「考1箱同舟

熱學(xué)在歷年高考中都有多以選擇題、計(jì)算題的形式出現(xiàn)計(jì)算題分值一般10分。其中以氣體實(shí)驗(yàn)定律、熱力學(xué)

定律等為知識(shí)題載體，以汽缸或液柱密封氣體為模型來考察,但近幾年更多的試題接近生活實(shí)際對(duì)學(xué)生的建

模能力有了新的要求，在復(fù)習(xí)備考過程中應(yīng)引起高度重視。

t',、Z>

S

蘢塞》去鶻典圖.氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體狀態(tài)方程

題1（2024?廣西河池?一模）小林同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室探究氣體狀態(tài)變化規(guī)律,如圖所示,實(shí)驗(yàn)室有一下端有小段軟

管、導(dǎo)熱性能良好的U型管，U型管左端封閉右端開口，左管內(nèi)用水銀柱封閉一段氣體，可看成理想氣體,

左端封閉的氣體長(zhǎng)度乙=22cm,左右兩管水銀柱高度相同都為H=28cm,U型管的非軟管部分粗細(xì)均

勻，己知大氣壓強(qiáng)為75cm麴,實(shí)驗(yàn)室溫度為27七,管的粗細(xì)相對(duì)水銀柱的高度來說可忽略不計(jì)，求：

（1）現(xiàn)將U型管右管緩慢放置水平，此過程水銀柱沒有溢出，此時(shí)水銀柱右端離右管口的距離多大？

（2）小林同學(xué)利用這個(gè)U型管和一把刻度尺，能測(cè)量不同環(huán)境的溫度，他將U型管移到另一個(gè)封閉環(huán)境

（如題圖所示豎直放在地面上），左端氣柱長(zhǎng)度明顯變短，小林同學(xué)將右管緩慢旋轉(zhuǎn)，使得左管氣體長(zhǎng)度恢

復(fù)原長(zhǎng)22cm。止匕時(shí)，小林用刻度尺測(cè)出右管水銀面離地面的豎直高度為22cm,依據(jù)這些條件可求出這

個(gè)封閉環(huán)境溫度為多少攝氏度？

題2（2024?甘肅蘭州?一模）“空氣炮”是一種有趣的小玩具,其使用方法是:先用手拉動(dòng)后面的橡膠膜，如圖

所示，吸入一定量的空氣后放手,橡膠膜在迅速恢復(fù)原狀的過程中壓縮空氣,從而產(chǎn)生內(nèi)外壓強(qiáng)差,空氣從

管口沖出。已知“空氣炮”在未使用前的容積為1L,拉動(dòng)橡膠膜至釋放前的容積變?yōu)長(zhǎng)2"大氣壓強(qiáng)為

1.05xl（）5pa,整個(gè)過程中“空氣炮”中的溫度始終等于室溫。

（1）若橡膠膜恢復(fù)原狀的過程時(shí)間極短，可視為沒有氣體沖出，試求恢復(fù)原狀瞬間“空氣炮”內(nèi)部空氣壓

強(qiáng)；

（2）經(jīng)檢測(cè)，橡膠膜恢復(fù)原狀瞬間，“空氣炮”內(nèi)部空氣壓強(qiáng)為1.2Xl（）5pa,試求此時(shí)已沖出管口的空氣質(zhì)

量與仍在“空氣炮”內(nèi)部的空氣質(zhì)量之比。

蘢麓》解:去揖號(hào).

1.壓強(qiáng)的計(jì)算

（1）被活塞或汽缸封閉的氣體，通常分析活塞或汽缸的受力，應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解，壓強(qiáng)單位為

Pa。

（2）水銀柱密封的氣體，應(yīng)用「=加+為或「=封0—PA計(jì)算壓強(qiáng)，壓強(qiáng)p的單位為cm為或mm為。

2.合理選取氣體變化所遵循的規(guī)律列方程

⑴若氣體質(zhì)量一定，p、V、T中有一個(gè)量不發(fā)生變化,則選用對(duì)應(yīng)的氣體實(shí)驗(yàn)定律列方程求解。

（2）若氣體質(zhì)量一定，p、V、T均發(fā)生變化，則選用理想氣體狀態(tài)方程列式求解。

3.關(guān)聯(lián)氣體問題:解決由活塞、液柱相聯(lián)系的兩部分氣體問題時(shí)，根據(jù)活塞或液柱的受力特點(diǎn)和狀態(tài)特點(diǎn)列

出兩部分氣體的壓強(qiáng)關(guān)系，找出體積關(guān)系,再結(jié)合氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程求解。

