专题20 热学（6年汇编）（湖北专用）2021-2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 聚焦高中物理热学专题，汇编湖北2020-2026年高考真题及模拟题，以理想气体状态方程和热力学定律为核心，通过真实情境与综合问题设计，适配高考备考需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|8题|理想气体状态方程（2026单选）、热力学定律（2025单选）|结合竖直汽缸、p-V图像等情境，考查状态方程与微观解释| |多选|2题|气体循环过程（2026襄阳二模）、T-V图像分析（2026黄冈三模）|注重过程分析与能量转化综合判断| |解答|14题|等压变化计算（2024真题）、绝热过程分析（2026宜昌一模）|融合热力学第一定律与气体实验定律，匹配高考命题趋势|

专题20 热学 6年真题1年模拟 考点分类 湖北考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 理想气体状态方程 2024 湖北高考真题（竖直圆柱形容器+活塞密封气体，等压变化，吸收热量后活塞缓慢上升，求末态温度与吸收热量，计算题）； 2026 湖北高考真题（理想气体体积变为一半、压强变为3倍，比较末态与初态的温度、平均动能、压强微观解释，单选） ・情境：①开口向上圆柱形容器内用活塞密封理想气体，活塞无摩擦滑动，从外界吸收热量后活塞缓慢上升（等压膨胀），利用盖—吕萨克定律和热力学第一定律求末态温度和吸收热量；②一定量理想气体经历状态变化，体积减半、压强变为3倍，利用理想气体状态方程判断温度变化及微观解释； ・考点：理想气体状态方程（pV/T=C）、盖—吕萨克定律（等压变化V/T=C）、热力学第一定律（ΔU=W+Q）、气体做功（W=pΔV）、内能变化与温度变化关系（ΔU=CΔT）、温度是分子平均动能的标志、压强微观解释（单位时间碰撞次数×平均冲量）； ・题型：计算题（2024）与单选题（2026），2024年侧重等压过程与热力学第一定律的综合计算，2026年侧重状态方程与微观解释； ・综合：2024年融合等压变化、热力学第一定律与内能变化公式，对热力学综合分析能力要求较高；2026年融合状态方程与气体压强的微观解释，考查基本概念的理解。 考点 02 热力学定律 2025 湖北高考真题（绝热汽缸+活塞，电热丝加热同时外力压缩，温度变为2倍、体积减小，判断各物理量变化，单选）； 2022 湖北高考真题（一定量理想气体由a→c，p-V图中a→c为直线段，b为线段中点，判断温度变化与吸放热，单选） ・情境：①绝热汽缸内用电热丝加热气体，同时外力F压缩活塞，使温度缓慢变为2倍、体积减小，判断外力、内能、做功、压强变化；②一定量理想气体由状态a沿直线到状态c，b为线段中点，利用p-V图判断温度变化及吸放热； ・考点：热力学第一定律（ΔU=W+Q）、理想气体状态方程（pV/T=C）、绝热过程（Q=0）、气体做功正负判断（体积增大→对外做功W<0；体积减小→外界对气体做功W>0）、p-V图像中pV乘积代表温度（pV越大T越高）、等温线特征； ・题型：单选题（2025、2022），2025年侧重绝热条件下加热与压缩的综合分析，2022年侧重p-V图像与热力学定律的结合； ・综合：2025年融合绝热过程、热力学第一定律与状态方程，对热力学综合分析能力要求较高；2022年融合p-V图像分析、温度判断与吸放热判断，对图像信息提取能力要求较高。 考点01 理想气体状态方程 1．（2024·湖北·高考真题）如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为，C为已知常数，大气压强恒为，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求 （1）再次平衡时容器内气体的温度。 （2）此过程中容器内气体吸收的热量。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）气体进行等压变化，则由盖吕萨克定律得 即 解得 （2）此过程中气体内能增加 气体对外做功大小为 由热力学第一定律可得此过程中容器内气体吸收的热量 2．（2026·湖北·高考真题）容器中封闭一定质量的理想气体。缓慢改变气体状态，使其体积变为初态的一半，压强变为初态的3倍。与气体的初态相比、末态（   ） A．气体的温度是初态的3倍 B．气体分子的平均动能更大 C．每个气体分子的速率都更大 D．单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数更少 【答案】B 【详解】根据理想气体状态方程 代入、，可得末态温度 A．末态温度是初态的1.5倍，不是3倍，故A错误； B．温度是分子平均动能的唯一宏观标志，末态温度更高，气体分子平均动能更大，故B正确； C．分子平均动能增大是统计规律，仅代表分子整体的速率分布向高速区偏移，不代表每个分子的速率都更大，故C错误； D．气体压强由单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数、分子平均碰撞冲量共同决定：末态温度升高，分子平均碰撞冲量增大，且压强变为初态的3倍，因此单位时间碰撞的分子数更多，故D错误。 故选B。 考点02 热力学定律 1．（2025·湖北·高考真题）如图所示，内壁光滑的汽缸内用活塞密封一定量理想气体，汽缸和活塞均绝热。用电热丝对密封气体加热，并在活塞上施加一外力F，使气体的热力学温度缓慢增大到初态的2倍，同时其体积缓慢减小。关于此过程，下列说法正确的是（   ） A．外力F保持不变 B．密封气体内能增加 C．密封气体对外做正功 D．密封气体的末态压强是初态的2倍 【答案】B 【详解】 A．气体温度升高，体积减小，根据 气体压强变大，则外力F增加，选项A错误； B．气体温度升高，则气体内能变大，即∆U > 0，选项B正确； C．气体体积减小，则外界对气体做功，选项C错误； D．根据 热力学温度变为原来的2倍，体积减小，则气体压强大于原来的2倍，选项D错误。 故选B。 2．（2022·湖北·高考真题）一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p—V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（   ） A．