十年（2014-2023）高考物理真題分項匯編（全國）專題57 氣體的等容變化（原卷卷）

專題58氣體的等容變化一、單選題1．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過程中（

）

A．氣體分子的數(shù)密度增大B．氣體分子的平均動能增大C．單位時間內(nèi)氣體分子對單位面積器壁的作用力減小D．單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小2．（2022·北京·高考真題）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿圖示路徑先后到達(dá)狀態(tài)b和c。下列說法正確的是（

）A．從a到b，氣體溫度保持不變 B．從a到b，氣體對外界做功C．從b到c，氣體內(nèi)能減小 D．從b到c，氣體從外界吸熱3．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷兩個過程，先后到達(dá)狀態(tài)B和C。有關(guān)A、B和C三個狀態(tài)溫度和的關(guān)系，正確的是（）A． B．C． D．4．（2014·重慶·高考真題）重慶出租車常以天然氣作為燃料,加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中,若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變,則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A．壓強(qiáng)增大,內(nèi)能減小B．吸收熱量,內(nèi)能增大C．壓強(qiáng)減小,分子平均動能增大D．對外做功,分子平均動能減小二、多選題5．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過程如圖上從a到b的線段所示。在此過程中（）A．氣體一直對外做功B．氣體的內(nèi)能一直增加C．氣體一直從外界吸熱D．氣體吸收的熱量等于其對外做的功E．氣體吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量6．（2021·海南·高考真題）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程到達(dá)狀態(tài)c，直線過原點。則氣體（）A．在狀態(tài)c的壓強(qiáng)等于在狀態(tài)a的壓強(qiáng)B．在狀態(tài)b的壓強(qiáng)小于在狀態(tài)c的壓強(qiáng)C．在的過程中內(nèi)能保持不變D．在的過程對外做功7．（2016·全國·高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其p–T圖像如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點O．下列判斷正確的是（）A．氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B．氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能C．在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D．在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功E．在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功8．（2014·全國·高考真題）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其圖象如圖所示，下列判斷正確的是（

）A．過程ab中氣體一定吸熱B．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱D．A、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小E．b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同三、解答題9．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）某飲料瓶內(nèi)密封一定質(zhì)量理想氣體，時，壓強(qiáng)。（1）時，氣壓是多大？（2）保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強(qiáng)與（1）時相同時，氣體體積為原來的多少倍？