蘢變》變式訓(xùn)練

題目①（23—24高三下?安徽?階段練習(xí)）如圖所示,豎直放置的汽缸質(zhì)量8kg,活塞的質(zhì)量機(jī)=2kg,活

塞的橫截面積S=4x10-3利2,厚度不計(jì)。汽缸壁和活塞都是絕熱的,活塞上方的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理

想氣體,活塞下表面與勁度系數(shù)fc=2.5xlO'W/m的輕彈簧相連，活塞不漏氣且與汽缸壁無(wú)摩擦。當(dāng)汽缸

內(nèi)氣體的溫度￡=450K時(shí)，缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)L=50cm,汽缸總長(zhǎng)％=60cm,汽缸下端距水平地面的高度h=

2cm,現(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體的溫度緩慢降低，已知大氣壓強(qiáng)a=1.0X10,5pa,取重力加速度大小g=lOm/s?。求：

（1）汽缸剛接觸地面時(shí)，求活塞上方汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度Z；

（2）汽缸接觸地面后，把活塞下方的氣體與外界隔開且不漏氣，地面導(dǎo)熱良好?，F(xiàn)改變活塞上方汽缸內(nèi)氣體

溫度，求當(dāng)彈簧剛好恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí),活塞下方的氣體壓強(qiáng)a；

（3）求（2）問中，活塞上方汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度為為多少。

題目0（2024?江西贛州?一模）裝有汽水飲料的瓶?jī)?nèi)密封一定質(zhì)量的二氧化碳理想氣體,t=27℃時(shí)，壓強(qiáng)p

=1.050xl05Pao

（1）若瓶?jī)?nèi)氣體的質(zhì)量變化忽略不計(jì)，￡=331時(shí)，氣壓力是多大？

（2）保持27℃溫度不變,用力搖晃瓶子后，使瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)與（1）間相等,忽略瓶?jī)?nèi)氣體體積的變化，此時(shí)氣

體的質(zhì)量為原來的多少倍？

蘢麓>內(nèi)鶻要例熱力學(xué)定律與氣體魅定me結(jié)合

回工如圖所示,柱形絕熱汽缸固定在傾角為。的斜面上，一定質(zhì)量的理想氣體被重力為G、橫截面積為S的

絕熱活塞封閉在汽缸內(nèi)，此時(shí)活塞距汽缸底部的距離為％,汽缸內(nèi)溫度為黑?，F(xiàn)通過電熱絲緩慢對(duì)汽缸

內(nèi)氣體加熱,通過電熱絲的電流為/,電熱絲電阻為R,加熱時(shí)間為力，使氣體溫度升高到2￡。已知大氣壓

強(qiáng)為Po,活塞可沿汽缸壁無(wú)摩擦滑動(dòng),設(shè)電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收。求汽缸內(nèi)氣體溫度從To升

高到24的過程中，

（1）活塞移動(dòng)的距離小

（2）該氣體增加的內(nèi)能AU。

蘢麓》解:去指導(dǎo).

1.理想氣體相關(guān)三量AU、W、Q的分析思路

（1）內(nèi)能變化量

①由氣體溫度變化分析AU：溫度升高，內(nèi)能增加，AL/>0;溫度降低，內(nèi)能減少，AL7<0。

②由公式AU=W+Q分析內(nèi)能變化。

⑵做功情況W

由體積變化分析氣體做功情況:體積膨脹，氣體對(duì)外界做功，0；體積被壓縮,外界對(duì)氣體做功，0。

（3）氣體吸、放熱Q

一般由公式Q=AU-W分析氣體的吸、放熱情況：Q>0,吸熱；Q<0,放熱。

2.對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解

熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體，也可以從單一熱源吸收熱量全部轉(zhuǎn)化為功,但會(huì)產(chǎn)生其他影響。

蘢麓》變式訓(xùn)練

（題目|1〕（2023?海南模擬）如圖所示，一質(zhì)量館=20kg的絕熱圓柱形容器用絕熱輕質(zhì)活塞密封一定質(zhì)量的理

想氣體，輕桿一端固定在地面上，另一端固定在活塞上,整個(gè)裝置倒立在空中。開始時(shí)氣體的溫度7]=300

K,活塞停在容器的中間位置。通過容器內(nèi)部的電熱絲（未畫出）緩慢加熱氣體，當(dāng)電熱絲產(chǎn)生400J的熱

量時(shí)活塞剛好停在容器口處。已知容器的厚度不計(jì)，橫截面積S=1.0x10-2館2,其深度無(wú)=0.4館,活塞

（厚度不計(jì)）與容器壁間無(wú)摩擦,大氣壓p°=1.0X105Pa,重力加速度g取10m/s2,求：

（1）開始時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)p和活塞剛好停在容器口處時(shí)封閉氣體的溫度冕;

（2）整個(gè)過程中氣體內(nèi)能增加量AU。

蘢如勁飄

畫回［1（2024?安徽安慶?二模）根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)的《乘用車輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能要求和

