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    三年(2022-2024)高考物理真题分类汇编(全国通用)专题37气体(原卷版)

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    这是一份三年(2022-2024)高考物理真题分类汇编(全国通用)专题37气体(原卷版),共10页。试卷主要包含了5℃,66 × 10−3kg等内容,欢迎下载使用。


    考点01 气体实验定律
    1. (2024年高考海南卷) 用铝制易拉罐制作温度计,一透明薄吸管里有一段油柱(长度不计)粗细均匀,吸管与罐密封性良好,罐内气体可视为理想气体,已知罐体积为,薄吸管底面积,罐外吸管总长度为20cm,当温度为27℃时,油柱离罐口10cm,不考虑大气压强变化,下列说法正确的是( )
    A. 若在吸管上标注等差温度值,则刻度左密右疏
    B. 该装置所测温度不高于31.5℃
    C. 该装置所测温度不低于23.5℃
    D. 其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,则油柱离罐口距离增大
    2. (2024年高考江苏卷)某科研实验站有一个密闭容器,容器内有温度为300K,压强为105Pa的气体,容器内有一个面积0.06平方米的观测台,现将这个容器移动到月球,容器内的温度变成240K,整个过程可认为气体的体积不变,月球表面为真空状态。求:
    (1)气体现在的压强;
    (2)观测台对气体的压力。
    3. (2024年高考广东卷) 差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统。如图所示,A、B两个导热良好的气缸通过差压阀连接,A内轻质活塞的上方与大气连通,B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开,A内气体缓慢进入B中;当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时,A内气体体积,B内气体压强等于大气压强,已知活塞的横截面积,,,重力加速度大小取,A、B内的气体可视为理想气体,忽略活塞与气缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时:
    (1)求B内气体压强;
    (2)求A内气体体积;
    (3)在活塞上缓慢倒入铁砂,若B内气体压强回到并保持不变,求已倒入铁砂的质量。
    4. (2024高考甘肃卷)如图,刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体,被隔板分成A、B两部分,隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连(忽略隔板厚度和弹簧体积)。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态,A、B体积均为Sl,压强均为,弹簧为原长。现将B中气体抽出一半,B的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变,气体视为理想气体。求:
    (1)抽气之后A、B的压强。
    (2)弹簧劲度系数k。
    5. (2024高考江西卷)可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经完成循环过程,和均为等温过程,和均为等容过程。已知,气体在状态A的压强,体积,气体在状态C的压强。求:
    (1)气体在状态D的压强;
    (2)气体在状态B的体积。
    6. (2024高考广西卷) 如图甲,圆柱形管内封装一定质量的理想气体,水平固定放置,横截面积的活塞与一光滑轻杆相连,活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处,此时封闭气体的长度。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为的a处,再使封闭气体缓慢膨胀,直至活塞回到b处。设活塞从a处向左移动的距离为x,封闭气体对活塞的压力大小为F,膨胀过程曲线如图乙。大气压强。
    (1)求活塞位于b处时,封闭气体对活塞的压力大小;
    (2)推导活塞从a处到b处封闭气体经历了等温变化;
    (3)画出封闭气体等温变化的图像,并通过计算标出a、b处坐标值。
    7. (2024高考湖南卷)一个充有空气的薄壁气球,气球内气体压强为p、体积为V。气球内空气可视为理想气体。
    (1)若将气球内气体等温膨胀至大气压强p0,求此时气体的体积V0(用p0、p和V表示);
    (2)小赞同学想测量该气球内气体体积V的大小,但身边仅有一个电子天平。将气球置于电子天平上,示数为m = 8.66 × 10−3kg(此时须考虑空气浮力对该示数的影响)。小赞同学查阅资料发现,此时气球内气体压强p和体积V还满足:(p−p0)(V−VB0) = C,其中p0 = 1.0 × 105Pa为大气压强,VB0 = 0.5 × 10−3m3为气球无张力时的最大容积,C = 18J为常数。已知该气球自身质量为m0 = 8.40 × 10−3kg,外界空气密度为ρ0 = 1.3kg/m3,求气球内气体体积V的大小。
    8. (2024年高考安徽卷) 某人驾驶汽车,从北京到哈尔滨,在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降(假设轮胎内气体的体积不变,且没有漏气,可视为理想气体)。于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气,使其内部气体的压强恢复到出发时的压强(假设充气过程中,轮胎内气体的温度与环境相同,且保持不变)。已知该轮胎内气体的体积,从北京出发时,该轮胎气体的温度,压强。哈尔滨的环境温度,大气压强取。求:
    (1)在哈尔滨时,充气前该轮胎气体压强的大小。
    (2)充进该轮胎的空气体积。
    9 (2024高考全国理综甲卷)11. 如图,一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体,一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动,移动范围被限制在卡销a、b之间,b与汽缸底部的距离,活塞的面积为。初始时,活塞在卡销a处,汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同,分别为和。在活塞上施加竖直向下的外力,逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处(过程中气体温度视为不变),外力增加到并保持不变。
    (1)求外力增加到时,卡销b对活塞支持力大小;
    (2)再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高,求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。
    10. (2024高考甘肃卷)如图,刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体,被隔板分成A、B两部分,隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连(忽略隔板厚度和弹簧体积)。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态,A、B体积均为Sl,压强均为,弹簧为原长。现将B中气体抽出一半,B的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变,气体视为理想气体。求:
    (1)抽气之后A、B的压强。
    (2)弹簧劲度系数k。
    11. (2024高考江苏卷)某科研实验站有一个密闭容器,容器内有温度为300K,压强为105pa的气体,容器内有一个面积0.06平方米的观测台,现将这个容器移动到月球,容器内的温度变成240K,整个过程可认为气体的体积不变,月球表面为真空状态。求:
    (1)气体现在的压强;
    (2)观测台对气体的压力。
    12 .(2)(2023高考全国甲卷)(10分)一高压舱内气体的压强为1.2个大气压,温度为17℃,密度为1.46kg/m3。
    (i)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变,求气体温度升至27℃时舱内气体的密度;
    (ii)保持温度27℃不变,再释放舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压,求舱内气体的密度。
    13.(2)(2023高考全国乙卷)如图,竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为的A、B两段细管组成,A管的内径是B管的2倍,B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度均为。现将玻璃管倒置使A管在上方,平衡后,A管内的空气柱长度改变。求B管在上方时,玻璃管内两部分气体的压强。(气体温度保持不变,以为压强单位)

    考点02 理想气体状态方程
    1. (2023高考选择性考试辽宁卷)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是( )

    A. B.
    C. D.
    2. (2023高考江苏学业水平选择性考试)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
    3.(2022·全国理综甲卷·33(2))(10分)如图,容积均为、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为、温度为的环境中:两汽缸的底部通过细管连通,A汽缸的顶部通过开口C与外界相通;汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第II、Ⅲ部分的体积分别为和。环境压强保持不变,不计活塞的质量和体积,忽略摩擦。
    (i)将环境温度缓慢升高,求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度;
    (ⅱ)将环境温度缓慢改变至,然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体,求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后,B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
    4. (2023高考山东高中学业水平等级考试)一定质量的理想气体,初始温度为,压强为。经等容过程,该气体吸收的热量后温度上升;若经等压过程,需要吸收的热量才能使气体温度上升。下列说法正确的是( )
    A. 初始状态下,气体的体积为
    B. 等压过程中,气体对外做功
    C. 等压过程中,气体体积增加了原体积的
    D. 两个过程中,气体的内能增加量都为
    5. (2023高考河北卷)如图,某实验小组为测量一个葫芦的容积,在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的均匀透明长塑料管,密封好接口,用氮气排空内部气体,并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为时,气柱长度为;当外界温度缓慢升高到时,气柱长度变为。已知外界大气压恒为,水柱长度不计。
    (1)求温度变化过程中氮气对外界做的功;
    (2)求葫芦的容积;
    (3)试估算被封闭氮气分子的个数(保留2位有效数字)。已知氮气在状态下的体积约为,阿伏伽德罗常数取。
    6. (2023高考海南卷)某饮料瓶内密封一定质量理想气体,时,压强
    (1)时,气压是多大?
    (2)保持温度不变,挤压气体,使之压强与(1)时相同时,气体体积为原来的多少倍?

    7. (2022福建高考) 带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体,气体开始处于a状态,然后经过状态变化过程到达c状态。在V——T图中变化过程如图所示。
    (1)气体从a状态经过到达b状态的过程中压强____________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
    (2)气体从b状态经过到达c状态的过程要____________。(填“吸收”或“放出”)热量。
    8.(9分)(2023年高考广东卷)在驻波声场作用下,水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化,使小气泡周期性膨胀和收缩,气泡内气体可视为质量不变的理想气体,其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的图像,气泡内气体先从压强为、体积为、温度为的状态等温膨胀到体积为、压强为的状态,然后从状态绝热收缩到体积为、压强为、温度为的状态到过程中外界对气体做功为.已知和.求:
    (1)的表达式;
    (2)的表达式;
    (3)到过程,气泡内气体的内能变化了多少?
    9. (2022高考辽宁物理)一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其体积V和热力学温度T变化图像如图所示,此过程中该系统( )
    A. 对外界做正功B. 压强保持不变
    C. 向外界放热D. 内能减少
    10(8分)(2022年重庆高考)某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性,得到压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为的等容过程,当温度为时气体的压强为;图线Ⅱ描述的是压强为的等压过程。取为,求
    ①等容过程中,温度为时气体的压强;
    ②等压过程中,温度为时气体的体积。
    考点
    三年考情(2022-2024)
    命题趋势
    考点1 气体实验定律
    (5年5考)
    2024年高考海南卷: 用铝制易拉罐制作温度计。
    2024年高考江苏卷:科研实验站的密闭容器内有温度为300K,压强为105Pa的气体,容器内有一个面积0.06平方米的观测台,现将这个容器移动到月球。
    2024年高考广东卷:差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统。
    2024高考甘肃卷:刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体,被隔板分成A、B两部分。
    1. 气体实验定律是高考考查频率较高的知识点,命题一般设置情景。气体实验定律中玻意耳定律考查频率高于查理定律和盖吕萨克定律。
    2. 理想气体状态方程考查一般与气体图像结合,与热力学第一定律结合考查有增加的趋势。
    考点2 理想气体状态方程
    (5年几考)
    2023高考河北卷:实验小组测量一个葫芦的容积;2023年高考广东卷:在驻波声场作用下,水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化;2022年重庆高考:某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性,得到压强p随温度t的变化图像。
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