高考物理一輪復習：氣體實驗定律的綜合應用（練習）

專題二十四氣體實驗定律的綜合應用

基礎鞏固

1.（多選）［2025?福建廈門一中模擬］如圖所示是某同學用手持式打氣筒對一只籃

球打氣的情景.打氣前籃球內氣體的壓強為1.1aim,每次打入的氣體的壓強為1.（）

atm,體積為籃球容積的假設整個過程中籃球沒有變形，不計氣體的溫度變化，

球內氣體可視為理想氣體，則（）

A.JJ氣后,球內每個氣體分子對球內壁的作用力增大

B.打氣后，球內氣體分子對球內壁單位面積的平均作用力增大

C.打氣6次后，球內氣體的壓強為1.4atm

D.打氣6次后，球內氣體的壓強為1.7atm

2.（2025?北京一中模擬］為了行駛安全，汽車輪胎在冬季和夏季的胎壓應有差異.

按照行業標準，冬、夏兩季的胎壓分別為2.4atm和2.2atm.某地冬季路面的平均

溫度為7℃,夏季路面的平均溫度為57℃.為了使胎壓與標準一致,夏季來臨時要

給車胎放氣假設車胎密閉性良好,放氣過程緩慢，且忽略放氣前后車胎容積的變

化.則放出的氣體與胎內剩余氣體分子數目的比值為（）

227777

A7B9C.研D.公

3.［2025?河北保定模擬］家氣是惰性氣體，有眾多應用，如氣球、深海潛水、低溫

技術、安全氣囊等.工人師傅在壓強為1.0x105pa、溫度為15c生產氮氣球的車

間里,用一個壓強為2.0x107Pa、體積為10L的氮氣罐給氣球充氣，每個氣球需要

充入10L氮氣，充氣后壓強等于1.0x105p4假設充氣前后氣球和氮氣罐溫度都與

車間溫度相同，氮氣視為理想氣體，不計充氣過程的漏氣和氣球內原有氣體，下列

說法正確的是（）

A.一個基氣罐可以充出199個符合要求的氣球,充氣過程中氨氣放熱

B.一個氮氣罐可以充出199個符合要求的氣球,充氣過程中家氣吸熱

C.一個氮氣罐可以充出398個符合要求的氣球,充氣過程中氮氣放熱

D.一個氮氣罐可以充出398個符合要求的氣球,充氣過程中氮氣吸熱

4.(多選)[2025?湖北孝感模擬]內徑均相同且均勻的T形細玻璃管豎直放置，管內

有被水銀封閉的理想氣體/和〃，豎直管上端與大氣相通，各部分長度如圖所

示.已知環境溫度為27C,大氣壓強po=76cmHg.現只對理想氣體/加熱，不影

響其他部分溫度，直到豎直玻璃管中的水銀與管口相平，此時()

10cm

14cm

[Iln

'1ftrrw<1

A.理想氣體1的溫度為5()()K

B.理想氣體/的溫度為700K

C.理想氣體〃的長度變為9cm

D.理想氣體〃的長度變為6cm

綜合提升

542024?甘肅卷]如圖所示，剛性容器內壁光滑、盛有一定量的氣體，被隔板分成

4、B兩部分，隔板與容器右側用一根輕質彈簧相連(忽略隔板厚度和彈簧體積).容

器橫截面積為S、長為2/.開始時系統處于平衡態工、8體積均為夕,壓強均為外,

彈簧為原長.現將B中氣體抽出一半乃的體積變為原來的反.整個過程系統溫度保

4

持不變，氣體視為理想氣體.求：

(1)抽氣之后A、8的壓強PB.

⑵彈簧的勁度系數上

6.[2025?四川成都模擬]中國的航天員計劃2030年前登上月球，航天服的研發與

實驗要求極高，如圖所示的航天服，假設工作時內部理想氣體的壓強小于大氣壓強,

某次實驗中，設航天服內氣體壓強為0.9/天),熱力學溫度為私已知大氣壓強為外、

熱力學溫度為7b,實驗過程中航天服內氣體的體積不變.

⑴求將航天服內氣體熱力學溫度升高多少，服內氣體壓強變成l.lpo；

⑵將航天服的閥門打開,同時降低服內的溫度，外界氣體緩慢進入服內,直至內、外

氣體壓強相等(等于大氣壓強)，不再進氣，若穩定后，服內氣體的溫度變為0.9幾則

進入氣體的質量與原有氣體質量之比為多少？

If

入

拓展挑戰

7.[2024?山東卷]圖甲為戰國時期青銅汲酒器，根據其原理制作了由中空圓柱形

長柄和儲液罐組成的汲液器，如圖乙所示.長柄頂部封閉，橫截面積S=l.()cm2,長

度”=100.0cm,側壁有一小孔A.儲液罐的橫截面積52=90.0cm?、高度/z=20.0cm,

罐底有一小孔8汲液時，將汲液器豎直浸入液體，液體從孔8進入，空氣由孔A排出;

當內外液面相平時，長柄浸入液面部分的長度為K堵住孔A,緩慢地將汲液器豎直

提出液面，儲液罐內剛好儲滿液體.已知液體密度p=1.0x103kg/n?,重力加速度大

小g取10mH,大氣壓/二1.0x105P4整個過程溫度保持不變，空氣可視為理想氣

體，忽略器壁厚度.

