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1理想气体
2气体压强产生原因
3三大气体实验定律
4理想气体方程
【知识回归】 回归课本 夯实基础
第一部分基础知识梳理
一．气体压强
1产生的原因
由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。
2决定因素
（1）宏观上：决定于气体的温度和体积。
（2）微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。
二．理想气体
1宏观上，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。
2微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能。
气体实验定律
玻意耳定律
内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比
表达式：p1V1＝p2V2
2查理定律
（1）内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比
＝或
（2）＝
3盖－吕萨克定律
（1）内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比
（2）表达式＝或＝
4.理想气体的状态方程
(1)内容:一定质量的某种理想气体发生状态变化时,压强跟体积的乘积与热力学温度的 比值 保持不变。
(2)公式:=或=C(C是与p、V、T无关的常量)。
第二部分重难点辨析
一利用气体实验定律解决问题的基本思路
二．用图象法分析气体的状态变化
1.一定质量的气体不同图象的比较
特点 举例
p－V pV＝CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远
p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高
p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小
V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小
2.气体状态变化的图像的应用技巧
(1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。
(2)明确斜率的物理意义：在V T图像(p T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。
【典例分析】 精选例题 提高素养
【例1】．从分子动理论的观点来看，气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，气体对容器的压强源于气体分子的热运动。当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），对器壁产生作用力从而产生压强，如图所示。设气体分子的质量为m，气体分子热运动的平均速率为v。下列说法正确的是（ ）
A．气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可视为匀速直线运动
B．在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目差距很大
C．每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中，施加给器壁的冲量大小为2mv
D．若增大气体体积，则气体压强一定减小
【例2】．2023年，中国取得了抗击新冠肺炎战役的全面胜利，其中消杀工作功不可没。如图所示是某种家庭便携式防疫消毒用的喷雾消毒桶及其原理图，内部可用容积为2L，工作人员装入稀释过的1.2L药液后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动压柄打气，每次打入压强为1atm，体积为0.1L的气体，此时大气压强为1atm，当壶内压强增大到2atm时，开始打开喷阀消杀，假设壶内温度保持不变，若不计管内液体体积，以及管内外液面压强差。下列说法正确的是（ ）
A．工作人员共打气9次
B．打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为0.3L
C．打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为0.1L
D．消毒液喷出过程，气体对外做功，对外做功等于从外界吸收热量