試驗(yàn)方法》相關(guān)規(guī)定現(xiàn)在所有在產(chǎn)乘用車強(qiáng)制安裝TPMS（胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）。駕駛員發(fā)現(xiàn)某型號(hào)汽車正常行

駛時(shí)胎壓為250kPa，輪胎內(nèi)氣體的溫度為57℃,不考慮輪胎容積的變化,該輪胎的胎壓達(dá)到300kPa時(shí)會(huì)

出現(xiàn)灼胎危險(xiǎn)。

（1）若該輪胎的胎壓達(dá)到300kPa時(shí)，求此時(shí)胎內(nèi)的氣體達(dá)多少攝氏度；

（2）若駕駛員在開車前發(fā)現(xiàn)該輪胎胎壓略有不足,儀表顯示胎壓為p=200kPa，現(xiàn)駕駛員對(duì)其充氣，氣體被

充入前的壓強(qiáng)為lOOkPa,已知輪胎容積為22L,為保證汽車正常行駛，求需要充入多少升壓強(qiáng)為lOOkPa的

氣體（不考慮充氣過程中胎內(nèi)氣體溫度和輪胎容積的變化）。

題目囪（23—24高三下?重慶?階段練習(xí)）用如圖所示裝置可以測(cè)量不規(guī)則物體體積，4B兩導(dǎo)熱氣缸通過

體積可忽略的細(xì)管相連，氣缸A容積為3V,氣缸B容積為2V,現(xiàn)將一物體放入氣缸力內(nèi)，關(guān)閉氣缸A蓋板

和閥門K、、Kz,初始時(shí)兩氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)均為p?，F(xiàn)打開閥門Kz向氣缸B內(nèi)快速充氣,至氣缸B內(nèi)壓強(qiáng)

為3.03p時(shí)停止充氣并關(guān)閉Ki,此時(shí)氣缸B內(nèi)溫度為l.OlTo已知環(huán)境溫度為T，蓋板及閥門氣密性良好，

過程中無(wú)漏氣。

（1）充氣后靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間,求氣缸B內(nèi)氣體壓強(qiáng)；

（2）接下來打開閥門拓，再靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間測(cè)得氣缸內(nèi)壓強(qiáng)為功,求待測(cè)物體的體積。

［題目叵］（23-24高三下?四川綿陽(yáng)?開學(xué)考試）如圖所示是消防高壓水槍的結(jié)構(gòu)原理圖。已知儲(chǔ)氣儲(chǔ)水罐的

容積為12U,空氣壓縮機(jī)的氣罐體積為管子的體積可忽略不計(jì)?，F(xiàn)在通過進(jìn)水口向儲(chǔ)氣儲(chǔ)水罐中注入

6V的水,然后關(guān)閉其他通道,僅打開進(jìn)氣口讓空氣壓縮機(jī)連續(xù)工作了12次，假設(shè)大氣壓強(qiáng)為Po，儲(chǔ)氣儲(chǔ)水

罐一開始灌水后的罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)以及空氣壓縮機(jī)每一次壓氣時(shí)氣罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)均等于大氣壓強(qiáng),空氣壓縮

機(jī)每一次壓氣都能把氣罐內(nèi)氣體全部壓入儲(chǔ)氣儲(chǔ)水罐，壓氣過程兩罐內(nèi)氣體溫度變化可忽略不計(jì),環(huán)境溫

度為取

（1）求壓縮機(jī)停止壓縮后，儲(chǔ)氣儲(chǔ)水罐內(nèi)的氣體壓強(qiáng)：

（2）消防車到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)的環(huán)境溫度為1.2%,假設(shè)儲(chǔ)氣儲(chǔ)水罐導(dǎo)熱性能良好，則當(dāng)儲(chǔ)氣儲(chǔ)水罐內(nèi)水即將

用完時(shí)罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)為多少？

題目⑷（2024?吉林白山?二模）某同學(xué)利用玻璃瓶研究氣體溫度與體積的關(guān)系。如圖，將一質(zhì)量加=60g、底

部橫截面積S=lOcn?的薄壁玻璃瓶倒扣在水中。容器厚度不計(jì),當(dāng)溫度為曲=27℃時(shí),測(cè)得此時(shí)瓶?jī)?nèi)液

面比瓶外水平面低d=6cm,瓶子露在水面上的部分長(zhǎng)2<=6cm。已知大氣壓強(qiáng)為p（）=1.0XlOTa,重力

加速度大小為10m/s2，水的密度為p=LOx103kg/m3,設(shè)容器外部的水面高度保持不變，T=1+273K,求：

（1）瓶?jī)?nèi)的氣體壓強(qiáng)；

（2）若加入熱水混合穩(wěn)定后,瓶?jī)?nèi)氣體的溫度緩慢上升至77℃,則瓶子露在水面上部分長(zhǎng)〃為多少？

【題目回（23—24高三下?貴州黔東南?開學(xué)考試）如圖所示，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組