a→b是等温过程 B．a→b过程中气体吸热 C．a→c过程中状态b的温度最低 D．a→c过程中外界对气体做正功 【答案】B 【详解】AB．根据理想气体的状态方程 可知a→b气体温度升高，内能增加，且体积增大气体对外界做功，则W < 0，由热力学第一定律 U = W + Q 可知a→b过程中气体吸热，A错误、B正确； C．根据理想气体的状态方程 可知，p—V图像的坐标值的乘积反映温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，而中间状态的坐标值乘积更大，a→c过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误； D．a→c过程气体体积增大，外界对气体做负功，D错误。 故选B。 一、多选题 1．（2026·湖北襄阳·二模）如图所示，一定质量的理想气体经历a→b→c→a的循环过程，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程外界对气体做功 B．b→c过程气体对外界做功 C．b→c过程气体从外界吸收了热量 D．c→a过程气体的内能一直增大 【答案】BC 【详解】A．由图可知，气体过程为等温变化，由玻意耳定律 可得气体压强减小，体积变大，气体对外界做功，故A错误； B．由图可知，气体过程为等压变化，由盖—吕萨克定律 可得气体温度升高，体积变大，气体对外界做功，故B正确； C．理想气体的内能只与温度有关，气体过程温度升高，内能变大，则，而气体对外界做功，则 由热力学第一定律可得 故气体从外界吸收了热量，故C正确； D．过程，气体温度降低，内能减少，故D错误。 故选BC。 2．（2026·湖北黄冈·三模）1mol的氦气的温度随体积变化如图所示，其中ab为经过原点的抛物线，cb为过原点的直线，在a点时气体的体积为V0，温度为T0，压强为p0。则下列说法正确的是（     ） A．c点的压强为2p0 B．从a到b过程中气体向外释放热量 C．从a到b过程中气体对外做功为 D．从a经b到c再回到a过程中，气体放出热量为p0V0 【答案】AC 【详解】A．根据理想气体有 由a点状态得 由图可得，b点的状态， 代入理想气体状态方程得 解得 c、b 是图过原点的直线，根据 可知 可知得为常数，即是等压过程，因此 ，故A正确； B．是过原点的抛物线，故 代入 可得 结合a点条件得 故与成正比，则从到，温度升高，理想气体内能只与温度有关，故内能增量 体积增大，气体对外做功 根据热力学第一定律 可得 所以气体吸热，故B错误； CD．从a（体积为，温度为，压强为）到b（体积为，温度为，压强为）过程中，故与成正比，画出从a经b到c再回到a过程中的图像 a到b过程中气体对外做功为下面梯形的面积 从a经b到c再回到a过程中外界对气体做功为上面三角形的面积 又一个循环则 由热力学第一定律 解得 故气体放出热量为，故C正确，D错误。 故选AC。 二、单选题 3．（2026·湖北孝感·二模）智能汽车搭载了“空气悬挂”结构。空气悬挂是一种先进的汽车悬挂系统，用压缩空气替代传统金属弹簧，其核心控制器ECU能够根据路况和各类传感器的信号自动调整车身高度，兼顾舒适、操控与通过性能，进一步提升汽车的行驶稳定性。空气悬挂安装在汽车的前轴和后轴上，如图甲所示，其构造可简化为如图乙所示的气缸活塞模型，气缸上部与汽车底盘相连，活塞通过连杆与车轮轴连接。乘客上车后，缸内气体被压缩，车身缓慢下降。车辆启动后，气泵开始充气，将车身提升至舒适的高度。假设缸内气体为理想气体，气缸导热性能良好，不计活塞与气缸间的摩擦，乘客上车后，以下说法正确的是（　　） A．外界对缸内气体做正功，气体内能增加 B．气体对外放热，气体内能减少 C．气泵缓慢给气缸充气，车身上升过程中气缸内气体压强不变 D．气泵缓慢给气缸充气，车身上升过程中气缸内气体压强逐渐增大 【答案】C 【详解】A．乘客上车后，缸内气体被压缩，外界对气体做正功，气缸导热性能良好，缸内气体温度始终等于环境温度，温度保持不变，而理想气体内能仅由温度决定，因此缸内气体内能不变，A错误； B．缸内气体内能不变，外界对气体做正功，即，根据热力学第一定律 可得，气体对外放热，B错误； CD．设缸内气体压强为，活塞面积为，车身总重力为，大气压为，平衡时满足 即 车身上升过程中，车身总重力、活塞面积都不变，因此缸内气体压强保持不变。C正确，D错误。 故选C 。 4．（2026·湖北·模拟预测）今年四月以来，持续晴好天气，我省森林防火迎来春季大考。黄冈市针对易燃的芭茅植株进行精准清除。如图所示，为无人机喷洒农药用的喷雾器，其药液桶的总容积为，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为，气压为。打气筒活塞每次可以打进气压为、体积为的空气。不考虑环境温度和药液体积的变化。在打气50次后停止打气，并开始向外喷药，当喷雾器不能再向外喷药时，药液上方气体气压为，此时打开喷雾器向筒内装入药液至与第一次装药液面一致，则值为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】桶内原有的空气为初状态，打入的空气，每次的压强为，，共50次，气体的总体积为，压强为 打气后气体的体积压缩为，压强为，由玻意耳定律有 解得 喷药过程为等温过程，压强回到时停止喷药，设此时气体的体积为，由玻意耳定律有 解得 药液桶的总容积为10L，第一次装药液后，上方空气为1L，药液体积为9L，喷药后，气体体积为6L，此时药液体积为 要使液面与第一次一致，需补充药液体积为，故选B。 5．（2026·湖北襄阳·二模）白炽灯是一种发光效率很低的照明灯具，内部密封有惰性气体（视为理想气体），不考虑通电前后灯泡体积的变化和灯丝的升华。当白炽灯通电工作较长时间后，白炽灯内的气体与通电前相比（　　） A．分子的数密度不变 B．分子的平均动能不变 C．吸收的热量小于内能的增加量 D．每个分子热运动的速率一定增大 【答案】A 【详解】A．不考虑通电前后灯泡体积的变化和灯丝的升华，即气体体积不变，可知分子的数密度不变，故A正确； BD．白炽灯通电工作较长时间后，气体温度升高，内能增大，分子的平均动能增大，热运动的速率增大，但不是每个分子热运动的速度均增大，故BD错误； C．