2026届高考物理考前专项训练 热学 气体

2026高考物理热学气体考前专项训练 一、单选题 1．（2026·重庆·模拟预测）近些年，健康理念日益深入人心，运动成为人们的生活常态，平衡球常被用于力量与稳定性训练。如图所示，某平衡球内部密封着一定质量的理想气体，在某次运动中该平衡球被迅速挤压（不考虑球内气体与外界的热交换），则该过程中（　　） A．球内气体压强减小 B．球内气体温度升高 C．球内气体内能减少 D．外界对球内气体做负功 2．（2026·新疆乌鲁木齐·模拟预测）乌鲁木齐市4月昼夜温差较大。清晨环境温度为7℃，王老师用活塞将一定质量的空气（可视为理想气体）封闭在水平固定的导热汽缸内，汽缸内气柱长度为；下午环境温度升高至21℃，王老师测得汽缸内气柱长度为，并将活塞固定；傍晚环境温度下降至14℃，汽缸内空气压强变为。已知外界大气压强始终为，活塞与汽缸间无摩擦且不漏气，下列关系式正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   3．（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）如图所示为某密闭容器中一定质量的理想气体完成的循环过程，其压强随体积的倒数的变化情况。下列说法正确的是（　　） A．A到B过程，气体温度升高 B．B到C过程，气体对外放出热量 C．C到D过程，外界对气体做正功 D．D到A过程，气体内能减少 二、多选题 4．（2026·河南安阳·三模）如图所示，高度为3h、内部横截面积为S的绝热汽缸竖直放置，厚度均不计的绝热活塞a和导热活塞b封闭两部分理想气体甲、乙。初始时活塞a与汽缸底面之间的距离为h，两活塞之间的距离也为h，两部分气体和外界温度均为T0，大气压强为p0。现通过电热丝对气体甲缓慢加热，当活塞b到达汽缸口且卡扣对活塞b的总作用力为0.6p0S时停止加热并立即锁定活塞b，然后打开阀门P，区域乙的气体缓慢漏出，经过足够长的时间后，气体乙剩余的质量是原来质量的。已知活塞a的质量不计，活塞b的质量为（g为当地重力加速度），两活塞与汽缸之间接触良好且无摩擦，不计电热丝的体积，外界温度保持不变。则（　　） A．活塞b刚到汽缸口时，气体甲的温度为1.5T0 B．停止加热时，气体甲的温度为3.5T0 C．打开阀门且稳定后，活塞a到汽缸底部的距离为2h D．打开阀门且稳定后，气体甲的温度为2T0 三、实验题 5．（2026·安徽合肥·模拟预测）某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。 (1)下列实验操作中正确的是____________。 A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油 B．推拉活塞时，用手握住注射器气体部分 C．实验时缓慢移动活塞 D．实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器 (2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，作出图像。某同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，那么该同学可能得到的图像是图乙中的____________。 (3)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是____________（选填选项前下的字母）。 A． B． C． D． 四、解答题 6．（2026·吉林白山·模拟预测）汽车轮胎正常的胎压范围为，为标准大气压。某人开车外出旅游，出发前给轮胎充气，使胎压达到，此时胎内气温和外界气温均为。在高速公路上行驶一段时间后，轮胎变热，他从仪表盘上观察到胎压升高，为了安全，他进入服务区将轮胎放气，使胎压由变回。胎内气体可视为理想气体，忽略轮胎容积变化和放气过程中轮胎内气温变化。求： (1)到服务区时胎内气温； (2)放气过程中从胎内放出的气体质量与刚充好气时胎内气体质量的比值。 