1、2025高考物理 气体状态变化的图像分析 变质量气体问题 关联气体问题一、单选题1“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（）ABCD2一定质量的理想气体从状态a开始，经，三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知、，下列说法正确的是（）A气体在过程中压强增大B气体在过程中从外界吸收的热量小于增加的内能C气体在过程中外界对气体做的功等于气体向外界放出的热量D气体在过程中内能的减少量大于过程中内能的增加量二、解答题3在驻波声场作用下，水中小气泡周
2、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？三、单选题4血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带
3、内气体体积变为，压强计示数为。已知大气压强等于，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（）ABCD5排球比赛中球内标准气压为。某次比赛时环境大气压强为，一排球内气体压强为，球内气体体积为5L。为使该排球内的气压达到比赛用的标准气压，需用充气筒给排球充气，已知充气筒每次能将环境中0.23L的空气充入排球，充气过程中排球体积和气体温度的变化均可忽略不计，气体视为理想气体，则需要充气的次数至少为（）A9次B7次C5次D4次四、解答题6某医用氧气瓶容积为40L，瓶内贮有压强为的氧气，可视为理想气体。广泛用于野外急救的氧气袋容积为5L。将氧气瓶内的氧气分装到氧气袋，充气前袋内为真空，充气后
4、袋内压强为。分装过程不漏气，环境温度不变。（1）最多可分装多少个氧气袋；（2）若将医用氧气瓶内的氧气依次分装到原为真空、容积为5L的若干个便携式钢瓶内，每次分装后，钢瓶内气体压强与氧气瓶内剩余气体压强相等，求分装30次后医用氧气瓶内剩余氧气的压强与分装前氧气瓶内氧气压强之比。五、多选题7如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（）Ah中的气体内能增加Bf与g中的气体温度相等Cf与h中的气体温度相等Df
5、与h中的气体压强相等六、解答题8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）9如图所示，“U”形管左、右两管竖直，左管上端开口且足够长，右管上端封闭，粗细均匀，导热性能良好。阴影部分A、B、C为水银柱，长度分别为2h、h、，管中D、E为理想气体。当环境的热力学温度时，D气柱的长度为h，E气柱的长度为4h，A、C两水银柱的下端面等高。外界大气压恒为8h
6、Hg，管的直径远小于h。（1）若保持环境温度不变，在左管中缓慢注入水银，求当E气柱的长度变为3h时，左管中注入水银的长度H；（2）若不是在左管中缓慢注入水银，而是将环境的热力学温度缓慢升高到T2=368K，求温度升高后D气柱的长度L。10如图所示，导热性能良好的汽缸由两部分组成，上端封闭下端开口，两部分汽缸的高度均为，其中上、下两汽缸的截面均为圆形，两截面的面积分别为S、，质量分别为m、的活塞M、N将理想气体甲、乙封闭在汽缸中。当环境的温度为且系统平衡时，两活塞均位于两汽缸的正中央位置；如果将环境的温度降低到（未知），活塞N刚好升到下汽缸的顶部，且与下汽缸顶无压力，该过程理想气体乙向外界放出的
7、热量为Q。已知大气压强为，重力加速度为g，不计活塞与缸壁的摩擦。求：（1）降温后的环境温度为多少？（2）上述过程中，理想气体乙减少的内能为多少？七、单选题11如图甲所示，斜面上气缸和活塞内封闭了一定质量的理想气体，一根平行于斜面的轻绳一端连接活塞，另一端固定，系统处于平衡状态。开始气体摄氏温度为t，通过气缸内电热丝缓慢升高气体温度，升温过程封闭气体的图像如图乙所示，已知斜面倾角为30，重力加速度为g，大气压强为，气缸和活塞均绝热且不漏气，气缸（含电热丝）质量为M、活塞面积为S、质量为m，所有接触面均光滑。则（）A封闭气体压强恒为B在此过程中，封闭气体增加的内能等于吸收热量C封闭气体的体积为2V
8、时，其摄氏温度为2tD剪断轻绳瞬间，气缸的加速度大小为12如图所示，内壁光滑的气缸固定于水平面，气缸内用活塞封闭一定量的理想气体，活塞与一端固定的水平轻弹簧连接，气体温度为T1时弹簧处于原长。现使气体温度由T1缓慢升高到T2，用Ep表示弹簧弹性势能，U、p、V分别表示缸内气体的内能、压强和体积，下列图像可能正确的是（）ABCD八、解答题13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。试卷第7页，共7页
