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2025年高考物理 气体实验定律 一轮课时练习
一、单选题（本大题共8小题）
1．某同学自制了一个气温计，他将一根透明玻璃管插入一个薄玻璃瓶，接口处密封。将加热后的玻璃瓶倒置，再把玻璃管插入装有红墨水的水槽中，固定好整个装置，如图所示。当瓶内气体温度降至室温时，管内外水面的高度差为。设红墨水的密度为，重力加速度为，管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室内气压保持不变，以下操作过程中，玻璃管内水面一直在水槽水面之上。下列说法正确的是（　　）
A．若室温降低，玻璃瓶中的气体将发生等压变化
B．若室温升高，管内外水面的高度差将增大
C．当管内外水面的高度差为时，室温为
D．将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越大
2．用活塞在气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，单位时间内撞击气缸单位面积的分子数减小
D．从b到c，气体分子对气缸单位面积的平均作用力增大
3．下列说法中错误的是（　　）
A．根据热力学第二定律可知，热量有可能从低温物体传到高温物体
B．气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的
C．运送沙子的卡车停于水平地面，在缓慢卸沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体从外界吸热
D．晶体的物理性质都是各向异性的
4．血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强与大气压强的差值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为60cm3；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经N次充气后，压强计臂带内气体体积变为250cm3，压强计示数为。已知大气压强等于，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则N等于（　　）
A．3 B．4 C．5 D．6
5．“珍爱生命、预防溺水”。如图中的游泳浮漂是游泳爱好者自我保护的装备，采用高弹、环保的PVC材质，内置双气囊，使用时向里充气使之膨胀，充气后体积可视为不变且不漏气，气囊内气体可视为理想气体。当充气浮漂在水中温度降低时，则浮漂气囊内气体（　　）
A．压强变大 B．内能增加
C．向外界放热 D．分子数密度减小
6．密封的桶装薯片从上海带到拉萨后盖子凸起.若两地温度相同,则桶内的气体压强p和分子平均动能Ek的变化情况是 （ ）
A．p增大、Ek增大
B．p增大、Ek不变
C．p减小、Ek增大
D．p减小、Ek不变
7．机舱内有一个空矿泉水瓶内密闭着一定质量的空气，飞机在高空巡航时瓶子的状态如图甲所示。飞机着陆时瓶子的状态如图乙所示。假设机舱内的温度保持不变，飞机从巡航到着陆过程（　　）
A．飞机机舱内的气压减小 B．矿泉水瓶内的空气的压强增大
C．矿泉水瓶内的空气分子平均动能增大 D．矿泉水瓶内的空气内能增大
8．一钢制气瓶（导热性能良好）内部封闭了一定质量的理想气体。环境温度降低时，该密闭气体由状态a变化到状态b，其压强p随其热力学温度T变化的关系图像，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题（本大题共5小题）
9．如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、后又回到状态其中为等温过程。下列说法正确的是（　　）
A．过程中，单位时间内、单位面积上与器壁碰撞的分子数增加
B．过程中，气体放出热量
C．过程中，气体分子的平均动能保持不变
D．过程中，气体吸收热量
10．一定质量的理想气体从状态a开始，经历a→b→c→d→a一次循环回到原状态，其体积随热力学温度变化的图像如图所示，其中ab、dc均垂直于横轴，ad，bc的延长线均过原点O。下列表述正确的是（　　）
A．在过程b→c中气体压强增大
B．状态a的压强小于状态c的压强
C．在过程da中在单位时间单位面积上碰撞容器壁的气体分子数减少
D．在过程d→a中温度、体积都增大，所以压强增大
11．如图所示,一定质量的氢气(可看作理想气体)由状态A经状态B变化到状态C,设由A到B、由B到C的过程外界对气体做的功分别为W1、W2,气体从外界吸收的热量分别为Q1、Q2,则