【例3】．如图所示，传统爆米花机的“爆米”原理是：密封铁炉内米粒和空气同时受热，米粒中的水分蒸发，与空气形成混合气，炉内产生高压，让米粒中水分继续蒸发受阻。打开铁炉，米粒突遇低温产生内外压力差，米粒中水分急剧膨胀使米粒爆炸形成爆米花。某型爆米花机的铁炉仓体积为。工人师傅封装米粒的实物体积为，翻滚铁炉均匀加热，同时观察仪表，当炉内温度升高到1527℃时，决定开炉，只闻“砰”的一声响，洁白香脆的爆米花应声出炉。已知环境温度为27℃，大气压强为。忽略米粒因水分蒸发对自身体积的影响，将炉内气体视为理想气体，试求：
（1）不计水蒸气的体积，开炉前瞬间炉内空气的压强是多少；
（2）达到开炉温度时，水蒸气占混合气的体积比例为20%，则开炉前瞬间炉内混合气体的压强是多少。
【例4】．如图所示为某锅炉上显示水位的显示器简化示意图，其为上端开口下端封闭、竖直放置且粗细均匀的细玻璃管，内部用两段水柱封闭着质量、温度相同的同种气体（可视为理想气体）Ⅰ与Ⅱ，其长度之比。求：
（1）Ⅰ、Ⅱ两部分气体的压强之比；
（2）如果给它们加热，使它们升高相同的温度，又不使水溢出，则两段气柱长度变化量之比。
【巩固练习】 举一反三 提高能力
1．质量m=10kg一端封闭的圆柱形汽缸开口端向下竖直漂浮在水面上，汽缸横截面积S=50cm2，汽缸露出水面的高度h=1.25m，汽缸中封闭的空气柱长度为l。若竖直向下按压汽缸，当汽缸恰好全部没入水中时，汽缸内空气柱的压强为p'。已知水的密度ρ=1×103kg/m3，大气压强p0=1×105Pa，重力加速度大小取g=10m/s2，不计圆柱形汽缸缸壁的厚度，则（ ）
A．l=3.25m，p'=1.5×105Pa B．l=3.25m，p'=1.3×105Pa
C．l=2.75m，p'=1.3×105Pa D．l=2.75m，p'=1.5×105Pa
2．骑自行车既是安全、绿色的出行方式之一，又是比较不错的有氧运动。山地自行车安装了气压式减震装置来抵抗颠簸从而受到不少人的喜爱，其原理如图所示。如果路面不平，随着骑行时自行车的颠簸，活塞上下振动，下列说法正确的是（ ）
A．活塞迅速下压时汽缸内的气体对外界做负功
B．活塞迅速下压时汽缸内的气体温度可能减小
C．活塞迅速下压时汽缸内的气体的压强变小
D．活塞迅速下压时汽缸内的气体的内能减小
3．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功
B．A→B过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
C．B→C过程中气体的压强减小，气体分子的数密度也减小
D．C→A过程中单位体积内分子数增加，分子的平均动能也增加
4．啤酒是青岛这座城市的“专属味道”，如图是青岛市民喜欢的袋装原浆，某次售卖时，售货员将7°C冰镇原浆倒入密封袋中快速封口，密封袋内有啤酒和少部分空气且不断有气体从啤酒中析出，静置一段时间后，发现密封袋鼓胀起来。已知大气压强，室温为27°C，封闭气体体积从0.2L增大为0.25L。下列说法正确的是（ ）
A．外界对内部封闭气体做正功
B．静置后内部封闭气体的内能增加
C．静置后内部封闭气体的分子速率都增加
D．根据气体实验定律，可求出静置后内部封闭气体的压强
5．打篮球是同学们喜爱的一种体育活动，篮球正常使用时气压范围为1.5atm~1.6atm。小明和同学们来到室内篮球场打篮球，发现篮球场内的篮球气压不足，测得篮球内部气体的压强为1.2atm。如图所示，小明同学用手持式打气筒在室内给篮球打气，每打一次都把体积为125mL、压强与大气压相同的气体打进球内。已知篮球的体积V=5L，大气压强恒为p =1.0atm，打气过程中篮球体积和球内气体温度均视为不变，室内温度=24℃，室外温度t2=27℃。下列说法正确的是（ ）
A．若同学们在室内篮球场玩，最少需打气11次
B．若同学们在室内篮球场玩，最少需打气13次
C．若同学们将篮球带到室外篮球场玩，最多能打气15次
D．若同学们将篮球带到室外篮球场玩，最多能打气17次
6．如图所示，两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的理想气体被一段水银柱隔开，当玻璃管水平放置时，左侧管内气体的体积小于右侧管内气体的体积，左侧管内气体的温度高于右侧管内气体的温度，水银柱处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．此时左侧管内气体压强大于右侧管内气体压强
B．此时左侧管内气体压强小于右侧管内气体压强
C．若管内两端的气体都升高相同的温度，则水银柱向左移动
D．若管内两端的气体都升高相同的温度，则水银柱向右移动