7．（2026·安徽阜阳·模拟预测）如图所示为某同学设计的超重报警装置示意图，高为、横截面积为、导热性能良好的薄壁容器竖直放置在水平面上，容器内有一厚度不计、质量为的活塞，稳定时活塞到气缸底部的距离为。有一预警传感器设置在离容器底部处，当重物放置在活塞上，活塞下降到预警传感器位置会引发报警。已知环境的热力学温度为，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。 (1)为了不引发报警，求该状态下活塞上所放重物的最大质量； (2)若将此装置放在的环境温度下，大气压强不变，在此状态下，为了不引发报警，求活塞上能放重物的最大质量。 8．（2026·江西·模拟预测）如图甲所示，T型绝热活塞固定在水平面上，一定质量的理想气体被封闭在绝热的、质量为2 kg的气缸中，活塞面积为，活塞与气缸内壁无摩擦且不漏气，大气压强为。重力加速度取，通过电热丝缓慢给缸内气体加热，气体体积随温度变化如图乙所示，从状态A到C气体吸收的热量为202 J，求： (1)状态C时，活塞对卡口的作用力大小； (2)从状态A到C气体内能的增加量。 9．（2026·江苏·模拟预测）某人利用无人机运送密封物品，无人机起飞前，地面温度。无人机吊篮内密封物品的包装盒导热性良好，包装盒内气体可视为理想气体，此时包装盒内气体的压强，体积。当无人机升至某高度后，环境温度降至，包装盒内部气体膨胀，体积变为。包装盒内气体压强始终与外界大气压相等，。求： (1)升至某高度后，包装盒内气体的压强p2（结果保留三位有效数字）； (2)假设空气密度始终不变，无人机此时所处的高度h（结果保留四位有效数字）。 10．（2026·陕西·模拟预测）如图所示，上端开口内壁光滑的绝热圆柱形汽缸A竖直放置在水平面上，导热性能良好的活塞甲和绝热活塞乙质量均为m，横截面积均为S，两活塞均与汽缸接触良好且厚度不计，两活塞之间区域C及活塞乙下部区域D均存在着理想气体，汽缸下面有加热装置B。整个装置处于平衡状态时，缸内理想气体C、D两部分高度均为，温度均为。已知环境温度和外界大气压强均保持不变，重力加速度为g，忽略一切摩擦，现对D区的气体缓慢加热，活塞甲上升h时停止加热，求： (1)停止加热时D区气体的温度； (2)若在活塞甲上缓慢添加质量为m的沙粒，C区气体的高度。 11．（2026·陕西西安·三模）如图所示，在玻璃杯中倒入半杯热水，并立即用重为玻璃杯盖盖住杯口将杯中气体封住，开始时杯中封闭气体的压强为，封闭气体的温度为，当封闭气体的温度升高至某一温度时，玻璃杯盖刚好被顶起，并跑出一部分气体，跑出一部分气体后杯中气体压强变为，并再次被玻璃杯盖封住；已知大气压强为，杯口的横截面积为，重力加速度为，设跑出气体过程杯中气体温度不变，求： (1)玻璃杯盖刚要被顶起时，杯中气体的温度为多少（结果保留二位小数）； (2)跑出气体的质量占原来杯中封闭气体的质量的百分比为多少（结果保留一位有效数字）。 12．（2026·四川广安·模拟预测）某兴趣小组设计了一个自动开关空调的装置，其原理图如图所示。一定质量的理想气体封闭在导热汽缸内，活塞上表面涂有导电物质，活塞和导电物质的厚度、质量均不计，活塞横截面积；开始时室内温度，活塞距汽缸底部的高度，当室内温度上升，活塞上移时，活塞上表面的导电物质与电路中的两固定触点、接触，空调开始工作。不计一切摩擦，大气压强，求： (1)为使空调能在时启动，开始活塞距固定触点、的距离； (2)若从开始到空调刚启动过程气体吸收的热量为，则此过程气体内能的增加量为多少。 13．（2026·云南·三模）轮胎作为一种精心设计的工业产品，其核心目的就是让车辆安全、高效、舒适地行驶。如图所示为容积的某型号汽车轮胎，初始时胎内一定质量的理想气体压强温度。由于暖流骤临，胎内气体温度升至。设轮胎容积不变，且未漏气。求升温后： (1)胎内气体的压强； (2)为了安全考虑，对轮胎进行缓慢放气（温度保持不变），让胎内气体压强恢复到，则放出气体与胎内原有气体的质量之比。 14．（2026·广东中山·三模）某密封茶叶筒结构简图如下图，茶叶筒由圆柱形的筒盖和筒身组成，筒身上端外侧固定有厚度可不计的密封橡胶圈。