由于体积不变，可知做功为零，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知气体吸热，且吸收的热量等于内能的增加量，故C错误。 故选A。 6．（2026·湖北襄阳·三模）如图所示，一定质量的理想气体，从状态a分别经历a→b和a→c→b两个变化过程，其中a→b为双曲线，状态b、c的体积相同，则（     ） A．状态a的温度高于状态c B．状态a的内能大于状态b C．a→c过程中气体放出热量 D．a→b过程中气体对外界做功比a→c→b过程做功少 【答案】D 【详解】A．由于状态b和状态c体积相同，且，根据理想气体状态方程 可知，又因为，故，故A错误； B．气体从为双曲线，是等温变化，则状态a的内能等于状态b，故B错误； C．因为a→c过程气体体积增大，气体对外界做正功；而气体温度升高，内能增加，根据，可知气体吸收热量，故C错误； D．根据，可知图像与坐标轴所围面积表示气体做功，因此由图可知过程中气体对外界做功比过程做功少，故D正确。 故选D。 7．（2026·湖北武汉·模拟预测）空气悬挂系统是一种利用空气的可压缩性来实现弹性作用的装置，可简化为如图所示的气缸模型，活塞固定不动，气缸可上下移动。在某次系统测试中，通过增加配重，使密封在气缸内的理想气体的体积压缩到原来的一半，这个过程气体的温度保持不变，下列说法正确的是（     ） A．气体放热 B．气体对外做功 C．气体分子的平均动能增大 D．增加后的配重是原来的两倍 【答案】A 【详解】AB．气体体积减小，外界对气体做功，温度不变则内能不变，由热力学第一定律 可知，气体放热，故A正确；B错误； C．温度是分子平均动能的标志，温度不变，气体分子的平均动能不变，故C错误； D．设气缸质量为，活塞面积为，大气压强为，初始配重为，末态配重为。初始状态气体压强 末状态气体压强 由玻意耳定律 且 得 即 解得 增加后的配重不是原来的两倍，故D错误。 故选A。 三、解答题 8．（2026·湖北宜昌·一模）底端开有小孔的足够高圆柱形绝热气缸倒扣在水平地面上，缸内有一绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下吊一质量为的重物，活塞质量为m，活塞的截面积为S，初始时封闭气体高为h，温度为。通过缸内电热丝缓慢加热缸内气体，活塞下降高度h，气体吸收热量Q。已知大气压强为，重力加速度为g，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气。求： (1)活塞下降高度h时气体的温度； (2)活塞下降高度h过程气体内能的增加量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）活塞下降h时，气体进行等压变化，气体的温度设为T，根据盖吕萨克定律 解得 （2）设初始时刻气体压强为p，对活塞和重物，由平衡条件 解得 气体对外做功设为W， 联立解得 气体内能增加 解得 9．（2026·湖北十堰·一模）如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，整个过程气体对外界做功为100J，AB反向延长线过原点，BC与横轴平行，求： (1)气体在状态A的体积； (2)气体在状态C时压强。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体从状态A变化到状态B为等压过程，则 解得 （2）气体从A到B过程发生等压膨胀，B到C过程气体体积不变，因此整个过程气体对外做的功即为气体从A变化到B对外做的功，设此过程气体压强为p1，则 解得 气体从状态B变化到状态C为等容变化，则 解得 10．（2026·湖北黄冈·二模）如图，上端封闭的竖直长玻璃管中封有长度为的水银柱。开口向下时，其上端封闭空气柱长度为，已知大气压强，玻璃管导热良好，且室温不变，求： (1)若将玻璃管翻转至开口向上放置，则此时封闭空气柱长度为多少？ (2)若将开口向下的玻璃管竖直插入足够深的水银槽，稳定后，发现上方封闭气体长度变为，则玻璃管下端管内外水银液面高度差H为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）开口向下时，上端封闭气体压强为，则有 解得             开口向上时，封闭气体压强为，则有 解得             设玻璃管横截面积S，由玻意耳定律得                 联立解得                 （2）插入水银槽后，设封闭气体压强为，由玻意耳定律得                 解得                 设管中下端气体压强为，则有                 而又有                 解得 11．（2026·河南南阳·二模）如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管，左端开口，右端通过橡胶管（橡胶管体积不计）与放在水中的导热金属球形容器连通，球形容器的容积为，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出，水银柱上方空气柱长。已知大气压强，U形玻璃管的横截面积为。（，U形玻璃管右侧空气柱和金属球形容器内气体温度恒相同） (1)若对水缓慢加热，温度为多少时，两边水银柱高度会在同一水平面上？ (2)保持加热后的温度不变，往左管中缓慢注入水银，问注入水银的高度是多少时右管水银面回到原来的位置？ 【答案】(1)/ (2)17.25cm 【详解】（1）气体在初状态下压强为 体积为 此时的温度为 当两边水银柱在同一高度时，气体的压强变为 此时的气体体积为 根据理想气体状态方程，有 代入数据可解得 （2）若右侧水银柱回到原来高度，则气体的体积回到，根据玻意耳定律，有 此时气体压强为 设注入的水银高度为h，则有 解得 12．（2026·湖北黄冈·模拟预测）如图所示，一根劲度系数的轻质弹簧上端固定，下端与一质量为的绝热活塞连接并悬挂一绝热气缸。活塞与气缸内封闭着一定质量的理想气体。气缸内部带有加热装置，顶部开口且有卡扣，以保证活塞不会脱离。气缸内部高为H、底面积为S。初始时缸内气体温度为，活塞到气缸底部的距离为0.5H，弹簧被拉伸了0.5H。现缓慢加热气体使气缸下降到活塞恰好到达气缸顶部。已知大气压强恒为，重力加速度为g，忽略活塞和气缸壁的厚度及加热装置的体积，不计一切摩擦。