多选7．如下图，图实验1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，研究桶内的气体压强p和分子平均动能的变化情况。图实验2中中国制造的列车空气弹簧实现了欧洲高端铁路市场全覆盖，空气弹簧安装在列车车厢底部，可以起到有效减震、提升列车运行平稳性的作用。空气弹簧主要由活塞、气缸及密封在气缸内的一定质量气体构成。列车上下乘客及剧烈颠簸均会引起车厢震动。上下乘客时气缸内气体的体积变化较慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换，外界温度恒定，气缸内气体视为理想气体。下列说法正确的是（ ）
A．图实验1中桶内的气体压强p减小和分子平均动能减小
B．图实验1中桶内的气体压强p减小和分子平均动能不变
C．图实验2中剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体的内能增加
D．图实验2中剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体分子的平均动能减小
多选8．压力罐有平衡水管网内压力波动的作用，常被用于高楼的二次供水，其简要结构如图所示。该压力罐的膨胀罐和气室的总容积为500L，当环境温度为7℃并保持不变时，若罐内存水减少到200L，气室内的气体压强便会降到0.1Mpa，导致供给用户的水压不足，此时电接点压力表接通电源，启动水泵给膨胀罐补水；当存水量达到某值时，气室内压强增大到0.3Mpa，电接点压力表便自动断开电源，停止补水。压力罐密闭性、导热性能均良好，气室内气体可视为理想气体。下列说法正确的是（ ）
A．若环境温度为7℃且保持不变，则该压力罐的最大蓄水量为300L
B．若环境温度为7℃且保持不变，则该压力罐的最大蓄水量为400L
C．环境温度越高，膨胀罐中的最大储水量越大
D．环境温度越高，膨胀罐中的最大储水量越小
9．如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降，左侧活塞上升。已知大气压强为，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）最终汽缸内气体的压强。
（2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。
10．如图所示，在水平固定、导热性能良好的气缸内用活塞封闭着一定质量的空气，外界温度恒定，细线一端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连在小桶上，开始时活塞静止，气缸内空气柱的长度为，活塞的横截面积为，已知大气压强为，重力加速度为，小桶的质量为，空气可视为理想气体。
（1）向小桶中缓慢添加细砂，使活塞缓慢向右移动（活塞末被拉出气缸），当活塞向右移动的距离为时停止添加细砂，求小桶中所加细砂的质量，各处摩擦均不计。
（2）接（1）问，通过细管向气缸内缓慢添加一定体积、压强为的空气，当活塞再向右移动距离时，求向气缸内添加空气的体积。（添加空气的过程中气体温度不变）
11．汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。
（1）求第1次抽气之后助力气室内的压强；
（2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小。
12．气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置，其简化结构如图所示。直立面柱形密闭汽缸导热良好，横截面积为S=1.0×10-2m2的活塞通过连杆与车轮轴连接，初始时汽缸内密闭一段长度为L1=0.2m、压强为p1=2.4×105Pa的理想气体，汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。车辆载重时，相当于在汽缸顶部增加一个物体A，气缸下降，稳定时汽缸内气柱长度为L2=0.16m，此过程中气体温度保持不变。重力加速度大小g取10m/s2，求：
（1）气缸内理想气体压强p2；
（2）物体A的质量m。
明确目标 确定方向
1理想气体
2气体压强产生原因
3三大气体实验定律
4理想气体方程
【知识回归】 回归课本 夯实基础
第一部分基础知识梳理
一．气体压强
1产生的原因
由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。
2决定因素
（1）宏观上：决定于气体的温度和体积。
（2）微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。
二．理想气体
1宏观上，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。
2微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能。
气体实验定律
玻意耳定律
内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比