⑴求明

(2)松開孔A,從外界進入壓強為心體積為V的空氣，使滿儲液罐中液體緩緩流出，

堵住孔A,穩定后罐中恰好剩余一半的液體，求V.

甲7.

8.[2025?山東淄博模擬]如圖所示,體積為V的汽缸由導熱性能良好的材料制成,

面積為S的活塞將汽缸的空氣分成體積相等的上下兩部分，汽缸上部通過單向閥

門K（氣體只能進汽缸,不能出汽缸）與一打氣筒相連.開始時汽缸內上部分空氣的

壓強為外，現用打氣筒向容器內打氣.已知打氣筒每次能打入壓強為po、體積為《

的空氣，當打氣〃次后，穩定時汽缸上下部分的空氣體積之比為9；1,活塞重力

G=[〃oS,空氣視為理想氣體,外界溫度恒定，不計活塞與汽缸間的摩擦.求:

⑴當打氣〃次活塞穩定后，卜部分空氣的壓強;

⑵打氣筒向容器內打氣次數比

答案解析

1.BC［解析］打氣后，由于氣體的溫度不變，所以分子平均動能不變，球內每個氣體分子對球

內壁的平均作用力不變,并且球內每個氣體分子對球內壁的作用力不一定增大,A錯誤;打氣

后,球內氣體的壓強變大，則球內氣體分子對球內壁單位面積的平均作用力增大,B正確;打氣6

次后,由玻意耳定律可得〃lMo+pox6x/Mo=pVo,解得〃=1.4atm.C正確,D錯誤.

2.A［解析］根據pV=nRT,得〃=喘,氣體體積不變,R為常數，放氣前后氣體物質的量之比

KI

巴二呼二等線4,物質的量之比即為分子數之比，故放出的氣體與胎內剩余氣體分子數目的

八2Pi1乙/X/HU/

比值為常故選A.

3.B［解析］根據玻意耳定律可得pV=po(V+〃V),解得〃=199,充氣過程中怎氣溫度不變,內能

不變，體積變大，對外做功,根據熱力學第一定律△U=W+Q,zXU=0,W<0,則氨氣吸熱，故選B.

4.BC［解析J以理想氣體〃為研究對象，初狀態有〃產po+14cmHg=90cmHgM=L￡,末狀態

有〃=po+24cmHg=100cmHg,V2=L2s，根據玻意耳定律可得pi)二p2V2Z2="&二當：°cm=9

P21uu

cm,C正確,D錯誤;以理想氣體/為研究對象，初狀態有p「=po+14cmHg=9O

cmHg,V'=LS,7i=300K,末狀態有p2'=po+24cmHg=100cmHg,V2'=L2'S,其中必'=10

cm/2'=(l()+IO+l)cm=21cm,根據陪=陪，解得A二爺子=嗯雷普K=7(X)K,BE

確,A錯誤.

5.(%|po(2瑞

［解析］⑴抽氣前兩部分的體積為V=S/,對A分析,抽氣后V=2V-1V=lsi

A44

根據玻意耳定律得p()v二必

解得〃八二刎

對B分析，若壓強不變的情況下抽去一半的氣體，則體積變為原來的一半，即0=:匕則根據玻

意耳定律得

1IZ31Z

po?4?-1V

解得p?=|/A)

(2)由題意可知，彈簧的壓縮量為:，對活塞受力分析有"5'=〃婚+/

根據胡克定律得尸二后

聯立得女喑

6.(2疇方)⑵19.8

［解析］⑴由等容變化規律可得孕粵

/07o+A/

解得AT=17B

⑵假設氣體在進入過程的壓強始終為0.9〃。,溫度始終為7b,設航天服內原有的氣體體積為Vo,

進入氣體的體積為AV

則氣體的總體枳為V=V0+AV

當V變成壞。如u變成加劣變成0.9冗時,由理想氣體狀態方程可得半上陪

進入氣體的質量與原有質晟之比為，7=?

v0

綜合解得，尸19：81

7.(1)2cm(2)8.92x1O-4m3

［解析］(1)在緩慢地將汲液器豎直提出液面的過程中，封閉氣體發生等溫變化,根據玻意耳定

律有

p\(H-x)S\=p2HS\

根據題意可知〃尸po,〃2+pgh=p()

聯立解得x=2cm

(2)對新進入的氣體和原有的氣體整體分析，由玻意耳定律有

pW+p2Hs產〃3(斤51+y2)

又出+"g-旨。

聯立解得V=8.92xl04m3

8.(I)6.25加(2)49次

I解析］(1)對汽缸下部分氣體，設初狀態壓強為川,末狀態壓強為〃2,由玻意耳定律得〃W尸〃2丫2

—T4VV

可知〃芍;〃詢

初狀態時對活塞有mS=poS+G

聯立解得P2=ypo=6.25po

（2）把上部分氣體和打進的〃次氣體作為整體，此時上部分空氣的壓強為p

末狀態時對活塞有〃2S=p5+G

由玻意耳定律得

VV9U

P壇+〃'/"="

聯立解得P=6/A）,/I=49次