2025版高考物理題型分類專項訓(xùn)練：氣體狀態(tài)變化的三類典型模型

2025版高考物理考點題型歸納總結(jié)考點68考點68氣體狀態(tài)變化的三類

典型模型

強基固本對點練

知識點1液柱（或活塞）封閉氣體的狀態(tài)變化

1.如圖所示，一端封閉，一端開口截面積相同的U形管A8,管內(nèi)灌有水銀，兩管內(nèi)

水銀面高度相等，管A內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，氣體壓強為72cmHg.今將開口端B接

到抽氣機上，抽盡8管上面的空氣，結(jié)果兩水銀柱產(chǎn)生18cm的高度差，則A管內(nèi)原來空

氣柱長度為（)

A.18cmB.12cm

C.6cmD.3cm

2.一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞.初始

時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示.用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時

為止.求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強和活塞向下移動的距離.（己知玻璃管的橫截面積處處相

同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強加=75.0cmHg.環(huán)境溫度不變）

3.

如圖所示，上端開口的內(nèi)壁光滑圓柱形汽缸固定在傾角為30。的斜面上，一上端固定的

輕彈簧與橫截面積為40cn?的活塞相連接，汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體.在汽缸內(nèi)距

缸底60cm處有卡環(huán)，活塞只能向上滑動.開始時活塞擱在卡環(huán)上，且彈簧處于原長，缸內(nèi)

氣體的壓強等于大氣壓強面=1.0X105Pa,溫度為300K.現(xiàn)對汽缸內(nèi)的氣體緩慢加熱，當(dāng)

溫度增加30K時，活塞恰好離開卡環(huán)，當(dāng)溫度增加到480K時，活塞移動了20cm.已知g

=10m/s2,求：

(1)活塞的質(zhì)量；

(2)彈簧的勁度系數(shù)k.

知識點2關(guān)聯(lián)氣體的狀態(tài)變化問題

如圖所示,兩個內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸通過一個質(zhì)量不能忽略的“工”字形活塞封閉了A、

2兩部分氣體.下面汽缸的橫截面積大于上面汽缸的橫截面積，現(xiàn)使環(huán)境溫度降低10℃,

外界大氣壓保持不變，下列說法正確的是()

A.活塞下降

B.活塞上升

C.活塞靜止不動

D.不能確定

5.如圖，一容器由橫截面積分別為2s和S的兩個汽缸連通而成，容器平放在地面上,

汽缸內(nèi)壁光滑.整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和

氮氣.平衡時，氮氣的壓強和體積分別為00和Vo,氫氣的體積為2vo,空氣的壓強為p.現(xiàn)

緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，活塞沒有到達兩汽

缸的連接處，求：

抽氣口

Povo

氨氣

氫氣彳

7777777777777,

⑴抽氣前氫氣的壓強；

(2)抽氣后氫氣的壓強和體積.

知識點3變質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化

6.一只兩用活塞氣筒的原理如圖所示（打氣時如圖甲所示，抽氣時如圖乙所示），其筒

內(nèi)體積為Vo,現(xiàn)將它與另一只容積為V的容器相連接，容器內(nèi)的空氣壓強為po,當(dāng)分別作

為打氣筒和抽氣筒時，活塞工作"次后，在上述兩種情況下，容器內(nèi)的氣體壓強分別為（大

氣壓強為po）（）

A1D也攻

A.叩o-poB.-po正。o

C.（1+的）＞（1+號）＞D.（1+華）po（y：%）"po

7.某容積為40L的氧氣瓶裝有30atm的氧氣，現(xiàn)把氧氣分裝到容積為5L的小鋼瓶中，

使每個小鋼瓶中氧氣的壓強為5atm,若每個小鋼瓶中原有氧氣壓強為1atm,能分裝的瓶數(shù)

是（設(shè)分裝過程中無漏氣，且溫度不變）（）

A.40瓶B.48瓶C.50瓶D.60瓶

培優(yōu)提能模擬練

8.

.