表达式：p1V1＝p2V2
2查理定律
（1）内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比
＝或
（2）＝
3盖－吕萨克定律
（1）内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比
（2）表达式＝或＝
4.理想气体的状态方程
(1)内容:一定质量的某种理想气体发生状态变化时,压强跟体积的乘积与热力学温度的 比值 保持不变。
(2)公式:=或=C(C是与p、V、T无关的常量)。
第二部分重难点辨析
一利用气体实验定律解决问题的基本思路
二．用图象法分析气体的状态变化
1.一定质量的气体不同图象的比较
特点 举例
p－V pV＝CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远
p－ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高
p－T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小
V－T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小
2.气体状态变化的图像的应用技巧
(1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。
(2)明确斜率的物理意义：在V T图像(p T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。
【典例分析】 精选例题 提高素养
【例1】．从分子动理论的观点来看，气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，气体对容器的压强源于气体分子的热运动。当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），对器壁产生作用力从而产生压强，如图所示。设气体分子的质量为m，气体分子热运动的平均速率为v。下列说法正确的是（ ）
A．气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可视为匀速直线运动
B．在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目差距很大
C．每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中，施加给器壁的冲量大小为2mv
D．若增大气体体积，则气体压强一定减小
【答案】A
【详解】A．由于气体分子间的距离较大，分子间的作用力很弱，所以气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可视为匀速直线运动，故A正确；
B．气体分子的运动是无规则的，但在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目几乎相等，故B错误；
C．速度为v的气体分子跟器壁发生碰撞过程中根据动量定理
可知
但并不是每一个分子的速度都是v，则每个气体分子跟器壁发生碰撞过程中，施加给器壁的冲量大小不一定为2mv，故C错误；
D．气体的压强由体积和温度共同决定，所以增大气体体积，气体压强不一定减小，故D错误。
故选A。
【例2】．2023年，中国取得了抗击新冠肺炎战役的全面胜利，其中消杀工作功不可没。如图所示是某种家庭便携式防疫消毒用的喷雾消毒桶及其原理图，内部可用容积为2L，工作人员装入稀释过的1.2L药液后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动压柄打气，每次打入压强为1atm，体积为0.1L的气体，此时大气压强为1atm，当壶内压强增大到2atm时，开始打开喷阀消杀，假设壶内温度保持不变，若不计管内液体体积，以及管内外液面压强差。下列说法正确的是（ ）
A．工作人员共打气9次
B．打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为0.3L
C．打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为0.1L
D．消毒液喷出过程，气体对外做功，对外做功等于从外界吸收热量
【答案】D
【详解】A．设工作人员共打气n次，根据玻意耳定律有
解得
故A错误；
BC．打开阀门后，根据玻意耳定律有
解得壶内不再喷出消毒液时，壶内气体的体积为
V气=1.6L
则壶内剩余消毒液的体积为，故BC错误；
D．由于壶内温度保持不变，则壶内气体的内能不变，则根据热力学第一定律
