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2023年上海高三物理模拟卷汇编：理想气体
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一、单选题
1．（2023·上海奉贤·统考二模）如图，粗细均匀的U型管管口向上竖直放置，左管封闭一段空气柱，两侧水银面的高度差为h，U型管的宽度为d ，且dA．封闭空气柱长度不断变小B．封闭空气柱长度先变小后变大
C．封闭空气柱长度不断变大D．封闭空气柱长度先变大后变小
【答案】D
【详解】左侧封闭的气体压强为
因为d左右高度差先变大后变小，所以压强先变小后增大，设温度不变，根据玻意耳定律
可知长度先变大后变小。
故选D。
2．（2023·上海杨浦·统考二模）用活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体从状态a开始经图示变化先后到达状态b、c。则（ ）
A．从a到b，气体分子速率都增大
B．从b到c，气体分子动能都减小
C．从a到b，单位时间内撞击汽缸单位面积的分子数减小
D．从b到c，气体分子对汽缸单位面积的平均作用力增大
【答案】C
【详解】AC．从a到b，压强不变，体积增大，根据
可知气体温度升高，气体分子的平均速率变大，不能说明气体分子速率都变大，压强不变，则单位时间内撞击汽缸单位面积的分子数减小，A错误，C正确；
B．从b到c，体积不变，压强减小，气体分子对汽缸单位面积的平均作用力减小。根据
可知气体温度降低，气体分子的平均速度变小，平均动能减小，不能说明气体分子动能都减小，BD错误。
故选C。
3．（2023·上海静安·统考二模）如图，一端开口的U形管内装有水银，开口向下竖直放置时左侧水银面更低，右侧封有一段气柱压强为，保持温度不变，在左管K处开一小孔后（ ）
A．仅K点下方的水银全部流出，增大
B．仅K点下方的水银全部流出，减小
C．左侧虚线下方的水银全部流出，减小
D．左侧虚线下方的水银全部流出，增大
【答案】A
【详解】因为在左管K处开一孔后，K处与大气相通，故K处压强为标准大气压，而左管下端也与大气相通，所以左管下端压强也为标准大气压，设K孔下方水银柱质量为m，则对K孔下方的水银柱受力分析得
所以K孔下方的水银柱将向下流出；设K孔与右侧水银面高度差为，则此时右管中封闭气体压强为
而原来右管中封闭气体压强为
因为
所以
即右管中封闭气体压强变大，因为温度保持不变，所以对右管中封闭气体由玻意耳定律得
所以
所以右管中封闭气体体积减小，故K孔上方的水银柱将上升。
故选A。
4．（2023·上海松江·统考二模）如图为一定质量的理想气体的图像，该气体从状态A变化至状态B, 在上述过程中关于气体温度的变化，下列判断正确的是（ ）
A．一直升高B．一直降低
C．先升高后降低D．先降低后升高
【答案】B
【详解】根据
可知，与原点连线的斜率代表温度大小，斜率大，温度高，所以从状态A变化至状态B，温度一直降低。
故选B。
5．（2023·上海宝山·统考二模）将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气（ ）
A．分子热运动的平均动能变小，压强变小
B．分子热运动的平均动能变小，压强变大
C．分子热运动的平均动能增大，压强变小
D．分子热运动的平均动能增大，压强变大
【答案】D
【详解】将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气温度升高，气体分子热运动的平均动能增大；氧气瓶的容积不变，所以氧气的体积不变，根据查理定律，有
可知，温度升高，所以气体的压强变大。
故选D。
6．（2023·上海闵行·统考二模）如图，气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞通过轻绳悬挂于天花板。大气压强不变，当温度缓慢降低时，气缸内封闭气体的状态变化可能是下图中的（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】依题意，对气缸受力分析，有
当大气压强不变时，理想气体的压强也保持不变，当温度缓慢降低时，根据
可知，其体积逐渐减小。故ABC错误；D正确。
故选D。
7．（2023·上海长宁·统考二模）一定质量的气体保持体积不变，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为∆p1；当温度由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为∆p2。则∆p1与∆p2之比是（ ）
A．1︰1B．1︰10C．10︰110D．273︰283
【答案】A
【详解】一定质量的气体保持体积不变，根据查理定律的推论式有
两种情况温度变化量相同，故可得
故选A。
8．（2023·上海浦东新·统考二模）如图，汽缸放置在水平地面上，用质量为、截面积为S的活塞封闭一定质量的气体。活塞上放置一个质量为的重物，不计摩擦，重力加速度为g，大气压强为，平衡时缸内气体的压强为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】设平衡时缸内气体的压强为p，对活塞受力分析，有
解得
故选D。