求： (1)绝热气缸的总质量M； (2)已知在整个加热过程中，气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）温度为时，对活塞分析，根据平衡条件，有 解得。 对气缸分析，根据平衡条件，有 解得 （2）活塞恰好到达气缸顶部的过程中，气体做等压变化 解得 当气体温度为时，体积为；当活塞恰好到达气缸顶部时，气体温度为，所以气体温度由加热到的过程中，气体作等压变化，故气体对外做功为 根据热力学第一定律可得 13．（2026·湖北武汉·三模）氢能自行车是以氢燃料电池为动力来源的自行车类型。某款氢能自行车的储氢罐为导热容器（体积不变），罐内氢气可视为理想气体。该自行车停放在27°C的环境温度下，罐内氢气压强为。 (1)储氢罐配备的安全阀设定的泄压阈值为。中午阳光暴晒后，罐内氢气温度升至，请计算并说明安全阀是否会自动开启； (2)骑行过程中储氢罐缓慢释放氢气，若罐内氢气温度始终为，当罐内氢气压强降至，求骑行过程中释放的氢气质量与原有氢气质量之比。 【答案】(1)安全阀不会自动开启 (2)（或0.375） 【详解】（1）储氢罐体积不变，罐内氢气做等容变化，，，根据查理定律有 解得 所以安全阀不会自动开启 （2）以罐内原有氢气为研究对象，罐内原有氢气发生等温变化，设气体体积膨胀为，根据玻意耳定律有 化简得，释放的氢气体积，所以释放的氢气质量与原有氢气质量之比 将代入有 解得 14．（2026·湖北孝感·三模）电梯轿厢内有一质量为、横截面积为的汽缸，汽缸内用质量为的活塞封闭一定质量的理想气体。初始时，汽缸静止在轿厢底部，气柱高度（如图甲）；用轻绳将活塞与轿厢顶部连接，当电梯以加速度匀加速上升至稳定状态时，气柱高度变为（如图乙）。已知大气压强，轿厢内温度恒定，汽缸导热良好，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，重力加速度。求： (1)图甲所示状态下，汽缸内气体压强的大小； (2)图乙所示状态下，电梯的加速度的大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对活塞受力分析，由平衡条件 解得 （2）气体做等温变化，由玻意耳定律 其中， 联立解得 对汽缸受力分析，由牛顿第二定律有 联立解得 15．（2026·湖北·二模）如图，一端封闭、另一端足够长的粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在左管中。当温度为时，被封闭的气柱长，两边水银柱高度差，大气压强。求： (1)为使左端水银面下降，封闭气体温度应变为多少（结果保留一位小数）； (2)让封闭气体的温度重新再回到并保持不变，为使封闭气柱长度变为，则还需向开口端注入的水银柱长度为多少。 【答案】(1)344.7K (2)14cm 【详解】（1）开始时，，T1=300K 左端水银面下降时，则， 根据 可得 （2）使封闭气柱长度变为，则对气体由玻意耳定律 解得 即两边液面高度差为24cm，则加入水银长度为 16．（2026·湖北荆州·模拟预测）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，、两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，内轻质活塞的上方与大气连通，的体积不变，当内气体压强减去内气体压强大于时差压阀打开，内气体缓慢进入中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，内气体体积内气体压强等于大气压强。已知活塞的横截面积重力加速度大小取。、内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦，差压阀与连接管道内的气体体积不计。当环境温度降低到时： (1)求内气体压强； (2)在活塞上缓慢倒入铁砂，若内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）假设此过程中差压阀关闭，内气体做等压变化，内气体做等容变化，对内气体，由查理定律得 解得 内气体的压强为，此时、内气体的压强差，假设成立，差压阀处于关闭状态，此时内气体压强为。 （2）中气体压强能够回到，说明差压阀在该过程中打开，当、中压强差为时，差压阀关闭，可知当中气体压强回到时，中的气体压强为，对活塞，有 解得 17．（2026·湖北荆州·模拟预测）如图，一上端有卡销、容积为V0的内壁光滑的汽缸竖直放置在水平地面上，一定质量的理想气体被一厚度不计的活塞密封在汽缸内。初始时封闭气体压强为1.2P0（P0为大气压强），温度为T0，体积为0.8V0。现将气体缓慢加热到2T0，求： (1)此时缸内气体的压强； (2)保持气体温度2T0不变，在活塞上缓慢加上细沙，当加上的细沙质量为M时，活塞回到初始位置，求活塞的质量m与细沙质量M的比值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由理想气体状态方程 可得 故压强为 （2）由 可得 设汽缸的横截面积为S，初始平衡状态 加细沙后平衡状态 解得 18．（2026·湖北武汉·模拟预测）如图所示，一根长、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用长的水银柱封闭了一段长的空气柱。大气压强，玻璃管周围环境温度为300 K。 (1)若向管内再加入长的水银柱，稳定后玻璃管中气柱长度是多少？ (2)若保持玻璃管竖直放置，缓慢升高管内气体温度，要使管内水银不溢出，求管内气体的最高温度为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设玻璃管横截面积为。初状态气体压强 气柱长度。加入水银后，末状态水银柱高度 气体压强 气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 代入数据解得 此时气柱与水银柱总长，水银未溢出，符合题意。 （2）初始状态温度，气柱长度。缓慢升温过程中，气体压强保持不变，发生等压变化。当水银柱上表面恰好到达管口时，气柱长度最大，温度最高。最大气柱长度 根据盖-吕萨克定律有 代入数据解得 19．