可知气体对外做功的多少等于从外界吸收热量的多少，故D正确。
故选D。
【例3】．如图所示，传统爆米花机的“爆米”原理是：密封铁炉内米粒和空气同时受热，米粒中的水分蒸发，与空气形成混合气，炉内产生高压，让米粒中水分继续蒸发受阻。打开铁炉，米粒突遇低温产生内外压力差，米粒中水分急剧膨胀使米粒爆炸形成爆米花。某型爆米花机的铁炉仓体积为。工人师傅封装米粒的实物体积为，翻滚铁炉均匀加热，同时观察仪表，当炉内温度升高到1527℃时，决定开炉，只闻“砰”的一声响，洁白香脆的爆米花应声出炉。已知环境温度为27℃，大气压强为。忽略米粒因水分蒸发对自身体积的影响，将炉内气体视为理想气体，试求：
（1）不计水蒸气的体积，开炉前瞬间炉内空气的压强是多少；
（2）达到开炉温度时，水蒸气占混合气的体积比例为20%，则开炉前瞬间炉内混合气体的压强是多少。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）对炉内空气系统，刚封装时，状态1
开炉前瞬间，状态2
因忽略米粒体积变化，不计水蒸气的体积，空气系统作等容变化，由查理定律
（2）对炉内空气系统，刚封装时，状态1
开炉前瞬间，因水蒸气占混合气的体积比例为20%，状态3
由理想气体状态方程
因炉内空气是混合气的一部分，在相同状态下，混合气的压强同为。
【例4】．如图所示为某锅炉上显示水位的显示器简化示意图，其为上端开口下端封闭、竖直放置且粗细均匀的细玻璃管，内部用两段水柱封闭着质量、温度相同的同种气体（可视为理想气体）Ⅰ与Ⅱ，其长度之比。求：
（1）Ⅰ、Ⅱ两部分气体的压强之比；
（2）如果给它们加热，使它们升高相同的温度，又不使水溢出，则两段气柱长度变化量之比。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）由于两部分气体为质量相同的同种气体，故可视为同一气体的等温变化，由玻意耳定律得
解得
（2）加热过程两部分气体均做等压变化
根据盖-吕萨克定律可得
即
同理
解得
【巩固练习】 举一反三 提高能力
1．质量m=10kg一端封闭的圆柱形汽缸开口端向下竖直漂浮在水面上，汽缸横截面积S=50cm2，汽缸露出水面的高度h=1.25m，汽缸中封闭的空气柱长度为l。若竖直向下按压汽缸，当汽缸恰好全部没入水中时，汽缸内空气柱的压强为p'。已知水的密度ρ=1×103kg/m3，大气压强p0=1×105Pa，重力加速度大小取g=10m/s2，不计圆柱形汽缸缸壁的厚度，则（ ）
A．l=3.25m，p'=1.5×105Pa B．l=3.25m，p'=1.3×105Pa
C．l=2.75m，p'=1.3×105Pa D．l=2.75m，p'=1.5×105Pa
【答案】B
【详解】圆柱形汽缸受力平衡有
mg=pS-p0S
p=p0+pg（l-h）
解得
l=3.25m
设空气柱的长度为l'，由玻意耳定律有
空气柱压强
解得
p'=1.3×105Pa
故选B。
2．骑自行车既是安全、绿色的出行方式之一，又是比较不错的有氧运动。山地自行车安装了气压式减震装置来抵抗颠簸从而受到不少人的喜爱，其原理如图所示。如果路面不平，随着骑行时自行车的颠簸，活塞上下振动，下列说法正确的是（ ）
A．活塞迅速下压时汽缸内的气体对外界做负功
B．活塞迅速下压时汽缸内的气体温度可能减小
C．活塞迅速下压时汽缸内的气体的压强变小
D．活塞迅速下压时汽缸内的气体的内能减小
【答案】A
【详解】根据题意可知，活塞迅速下压时外界对气体做功且来不及热交换，根据热力学第一定律，气体的内能增大，温度升高，汽缸内的气体分子平均动能增大，气体的体积减小，则气体压强增大。
故选A。
3．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功
B．A→B过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
C．B→C过程中气体的压强减小，气体分子的数密度也减小
D．C→A过程中单位体积内分子数增加，分子的平均动能也增加
【答案】A
【详解】B．A→B过程中，由于BA的延长线过原点，可知气体做等压变化，由于温度升高，分子的平均动能增大，气体分子在单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，故B错误；
C．B→C过程中气体做等容变化，气体温度降低，可知气体的压强减小，由于气体体积不变，气体分子的数密度不变，故C错误；
D．C→A过程中气体的温度不变，分子的平均动能不变，故D错误；
A．A→B过程中气体做等压变化，气体体积变化等于C→A过程中气体的体积变化，而C→A过程中气体的平均压强小于A→B过程中气体的平均压强，根据
可得，A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故A正确。
故选A。