9．（2023·上海金山·统考二模）如图，玻璃管内开口向下置于水银槽内，管内封闭了一段气体，在槽内缓慢加入水银过程中，管内封闭气体状态变化可能是下图中的（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】玻璃管内封闭气体变化过程中，若温度不变，根据
可知，在槽内缓慢加入水银过程中压强增大，气体的体积减小，由数学知识可知，p-V图像为双曲线，p-T图像为平行于y轴的一条直线。
故选B。
10．（2023·上海崇明·统考二模）如图所示，一定质量的气体从状态a沿图线变化到状态b，则气体可能（ ）
A．温度升高B．内能增大
C．温度降低D．内能不变
【答案】C
【详解】根据理想气体状态方程
可知
所以图像上各点与原点连线的斜率与温度成正比，则一定质量的气体从状态a沿图线变化到状态b过程中图像上各点与原点连线的斜率逐渐减小，故气体温度逐渐降低，内能减小。
故选C。
11．（2023·上海宝山·统考二模）如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h1，水银柱cd的长度为h2，且，a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银，系统重新达到平衡，则（ ）
A．A气体的压强大于外界大气压强
B．B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量
C．水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度
D．水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度
【答案】B
【详解】A．取出水银前，A气体压强
B气体压强
当在右管开口端取出少量水银时，即减小，A、B气体压强均变小，即A气体的压强小于外界大气压强，A错误；
C．由玻意耳定律
A、B气体体积均变大。
假设B气体体积不变，则水银面a下降的高度等于水银面c上升的高度，等于b上升的高度；由于B气体体积同时要变大，故水银面c上升的高度大于水银面a下降的高度。C错误；
B．假设取出高度的水银，则B气体的压强变化量一定为
假设A、B气体的体积均不变，则A气体的压强变化量也为
压强减小后，根据玻意耳定律，体积要变大，故A气压变化量小于，即B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量，B正确；
D．假设右管中剩余的水银高度非常小，即取出水银柱长度接近，则水银面a、b间新的高度差大于右管上段新水银柱的长度，D错误。
故选B。
12．（2023·上海青浦·统考二模）如图所示为一定质量气体状态变化的V-T图像。已知在状态A时的压强为p0，则（ ）
A．状态B时的压强为
B．状态C时的压强为2p0
C．B→C过程中气体内能减小
D．A→B过程中气体对外做功
【答案】C
【详解】A．由图可知，从A到B为等温变化，由玻意耳定律有
解得
故A错误；
B．从B到C做等容变化，由查理定律有
解得
故B错误；
C．B→C过程中温度降低，气体内能减小，故C正确；
D．A→B过程中气体体积减小，所以外界对气体做正功，故D错误。
故选C。
13．（2023·上海宝山·统考一模）如图所示，有一只小试管竖直倒插在盛有足量水的烧杯中，试管恰好漂浮于水面上，试管内、外水面的高度差为h，试管露出水面的高度为L。若环境温度不变，大气压强缓慢减小，在不考虑烧杯中水面升降及试管壁厚度的情况下，则（ ）
A．L变大，h不变B．L变大，h变大
C．L变小，h不变D．L变小，h变大
【答案】A
【详解】此变化过程中仍有
所以不变，即h不变。假设大气压强为，则试管内气体压强为
若环境温度不变，大气压强缓慢减小时，试管内气体压强减小。由玻意耳定律可知，气体等温变化，压强减小，体积变大，因此试管将上浮一些，即L变大。故选A。
14．（2023·上海崇明·统考二模）一汽车启动前四个轮胎的胎压如图甲所示。发现行驶一段时间后胎压如图乙所示，设轮胎容积不变，则乙图所示时刻相比于图甲所示时刻，轮胎内气体的温度变化最小是（ ）
A．左前轮胎内的气体B．右前轮胎内的气体
C．左后轮胎内的气体D．右后轮胎内的气体
【答案】C
【详解】轮胎容积不变，由查理定律可知
解得
左前轮胎内的气体温度变化
右前轮胎内的气体温度变化
左后轮胎内的气体温度变化
右后轮胎内的气体压强变化
则
所以轮胎内气体的温度变化最小是左后轮胎内的气体。
故选C。
15．（2023·上海黄浦·上海市大同中学统考二模）汽车左前轮因轮胎内压强仅1.8个大气压而触发了胎压报警，现需将轮胎内部压强提高到2.5个大气压。轮胎的容积为30L，不考虑气体温度的变化。则需充入压强为1个大气压的空气（ ）
A．15LB．18LC．21LD．24L
【答案】C
【详解】设充入气体的体积为，根据玻意耳定律
解得
故选C。
16．（2023·上海黄浦·上海市大同中学统考二模）如图，曲线I和II为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则（ ）
A．曲线I对应状态的温度更高
B．曲线I对应状态的速率的分布范围更广
C．曲线I与横轴所围面积更大
D．曲线I对应状态的气体分子平均速率更小
【答案】D
【详解】A．温度越高分子的平均动能越大，由图像可知，曲线II对应状态的温度更高，A错误；
B．由图像可知，曲线II对应状态的速率的分布范围更广，B错误；
C．分子速率分布图围成的面积为1，故曲线I、II与横轴所围面积相等，C错误；
D．曲线I对应状态的气体分子平均速率更小，D正确。