（2026·湖北十堰·三模）全封闭的导热气缸竖直放置在水平地面上，其内横截面积为；用质量为的绝热活塞将封闭的理想气体分成A、B两部分，活塞密封性良好且与气缸壁无摩擦，此时A、B两部分气体的体积之比为1：3，如图甲所示。重力加速度取。 (1)将气缸水平放置，如图乙所示，稳定后A、B两部分气体的体积之比为1：1，该过程中气体的温度保持不变，求此时A中气体的压强为多大？ (2)气缸水平放置时，保持A中气体温度不变，对B中气体进行加热，使A、B两部分气体的体积之比为1：3，求B中气体此时的温度与初始温度之比为多少？ 【答案】(1) (2)3 【详解】（1）设气缸总容积为，图甲中、气体压强分别为、 由活塞平衡关系，可知 图乙中、气体压强相等，设为 研究部分气体，根据玻意耳定律 研究部分气体，根据玻意耳定律 联立解得 （2）设初始温度为，的末温度为，由于又回到图甲的状态，可知此时、气体的压强均为 研究部分气体，根据理想气体状态方程有 解得 20．（2026·湖北随州·三模）某红酒开瓶器如图甲所示，其原理图可简化为图乙，横截面积为S的容器内被活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞的质量为m，长度为d，初始状态下气体的长度为L，压强为（未知），活塞上端恰与容器上端平齐，此时活塞与容器间的摩擦力大小恰为最大静摩擦力。通过充气装置向容器内充气，充气完毕后撤去装置，无漏气。充气若干次后，活塞便被向上顶出，活塞向上运动过程中与容器间的摩擦力f随移动距离x的变化关系如图丙所示。已知外界大气压恒为且，重力加速度大小为g，活塞与容器、充气装置间均密封良好，容器与活塞均导热良好，不计气体的温度变化。 (1)若向容器内缓慢充气若干次后活塞恰好开始向上移动，求充入气体与容器内原有气体的质量的比值δ； (2)若向容器内充气若干次后活塞下端恰好到达容器顶部，求活塞向上运动过程中气体与外界交换的热量。 【答案】(1) (2)吸热 【详解】（1）活塞原平衡时 活塞上移时 因为体积和温度不变，根据 可知质量（物质的量）与压强成正比，所以 解得 （2）对活塞由动能定理得 根据图像可知 气体对外做功，由热力学第一定律得 解得 即气体从外界吸热，热量为 21．（2026·湖北宜昌·二模）如图所示，一竖直放置的导热汽缸被轻质活塞和固定隔板分成两个气室，上安装一单向阀门，当气室1中气压大于气室2中气压时，阀门单向开启。气室1内气体压强为，气室2内气体压强为，两气室内气体长度均为，活塞面积为，活塞与汽缸壁间无摩擦，汽缸导热性能良好，重力加速度大小为，大气压强为，外界温度恒定。现在活塞上方缓慢添加细砂。 (1)若所加细砂质量为，求活塞下移的距离； (2)若所加细砂质量为，求从1气室内进入2气室的气体质量与初始时1气室内原来气体质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设细砂质量为时，1气室内气体压强达到 由平衡条件     解得 所加细砂质量，阀门未打开 设1气室内气体压强设为，由平衡条件     解得 设活塞下移距离为，则     解得 （2）方法一 若所加细砂质量，阀门已经打开。设1气室内气体未完全进入2气室，设整个气体压强为，则有     解得 设活塞距距离为，   解得 假设1气室内气体压强变为，阀门不打开，距离距离为，则     解得      解得  假设成立，故 方法二 若所加细砂质量，阀门已经打开。设1气室内气体未完全进入2气室，设整个气体压强为 由平衡条件     解得           联立解得 22．（2026·湖北武汉·模拟预测）在探究潜艇上浮原理中，某同学设计如图所示模型的截面示意图，置于空气中的两个带有限位的开口薄壁气缸A和B，高度均为，底面积分别为和，下端由细气管连通，A、B气缸中各有一个位于气缸底部的活塞，质量分别为、。现通过阀门K给气缸缓慢打气，每次可以打入压强值为、体积相同的室温气体，打了15次后，两活塞均恰好到达气缸的正中央，然后关闭阀门K。已知室温为，大气压强大小为，气缸导热性能良好，细气管中气体体积可忽略不计，活塞厚度可忽略，不计一切阻力，重力加速度大小为。 (1)求活塞到达气缸的正中央时，气缸内气体的压强； (2)求每次打入室温气体的体积； (3)若在气缸B中的活塞上方缓慢倒入质量为的沙子， A、B活塞稳定后，求气缸A中气体压强。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）活塞到达气缸正中央时，对B中活塞。根据平衡条件   解得 （2）打气过程，气缸内气体发生等温变化，有   其中，， 解得 （3）A、B中的活塞稳定时，设封闭气体的压强为，体积为，对A中活塞，根据平衡条件   解得 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题20 热学 6年真题1年模拟 考点分类 湖北考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 理想气体状态方程 2024 湖北高考真题（竖直圆柱形容器+活塞密封气体，等压变化，吸收热量后活塞缓慢上升，求末态温度与吸收热量，计算题）； 2026 湖北高考真题（理想气体体积变为一半、压强变为3倍，比较末态与初态的温度、平均动能、压强微观解释，单选） ・情境：①开口向上圆柱形容器内用活塞密封理想气体，活塞无摩擦滑动，从外界吸收热量后活塞缓慢上升（等压膨胀），利用盖—吕萨克定律和热力学第一定律求末态温度和吸收热量；②一定量理想气体经历状态变化，体积减半、压强变为3倍，利用理想气体状态方程判断温度变化及微观解释； ・考点：理想气体状态方程（pV/T=C）、盖—吕萨克定律（等压变化V/T=C）、热力学第一定律（ΔU=W+Q）、气体做功（W=pΔV）、内能变化与温度变化关系（ΔU=CΔT）、温度是分子平均动能的标志、压强微观解释（单位时间碰撞次数×平均冲量）； ・题型：计算题（2024）与单选题（2026），2024年侧重等压过程与热力学第一定律的综合计算，2026年侧重状态方程与微观解释； ・综合：2024年融合等压变化、热力学第一定律与内能变化公式，对热力学综合分析能力要求较高；2026年融合状态方程与气体压强的微观解释，考查基本概念的理解。 