[2024?廣東省梅州市模擬]如圖，一導(dǎo)熱性良好且足夠長的薄壁汽缸的活塞與豎直彈簧的

上端拴接，彈簧另一端連接地面.汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸內(nèi)氣柱長度乙=

0.1m,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，汽缸未與地面接觸.已知汽缸的質(zhì)量M=8kg,活塞的質(zhì)

量m=2kg,活塞的面積S=2XlCP3m2,汽缸與活塞之間光滑，彈簧的勁度系數(shù)上=1X103

N/m,重力加速度g=10m/s2,大氣壓強”）=1X1（）5Pa,環(huán)境溫度保持不變.現(xiàn)用一豎直向

上的外力將汽缸緩慢向上拉，到某一位置處使系統(tǒng)再度平衡時外力尸=180N.求：

⑴初始時汽缸內(nèi)氣體的壓強；

(2)再次平衡時，汽缸上端相對原來平衡位置向上移動的距離.

9J2024?廣西南寧市、玉林市摸底考試］如圖所示，豎直放置的導(dǎo)熱薄玻璃管下端封閉、

上端開口，管內(nèi)用長為〃=14cm的水銀柱密封一段長為/=30cm的理想氣體，此時環(huán)境溫

度n=300K,緩慢加熱密封氣體,水銀柱上升了A/=10cm,已知大氣壓強恒為po=76cmHg,

玻璃管足夠長.求：

(1)加熱前密封氣體的壓強；

(2)加熱后氣體的溫度Ti；

(3)保持溫度Ti不變，在玻璃管上端緩慢注入水銀，使得氣體長度恢復(fù)到30cm,則所

加水銀柱長度

10.［2024.江西省南昌市模擬］自行車是一種綠色出行工具.某自行車輪胎正常騎行時其

氣壓p范圍為2poWpW3po,而為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓.一同學(xué)測得車胎氣壓為1.5加，隨后用如圖所

示的打氣筒給車胎打氣，每打一次都把體積為玲、壓強為po的氣體打入輪胎內(nèi).己知車胎

體積為10K，忽略打氣過程車胎體積和其內(nèi)氣體溫度的變化，求：

(1)為使自行車能正常騎行，給自行車打氣的次數(shù)范圍；

(2)若車胎氣體初始溫度為T0,騎行一段時間后車胎氣體溫度升高0.27b，則騎行前允許

給自行車最多打氣幾次.

11.[2024?湖北省荊州市月考]如圖所示，“凸”形汽缸上、下部分高度均為h,上、

下底面導(dǎo)熱性良好，其余部分絕熱.上部分橫截面積為S,下部分橫截面積為2s.汽缸被總

重力G=2p&中間用輕桿相連的“。兩絕熱活塞(密封性良好)分成A、B、C三部分，活

塞穩(wěn)定時A、B、C三個部分內(nèi)的氣體溫度均為￡4、C部分氣體壓強為po,A、2部分高均

為\,C部分高為?現(xiàn)保持A、8溫度不變，使C中的氣體溫度緩慢變化至某溫度，最

終穩(wěn)定后兩活塞緩慢下降了與，不計所有摩擦.求:

(1)C溫度變化前，8中氣體的壓強；

(2)C溫度變化后，A、8中氣體的壓強;

(3)C中氣體最終的溫度.

考點69熱力學(xué)定律與能量守恒

強基固本對點練

知識點1熱力學(xué)第一定律

1.一定量的氣體在某一過程中，外界對氣體做了8X104J的功，氣體的內(nèi)能減少了

1.2X105J,則下列各式中正確的是()

A.W=8X104J,A[7=1.2X105J,Q=4X104J

B.W=8Xl（）4j,A[/=-1.2X105J,Q=-2X105J

C.W=-8Xl（）4j,At/=-1.2X105J,Q=2X105J

D.W=-8X104J,AJ7=-1.2X105J,Q=-4X104J

2.如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸內(nèi)用絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，初始時汽

缸開口向上放置，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，將汽缸緩慢轉(zhuǎn)動90。過程中，缸內(nèi)氣體（）

