重难强化二十一 气体实验定律的综合应用（专项训练）（江苏专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

重难强化二十一 气体实验定律的综合应用（专项训练） 模拟·基础演练 01 理想气体状态变化的三类典型模型 题号 1 2 3 4 5 答案 D D B B B 6． 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对活塞受力分析得 代入数据解得初始状态气体的压强 （2）活塞缓慢上升，气体压强不变，可知是等压过程，有 代入数据得 （3）保持温度T2不变，由等温过程 解得 7． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据理想气体状态方程 解得 （2）即原有气体的充满整个容器，根据气体状态方程 解得 02 理想气体的变质量问题 8． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）热气球恰起飞时，设气球内部的空气密度为，对气球及内部气体，空气浮力等于热气球内部气体以及气球和乘坐人员的总重力，即 代入，， 解得 等压下一定质量的气体满足 气体初始情况下的温度 则 解得 （2）加热前球内气体温度等于外界温度，总质量 加热后球内剩余气体质量 排出的空气质量 因此气球排出的空气质量与加热前气球内空气质量之比 9． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）第一次抽气过程中，活塞位于最上端时，手对活塞的拉力达到最大值，对活塞受力分析，设手对活塞的拉力为，此时汽缸内气体的压强为，则 抽气过程为等温变化，在抽气前活塞位于最下端，此时容器内的气体压强为，气体体积为，抽气后体积为，则 解得 联立可得 （2）设第二次抽气后容器中剩余气体的压强为，则 所以 根据玻意耳定律依次类推，抽气次后， 10． 【答案】(1) (2)360K 【详解】（1）由于充气前后轮胎容积、气体温度不变，根据可知，充气后与充气前胎内气体质量之比 （2）根据查理定律可得 代入数据解得 即胎内温度高于360K时，胎压监测系统会发出报警信号。 重难·创新演练 1． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据玻意耳定律可知 解得 对活塞受力分析可知 解得 （2）根据热力学第一定律，气体温度不变，则内能不变，即 由动能定理有 则气体对外做功 则根据热力学第一定律可得，气体吸热 2． 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）从开始加热到活塞即将移动，气体体积不变，做等容变化。活塞刚要移动时，气体压力向上，大气压和最大静摩擦力向下，由受力平衡得 代入，， 解得活塞开始移动时，缸内气体压强 根据查理定律 代入数据解得 （2）初始情况下缸内气体的体积为 停止加热后，发现活塞上滑时恰好停止，此时缸内气体的体积为 此时密闭气体温度为 对初始状态和末状态列理想气体状态方程 解得缸内气体压强 此时弹簧处于压缩状态，压缩量 对末状态活塞受力分析，气体压力向上，大气压和最大静摩擦力向下，弹簧弹力向下，可知 代入数据解得 由胡克定律可知，轻质弹簧的劲度系数 （3）根据热力学第一定律得 表示气体对外做的功，因气体仅在活塞移动过程中对外做功，用于克服大气压、摩擦力、弹簧弹力做功，其中克服大气压做功 代入，， 解得 克服摩擦力做功 代入数据解得 克服弹簧弹力做功（弹簧弹力为变力，弹力随位移线性增大）为 代入数据解得 故总对外做功 又从开始加热到活塞上滑的过程中，气体从外界吸收的热量 气体内能的增加量 3. 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据平衡条件有 由理想气体状态方程有 活塞下降高度为时，气体末态体积为，因此有 解得 （2）气体对外界做功为 根据热力学第一定律有 由于气体放出的热量为，所以气体吸收的热量为 代入，有 解得 其中的单位为，所以的单位正确；当放热量较大时，气体内能减小，结果符合物理规律。 4． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意知，气体初态温度，压强 刚要拔木塞时，气体末态温度，压强为，根据查理定律 解得（或） （2）拔出木塞稳定后，瓶内压强等于大气压，温度为，设瓶子容积为。 对瓶内原气体，由理想气体状态方程 由于 化简得 同温同压下，气体质量之比等于体积之比 原气体质量对应体积 进入瓶内的气体体积 因此 【点睛】 真题·实战演练 题号 1 2 答案 D BCD 3． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设密封刚完成时管内气体压强为p1，气柱长度为体积 物块受力平衡有 解得 初始时管内气体体积为压强为大气压温度均为。过程等温，由玻意耳定律 解得 化简有 （2）装置放置较长时间后，物块下方气柱高度为体积温度 物块受力平衡不变，故此时气体压强 密封刚完成时状态 由理想气体状态方程，气体质量比等于之比，且压强p不变，则 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难强化二十一 气体实验定律的综合应用（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 01 理想气体状态变化的三类典型模型 1 02 理想气体的变质量问题 4 重难·创新演练 5 真题·实战演练 7 模拟·基础演练 考查重点：理想气体状态变化的三类典型模型；理想气体的变质量问题…… 01 理想气体状态变化的三类典型模型 1．（25-26高二上·常州一中·阶段质量调研）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。则下列说法正确的是（　　） A．在a→b过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 B．在b→c过程中，气体向外界散热 C．在c→a过程中，气体吸收的热量等于 D．气体在a→b→c→a一个循环过程中吸收的热量小于 2．（24-25高二下·江苏苏州中学·月考）如图所示，一定质量的理想气体经过一个准静态过程的循环，a→b是绝热过程，b→c是等容过程，c→a是等温过程，下列说法正确的是（　　） A．a状态气体的温度比b状态低 B．b→c过程气体放出热量，压强增大 C．c状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比a状态多 D．整个循环过程外界对气体做功，内能不变 3．（25-26高三上·江苏宿迁·联考）一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态，其图像如图所示。下列判断正确的是（　　） A．的过程中，体积增大 B．的过程中，气体对外做的功等于气体所吸收的热量 C．过程中，气体吸收的热量在数值上等于三角形abc的面积 D．的过程中，单位时间内容器壁单位面积受到的气体分子撞击次数逐渐减少 4．（26-27高三上·江苏南京·学情调研）如图所示，烧瓶通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱，使烧瓶内封闭一定质量的气体。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向左移动。将瓶内的气体视为理想气体，在这一过程中瓶内气体（     ） A．温度升高，每个气体分子的动能都增大 B．温度升高，单位时间内、单位面积上气体分子碰撞烧瓶次数变少 C．体积增大，压强减小 D．从外界吸收热量，分子数密度变大 5．（26-27高三上·江苏南通如东·开学）一定质量的理想气体由状态经状态变化到状态，图像如图所示，则（     ） A．状态的温度比状态高 B．状态的内能比状态大 C．、过程气体对外做的功相等 D．过程气体对外做的功大于从外界吸收的热量 6．（25-26高二下·江苏高邮·期中）如图所示，一竖直放置、绝热的汽缸，用横截面积为、质量为10kg的活塞封闭一定质量的理想气体。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气，大气压强为，取重力加速度g=10m/s2，初始时气体温度，活塞静止时距汽缸底部的距离。 (1)求初始状态气体的压强p1； (2)加热气体使活塞缓慢上升，求活塞距汽缸底部的距离时气体的温度T2； (3)保持温度T2不变，在活塞上缓慢添加细沙，求活塞回到原位置L1时气体的压强p2。 7．（26-27高三上·江苏南通·学情调研）夏天高温天气下，在某次行驶中，胎压监测系统（TPMS）显示一条轮胎的胎压为，温度为。考虑到胎压过高可能影响行车安全，驾驶员采取了相应的措施。假设轮胎内部体积保持不变，气体视为理想气体。求： (1)措施一，驾驶员将车辆停放到的车库，足够长时间后胎压的数值； (2)措施二，驾驶员快速放出的气体后，轮胎内部温度迅速降至，此时胎压的数值。 02 理想气体的变质量问题 8．（2026·孝感高中·模拟）热气球容积，在地面首先对其充气，温度与外界相同，充满气体后对气体加热。已知地面附近外界温度，大气压强恒定。空气密度。气球无弹性，整个热气球（不含内部气体）及乘坐人员的总质量为，空气可视为理想气体。求： (1)载重气球恰好起飞时的温度； (2)加热到起飞温度时，气球排出的空气质量与加热前气球内空气质量之比。 