成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞，已知大活塞的橫截面積為2S,小活塞的橫截面積為S；兩活塞用剛性輕桿連

接，間距保持為2L,汽缸外大氣壓強(qiáng)為a，溫度為丁。初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距二兩活塞間封閉氣

體的溫度為2T,活塞總質(zhì)量為小,現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加

速度大小為9。

（1）在大活塞到達(dá)兩圓筒銜接處前的瞬間，求缸內(nèi)封閉氣體的溫度Z；

（2）活塞到達(dá)銜接處后繼續(xù)降低溫度，當(dāng)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí),求缸內(nèi)封閉氣體的壓

強(qiáng)P2；

（3）從初始狀態(tài)到缸內(nèi)、缸外氣體達(dá)到熱平衡的過程中，若氣體向外界放出的熱量為Q,求缸內(nèi)封閉氣體在

此過程中減小的內(nèi)能Al/o

題目回（2024?廣東深圳?一模）遇到突發(fā)洪水時(shí),可以借助塑料盆進(jìn)行自救，簡(jiǎn)化模型如下，塑料盆近似看成

底面積為S的圓柱形容器，把塑料盆口向下豎直輕放在靜止水面上,用力豎直向下緩慢壓盆底,當(dāng)壓力為

F時(shí)恰好使盆底與液面相平，忽略塑料盆的厚度及盆的重力，已知大氣壓強(qiáng)為po，重力加速度為g,水的密度

為P，求：

（1）此時(shí)盆內(nèi)空氣的壓強(qiáng)P；

（2）此時(shí)塑料盆口的深度d。

I尸

題目叵〕（23-24高三下?山東德州?開學(xué)考試）某學(xué)校實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了測(cè)量不規(guī)則礦石體積的氣壓體積測(cè)量

儀。如圖所示為氣壓體積測(cè)量?jī)x的原理圖,上端開口的氣壓筒A和上端封閉的測(cè)量筒B均為高h(yuǎn)=20cm,

橫截面積S=lOcn?的導(dǎo)熱氣缸，兩氣缸連接處的細(xì)管體積不計(jì)?，F(xiàn)把待測(cè)礦石置于測(cè)量筒B中,將質(zhì)量

m=2kg的活塞從氣壓筒A上方開口處放下，在兩氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體（不計(jì)活塞厚度和摩擦

力）,緩慢降低封閉氣體的溫度至-3℃,活塞穩(wěn)定后,活塞距氣壓筒A頂端0.4限已知環(huán)境溫度為27七,外

界大氣壓強(qiáng)為Po=1.0XlOTa,重力加速度g=10m/s，

（1）求礦石的體積；

（2）再把溫度從-3°。緩慢升高，將活塞推到氣壓筒A的頂端，求此時(shí)封閉氣體的溫度;若該過程封閉氣體

內(nèi)能增加了20J,求封閉氣體從外界吸收的熱量。

AlCUd

、題目叵〕（23-24高三下?江西?開學(xué)考試）一端封閉粗細(xì)均勻的足夠長(zhǎng)導(dǎo)熱性能良好的細(xì)玻璃管內(nèi)有一段長(zhǎng)

為九=5cm的水銀柱，如圖甲，玻璃管開口斜向上在傾角9=30°的光滑斜面上以一定的初速度上滑，穩(wěn)定

時(shí)被封閉的空氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)=30cm,此時(shí)環(huán)境溫度為7]=300K,已知大氣壓強(qiáng)始終為p（）=75cm_Hg,重力加

速度9=10m/s2,設(shè)水銀柱密度在本題情況中均與標(biāo)準(zhǔn)狀況下相同p=13.6g/cm3,封閉氣體看成理想氣體，

不計(jì)水銀與試管壁摩擦。

（1）求此時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)”；

（2）若開口斜向下在傾角3=30°的光滑斜面上用外力使其以a2=Im/s?的加速度加速上滑,且被封閉氣體

長(zhǎng)度仍為L(zhǎng)，則環(huán)境溫度要變化多少。C?