故选D。
17．（2023·上海普陀·统考二模）如图，装有水银的玻璃细管位于竖直平面内，其中a管水平、左端用活塞封闭了一段气柱；b、c管竖直，b管上端封闭了一定量的气体、c管上端与大气相通。最初b、c两管中水银面恰好相平，现保持温度和大气压不变，将活塞缓慢向左拉动一小段距离（b、c管仍有水银），稳定后b管中水银面将（ ）
A．高于c管中水银面，a管中的气柱长将变短
B．高于c管中水银面，a管中的气柱长将变长
C．低于c管中水银面，a管中的气柱长将变短
D．低于c管中水银面，a管中的气柱长将变长
【答案】B
【详解】设开始时a管中的压强为，b、c管水银高度为cm，大气压强为，则
将a管活塞缓慢向左拉动时，a管中气体压强减小，b、c管中水银下降，设稳定后a管中的压强为，c管水银高度为cm，则
故
该过程a管中气体为等温变化，根据玻意耳定律可得
因此
即a管中的气柱变长，设b管中气体初始压强为，稳定后为，由题意可知
由于b管中气体为等温变化，根据玻意耳定律可得
由于b管中水银下降，因此
故
因此稳定后b管中水银面高于c管中水银面。
故选B。
18．（2023·上海徐汇·统考二模）密闭钢瓶中封有一定质量理想气体，一段时间后瓶中气体分子热运动的速率分布由图线①变为图线②。相比于变化前，气体的（ ）
A．内能减小，压强增大B．内能增大，压强增大
C．内能减小，压强减小D．内能增大，压强减小
【答案】B
【详解】根据气体分子热运动的速率分布图可知，由图线①变为图线②，气体分子平均速率变大，温度升高，即相比于变化前，气体的内能增加，体积不变，则压强变大。
故选B。
19．（2023·上海杨浦·统考二模）如图，两端开口的玻璃管竖直插入瓶中，玻璃管和瓶口间密封，瓶中的水面上方封闭一定质量的空气，玻璃管中的水面低于瓶中水面。在接近瓶子底部的右侧开孔，水从孔中流出，则流出的水速（ ）
A．一直减小B．先增大再减小
C．先增大再不变再减小D．先减小再不变再减小
【答案】D
【详解】
在管中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为
随着减小，随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小；
接着当瓶中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为
在瓶中液面下降到管下端前不变，水从孔中流出的速度不变；
当瓶中液面低于管下端后，孔处内外压强差为
逐渐减小，随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小。
故选D。
二、填空题
20．（2023·上海松江·统考二模）水壶中倒入一些开水后，拧紧壶盖，经过一段时间后，发现壶盖难以拧开，是因为壶内气体的压强________；壶内气体分子平均动能________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】 减小 减小
【详解】[1][2]水壶中倒入一些开水后，拧紧壶盖，经过一段时间后，发现壶盖难以拧开，是因为发生了等容降温过程，压强减小，因为温度降低，所以气体分子平均动能减小。
21．（2023·上海崇明·统考二模）一根长玻璃管竖直插入面积足够大的水银槽中并固定，玻璃管内外水银面相平，管中一个质量不计的光滑活塞封闭一段长cm的气体，起初气体的温度K。现缓慢提拉活塞上升15cm为止，则此时封闭气体的压强_______外界大气压（选填“大于”、“等于”或“小于”）。而后固定活塞，改变气体温度，当气体长度仍为50cm时，封闭气体的温度为_______K．已知外界大气压cm Hg。
【答案】 小于 240
【详解】[1] 缓慢提拉活塞上升，被封气体温度不变，体积增大，则压强减小，由于活塞质量不计，原来气体压强等于大气压强，所以活塞上升后被封气体压强小于大气压强；
[2] 当气体长度最终仍为50cm时，从水银槽进入玻璃管的水银增加了15cm，由理想气体状态方程
其中
，T1=300K，
代入可得
T3=240K
22．（2023·上海宝山·统考一模）如图，一横截面积为S、内壁光滑的圆柱形汽缸竖直悬挂，开口向下，内有两个质量均为m的相同活塞A和B，在A与B之间、A与汽缸上部顶面之间分别封有温度相同的同种理想气体，平衡时体积均为V，则此时A、B之间气体的压强为______。若活塞A发生缓慢漏气，致使A与B最终相互接触，但没有脱离汽缸，则活塞B移动的距离为______。已知汽缸内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0。
【答案】
【详解】[1]对活塞B进行分析有
解得
[2]漏气前对活塞A、B分析有
解得
漏气后对活塞A、B分析有
解得
由于汽缸内气体温度始终不变，对两部分气体有
解得
活塞B移动的距离为
解得
23．（2023·上海青浦·统考二模）如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口端竖直插入足够深的水银槽中（水银槽截面积远大于玻璃管截面积），开始时管内封闭空气的长度为10cm，玻璃管的管内水银面比管外水银面高出70cm，此时大气压强为76cmHg，现将玻璃管沿竖直方向缓慢下移，使管内水银面比管外水银面高出64cm，此时管内空气柱的长度为_______cm，此过程玻璃管竖直向下移动的距离为_______cm．
【答案】 5 11
【详解】[1]初始气体压强