考点 02 热力学定律 2025 湖北高考真题（绝热汽缸+活塞，电热丝加热同时外力压缩，温度变为2倍、体积减小，判断各物理量变化，单选）； 2022 湖北高考真题（一定量理想气体由a→c，p-V图中a→c为直线段，b为线段中点，判断温度变化与吸放热，单选） ・情境：①绝热汽缸内用电热丝加热气体，同时外力F压缩活塞，使温度缓慢变为2倍、体积减小，判断外力、内能、做功、压强变化；②一定量理想气体由状态a沿直线到状态c，b为线段中点，利用p-V图判断温度变化及吸放热； ・考点：热力学第一定律（ΔU=W+Q）、理想气体状态方程（pV/T=C）、绝热过程（Q=0）、气体做功正负判断（体积增大→对外做功W<0；体积减小→外界对气体做功W>0）、p-V图像中pV乘积代表温度（pV越大T越高）、等温线特征； ・题型：单选题（2025、2022），2025年侧重绝热条件下加热与压缩的综合分析，2022年侧重p-V图像与热力学定律的结合； ・综合：2025年融合绝热过程、热力学第一定律与状态方程，对热力学综合分析能力要求较高；2022年融合p-V图像分析、温度判断与吸放热判断，对图像信息提取能力要求较高。 考点01 理想气体状态方程 1．（1）；（2） 2．B 考点02 热力学定律 1．B 2．B 1．BC 2．AC 3．C 4．B 5．A 6．D 7．A 8．(1) (2) 9．(1) (2) 10．(1) (2) 11．(1)/ (2)17.25cm 12．(1) (2) 13．(1)安全阀不会自动开启 (2)（或0.375） 14．(1) (2) 15．(1)344.7K (2)14cm 16．(1) (2) 17．(1) (2) 18．(1) (2) 19．(1) (2)3 20．(1) (2)吸热 21．(1) (2) 22．(1) (2) (3) 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题20 热学 6年真题1年模拟 考点分类 湖北考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 理想气体状态方程 2024 湖北高考真题（竖直圆柱形容器+活塞密封气体，等压变化，吸收热量后活塞缓慢上升，求末态温度与吸收热量，计算题）； 2026 湖北高考真题（理想气体体积变为一半、压强变为3倍，比较末态与初态的温度、平均动能、压强微观解释，单选） ・情境：①开口向上圆柱形容器内用活塞密封理想气体，活塞无摩擦滑动，从外界吸收热量后活塞缓慢上升（等压膨胀），利用盖—吕萨克定律和热力学第一定律求末态温度和吸收热量；②一定量理想气体经历状态变化，体积减半、压强变为3倍，利用理想气体状态方程判断温度变化及微观解释； ・考点：理想气体状态方程（pV/T=C）、盖—吕萨克定律（等压变化V/T=C）、热力学第一定律（ΔU=W+Q）、气体做功（W=pΔV）、内能变化与温度变化关系（ΔU=CΔT）、温度是分子平均动能的标志、压强微观解释（单位时间碰撞次数×平均冲量）； ・题型：计算题（2024）与单选题（2026），2024年侧重等压过程与热力学第一定律的综合计算，2026年侧重状态方程与微观解释； ・综合：2024年融合等压变化、热力学第一定律与内能变化公式，对热力学综合分析能力要求较高；2026年融合状态方程与气体压强的微观解释，考查基本概念的理解。 考点 02 热力学定律 2025 湖北高考真题（绝热汽缸+活塞，电热丝加热同时外力压缩，温度变为2倍、体积减小，判断各物理量变化，单选）； 2022 湖北高考真题（一定量理想气体由a→c，p-V图中a→c为直线段，b为线段中点，判断温度变化与吸放热，单选） ・情境：①绝热汽缸内用电热丝加热气体，同时外力F压缩活塞，使温度缓慢变为2倍、体积减小，判断外力、内能、做功、压强变化；②一定量理想气体由状态a沿直线到状态c，b为线段中点，利用p-V图判断温度变化及吸放热； ・考点：热力学第一定律（ΔU=W+Q）、理想气体状态方程（pV/T=C）、绝热过程（Q=0）、气体做功正负判断（体积增大→对外做功W<0；体积减小→外界对气体做功W>0）、p-V图像中pV乘积代表温度（pV越大T越高）、等温线特征； ・题型：单选题（2025、2022），2025年侧重绝热条件下加热与压缩的综合分析，2022年侧重p-V图像与热力学定律的结合； ・综合：2025年融合绝热过程、热力学第一定律与状态方程，对热力学综合分析能力要求较高；2022年融合p-V图像分析、温度判断与吸放热判断，对图像信息提取能力要求较高。 考点01 理想气体状态方程 1．（2024·湖北·高考真题）如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为，C为已知常数，大气压强恒为，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求 （1）再次平衡时容器内气体的温度。 （2）此过程中容器内气体吸收的热量。 2．（2026·湖北·高考真题）容器中封闭一定质量的理想气体。缓慢改变气体状态，使其体积变为初态的一半，压强变为初态的3倍。与气体的初态相比、末态（   ） A．气体的温度是初态的3倍 B．气体分子的平均动能更大 C．每个气体分子的速率都更大 D．单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数更少 考点02 热力学定律 1．（2025·湖北·高考真题）如图所示，内壁光滑的汽缸内用活塞密封一定量理想气体，汽缸和活塞均绝热。用电热丝对密封气体加热，并在活塞上施加一外力F，使气体的热力学温度缓慢增大到初态的2倍，同时其体积缓慢减小。关于此过程，下列说法正确的是（   ） A．外力F保持不变 B．密封气体内能增加 C．密封气体对外做正功 D．密封气体的末态压强是初态的2倍 2．（2022·湖北·高考真题）一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p—V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（   ） A．a→b是等温过程 B．a→b过程中气体吸热 C．a→c过程中状态b的温度最低 D．a→c过程中外界对气体做正功 一、多选题 1．（2026·湖北襄阳·二模）如图所示，一定质量的理想气体经历a→b→c→a的循环过程，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程外界对气体做功 B．b→c过程气体对外界做功 C．