題目⑥（2024?山東青島?一模）如圖，汽車上的安全氣囊最早由赫特里克于1953年發(fā)明并得到普及。在汽車

正常行駛時(shí)，氣囊內(nèi)原有氣體體積忽略不計(jì)。當(dāng)汽車受到猛烈撞擊時(shí)會(huì)引燃?xì)怏w發(fā)生劑，產(chǎn)生大量氣體，極

短時(shí)間內(nèi)充滿氣囊。充氣過程中，氣囊上可變排氣孔是封閉的，充氣結(jié)束時(shí)內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)為p、體積為

■

V、溫度為T,氣體可視為理想氣體。

（1）已知大氣壓強(qiáng)為p0，求充氣過程中氣囊克服外界大氣壓強(qiáng)所做的功；

（2）撞擊后，車上駕乘人員因慣性擠壓安全氣囊導(dǎo)致可變排氣孔開始排氣，當(dāng)內(nèi)部氣體壓強(qiáng)為號(hào)p、體積為

溫度為白T時(shí),恰好不再排氣，求排出氣體質(zhì)量與排氣前氣體總質(zhì)量之比。

題目叵1（23-24高三下?江西?階段練習(xí)）一款氣墊運(yùn)動(dòng)鞋如圖甲所示。鞋底塑料空間內(nèi)充滿氣體（可視為

理想氣體），運(yùn)動(dòng)時(shí)通過壓縮氣體來提供一定的緩沖效果。已知鞋子未被穿上時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度為27P,每只

鞋氣墊內(nèi)氣體體積h，壓強(qiáng)p°,等效作用面積恒為S,鞋底忽略其他結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的彈力。單只鞋子的鞋底塑料

空間等效為如圖乙所示的模型，輕質(zhì)活塞A可無(wú)摩擦上下移動(dòng)。大氣壓強(qiáng)也為po，且氣墊內(nèi)氣體與外界溫

度始終相等，g已知。

（1）當(dāng)質(zhì)量為小的運(yùn)動(dòng)員穿上該運(yùn)動(dòng)鞋，雙腳站立時(shí)，若氣墊不漏氣，求單只鞋氣墊內(nèi)氣體體積%；

（2）運(yùn)動(dòng)鞋未被穿上時(shí),鎖定活塞A位置不變，但存在漏氣,當(dāng)氣溫從27℃上升到37℃時(shí)，氣墊緩緩漏氣至

與大氣壓相等，求漏出的氣體與氣墊內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量之比小

題目1（2024?湖南長(zhǎng)沙?一模）氣壓傳動(dòng)是工業(yè)中常見的傳動(dòng)方式。如圖所示，面積為心的活塞人靜止，與

氣缸右端相距〃o用力緩慢右移活塞A,通過壓縮氣體頂起豎直放置的面積SB的活塞B和上方高h(yuǎn)的液

柱（液體密度為P）,最終活塞A移到最右端?；钊徛苿?dòng)過程中，氣體溫度保持不變。氣體視為理想氣

體，大氣壓強(qiáng)為加,忽略彎管中的氣體體積，裝置不漏氣,不計(jì)摩擦和兩活塞質(zhì)量。

（1）最終活塞B上升的高度乙2；

（2）若整個(gè)過程活塞A對(duì)封閉氣體做正功W,忽略氣體質(zhì)量，求整個(gè)過程中氣體對(duì)外放熱Q為多少。

題目叵］（23—24高三下?山東濟(jì)南?開學(xué)考試）某巨型液化天然氣LNG儲(chǔ)罐安裝穹頂時(shí)，為了保證不出現(xiàn)大

的形變導(dǎo)致天然氣泄漏，采用的是“氣升頂”施工方案。如圖,質(zhì)量為m=1.0x105kg的球冠形穹頂與儲(chǔ)罐

壁間涂有密封材料,使穹頂上升時(shí)不漏氣且可忽略二者之間的摩擦。施工時(shí)，用大功率鼓風(fēng)機(jī)向儲(chǔ)罐內(nèi)泵

入空氣，使穹頂緩慢上升。安裝完成后，儲(chǔ)罐內(nèi)空間可視為截面積S=1X1（）3小2,高拉=206的圓柱體。已

5

知大氣壓強(qiáng)為加=LOIXl（）5pa,安裝完成后罐內(nèi)空氣溫度為27（,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（p0=l.01xlOPa,To=

273K）空氣密度為1.30kg/m3。

（1）穹頂緩慢上升時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)空氣壓強(qiáng)為多大？

（2）鼓風(fēng)機(jī)作業(yè)時(shí)需要泵入罐內(nèi)空氣的質(zhì)量為多大（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）？

題目31（23—24高三下?河北?階段練習(xí)）有一高度為力（未知）、上端開口的圓筒絕熱汽缸，用一截面積為S、

厚度和質(zhì)量均不計(jì)的絕熱活塞蓋到汽缸頂部，汽缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。現(xiàn)在活塞上緩慢放一質(zhì)