末状态气体压强
气体做等温变化，由玻意耳定律有
解得
[2]此过程玻璃管竖直向下移动的距离为
24．（2023·上海奉贤·统考二模）一只热水瓶先盛满了热水然后将水全部倒出，盖紧瓶塞（不漏气），这时瓶内空气温度为90℃，已知大气压强。一段时间后温度降低为50℃（不考虑瓶内残留水分及水蒸气的影响），此时瓶内压强为______Pa。设热水瓶口的横截面积为10cm2，若瓶塞与热水瓶间的最大静摩擦力大小为7N，至少要用______N的力才能将瓶塞拔出。
【答案】 / 17/18
【详解】[1]瓶内空气经历了等容过程，根据查理定律
即
解得，此时瓶内压强为
[2] 瓶塞重力忽略，对瓶塞分析，瓶塞处于平衡状态，则
解得，至少要用
的力才能将瓶塞拔出。
25．（2023·上海静安·统考一模）如图，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接，构成连通器，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，此时两管水银面一样高，B管上方与大气相通．若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H，A管内的水银面相应升高h，则h与的大小关系是h______（选填“”“”或“”），理由是_______________________．
【答案】 封闭气体是等温变化，压强变大，体积减小
【详解】[1][2]封闭气体是等温变化，由玻意耳定律
将B管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H，则压强p变大，气体体积要减小，但最终平衡时，封闭气体的压强比大气压大，一定是B管水银面高，故有
解得
26．（2023·上海·一模）如图所示,在长为l=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33℃。现将水银缓慢注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为________ ？新注入水银柱的高度为________ ？（大气压强为=76cmHg）
【答案】 85cmHg 5cm
【详解】[1][2]设玻璃管的横截面积为S，初态时,管内气体的温度为，体积为，压强为
当水银面与管口相平时，设水银柱高为H，则管内气体的体积为
压强为
由玻意耳定律得
代入数据,得
解得
所以
新注入水银柱的高度为
三、解答题
27．（2023·上海长宁·统考二模）如图所示，U型玻璃细管竖直放置，底部与足够长的水平细管相连通，各部分细管内径相同。水平细管内用小活塞封有长为10cm的气体A，U型管左管上端封有长为10cm的气体B。右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为15cm。已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度变化。
（1）A气体的压强是多少？
（2）将活塞缓慢向左拉，使气体B的长度变为11cm，重新平衡后气体B和A的压强各是多少？
（3）活塞向左拉动的距离是多少？
【答案】（1）90cmHg；（2）68cmHg，82cmHg；（3）10cm
【详解】（1）设大气压强为，A气体的压强为
（2）设活塞横截面积为S，活塞缓慢向左拉的过程中，气体B做等温变化，由玻意耳定律
即
解得
（3）活塞缓慢向左推的过程中，气体A做等温变化，有
即
解得
末状态时气体B和C的液面高度差为
活塞拉动的距离
四、实验题
28．（2023·上海徐汇·统考二模）在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图（a）所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图（b）所示两组p-V图线。
（1）实验中使用的是________传感器；
（2）实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了________；
（3）为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可将图线转化为________图线；
（4）两组图线经检验均符合反比例关系，由图可知①、②两组注射器内气体的pV乘积________（选填“相等”或“不相等”）；导致两组数据差异的原因可能是________（多选）。
A．两组实验环境温度不同 B．两组封闭气体的质量不同
C．某组器材的气密性不佳 D．某组实验中活塞移动太快
【答案】 压强 控制气体的温度不发生变化 或 不相等 AB/BA
【详解】（1）[1]实验中使用的是压强传感器。
（2）[2]实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的温度不发生变化。
（3）[3]根据理想气体状态方程可得
或
为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，能较直观的判定该关系，可将图线转化为或图像。
（4）[4]根据曲线可知对于同一V值所对应的p值不同，故两组注射器内气体的pV乘积不相等；
[5]
AB．根据理想气体状态方程，可知当气体质量一定时，若两组实验环境温度T不同，可知pV乘积不等；同理，当两组封闭气体的质量不同时，pV乘积不等，AB正确；
