2026年高考物理一輪復習：變質量問題關聯氣體問題（練習）學生版+解析

第72講變質量問題關聯氣體問題

真題演練

1.（2025?河南?高考真題）如圖，一圓柱形汽缸水平固置，其內部被活塞“、P、N密封成兩部

分，活塞P與汽缸壁均絕熱且兩者間無摩擦。平衡時，P左、右兩側理想氣體的溫度分別為工

和心，體積分別為K和匕，T1<T2,V]<V2O則（）

MPN

A.固定M、N,若兩側氣體同時緩慢升高相同溫度，尸將右移

B.固定M、M若兩側氣體同時緩慢升高相同溫度，尸將左移

C.保持工、（不變，若M、N同時緩慢向中間移動相同距離，P將右移

D.保持工、（不變，若M、N同時緩慢向中間移動相同距離，P將左移

2.（2025?四川?高考真題）如圖1所示，用活塞將一定質量的理想氣體密封在導熱汽缸內，活

塞穩定在。處。將汽缸置于恒溫冷水中，如圖2所示，活塞自發從。處緩慢下降井停在力處,

然后保持汽缸不動，用外力將活塞緩慢提升回。處。不計活塞與汽缸壁之間的摩擦。則（）

活塞

圖1圖2

A.活塞從。到。的過程中，汽缸內氣體壓強升高

B.活塞從。到人的過程中，汽缸內氣體內能不變

C.活塞從8到。的過程中，汽缸內氣體壓強升高

D.活塞從人到。的過程中，汽缸內氣體內能不變

3.（2024.甘肅.高考真題）如圖，剛性容器內壁光滑、盛有一定量的氣體，被隔板分成4、B

兩部分，隔板與容器右側用一根輕質彈簧相連（忽略隔板厚度和彈簧體積）。容器橫截面積為

5、長為2/。開始時系統處于平衡態，A、B體積均為S/,壓強均為〃°,彈簧為原長。現將B

3

中氣體抽出一半，3的體積變為原來的丁。整個過程系統溫度保持不變，氣體視為理想氣體。

4

求：

（1）抽氣之后A、8的壓強PQPB0

（2）彈簧的勁度系數鼠

AB

SWWAMM/VWWVWVW

//

4.（2024?廣東?高考真題）差壓閥可控制氣體進行單向流動，廣泛應用于減震系統。如圖所示，

A、B兩個導熱良好的汽缸通過差壓閥連接，A內輕質活塞的上方與大氣連通，B內氣體體積

不變。當A內氣體壓強減去B內氣體壓強大于時差玉閥打開，A內氣體緩慢進入B中：

當該差值小于或等于△〃時差壓閥關閉。當環境溫度7]=300K時，A內氣體體積

匕1=4.0xl（T2m3,B內氣體壓強熱1等于大氣壓強Po,已知活塞的橫截面積S=0.10m2,

△p=O.llPo,p（）=1.0xl0',Pa,重力加速度大小取g=lOm/s?,A、B內的氣體可視為理想

氣體，忽略活塞與汽缸間的摩擦、差壓閥與連接管內的氣體體積不計。當環境溫度降到

T2=270K時：

（1）求B內氣體壓強〃B2；

（2）求A內氣體體積匕2；

（3）在活塞上緩慢倒入鐵砂，若B內氣體壓強回到p。并保持不變，求已倒入鐵砂的質量加o

^活塞

A汽缸------

__L差s壓H閥_B汽缸

5.（2024.安徽.高考真題）某人駕駛汽車，從北京到哈爾濱，在哈爾濱發現汽車的某個輪胎內

氣體的壓強有所下降（假設輪胎內氣體的體積不變，且沒有漏氣，可視為理想氣體）。于是在

哈爾濱給該輪胎充入壓強與大氣壓相同的空氣，使其內部氣體的壓強恢復到出發時的壓強（假

設充氣過程中，輪胎內氣體的溫度與環境相同，且保持不變）。已知該輪胎內氣體的體積

匕二30L,從北京出發時，該輪胎氣體的溫度4=-3。（2,壓強2.7x105Pa。哈爾濱的環

境溫度，2二-23。（2,大氣壓強P。取l.OxlO'Pa。求：

（1）在哈爾濱時，充氣前該輪胎氣體壓強的大小。

（2）充進該輪胎的空氣體積。

模擬沖關

6.（2025?河北?模擬預測）不同裝置可以承受的壓強不同，超過承受能力容器容易?員壞，為了

能夠提前預警，某探究小組設計了一個報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的導熱良好的

圓柱形容器內，用活塞密封一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦地滑動。活塞面積S=100cm2、

質量〃2=1kg。開始時環境溫度為300K、活塞與容器底的距離〃=20cm,為狀態I。環境溫

度升高時，活塞緩慢上升d=4cm恰好到達容器內的卡口處，活塞與卡口剛好無壓力，此時氣

體達到狀態H,不會報警。當環境溫度繼續升高到405K的狀態HI時觸發報警器。大氣壓強

恒為“0=0.99x1（）5pa,重力加速度g=l（）m/s2。求：

（1）氣體在狀態II時的溫度；

（2）該報警裝置的最低報警壓強。

7.（2025?山西大同?三模）爆米花是很多同學喜愛的零食，如圖所示，爆米花機被清空里面的

爆米花后開口向上放置在一邊冷卻，開始時機內氣體溫度為127℃,過一段時間后，氣體溫度

降為27℃,大氣壓強不變，則此時機內氣體質量是開始時氣體質量的（）

A.（倍B/c|倍D.g倍

8.(2025?湖北黃岡?二模)學校舉辦的科技文化藝術節上，同學們進行了水火箭的制作與發射

比賽。發射裝置簡化為如圖所示的模型，體積為V=2.5L的充氣瓶(箭體)內有體積為

匕=400ml的水和壓強為1個標準大氣壓“°=lxl(rPa的空氣。打氣筒氣室體積為

匕=400ml,現用打氣筒通過單向氣閥向箭體內每一次充入壓強一個大氣壓、體積為H的氣

體。當水火箭內部氣壓達到3個標準大氣壓時壓縮空氣可將活塞頂出，箭體發射。設充氣過程

氣體溫度不變，瓶和水的體積變化不計。求：

打

氣

門

/〃〃

(1)要使水火箭發射出去，需要打氣多少次；

(2)已知打氣筒手柄和活塞質量不計，活塞和汽缸之間的摩擦力不計、打氣筒與瓶塞連接管的

體積不計、箭體內水的高度不計，打氣筒活塞橫截面積S=4xl(Lm2,至少需要用多大的力

才能完成第8次打氣。

9.(2025?安徽?模擬預測)某高壓鍋結構如圖所示，加熱前鍋內溫度為27C,大氣壓強為外,

廚師將食材放進水平放置的鍋內后蓋上密封鍋蓋，并將壓力閥套在出氣孔上開始加熱烹煮。當

加熱至鍋內壓強為1.2〃。時，壓力閥剛要被頂起而發出嘶響聲；繼續加熱，當鍋內溫度為127℃

時達到沸點，停止加熱。設壓力閥剛要被頂起到達到沸點的過程，鍋內壓強不變，氣體可視為

理想氣體。已知出氣孔橫截面積為S,重力加速度為g,求：

壓力閥

(1)壓力閥的質量；

⑵停止加熱時鍋內氣體質量占加熱前總質量的百分比。

10.(2025?河北?模擬預測)如圖所示，在水庫中固定一導熱性能良好的玻璃筒，筒內橫截面積

5=10.0cm2,上筒口到水面的高度九=2.2m,將一活塞(厚度不計)從上筒口輕放入管內，

穩定時活塞到筒內水面的高度生=2.0m。已知環境溫度保持不變，大氣壓p°=10xl()5pa,

g取10m/s2,水的密度P=1.0xl()3kg/m3,活塞與玻璃筒氣密性良好，且不計活塞與玻璃筒

壁間的摩擦力。求：

(1)活塞的質量tn；

⑵活塞在玻璃筒內下移的距離乩

11.(2025?山東濟南?二模)如圖甲所示為機械組裝中完成推動工作的汽缸，其工作原理如圖乙

所示。密封性良好的汽缸固定在水平地面上，整個容器被剛性桿連接的絕熱活塞分成氣室I、

氣室II兩部分，左右兩側各有一閥門％、K2,剛性桿與地面平行且右端和物體接觸。開始時，

K?均與大氣相通，現將K1關閉，K?保持打開，通過電阻絲對I中的氣體緩慢加熱至活

塞恰好能向右推動物體。停止加熱，通過K2向氣室n內緩慢注入壓縮氣體，使活塞恰好能向

左移動，充氣過程中氣室II內溫度保持不變。已知物體質量m=2kg,活塞面積S=20cm?,

忽咯活塞與缸壁間的摩擦，物體與地面的摩擦因數為〃最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，

大氣壓強〃o=l.OxlO5Pa,重力加速度g=10m/s2。汽缸內氣體可視為理想氣體，初始溫度

7?)=300Ko求

(1)活塞恰好能向右推動物體時，氣室I內氣體的溫度；

(2)活塞恰好能向左移動時，氣室U內注入氣體的質量與原有氣體的質量之比。

12.(2025?安徽?模擬預測)如圖，一個盛有氣體的容器內壁光滑，被隔板分成A、B兩部分,

隔板絕熱。開始時系統處于平衡狀態，A和B體積均為V、壓強均為大氣壓區、溫度均為環

境溫度”。現將A接一個打氣筒，打氣筒每次打氣都把壓強為“。、溫度為"、體積為!丫的

6

氣體打入A中。緩慢打氣若干次后，B的體積變為!V(所有氣體均視為理想氣體)

2

AB

(1)假設打氣過程中整個系統溫度保持不變，求打氣的次數〃；

(2)保持A中氣體溫度不變，加熱B中氣體使B的體積恢復為V,求B中氣體的溫度7。

13.(2025?陜西咸陽?模擬預測)胎壓指的是輪胎內部空氣的壓強，胎壓的高低對汽車的性能和

動力有著至關重要的作用，過高和過低都會縮短輪胎的使用壽命。絕大多數小轎車的輪胎胎壓

在230?250kPa之間為正常范圍。己知輪胎內原有空氣的壓強為P】=240kPa,胎內空氣溫

度彳=27℃,體積為h=30L。由于長時間行駛，胎內空氣溫度，2=77。(2,胎內空氣體積變

成匕=32L。胎內氣體均可視為理想氣體。

⑴通過計算說明此時胎壓是否正常？

(2)由于胎壓偏高，駕駛員將車停到安全區域后，放出了輪胎內的適量氣體，此時監測系統顯

示胎壓P3=240kPa、溫度13=47℃,體積為％=30L,求放出氣體的質量與留在輪胎內氣

體的質量之比。

14.(2025?河南?三模)打籃球是同學們喜愛的一種體育活動，一定容積的籃球內部氣體的壓強

5

P1=1.6xl()Pa,某同學用該籃球去籃球場打球，一段時間后，發現籃球氣壓不足，經檢測

籃球內部氣體的壓強〃2=L2xl()5pa。設籃球體積和球內氣體溫度均不變，則籃球漏出的氣

體質量占籃球內原來氣體總質量的百分比為（)

A.15%B.20%C.25%D.30%

15.（2025?山西?模擬預測）汽車胎壓監測系統可以實時顯示每條輪胎的胎壓，大大提高了汽車

駕駛安全性。某汽車行駛前胎壓監測系統顯示駕駛座左側前輪胎的胎壓。Pi=2.3atm,環境

溫度為a=27C（設此時胎內溫度與環境溫度相同），汽車行駛過程中，某時刻該輪胎的胎壓

〃2=2.8atm已知該輪胎內部體枳始終保持不變，氣體可視為理想氣體，求：

⑴此時該輪胎內氣體的溫度為多少攝氏度（精確到小數點后一位數字）；

（2）若經過3個月后，發現該輪胎的胎壓“3=2.0atm,若要使該輪胎胎壓增大到=2.4atm,

需要充入一定量的同種氣體，充氣過程中輪胎內溫度視為不變，求充入氣體質量和輪胎內原有

氣體質量之比。

16.（2025?遼寧?模擬預測）如圖所示，帶有閥門的導熱容器內封閉著溫度為17℃、壓強等于

一個標準大氣壓的空氣（可視為理想氣體）o已知周圍環境的最高氣溫為1TC、最低氣溫為7℃,

大氣壓強始終等于一個標準大氣壓，熱力學溫度與攝氏溫度的關系為T=/+273K。下列說法

正確的是（）

閥門

A.保持閥門關閉，容器內的氣體壓強在溫度最高與最低時的比值為兀

B.保持閥門關閉，容器內的氣體在溫度最高與最低時單位時間內與單位面積器壁的碰撞

次數相同

C.若打開閥門，則在溫度最高與最低時容器內的氣體狀態穩定后氣體密度的比值為方

D.若打開閥門，則容器內的氣體在溫度最高與最低時單位時間內與單位面積器壁的碰撞

次數相同

17.（2025?天津濱海新?三模）如圖所示，是氣壓式升降椅的簡易結構圖。可上下移動的氣缸與

氣缸桿之間封閉一定質量的理想氣體，設氣缸氣密性、導熱性能良好，不計氣缸與氣缸桿間的

摩擦。過程1：人坐上椅面，椅子緩慢下降至穩定；過程2：人保持坐姿，打開空調冷風至穩

定。下列說法正確的是（)

椅面/二

汽缸/

氣動桿/

底座

A.在過程1中，氣體向外放出熱量

B.在過程1中，氣體分子平均動能增大

C.在過程2中，外界對氣體所做的功等于氣體向外放出的熱量

D.在過程2中，氣體分子單位時間內與缸壁單位面積碰撞的次數增加

18.（2025?河南?模擬預測）某潛水愛好者向容積為％的高壓氧氣瓶內充氣。初始時瓶內氧氣

壓強為歷，溫度為幾。充氣過程中，外界以恒定壓強化（〃2＞四）向瓶內緩慢注入氧氣，最

終瓶內氧氣壓強達到〃2,溫度仍為4。假設氧氣為理想氣體，充氣過程中氧氣瓶體積不變。

求：

⑴充入瓶內的氧氣在外部壓強P2下的體積；

⑵充入氧氣的質量與初始瓶內氧氣質量的比值。

19.（2025?河南?二模）電動充氣泵是家用汽車常備工具，它利用電能驅動電機將外界氣體壓入

輪胎，從而達到充氣的目的。在充氣前汽車輪胎內存有0.05m3、latm的氣體，現用電動充氣泵

對輪胎充氣，每分鐘可將37L外部氣體充入輪胎，外部氣體壓強為latm,該汽車輪胎最大容

積為0.15m，內部最大允許與壓為2.5atm,假設充氣過程中氣體溫度不變，則充氣時間最長

約為（）

A.5minB.9minC.lOininD.12inin

20.（2025?山東濱州?二模）將密閉文物儲存柜內的空氣部分抽出，然后充入惰性氣體，制造柜

內低壓、低氧的環境，可以有效抑制氧化、蟲害及微生物的滋生，是一種常見的文物保護技術。

如圖所示，某文物儲存柜的容積為治,文物放入時柜內壓強為濟。關閉柜門后，通過抽氣孔

抽氣，抽氣筒的容積為與，每次均抽出整筒空氣。已知第一次抽氣后柜內壓強變為不

考慮抽氣過程中氣體溫度的變化，儲存柜內空氣可看作理想氣體。求:

（1）柜內文物的體積AV；

⑵要使儲存柜內的壓強小于?Po,至少需要抽氣幾次。

21.（2025?河北保定?模擬預測）如圖甲為神舟十七號載人飛船成功與中國空間站天和核心艙實

現對接。氣閘艙有兩個氣閘門，與核心艙連接的是閘門A,與外太空連接的是閘門B,如圖乙

所示。空間站核心艙內航天員要到艙外太空行走，需經過氣閘艙，開始時氣閘艙內氣壓為

3

A）=1.0xl0Pa（地球表面標準大氣壓），用抽氣機多次抽取氣閘艙中氣體（每次抽氣后抽氣

機內與艙內氣體壓強相等），當氣閘艙氣壓降到一定程度后才能打開氣閘門B,已知每次從氣

閘艙抽取的氣體（視為理想氣體）體積都是氣閘艙容積的木，抽氣過程中溫度保持不變，不

考慮漏氣、新氣體產生、航天員進出艙對氣體的影響。則抽氣1次后和抽氣2次后氣閘艙內氣

壓分別約為（）

甲

A.9.1xlO4Pa,7.8x104PaB.9.8x104Pa,7.8x104Pa

C.9.1xlO4Pa,8.3x104PaD.9.8x104Pa,8.3x1（^Pa

22.（2025?安徽?模擬預測）如圖所示,汽缸4和B分別豎直和水平放置，兩汽缸底部用一細

管連接，兩汽缸分別用重力不計的活塞1、2封閉，活塞1與汽缸間無摩擦，活塞2與汽缸間

有摩擦。開始時封閉氣體壓強為兩汽缸內氣柱長度均為力，現緩慢向活塞1倒入總質量

為妾的細沙，活塞2剛好不移動。已知活塞1的橫截面積為3S,活塞2的橫截面積為2S,

2g

細管體積可忽略，整個過程中氣體的溫度保持不變，重力加速度為g,求：

A\\hh

B2

（1）活塞2與汽缸之間的最大靜摩擦力；

（2）倒入細沙后，A中氣柱的長度。

23.（2025?重慶?三模）某同學設計了如圖所示裝置：A為容積為V的導熱汽缸，通過閥門和細

管（容積不計）與最大容積為0.2V的導熱汽缸B相連。B內有一厚度不計、可上下運動的活

塞，上提活塞時閥門a關閉、閥門b打開，下壓活塞時閥門b關閉、閥門a打開。外界大氣壓

始終為Po,A中空氣的初始壓強也為外,活塞每次上、下運動均到達B的最高、最低處，整

個過程中環境溫度保持不變，空氣可視為理想氣體。活塞從最低處開始先緩慢上提、再緩慢下

壓計為1次，則5次后A中的氣體壓強為（）

A.B.L4〃cC.2PoD.2.5〃(

24.（2025?湖南長沙?二模）設計一個測定水深的深度計，導熱性能良好的圓柱形汽缸I、II內

徑分另為"和2r,長度均為L,內部分別有輕質薄活塞A、B,活塞密封性良好且可無摩擦左

右滑動，汽缸【左端開口。外界大氣壓強為“°,最初汽缸I內通過A封有壓強為P。的氣體,

汽缸II內通過B封有壓強為3Po的氣體，一細管連通兩汽缸，開始時A、B均位于汽缸最左端，

該裝置放入水下后，通過A向右移動的距離可測定水的深度，已知P。相當于10m高的水產生

的壓強，不計水溫隨深度的變化，被封閉氣體視為理想氣體。

(1)求此深度計能測的最大深度；

(2)若要測量的最大水深〃=25m,汽缸I內通過A所封氣體的壓強應改為多少？

25,(2025?山西晉城?三模)如圖所示，一導熱良好、內壁光滑、高度為H、橫截面積為S的汽

缸頂部開口并帶有卡環，用質量為〃z的活塞(厚度不計。封閉一定質量的理想氣體，當缸內

氣體的熱力學溫度為4時，活塞到汽缸底的距離為環境溫度緩慢升高，在活塞緩緩上

升的過程中有部分氣體漏出，當缸內氣體的熱力學溫度上升到這時，活塞恰好到達卡環處,

2

外界大氣壓強恒為Po，重力加速度大小為g,求：

(1)封閉氣體的壓強p：

(2)漏出氣體與剩余氣體質量的比值k0

26.(2025?山東泰安?模擬預測)如圖所示，某款充氣墊，充好氣后容積為2500mL,內部氣

體最大壓強不能超過BxIO,Pa。現在使用活塞式氣泵給該氣墊充氣，活塞式氣泵由一厚度不

計的活塞和長為11cm的圓桶組成，圓桶的容積為100mL,氣泵的前端有一個單向氣體閥門,

當氣泵中氣壓達到l.lPo時，單向閥門打開進行充氣，早上充氣前氣墊內有壓強為1x1(/pa，

體積為2000mL的空氣。活塞與圓桶間封閉良好，不計活塞與圓桶間的摩擦，所有氣體均視為

理想氣體，氣體的溫度始終與環境溫度相同，每次充氣前泵內氣體壓強均為外,完成充氣后，

氣墊內氣體體積保持2500mL不再變化：早晨環境溫度為11℃,中午環境溫度為27℃,大氣

壓始終保持％=1.0x105pa不變。求：

活塞式氣泵

/

b

單向閥門

(1)將活塞從圓桶底部向前緩慢推進多大距離，單向閥門才能打開：

(2)為使中午氣墊內部壓強不超過最大壓強，早晨給氣墊充氣時最多能充氣的次數；

27.(2025?山東青島?二模)2024年10月25日第57屆田徑運動會正式開幕。小明所在班級使

用了桶裝純凈水進行供水，圖甲為桶裝純凈水使用壓水器供水的示意圖，圖乙是簡化的原理圖。

當手按下壓水器時，壓水器中的活塞打開，外界空氣壓入桶內，放手后，壓水器活塞關閉，當

壓水器將水壓到出水管管口時，水可以流出。壓水器出水管上方有一個止水閥，按下止水閥,

桶內空氣可以與外界相通。已知桶底橫截面積S=O.O5m2,容積V=20L。現桶內有10L水，

初始時出水管豎直部分內外液面相平，出水口與桶內水面的高度差/7=O.3m,壓水器氣囊的容

積AV=0.2L,空氣可視為理想氣體。已知出水管的體積與桶內水的體積相比可忽略不計，水

的密度0=l.Oxl()3kg/m3,外界大氣壓強恒為〃o=LOxlO'Pa,重力加速度g=10m/s?。

求

(1)若桶內氣體溫度不變，剛好有水從出水管流出時桶內氣體的壓強;

(2)若每次將氣囊完全壓下，整個過程桶內溫度不變，壓氣完成后打開出水管開關進行接水,

已知小明的水杯容量為500mL,接滿10杯水需要壓的次數。

28.(2025?江蘇南京?二模)如圖，固定的豎直汽缸內有一個輕質活塞封閉著一定質量的理想氣

體，活塞橫截面積為S,汽缸內氣體的初始熱力學溫度為To,高度為例.已知大氣壓強為4,

重力加速度為g.現對缸內氣體緩慢加熱，忽略活塞與汽缸壁之間的摩擦。

(1)當氣體的溫度變為1.57b時.，求活塞上升的距離A/z；

(2)若在對氣體緩慢加熱的同時，在活塞上緩慢加沙子，使活塞位置保持不變.當汽缸內氣體的

溫度變為1.5小時，求所加沙子的質量

29.(2025?河北邢臺?三模)我國交通便利，物流快遞業發達，網購成為越來越多人的主要購物

方式。海南某同學網購了黑龍江生產的某玻璃瓶裝的堅果。瓶子密封良好,裝瓶時氣溫為-23℃,

瓶內氣體體積為H,海南的同學收到貨時，海南氣溫為27兩地大氣壓強相差不大，可認

為相等，都為幾。不考慮瓶內物體的揮發和瓶子的體積變化，認為()C等于273K,瓶內氣

體可視為理想氣體。求：

⑴到海南后未開瓶時瓶內氣體的壓強；

(2)海南的同學緩慢打開瓶蓋后，瓶內減少的氣體與開瓶前氣體的質量之比。

30.(2025?安徽?模擬預測)如圖所示，一封閉著理想氣體、導熱良好的密閉容器豎直放置，截

面積為S的水平輕質活塞將該容器分成上、下兩部分，每部分氣體壓強均為〃。，初始體積相

等。現將一重物懸掛在活塞上，穩定后下部的體積變為原來的一半，重物未觸底。已知重力加

速度大小為重物的體積忽略不計，汽缸與容器間沒力摩擦，求：

□

⑴穩定后，上、下兩部分氣體壓強的比值;

(2)重物的質量。

第72講變質量問題關聯氣體問題

真題演練

1.（2025.河南.高考真題）如圖，一圓柱形汽缸水平固置，其內部被活塞M、尸、N密封成兩部

分，活塞P與汽缸壁均絕熱且兩者間無摩擦。平衡時，P左、右兩側理想氣體的溫度分別為工

和心，體積分別為X和匕，7；＜4,匕＜匕。則（）

A.固定M、N,若兩側氣體同時緩慢升高相同溫度，P將右移

B.固定M、N,若兩側氣體同時緩慢升高相同溫度，P將左移

C.保持（、（不變，若M、N同時緩慢向中間移動相同距離，P將右移

D.保持工、（不變，若M、N同時緩慢向中間移動相同距離，P將左移

【答案】AC

【詳解】AB.由題干可知初始左右氣體的壓強相同，假設在升溫的過程中?板不發生移動,

則由定容過程￡=包=＞即="△/

TATT

可得左側氣體壓強增加量多，則。板向右移動；A正確B錯誤;

CD.保持溫度不變移動相同的距離時

*C父=旭匕.匕

Z、匕同理匕匕得czC2T2,

V,-AVV9-AVCTCZ

若P不移動，則CZCJ2,故X-AVK-AV

，則Pi＞〃2，向右移動，C正確D錯誤。

故選AC

2.（2025?四川?高考真題）如圖1所示，用活塞將一定質量的理想氣體密封在導熱汽缸內，活

塞穩定在。處。將汽缸置于恒溫冷水中，如圖2所示，活塞自發從。處緩慢下降棄停在力處,

然后保持汽缸不動，用外力將活塞緩慢提升回。處。不計活塞與汽缸壁之間的摩擦。則（）

活塞

圖1圖2

A.活塞從。到8的過程中，汽缸內氣體壓強升高

B.活塞從。到人的過程中，汽缸內氣體內能不變

C.活塞從b到。的過程中，汽缸內氣體壓強升高

D.活塞從人到。的過程中，汽缸內氣體內能不變

【答案】D

【詳解】AB.根據題意可知活塞從。到〃的過程中，汽缸內氣體，溫度降低，則內能減小，

體積減小，壓強不變，故AB錯誤；

CD.根據題意可知活塞從b到。的過程中汽缸內氣體溫度不變，則內能不變，體積增大，根

據玻意耳定律〃V=c可知壓強減小，故C錯誤，D正確。

故選D。

3.（2024.甘肅.高考真題）如圖，剛性容器內壁光滑、盛有一定量的氣體，被隔板分成4、B

兩部分，隔板與容器右側用一根輕質彈簧相連（忽略隔板厚度和彈簧體積）。容器橫截面積為

S、長為2/。開始時系統處于平衡態，A、8體積均為S/,壓強均為“0,彈簧為原長。現將8

3

中氣體抽出一半，B的體積變為原來的工。整個過程系統溫度保持不變，氣體視為理想氣體。

4

求：

（1）抽氣之后A、B的壓強外、外。

（2）彈簧的勁度系數晨

AB

Swvwvwwvwvwwvw

//

【答案】（1）PA=；P。，PB=；PO；（2）k=^~

JD1J，

【詳解】(1)設抽氣前兩體積為V=SL,對氣體A分析：抽氣后

35

匕=2V——V=」SL

八44

根據玻意耳定律得

PoV=p《V

解得

4

PA=~PO

?J

對氣體B分析，若體積不變的情況下抽去一半的氣體，則壓強變為原來的一半即：Po,則根

據玻意耳定律得

13

-P^-PB-V

解得

2

PB=~PO

(2)由題意可知，彈簧的壓縮量為4,對活塞受力分析有

4

PA'=PBS+F

根據胡克定律得

F=k-

4

聯立得

k=8Pos

15/

4.(2024?廣東.高考真題)差壓閥可控制氣體進行單向流動，廣泛應用于減震系統。如圖所示，

A、B兩個導熱良好的汽缸通過差壓閥連接，A內輕質活塞的上方與大氣連通，B內氣體體積

不變。當A內氣體壓強減去B內氣體壓強大于3時差，玉閥打開，A內氣體緩慢進入B中；

當該差值小于或等于△〃時差壓閥關閉。當環境溫度4=300K時，A內氣體體積

23

VA1=4.0xl()-m,B內氣體壓強熱1等于大氣壓強Po,己知活塞的橫截面積S=0.10m2,

5

Ap=O.llpo,po=l.OxlOPa,重力加速度大小取g=10m/s2,A、B內的氣體可視為理想

氣體，忽略活塞與汽缸間的摩擦、差壓閥與連接管內的氣體體積不計。當環境溫度降到

4=27（）K時：

（1）求B內氣體壓強PB2；

（2）求A內氣體體積匕2；

（3）在活塞上緩慢倒入鐵砂，若B內氣體壓強回到“°并保持不變，求已倒入鐵砂的質量〃zo

^活塞

A汽缸------

差壓閥B汽缸

_________

【答案】（1）O.9xlO5Pa;（2）3.6xl0-2m3;（3）HOkg

【詳解】（1、2）假設溫度降低到七時，差壓閥沒有打開，A、B兩個汽缸導熱良好，B內氣

體做等容變化，初態

PBI=Po，Z=3OOK

末態

T2=270K

根據

Plil_-B2

TF

代入數據可得

=09x1O'Pa

A內氣體做等壓變化，壓強保持不變，初態

隊=4.0x1CT?m3,7；=300K

末杰

T2=270K

根據

工T2

代入數據可得

匕2=3.6x10—2m3

由于

Po-PB2<邸

假女成立，即

PB2=0.9x1（）5Pa

（3）恰好穩定時，A內氣體壓強為

，mg

PA=Po+—

J

B內氣體壓強

PB=Po

此時差壓閥恰好關閉，所以有

代入數據聯立解得

m=\10kg

5.（2024.安徽.高考真題）某人駕駛汽車，從北京到哈爾濱，在哈爾濱發現汽車的某個輪胎內

氣體的壓強有所下降（假設輪胎內氣體的體積不變，且沒有漏氣，可視為理想氣體）。于是在

哈爾濱給該輪胎充入壓強與大氣壓相同的空氣，使其內部氣體的壓強恢復到出發時的壓強（假

設充氣過程中，輪胎內氣體的溫度與環境相同，且保持不變）。已知該輪胎內氣體的體積

匕=30L,從北京出發時，該輪胎氣體的溫度4=-3。（2,壓強P1=2.7xl（rPa。哈爾濱的環

境溫度，2=-23。（2,大氣壓強Po取1.0xl（）5pa。求:

（1）在哈爾濱時，充氣前該輪胎氣體壓強的大小。

（2）充進該輪胎的空氣體積。

【答案】（1）2.5xlO5Pa；（2）6L

【詳解】（1）由查理定律可得

PL-PI.

I一，

其中

5

p}=2.7xlOPa,7；=273-3(K)=270K,7；=273-23(K)=250K

代入數據解得，在哈爾濱時，充氣前該輪胎氣體壓強的大小為

5

p2=2.5xlOPa

(2)由玻意耳定律

〃2匕+P(Y=PM)

代入數據解得，充進該輪胎的空氣體積為

V=6L

【點睛】

模擬沖關

6.(2025?河北?模擬預測)不同裝置可以承受的壓強不同，超過承受能力容器容易?員壞，為了

能夠提前預警，某探究小組設計了一個報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的導熱良好的

圓柱形容器內，用活塞密封一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦地滑動。活塞面積S=lOOcn?、

質量加=1kg。開始時環境溫度為300K、活塞與容器底的距離〃=20cm,為狀態I。環境溫

度升高時，活塞緩慢上升。=4cm恰好到達容器內的卡口處，活塞與卡口剛好無壓力，此時氣

體達到狀態n,不會報警。當環境溫度繼續升高到405K的狀態RI時觸發報警器。大氣壓強

恒為〃()=0.99xIO,Pa,重力加速度g=lOm/s?。求：

(I)氣體在狀態H時的溫度:

(2)該報警裝置的最低報警壓強。

【答案】(D360K

(2)1.125xl05Pa

hS(h+d)S

代入數據解得氣體在狀態II時的溫度為q=360K

（2）氣體在狀態n時，以活塞為對象，根據受力平衡可得ps=p°s+mg

解得/?=lxlO5Pa

氣體由狀態n到狀態m過程中，氣體的體積不變，由查理定律有/=￡

代入數據解得該報警裝置的最低報警壓強為p'=1.125x1O'pa

7.（2025?山西大同?三模）爆米花是很多同學喜愛的零食，如圖所示，爆米花機被清空里面的

爆米花后開口向上放置在一邊冷卻，開始時機內氣體溫度為127℃,過一段時間后，氣體溫度

降為27℃,大氣壓強不變，則此時機內氣體質量是開始時氣體質量的（）

A.2倍B.g倍C.，倍D.g倍

5423

【答案】D

【詳解】開始時機內氣體溫度為O=（127+273）K=400K時，體積為匕降溫發生等玉變化，當

VV'

溫度降為炎=（27+273）K=300K時，這部分氣體的體積為,，根據蓋一呂薩克定律則有￡=/

解得

4

mV4

則降溫后機內氣體質量〃7與開始時機內氣體質量加之比為康=正=§

4

此時機內氣體質量是開始時氣體質量的§倍。

故選Do

8.（2025?湖北黃岡?二模）學校舉辦的科技文化藝術節上，同學們進行了水火箭的制作與發射

比賽。發射裝置簡化為如圖所示的模型，體積為V=2.5L的充氣瓶（箭體）內有體積為

吊=400ml的水和壓強為1個標準大氣壓p°=lxl（）5pa的空氣。打氣筒氣室體積為

=400ml,現用打氣筒通過單向氣閥向箭體內每一次充入壓強一個大氣壓、體積為V。的氣

體。當水火箭內部氣壓達到3個標準大氣壓時壓縮空氣可將活塞頂出，箭體發射。設充氣過程

氣體溫度不變，瓶和水的體積變化不計。求:

（1）要使水火箭發射出去，需要打氣多少次；

（2）己知打氣筒手柄和活塞質量不計、活塞和汽缸之間的摩擦力不計、打氣筒與瓶塞連接管的

體積不計、箭體內水的高度不計，打氣筒活塞橫截面積S=4xl（）Tm2,至少需要用多大的力

才能完成第8次打氣。

【答案】（1）10

（2）64N

【詳解】（1）要使水火箭發射出去，設需要打氣筒打氣〃次，由題意可知，當水火箭發射瞬間，

其內部氣壓為p=3po

根據玻意耳定律有Po（v-K）+〃p（M）=〃（丫一匕）

解得〃=10

（2）第8次打氣后，箭體內氣體壓強為Pg,根據玻意耳定律有

Po（V—K）+8Po%=〃8（V—K）

解得〃8=2.6〃0

分析活塞受力PgS=F+p0S

解得b二64N

9.（2025?安徽?模擬預測）某高壓鍋結構如圖所示，加熱前鍋內溫度為27℃,大氣壓強為“0,

廚師將食材放進水平放置的鍋內后蓋上密封鍋蓋，并將壓力閥套在出氣孔上開始加熱烹煮。當

加熱至鍋內壓強為1.2%時，壓力閥剛要被頂起而發出嘶響聲；繼續加熱，當鍋內溫度為127℃

時達到沸點，停止加熱。設壓力閥剛要被頂起到達到沸點的過程，鍋內壓強不變，氣體可視為

理想氣體。已知出氣孔橫截面積為S,重力加速度為g,求：

(1)壓力閥的質量；

(2)停止加熱時鍋內氣體質量占加熱前總質量的百分比。

【答案】(1)加=裝

5g

(2)90%

【詳解】(1)設加熱前鍋內溫度為T=3O()K,壓強為P0,當加熱至鍋內莊強為1.2%時，壓

力閥剛要被頂起，對壓力閥受力分析為S+機g=12poB

解得=羋

5g

4?匕1.2?V

(2)溫度(=400K時達到沸點，根據理想氣體狀態方程有乙尸=-—

解得％=0.9V

停止加熱時鍋內氣體質量占加熱前總質量的百分比"二探=90%

tn2V

10.(2025?河北?模擬預測)如圖所示，在水庫中固定一導熱性能良好的玻璃筒，筒內橫截面積

S=10.0cm2,上筒口到水面的高度4=2.2m,將一活塞(厚度不計)從上筒口輕放入管內，

穩定時活塞到筒內水面的高度他=2.0m。已知環境溫度保持不變，大氣壓Po=10xl()5pa,

g取10m//,水的密度夕=l.()xl()3kg/m3,活塞與玻璃筒氣密性良好，且不計活塞與玻璃筒

壁間的摩擦力。求：

（1）活塞的質量m；

⑵活塞在玻璃筒內下移的距離乩

【答案】（l）lkg

（2）1.2m

【洋解】（1）由題可知，整個過程為等溫變化，根據玻意耳定律可得

代入數據解得，活塞穩定時，筒內氣體的壓強為P|=l.lxlO'Pa

對活塞受力分析，根據平衡條件可得P1S=mg+p°S

代入數據解得m=1kg

（2）筒內水面與筒外水面的高度差△二&=lm

Pg

活塞在玻璃筒內卜移的距離d=%+△〃一4=1.2m

11.（2025?山東濟南?二模）如圖甲所示為機械組裝中完成推動工作的汽缸，其工作原理如圖乙

所示。密封性良好的汽缸固定在水平地面上，整個容器被剛性桿連接的絕熱活塞分成氣室I、

氣室II兩部分，左右兩側各有一閥門％、K?,剛性桿與地面平行且右端和物體接觸。開始時，

K1,K?均與大氣相通，現將K1關閉，除保持打開，通過電阻絲對I中的氣體緩慢加熱至活

塞恰好能向右推動物體。停止加熱，通過K?向氣室n內緩慢注入壓縮氣體，使活塞恰好能向

左移動，充氣過程中氣室n內溫度保持不變。已知物體質量"?=2kg,活塞面積S=20cn?,

忽略活塞與缸壁間的摩擦,物體與地面的摩擦因數為〃=0.2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，

大氣壓強％=L0xl（）5pa,重力加速度g=10m/s、汽缸內氣體可視為理想氣體，初始溫度

正=300K.求

甲

（1）活塞恰好能向右推動物體時，氣室I內氣體的溫度；

（2）活塞恰好能向左移動時，氣室n內注入氣體的質量與原有氣體的質量之比。

【答案】（D306K

1

（2）—

50

【洋解】（1）活塞恰能向右推動物體時，對活塞和剛性桿整體受力分析可得RS=PoS+〃mg

解得〃?=1.02xl（）5pa

對氣室I內的氣體，由查理定律可得登=今

解得7；=306K

（2）活塞恰好能向右移動時，氣室H中的氣體壓強為P|=1.02xl（）5pa

對此時氣室H中的氣體，由玻意耳定律可得，V=PoV'

102

解得八面y

則氣室II注入氣體的質量與原有質量之比為—Nm=上V'「-V=—1

mV50

12,（2025?安徽?模擬預測）如圖，一個盛有氣體的容器內壁光滑，被隔板分成A、B兩部分,

隔板絕熱。開始時系統處于平衡狀態，A和B體積均為V、壓強均為大氣壓〃°、溫度均為環

境溫度”。現將A接一個打氣筒，打氣筒每次打氣都把壓強為“°、溫度為"、體積為，V的

氣體打入A中。緩慢打氣若干次后，B的體積變為!V（所有氣體均視為理想氣體）

2

AB

（1）假設打氣過程中整個系統溫度保持不變，求打氣的次數〃:

（2）保持A中氣體溫度不變，加熱B中氣體使B的體積恢復為V,求B中氣體的溫度7。

【答案】（1）12次

⑵/

【詳解】（1）對B中氣體，根據玻意耳定律可得〃=Q?1丫

解得p、=2po

打氣過程，根據玻意耳定律可得+〃〃。匚V=〃「（2V—《V）

62

解得〃=12

可知打氣12次。

（2）保持A中氣體溫度不變，加熱B中氣體使B的體積恢復為V,對A中氣體根據玻意耳

定律可得/V（2V—Jv）=p2V

可得P2=3〃0

對B中氣體，有牛"二牛

,01

解得了=3"

13.（2025?陜西咸陽?模擬預測）胎壓指的是輪胎內部空氣的壓強，胎壓的高低對汽車的性能和

動力有著至關重要的作用，過高和過低都會縮短輪胎的使用壽命。絕大多數小轎車的輪胎胎壓

在230?250kPa之間為正常范圍。已知輪胎內原有空氣的壓強為P】=240kPa,胎內空氣溫

度/27℃,體積為h=30L。由于長時間行駛，胎內空氣溫度G=77%：,胎內空氣體積變

成匕=32L。胎內氣體均可視為理想氣體。

⑴通過計算說明此時胎壓是否正常？

（2）由于胎壓偏高，駕駛員將車停到安全區域后，放出了輪胎內的適量氣體，此時監測系統顯

示胎壓P3=240kPa、溫度4=47。（2,體積為匕=30L,求放出氣體的質量與留在輪胎內氣

體的質量之比。

【答案】（1）不正常

1

⑵一

15

【詳解】（1）根據理想氣體狀態方程有?%.二,"

11I4/DII乙/D

解得〃2=262.5kPa>250kPa

說明此時胎壓不正常。

（2）根據理想氣體狀態方程有一絲方=皿"學

弓+273G+273

解得AV=2L

AmAV1

可得放出氣體的質量與留在輪胎內氣體的質量之比——=—=—

mV3\3

14.（2025?河南?三模）打籃球是同學們喜愛的一種體育活動，一定容積的籃球內部氣體的壓強

月=1.6xl（）5pa,某同學用該籃球去籃球場打球，一段時間后，發現籃球氣壓不足，經檢測

籃球內部氣體的壓強〃2=L2xl（）5pa。設籃球體積和球內氣體溫度均不變，則籃球漏出的氣

體質量占籃球內原來氣體總質量的百分比為（）

A.15%B.20%C.25%D.30%

【答案】C

【詳解】設籃球容積為％，漏出氣體體積為AV，根據玻意耳定律有

解得

△"2AV

則有〃=—xl00%=---------x100%=25%

m匕+AV

故選C。

15.（2025?山西?模擬預測）汽車胎壓監測系統可以實時顯示每條輪胎的胎壓，大大提高了汽車

駕駛安全性。某汽車行駛前胎壓監測系統顯示駕駛座左側前輪胎的胎壓。Q=2.3atm,環境

溫度為A=27C（設此時胎內溫度與環境溫度相同），汽車行駛過程中，某時刻該輪胎的胎壓

〃2=2.8atm已知該輪胎內部體積始終保持不變，氣體可視為理想氣體，求：

⑴此時該輪胎內氣體的溫度為多少攝氏度（精確到小數點后一位數字）；

（2）若經過3個月后，發現該輪胎的胎壓〃3=2.0atm,若要使該輪胎胎壓增大到=2.4atm,

需要充入一定量的同種氣體，充氣過程中輪胎內溫度視為不變，求充入氣體質量和輪胎內原有

氣體質量之比。

【答案】（D92.2OC

1

（2）5

【洋解】（1）行駛前，胎內氣體溫度4=300K,壓強p1=2.3atm

某時刻該輪胎的胎壓P2=2.8atm

行駛過程，氣體發生等容變化，根據查理定律可得?

解得q=365.2K

因此溫度為I?=（365.2-273）C=92.2C

（2）設充入的壓強為2.0atm的氣體體積為耳，輪胎的體積為V,氣體發生等溫變化，根據

玻意耳定律可得外（乂+丫）=py

解得匕=0.27

充入氣體質量和車胎內原有氣體質量之比生=乜=!

mV5

16.（2025?遼寧?模擬預測）如圖所示，帶有閥門的導熱容器內封閉著溫度為17℃、壓強等于

一個標準大氣壓的空氣（可視為理想氣體）o已知周圍環境的最高氣溫為17℃、最低氣溫為7℃,

大氣壓強始終等于一個標準大氣壓，熱力學溫度與攝氏溫度的關系為7=1+273K。下列說法

正確的是（）

閥門

A.保持閥門關閉，容器內的氣體壓強在溫度最高與最低時的比值為百

B.保持閥門關閉，容器內的氣體在溫度最高與最低時單位時間內與單位面積器壁的碰撞

次數相同

C.若打開閥門，則在溫度最高與最低時容器內的氣體狀態穩定后氣體密度的比值為高

D.若打開閥門，則容器內的氣體在溫度最高與最低時單位時間內與單位面積器壁的碰撞

次數相同

【答案】C

_/

【詳解】A.容器內的氣體體積不變，根據查理定律

容器內的氣體壓強在溫度最高與最低時的比值為坨Po=*=、29，故A錯誤；

PlZ28

B.氣體單位時間內與單位面積器壁的碰撞次數與分子數密度和分子平均速率有關，氣體體積

不變數密度不變，但溫度不同分子的平均動能不同，故平均速率不同，故容器內的氣體在溫度

最高與最低時單位時間內與單位面積器壁的碰撞次數不相同，故B錯誤；

及二匕

C.若打開閥門，容器內的氣體溫度變化但壓強不變，根據蓋呂薩克定律