9．（2026·江苏泰州·模拟）某新型抽气泵的工作原理简化图如图所示，固定容器容积为，初始内部气体压强为，温度为，上方汽缸有效容积为，活塞面积为S，活塞与汽缸壁的滑动摩擦力为，活塞的质量为，重力加速度大小为。抽气过程分两步：向上缓慢拉动活塞，阀门M打开，N关闭，容器内气体与汽缸内气体达到热平衡后，关闭M打开N，将汽缸内气体排出。重复上述操作，完成多次抽气，已知每次抽气缓慢进行，且气体温度不变，外界大气压恒为，求： (1)第一次抽气过程中，手对活塞拉力的最大值。 (2)抽气第次后容器中剩余气体的压强。 10．（2026·扬州·调研）某汽车换了一条新轮胎，其容积为50L。刚换上时胎压（胎内压强）为1bar（1bar=1×105Pa），缓慢充气后胎压达到正常值2.5bar，此时胎内温度300K（充气过程温度保持不变）。胎压达此正常值后上路行驶，胎压监测系统监测到胎压高于3.0bar会触发报警。忽略胎压变化过程中轮胎容积的变化，求： (1)充气后与充气前胎内气体质量之比； (2)胎内温度高于多少时，胎压监测系统会发出报警信号。 重难·创新演练 设题创新:理想气体状态变化的三种典型模型的新视角考法 (T1，T2，T3); 理想气体变质量问题的新视角考法（T4） 1．（26-27高三上·南京中华中学·期初统测）如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在固定汽缸中，活塞能无摩擦地滑动，活塞的面积为S，与汽缸底部相距L，汽缸和活塞导热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为p0和T0。现对活塞施加一水平拉力，使活塞缓慢向右移动距离L后停止，整个过程中水平拉力做功为W，外界大气压和温度不变，求： (1)最终活塞所受水平拉力大小F； (2)该过程中，缸内气体吸收的热量Q。 2．（25-26高二下·江苏徐州·学情调研）如图所示，圆柱形汽缸静置于水平地面上。一轻质弹簧上端固定在汽缸顶部，下端固定在轻质活塞上，活塞距汽缸底端，活塞下面密闭一定质量的理想气体。开始时，弹簧处于原长，密闭气体的压强与大气压强相等且均为，温度。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始移动；继续缓慢加热一段时间，停止加热后，发现活塞上滑时恰好停止，此时密闭气体温度为。活塞与汽缸内壁之间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，滑动摩擦力始终为，弹簧始终在弹性限度内，活塞横截面积为。求 (1)温度的大小； (2)轻质弹簧的劲度系数的大小； (3)从开始加热到活塞上滑的过程中，气体从外界吸收的热量，求此过程中气体内能的增加量。 3. （26-27高三上·江苏淮安·学情调研）如图所示，内壁光滑且导热性能良好的汽缸竖直放置在水平面上，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞的横截面积为S，与缸底相距为h，外界大气压强为。现环境温度由T缓慢降低至0.8T，气体放出的热量为Q。求此过程中： (1)活塞下降的高度d； (2)封闭气体内能的变化。 4．（25-26高二下·江苏宿迁·期末）如图所示，在玻璃瓶中倒入适量热水后，塞上木塞，此时，瓶内气体温度为87℃，压强为。一段时间后，瓶内气体温度降至与环境温度相同。已知大气压强为，环境温度为27℃，整个过程中水的体积不变。求： (1)刚要拔木塞时，瓶中气体的压强； (2)拔出木塞待气体稳定后，进入瓶中气体的质量与瓶中原气体质量之比。 真题·实战演练 高频考点：理想气体状态变化综合问题，变质量问题…… 1．（2025·江苏·高考）如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出后，瓶内气体（   ） A．内能迅速增大 B．温度迅速升高 C．压强迅速增大 D．体积迅速膨胀 2．（2026·海南·高考）（多选）下列图像中，表示气体的压强，表示气体的体积。对一定质量的理想气体，其中状态的温度大于状态的是（     ） A． B． C． D． 3．（2026·山东·高考）竖直固定的圆柱形透明管深度为l，管内横截面积为S；圆柱形物块长为，横截面积为S，密度为ρ。室温T1=300K时，某同学将表面涂润滑油的物块竖直置于管口封住管内气体，并使物块缓慢进入透明管，过程中气体无泄漏。当物块处于静止状态时，其上表面恰好与管口齐平，如图乙所示。已知透明管与物块均具有良好导热性能，不计物块与透明管间的摩擦，重力加速度大小为g，大气压强恒定，空气可视为理想气体。 (1)求当地大气压强p0； (2)将装置放置较长时间后，物块下方气柱高度为，该同学认为此装置漏气，测得此时室温T2=270K，求管内剩余气体与密封刚完成时气体的质量比。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难强化二十一 气体实验定律的综合应用（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 01 理想气体状态变化的三类典型模型 1 02 理想气体的变质量问题 7 重难·创新演练 9 真题·实战演练 13 模拟·基础演练 考查重点：理想气体状态变化的三类典型模型；理想气体的变质量问题…… 01 理想气体状态变化的三类典型模型 1．（25-26高二上·常州一中·阶段质量调研）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。则下列说法正确的是（　　） A．在a→b过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 B．在b→c过程中，气体向外界散热 C．在c→a过程中，气体吸收的热量等于 D．气体在a→b→c→a一个循环过程中吸收的热量小于 【答案】D 【详解】将题中的图像转化为 图像如图所示 A．在a→b过程中，气体压强不变，根据理想气体状态方程有 体积减小，则温度降低，则分子的平均动能减小，即平均撞击力减小，故单位时间与单位面积器壁碰撞的分子数增多，故A错误； B．在b→c过程中，气体做等容变化，体积不变，压强增大，根据理想气体状态方程可知，温度升高，气体内能增大，由热力学第一定律有 由于气体体积不变，做功为0，可知，气体增加的内能等于从外界吸收的热量，故B错误； C．在过程中，由 可得 由于图像过程图像的延长线过原点，此过程为等温变化，体积增大，气体对外做功，气体内能不变，故气体吸收的热量等于气体对外界所做的功，根据图像与坐标轴所围面积表示做功大小可知，在此过程中气体对外界做的功，故C错误； D．同理在一个循环过程中，内能不变，气体对外做功等于吸收的热量，而对外做的功，故D正确。 故选D。 2．（24-25高二下·江苏苏州中学·月考）如图所示，一定质量的理想气体经过一个准静态过程的循环，a→b是绝热过程，b→c是等容过程，c→a是等温过程，下列说法正确的是（　　） A．a状态气体的温度比b状态低 B．b→c过程气体放出热量，压强增大 C．c状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比a状态多 D．整个循环过程外界对气体做功，内能不变 【答案】D 【详解】A．b→c是等容过程且，根据查理定律可得 其中c→a是等温过程，则 所以，即a状态气体的温度比b状态高，故A错误； B．b→c是等容过程，则 因为，则温度升高，内能增大，即 根据热力学第一定律 则，即b→c过程气体吸收热量，压强增大，故B错误； C．c→a是等温过程，则，分子的平均动能相等，所以压强大小取决于单位时间内撞击单位面积的分子数，由图可知，因此a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比c状态多，故C错误； D．经过一个循环，气体回到初始状态，其内能与初始状态相同，所以整个循环过程内能不变，即 在图像中，图线与坐标轴围成的面积的数值等于一个循环中气体与外界交换的功，该循环是逆时针方向，表示外界对气体做的功大于气体对外界做的功，即整个循环过程外界对气体做正功，故D正确。 故选D。 3．（25-26高三上·江苏宿迁·联考）一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态，其图像如图所示。下列判断正确的是（　　） A．的过程中，体积增大 B．的过程中，气体对外做的功等于气体所吸收的热量 C．过程中，气体吸收的热量在数值上等于三角形abc的面积 D．的过程中，单位时间内容器壁单位面积受到的气体分子撞击次数逐渐减少 【答案】B 【详解】A．根据可知图像上的点与绝对零点连线的斜率倒数反映体积大小，则a→b的过程中，图像上的点与绝对零点连线的斜率不变，则体积不变，故A错误； B．b→c的过程中，气体压强减小，图像斜率变小，气体体积变大，对外做功，即W<0；气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体对外做的功等于气体所吸收的热量，故B正确； C．过程中，总的，由热力学第一定律可知，气体对外做的功等于气体吸收热量； 因图像为p-t图像不是p-V图像，所以其△abc的面积并不等于气体对外做功的数值，故C错误； D．c→a的过程中，温度逐渐降低，分子平均速率逐渐减小，又气体压强不变，可知单位时间内容器壁单位面积受到的气体分子撞击次数逐渐增加，故D错误。 故选B。 4．（26-27高三上·江苏南京·学情调研）如图所示，烧瓶通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱，使烧瓶内封闭一定质量的气体。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向左移动。将瓶内的气体视为理想气体，在这一过程中瓶内气体（     ） A．温度升高，每个气体分子的动能都增大 B．温度升高，单位时间内、单位面积上气体分子碰撞烧瓶次数变少 C．体积增大，压强减小 D．从外界吸收热量，分子数密度变大 【答案】B 【详解】A．水柱缓慢移动，说明气体压强在运动过程中近似保持不变；水柱向左移动使封闭气体占据的体积增大。用手捂住烧瓶，气体从外界吸热，温度升高。温度表示分子热运动的剧烈程度，温度升高只表示分子平均动能增大，不是每个分子的动能都增大，故A错误； B．在压强近似不变时，气体温度升高，分子平均速率增大。压强由单位时间、单位面积内分子碰撞器壁产生的总动量变化决定；平均每次碰撞的动量变化增大，为保持压强不变，单位时间、单位面积内的碰撞次数减少，故B正确； C．水柱向左移动，气体体积增大；水柱缓慢移动使气体与外界近似保持力学平衡，所以气体压强近似不变而非减小，故C错误； D．手捂烧瓶时气体从外界吸收热量；封闭气体的分子总数不变，而体积增大，分子数密度为，因此分子数密度减小，故D错误。 故选B。 5．（26-27高三上·江苏南通如东·开学）一定质量的理想气体由状态经状态变化到状态，图像如图所示，则（     ） A．状态的温度比状态高 B．状态的内能比状态大 C．、过程气体对外做的功相等 D．过程气体对外做的功大于从外界吸收的热量 【答案】B 【详解】A．过程气体经历等压变化，根据盖-吕萨克定律 气体体积从增大到，可知 ​故状态的温度比状态低，故A错误； B．理想气体的内能仅由温度决定，根据理想气体状态方程 ​可知 因此状态的内能大于状态，故B正确； C．图线与轴围成的面积表示气体对外做功的大小。过程，气体对外做功 过程，气体对外做功为 ​因此，、过程气体对外做的功不相等，故C错误； D．根据理想气体状态方程 ​可知 因此，即全过程气体内能增加；过程，气体体积增大，设气体对外做功为，根据热力学第一定律，可得 故，也就是气体对外做的功小于从外界吸收的热量，故D错误。 故选B。 6．（25-26高二下·江苏高邮·期中）如图所示，一竖直放置、绝热的汽缸，用横截面积为、质量为10kg的活塞封闭一定质量的理想气体。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气，大气压强为，取重力加速度g=10m/s2，初始时气体温度，活塞静止时距汽缸底部的距离。 (1)求初始状态气体的压强p1； (2)加热气体使活塞缓慢上升，求活塞距汽缸底部的距离时气体的温度T2； (3)保持温度T2不变，在活塞上缓慢添加细沙，求活塞回到原位置L1时气体的压强p2。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对活塞受力分析得 代入数据解得初始状态气体的压强 （2）活塞缓慢上升，气体压强不变，可知是等压过程，有 代入数据得 （3）保持温度T2不变，由等温过程 解得 7．（26-27高三上·江苏南通·学情调研）夏天高温天气下，在某次行驶中，胎压监测系统（TPMS）显示一条轮胎的胎压为，温度为。考虑到胎压过高可能影响行车安全，驾驶员采取了相应的措施。假设轮胎内部体积保持不变，气体视为理想气体。求： (1)措施一，驾驶员将车辆停放到的车库，足够长时间后胎压的数值； (2)措施二，驾驶员快速放出的气体后，轮胎内部温度迅速降至，此时胎压的数值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据理想气体状态方程 解得 （2）即原有气体的充满整个容器，根据气体状态方程 解得 02 理想气体的变质量问题 8．（2026·孝感高中·模拟）热气球容积，在地面首先对其充气，温度与外界相同，充满气体后对气体加热。已知地面附近外界温度，大气压强恒定。空气密度。气球无弹性，整个热气球（不含内部气体）及乘坐人员的总质量为，空气可视为理想气体。求： (1)载重气球恰好起飞时的温度； (2)加热到起飞温度时，气球排出的空气质量与加热前气球内空气质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）热气球恰起飞时，设气球内部的空气密度为，对气球及内部气体，空气浮力等于热气球内部气体以及气球和乘坐人员的总重力，即 代入，， 解得 等压下一定质量的气体满足 气体初始情况下的温度 则 解得 （2）加热前球内气体温度等于外界温度，总质量 加热后球内剩余气体质量 排出的空气质量 因此气球排出的空气质量与加热前气球内空气质量之比 9．