CD．若某组器材的气密性不佳，在实验中会漏气，气体质量会持续变化，此时不可能得到反比例关系图线；同理，若某组实验中活塞移动太快，会使注射器内封闭气体的温度不断变化，此时图线也不可能符合反比例关系，CD错误。
故选AB。
一、单选题
1．（2023·上海奉贤·统考二模）如图，粗细均匀的U型管管口向上竖直放置，左管封闭一段空气柱，两侧水银面的高度差为h，U型管的宽度为d ，且d
C．封闭空气柱长度不断变大D．封闭空气柱长度先变大后变小
【答案】D
【详解】左侧封闭的气体压强为
因为d
可知长度先变大后变小。
故选D。
2．（2023·上海杨浦·统考二模）用活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体从状态a开始经图示变化先后到达状态b、c。则（ ）
A．从a到b，气体分子速率都增大
B．从b到c，气体分子动能都减小
C．从a到b，单位时间内撞击汽缸单位面积的分子数减小
D．从b到c，气体分子对汽缸单位面积的平均作用力增大
【答案】C
【详解】AC．从a到b，压强不变，体积增大，根据
可知气体温度升高，气体分子的平均速率变大，不能说明气体分子速率都变大，压强不变，则单位时间内撞击汽缸单位面积的分子数减小，A错误，C正确；
B．从b到c，体积不变，压强减小，气体分子对汽缸单位面积的平均作用力减小。根据
可知气体温度降低，气体分子的平均速度变小，平均动能减小，不能说明气体分子动能都减小，BD错误。
故选C。
3．（2023·上海静安·统考二模）如图，一端开口的U形管内装有水银，开口向下竖直放置时左侧水银面更低，右侧封有一段气柱压强为，保持温度不变，在左管K处开一小孔后（ ）
A．仅K点下方的水银全部流出，增大
B．仅K点下方的水银全部流出，减小
C．左侧虚线下方的水银全部流出，减小
D．左侧虚线下方的水银全部流出，增大
【答案】A
【详解】因为在左管K处开一孔后，K处与大气相通，故K处压强为标准大气压，而左管下端也与大气相通，所以左管下端压强也为标准大气压，设K孔下方水银柱质量为m，则对K孔下方的水银柱受力分析得
所以K孔下方的水银柱将向下流出；设K孔与右侧水银面高度差为，则此时右管中封闭气体压强为
而原来右管中封闭气体压强为
因为
所以
即右管中封闭气体压强变大，因为温度保持不变，所以对右管中封闭气体由玻意耳定律得
所以
所以右管中封闭气体体积减小，故K孔上方的水银柱将上升。
故选A。
4．（2023·上海松江·统考二模）如图为一定质量的理想气体的图像，该气体从状态A变化至状态B, 在上述过程中关于气体温度的变化，下列判断正确的是（ ）
A．一直升高B．一直降低
C．先升高后降低D．先降低后升高
【答案】B
【详解】根据
可知，与原点连线的斜率代表温度大小，斜率大，温度高，所以从状态A变化至状态B，温度一直降低。
故选B。
5．（2023·上海宝山·统考二模）将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气（ ）
A．分子热运动的平均动能变小，压强变小
B．分子热运动的平均动能变小，压强变大
C．分子热运动的平均动能增大，压强变小
D．分子热运动的平均动能增大，压强变大
【答案】D
【详解】将氧气瓶由寒冷的室外搬到温暖的室内，并放置一段时间，瓶内氧气温度升高，气体分子热运动的平均动能增大；氧气瓶的容积不变，所以氧气的体积不变，根据查理定律，有
可知，温度升高，所以气体的压强变大。
故选D。
6．（2023·上海闵行·统考二模）如图，气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞通过轻绳悬挂于天花板。大气压强不变，当温度缓慢降低时，气缸内封闭气体的状态变化可能是下图中的（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】依题意，对气缸受力分析，有
当大气压强不变时，理想气体的压强也保持不变，当温度缓慢降低时，根据
可知，其体积逐渐减小。故ABC错误；D正确。
故选D。
7．（2023·上海长宁·统考二模）一定质量的气体保持体积不变，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为∆p1；当温度由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为∆p2。则∆p1与∆p2之比是（ ）
A．1︰1B．1︰10C．10︰110D．273︰283
【答案】A
【详解】一定质量的气体保持体积不变，根据查理定律的推论式有
两种情况温度变化量相同，故可得
故选A。
8．（2023·上海浦东新·统考二模）如图，汽缸放置在水平地面上，用质量为、截面积为S的活塞封闭一定质量的气体。活塞上放置一个质量为的重物，不计摩擦，重力加速度为g，大气压强为，平衡时缸内气体的压强为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】设平衡时缸内气体的压强为p，对活塞受力分析，有
解得
故选D。
9．（2023·上海金山·统考二模）如图，玻璃管内开口向下置于水银槽内，管内封闭了一段气体，在槽内缓慢加入水银过程中，管内封闭气体状态变化可能是下图中的（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】玻璃管内封闭气体变化过程中，若温度不变，根据