储存茶叶时，先将茶叶投入筒身内，把筒盖口对准筒身口后用力下压，直到筒盖完全套在筒身上。忽略筒盖壁和筒身壁的厚度，筒盖和筒身直径近似相等，满足d1≈d2=6cm，筒盖高度h1=2cm，筒身高度h2=10cm。当筒内气体压强p和筒外气体压强p0满足时，密封橡胶圈不漏气。忽略过程中温度和大气压强的变化，筒盖的重力不计，取大气压强。 (1)某次使用时，先投入体积为的茶叶，后将筒盖缓慢压到底，静置足够长时间后，求此时筒内封闭气体压强； (2)在第一问基础上，将筒盖缓慢拔开，当筒盖和筒身刚好未分离时，人手松开，在橡胶圈对筒盖的摩擦力作用下，筒盖可以保持静止，求此时橡胶圈对筒盖向上作用力F的大小。 15．（2026·陕西商洛·三模）如图所示，长度、左端装有固定卡槽的汽缸水平固定，汽缸右侧底部固定有电热丝。温度的理想气体被横截面积的活塞（厚度不计）封闭在汽缸中，该装置绝热性能良好。现接通电热丝加热气体，使活塞缓慢向左移动，气体被加热至时，活塞恰好移动至卡槽位置，该过程中气体吸收的热量。忽略活塞与汽缸间的摩擦力，外界大气压强恒为，摄氏温度t与热力学温度T的关系为。求： (1)初始时活塞到汽缸底部的距离d； (2)该过程中气体增加的内能。 16．（2026·广西柳州·三模）某篮球内部的体积恒为 8.0×10-3m3，在27°C的室内给其打气，稳定后，表压显示为7PSI，表压为球内气压与球外气压的差值，大气压强为 1.0×105Pa，。 (1)求篮球在室内时，球内的气压； (2)将篮球拿到7°C的室外，稳定后，求球内的气压； (3)发现篮球气压降低，于是在室外将体积为的空气打入篮球，使其内部气压恢复到7PSI，求。（以上三问均保留3位有效数字） 17．（2026·湖南·三模）如图所示，一根下端封闭、上端开口的均匀玻璃管竖直放置，管内有长度为的水银柱，将一段空气柱（视为理想气体）封闭在管内，静止时空气柱的长度为，已知外界大气压强恒定为。现让玻璃管以大小为的加速度竖直向上做匀加速直线运动，运动过程中管内空气的温度保持不变，取重力加速度。求： (1)玻璃管加速运动时，管内封闭空气的压强为多少？ (2)玻璃管加速运动时与竖直静止时相比较，管内封闭空气柱的长度减少了多少？ 18．（2026·安徽·模拟预测）本题研究一种超重报警装置的原理，高为L、横截面积为S、导热性能良好的薄壁容器竖直悬挂，在距离容器底部处安装有传感器。容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时封闭一段长度为的理想气柱如图甲所示。活塞下面挂着沙桶如图乙所示，现往沙桶中加入沙子使活塞缓慢下降，当活塞接触传感器时，传感器发出警报。已知初始时环境温度为，大气压强为，，，，重力加速度为，不计摩擦阻力，且一定质量理想气体内能和热力学温度成正比。 (1)求在环境温度视为不变的情况下刚好触发超重警报时所挂沙和沙桶的总质量M； (2)在（1）条件下，若外界温度缓慢降低1%，气体内能减少了5.75 J，现从刚好触发警报状态缓慢加热使活塞离开气缸，至少需要吸收多少热量？ 19．（2026·新疆·三模）高度为L的直立气缸有两个通气阀门，气缸四壁轻薄且视为刚性，如图甲所示，底部与活塞之间用轻质弹簧连接，活塞静止时恰好位于气缸正中间（见图甲），活塞与气缸之间密闭性良好且无摩擦。已知弹簧原长为L，弹簧体积不计。关闭通气阀门后，将气缸缓慢逆时针放倒，活塞再次静止时，与气缸左壁的距离为，如图乙所示。已知气缸内的温度保持不变，大气压强为，活塞面积为S，活塞厚度不计，重力加速度为g。 (1)求图乙中左、右侧气体的压强之比； (2)求活塞的质量； (3)若从图甲到图乙，左侧气体对活塞做功为，那么左侧气体吸热（或放热）是多少？ 五、填空题 20．（2026·福建泉州·三模）一定质量的理想气体的压强随热力学温度变化过程如图所示。从状态a变化到状态b，气体的体积__________（填“变大”“变小”或“不变”），气体内能的减少量__________（填“大于”“小于”或“等于”）气体放出的热量。 《2026高考物理热学气体考前专项训练》参考答案 题号 1 2 3 4 答案 B A D BD 1．B 【详解】平衡球被迅速挤压，则球的体积减小，外界对球内气体做功，不考虑球内气体与外界的热交换，由热力学第一定律可知球内气体内能增大，球内气体温度升高，由理想气体状态方程可知球内气体压强增大，故B正确，ACD错误。 故选B。 2．A 【详解】设活塞横截面为S,由等压变化有 解得 由等容变化 解得 故选A。 3．D 【详解】A．根据理想气体状态方程 可得 A到B过程的图线为过原点的一条倾斜直线，所以A到B过程，气体温度不变，故A错误； B．B到C过程，不变，即气体的体积不变，外界对气体做功 由图可知，B到C过程气体的压强增大，根据 可知，气体的温度升高，即气体的内能增大，即 根据热力学第一定律 可知 即气体从外界吸收热量，故B错误； C．C到D过程，气体的体积增大，气体对外界做功，故C错误； D．D到A过程，不变，即气体的体积不变，根据 可知，气体温度降低，即气体内能减小，故D正确。 故选D。 4．BD 【详解】A．对活塞b受力分析，初始时b处于平衡状态，有 解得 活塞a质量不计，故 初始时甲、乙的体积分别为， b导热，乙的温度保持，活塞b刚到汽缸口时，b的平衡条件未发生变化，压强保持，则乙的体积保持，气体甲等压膨胀，气体甲的体积 对甲，由盖‑吕萨克定律，得 解得，故A错误； B．停止加热时，b受力平衡，有 解得 b导热，乙温度保持，做等温变化，对乙由玻意耳定律，得 代入得 解得 则两活塞之间的距离为。汽缸总高，则甲的体积 且 对甲，由理想气体状态方程，得 代入得 解得​，故B正确； C．打开阀门后，乙与大气相通，最终 温度仍为​，剩余的乙的质量为初始时的，故乙的物质的量 由理想气体状态方程 代入得 解得 则两活塞之间的距离为。因此活塞a到汽缸底部的距离为，故C错误； D．甲的物质的量不变，且， 由理想气体状态方程，得 代入得 解得，故D正确。 故选BD。 5．(1)AC (2)a (3)BC 【详解】（1）A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油，以增加活塞的气密性，A正确； B．推拉活塞时，不能用手握住注射器气体部分，以防止气体温度升高，B错误； CD．实验时缓慢移动活塞，防止气体温度变化，C正确，D错误。 故选AC。 （2）同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，则气体的温度会升高，根据，则图像的斜率将变大，那么该同学可能得到的图像是图乙中的a。 （3）AB．由于实验操作和数据处理均正确，同体积情况下，则温度高对应压强大，pV乘积较大的是对应的T1图线，距离原点较远，故B正确，A错误； CD．根据，温度越高，对应的C值越大，则斜率越大，因T1较大，故C正确，D错误。 故选BC。 6．(1) (2) 【详解】（1）胎内气体发生等容变化，根据查理定律有 其中 解得到服务区时胎内气温 （2）以放出的气体与胎内剩余气体整体为研究对象，放气过程中，气体发生等温变化，设轮胎容积为，根据玻意耳定律有 解得 因汽车刚充好气时与到服务区时（放气前）胎内气体质量相等，则放出气体质量与刚充好气时胎内气体质量的比值为 7．(1) (2) 【详解】（1）封闭的理想气体初态体积为， 对活塞有 薄壁容器导热性能良好，则放上重物后，气体的温度和环境温度始终相同，即气体发生等温变化，设所放重物的最大质量为，活塞下降到预警传感器位置会引发报警时，气体体积为 由 联立可得 （2）初态的环境温度即为理想气体的温度为，末态的温度为 设所放重物的最大质量为，有 由理想气体状态方程有 可得 8．(1)127.5N (2)100J 【详解】（1）由图乙可知，气体从状态A到B是等压变化，B到C是等容变化，AB过程的气体压强 从状态B到C有 解得 对气缸受力分析，根据平衡条件有 解得F=127.5 N （2）从状态A到C气体对外做功，所以有 根据热力学第一定律 解得 9．