO′緩慢轉動180°，A管中氣柱長度縮短到H2=16cm，實驗中空氣不會進入細管，U形管導熱良好，環(huán)境溫度保持不變。計算結果均保留2位有效數(shù)字，氣體壓強單位用cmHg表示。那么：（1）當?shù)氐拇髿鈮簭娛嵌嗌伲唬?）該將該裝置從圖示位置繞軸OO′緩慢轉動90°時，A管中氣柱的長度為多少？題型四：氣缸模型10．（2023春·重慶沙坪壩·高二重慶一中校考階段練習）如圖所示，一個固定的水平絕熱氣缸由一大一小兩個圓筒組成，小圓筒端右端開口且足夠長，大圓筒左端封閉，長為。在兩個圓筒中各有一個活塞，大活塞A絕熱，小活塞B導熱良好具其橫截面面積為大活塞A的一半兩活塞用剛性輕質細桿連接，桿長為。A與大圓筒、A與B間分別封閉一定質量的理想氣體Ⅰ、Ⅱ，初始時兩部分氣體Ⅰ、Ⅱ的壓強均與外界大氣壓相同為，溫度均為，且大活塞A距離大圓筒左端L（不計所有摩擦，活塞厚度不計）。現(xiàn)緩慢加熱氣體Ⅰ，使A剛好與小圓筒相接觸時，求：（1）氣體Ⅱ的壓強；（2）氣體Ⅰ的溫度。11．（2023·湖南·校聯(lián)考模擬預測）如圖所示，隔熱氣缸（內壁光滑）呈圓柱形，上部有擋板，內部高度為d。筒內一個厚度不計的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞的橫截面積為S、質量（g為重力加速度）。開始時活塞處于離氣缸底部的高度，外界大氣壓強，溫度為27℃。（1）求開始時氣體的壓強。（2）現(xiàn)對氣缸內氣體加熱，當氣體溫度達到387℃時，求氣體的壓強。12．（2023·遼寧朝陽·朝陽市第一高級中學校聯(lián)考一模）如圖所示，活塞質量為、橫截面面積為，導熱良好、質量的氣缸通過彈簧吊在空中，彈簧的勁度系數(shù)為，氣缸內封閉一定質量的空氣，氣缸內壁與活塞間無摩擦不漏氣。初態(tài)氣缸底部距地面，活塞到氣缸底部的距離為，大氣壓強為，環(huán)境溫度為，重力加速度g取，熱力學溫度與攝氏溫度的關系為。（1）求初態(tài)被封閉氣體的壓強；（2）若環(huán)境溫度緩緩升高到時，氣缸底部剛好接觸地面且無擠壓，求；（3）若環(huán)境溫度繼續(xù)升高到時，彈簧恰好恢復原長，求。題型五：理想氣體方程的實際應用13．（2023·陜西西安·西安市東方中學校考一模）傳統(tǒng)爆米花機，是先加熱密封在氣缸中的玉米粒，然后瞬間開蓋使玉米粒爆開，形成香噴噴的爆米花。氣缸密閉，開始時氣缸內氣體（可視為理想氣體）的溫度為室溫，氣體的壓強為，加熱后氣缸內氣體的壓強達到即可開蓋，此時氣缸內氣體的熱力學溫度為（為未知量），加熱過程玉米粒的體積不變。①求缸內氣體的壓強達到時的熱力學溫度；②若開蓋后立即關閉蓋子，此時缸內氣體的熱力學溫度變?yōu)椋瑲怏w的壓強變?yōu)椋瑲飧變仁Ｓ啾谆ǖ捏w積與開始時玉米粒的體積相同，求冷卻到室溫后氣缸中氣體的壓強及剩余氣體的質量與加熱前氣體的質量之比。14．（2023春·重慶沙坪壩·高二重慶一中校）在疫情過程中需要大量的氧氣。醫(yī)用氧氣鋼瓶儲存在溫度為的冷庫中，體積為，壓強為，現(xiàn)將其分裝成體積為、壓強為的小鋼瓶，分裝前小鋼瓶內部可視為真空，要求大鋼瓶內氧氣的壓強降為時停止分裝，分裝過程氧氣溫度可視為不變，已知為大氣壓強，求：（1）一共能分裝出多少瓶小鋼瓶；（2）分裝后將一個小鋼瓶移動到溫度為的病房供病人使用，當小鋼瓶內壓強降到時，瓶內剩余氣體的質量與原來氣體總質量的之比（結果可以用分數(shù)表示）。15．（2023春·浙江杭州·高三浙江省杭州第二中學校考階段練習）如圖（a）所示，“系留氣球”是一種用纜繩固定于地面、高度可控的氦氣球，作為一種長期留空平臺，具有廣泛用途。圖（b）為某一“系留氣球”的簡化模型圖；主、副氣囊通過無漏氣、無摩擦的活塞分隔，主氣囊內封閉有一定質量的氦氣（可視為理想氣體）副氣囊與大氣連通。輕彈簧右端固定、左端與活塞連接。當氣球在地面附近達到平衡時，活塞與左擋板剛好接觸（無擠壓），彈簧處于原長狀態(tài)。在氣球升空過程中，大氣壓強逐漸減小，彈簧被緩慢壓縮。當氣球上升至目標高度時，活塞與右擋板剛好接觸（無擠壓）氦氣體積變?yōu)榈孛娓浇鼤r的1.5倍，此時活塞兩側氣體壓強差為地面大氣壓強的。