可知，在槽内缓慢加入水银过程中压强增大，气体的体积减小，由数学知识可知，p-V图像为双曲线，p-T图像为平行于y轴的一条直线。
故选B。
10．（2023·上海崇明·统考二模）如图所示，一定质量的气体从状态a沿图线变化到状态b，则气体可能（ ）
A．温度升高B．内能增大
C．温度降低D．内能不变
【答案】C
【详解】根据理想气体状态方程
可知
所以图像上各点与原点连线的斜率与温度成正比，则一定质量的气体从状态a沿图线变化到状态b过程中图像上各点与原点连线的斜率逐渐减小，故气体温度逐渐降低，内能减小。
故选C。
11．（2023·上海宝山·统考二模）如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h1，水银柱cd的长度为h2，且，a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银，系统重新达到平衡，则（ ）
A．A气体的压强大于外界大气压强
B．B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量
C．水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度
D．水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度
【答案】B
【详解】A．取出水银前，A气体压强
B气体压强
当在右管开口端取出少量水银时，即减小，A、B气体压强均变小，即A气体的压强小于外界大气压强，A错误；
C．由玻意耳定律
A、B气体体积均变大。
假设B气体体积不变，则水银面a下降的高度等于水银面c上升的高度，等于b上升的高度；由于B气体体积同时要变大，故水银面c上升的高度大于水银面a下降的高度。C错误；
B．假设取出高度的水银，则B气体的压强变化量一定为
假设A、B气体的体积均不变，则A气体的压强变化量也为
压强减小后，根据玻意耳定律，体积要变大，故A气压变化量小于，即B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量，B正确；
D．假设右管中剩余的水银高度非常小，即取出水银柱长度接近，则水银面a、b间新的高度差大于右管上段新水银柱的长度，D错误。
故选B。
12．（2023·上海青浦·统考二模）如图所示为一定质量气体状态变化的V-T图像。已知在状态A时的压强为p0，则（ ）
A．状态B时的压强为
B．状态C时的压强为2p0
C．B→C过程中气体内能减小
D．A→B过程中气体对外做功
【答案】C
【详解】A．由图可知，从A到B为等温变化，由玻意耳定律有
解得
故A错误；
B．从B到C做等容变化，由查理定律有
解得
故B错误；
C．B→C过程中温度降低，气体内能减小，故C正确；
D．A→B过程中气体体积减小，所以外界对气体做正功，故D错误。
故选C。
13．（2023·上海宝山·统考一模）如图所示，有一只小试管竖直倒插在盛有足量水的烧杯中，试管恰好漂浮于水面上，试管内、外水面的高度差为h，试管露出水面的高度为L。若环境温度不变，大气压强缓慢减小，在不考虑烧杯中水面升降及试管壁厚度的情况下，则（ ）
A．L变大，h不变B．L变大，h变大
C．L变小，h不变D．L变小，h变大
【答案】A
【详解】此变化过程中仍有
所以不变，即h不变。假设大气压强为，则试管内气体压强为
若环境温度不变，大气压强缓慢减小时，试管内气体压强减小。由玻意耳定律可知，气体等温变化，压强减小，体积变大，因此试管将上浮一些，即L变大。故选A。
14．（2023·上海崇明·统考二模）一汽车启动前四个轮胎的胎压如图甲所示。发现行驶一段时间后胎压如图乙所示，设轮胎容积不变，则乙图所示时刻相比于图甲所示时刻，轮胎内气体的温度变化最小是（ ）
A．左前轮胎内的气体B．右前轮胎内的气体
C．左后轮胎内的气体D．右后轮胎内的气体
【答案】C
【详解】轮胎容积不变，由查理定律可知
解得
左前轮胎内的气体温度变化
右前轮胎内的气体温度变化
左后轮胎内的气体温度变化
右后轮胎内的气体压强变化
则
所以轮胎内气体的温度变化最小是左后轮胎内的气体。
故选C。
15．（2023·上海黄浦·上海市大同中学统考二模）汽车左前轮因轮胎内压强仅1.8个大气压而触发了胎压报警，现需将轮胎内部压强提高到2.5个大气压。轮胎的容积为30L，不考虑气体温度的变化。则需充入压强为1个大气压的空气（ ）
A．15LB．18LC．21LD．24L
【答案】C
【详解】设充入气体的体积为，根据玻意耳定律
解得
故选C。
16．（2023·上海黄浦·上海市大同中学统考二模）如图，曲线I和II为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则（ ）
A．曲线I对应状态的温度更高
B．曲线I对应状态的速率的分布范围更广
C．曲线I与横轴所围面积更大
D．曲线I对应状态的气体分子平均速率更小
【答案】D
【详解】A．温度越高分子的平均动能越大，由图像可知，曲线II对应状态的温度更高，A错误；
B．由图像可知，曲线II对应状态的速率的分布范围更广，B错误；
C．分子速率分布图围成的面积为1，故曲线I、II与横轴所围面积相等，C错误；
D．曲线I对应状态的气体分子平均速率更小，D正确。
故选D。
17．（2023·上海普陀·统考二模）如图，装有水银的玻璃细管位于竖直平面内，其中a管水平、左端用活塞封闭了一段气柱；b、c管竖直，b管上端封闭了一定量的气体、c管上端与大气相通。最初b、c两管中水银面恰好相平，现保持温度和大气压不变，将活塞缓慢向左拉动一小段距离（b、c管仍有水银），稳定后b管中水银面将（ ）