A．W1>0,W2>0
B．Q1>0,Q2>0
C．|W1|+|W2|=|Q1|+|Q2|
D．|W1|+|W2|<|Q1|+|Q2|
12．如图所示，一个水槽中盛有一些水，在外力作用下，将长、底面积为的导热柱形筒从水面上方缓慢向下移动，直到管底距水面1m时，撤掉外力，筒恰能悬停在水中。假设筒口浸入水中后，筒内的气体质量不变，视为理想气体，筒的厚度和筒内气体所受的重力可忽略不计。不计环境温度的变化，且筒始终竖直。已知外界大气压始终为，水的密度为，重力加速度取。下列分析正确的是（　　）
A．从筒口接触水面到悬停的过程中，筒内气体从外界吸热
B．筒悬停时，若外界大气压突然变大，则筒将会下沉
C．筒悬停在水中时，有0.2m高的水柱进入筒内
D．筒的质量为10kg
13．高压锅是一种常见的锅具,是通过增大气压来提升液体沸点,达到快速烹煮食物的目的。如图为某燃气压力锅及其结构简图,厨师将食材放进锅内后盖上密封锅盖,并将压力阀套在出气孔上开始加热烹煮。当加热至锅内压强为1.27 atm时,压力阀刚要被顶起而发出嘶响声;继续加热,当锅内温度为117 ℃时达到沸点,停止加热。已知加热前锅内温度为27 ℃,压强为1 atm,压力阀套在出气孔上的横截面积为8 mm2,重力加速度g取10 m/s2。忽略加热过程水蒸气和食材(包括水)导致的气体体积变化,气体可视为理想气体。则(1 atm=1.0×105 Pa,热力学温度与摄氏温度的换算关系为T=t+273 K)
A．压力阀的质量约为0.1 kg
B．压力阀刚要被顶起时锅内温度为108 ℃
C．停止加热时放出气体的质量为加热前锅内气体质量的
D．停止加热时锅内气体的质量为加热前锅内气体质量的
三、实验题（本大题共2小题）
14．实验 1：在“用 DIS 研究通电螺线管的磁感应强度”实验中
（1）在对螺线管通电（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零。
（2）（单选题）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为( )
A．5mT B．-5mT C．3mT D．-3mT
实验 2：简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度。多次改变温度，重复上述操作。
（1）此温度计的特点是 ( )
A．刻度均匀，刻度值上小下大 B．刻度均匀，刻度值上大下小
C．刻度不均匀，刻度值上小下大 D．刻度不均匀，刻度值上大下小
（2）影响这个温度计灵敏度的因素有 ( )
A．液体密度 B．玻璃泡大小
C．左管内径粗细 D．右管内径粗细
（3）若管中液体是水银，当大气压变为 75cmHg 时，用该温度计测得的温度值（选填“偏大”或“偏小”）。为测得准确的温度，在测量时需。
15．如图所示，小明用一个带有刻度的注射器及压力传感器来探究一定质量气体在温度不变时压强与体积关系。
（1）实验过程中，下列操作中错误的是________；
A．推拉活塞时，动作要慢
B．推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据
D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气
（2）在验证玻意耳定律的实验中，如果用实验所得数据在图2所示的图像中标出，可得图2中______线。如果实验中，使一定质量气体的体积减小的同时，温度逐渐升高，则根据实验数据描出图2中_______线（均选填“甲”、“乙”或“丙”）。
（3）从实验数据绘制的图线可以得出本实验的结论是_______；
四、解答题（本大题共2小题）
16．如图所示，竖直放置的汽缸，活塞的质量为m，横截面积为S，大气压强为，当密闭气体的温度由缓慢升高到时，忽略活塞与汽缸间的摩擦，已知温度为时气体的体积为，重力加速度为g。求：
（1）温度为时气体的压强；
（2）温度为时气体的体积。
17．如图所示为一粗细均匀内径很小的L型玻璃管，其中竖直管开口且足够长，水平管右端封闭。现在向竖直管中缓慢注入水银，在水平管中封闭了一定质量的理想气体，相关数据如图所示。已知大气压强，环境温度。不计水银的热胀冷缩．求：
（1）封闭气体的压强；
（2）缓慢均匀加热封闭气体，当水平管中的水银全部进入竖直管时气体的温度；
（3）继续缓慢均匀加热封闭气体直到温度达到，整个加热过程竖直管中水银面上升的总高度H。
参考答案
1．【答案】C
【详解】A：管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室温降低，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，A错误；