4．啤酒是青岛这座城市的“专属味道”，如图是青岛市民喜欢的袋装原浆，某次售卖时，售货员将7°C冰镇原浆倒入密封袋中快速封口，密封袋内有啤酒和少部分空气且不断有气体从啤酒中析出，静置一段时间后，发现密封袋鼓胀起来。已知大气压强，室温为27°C，封闭气体体积从0.2L增大为0.25L。下列说法正确的是（ ）
A．外界对内部封闭气体做正功
B．静置后内部封闭气体的内能增加
C．静置后内部封闭气体的分子速率都增加
D．根据气体实验定律，可求出静置后内部封闭气体的压强
【答案】B
【详解】A．封闭气体体积增大，气体对外界做正功，则外界对内部封闭气体做负功，故A错误；
B．静置一段时间后，封闭气体温度升高，则气体的内能增加，故B正确；
C．温度升高，气体分子运动的平均速率增加，但具体到某一个气体分子，其速率有可能减小，故C错误；
D．根据题意，不断有气体从啤酒中析出，即气体的物质的量在不断增多，则根据气体实验定律，不能求出静置后内部封闭气体的压强，故D错误。
故选B。
5．打篮球是同学们喜爱的一种体育活动，篮球正常使用时气压范围为1.5atm~1.6atm。小明和同学们来到室内篮球场打篮球，发现篮球场内的篮球气压不足，测得篮球内部气体的压强为1.2atm。如图所示，小明同学用手持式打气筒在室内给篮球打气，每打一次都把体积为125mL、压强与大气压相同的气体打进球内。已知篮球的体积V=5L，大气压强恒为p =1.0atm，打气过程中篮球体积和球内气体温度均视为不变，室内温度=24℃，室外温度t2=27℃。下列说法正确的是（ ）
A．若同学们在室内篮球场玩，最少需打气11次
B．若同学们在室内篮球场玩，最少需打气13次
C．若同学们将篮球带到室外篮球场玩，最多能打气15次
D．若同学们将篮球带到室外篮球场玩，最多能打气17次
【答案】C
【详解】AB．根据玻意耳定律有
解得n =12次， AB错误；
CD．室内的热力学温度
T =t +273K=297K
室外的热力学温度
T =t +273K=300K
根据理想气体状态方程有
解得n =15.36次，即最多能打气15次， C正确、D错误。
故选C。
6．如图所示，两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的理想气体被一段水银柱隔开，当玻璃管水平放置时，左侧管内气体的体积小于右侧管内气体的体积，左侧管内气体的温度高于右侧管内气体的温度，水银柱处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．此时左侧管内气体压强大于右侧管内气体压强
B．此时左侧管内气体压强小于右侧管内气体压强
C．若管内两端的气体都升高相同的温度，则水银柱向左移动
D．若管内两端的气体都升高相同的温度，则水银柱向右移动
【答案】C
【详解】AB．对水平状态的水银柱受力分析可知，来自两侧的封闭气体的压力相等，则此时左侧管内气体压强等于右侧管内气体压强，故AB错误；
CD．管内两端的气体都升高相同的温度时，假设水银柱不动，由等容变化有
可得
因左侧管内气体的温度高于右侧管内气体的温度，，则左侧压强的增加小于右侧气体压强的增加，，而初态两侧的压强相等，故水银柱要向左移动，故C正确，D错误。
故选C。
多选7．如下图，图实验1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，研究桶内的气体压强p和分子平均动能的变化情况。图实验2中中国制造的列车空气弹簧实现了欧洲高端铁路市场全覆盖，空气弹簧安装在列车车厢底部，可以起到有效减震、提升列车运行平稳性的作用。空气弹簧主要由活塞、气缸及密封在气缸内的一定质量气体构成。列车上下乘客及剧烈颠簸均会引起车厢震动。上下乘客时气缸内气体的体积变化较慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换，外界温度恒定，气缸内气体视为理想气体。下列说法正确的是（ ）
A．图实验1中桶内的气体压强p减小和分子平均动能减小
B．图实验1中桶内的气体压强p减小和分子平均动能不变
C．图实验2中剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体的内能增加
D．图实验2中剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体分子的平均动能减小
【答案】BC
【详解】AB．根据一定质量的理想气体状态方程可知，当温度相同时，体积变大则桶内的气体压强p减小，而温度是影响分子平均动能的唯一因素，则分子平均动能不变，A错误，B正确；
CD．剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，因为时间很短，所以气体与外界来不及热交换，，外界对气体做功，根据热力学第一定律
可得，空气弹簧内气体内能增加，气体分子的平均动能增大，C正确，D错误。