A．高于c管中水银面，a管中的气柱长将变短
B．高于c管中水银面，a管中的气柱长将变长
C．低于c管中水银面，a管中的气柱长将变短
D．低于c管中水银面，a管中的气柱长将变长
【答案】B
【详解】设开始时a管中的压强为，b、c管水银高度为cm，大气压强为，则
将a管活塞缓慢向左拉动时，a管中气体压强减小，b、c管中水银下降，设稳定后a管中的压强为，c管水银高度为cm，则
故
该过程a管中气体为等温变化，根据玻意耳定律可得
因此
即a管中的气柱变长，设b管中气体初始压强为，稳定后为，由题意可知
由于b管中气体为等温变化，根据玻意耳定律可得
由于b管中水银下降，因此
故
因此稳定后b管中水银面高于c管中水银面。
故选B。
18．（2023·上海徐汇·统考二模）密闭钢瓶中封有一定质量理想气体，一段时间后瓶中气体分子热运动的速率分布由图线①变为图线②。相比于变化前，气体的（ ）
A．内能减小，压强增大B．内能增大，压强增大
C．内能减小，压强减小D．内能增大，压强减小
【答案】B
【详解】根据气体分子热运动的速率分布图可知，由图线①变为图线②，气体分子平均速率变大，温度升高，即相比于变化前，气体的内能增加，体积不变，则压强变大。
故选B。
19．（2023·上海杨浦·统考二模）如图，两端开口的玻璃管竖直插入瓶中，玻璃管和瓶口间密封，瓶中的水面上方封闭一定质量的空气，玻璃管中的水面低于瓶中水面。在接近瓶子底部的右侧开孔，水从孔中流出，则流出的水速（ ）
A．一直减小B．先增大再减小
C．先增大再不变再减小D．先减小再不变再减小
【答案】D
【详解】
在管中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为
随着减小，随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小；
接着当瓶中液面下降刚好到达管下端前，孔处内外压强差为
在瓶中液面下降到管下端前不变，水从孔中流出的速度不变；
当瓶中液面低于管下端后，孔处内外压强差为
逐渐减小，随之减小，水从孔中流出的速度逐渐减小。
故选D。
二、填空题
20．（2023·上海松江·统考二模）水壶中倒入一些开水后，拧紧壶盖，经过一段时间后，发现壶盖难以拧开，是因为壶内气体的压强________；壶内气体分子平均动能________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】 减小 减小
【详解】[1][2]水壶中倒入一些开水后，拧紧壶盖，经过一段时间后，发现壶盖难以拧开，是因为发生了等容降温过程，压强减小，因为温度降低，所以气体分子平均动能减小。
21．（2023·上海崇明·统考二模）一根长玻璃管竖直插入面积足够大的水银槽中并固定，玻璃管内外水银面相平，管中一个质量不计的光滑活塞封闭一段长cm的气体，起初气体的温度K。现缓慢提拉活塞上升15cm为止，则此时封闭气体的压强_______外界大气压（选填“大于”、“等于”或“小于”）。而后固定活塞，改变气体温度，当气体长度仍为50cm时，封闭气体的温度为_______K．已知外界大气压cm Hg。
【答案】 小于 240
【详解】[1] 缓慢提拉活塞上升，被封气体温度不变，体积增大，则压强减小，由于活塞质量不计，原来气体压强等于大气压强，所以活塞上升后被封气体压强小于大气压强；
[2] 当气体长度最终仍为50cm时，从水银槽进入玻璃管的水银增加了15cm，由理想气体状态方程
其中
，T1=300K，
代入可得
T3=240K
22．（2023·上海宝山·统考一模）如图，一横截面积为S、内壁光滑的圆柱形汽缸竖直悬挂，开口向下，内有两个质量均为m的相同活塞A和B，在A与B之间、A与汽缸上部顶面之间分别封有温度相同的同种理想气体，平衡时体积均为V，则此时A、B之间气体的压强为______。若活塞A发生缓慢漏气，致使A与B最终相互接触，但没有脱离汽缸，则活塞B移动的距离为______。已知汽缸内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0。
【答案】
【详解】[1]对活塞B进行分析有
解得
[2]漏气前对活塞A、B分析有
解得
漏气后对活塞A、B分析有
解得
由于汽缸内气体温度始终不变，对两部分气体有
解得
活塞B移动的距离为
解得
23．（2023·上海青浦·统考二模）如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口端竖直插入足够深的水银槽中（水银槽截面积远大于玻璃管截面积），开始时管内封闭空气的长度为10cm，玻璃管的管内水银面比管外水银面高出70cm，此时大气压强为76cmHg，现将玻璃管沿竖直方向缓慢下移，使管内水银面比管外水银面高出64cm，此时管内空气柱的长度为_______cm，此过程玻璃管竖直向下移动的距离为_______cm．
【答案】 5 11
【详解】[1]初始气体压强
末状态气体压强
气体做等温变化，由玻意耳定律有
解得
[2]此过程玻璃管竖直向下移动的距离为
24．（2023·上海奉贤·统考二模）一只热水瓶先盛满了热水然后将水全部倒出，盖紧瓶塞（不漏气），这时瓶内空气温度为90℃，已知大气压强。一段时间后温度降低为50℃（不考虑瓶内残留水分及水蒸气的影响），此时瓶内压强为______Pa。设热水瓶口的横截面积为10cm2，若瓶塞与热水瓶间的最大静摩擦力大小为7N，至少要用______N的力才能将瓶塞拔出。