（2026·江苏泰州·模拟）某新型抽气泵的工作原理简化图如图所示，固定容器容积为，初始内部气体压强为，温度为，上方汽缸有效容积为，活塞面积为S，活塞与汽缸壁的滑动摩擦力为，活塞的质量为，重力加速度大小为。抽气过程分两步：向上缓慢拉动活塞，阀门M打开，N关闭，容器内气体与汽缸内气体达到热平衡后，关闭M打开N，将汽缸内气体排出。重复上述操作，完成多次抽气，已知每次抽气缓慢进行，且气体温度不变，外界大气压恒为，求： (1)第一次抽气过程中，手对活塞拉力的最大值。 (2)抽气第次后容器中剩余气体的压强。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）第一次抽气过程中，活塞位于最上端时，手对活塞的拉力达到最大值，对活塞受力分析，设手对活塞的拉力为，此时汽缸内气体的压强为，则 抽气过程为等温变化，在抽气前活塞位于最下端，此时容器内的气体压强为，气体体积为，抽气后体积为，则 解得 联立可得 （2）设第二次抽气后容器中剩余气体的压强为，则 所以 根据玻意耳定律依次类推，抽气次后， 10．（2026·扬州·调研）某汽车换了一条新轮胎，其容积为50L。刚换上时胎压（胎内压强）为1bar（1bar=1×105Pa），缓慢充气后胎压达到正常值2.5bar，此时胎内温度300K（充气过程温度保持不变）。胎压达此正常值后上路行驶，胎压监测系统监测到胎压高于3.0bar会触发报警。忽略胎压变化过程中轮胎容积的变化，求： (1)充气后与充气前胎内气体质量之比； (2)胎内温度高于多少时，胎压监测系统会发出报警信号。 【答案】(1) (2)360K 【详解】（1）由于充气前后轮胎容积、气体温度不变，根据可知，充气后与充气前胎内气体质量之比 （2）根据查理定律可得 代入数据解得 即胎内温度高于360K时，胎压监测系统会发出报警信号。 重难·创新演练 设题创新:理想气体状态变化的三种典型模型的新视角考法 (T1，T2，T3); 理想气体变质量问题的新视角考法（T4） 1．（26-27高三上·南京中华中学·期初统测）如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在固定汽缸中，活塞能无摩擦地滑动，活塞的面积为S，与汽缸底部相距L，汽缸和活塞导热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为p0和T0。现对活塞施加一水平拉力，使活塞缓慢向右移动距离L后停止，整个过程中水平拉力做功为W，外界大气压和温度不变，求： (1)最终活塞所受水平拉力大小F； (2)该过程中，缸内气体吸收的热量Q。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据玻意耳定律可知 解得 对活塞受力分析可知 解得 （2）根据热力学第一定律，气体温度不变，则内能不变，即 由动能定理有 则气体对外做功 则根据热力学第一定律可得，气体吸热 2．（25-26高二下·江苏徐州·学情调研）如图所示，圆柱形汽缸静置于水平地面上。一轻质弹簧上端固定在汽缸顶部，下端固定在轻质活塞上，活塞距汽缸底端，活塞下面密闭一定质量的理想气体。开始时，弹簧处于原长，密闭气体的压强与大气压强相等且均为，温度。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始移动；继续缓慢加热一段时间，停止加热后，发现活塞上滑时恰好停止，此时密闭气体温度为。活塞与汽缸内壁之间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，滑动摩擦力始终为，弹簧始终在弹性限度内，活塞横截面积为。求 (1)温度的大小； (2)轻质弹簧的劲度系数的大小； (3)从开始加热到活塞上滑的过程中，气体从外界吸收的热量，求此过程中气体内能的增加量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）从开始加热到活塞即将移动，气体体积不变，做等容变化。活塞刚要移动时，气体压力向上，大气压和最大静摩擦力向下，由受力平衡得 代入，， 解得活塞开始移动时，缸内气体压强 根据查理定律 代入数据解得 （2）初始情况下缸内气体的体积为 停止加热后，发现活塞上滑时恰好停止，此时缸内气体的体积为 此时密闭气体温度为 对初始状态和末状态列理想气体状态方程 解得缸内气体压强 此时弹簧处于压缩状态，压缩量 对末状态活塞受力分析，气体压力向上，大气压和最大静摩擦力向下，弹簧弹力向下，可知 代入数据解得 由胡克定律可知，轻质弹簧的劲度系数 （3）根据热力学第一定律得 表示气体对外做的功，因气体仅在活塞移动过程中对外做功，用于克服大气压、摩擦力、弹簧弹力做功，其中克服大气压做功 代入，， 解得 克服摩擦力做功 代入数据解得 克服弹簧弹力做功（弹簧弹力为变力，弹力随位移线性增大）为 代入数据解得 故总对外做功 又从开始加热到活塞上滑的过程中，气体从外界吸收的热量 气体内能的增加量 3. （26-27高三上·江苏淮安·学情调研）如图所示，内壁光滑且导热性能良好的汽缸竖直放置在水平面上，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞的横截面积为S，与缸底相距为h，外界大气压强为。