10．（2023·浙江·高考真題）某探究小組設(shè)計了一個報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積、質(zhì)量的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。開始時氣體處于溫度、活塞與容器底的距離的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達(dá)容器內(nèi)的卡口處，此時氣體達(dá)到狀態(tài)B。活塞保持不動，氣體被繼續(xù)加熱至溫度的狀態(tài)C時觸動報警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了。取大氣壓，求氣體。（1）在狀態(tài)B的溫度；（2）在狀態(tài)C的壓強(qiáng)；（3）由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q。11．（2021·重慶·高考真題）定高氣球是種氣象氣球，充氣完成后，其容積變化可以忽略?，F(xiàn)有容積為的某氣罐裝有溫度為、壓強(qiáng)為的氦氣，將該氣罐與未充氣的某定高氣球連通充氣。當(dāng)充氣完成后達(dá)到平衡狀態(tài)后，氣罐和球內(nèi)的溫度均為，壓強(qiáng)均為，為常數(shù)。然后將氣球密封并釋放升空至某預(yù)定高度，氣球內(nèi)氣體視為理想氣體，假設(shè)全過程無漏氣。（1）求密封時定高氣球內(nèi)氣體的體積；（2）若在該預(yù)定高度球內(nèi)氣體重新達(dá)到平衡狀態(tài)時的溫度為，求此時氣體的壓強(qiáng)。12．（2018·海南·高考真題）一儲存氮氣的容器被一絕熱輕活塞分隔成兩個氣室A和B，活塞可無摩擦地滑動。開始時用銷釘固定活塞，A中氣體體積為2.5×10-4m3，溫度為27℃，壓強(qiáng)為6.0×104Pa；B中氣體體積為4.0×10-4m3，溫度為-17℃，壓強(qiáng)為2.0×104Pa。現(xiàn)將A中氣體的溫度降至-17℃，然后拔掉銷釘，并保持A、B中氣體溫度不變，求穩(wěn)定后A和B中氣體的壓強(qiáng)。13．（2021·江蘇·高考真題）如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體被活塞封閉在汽缸中，活塞的面積為S，與汽缸底部相距L，汽缸和活塞絕熱性能良好，氣體的壓強(qiáng)、溫度與外界大氣相同，分別為和?，F(xiàn)接通電熱絲加熱氣體，一段時間后斷開，活塞緩慢向右移動距離L后停止，活塞與汽缸間的滑動摩擦為f，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個過程中氣體吸收的熱量為Q，求該過程中（1）內(nèi)能的增加量；（2）最終溫度T。14．（2021·河北·高考真題）某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時，壓強(qiáng)為。（1）當(dāng)夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時夾層中空氣的壓強(qiáng)；（2）當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長時間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值，設(shè)環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)為。15．（2021·湖南·高考真題）小贊同學(xué)設(shè)計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實驗裝置，如圖所示。導(dǎo)熱汽缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量、截面積的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點上，左端用不可伸長的細(xì)繩豎直懸掛活塞，右端用相同細(xì)繩豎直懸掛一個質(zhì)量的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為時，測得環(huán)境溫度。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)，重力加速度。（1）當(dāng)電子天平示數(shù)為時，環(huán)境溫度為多少？（2）該裝置可測量的最高環(huán)境溫度為多少？16．（2020·海南·統(tǒng)考高考真題）如圖，圓柱形導(dǎo)熱汽缸長，缸內(nèi)用活塞（質(zhì)量和厚度均不計）密閉了一定質(zhì)量的理想氣體，缸底裝有一個觸發(fā)器D，當(dāng)缸內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到時，D被觸發(fā)，不計活塞與缸壁的摩擦。初始時，活塞位于缸口處，環(huán)境溫度，壓強(qiáng)。(1)若環(huán)境溫度不變，緩慢向下推活塞，求D剛好被觸發(fā)時，到缸底的距離；(2)若活塞固定在缸口位置，緩慢升高環(huán)境溫度，求D剛好被觸發(fā)時的環(huán)境溫度。17．（2017·全國·高考真題）如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管（容積可忽略）連通，閥門K2位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3，B中有一可自由滑動的活塞（質(zhì)量、體積均可忽略）。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27℃，汽缸導(dǎo)熱。(1)打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；(2)接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；(3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃，求此時活塞下方氣體的壓強(qiáng)。18．（2019·全國·高考真題）熱等靜壓設(shè)備廣泛用于材料加工中．該設(shè)備工作時，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對放入爐腔中的材料加工處理，改部其性能．一臺熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氬氣壓入到爐腔中．已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2m3，使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5×107Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為2.0×106Pa；室溫溫度為27℃．氬氣可視為理想氣體．（1）求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；（2）將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227℃，求此時爐腔中氣體的壓強(qiáng)．19．（2015·全國·高考真題）如圖，一固定的豎直汽缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的質(zhì)量為，橫截面積為，小活塞的質(zhì)量為，橫截面積為；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為，汽缸外大氣壓強(qiáng)為，溫度為．初始時大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為，現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度取，求：（1）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；（2）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)．20．（2016·上?！そy(tǒng)考高考真題）如圖，兩端封閉的直玻璃管豎直放置，一段水銀將管內(nèi)氣體分隔為上下兩部分A和B，上下兩部分氣體初始溫度相等，且體積VA＞VB．（1）若A、B兩部分氣體同時升高相同的溫度，水銀柱將如何移動？某同學(xué)解答如下：設(shè)兩部分氣體壓強(qiáng)不變，由，…，，…，所以水銀柱將向下移動．上述解答是否正確？若正確，請寫出完整的解答；若不正確，請說明理由并給出正確的解答．（2）在上下兩部分氣體升高相同溫度的過程中，水銀柱位置發(fā)生變化，最后穩(wěn)定在新的平衡位置，A、B兩部分氣體始末狀態(tài)壓強(qiáng)的變化量分別為ΔpA和ΔpB，分析并比較二者的大小關(guān)系．21．（2015·重慶·高考真題）北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結(jié)，若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為，壓強(qiáng)為，肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為，整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計體積和質(zhì)量變化，大氣壓強(qiáng)為，求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差。22．（2015·山東·高考真題）扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象；如圖，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為300K，壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)P0．當(dāng)封閉氣體溫度上升至303K時，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內(nèi)部壓強(qiáng)立即減為P0，溫度仍為303K．再經(jīng)過一段時間，內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300K．整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體．求：（?。┊?dāng)溫度上升到303K且尚未放氣時，封閉氣體的壓強(qiáng)；（ⅱ）當(dāng)溫度恢復(fù)到300K時，豎直向上提起杯蓋所需的最小力．四、填空題23．（2022·福建·高考真題）帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣體開始處于a狀態(tài)，然后經(jīng)過狀態(tài)變化過程到達(dá)c狀態(tài)。在圖中變化過程如圖所示。（1）氣體從a狀態(tài)經(jīng)過到達(dá)b狀態(tài)的過程中壓強(qiáng)____________。