B：玻璃管内水面一直在水槽水面之上，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，室温升高，玻璃瓶中的气体压强增大，管内外水面的高度差将减小，B错误；
C：室温时，玻璃瓶中的气体压强，当管内外水面的高度差为时，玻璃瓶中的气体压强，玻璃瓶中的气体将发生等容变化，当管内外水面的高度差为时，室温为，C正确；
D：根据，可得，玻璃管内水面一直在水槽水面之上，将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越小，D错误。选C。
2．【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，则单位时间内撞击气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，气体分子对气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．【答案】D
【详解】A．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在一定条件下，通过做功等其它方式，是可以实现让热量从低温物体传到高温物体的，例如空调、冰箱，故A正确；
B．气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的，故B正确；
C．在缓慢卸沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体的压强减小，温度不变，根据气态方程分析知气体的体积增大，对外做功，而胎内气体内能不变，由热力学第一定律可知，胎内气体从外界吸热，故C正确；
D．晶体有单晶体和多晶体两种，单晶体各向异性，而多晶体各向同性，故D错误。
本题选择错误的，故选D。
4．【答案】B
【详解】根据题意可知，初状态气体的压强为
体积为
末状态气体的压强为
体积为
由于气体温度不变，由玻意耳定律有
解得
故选B。
5．【答案】C
【详解】A．根据体积不变，温度降低，根据，可知，压强降低，A错误；
B．气囊内气体可视为理想气体，其内能的大小由温度决定，温度降低，内能减小，B错误；
C．根据，其中减小，，，气体向外界放热，C正确；
D．气体质量不变，分子数不变，体积不变，单位时间内的分子数减小，分子数密度不变，D错误。选C。
6．【答案】D
【详解】两地温度相同,则分子平均动能不变;由玻意耳定律可知桶内气体体积增大,压强减小,D正确.
7．【答案】B
【详解】AB．飞机从巡航到着陆过程，温度不变，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据理想气体状态方程，可知矿泉水瓶内的空气的压强增大，则飞机从巡航到着陆过程飞机机舱内的气压增大，A错误，B正确；
C．由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变，C错误；
D．由于温度不变，则内能不变，D错误。选B。
8．【答案】C
【详解】根据题意可知，气体的体积不变，所以气体压强与温度成正比，且气体由状态a变化到状态b，温度降低，压强减小。选C。
9．【答案】BC
【详解】A：过程中，压强不变，体积变大，分子数密度减小，温度升高，分子平均速率变大，则单位时间内、单位面积上与器壁碰撞的分子数减小，A错误；
B：过程中，气体体积不变，温度降低内能减小，根据可知，故气体放出热量，B正确；
C：过程中，气体温度不变，则分子的平均动能保持不变，C正确；
D：过程中，气体温度不变，内能不变，即，气体体积减小，外界对气体做功，即，则根据可知，故气体放出热量，D错误。选BC。
10．【答案】BC
【详解】A．在过程b→c中，气体体积随热力学温度变化的图像是过原点的直线，为等压变化，A错误。
BD．在过程d→a中，气体体积随热力学温度变化的图像是过原点的直线，气体压强不变，则有c→d过程中，温度不变，根据玻意耳定律可知，体积增大，压强减小，则有，所以有，B正确，D错误；
C．d→a过程中，气体压强不变，温度升高，气体分子的平均动能增大，根据压强微观意义可知，在单位时间单位面积上碰撞容器壁的气体分子数减少，C正确。选BC。
11．【答案】BD　
【解析】基础考点：热力学第一定律和气体实验定律
12．【答案】BCD
【详解】A．从筒口接触水面到悬停的过程中，气体体积减小，外界对气体做功，，温度不变，，由热力学第一定律，可知，筒内气体放热，A错误；
C．初始时刻筒内气体压强为，体积为，筒悬停在水中时，设筒内气柱长度为，则筒内压强为，体积为，由玻意耳定律可得，联立可得，进入筒内的水柱高度为，C正确；
D．悬停时筒受力平衡，解得，D正确；