现环境温度由T缓慢降低至0.8T，气体放出的热量为Q。求此过程中： (1)活塞下降的高度d； (2)封闭气体内能的变化。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据平衡条件有 由理想气体状态方程有 活塞下降高度为时，气体末态体积为，因此有 解得 （2）气体对外界做功为 根据热力学第一定律有 由于气体放出的热量为，所以气体吸收的热量为 代入，有 解得 其中的单位为，所以的单位正确；当放热量较大时，气体内能减小，结果符合物理规律。 4．（25-26高二下·江苏宿迁·期末）如图所示，在玻璃瓶中倒入适量热水后，塞上木塞，此时，瓶内气体温度为87℃，压强为。一段时间后，瓶内气体温度降至与环境温度相同。已知大气压强为，环境温度为27℃，整个过程中水的体积不变。求： (1)刚要拔木塞时，瓶中气体的压强； (2)拔出木塞待气体稳定后，进入瓶中气体的质量与瓶中原气体质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意知，气体初态温度，压强 刚要拔木塞时，气体末态温度，压强为，根据查理定律 解得（或） （2）拔出木塞稳定后，瓶内压强等于大气压，温度为，设瓶子容积为。 对瓶内原气体，由理想气体状态方程 由于 化简得 同温同压下，气体质量之比等于体积之比 原气体质量对应体积 进入瓶内的气体体积 因此 【点睛】 真题·实战演练 高频考点：理想气体状态变化综合问题，变质量问题…… 1．（2025·江苏·高考）如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出后，瓶内气体（   ） A．内能迅速增大 B．温度迅速升高 C．压强迅速增大 D．体积迅速膨胀 【答案】D 【详解】瓶塞跳出的过程中瓶内的气体对外做功，气体体积迅速膨胀，由于该过程的时间比较短，可知气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律可知，气体的内能减小，则温度降低，由理想气体状态方程可知，气体压强减小。 故选D。 2．（2026·海南·高考）（多选）下列图像中，表示气体的压强，表示气体的体积。对一定质量的理想气体，其中状态的温度大于状态的是（     ） A． B． C． D． 【答案】BCD 【详解】A．根据题图可知状态的压强等于状态的压强，状态的体积小于状态的体积，根据可知状态的温度小于状态的温度，故A错误； B．根据题图可知状态的压强大于状态的压强，状态的体积等于状态的体积，根据可知状态的温度大于状态的温度，故B正确； C．根据可得，根据题图可知状态与原点的连线斜率大于状态与原点的连线斜率，则状态的温度大于状态的温度，故C正确； D．根据可得，根据题图可知状态与原点的连线斜率大于状态与原点的连线斜率，则状态的温度大于状态的温度，故D正确。 故选BCD。 3．（2026·山东·高考）竖直固定的圆柱形透明管深度为l，管内横截面积为S；圆柱形物块长为，横截面积为S，密度为ρ。室温T1=300K时，某同学将表面涂润滑油的物块竖直置于管口封住管内气体，并使物块缓慢进入透明管，过程中气体无泄漏。当物块处于静止状态时，其上表面恰好与管口齐平，如图乙所示。已知透明管与物块均具有良好导热性能，不计物块与透明管间的摩擦，重力加速度大小为g，大气压强恒定，空气可视为理想气体。 (1)求当地大气压强p0； (2)将装置放置较长时间后，物块下方气柱高度为，该同学认为此装置漏气，测得此时室温T2=270K，求管内剩余气体与密封刚完成时气体的质量比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设密封刚完成时管内气体压强为p1，气柱长度为体积 物块受力平衡有 解得 初始时管内气体体积为压强为大气压温度均为。过程等温，由玻意耳定律 解得 化简有 （2）装置放置较长时间后，物块下方气柱高度为体积温度 物块受力平衡不变，故此时气体压强 密封刚完成时状态 由理想气体状态方程，气体质量比等于之比，且压强p不变，则 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $