文档文本内容
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第49 讲 气体实验定律与理想气体状态方程的综合应用
目录
01 考情解码·命题预警.................................................................................................................................................1
02 体系构建·思维可视...............................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚...............................................................................................................................4
考点一 气体实验定律 .................................................................................................................4
知识点1 气体实验定律...............................................................................................................4
知识点2 理想气体状态方程与气体实验定律的关系.....................................................................4
考向1 气体实验定律的应用........................................................................................................5
考向2 气缸和管类问题.................................................................................................................6
考点二 气体状态变化的图像问题
........................................................................................7
知识点1 一定质量的气体不同图像的比较...................................................................................7
知识点2 气体状态变化图像的分析方法.......................................................................................7
考向1 气体的p-V 图像...............................................................................................................7
考向2 气体的p-图像...................................................................................................................8
考向3 气体的 V-T 图像...............................................................................................................9
考向4 气体的 P-T 图像............................................................................................................10
04 真题溯源·考向感知.............................................................................................................................11
1
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考点
要求
考频
2025 年
2024 年
2023 年
借助动力学和气体实
验定律处理有关气体
的综合问题
应用
中频
\
2024.安徽T13
2023.
全
国
乙.T14
考情分析：
1.命题形式：选择题非选择题
2.命题分析：安徽高考对本部分内容考查频率高，注重理论与实际结合，题目综合性强，常涉及多过程分析及动力
学知识的融合，难度中等偏上。
3.备考建议：
重点理解气体实验定律（玻意耳定律、查理定律、盖
- 吕
萨
克
定律）
和理想气体状态方程的内
涵
，
熟
用
练掌握其适
条件；
4.命题情境：
生活实践类：打气筒工作过程分析，高压锅安全阀工作，吸盘挂钩的吸附力，热气球升降原理等；
5.常用方法：等效法、公式法
复习目标：
1.复
巩固气体三个
定律和理想气体状
方程。
实验
态
习
2.分析气体状态变化的类图像
熟
练
四
（
p-V、V-T、p-T、p-1/V
图像
状态
量
合定律
解
），能从
中提取
参
并结
求
2
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3
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考点一 气体实验定律
知识点1 气体实验定律
1．气体实验定律
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
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
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
一定质量的某种气体，在
压强不变的情况下，其体
积与热力学温度成正比
表达式
p1V1＝p2V2
＝
拓展：Δp＝ΔT
＝
拓展：ΔV＝ΔT
微观
解释
一定质量的某种理想气
体，温度保持不变时，
分子的平均动能不变．
体积减小时，分子的数
密度增大，气体的压强
增大
一定质量的某种理想气
体，体积保持不变时，分
子的数密度保持不变，温
度升高时，分子的平均动
能增大，气体的压强增大
一定质量的某种理想气
体，温度升高时，分子的
平均动能增大．只有气体
的体积同时增大，使分子
的数密度减小，才能保持
压强不变
图像
知识点2 理想气体状态方程与气体实验定律的关系
＝
[注意] 理想气体状
方程与气体
定律的适用条件：一定
量的某种理想气体。
态
实验
质
2．解决问题的基本思路
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考向1 气体实验定律的应用
例1（24-25 高三上·安徽皖江名校联盟·一模）如图所示，一导热性能良好的圆柱形汽缸横卧在水平地面上，
汽缸内的活塞与缸壁光滑密接封闭了一部分理想气体，如图甲所示。已知环境温度t=27℃，活塞距汽缸底
部的距离
大气压
、重力加速度
，活塞质量m=1．0kg．面积
。
回答下列问题：
(1)当把汽缸缓慢竖起来，如图乙所示，求稳定后活塞下降的距离。
(2)在（1）的情形下，打开空调缓慢升高环境温度，当温度升高多少摄氏度，活塞能回到原位。
【变式训练】（23-24 高二下·安徽淮北五中·模拟）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
=-33
，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。
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考向2 气缸和管类问题
例2 （2025·安徽合肥八中·三模）如图所示，在竖直平面内放置粗细均匀的U 型玻璃管内装有水银，左侧
管口封闭。左侧管内封闭一定质量的理想气体A，气体A 的长度
，右侧管内一轻质活塞封闭一
定质量的理想气体B，气体B 的长度
，两侧管内水银液面的高度差
，现对轻质活塞施加竖
直向下的力F，使活塞缓慢下降直至两侧管内水银液面相平。已知大气压强
，玻璃管导热性
能良好，环境温度不变，不计活塞与玻璃管的摩擦，活塞不漏气。求：
(1)施加力F 前，气体A 的压强；
(2)施加力F 后，活塞下降的距离。
【变式训练】（24-25 高三下·安徽卓越县中联盟·5 月检测）如图所示，汽缸A 和B 分别竖直和水平放置，
两汽缸底部用一细管连接，两汽缸分别用重力不计的活塞1、2 封闭，活塞1 与汽缸间无摩擦，活塞2 与汽
缸间有摩擦。开始时封闭气体压强为
，两汽缸内气柱长度均为h，现缓慢向活塞1 倒入总质量为
的
细沙，活塞2 刚好不移动。已知活塞1 的横截面积为3S，活塞2 的横截面积为2S，细管体积可忽略，整个
过程中气体的温度保持不变，重力加速度为g，求：
(1)活塞2 与汽缸之间的最大静摩擦力；
(2)倒入细沙后，A 中气柱的长度。
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考点二 气体状态变化的图像问题
知识点1 一定质量的气体不同图像的比较
类别
特点(其中C 为常量)
举例
pV
pV＝CT，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
pT
p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小
VT
V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小
知识点2 气体状态变化图像的分析方法
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.明确图像斜率的物理意义：在VT 图像(pT 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。
3.明确图像面积物理意义：在pV 图像中，pV 图线与V 轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。
考向1 气体的p-V 图像
例1（24-25 高三下·安徽合肥A10 联盟·最后一卷模拟预测）一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B、
其
图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
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A．气体分子热运动的平均动能一直减小
B．气体对外界做的功大于气体从外界吸收的热量
C．单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数增多
D．若A 状态气体的温度为27℃，则B 状态为127℃
【变式训练】（2025·安徽A10 联盟·高考预测一）气压式升降椅为办公提供舒适条件，如图甲所示为其简
易结构切面图。将汽缸和汽缸杆之间封闭的气体视为是理想气体，汽缸密封性和导热性良好，忽略一切摩
擦。如果人快速坐到椅面上，立即压缩汽缸内气体，极短时间内达到平衡状态，设为过程1；如果人缓慢
坐到椅面上，缓慢压缩汽缸内气体至平衡状态，设为过程2。图乙是两过程的
图像，分别用
、
曲
线中一条表示。则（ ）
A．过程1 是图乙中
图线
B．两过程刚达稳定时气体体积相等
C．过程1 中外界对气体做的功等于分子势能的增加
D．过程1 刚达稳定时气体所有分子运动都变得更快
考向2 气体的p-图像
例2 一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其
图像如图所示，该气体变化顺序为
a→b→c→d→a，图中ab 线段延长线过坐标原点，cd 线段与p 轴垂直，da 线段与
轴垂直。气体在此状态
变化过程中（ ）
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A．
过程，温度不变，气体吸热
B．
过程，气体对外做功，内能减小
C．
过程，温度降低，气体可能吸收热量
D．
过程，气体放出的热量小于内能的减少量
【变式训练】（多选）对一定质量的理想气体，压强与体积倒数的关系图像如图所示，则气体从状态M 到
状态N，下列说法正确的是（ ）
A．气体分子数密度增大
B．气体分子对容器壁单位面积上的作用力减小
C．气体做等温变化
D．气体分子的平均动能减小
考向3 气体的 V-T 图像
例3 某汽缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态a 依次经过状态b、c 后再回到状态a，其体积V 随热力
学温度T 的变化图像如图所示，其中ab 线段延长线经过坐标原点，bc 线段平行于T 轴，ca 线段平行于V
轴，则（ ）
A．ab 过程单位体积内分子数增大
B．bc 过程气缸内的气体压强增大
C．ca 过程气体内能减小
D．abca 全过程气体从外界吸热
【变式训练】．一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，其中
的延长线经过原点
，
是等
温过程，状态
的压强为
，下列说法正确的是（ ）
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A．状态
的压强大于
B．状态的压强为
C．
过程中，外界对气体做的功等于气体释放的热量
D．
过程中，气体分子单位时间内撞击单位面积器壁的次数变多
考向4 气体的 P-T 图像
例4 （23-24 高三上·湖北·名校联考·期中）一定质量的理想气体，初状态如图中A 所示，若经历
的
变化过程，在该过程中吸热450J。若经历
的变化过程，在该过程中吸热750J。下列说法正确的是（
）
A．两个过程中，气体的内能增加量不同
B．
过程中，气体对外做功400J
C．状态B 时，气体的体积为10L
D．
过程中，气体体积增加了原体积的
【变式训练】（23-24 高三上·山东齐鲁名校·联考）一定质量的理想气体自状态M 变化至状态N，再变化至
状态Q。其变化过程的
图像如图所示。对于该理想气体，下列说法正确的是（ ）
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A．自状态N 至状态Q，气体的体积增大
B．自状态N 至状态Q，所有气体分子热运动的速率都增大
C．自状态M 至状态N，单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数增多
D．自状态M 至状态N，气体吸热
1.（2023·全国乙卷·高考真题）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）
2．．（2024·安徽·高考真题）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。
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