b→c过程气体从外界吸收了热量 D．c→a过程气体的内能一直增大 2．（2026·湖北黄冈·三模）1mol的氦气的温度随体积变化如图所示，其中ab为经过原点的抛物线，cb为过原点的直线，在a点时气体的体积为V0，温度为T0，压强为p0。则下列说法正确的是（     ） A．c点的压强为2p0 B．从a到b过程中气体向外释放热量 C．从a到b过程中气体对外做功为 D．从a经b到c再回到a过程中，气体放出热量为p0V0 二、单选题 3．（2026·湖北孝感·二模）智能汽车搭载了“空气悬挂”结构。空气悬挂是一种先进的汽车悬挂系统，用压缩空气替代传统金属弹簧，其核心控制器ECU能够根据路况和各类传感器的信号自动调整车身高度，兼顾舒适、操控与通过性能，进一步提升汽车的行驶稳定性。空气悬挂安装在汽车的前轴和后轴上，如图甲所示，其构造可简化为如图乙所示的气缸活塞模型，气缸上部与汽车底盘相连，活塞通过连杆与车轮轴连接。乘客上车后，缸内气体被压缩，车身缓慢下降。车辆启动后，气泵开始充气，将车身提升至舒适的高度。假设缸内气体为理想气体，气缸导热性能良好，不计活塞与气缸间的摩擦，乘客上车后，以下说法正确的是（　　） A．外界对缸内气体做正功，气体内能增加 B．气体对外放热，气体内能减少 C．气泵缓慢给气缸充气，车身上升过程中气缸内气体压强不变 D．气泵缓慢给气缸充气，车身上升过程中气缸内气体压强逐渐增大 4．（2026·湖北·模拟预测）今年四月以来，持续晴好天气，我省森林防火迎来春季大考。黄冈市针对易燃的芭茅植株进行精准清除。如图所示，为无人机喷洒农药用的喷雾器，其药液桶的总容积为，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为，气压为。打气筒活塞每次可以打进气压为、体积为的空气。不考虑环境温度和药液体积的变化。在打气50次后停止打气，并开始向外喷药，当喷雾器不能再向外喷药时，药液上方气体气压为，此时打开喷雾器向筒内装入药液至与第一次装药液面一致，则值为（　　） A． B． C． D． 5．（2026·湖北襄阳·二模）白炽灯是一种发光效率很低的照明灯具，内部密封有惰性气体（视为理想气体），不考虑通电前后灯泡体积的变化和灯丝的升华。当白炽灯通电工作较长时间后，白炽灯内的气体与通电前相比（　　） A．分子的数密度不变 B．分子的平均动能不变 C．吸收的热量小于内能的增加量 D．每个分子热运动的速率一定增大 6．（2026·湖北襄阳·三模）如图所示，一定质量的理想气体，从状态a分别经历a→b和a→c→b两个变化过程，其中a→b为双曲线，状态b、c的体积相同，则（     ） A．状态a的温度高于状态c B．状态a的内能大于状态b C．a→c过程中气体放出热量 D．a→b过程中气体对外界做功比a→c→b过程做功少 7．（2026·湖北武汉·模拟预测）空气悬挂系统是一种利用空气的可压缩性来实现弹性作用的装置，可简化为如图所示的气缸模型，活塞固定不动，气缸可上下移动。在某次系统测试中，通过增加配重，使密封在气缸内的理想气体的体积压缩到原来的一半，这个过程气体的温度保持不变，下列说法正确的是（     ） A．气体放热 B．气体对外做功 C．气体分子的平均动能增大 D．增加后的配重是原来的两倍 三、解答题 8．（2026·湖北宜昌·一模）底端开有小孔的足够高圆柱形绝热气缸倒扣在水平地面上，缸内有一绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下吊一质量为的重物，活塞质量为m，活塞的截面积为S，初始时封闭气体高为h，温度为。通过缸内电热丝缓慢加热缸内气体，活塞下降高度h，气体吸收热量Q。已知大气压强为，重力加速度为g，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气。求： (1)活塞下降高度h时气体的温度； (2)活塞下降高度h过程气体内能的增加量。 9．（2026·湖北十堰·一模）如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，整个过程气体对外界做功为100J，AB反向延长线过原点，BC与横轴平行，求： (1)气体在状态A的体积； (2)气体在状态C时压强。 10．（2026·湖北黄冈·二模）如图，上端封闭的竖直长玻璃管中封有长度为的水银柱。开口向下时，其上端封闭空气柱长度为，已知大气压强，玻璃管导热良好，且室温不变，求： (1)若将玻璃管翻转至开口向上放置，则此时封闭空气柱长度为多少？ (2)若将开口向下的玻璃管竖直插入足够深的水银槽，稳定后，发现上方封闭气体长度变为，则玻璃管下端管内外水银液面高度差H为多少？ 11．（2026·河南南阳·二模）如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管，左端开口，右端通过橡胶管（橡胶管体积不计）与放在水中的导热金属球形容器连通，球形容器的容积为，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出，水银柱上方空气柱长。已知大气压强，U形玻璃管的横截面积为。（，U形玻璃管右侧空气柱和金属球形容器内气体温度恒相同） (1)若对水缓慢加热，温度为多少时，两边水银柱高度会在同一水平面上？ (2)保持加热后的温度不变，往左管中缓慢注入水银，问注入水银的高度是多少时右管水银面回到原来的位置？ 12．（2026·湖北黄冈·模拟预测）如图所示，一根劲度系数的轻质弹簧上端固定，下端与一质量为的绝热活塞连接并悬挂一绝热气缸。活塞与气缸内封闭着一定质量的理想气体。气缸内部带有加热装置，顶部开口且有卡扣，以保证活塞不会脱离。气缸内部高为H、底面积为S。初始时缸内气体温度为，活塞到气缸底部的距离为0.5H，弹簧被拉伸了0.5H。现缓慢加热气体使气缸下降到活塞恰好到达气缸顶部。已知大气压强恒为，重力加速度为g，忽略活塞和气缸壁的厚度及加热装置的体积，不计一切摩擦。求： (1)绝热气缸的总质量M； (2)已知在整个加热过程中，气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化量。 13．（2026·湖北武汉·三模）氢能自行车是以氢燃料电池为动力来源的自行车类型。某款氢能自行车的储氢罐为导热容器（体积不变），罐内氢气可视为理想气体。该自行车停放在27°C的环境温度下，罐内氢气压强为。 (1)储氢罐配备的安全阀设定的泄压阈值为。中午阳光暴晒后，罐内氢气温度升至，请计算并说明安全阀是否会自动开启； (2)骑行过程中储氢罐缓慢释放氢气，若罐内氢气温度始终为，当罐内氢气压强降至，求骑行过程中释放的氢气质量与原有氢气质量之比。 14．（2026·湖北孝感·三模）电梯轿厢内有一质量为、横截面积为的汽缸，汽缸内用质量为的活塞封闭一定质量的理想气体。初始时，汽缸静止在轿厢底部，气柱高度（如图甲）；用轻绳将活塞与轿厢顶部连接，当电梯以加速度匀加速上升至稳定状态时，气柱高度变为（如图乙）。已知大气压强，轿厢内温度恒定，汽缸导热良好，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，重力加速度。求： (1)图甲所示状态下，汽缸内气体压强的大小； (2)图乙所示状态下，电梯的加速度的大小。 15．（2026·湖北·二模）如图，一端封闭、另一端足够长的粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在左管中。当温度为时，被封闭的气柱长，两边水银柱高度差，大气压强。求： (1)为使左端水银面下降，封闭气体温度应变为多少（结果保留一位小数）； (2)让封闭气体的温度重新再回到并保持不变，为使封闭气柱长度变为，则还需向开口端注入的水银柱长度为多少。 16．（2026·湖北荆州·模拟预测）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，、两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，内轻质活塞的上方与大气连通，的体积不变，当内气体压强减去内气体压强大于时差压阀打开，内气体缓慢进入中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，内气体体积内气体压强等于大气压强。已知活塞的横截面积重力加速度大小取。、内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦，差压阀与连接管道内的气体体积不计。当环境温度降低到时： (1)求内气体压强； (2)在活塞上缓慢倒入铁砂，若内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 17．（2026·湖北荆州·模拟预测）如图，一上端有卡销、容积为V0的内壁光滑的汽缸竖直放置在水平地面上，一定质量的理想气体被一厚度不计的活塞密封在汽缸内。初始时封闭气体压强为1.2P0（P0为大气压强），温度为T0，体积为0.8V0。现将气体缓慢加热到2T0，求： (1)此时缸内气体的压强； (2)保持气体温度2T0不变，在活塞上缓慢加上细沙，当加上的细沙质量为M时，活塞回到初始位置，求活塞的质量m与细沙质量M的比值。 18．（2026·湖北武汉·模拟预测）如图所示，一根长、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用长的水银柱封闭了一段长的空气柱。大气压强，玻璃管周围环境温度为300 K。 (1)若向管内再加入长的水银柱，稳定后玻璃管中气柱长度是多少？ (2)若保持玻璃管竖直放置，缓慢升高管内气体温度，要使管内水银不溢出，求管内气体的最高温度为多少？ 19．（2026·湖北十堰·三模）全封闭的导热气缸竖直放置在水平地面上，其内横截面积为；用质量为的绝热活塞将封闭的理想气体分成A、B两部分，活塞密封性良好且与气缸壁无摩擦，此时A、B两部分气体的体积之比为1：3，如图甲所示。重力加速度取。 (1)将气缸水平放置，如图乙所示，稳定后A、B两部分气体的体积之比为1：1，该过程中气体的温度保持不变，求此时A中气体的压强为多大？ (2)气缸水平放置时，保持A中气体温度不变，对B中气体进行加热，使A、B两部分气体的体积之比为1：3，求B中气体此时的温度与初始温度之比为多少？ 20．（2026·湖北随州·三模）某红酒开瓶器如图甲所示，其原理图可简化为图乙，横截面积为S的容器内被活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞的质量为m，长度为d，初始状态下气体的长度为L，压强为（未知），活塞上端恰与容器上端平齐，此时活塞与容器间的摩擦力大小恰为最大静摩擦力。通过充气装置向容器内充气，充气完毕后撤去装置，无漏气。充气若干次后，活塞便被向上顶出，活塞向上运动过程中与容器间的摩擦力f随移动距离x的变化关系如图丙所示。已知外界大气压恒为且，重力加速度大小为g，活塞与容器、充气装置间均密封良好，容器与活塞均导热良好，不计气体的温度变化。 (1)若向容器内缓慢充气若干次后活塞恰好开始向上移动，求充入气体与容器内原有气体的质量的比值δ； (2)若向容器内充气若干次后活塞下端恰好到达容器顶部，求活塞向上运动过程中气体与外界交换的热量。 21．（2026·湖北宜昌·二模）如图所示，一竖直放置的导热汽缸被轻质活塞和固定隔板分成两个气室，上安装一单向阀门，当气室1中气压大于气室2中气压时，阀门单向开启。气室1内气体压强为，气室2内气体压强为，两气室内气体长度均为，活塞面积为，活塞与汽缸壁间无摩擦，汽缸导热性能良好，重力加速度大小为，大气压强为，外界温度恒定。现在活塞上方缓慢添加细砂。 (1)若所加细砂质量为，求活塞下移的距离； (2)若所加细砂质量为，求从1气室内进入2气室的气体质量与初始时1气室内原来气体质量之比。 22．（2026·湖北武汉·模拟预测）在探究潜艇上浮原理中，某同学设计如图所示模型的截面示意图，置于空气中的两个带有限位的开口薄壁气缸A和B，高度均为，底面积分别为和，下端由细气管连通，A、B气缸中各有一个位于气缸底部的活塞，质量分别为、。现通过阀门K给气缸缓慢打气，每次可以打入压强值为、体积相同的室温气体，打了15次后，两活塞均恰好到达气缸的正中央，然后关闭阀门K。已知室温为，大气压强大小为，气缸导热性能良好，细气管中气体体积可忽略不计，活塞厚度可忽略，不计一切阻力，重力加速度大小为。 (1)求活塞到达气缸的正中央时，气缸内气体的压强； (2)求每次打入室温气体的体积； (3)若在气缸B中的活塞上方缓慢倒入质量为的沙子， A、B活塞稳定后，求气缸A中气体压强。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $