端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长
高考物理高频考点 2020 模拟题精选分类解析
高频考点 51 气体、
气体实验定律
1. （河北省唐山市 2020 届高三下学期第一次模拟） 对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是
A. 若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大 B. 若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变 C. 若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加 D. 若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变
2. （ 6 分）（2020 年 3 月江西南昌一模）对一定质量的理想气体，下列说法正确的 是．（选对一个给 3 分，选对两个给 4 分，选对 3 个给 6 分．每选错一个扣 3 分，最低得分为 0 分）
A．气体的体积是所有气体分子的体积之和
B．气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈
C．气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的
D．当气体膨胀时，气体的内能一定减少
E．在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少
3（9 分）（2020 年 3 月河南焦作一模）如图所示，粗细均匀的
U 形管竖直放置，左
L＝10cm的理想气体，当温度为 27 C时， 两管水银面的高度差 h＝ 2cm．设外界大气压为 1.0 105Pa（即 75cmHg）．为了使左、
右两管中的水银面相平，求：
（ⅰ）若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少
C？
L
（ⅱ）若温度保持 27 C不变，需从右管的开口端再缓慢注 入多少高度的水银柱 ?
解：（ⅰ）根据理想气体状态方程： pV
h
1 1
2 2 p V
代
入数据 73 10 300
75 11
T2
T1 T2
，从中求得 2 ＝339K ，t 2 ＝66℃ (2分） T
（ⅱ）根据玻意耳定律： p1 V1 ＝ p 3V3 代入数据 73×10 ＝ 75×L3 0.27cm，
(2 分）
，从中求得 L3 ＝ 9.73 cm ，即闭管水银柱上升了
所需注入的水银柱长为 H ＝ (2 ＋2×0.27 ） cm ＝ 2.54cm （3 分）
5. （ 9 分）（ 2020 年 3 月吉林二模）气缸长为 L=1m（气缸的厚
度可忽略不计） ，固定在水平面上，气缸中有横截面积为
S=100cm的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当
温度为 t=27 ℃，大气压为 p0=1×105Pa 时，气柱长度为 L0 =0.4m。现缓慢拉动活塞，
2
拉力最大值为 F=500N，求：
① 如果温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？
②保持拉力最大值不变，气缸中气体温度至少为多少摄氏度时，才能将活塞从气缸
中拉出？
6. (2020 年 3 月山东德州一模 ) 如图所示，在长为 l=57 cm
的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用
4 cm高的水
银柱封闭着 51 cm 长的理想气体，管内外气体的温度相同。现 将水银缓慢地注入管中，直到水银面与管口相平。
( 大气压强
P0=276cmHg)
①求此时管中封闭气体的压强； ②此过程封闭气体
(
填“吸热”或“放热” ) ，内能
( 填“增大”、“减小”或“不变” ) 。
6. 解：①设玻璃管的横截面积为 S，水银柱与管口相平时水银柱高为 H，则：初状态时， p1 = p 0+ p h=80cmHg，V1=51S
注满水银后， p2= p 0+ p H=(76+H)cmHg，V2=（57-H）S，
由玻意耳定律， p1 V 1= p 1 V 2
代入数据解得， p2=85cmHg。
②此过程封闭气体放热，内能不变。
7. （2020 年 3 月山东烟台一模） 一定质量理想气体 的 p-V 图象如图所示， 其中 a b 为等容过程， b c
P/ atm 3
a 为等压过程， c a 为等温过程，已知气体在状态
a
时的温度 Ta=300K，在状态 b 时的体积 Vb=22.4L 求：
1
b
c
O
V/
L
①气体在状态 c 时的体积 Vc；
②试比较气体由状态 b 到状态 c 过程从外界吸收的热量 Q与对外做功 W的大小关系，并简要说明理由。
8. （ 9 分）（ 2020 年 3 月江西省六校联考）一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B 再变化到状态 C，其状态变化过程的 p-V 图象如图所示。已知该气体在状态 A 时的温度为 27℃。则：
①该气体在状态 B， C时的温度分别为多少℃？
②该气体从状态 A 到状态 C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？