(1) (2) 【详解】（1）无人机起飞前，包装盒内气体的温度为 当无人机升至某高度后，环境温度为 根据理想气体状态方程可得 代入数据，解得 （2）空气密度恒定的前提下，地面与高度处的压强差等于高度内空气柱产生的静压强，即 代入数据，解得 10．(1) (2) 【详解】（1）D区气体经历等压过程 初态：，，末态： 根据盖-吕萨克定律，有 联立解得停止加热时缸内D区气体的温度： （2）在活塞甲上逐渐添加沙粒，C区气体经历等温压缩过程 初态， 末态：， 根据玻意耳定律，有 联立解得C区气体的高度 11．(1)或 (2) 【详解】（1）设杯盖刚好要被顶起时，杯中气体压强为，则 气体发生等容变化，则有 联立解得 （2）设开始时封闭气体体积为，气体在温度时压强由变成，气体的总体积为，则有 跑出气体质量与原来杯中气体质量之比为 12．(1)0.03m (2)16J 【详解】（1）气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有 得 代入数据，解得 （2）气体等压膨胀对外做功，则 代入数据解得 由热力学第一定律得 代入数据，解得 13．(1)2.625×105Pa (2)或1：21 【详解】（1）由分析可知，该过程做等容变化，由查理定律得 解得 （2）设需要放出气体的体积为，对轮胎进行缓慢放气过程做等温变化，由玻意耳定律得 解得 又 解得 14．(1) (2) 【详解】（1）初始状态时，气体压强为，茶叶筒底面横截面积 则气体初始体积为 压到底后，假设不漏气，气体体积 该过程温度不变，由玻意耳定律有 解得 此时 因此压缩过程会漏气，最终静置后压强稳定为最大不漏气压强，即 解得 （2）拔开筒盖到刚好未分离时，气体体积膨胀为 温度不变，气体质量不变，由玻意耳定律有 解得 对筒盖受力分析，重力不计，向下的大气压力等于向上的内部气体压力与橡胶圈作用力之和，则 解得 15．(1) (2) 【详解】（1）活塞缓慢向左移动，气体发生等压变化，则有 其中，， 解得 （2）活塞缓慢向左移动的过程中，外界对气体做的功 其中， 根据热力学第一定律有 联立解得。 16．(1)1.49×105 Pa (2)1.39×105 Pa (3)7.95×10-4 m3 【详解】（1）篮球在室内时，球内的气压 （2）室内温度 室外温度 将篮球拿到7°C的室外，稳定后，由查理定律可得 解得 （3）在室外将体积为的空气打入篮球，使其内部气压恢复到7PSI，由玻意耳定律得 解得 17．(1) (2) 【详解】（1）设玻璃管加速运动时管内封闭空气的压强为，玻璃管横截面积为 则 或 解得 （2）玻璃管竖直静止时，对水银柱受力分析，由平衡条件得封闭空气柱的压强 或 或 解得 由于管内空气温度保持不变，由玻意耳定律得 或 解得 空气柱的长度减小量 解得 18．(1) (2) 【详解】（1）对活塞初末状态受力有， 对理想气体由玻意耳定律有 联立解得 （2）设活塞处于最下端时，温度为，由(1)到活塞到达最下端时，内能变化为。 由于一定质量理想气体内能和温度成正比有 由盖·吕萨克定律 综上解得 从(1)到活塞到达最下端，外界对气体做功 本过程对气体由热力学第一定律有 解得 19．(1)2:1 (2) (3) 【详解】（1）关闭通气阀门后，从图甲到图乙，图乙中左、右侧气体均做等温变化，由玻意耳定律得 ， 解得， 压强之比 （2）在图甲中，活塞在气缸正中间且受力平衡，设弹簧的劲度系数为k，由胡克定律得 活塞受力平衡，有 在图乙中，活塞受力平衡，有 代入化简得 解得 （3）从图甲到图乙，左侧气体做等温变化，内能不变，体积收缩，活塞对左侧气体做功，由热力学第一定律得 其中， 可得 故左侧气体向外界放热。 20． 不变 等于 【详解】[1]根据理想气体状态方程 变形可得 在图像中，过坐标原点的倾斜直线，线上任意点的为定值，因此体积不变，表示等容变化。本题中延长线过原点，所以从到体积不变。 [2]理想气体的内能仅由温度决定，从到温度降低，因此内能减少，即 因为体积不变，气体不对外做功，外界也不对气体做功，即 根据热力学第一定律，可得 为负，则为负，因此内能的减少量等于气体放出的热量。 学科网（北京）股份有限公司 $