A.內(nèi)能增加,外界對氣體做正功

B.內(nèi)能減小,所有分子熱運動速率都減小

C.溫度降低,速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例減少

D.溫度升高,速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增加

知識點2熱力學(xué)第一定律與氣體實驗定律的綜合應(yīng)用

3.2022年5月15日，我國自主研發(fā)的“極目一號”III型浮空艇創(chuàng)造了海拔9032米的

大氣科學(xué)觀測世界紀(jì)錄.若在浮空艇某段上升過程中，艇內(nèi)氣體溫度降低，體積和質(zhì)量視為

不變，則艇內(nèi)氣體（視為理想氣體）（）

A.吸收熱量B.壓強增大

C.內(nèi)能減小D.對外做負功

4.（多選）一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-T圖上從a到b的線段

所示.在此過程中（）

A.氣體一直對外做功

B.氣體的內(nèi)能一直增加

C.氣體一直從外界吸熱

D.氣體吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量

5.某興趣小組設(shè)計了一溫度報警裝置，原理圖如圖.一定質(zhì)量的理想氣體被一上表面

涂有導(dǎo)電物質(zhì)的輕活塞密封在導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，活塞厚度不計，橫截面積S=100cm2,開始時

活塞距汽缸底部的高度為/z=0.3m,周圍環(huán)境溫度為h=27。，當(dāng)環(huán)境溫度上升，活塞上移

A/z=0.01m時，活塞上表面與a、6兩觸點接觸，報警器報警.不計一切摩擦，大氣壓強恒

為po=1.0X105Pa,求:

電源??警器

h

（1）該報警裝置的報警溫度為多少攝氏度；

（2）若上述過程氣體吸收的熱量為30J,則此過程氣體的內(nèi)能增加多少.

知識點3熱力學(xué)第二定律

6.（多選）下列關(guān)于熱力學(xué)第二定律的說法正確的是（）

A.所有符合能量守恒定律的宏觀過程都能發(fā)生

B.一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的

C.機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在不產(chǎn)生其他影響的情況下，內(nèi)能無法全部用來做功

而轉(zhuǎn)化成機械能

D.氣體向真空的自由膨脹是可逆的

7.（多選）如圖所示，為電冰箱的工作原理示意圖.壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱

內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時制冷劑液

化，放出熱量到箱體外.下列說法正確的是（）

壓縮機

A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外

B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能

C.電冰箱的工作原理違背熱力學(xué)第一定律

D.電冰箱除了將熱量從低溫?zé)釒靷鞯礁邷責(zé)釒焱?，工作過程中所產(chǎn)生的其他一切影響,

無論用任何辦法都不可能加以消除

培優(yōu)提能模擬練

8.[2024?浙江省金華十校模擬]（多選）下列說法正確的是（）

A.晶體熔化時吸收熱量，其分子熱運動的平均動能在增加

B.空調(diào)的工作說明了熱量可以從低溫物體傳到高溫物體

C.第二類永動機違反了能量守恒定律

D.0℃和100℃氧氣分子的速率都呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布特點

9.[2024?湖南省第三次聯(lián)考](多選)如圖所示，有甲、乙兩個完全相同、帶輕質(zhì)活塞、

內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸.內(nèi)部封閉相同質(zhì)量的同種理想氣體，初始狀態(tài)下氣體的溫度均為27℃,

然后把汽缸甲的活塞固定.現(xiàn)分別對汽缸加熱，使得甲、乙汽缸中氣體的溫度都上升到127°C,

發(fā)現(xiàn)汽缸甲內(nèi)氣體吸收了800J熱量，汽缸乙內(nèi)氣體吸收了1000J熱量.已知大氣壓po=

1x105Pa,下面說法正確的是()

A.溫度升高到127℃過程中,甲、乙中氣體內(nèi)能都增加800J

B.溫度升高到127℃過程中,乙中氣體對外做功600J

C.溫度升高到127。。過程中，乙中氣體體積增量為2XIO、m3

D.溫度為27°。時，甲、乙中氣體的體積均為8XlCT3m3

10.[2024?浙江省稽陽聯(lián)誼學(xué)校聯(lián)考]如圖所示為導(dǎo)熱性能良好的噴霧器，噴霧器內(nèi)部容

量12L,清晨，關(guān)閉噴霧閥門，向里面加入8L水后將上部封閉，到中午測得內(nèi)部氣體壓強

為1.1atm,已知清晨環(huán)境溫度為280K,環(huán)境大氣壓始終為1atm.(latm等于一個大氣壓)

(1)求中午的氣體溫度；

(2)若清晨裝入8L水后，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入1atm的空氣6L,充好氣后水面

上方氣體溫度與外界溫度相等，求此時桶內(nèi)氣體壓強；

(3)在(2)問的基礎(chǔ)上，打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程

氣體是吸熱還是放熱？

考點70實驗十七用油膜法估測油酸分子的大小

強基固本對點練

1.在“用油膜法估測分子直徑”的實驗中，我們通過宏觀量的測量間接計算微觀量.