9.(5 分）（ 2020 年 3 月山东省淄博市一模）内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有
5
-3 3
冰水混合物的水槽中， 用不计质量的活塞封闭压强为 1.0 ×10 pa，体积为 2.0 ×10 m 的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半。求
①求气缸内气体的压强；
②若封闭气体的内能仅与温度有关，在上述过程中外界对气体做功 145J，封闭气体吸收还是放出热量？热量是多少？
10. （20 12 年 3 月山东威海一模）一定质量的理想气体，经过如图所示的由
A 经 B
到 C的状态变化 . 设状态 A 的温度为 400K.求：①状态 C的温度 Tc 为多少 K？
②如果由 A 经 B 到 C 的状态变化的整个过程中，
气体对外做了 400J 的功，气体的内能增加了 20J，
则这个过程气体是吸收热量还是放出热量？其数
值为多少？
. 解：①由理想气体状态方程，
pVAA = pVCC , TATC
解得状态 C的温度 Tc=320K。
②由热力学第一定律，△
U=Q+W，
解得 Q=420J，气体吸收热量。
11. （ 2020 年 3 月山东潍坊模拟） 一同学利用注射器测量气温， 其装置如图所示．在注射器内封闭一定质量的气体后，将注射器竖直置予冰水混合
物中，稳定后，利用注射器上的容积刻度读出封闭气体的体积
V1=30mL．取走冰水混合物，待封闭气体与气温达到平衡后，读出此时封闭气体的体积 V2=32mL．不计活塞与注射器筒间的摩擦，室内气压保持不变．求：
①室温是多少摄氏度？；
．
内能如何变化 ?它从室内吸收或
②封闭气体的温度从零摄氏度变化到室温的过程中， 放出的 热量与内能变化量是什么关系 ?
解析：①由 V1/ T 1= V2/ T 2 解得 T2=291.2K，室温 t= T 2-273K=18.2 ℃。
②内能增加。由热力学第一定律可知，封闭气体从外界吸收的热量大于其内能的变
化量。
12（ 8 分）（ 2020 年海南琼海一模）如图所示，大气压强为
p0，气缸水平固定，开
有小孔的薄隔板将其分为 A、B 两部分，光滑活塞可自由移动。 初始时气缸内被封闭 气体温度 T， A、 B 两部分容积相同。加热气体，使 A、B 两部分体积之比为 1∶2。
（1）气体应加热到多少温度？
A B
（2）将活塞向左推动，把 B 部分气体全部压入 A 中，气体温度
变为 2T，求此时气体压强。
12 解： (1)AB 体积之比 1∶ 2
活塞 设 A 的容积 V，则初状态 AB总体积 2V，末状态总体积 3V，
等压变化，
2V T
=
3V
T
1
3
解得 T1 =2T 。
p0·2V
(2) 由理想气体状态方程 解得 p2=4p0。
T
p2· V
，
= 2T
14（ 10 分）、（上海市复旦、交大、华师大附中 2020 年 3 月高三下学期 3 校联考）图中质量为 m 的圆柱形气缸 A 位于水平地面 ，气缸内有一
A
-3 2
面积 S=5.00×10 m、质量 mB=10.0kg 的活塞 B，把一定质量的气体封 闭在气缸内，气体的质量比气缸的质量小得多，活塞与气缸的摩擦不
计，大气压强 p 0 =1.00 ×105Pa。活塞 B 经跨过定滑轮的轻绳与质量为
C
m=20.0kg 的圆桶 C 相连，当活塞处于平衡时，气缸内的气柱长为L/4 深度，它比活塞的厚度大得多。 （g 取 10m/s )
2
，L 为气缸的
（2）现在徐徐向 C 桶内倒入细砂粒， 若气缸 A 能离开地面， 则气缸 A 的质量应满足什么条件？
由于 L2 最大等于 L，故若想轻绳能把汽缸
mA
40 kg。（2 分）
A 提离地面，汽缸的质量应满足条件
16. （9 分）（ 2020 年 3 月江西南昌一模）某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过
程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没
有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为： 27 ℃时表内气体压强为 1.0 ×105Pa （常温下的大气压强值） ，当内、外压强差超过 6.0 ×l0 4 Pa 时表盘玻璃将爆裂．当
时登山运动员携带的温度计的读数是 - 21℃，表内气体体积的变化可忽略不计．
(1) 通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？ (2) 当时外界的大气压强为多少？
18. （江苏南通市 2020 届高三第一学期期末）一定质量的理想气体压强 p 与热力学
温度 T 的关系图象如图所示， AB、 BC分别与 p 轴和 T 轴平行，气体在状态 强为 p 、体积为 V ，在状态 B 时的压强为 2p ，则气
0 0
0
A 时的压
p
B
体在状态 B 时的体积为
；气体从状态 A 经状 2p0
p0 O
C
态 B 变化到状态 C 的过程中，对外做的功为 W，内能 增加了 U，则此过程气体 （选填“吸 ．
A
0
收”或“放出”）的热量为
18. 答案： V /2 （ 2 分） 吸收（ 1 分）
0
T0
T
2T
U+W（ 1 分）
解析：气体从状态 A 变化到状态 B，做等温变化，由波意耳定律可得气体在状态 B 时的体积为 V0/2 ；气体从状态 A经状态 B 变化到状态 C的过程中，对外做的功为 W，
内能增加了