已知地面附近大氣壓強、溫度，彈簧始終處于彈性限度內，活塞厚度忽略不計。（1）設氣球升空過程中氮氣溫度不變，求目標高度處氦氣的壓強和此處的大氣壓強；（2）氣球在目標高度處駐留期間，設該處大氣壓強不變（與上一問相同）。氣球內外溫度達到平衡時，彈簧壓縮量為左、右擋板間距離的，求①此時氣球內部的壓強。②此時氣球駐留處的大氣溫度主氣囊。專題強化一、單選題16．（2023春·重慶沙坪壩·高二重慶一中校考階段練習）如圖所示，U型管左端封閉，右端開口。用水銀封閉一段氣體，初始時氣柱長度l=12cm，兩側水銀液面高度差h=10cm，已知大氣壓強p0=76cmHg。現(xiàn)在向管內緩慢加注8cm長的一段水銀，與原有水銀形成連續(xù)液柱，過程中封閉氣柱溫度保持不變，則注入水銀后兩側水銀液面高度差為（）A．3cm B．3.5cm C．4cm D．4.5cm17．（2023春·河南三門峽·高二靈寶市第一高級中學校考階段練習）如圖所示，開口向下并插入水銀槽中的粗細均勻的玻璃管內封閉著長為H的空氣柱，管內水銀柱高于水銀槽h，若將玻璃管豎直向上緩慢地提起（管下端未離開槽內水銀面），則H和h的變化情況為（）A．H和h都增大 B．H和h都減小 C．H減小，h增大 D．H增大，h減小18．（2023春·山東泰安·高二新泰市第一中學校考階段練習）氣壓式升降椅通過氣缸上下運動來支配椅子升降，其簡易結構如圖乙所示，圓柱形氣缸與椅面固定連接，柱狀氣缸桿與底座固定連接。可自由移動的氣缸與氣缸桿之間封閉一定質量的理想氣體，設氣缸氣密性、導熱性能良好，忽略摩擦力。設氣體的初始狀態(tài)為A，某人坐上椅面后，椅子緩慢下降一段距離達到穩(wěn)定狀態(tài)。然后打開空調，一段時間后，室內溫度降低到設定溫度，穩(wěn)定后氣體狀態(tài)為C（此過程人的雙腳懸空）；接著人緩慢離開座椅，直到椅子重新達到另一個穩(wěn)定狀態(tài)D，室內大氣壓保持不變，則氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)D的過程中，關于p、V、T的關系圖正確的是（）A． B．C． D．19．（2023·高二課時練習）如圖所示，豎直放置的、內徑粗細均勻的U形玻璃管左端開口，右端封閉，管內通過水銀柱封閉有一段可視為理想氣體的空氣柱。已知空氣柱長度為d=20cm，兩側水銀柱液面的高度差為h=10cm，大氣壓強為，環(huán)境溫度為，熱力學溫度與攝氏溫度之間的關系為。下列說法正確的是（）A．封閉氣體的壓強為86cmHgB．若將該U形玻璃管以為軸由豎直位置緩慢旋轉至水平位置（此過程中水銀未溢出），則最終空氣柱的長度約為17.4cmC．若使封閉氣體溫度降低，則h不變，d減小D．若將U形玻璃管豎直置于非密閉的恒溫箱中，當恒溫箱溫度為432℃時U形管兩側水銀面相平20．（2023·高二課時練習）如圖所示為一定質量的某種氣體等容變化的圖線，下列說法中正確的是（）A．不管體積如何，圖線只有一條B．圖線1和圖線2體積不同且有V1>V2C．兩圖線氣體體積V2>V1D．兩圖線必不會交于t軸上的同一點21．（2023春·山東泰安·高二新泰市第一中學校考階段練習）如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空而靜止。設活塞與缸壁間無摩擦，可以在缸內自由移動，缸壁導熱性良好使缸內氣體的溫度保持與外界大氣溫度相同，則下列結論中正確的是（

）A．若外界大氣壓增大，則彈簧將壓縮一些B．若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距地面的高度將增大C．若氣溫升高，則活塞距地面的高度將減小D．若氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將增大22．（2022春·河北邯鄲·高二校考階段練習）足球的容積為V．足球內已有的氣體與外部大氣的溫度相同，壓強等于大氣壓強p0，現(xiàn)再從球外取體積為ΔV的空氣充入球內，使足球內的壓強增大到p，設足球容積保持不變，充氣過程氣體溫度不變，則ΔV為（）A．V B．（－1）VC．V D．（＋1）V23．（2023秋·河北廊坊·高二廊坊市第一中學校考期末）如圖所示，孔明燈在中國有非常悠久的歷史，其“會飛”原因是，燈內燃料燃燒使內部空氣升溫膨脹，一部分空氣從燈內排出，使孔明燈及內部氣體的總重力變小，空氣浮力將其托起。某盞孔明燈燈體（包括燃料、氣袋）的質量為M，氣袋體積恒為，重力加速度為g，大氣密度，環(huán)境溫度恒為，忽略燃料的質量變化，大氣壓強不變。是衡量孔明燈升空性能的參量，記，若氣袋內氣體溫度最高不能超過，則為了使孔明燈順利升空，k應滿足（）A． B． C． D．二、多選題24．（2022春·福建福州·高二福建師大附中校考期中）內徑均勻且大小可忽略的“T”形細玻璃管豎直放置，管內有被水銀封閉的理想氣體Ⅰ和Ⅱ，豎直管上端與大氣相通，各部分長度如圖所示。已知環(huán)境溫度為，大氣壓強。下列說法正確的是（）A．保持溫度不變，從豎直管上端加水銀至管口，加入水銀長度為12cmB．保持溫度不變，從豎直管上端加水銀至管口，加入水銀長度為11.2cmC．使兩部分氣體升高相同溫度，當水銀面上升至管口時，氣體溫度為500KD．使兩部分氣體升高相同溫度，當水銀面上升至管口時，氣體溫度為480K25．（2022春·河北滄州·高二任丘市第一中學校考期末）一定量的理想氣體從狀態(tài)a經狀態(tài)b變化到狀態(tài)c，其過程如圖上的兩條線段所示，則氣體在（??）A．狀態(tài)a處的壓強大于狀態(tài)c處的壓強B．由a變化到b的過程中，氣體對外做功C．由b變化到c的過程中，氣體的壓強不變D．由a變化到b的過程中，氣體從外界吸熱26．（2021春·湖北武漢·高二湖北省武昌實驗中學校考期中）一氣缸豎直放在水平地面上，缸體質量，活塞質量，活塞橫截面積，活塞上面的氣缸內封閉了一定質量的理想氣體，下面有氣孔與外界相通，大氣壓強。活塞下面與勁度系數(shù)的輕彈簧相連，當氣缸內氣體溫度為時彈簧為自然長度，此時缸內氣柱長度，取，活塞不漏氣，且與缸壁無摩擦。現(xiàn)給封閉氣體加熱，則下列說法正確的是（）A．當缸內氣柱長度時，缸內氣體溫度為B．當缸內氣柱長度時，缸內氣體壓強為C．缸內氣體溫度上升到以上，氣體將做等壓膨脹D．缸內氣體溫度上升到以上，氣體將做等壓膨脹27．（2022春·新疆烏魯木齊·高二校聯(lián)考期末）如圖，一定質量的理想氣體從狀態(tài)經熱力學過程后又回到狀態(tài)。對于、三個過程，下列說法正確的是（）A．過程中，氣體始終吸熱B．過程中，氣體始終吸熱C．過程中，氣體的溫度先升高后降低D．過程中，氣體對外界做功28．（2021春·山東濟南·高二山東省實驗中學校考期中）一定質量的理想氣體，從初始狀態(tài)a經狀態(tài)b、c、d再回到a，它的壓強p與熱力學溫度T的變化關系如圖所示，其中和的延長線過坐標原點，狀態(tài)a、d的溫度相等．下列判斷正確的是（）A．氣體在狀態(tài)a的體積小于在狀態(tài)c的體積B．從狀態(tài)d到a，氣體與外界無熱交換C．從狀態(tài)b到c，氣體吸收的熱量大于它對外界做的功D．從狀態(tài)a到b，氣體吸收的熱量大于它增加的內能29．（2021春·山東濟南·高二山東省實驗中學校考期中）如圖為伽利略設計的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導熱良好的薄玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量的理想氣體。下列關于該溫度計分析的說法正確的是（）A．若外界壓強不變，發(fā)現(xiàn)玻璃管內水面上升，說明外界溫度升高B．若外界壓強不變，發(fā)現(xiàn)玻璃管內水面上升，說明外界溫度降低C．若外界溫度不變，發(fā)現(xiàn)玻璃管內水面上升，可能外界氣體壓強增大D．若外界溫度不變，發(fā)現(xiàn)玻璃管內水面下降，可能外界氣體壓強增大三、解答題30．