B．筒悬停时，若筒内气柱长度不变，当外界大气压突然变大时，桶内气体压强，筒内气柱长度将变短，此时，筒内气体排开水的体积减小，筒受到的浮力将减小，浮力小于重力，筒会下沉，B正确。选BCD。
13．【答案】BD
【解析】新颖试题：高压锅
加热前锅内温度T1=(27+273) K=3-00 K,压强p1=1 atm,当加热至锅内压强p2=1.27 atm时,压力阀刚要被顶起而发出嘶响声,在这个过程中,气体体积不变,由查理定律有=,得此时锅内温度T2=381 K,即t2=108 ℃,B正确;设压力阀的质量为m,压力阀刚要被顶起时,由受力平衡得p2S=p1S+mg,又1 atm=1.0×105 Pa,代入数据得m≈0.02 kg,A错误;锅内温度达到沸点时温度T3=(117+273) K=390 K,从压力阀刚要被顶起到达到沸点的过程,锅内压强不变,以压力阀刚要被顶起时锅内的气体为研究对象,设其质量为m,其在p2、T2状态下的体积为V1,在p2、T3状态下的体积为V3,停止加热时放出气体的质量为Δm,由盖-吕萨克定律有=,得V3=V1,停止加热时放出气体的质量与加热前锅内气体质量之比==,停止加热时锅内气体质量为加热前锅内气体质量的1-=,C错误,D正确。
14．【答案】前；D；A；BC；偏大；移动右管使其液面比左管内液面高出 1cm
【详解】实验 1：
（1）[1]在对螺线管通电前必须对磁传感器进行调零。
（2）[2]减小通电螺线管的电流后，螺线管轴线中点的磁感应强度减小；将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器接受的磁场的方向相反，则读数可能为-3mT，选D。
实验 2：
（1）[3]根据盖吕萨克定律可知，即气泡的体积随温度均匀变化，可知刻度是均匀的，温度越高，则气体体积越大，则左侧液面越低，可知刻度值上小下大 ，选A。
（2）[4]气体发生等压变化，气体体积的变化反映了气体温度的变化，温度计的灵敏度取决于气体体积变化，影响温度计灵敏度的因素有：玻璃泡大小、左管内径粗细，选BC；
（3）[5][6]温度计标度时大气压为标准大气压：76cmHg，封闭气体的压强为76cmHg，若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg时，封闭气体压强为75cmHg，气体体积要变大，水银液面要下降，用该温度计测得的温度值偏大；为测得准确的温度，在测量时需调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，然后读数。
15．【答案】 C 乙 甲 一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积成反比
【详解】（1）[1]A．实验过程中，推拉活塞时，动作要慢，避免因推拉活塞过快，封闭气体温度升高，故A正确，不符合题意；
B．推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位，如用手握住注射器筒有气体的部位会使气体温度升高，故B正确，不符合题意；
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体的质量发生了变化，如立即重新接上，继续实验，将出现较大误差，故C错误，符合题意；
D．为了防止摩擦生热及气体质量变化，活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气，故D正确，不符合题意。
故选C。
（2）[2]在验证玻意耳定律的实验中，根据理想气体状态方程有
可得
可知，与成正比，故图像为图2中的乙线。
[3]如果实验中，使一定质量气体的体积减小的同时，温度逐渐升高，由上述分析可知，与的图像的斜率将变大，故图像为图2中的甲线。
（3）[4]从实验数据绘制的图线可以得出本实验的结论是：一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积成反比。
16．【答案】（1）；（2）
【详解】（1）对活塞受力分析可知，解得
（2）气体进行等压变化，则由盖吕萨克定律可得，解得
17．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）封闭气体的压强为
（2）缓慢均匀加热封闭气体，当水平管中的水银全部进入竖直管时，封闭气体的压强为，设玻璃管的横截面积为，根据理想气体状态方程可得，解得
（3）继续缓慢均匀加热封闭气体直到温度达到，则气体发生等压变化，则有，解得，则整个加热过程竖直管中水银面上升的总高度为
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