U，由热力学第一定律，则此过程气体吸收热量 Q= U+W。 20. （12 分）（2020 山西太原期末）如图是某研究性学习小组设计的一种测温装置，玻璃泡 A 内封有一定质量的气体，与 A 相连的细管 B插在水银槽中，管内和槽内水
银面的高度差 z 即可反映出泡内气体的温度，即环境温度，并可由
B 管上的刻度直
接读出．（B 管的体积与 A 泡的 体积相比可忽略）
①在标准大气压下（ p0 =76cmHg），对 B 管进行温度刻线．已知温度 t 1=27℃，管内与槽中水银面的高度差 x1=16cm，此高度即为 27℃的刻度线． 求当 t=0 ℃时， 刻度线与槽中水银面的高度差 x0．
②若大气压变为 p1=75cmHg，利用该装置测量温度时所得读数仍为
27℃，则此时实
际温度是多少？
21. （10 分）（2020 年 2 月西安五校联考）某同学家新买了一双门电冰箱，冷藏室容
积 107 L ，冷冻容积 118 L ，假设室内空气为理想气体。
-3 3
23
①若室内空气摩尔体积为 22.5 ×10 m/mol ，阿伏加德罗常数为 6.0 ×10 个 /mol ， ?
5
在家中关闭冰箱密封门后，电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子
②若室内温度为 27℃，大气压为 l ×10 Pa，关闭冰箱密封门通电工作一段时间后，
冷藏室内温度降为 6℃，冷冻室温度降为 - 9℃，此时冷藏室与冷冻室中空气的压强
差为多大 ?
这是否违背热力学第二定律。
22. （9 分）（ 2020 年 2 月武汉调研）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℃。现将水银徐徐注入管中 ，直到水银面与管口相平，此时管中气
体的压强为多少？接着缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中刚好只剩
4cm高的水
银柱？（大气压强 p0=76cmHg）
23.(9 分) （ 2020 江西重点中学联盟第一次联考）如图所示为一均匀薄壁
U 形
管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为 S，内装有密度为 的液体。右管内有一质量为 m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间
无摩擦且不漏气。温度为 T0 时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为 L，压强均为大气压强 P0，重力加速度为 g。现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动。求：
①右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体的压强 P1；②温度升高到 T1 为多少时，右管活塞开始离开卡口上升；③温度升高到 T2 为多少时，两管液面高度差为 L 。
24. （2020 年 2 月山东潍坊重点中学联考）一质量为 M的气缸，用质量为 m，横截
面积为 S 的活塞，封有一定质量的气体，活塞与气缸之间无摩擦且不漏气。气缸水
平横放时，空气柱长为 L0（如图甲所示），若将气缸按图乙悬挂，静止时求气柱长度
为多少 . （已知大气压强为 P0，且气体温度保持不变 . ）
25.（9 分）（2020 年 2 月江西九江市七校联考） 如图所示，向一个空的铝饮料罐 （即
易拉罐）中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可
以忽略）。如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知铝罐的容积是
32
360cm ，吸管内部粗细均匀，横截面积为
0.2cm ，吸管的有效长度为 20cm，当温度
为 25℃时，油柱离管口 10cm。
①吸管上标刻温度值时，刻度是否均匀？说明理由。
②计算这个气温计的测量范围。
. 解析：：①根据盖—吕萨克定律，
V T C ，
26. （10 分）（2020 年 2 月湖南部分学校联考） 内壁光滑的导热气缸竖直浸放在冰水
0
5
0
3 3
混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为 p =1．0×10 Pa、体积 V =2．0× 10 m 的理想气体。现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然 后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体的温度变为 127℃。求气缸内气体的最终体积和压强。
27
（10 分）（2020 江西重点中学协 作体第二次联考）某压缩式喷雾器储液桶的容量是
－3 3
－ 3 3
5.7 ×10 m．往桶内倒入 4.2 ×10 m 的药液后开始打气，打
－ 4 3
气过程中药液不会向外喷出。如果每次能打进 2.5 ×10 m 的 空气，要使喷雾器内空气的压强达到 4 标准大气压应打气几 次？这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？（设大气压 强为 1 标准大气 压，整个过程中温度不变）
－ 3 3
. 解析：由波意耳定律， npV0+pV=4pV，V=5.7 ×10 m- 4.2
×10 m =1.5×10m，解得 n=18.