（2023春·江蘇南通·高二校考階段練習）如圖所示，用活塞在高度為H的容器內封閉一定質量的理想氣體，溫度為，容器底部裝電熱絲，容器和活塞絕熱性能良好。容器外的大氣壓強恒為，活塞面積為S，質量為，活塞與容器間的動摩擦力大小為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。最初活塞保持靜止狀態(tài)，距容器底部，且與容器間無運動趨勢。不計活塞厚度，重力加速度為g。求：（1）最初封閉氣體的壓強；（2）電熱絲通電緩慢加熱氣體，當活塞恰要上滑時，氣體的溫度；31．（2023春·山東泰安·高二新泰市第一中學校考階段練習）如圖所示，粗細均勻的U形玻璃管左管封閉、右管開口，右管內有一輕質活塞，活塞和A、B兩段水銀柱封閉著1、2兩段理想氣體。初始時，長為的水銀柱A下端與活塞下端平齊，水銀柱B在左管中的液面比右管中的液面低10cm，氣柱1長為10cm。現(xiàn)用外力緩慢向下壓活塞，直至水銀柱B在左管和右管中液面相平并穩(wěn)定，已知大氣壓強為75cmHg，求：（1）穩(wěn)定后，A段水銀對左管上封口處玻璃的壓強大小；（2）此過程中活塞下降的高度。（結果均保留兩位小數(shù)）32．（2023春·江蘇南通·高二海安高級中學校考階段練習）某型號氧氣瓶的容積，溫度時，瓶中氧氣的壓強為（為1個大氣壓）。假設瓶中的氣體可視為理想氣體。（1）若將氧氣瓶內氣體的溫度降至，求此時氧氣瓶內氣體的壓強；（2）若保持氧氣瓶內氧氣的溫度不變，已知瓶中原有氧氣的質量為M，現(xiàn)將該氧氣瓶與一個體積未知且真空的儲氣瓶用細管相連，穩(wěn)定后，氧氣瓶內壓強，求此時氧氣瓶內剩下的氧氣質量m。33．（2023·高二課時練習）如圖所示，一水平放置的固定氣缸，由截面積不同的兩圓筒連接而成。活塞A、B用一剛性細桿連接，它們可以在筒內無摩擦地沿水平方向左右滑動。A、B的截面積分別為、，A、B之間封閉著一定質量的理想氣體，兩活塞外側（A的左方和B的右方）都是大氣，大氣壓強始終保持為。活塞B的中心連一不能伸長的細線，細線的另一端固定在墻上。當氣缸內氣體溫度為，活塞A、B的平衡位置如圖所示，此時細線中的張力為。（答案用已知量、、表示）①細線張力為F1時，氣缸內氣體的壓強p1；②若改變氣缸內氣體溫度，活塞就可能向右移動，當溫度變?yōu)槎嗌贂r活塞開始向右移動？34．（2023·高二課時練習）工人澆筑混凝土墻壁時，內部形成了一塊氣密性良好充滿空氣的空腔，墻壁導熱性能良好。（1）空腔內氣體的溫度變化范圍為，問空腔內氣體的最小壓強與最大壓強之比；（2）填充空腔前，需要測出空腔的容積。在墻上鉆一個小孔，用細管將空腔和一個帶有氣壓傳感器的氣缸連通，形成密閉空間。當氣缸內氣體體積為時，傳感器的示數(shù)為。將活塞緩慢下壓，氣缸內氣體體積為時，傳感器的示數(shù)為。求該空腔的容積。35．（2023春·山東泰安·高二新泰市第一中學校考階段練習）如圖所示，水平地面上有一上端開口的氣缸，氣缸總長為L，通過一厚度不計的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞質量為，其中為大氣壓強、S為活塞的橫截面積、為重力加速度，開始時，氣缸內氣體溫度為27℃，活塞到氣缸底端距離為L，現(xiàn)對氣缸緩慢加熱，活塞上移.求：（1）氣缸內氣體溫度升到127℃時，活塞到氣缸頂端的距離；（2）氣缸內氣體溫度升到327℃時，缸內封閉氣體的壓強。36．（2023·高二課時練習）孔明燈在中國有非常悠久的歷史，熱氣球的原理與其相同。熱氣球由球囊、吊籃和加熱裝置3部分構成。如圖，某型號熱氣球的球囊、吊籃和加熱裝置總質量m=160kg，球囊容積V0=2000m3。大氣密度為1.2kg/m3，環(huán)境溫度恒為16℃。在吊籃中裝載M=460kg的物品，點燃噴燈，熱氣球從地面升空。升空后通過控制噴燈的噴油量操縱氣球的升降。熱氣球運動過程中受到的空氣阻力與其速率成正比，即f=kv，其中k=500kg/s，重力加速度g=10m/s2，不計大氣壓強隨高度的變化，忽略球囊的厚度、搭載物品的體積及噴油導致的裝置總質量變化。當熱氣球在空中以1.6m/s的速度勻速上升時，求：（1）球囊內氣體的質量；（2）球囊內氣體的溫度。