量M=孕目的重物后，活塞下落到距離汽缸底A處?kù)o止。已知大氣壓強(qiáng)為Po，汽缸內(nèi)氣體初狀態(tài)的溫度

為4,重力加速度為g,汽缸底部厚度不計(jì)，不計(jì)一切摩擦。

（1）求汽缸內(nèi)氣體末狀態(tài)的溫度。

（2）若氣體的內(nèi)能為己知常數(shù)，則汽缸的高度%為多少？

絕熱活塞

絕

絕

熱

熱M

力

汽

汽

缸

缸h

2

題目亙）（2024.山東聊城?一模）中國(guó)是瓷器的故鄉(xiāng)，號(hào)稱“瓷器之國(guó)”。英語(yǔ)“CfflMT,既稱中國(guó)，又名瓷器。

瓷器是“泥琢火燒”的藝術(shù)，是人類智慧的結(jié)晶，是全人類共有的珍貴財(cái)富。如圖所示，氣窯是對(duì)陶瓷泥坯

進(jìn)行升溫?zé)Y(jié)的一種設(shè)備。某次燒制前，封閉在窯內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為po，溫度為室溫27℃,為避免窯內(nèi)氣壓

過高,窯上裝有一個(gè)單向排氣閥，當(dāng)窯內(nèi)氣壓達(dá)到2Po時(shí),單向排氣閥開始排氣。開始排氣后，氣窯內(nèi)氣體

維持2Po壓強(qiáng)不變,窯內(nèi)氣體溫度逐漸升高,最后的燒制溫度恒定為1327（。求：

（1）單向排氣閥開始排氣時(shí)窯內(nèi)氣體溫度為多少攝氏度；

（2）本次燒制排出的氣體與原有氣體的質(zhì)量比。

題目石（2024?陜西榆林?一模）如圖，一豎直放置、橫截面積為S的金屬圓筒的下端封閉，上端開口。一質(zhì)量

為山、橫截面積為S的活塞靜止在離金屬圓筒上端Z處。然后把金屬圓筒豎直放入溫度恒為7］的熱水中，

活塞緩慢上升，最終活塞恰好靜止在金屬圓筒上端。已知整個(gè)過程金屬圓筒不漏氣,活塞在圓筒內(nèi)無(wú)摩擦

滑動(dòng)，圓筒底部及活塞厚度均不計(jì)，外界大氣壓強(qiáng)為p0，環(huán)境溫度為或，氣體的內(nèi)能U=kT（k為已知常量）,

重力加速度為9。求：

（1）活塞靜止在離金屬圓筒上端I處時(shí)密閉氣體的壓強(qiáng)以及金屬圓筒的高度。

（2）密閉氣體從熱水中吸收的熱量。

〕頷百叵|（23-24高三下?湖南長(zhǎng)沙?階段練習(xí)）如圖所示，圓柱形汽缸內(nèi)用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,

汽缸的高度為，，缸體內(nèi)底面積為S,缸體重力為G。輕桿下端固定在桌面上，上端連接活塞。活塞所在的

平面始終水平。當(dāng)熱力學(xué)溫度為或時(shí)，缸內(nèi)氣體高為:Z,己知大氣壓強(qiáng)為p。,不計(jì)活塞質(zhì)量及活塞與缸體

的摩擦?，F(xiàn)緩慢升溫至活塞剛要脫離汽缸。

（1）求初始時(shí)氣體的壓強(qiáng)；

（2）求活塞剛要脫離汽缸時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度；

（3）已知此理想氣體的內(nèi)能跟熱力學(xué)溫度成正比，即U=kT,k已知，求該過程缸內(nèi)氣體吸收的熱量Q。

￡T

題目上I（2024?河北?模擬預(yù)測(cè)）氣調(diào)保鮮技術(shù)可通過抑制儲(chǔ)藏物細(xì)胞的呼吸量來延緩其新陳代謝過程,使之

處于近休眠狀態(tài)來達(dá)到保鮮的效果。某保鮮盒中內(nèi)密封了一定質(zhì)量的理想氣體，氣體的體積約為V=6"

壓強(qiáng)1.0x105Pa，溫度或=27℃,保鮮盒上部為柔性材料,氣體體積可膨脹或被壓縮,盒內(nèi)壓強(qiáng)與外界

大氣壓強(qiáng)相等，求：

（1）將保鮮盒放入保險(xiǎn)庫(kù)，保鮮盒內(nèi)氣體體積不變，保鮮庫(kù)內(nèi)壓強(qiáng)p2=9.2X10」Pa,求此時(shí)保鮮盒內(nèi)的溫度

12；

（2）現(xiàn)將保鮮盒運(yùn)至高海拔環(huán)境，需將保鮮盒內(nèi)的一部分氣體緩慢放出以保持體積不變，假設(shè)釋放氣體過程

中溫度不變,現(xiàn)需將保鮮盒內(nèi)的氣體放出20%，求外界大氣壓強(qiáng)加。

口

題目逋（2024?海南?模擬預(yù)測(cè)）如圖1所示,粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好的圓柱形汽缸水平放置，兩個(gè)完全相同的活