－ 3 3
－
3－3
当药液全部喷完， V’=5.7 ×10 m．由 p’V’=4pV 解得 p’=1.05p，大于大气压，所以能否使喷雾器内的药液全部喷完。
28. （9 分）（ 2020 年 2 月武汉调研）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℃。现将水银徐徐注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气
体的压强为多少？接着缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中刚好只剩 4cm高的水银柱？（大气压强 p0=76cmHg）
29（ 2020 河北唐山）有一传热良好的圆柱形气缸置于水平地面上，并用一光滑的质
量为 M活塞密封一定质量的的理想气体，活塞面积为
S。开始时汽缸开口向上（如
图一），已知外界大气压强 P0，被封气体的体积 V0。
①求被封气体的压强：
②现将汽缸倒置（如图二） ，待系统重新稳定后，活塞移动的距离是多少？
（2）气缸倒置后：
P1
对活塞受力分析得： Mg
P1S P0 S ， P0 S Mg
S
所以
。
PV
0
对封闭气体运用玻玛定律
PV ，
1
1
V1
P0 S Mg V0
得：
P0 S Mg ，
h
V1 V0
2MgV 0
所以
S
PS Mg S0 。 30．（2020丹东协作校联考） 内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽
5
－ 3 3
m的理想气中，用不计质量的活塞封闭压强为 1.0 ×10 Pa、体积为 2.0 ×10 体．现 在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水 槽，缓慢加热，使气体温度变为 127℃．
（1）求气缸内气体的最终体积；
（2）在 p— V图上画出整个过程中气缸气体的状态变化． （大气压强为 1.010 5Pa）
31. （2020 上海嘉定期末）．（12 分）如图所示，大气压强为 p0，气缸水平固定，开
有小孔的薄隔板将其分为 A、B 两部分，光滑活塞可自由移动。 初始时气缸内被封闭气体温度 T， A、 B 两部分容积相同。加热气体，使 A、B 两部分体积之比为 1∶2。（1）气体应加热到多少温度？
（2）将活塞向左推动，把 B 部分气体全部压入 A 中，气体温度变为 2T，求此时气
体压强。
解析：
32. （2020 上海卢湾期末）．如图所示，长为 31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为10cm，温 度为 27℃，外界大气压强不变。若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖
直向下，这时留在管内的水银柱长为
15cm，然后再缓慢转回到开口竖直向
上，求：
（1）大气压强 p0 的值；
（2）玻璃管重新回到开口竖直向上时空
气柱的长度；
（3）当管内气体温度缓慢升高到多少℃时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平？
33． (10 分) （ 2020上海闵行期末）如图所示，一定量气体放在体积为 V0的容器中，室温为 T0＝300K，有一光滑导热活塞 C（不占体积）将容器分成 A、B两室， B室的体积是 A室的两倍， A 室容器上连接有一 U形管（ U形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为 76cm，右室容器中连接有一阀门 K，可与大气相通。 （外界大气压等于
76cmHg）求：
（1）将阀门 K打开后， A室的体积变成多少？
（2）打开阀门 K后将容器内的气体从 300K加热到 400K，U形管内两边水银面的高度差为多少？
（3）再加热到 540K， U形管内两边水银面的高度差又为多少？
解析：（ 1）（3 分） 打开阀门， A 室气体等温变化， pA＝76cmHg，体积 VA
pA0VA0＝pAVA ① ②
（2）（4 分） 从 T0＝300K升到 T，体积为 V0，压强为 PA，等压过程
③
T1＝ 400K＜450K，
pA1＝ pA＝p0，
水银柱的高度差为 0
34．（10 分）（2020 上海长宁期末）如图所示，粗细均匀的 U 形管竖直放置，左端封
闭，右端开口，左端用水银封闭着长
L＝10cm的理想气体，当温度为 27 C 时，两管
水银面的高度差
h＝ 2cm．设外界大气压为 1.0 105Pa（即 75cmHg）．为了使左、右
两管中的水银面相平，求：
（1）若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少
C？
（2）若温度保持 27 C不变，需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱 ?
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