2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案092-课时作业78 气体实验定律和理想气体状态方程的综合应用（教用）

这是一份2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案092-课时作业78 气体实验定律和理想气体状态方程的综合应用（教用），共40页。试卷主要包含了一个球的容积是2.5L等内容，欢迎下载使用。
基础达标练
1．（2023·江苏卷·3）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B。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
【答案】B
【解析】根据pVT=C可得p=CVT，则从A到B为等容变化，即从A到B气体体积不变，则气体分子的数密度不变，A错误；从A到B气体的温度升高，则气体分子的平均动能变大，B正确；从A到B气体的压强变大，则单位时间内气体分子对单位面积的器壁的作用力变大，C错误；气体分子的数密度不变，从A到B气体分子的平均速率变大，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数变大，D错误。
2．我国在春节和元宵节都有挂灯笼的习俗。现在制作的灯笼大多用铁丝作骨架，外层蒙以纸或纱类等透明物，内部装有白炽灯。夜晚点亮白炽灯，既起到照明作用，又营造出喜庆的节日氛围。若灯点亮前，灯笼内的温度为T1，空气密度为ρ1，灯点亮一段时间后，灯笼内的温度升至T2，空气密度为ρ2。不计灯笼体积的变化，T1与T2的单位均为开尔文。若大气压强不变，则ρ1与ρ2的比值为（ ）
A. T2−T1T1B. T1T2−T1C. T1T2D. T2T1
【答案】D
【解析】设灯笼体积为V，灯点亮前，灯笼内空气质量为m，大气压强不变，根据盖-吕萨克定律可得V1T1=V2T2，解得V2=T2T1V1，又因m=ρ1V1=ρ2V2，可得ρ1ρ2=V2V1=T2T1，故选D。
3．（2026·湖南长沙模拟）呼吸机可以帮助患者进行吸气。一患者某次吸气前肺内气体的体积为V0，肺内气体的压强为p0（大气压强）。吸入压强为p0的气体后，肺内气体的体积变为1.2V0、压强变为1.1p0，若空气可视为理想气体，整个过程温度保持不变，则吸入气体的体积为（ ）
A. 1.2V0B. 1.1V0C. 0.64V0D. 0.32V0
【答案】D
【解析】初始状态的总气体（肺内原有气体和吸入气体）在压强p0下的总体积为V0+V（V为吸入气体的体积），最终状态的气体压强为1.1p0，体积为1.2V0，由玻意耳定律有p0(V0+V)=1.1p0⋅1.2V0，解得V=0.32V0，D正确。
4．如图所示为水平放置的固定圆柱形汽缸，汽缸内被A、B两活塞封有一定质量的理想气体，活塞之间用硬杆相连（硬杆的粗细可忽略），活塞与汽缸壁之间可无摩擦地滑动而不漏气。现缸内气体温度为T1，活塞在图示位置保持静止，若缸内气体温度缓慢下降到T2，且降温幅度很小，外界环境压强不变，则下列说法中正确的是（ ）
A. 缸内气体将等体积变化，活塞不发生移动
B. 活塞将向右移动
C. 活塞将向左移动
D. 活塞再次静止时，缸内气体的体积、温度、压强与降温前相比都发生了变化
【答案】B
【解析】设外界环境压强与密封气体压强分别为p0、p1，对活塞与硬杆整体分析有p0SA+p1SB=p1SA+p0SB，解得p0=p1，可知，气体发生的是等压变化，根据盖-吕萨克定律有V1T1=V2T2，可知，当缸内气体温度缓慢下降到T2时，密封气体体积将随之减小，由于活塞用硬杆相连，两活塞移动的距离相等，当体积减小时，活塞应向横截面积较小的一侧移动，即活塞将向右移动，故A、C错误，B正确；根据上述分析可知，活塞再次静止时，缸内气体的体积、温度与降温前相比都发生了变化，而压强没有发生变化，故D错误。
5．（2026·河北石家庄模拟）如图所示，某实验室用的开口烧瓶加热消毒后冷却，初始时瓶内气体温度为227℃，放置在27℃室温环境中冷却至27℃，若大气压强保持不变，烧瓶体积视为恒定，气体视为理想气体，则此时瓶内气体质量是开始时气体质量的(T=t+273K)（ ）
A. 65倍B. 54倍C. 32倍D. 53倍
【答案】D
【解析】开始时烧瓶内气体温度为T1=(227+273)K=500K时，体积为V，降温发生等压变化，当温度降为T2=(27+273)K=300K时，这部分气体的体积为V′，根据盖-吕萨克定律则有VT1=V′T2，解得V′=35V，则降温后烧瓶内气体质量m与开始时烧瓶内气体质量m′之比为mm′=VV′=53，故选D。
6．同质量、同种类的理想气体分别装在两密闭容器中，它们的压强p随摄氏温度t的变化规律如图中直线1和2所示。它们都是过横轴上Q点的直线，T=t+273.15K，下列判断正确的是（ ）
A. Q点横坐标应大于−273.15℃
B. 在同一温度下，图线1对应的气体分子单位时间、单位面积上撞击器壁的分子数比图线2对应的多
C. 在压强相同时，图线1对应的所有气体分子的运动速率均比图线2对应的大
D. 图线1对应的气体的体积大于图线2对应的气体的体积
【答案】B
【解析】装在密闭容器中的理想气体的质量和体积都一定，它的压强与热力学温度成正比，可知Q点的横坐标等于−273.15℃，故A错误；由题图可知温度相同时，图线1对应的气体的压强大，根据玻意耳定律可知其体积小，则分子数密度大，单位时间、单位面积上撞击器壁的分子数多，故B正确；由题图可知，压强相同时图线1对应的气体的温度低，分子的平均速率小，但无法判断图线1、2对应所有气体分子的运动速率大小，故C错误；根据理想气体状态方程pVT=C，可得p=CV(t+273.15K)，p−t图线的斜率为k=CV，可知斜率越大对应的气体的体积越小，故D错误。
7．如图所示，A、B两个容器中装有同种理想气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D作为活塞，当A容器的温度为−10℃，B容器的温度为10℃时，水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡，两个容器的温度都升高20℃时，下列判断正确的是（ ）
A. 水银滴将向A移动
B. 水银滴将向B移动
C. 水银滴将向哪个方向移动无法判断
D. 水银滴将不移动
【答案】B
【解析】假定升温后两个容器中气体的体积不变，即V1、V2不变，A、B中所装气体温度分别为T1=263K，T2=283K，当温度升高ΔT时，容器A中气体的压强由p1增至p′1，Δp1=p′1−p1，容器B中气体的压强由p2增至p′2，Δp2=p′2−p2。由查理定律可得pT=ΔpΔT，解得Δp1=p1263K⋅ΔT，Δp2=p2283K⋅ΔT，因为p2Δp2，即水银滴将向B移动，B正确。
能力强化练
8．多选 如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是（ ）
A. D→A是一个等温过程
B. A→B是一个等温过程
C. T1>T2
D. B→C过程中，气体的体积增大，压强减小，温度不变
【答案】AD
【解析】若p−1V图像是过原点的一条直线，则说明气体发生等温变化，故D→A是一个等温过程，B→C也是等温变化过程，故A正确；由于A到B体积不变，根据pT=C知，压强增大，则温度升高，可知T1