《2025年5年高考3年模拟高中物理选择性必修第三册人教版江苏专版》

1.(2025 河南焦作期中)下列对理想气体的理解正确的是 (D)

A.理想气体是实际存在的一种模型
B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D.在任何温度、任何压强下，理想气体都遵从气体实验定律

答案： 1.D 理想气体是一种理想模型，温度不太低、压强不太大的实际气体可视为理想气体；理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，D正确，A、B错误。一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，与体积无关，C错误。
名师点津
对理想气体的认识
(1)理想气体严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。
(2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子可视为质点。它是对实际气体的一种科学抽象，是一种理想模型，实际并不存在。
(3)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力。
(4)理想气体分子无分子势能，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关。

2.(2025 江苏东台期中)对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能实现的是 (A)

A.使气体体积增大而同时温度降低
B.使气体温度升高，体积不变、压强减小
C.使气体温度不变，而压强、体积同时增大
D.使气体温度升高，压强减小、体积减小

答案： 2.A 由理想气体状态方程$\frac{pV}{T}=C$可知，气体体积增大时，若压强减小，温度可能降低；气体体积不变时，温度与压强应同时变大或同时变小；气体温度不变时，压强与体积成反比，故不能同时增大；气体温度升高时，若压强减小，则体积不可能减小，故A正确，B、C、D错误。

3.(2025 河北邯郸期中)如图所示，一端封闭的玻璃管用一定量的水银封闭一定质量的理想气体，玻璃管沿竖直方向放置且管口朝下，假设玻璃管足够长，封闭气体的温度始终保持不变。则下列说法正确的是 (D)


A.当玻璃管自由下落时，封闭气体的压强不变
B.当玻璃管自由下落时，水银柱相对玻璃管位置向下移动
C.如果将玻璃管沿逆时针方向转过一个小角度，封闭气体的压强减小
D.如果将玻璃管沿顺时针方向转过一个小角度，水银柱相对玻璃管位置上移

答案： 3.D 设水银柱上下液面的高度差为$h$，大气压强为$p_0$，封闭气体的压强为$p = p_0 - \rho gh$，当玻璃管自由下落且封闭气体的体积稳定后，封闭气体的压强等于大气压强$p_0$，可知玻璃管刚开始自由下落时封闭气体的压强增大，A错误；当玻璃管自由下落时，气体温度不变，压强增大，由理想气体状态方程$\frac{pV}{T}=C$可知，气体体积变小，则水银柱相对玻璃管位置向上移动，B错误；当玻璃管沿逆时针或顺时针方向转过一个小角度后，水银柱上下液面的高度差减小，则封闭气体的压强增大，气体温度不变，由理想气体状态方程$\frac{pV}{T}=C$可知，封闭气体的体积减小，水银柱相对玻璃管位置上移，C错误，D正确。

4.(2025 江苏名校联考)湖水从湖底到湖面，对应温度逐渐升高，在深 10 m 的湖底产生了一个体积为 $V_0$ 的气泡，气泡逐渐上升到湖面。已知湖底温度为 7 $^{\circ}C$，湖面温度为 27 $^{\circ}C$，泡内气体可视为理想气体，大气压强 $p_0 = 1.0×10^5$ Pa，重力加速度大小取 10 m/s²，水的密度为 $1×10^3$ kg/m³，摄氏温度和热力学温度的关系为 $T = t + 273$ K。下列说法正确的是 (D)

A.气泡上升过程分子的数密度增大
B.气泡上升过程分子的平均动能不变
C.气泡上升过程单位时间内撞到气泡单位面积上的气体分子数不变
D.气泡上升到湖面时体积变为 $\frac{15}{7}V_0$

答案：
4.D 气泡上升，气泡内气体压强减小，温度升高，由理想气体状态方程可知，封闭气体体积增大，则分子的数密度减小，故A错误；温度升高，分子的平均动能增大，故B错误；气泡上升过程，气泡内气体压强减小，分子的平均动能增大，则单位时间内撞到气泡单位面积上的气体分子数变少，故C错误；水面下$10m$深处的压强$p_1 = p_0 + \rho gh = 2p_0$，对应的温度$T_0 = (7 + 273)K = 280K$，湖面的温度$T_1 = (27 + 273)K = 300K$，根据理想气体状态方程有$\frac{p_1V_0}{T_0}=\frac{p_0V_1}{T_1}$，代入数据可得$V_1 = \frac{15}{7}V_0$，故D正确。
方法技巧
利用理想气体状态方程解题的步骤
选对象——一定质量的理想气体
找参量——初态$p_1$、$V_1$、$T_1$，末态$p_2$、$V_2$、$T_2$
列方程——利用理想气体状态方程列式

5.(2025 湖北随州期中)如图 1 所示，U 形玻璃管粗细均匀，管内有一段水银柱，左管口封闭，左右两管中水银液面高度差 $h = 4$ cm，底部水银柱长 $L = 10$ cm，环境温度为 300 K，大气压强为 76 cmHg。将 U 形管在竖直面内沿顺时针方向缓慢转动 90°，这时上、下管中水银液面在同一竖直平面内，如图 2 所示，玻璃管的直径忽略不计。

(1) 图 1 左管中封闭气柱的长度为多少?
(2) 若在图 1 状态下，通过升温，使左右两管中的水银液面相平，则封闭气体温度上升到多少（保留 1 位小数）?

答案： 5.答案
(1)$22cm$
(2)$345.5K$
解析
(1)设题图1中左管封闭气柱的长度为$d$，气体压强$p_1 = 76cmHg - 4cmHg = 72cmHg$
图2中，封闭气体压强$p_2 = 76cmHg - 10cmHg = 66cmHg$
封闭气柱的长度$d' = d + 2cm$
封闭气体发生等温变化，则有$p_1dS = p_2d'S$
解得$d = 22cm$
(2)开始时气体温度$T_1 = 300K$，设升温后气体的温度为$T_2$，根据理想气体状态方程可得$\frac{p_1dS}{T_1}=\frac{p_0d'S}{T_2}$
解得$T_2 \approx 345.5K$