故选BC。
多选8．压力罐有平衡水管网内压力波动的作用，常被用于高楼的二次供水，其简要结构如图所示。该压力罐的膨胀罐和气室的总容积为500L，当环境温度为7℃并保持不变时，若罐内存水减少到200L，气室内的气体压强便会降到0.1Mpa，导致供给用户的水压不足，此时电接点压力表接通电源，启动水泵给膨胀罐补水；当存水量达到某值时，气室内压强增大到0.3Mpa，电接点压力表便自动断开电源，停止补水。压力罐密闭性、导热性能均良好，气室内气体可视为理想气体。下列说法正确的是（ ）
A．若环境温度为7℃且保持不变，则该压力罐的最大蓄水量为300L
B．若环境温度为7℃且保持不变，则该压力罐的最大蓄水量为400L
C．环境温度越高，膨胀罐中的最大储水量越大
D．环境温度越高，膨胀罐中的最大储水量越小
【答案】BD
【详解】AB.设压力罐的最大蓄水量为V，以气室内的气体为研究对象，初状态
末状态
根据玻意耳定律
解得
故A错误，B正确；
CD.根据盖吕萨克定律
可知，越大，越大，而膨胀罐中的最大储水量越小，故C错误，D正确。
故选BD。
9．如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降，左侧活塞上升。已知大气压强为，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）最终汽缸内气体的压强。
（2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。
【答案】（1）；（2）；
【详解】（1）对左右气缸内所封的气体，初态压强
p1=p0
体积
末态压强p2，体积
根据玻意耳定律可得
解得
（2）对右边活塞受力分析可知
解得
对左侧活塞受力分析可知
解得
10．如图所示，在水平固定、导热性能良好的气缸内用活塞封闭着一定质量的空气，外界温度恒定，细线一端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连在小桶上，开始时活塞静止，气缸内空气柱的长度为，活塞的横截面积为，已知大气压强为，重力加速度为，小桶的质量为，空气可视为理想气体。
（1）向小桶中缓慢添加细砂，使活塞缓慢向右移动（活塞末被拉出气缸），当活塞向右移动的距离为时停止添加细砂，求小桶中所加细砂的质量，各处摩擦均不计。
（2）接（1）问，通过细管向气缸内缓慢添加一定体积、压强为的空气，当活塞再向右移动距离时，求向气缸内添加空气的体积。（添加空气的过程中气体温度不变）
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）向小桶中添加细砂之前，设气缸内空气的压强为p1，对活塞受力分析，可得
当活塞向右移动的距离为L时，设小桶中细砂的质量为，气缸内空气的压强为p2，对活塞由力的平衡可得
由玻意耳定律有
可得
则小桶中所加细砂的质量为
（2）设向气缸内添加压强为p0的空气的体积为，根据理想气体实验规律可得
综合解得
11．汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。
（1）求第1次抽气之后助力气室内的压强；
（2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）以助力气室内的气体为研究对象，则初态压强p0，体积V0，第一次抽气后，气体体积
根据玻意耳定律
解得
（2）同理第二次抽气
解得
以此类推……
则当n次抽气后助力气室内的气体压强
则刹车助力系统为驾驶员省力大小为
12．气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置，其简化结构如图所示。直立面柱形密闭汽缸导热良好，横截面积为S=1.0×10-2m2的活塞通过连杆与车轮轴连接，初始时汽缸内密闭一段长度为L1=0.2m、压强为p1=2.4×105Pa的理想气体，汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。车辆载重时，相当于在汽缸顶部增加一个物体A，气缸下降，稳定时汽缸内气柱长度为L2=0.16m，此过程中气体温度保持不变。重力加速度大小g取10m/s2，求：
（1）气缸内理想气体压强p2；
（2）物体A的质量m。
【答案】（1）；（2）m=60kg
【详解】（1）对气缸内气体分析
初状态
p1=2.4×105Pa V1=L1S
末状态
p2 V2=L2S
温度不变，由玻意耳定律
p1V1=p2V2
整理
代入数据得
（2）方法一
设大气压为p0，气缸质量为M。初状态时对气缸受力分析，由平衡条件有
末状态时对气缸与物体A受力分析，由平衡条件有
联立并代入数据得
m=60kg
方法二
气体对汽缸上表面的压力增加量等于物体A的重力大小，则
代入数据得到
m=60kg