专题14 理想气体状态方程—备战2022年高考物理母题题源解密（全国通用）（解析版）

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专题 14 理想气体状态方程
【母题来源一】2021 年高考山东卷
【母题题文】（2021·山东高考真题）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（　　）
A．B．C．D．
【答案】 D
【解析】
根据玻意耳定律可知
已知
， ，
代入数据整理得
故选 D。
【母题来源二】2021 年高考广东卷
【母题题文】（2021·广东高考真题）在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机
后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强 ____
__（选填“大于”、“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体
的分子平均动能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 小于 不变
【解析】
机场地面温度与高空客舱温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据理想气体
状态方程
故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强；
由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，故从高
空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。
【母题来源三】2021 年高考湖南卷
【母题题文】（2021·湖南高考真题）小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。
导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量 、截面积 的活塞封闭一定质量的理想气体，
活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点 上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端
用相同细绳竖直悬挂一个质量 的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为
时，测得环境温度 。设外界大气压强 ，重力加速度 。
（1）当电子天平示数为 时，环境温度 为多少？
（2）该装置可测量的最高环境温度 为多少？
【答案】 （1）297K；（2）309K
【解析】
（1）由电子天平示数为 600.0g 时，则细绳对铁块拉力为
又：铁块和活塞对细绳的拉力相等，则气缸内气体压强等于大气压强
①
当电子天平示数为 400.0g 时，设此时气缸内气体压强为 p2，对 受力分析有
②
由题意可知，气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比：
③
联立①②③式解得
（2）环境温度越高，气缸内气体压强越大，活塞对细绳的拉力越小，则电子秤示数越大，由于细绳对铁
块的拉力最大为 0，即电子天平的示数恰好为 1200g 时，此时对应的环境温度为装置可以测量最高环境温
度。设此时气缸内气体压强为 p3，对 受力分析有
④
又由气缸内气体体积不变，则压强与温度成正比
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