37．（2023·高二課時練習）如圖所示，兩個橫截面面積、質量均為的導熱活塞，將下端開口上端封閉的豎直氣缸分成A、B兩部分，A、B兩部分均封閉有理想氣體，兩個活塞之間連有勁度系數(shù)、原長為的豎直輕彈簧。開始時，氣體溫度為，A部分氣柱的長度為，部分氣柱長度為。現(xiàn)啟動內部加熱裝置（圖中未畫出）將氣體溫度緩慢加熱到。已知外界大氣壓強為，活塞與氣缸壁之間接觸光滑且密閉性良好，重力加速度取，熱力學溫度與攝氏溫度的關系為。求：（1）加熱后A部分氣體氣柱的長度；（2）加熱后部分氣體氣柱的長度。38．（2021春·湖北武漢·高二湖北省武昌實驗中學校考期中）一農戶采用肩背式手動噴霧器來噴灑消毒藥，其原理如圖所示，儲液桶上端進氣孔用細軟管與帶有單向閥門的打氣筒相連，下端出水口用細軟管與帶閥門的噴頭相連。已知儲液桶容積，打氣筒每打一次能將的外界空氣壓入儲液桶內。現(xiàn)向儲液桶內注入的消毒液，擰緊桶蓋和噴頭開關，設大氣壓強、噴霧器內外溫度均為，打氣過程中溫度保持不變。（1）某次打氣時，將打氣筒里的氣體全部充入儲液桶，需對氣體做的功，則噴霧器內的空氣吸熱還是放熱？吸收或放出多少熱量。（2）某次消毒時，打氣筒連續(xù)打氣使儲液桶內的氣體壓強增加到，停止打氣。打開閥門，噴霧消毒后氣體壓強又降至，上述過程溫度不變。求打氣筒打氣的次數(shù)和儲液桶內剩余消毒液的體積。39．（2021春·山東濟南·高二山東省實驗中學校考期中）如圖所示，開口向上豎直放置的內壁光滑汽?，其側壁是絕熱的，底部導熱，內有兩個質量均為的密閉活塞，活塞A導熱，活塞B絕熱，將缸內理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分。初狀態(tài)整個裝置靜止不動且處于平衡狀態(tài)，Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的高度均為，溫度為。設外界大氣壓強為保持不變，活塞橫截面積為，環(huán)境溫度為保持不變。在活塞A上逐漸添加鐵砂，當鐵砂質量等于時，兩活塞在某位置重新處于平衡，，求：（1）未添加鐵砂時，氣室Ⅱ內氣體的壓強；（2）添加鐵砂再次平衡后，活塞A向下移動的距離；（3）接（2）問，現(xiàn)在若將活塞A用銷子固定，保持氣室Ⅰ的溫度不變，要使氣室Ⅱ中氣體的體積恢復原來的大小，則此時的溫度。參考答案：1．D【詳解】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得故可知圖像的斜率對于一定質量的理想氣體而言，斜率定性的反映溫度的高低。A．圖像在過程①的每點與坐標原點連線的斜率逐漸減小，表示理想氣體的溫度逐漸降低，則過程①中氣體分子的平均動能減小，A錯誤；B．圖像在過程②中壓強不變，體積增大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知溫度升高，分子的平均動能增大，由理想氣體壓強的微觀意義，氣體壓強與氣體分子單位時間內對容器壁的碰撞次數(shù)N、氣體分子平均動能有關，在壓強p不變，增大的條件下，可得單位時間內氣體分子對容器壁的碰撞次數(shù)減少，B錯誤；C．圖像在過程②的每點與坐標原點連線的斜率逐漸增大，表示理想氣體的溫度逐漸升高，則過程②中氣體分子的平均動能增大，C錯誤；D．圖像在過程③中壓強增大，溫度不變，分子的平均動能不變，由理想氣體壓強的微觀意義，氣體壓強與氣體分子單位時間內對容器壁的碰撞次數(shù)N、氣體分子平均動能有關，在壓強p增大，溫度不變的條件下，可得單位時間內氣體分子對容器壁的碰撞次數(shù)增多，D正確。故選D。2．D【詳解】A．從pT圖像知道ab過程中，溫度不變，壓強減小，根據(jù)氣體狀態(tài)方程所以體積不斷增加，故A錯誤；B．根據(jù)可知可知，因d點與O點連線的斜率大于a點與O點連線的斜率，可知d點對應的體積小于a點的體積，故B錯誤；C．cd過程中，壓強不變，溫度降低，則內能減小，故C錯誤；D．氣體在bc過程中，溫度降低，內能減小，故D正確。故選D。3．C【詳解】AB．由圖可知，a→b過程中，氣體的溫度不變，壓強減小，由玻意耳定律有可得，氣體的體積增大，故AB錯誤；CD．由圖可知，b→c過程中，氣體的壓強不變，溫度降低，由蓋呂薩克定律有可得，氣體的體積減小，故D錯誤，C正確。故選C。4．（1）；（2）【詳解】（1）注入的空氣與瓶中原有空氣質量之比為解得（2）由波義耳定律得解得5．（1）；（2）20次【詳解】（1）以儲液罐內氣體為研究對象，初態(tài)壓強為p0，體積為0.2V，被壓縮為3p0時的體積為V1，由氣體等溫變化可得可得打入的氣體與儲液罐中原有氣體的質量之比（2）設能夠一次連續(xù)噴完藥液需要打氣次數(shù)為N，對罐中氣體，初態(tài)末態(tài)氣體發(fā)生等溫變化，有解得6．（1）；（2）見解析【詳解】（1）令每次吸入氣體的體積為、壓強為，容器的容積為，開始時容器內氣體壓強為，充氣過程容器內氣體發(fā)生等溫變化，則有則充氣結束后容器內氣體的壓強（2）環(huán)境的初始溫度末態(tài)溫度此過程中封閉氣體發(fā)生等容變化，則有解得故此過程不安全。7．（1）240K；（2）2h【詳解】（1）設玻璃管的橫截面積為S，當左、右兩液面相平時，右管液面上升0.5h，對右管內的空氣，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程有解得（2）設右液面升高0.5h時，右管內空氣的壓強為p，根據(jù)玻意耳定律有解得左右液面高度差往左管加入的水銀柱的長度8．（1）；（2）【詳解】（1）初始時，右管中氣柱a的壓強為左管中氣柱b的壓強為溫度降低后，氣柱a的壓強不變，氣柱b的壓強為對氣柱b，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有解得（2）氣柱a發(fā)生等壓變化，有解得則水銀柱A下降的高度為9．（1）72cmHg；（2）25cm【詳解】（1）對A中氣體，U型管開口向上時，有U型管開口向下時，如圖所示：設B中水銀面移動，有由玻意耳定律得解得（2）U型管水平時，對A中氣體有解得10．（1）1.5p0；（2）2.5T0【詳解】（1）設大小活塞的面積分別為2S和S，則對大小活塞間的氣體Ⅱ，初態(tài)時：壓強為，體積為末態(tài)時：壓強為，體積為，氣體Ⅱ經歷的是等溫過程，則有解得（2）當大活塞剛好與小圓筒相接觸時，氣體Ⅰ的壓強為p12，此時兩個活塞受氣體壓力的合力為零解得對大活塞與大圓筒間的氣體Ⅰ，初態(tài)時：壓強為，體積為，溫度為末態(tài)時：壓強為，體積為，溫度，A氣體經歷的是絕熱過程，則有解得11．（1）；（2）【詳解】（1）以封閉氣體為研究對象，則有解得（2）開始時氣體狀態(tài)有，設溫度升高到T時，活塞剛好到達氣缸口，封閉氣體做等壓變化，此時有根據(jù)蓋—呂薩克定律有解得因加熱后封閉氣體先做等壓變化，活塞到達氣缸口之后做等容變化，由查理定律得解得12．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）以氣缸為對象，根據(jù)受力平衡可得解得初態(tài)被封閉氣體的壓強為（2）若環(huán)境溫度緩緩升高到時，氣缸底部剛好接觸地面且無擠壓，此過程根據(jù)氣缸受力平衡可知，氣體壓強保持不變，則彈簧彈力保持不變，可知活塞保持靜止不動；以氣體為對象，氣體的初始溫度為則有解得（3）設初始狀態(tài)彈簧的彈力為，以活塞為對象，根據(jù)受力平衡可得解得可知初始狀態(tài)彈簧的伸長量為若環(huán)境溫度繼續(xù)升高到時，彈簧恰好恢復原長；以活塞為對象，根據(jù)受力平衡可得解得根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得代入數(shù)據(jù)解得13．①；②【詳解】①根據(jù)查理定律，有其中解得②根據(jù)查理定律，有解得冷卻到室溫后氣缸中氣體的壓強剩余氣體的質量與加熱前氣體的質量之比14．（1）5瓶；（2）【詳解】（1）設能分裝出n瓶小鋼瓶，則有玻意耳等溫定律代入即得解得（2）由可得小鋼瓶內的氧氣在下，壓強為時的體積為當剩余氣體只有10L時，瓶內剩余氣體的質量與原來氣體總質量的之比為15．（1），；（2）①；②266K【詳解】（1）汽囊中的溫度不變，則發(fā)生的是等溫變化，設氣囊內的氣體在目標位置的壓強為p1，由玻意耳定律解得由目標處的內外壓強差可得解得此處的大氣壓強為（2）①由胡克定律可知彈簧的壓縮量變?yōu)樵瓉淼模瑒t活塞受到彈簧的壓力也變?yōu)樵瓉淼模丛O此時氣囊內氣體的壓強為，對活塞壓強平衡可得②其中由理想氣體狀態(tài)方程可得解得16．C【詳解】封閉氣體的壓強為根據(jù)玻意耳定律有聯(lián)立解得注入水銀后兩側水銀液面高度差為故選C。17．A【詳解】假設管內水銀柱高度不變，由于向上提起玻璃管，封閉空氣柱變長，根據(jù)玻意耳定律，氣體體積增大，空氣柱壓強變小，根據(jù)得h增大。所以H和h都增大。故選A。18．B【詳解】從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中，氣體等溫壓縮，體積減小，壓強增大，溫度不變，從B到C，氣體等壓降溫，溫度降低，體積減小，壓強不變，從C到D過程中，氣體等溫膨脹，體積變大，壓強減小，且D狀態(tài)的壓強恢復為原A狀態(tài)的壓強。故選B。19．B【詳解】A．封閉氣體的壓強為A項錯誤；B．U形玻璃管以為軸由豎直位置緩慢旋轉至水平位置中，封閉氣體發(fā)生等溫變化，初狀態(tài)為，末狀態(tài)為，根據(jù)玻意耳定律代入數(shù)據(jù)得B項正確；C．若使封閉氣體溫度降低，氣體體積減小，d減小，則h增大，C項錯誤；D．如果U形玻璃管置于非密閉的恒溫箱中，則初狀態(tài)為，，末狀態(tài)時假設兩側水銀面相平，則有，據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得代入數(shù)據(jù)得D項錯誤。故選B。20．C【詳解】ABC．一定質量的氣體的等容線，體積不同，圖線不同，在圖線1、2上取溫度相同的兩點，可得則所以C正確，AB錯誤；D．圖線1、2都交于t軸上273℃處，即熱力學溫度0K處，故D錯誤。故選C。21．D【詳解】A．以氣缸與活塞組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)受重力與彈簧彈力作用，外界大氣壓增大，大氣溫度不變時，系統(tǒng)所受重力不變，由平衡條件可知，彈簧彈力不變，彈簧的壓縮量不變，A錯誤；B．選擇氣缸為研究對象，豎直向下受重力和大氣壓力pS，向上受到缸內氣體向上的壓力p1S，物體受三力平衡G＋pS=p1S若外界大氣壓p增大，p1一定增大，根據(jù)理想氣體的等溫變化pV=C（常數(shù)），當壓強增大時，體積一定減小，所以氣缸的上底面距地面的高度將減小，B錯誤；C．以氣缸與活塞組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)受重力與彈簧彈力作用，系統(tǒng)所受重力不變，由平衡條件可知，彈簧彈力不變，所以活塞距離地面高度不變，C錯誤；D．若大氣溫度升高，氣體溫度T升高，外界大氣壓不變，氣體壓強p不變，由蓋呂薩克定律可知，氣體體積增大，活塞不動，所以氣缸向上運動，即氣缸的上底面距地面的高度將增大，D正確。故選D。22．B【詳解】氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律所以=（－1）V故選B。23．C【詳解】設剛好從地面浮起時氣袋內的氣體密度為，則升起時浮力等于孔明燈和內部氣體的總重力，有將氣袋內的氣體溫度升高時，氣體視為等壓変化，原來的氣體溫度升高時體積為V0，升高后體積為V1（有V0留在氣袋內），根據(jù)質量相等則有原來的氣體溫度升高后壓強不變，體積從變?yōu)椋傻葔鹤兓酶鶕?jù)題意聯(lián)立解得故選C。24．AC【詳解】AB．保持溫度不變，從豎直管上端加水銀至管口，對理想氣體Ⅰ和Ⅱ，由玻意耳定律，帶入數(shù)據(jù)解得，加入水銀長度為A正確，B錯誤；CD．使兩部分氣體升高相同溫度，當水銀面上升至管口時，由理想氣體狀態(tài)方程，，，帶入數(shù)據(jù)解得C正確，D錯誤。故選AC。25．ABD【詳解】AC．理想氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b，圖線是過原點的傾斜直線，由可知該過程是等壓變化；從狀態(tài)b變化到狀態(tài)c，V增大，T降低，所以壓強p減小，故狀態(tài)a處的壓強大于狀態(tài)c處的壓強，故A正確，C錯誤；BD．由a變化到b的過程中，V增大，所以氣體對外做功，T升高，則內能增大，由熱力學第一定律可知氣體吸熱，故BD正確。故選ABD。26．BC【詳解】AB．初始時，氣缸內氣體壓強為對整體分析，當氣缸剛要離開地面時，有解得所以，當氣柱長22cm時，氣缸未離開地面由胡克定律可得，此時彈力為解得由分析,此時氣缸內氣體壓強為由理想氣體狀態(tài)方程可得解得故A錯誤，B正確；CD．當氣缸剛離開地面時，由分析可知此時氣缸內氣體壓強為氣柱長度由理想氣體狀態(tài)方程可得解得當氣缸離開地面后，缸內氣體壓強不變，故C正確，D錯誤。故選BC。27．AC【詳解】A．由圖示圖像可知，ab過程氣體體積V不變而壓強p增大，由一定質量的理想氣體狀態(tài)方程，可知，氣體溫度升高，氣體內能增大，則氣體體積不變，外界對氣體不做功，由熱力學第一定律，可知氣體始終從外界吸收熱量，故A正確；B．由圖示圖像可知，ca過程氣體壓強p不變而體積V減小，由一定質量的理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體溫度T降低，氣體內能減小，則氣體體積減小，外界對氣體做功，則由熱力學第一定律，可知氣體始終向外界放出熱量，故B錯誤；C．由圖示圖像可知，bc過程氣體壓強p與體積V的乘積pV先增大后減小，由一定質量的理想氣體狀態(tài)方程，可知，氣體溫度T先升高后降低，故C正確；D．由圖像可知，ca過程中，氣體對體積減小，外界對氣體做功，故D錯誤。故選AC。28．AC【詳解】A．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，由于和的延長線過坐標原點，則圖像的斜率表示，可知斜率越大，體積越小，由圖可知，氣體在狀態(tài)a的體積小于在狀態(tài)c的體積，故A正確；D．根據(jù)題意可知，其中和的延長線過坐標原點，則從狀態(tài)a到b和從狀態(tài)c到d均為等容變化，氣體和外界之間不做功，由圖可知，從狀態(tài)a到b氣體溫度升高，內能增加，由熱力學第一定律可知，氣體吸收的熱量等于它增加的內能，故D錯誤；B．由圖可知，從狀態(tài)d到a，氣體的溫度不變，體積減小，氣體內能不變，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，氣體需要放出熱量，故B錯誤；C．由圖可知，從狀態(tài)b到c，氣體溫度升高，氣體內能增加，氣體體積增大，氣體對外界做功，由熱力學第一定律可知，氣體吸收的熱量大于它對外界做的功，故C正確。故選AC。29．BC【詳解】AB．設玻璃泡中氣體壓強為，外界大氣壓強為，則氣泡內溫度與外界相同。外界壓強不變，水面上升，所以氣體體積減小，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可知，溫度一定降低，B正確，A錯誤；C．若外界溫度不變，則管內氣體溫度不變，發(fā)現(xiàn)玻璃管內水面上升，氣體體積減小，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可知管內氣體壓強一定增大，根據(jù)可知，外界氣體壓強一定增大，C正確；D．若外界溫度不變，則管內氣體溫度不變，發(fā)現(xiàn)玻璃管內水面下降，氣體體積增大，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可知管內氣體壓強一定減小，根據(jù)可知，外界氣體壓強一定減小，D錯誤；故選BC。30．（1）；（