塞M、N封閉了質(zhì)量相等的a、b兩部分同種理想氣體，每部分氣體的長(zhǎng)度均為心現(xiàn)將汽缸緩慢轉(zhuǎn)至開口

向上,活塞質(zhì)量均為巾=竽，其中2°為大氣壓強(qiáng)，S為活塞截面積，g為重力加速度。已知環(huán)境溫度、大

氣壓強(qiáng)均恒定，河、N兩活塞可以沿汽缸壁無(wú)摩擦滑動(dòng)且不漏氣。

（1）判斷此過程a、b兩部分氣體哪個(gè)放熱較多,并簡(jiǎn)要說明理由；

（2）汽缸開口向上，穩(wěn)定后a、b兩部分氣體的長(zhǎng)度分別為多少。

ab

題目（2024?陜西安康?三模）如圖甲所示，一長(zhǎng)度為L(zhǎng),橫截面積為S的圓柱形絕熱汽缸內(nèi)置加熱絲，倒置

放置,下端有絕熱活塞封住汽缸,活塞下端連一彈簧，開始時(shí)活塞距汽缸底部的距離為,汽缸連同加熱

絲的總質(zhì)量為朋■，大氣壓強(qiáng)為P0,汽缸內(nèi)初始溫度為十,重力加速度為g。

（1）若某時(shí)刻加熱絲開始緩慢加熱,直至活塞剛好靜止在汽缸缸口處，停止加熱,求此時(shí)的溫度；

（2）若保持溫度不變,在汽缸外面的頂部緩慢加入沙子,當(dāng)沙子的質(zhì)量等于河時(shí)停止加沙子如乙圖所示，求

此時(shí)活塞距汽缸頂部的距離。

4

甲

題目藥|（23—24高三上?浙江?開學(xué)考試）如圖所示,一粗細(xì)均勻且一端密閉的細(xì)玻璃管開口向下豎直放置,

管內(nèi)有一段長(zhǎng)為1。=25.0cm的水銀柱，水銀柱上方封閉了長(zhǎng)度為h=14.0cm的理想氣體，此時(shí)封閉在管內(nèi)

的氣體處于狀態(tài)溫度，=280K。先緩慢加熱封閉氣體使其處于狀態(tài)B,此時(shí)封閉氣體長(zhǎng)度為L(zhǎng)=

15.0cm。然后保持封閉氣體溫度不變，將玻璃管緩慢倒置后使氣體達(dá)到狀態(tài)C。已知大氣壓強(qiáng)恒為p°=

°

75.0cm均，求：

（1）判斷氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程是吸熱還是放熱,并說明理由;

（2）氣體處于狀態(tài)B時(shí)的溫度黑；

（3）氣體處于狀態(tài)。時(shí)的長(zhǎng)度%。

題目工（2024?浙江?高考真題）如圖所示，一個(gè)固定在水平面上的絕熱容器被隔板A分成體積均為弘=

750cm3的左右兩部分。面積為S=lOOcn?的絕熱活塞B被鎖定，隔板A的左側(cè)為真空，右側(cè)中一定質(zhì)量

的理想氣體處于溫度引=300K、壓強(qiáng)p尸2.04X105Pa的狀態(tài)1。抽取隔板A,右側(cè)中的氣體就會(huì)擴(kuò)散到

左側(cè)中,最終達(dá)到狀態(tài)2。然后解鎖活塞B,同時(shí)施加水平恒力F,仍使其保持靜止，當(dāng)電阻絲C加熱時(shí)，活

塞B能緩慢滑動(dòng)（無(wú)摩擦）,使氣體達(dá)到溫度6=350K的狀態(tài)3,氣體內(nèi)能增加△"=63.8J。已知大氣壓強(qiáng)

3=1.01xl（）5pa,隔板厚度不計(jì)。

（1）氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2是（選填“可逆”或"不可逆”）過程,分子平均動(dòng)能（選填“增大”、

“減小”或“不變”）;

（2）求水平恒力F的大?。?/p>

（3）求電阻絲。放出的熱量Q。

AB

題目區(qū)（2023?河北?高考真題）如圖，某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量一個(gè)葫蘆的容積，在葫蘆開口處豎直插入一根兩端開

口、內(nèi)部橫截面積為O.lcn?的均勻透明長(zhǎng)塑料管，密封好接口，用氮?dú)馀趴諆?nèi)部氣體,并用一小段水柱封閉

氮?dú)?。外界溫度?00K時(shí)，氣柱長(zhǎng)度，為10cm；當(dāng)外界溫度緩慢升高到310K時(shí),氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?0cm。已