(1)本實驗利用了油酸分子易在水面上形成(選填“單層”或“多層”)分子油膜

的特性.若將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，這滴溶液中含有純油酸體積為V,形成面積為

S的油酸薄膜，則由此可估測油酸分子的直徑為.

(2)某同學(xué)實驗中先取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液，測量

并計算一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積后，接著又進行了下列操作：

A.將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地擴展為形狀穩(wěn)定的油酸薄膜

B.將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上計算油酸薄膜的面積

C.將玻璃板蓋到淺水盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上

D.向淺盤中倒入約2cm深的水，將蚌子粉均勻地撒在水面上

以上操作的合理順序是(填字母代號).

(3)該同學(xué)做完實驗后，發(fā)現(xiàn)自己所測的分子直徑［明顯偏大.出現(xiàn)這種情況的原因可

能是.

A.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進行計算

B.油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化

C.水面上琲子粉撒得太多，油膜沒有充分展開

D.計算油膜面積時，將不完整的方格作為完整方格處理

(4)將1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液；測得1cm3的油酸酒精溶

液有50滴.現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜面積是0.16n?.由此

估算出油酸分子的直徑為________________m.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字).

2.某同學(xué)在實驗室用油膜法測油酸分子直徑.

(1)該實驗的科學(xué)依據(jù)是.

A.將油膜看成單分子油膜

B.不考慮各個油酸分子間的間隙

C.考慮各個油酸分子間的間隙

D.將油酸分子看成球形

(2)實驗主要步驟如下：

①向體積V油=6mL的油酸中加酒精，直至總量達到V.g=104mL；

②用注射器吸取①中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗=75滴時,

測得其體積恰好是％=1mL;一滴油酸酒精溶液中含有油酸的體積為n?；

③先往淺盤里倒入2cm深的水，然后將琲子粉均勻地撒在水面上；

④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻

璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；

⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù)

N,小方格的邊長為L=lcm.

(3)由圖可知油膜面積為a?；計算出油酸分子直徑為________m.(以上結(jié)果均

保留一位有效數(shù)字)

(4)若滴入75滴油酸酒精溶液的體積不足1mL,則最終的測量結(jié)果將(填“偏

大”“偏小”或“無影響”).

3.油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL,用滴管向量筒內(nèi)

滴100滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1mL.若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，

由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示.((1)(2)問計算

結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(1)若每一小方格的邊長為10mm,則油酸薄膜的面積為______m2.

(2)每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為—nA

(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為______m.(保留一位有效數(shù)字)

(4)為了盡可能準(zhǔn)確地估測出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的.

A.油酸濃度適當(dāng)大一些

B.油酸濃度適當(dāng)小一些

C.油酸擴散后立即繪出輪廓圖

D.油酸擴散并待其收縮穩(wěn)定后再繪出輪廓圖

培優(yōu)提能模擬練

4,2024?浙江省寧波市模擬］某實驗小組為完成“用油膜法估算油酸分子的大小”的實

驗，操作如下：

①取1.0mL油酸配成500mL油酸酒精溶液；

②用注射器吸取L0mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了50滴；

③在淺盤內(nèi)注入適量的水，將爽身粉均勻地撒在水面上，用注射器滴入一滴溶液；

④待油膜形狀穩(wěn)定后，將繪有方格的玻璃板放在淺盤上，繪出油酸的輪廓(如圖所示，

每個方格的邊長為1.0cm).

(1)“將油酸分子看成球形”所采用的方法是.

A.理想模型法

B.控制變量法

C.等效替代法

D.極限思維法

(2)該實驗中一滴油酸酒精溶液含mL油酸；由上述數(shù)據(jù)估算