【答案】 / 17/18
【详解】[1]瓶内空气经历了等容过程，根据查理定律
即
解得，此时瓶内压强为
[2] 瓶塞重力忽略，对瓶塞分析，瓶塞处于平衡状态，则
解得，至少要用
的力才能将瓶塞拔出。
25．（2023·上海静安·统考一模）如图，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接，构成连通器，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，此时两管水银面一样高，B管上方与大气相通．若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H，A管内的水银面相应升高h，则h与的大小关系是h______（选填“”“”或“”），理由是_______________________．
【答案】 封闭气体是等温变化，压强变大，体积减小
【详解】[1][2]封闭气体是等温变化，由玻意耳定律
将B管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H，则压强p变大，气体体积要减小，但最终平衡时，封闭气体的压强比大气压大，一定是B管水银面高，故有
解得
26．（2023·上海·一模）如图所示,在长为l=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33℃。现将水银缓慢注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为________ ？新注入水银柱的高度为________ ？（大气压强为=76cmHg）
【答案】 85cmHg 5cm
【详解】[1][2]设玻璃管的横截面积为S，初态时,管内气体的温度为，体积为，压强为
当水银面与管口相平时，设水银柱高为H，则管内气体的体积为
压强为
由玻意耳定律得
代入数据,得
解得
所以
新注入水银柱的高度为
三、解答题
27．（2023·上海长宁·统考二模）如图所示，U型玻璃细管竖直放置，底部与足够长的水平细管相连通，各部分细管内径相同。水平细管内用小活塞封有长为10cm的气体A，U型管左管上端封有长为10cm的气体B。右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为15cm。已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度变化。
（1）A气体的压强是多少？
（2）将活塞缓慢向左拉，使气体B的长度变为11cm，重新平衡后气体B和A的压强各是多少？
（3）活塞向左拉动的距离是多少？
【答案】（1）90cmHg；（2）68cmHg，82cmHg；（3）10cm
【详解】（1）设大气压强为，A气体的压强为
（2）设活塞横截面积为S，活塞缓慢向左拉的过程中，气体B做等温变化，由玻意耳定律
即
解得
（3）活塞缓慢向左推的过程中，气体A做等温变化，有
即
解得
末状态时气体B和C的液面高度差为
活塞拉动的距离
四、实验题
28．（2023·上海徐汇·统考二模）在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图（a）所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图（b）所示两组p-V图线。
（1）实验中使用的是________传感器；
（2）实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了________；
（3）为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可将图线转化为________图线；
（4）两组图线经检验均符合反比例关系，由图可知①、②两组注射器内气体的pV乘积________（选填“相等”或“不相等”）；导致两组数据差异的原因可能是________（多选）。
A．两组实验环境温度不同 B．两组封闭气体的质量不同
C．某组器材的气密性不佳 D．某组实验中活塞移动太快
【答案】 压强 控制气体的温度不发生变化 或 不相等 AB/BA
【详解】（1）[1]实验中使用的是压强传感器。
（2）[2]实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的温度不发生变化。
（3）[3]根据理想气体状态方程可得
或
为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，能较直观的判定该关系，可将图线转化为或图像。
（4）[4]根据曲线可知对于同一V值所对应的p值不同，故两组注射器内气体的pV乘积不相等；
[5]
AB．根据理想气体状态方程，可知当气体质量一定时，若两组实验环境温度T不同，可知pV乘积不等；同理，当两组封闭气体的质量不同时，pV乘积不等，AB正确；
CD．若某组器材的气密性不佳，在实验中会漏气，气体质量会持续变化，此时不可能得到反比例关系图线；同理，若某组实验中活塞移动太快，会使注射器内封闭气体的温度不断变化，此时图线也不可能符合反比例关系，CD错误。
故选AB。
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