知外界大氣壓恒為L(zhǎng)Ox105pa,水柱長(zhǎng)度不計(jì)。

（1）求溫度變化過程中氮?dú)鈱?duì)外界做的功；

（2）求葫蘆的容積；

（3）試估算被封閉氮?dú)夥肿拥膫€(gè)數(shù)（保留2位有效數(shù)字）。已知Imol氮?dú)庠?.0x105Pa>273K狀態(tài)下的體

積約為22.4L,阿伏伽德羅常數(shù)乂取6.0XlO^mol^o

水柱

頻目⑤（2023?廣東?高考真題）在駐波聲場(chǎng)作用下，水中小氣泡周圍液體的壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生周期性變化，使小氣泡

周期性膨脹和收縮,氣泡內(nèi)氣體可視為質(zhì)量不變的理想氣體，其膨脹和收縮過程可簡(jiǎn)化為如圖所示的p-

V圖像，氣泡內(nèi)氣體先從壓強(qiáng)為小、體積為壞、溫度為黑的狀態(tài)A等溫膨脹到體積為5%、壓強(qiáng)為pB的狀態(tài)

B,然后從狀態(tài)B絕熱收縮到體積為h、壓強(qiáng)為1.9加、溫度為乙的狀態(tài)到。過程中外界對(duì)氣體做功

為W.已知如、%、K和W.求：

⑴PB的表達(dá)式；

（2）4的表達(dá)式；

（3）5到。過程，氣泡內(nèi)氣體的內(nèi)能變化了多少？

題目⑷（2023?浙江?高考真題）如圖所示，導(dǎo)熱良好的固定直立圓筒內(nèi)用面積$=100cm2，質(zhì)量m=1kg的活

塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無(wú)摩擦滑動(dòng)。圓筒與溫度300K的熱源接觸，平衡時(shí)圓筒內(nèi)氣體處于

狀態(tài)A,其體積吟=600cm3。緩慢推動(dòng)活塞使氣體達(dá)到狀態(tài)B,此時(shí)體積％=500cm3。固定活塞,升高熱

5

源溫度，氣體達(dá)到狀態(tài)。，此時(shí)壓強(qiáng)Pc=1.4x10Pao已知從狀態(tài)A到狀態(tài)C,氣體從外界吸收熱量Q=

14J；從狀態(tài)B到狀態(tài)C,氣體內(nèi)能增加AU=25J；大氣壓po=1.01X105Pao

熱源

(1)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)其分子平均動(dòng)能(選填“增大”、“減小”或“不變”)，圓筒內(nèi)壁單位面積

受到的壓力(選填“增大”、“減小”或“不變”)；

(2)求氣體在狀態(tài)。的溫度Tc；

(3)求氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中外界對(duì)系統(tǒng)做的功W。

題目可(2023?湖北?高考真題)如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁光滑,橫截面

積分別為S、2S,由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封

閉,左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連。初始時(shí)，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為彈簧長(zhǎng)度恰好為

原長(zhǎng)?，F(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子，直至右側(cè)活塞下降左側(cè)活塞上升已知

大氣壓強(qiáng)為重力加速度大小為g,汽缸足夠長(zhǎng)，汽缸內(nèi)氣體溫度始終不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求:

(1)最終汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。

(2)彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。

題目同(2023?湖南?高考真題)汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力.如圖,剎車助力裝置可簡(jiǎn)化

為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿AB與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時(shí),在連桿AB上施加

水平力推動(dòng)液壓泵實(shí)現(xiàn)剎車.助力氣室與抽氣氣室用細(xì)管連接,通過抽氣降低助力氣室壓強(qiáng)，利用大氣壓

與助力氣室的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)剎車助力.每次抽氣時(shí)，居打開，的閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最

下端向上運(yùn)動(dòng),助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達(dá)到兩氣室壓強(qiáng)相等;然后，居閉合，為打開，抽氣活塞

向下運(yùn)動(dòng)，抽氣氣室中的全部氣體從范排出，完成一次抽氣過程.已知助力氣室容積為％,初始?jí)簭?qiáng)等于

外部大氣壓強(qiáng)加,助力活塞橫截面積為S,抽氣氣室的容積為弘。假設(shè)抽氣過程中，助力活塞保持不動(dòng)，氣

體可視為理想氣體，溫度保持不變。

(1)求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng)0；

(2)第n次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小AF。

抽氣活塞7^5

助力活塞…抽氣氣室

PoK2

A0=C液壓泵

助力氣室連桿B

水平力s

題目⑦（2022?河北?高考真題）水平放置的氣體阻尼器模型截面如圖所示，汽缸中間有一固定隔板，將汽缸內(nèi)

一定質(zhì)量的某種理想氣體分為兩部分,型連桿活塞的剛性連桿從隔板中央圓孔穿過，