第51讲 气体实验定律与理想气体状态方程的综合应用（专项训练）（福建专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

第51讲 气体实验定律与理想气体状态方程的综合应用（专项训练） 目 录 研判·考情前瞻 2 巩固·知识解构 2 知识点1 气体实验定律 2 知识点2 3 知识点3 变质问题的处理方法 4 模拟·基础演练 4 题型01 气体的等温变化 4 题型02 气体的等容变化 7 题型03 气体的等压变化 11 题型04 理想气体状态方程 13 题型05 气体实验定律的综合应用 16 重难·创新演练 19 真题·实战演练 25 研判·考情前瞻 核心考点 2026年 2025年 2024年 理想气体状态方程与气体实验定律的关系 实验题T11(8分） 考情分析 本专题是热学核心大题考点，也会出选择题，单选 4 分、多选 6 分，计算题分值 8–10 分。命题常结合气缸活塞、液柱、U 形管等装置模型。重点考查三大气体实验定律、理想气体状态方程，气体压强计算、多状态分析、变质量等效转化；经常和受力平衡、热力学第一定律综合命题。侧重状态建模，考查力学热学综合分析能力，属于中档偏难题型。 复习目标 吃透三大实验定律与理想气体状态方程，熟练利用受力平衡求气体压强；掌握等温、等容、等压过程特点，会识别 p-V、p-T、V-T 图像；能够对多状态、多容器、充气抽气类变质量问题进行等效转化；结合热力学第一定律同步分析内能、做功、吸放热；规避温度未转换成热力学温度、状态参量匹配错乱、压强分析漏力等易错点，熟练应对气体选择与综合计算题。 巩固·知识解构 知识点1 气体实验定律 1.气体分子运动的特点 (1)分子很小，间距很大，除碰撞外，分子间的相互作用可以忽略。 (2)气体分子向各个方向运动的气体分子数目都相等。 (3)分子做无规则运动，大量分子的速率按“中间多、两头少”的规律分布。 (4)温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，温度升高时，“中间多、两头少”的分布规律不变，气体分子的速率增大，分布曲线的峰值向速率大的一方移动。 2.气体的三个状态参量 (1)压强；(2)体积；(3)温度。 3.气体实验定律的比较 定律名称 比较项目 玻意耳定律 (等温变化) 查理定律 (等容变化) 盖—吕萨克定 律(等压变化) 数学表达式 p1V1＝p2V2或pV＝C(常数) ＝或＝C(常数) ＝或＝C(常数) 同一气体的两条图线 4.平衡状态下气体压强的求法 1.液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强. 2.力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强. 3.等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等.液体内深h处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强 气体压强的产生 1.产生的原因 由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强. 2.决定因素 (1)宏观上：决定于气体的温度和体积. (2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度. 知识点2 理想气体状态方程与气体实验定律的关系 ＝ [注意]　理想气体状态方程与气体实验定律的适用条件：一定质量的某种理想气体。 解决问题的基本思路 知识点3 变质问题的处理方法 分析气体的变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象“化变为定”，即把“变质量”问题转化为“定质量”的气体问题，然后利用气体实验定律或理想气体状态方程求解。 1.充气问题：在充气时，将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象时，这些气体的质量是不变的。这样，可将“变质量”的问题转化成“定质量”问题。 2.抽气问题：在对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，解决该类变质量问题的方法与充气问题类似：假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把“变质量”问题转化为“定质量”的问题。 3.灌气问题：将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质量问题，分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究，即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。 4.漏气问题：容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，如果选容器内剩余气体和漏掉的气体为研究对象，便可使“变质量”转化成“定质量”问题。 5.也可以利用pV＝nRT来处理有关变质量问题。 模拟·基础演练 考查重点：福建高考对气体实验定律与理想气体状态方程综合应用的考查，立足三大气体实验定律、理想气体状态方程，侧重等温、等容、等压过程判断与定量计算，重视多状态、多容器、变质量问题的模型转化。命题常结合活塞、液柱、气缸、充气放气装置，常与热力学第一定律、受力平衡综合。注重状态分析与力学建模能力，题型兼顾选择与计算题，计算题是热学核心大题，重在状态拆解，强调从真实情境提取初末状态参量，完成受力分析、状态判断、列方程求解的完整逻辑链条。 ⏳题型01 气体的等温变化 1．（2026·福建漳州·模拟预测）如图，哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的氮气（视为理想气体），氮气的初始压强为，体积为。现对气球缓慢吹气，使瓶内氮气体积减小，保持温度不变，此时氮气的压强_________，该过程中氮气_________（填“吸收”或“放出”）热量。 【答案】 放出 【详解】[1]对气球缓慢吹气，瓶内气体经历等温压缩过程，压缩后氮气体积 由玻意耳定律 解得此时氮气的压强 [2]理想气体内能仅由温度决定，此过程氮气温度不变，内能不变，即 对气球缓慢吹气，气球压缩氮气，对氮气做正功，即；根据热力学第一定律 可知，故吹气过程中氮气放出热量。 2．（2026·福建福州·模拟预测）某种椅子的结构如图所示，M、N两筒间密闭了长度为L压强为的气体（视为理想气体），M可沿N的内壁上下滑动。若室内温度不变，筒间气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，当M向下滑动高度时，筒内气体压强为__________，这个过程中筒内气体__________（选填“吸收”或“释放”）热量。 【答案】 释放 【详解】[1]设气体横截面积为，初始状态， M下滑后，气体长度变为， 密闭气体做等温变化，由玻意耳定律得 解得 [2]理想气体内能仅与温度有关，等温过程中气体内能变化 该过程是气体被压缩，外界对气体做功（），根据热力学第一定律 可得，因此气体释放热量。 3．（2026·福建·三模）水火箭是物理实践活动的经典项目。选一个完整塑料瓶做箭身，装清水，用带气门芯的橡胶塞塞紧瓶口，接到打气筒上。发射时把瓶口朝下固定在发射架上，缓慢打气，瓶内气压升高顶开橡胶塞，水瞬间喷出，火箭直冲上天。若未打气前瓶内封闭气体压强为，体积为，水喷出瞬间气体压强为，忽略打气过程中，塑料瓶体积和瓶内气体温度的变化，则通过打气筒充入瓶内的气体在压强为时的体积为___________，水喷出过程中，忽略通过瓶壁传递的热量，瓶内气体温度___________（填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】 降低 【详解】[1]打气过程瓶内气体温度不变，符合等温过程的玻意耳定律。 将所有气体整体作为研究对象， 初态：总压强为，总体积为 末态：压强为，体积 根据玻意耳定律 解得 [2]水喷出过程中，瓶内气体膨胀对外做功，；题目说明忽略瓶壁的热传递，即。 根据热力学第一定律 可得，气体内能减小。一定质量气体内能仅与温度有关，因此瓶内气体温度降低。 4．（2026·福建三明·模拟预测）如图所示，将粗细均匀且一端开口导热的玻璃管放置在水平桌面上，当把玻璃管开口朝上缓慢地竖立起来时，当玻璃管转到竖直位置时，管内空气柱的长度_______（填“增大”、“不变”或“减小”）；此过程管中气体是_______（填“放热”或“吸热”）。 【答案】 减小 放热 【详解】[1]用、和、分别表示玻璃管水平、竖直时管内气体的压强和体积。大气压强为，当压强以为单位时，管内气体的压强为， 设玻璃管的横截面积为S，根据玻意耳定律有 解得 故当玻璃管转到竖直位置时，管内空气柱的长度减小； [2]管内气体体积减小，外界对气体做功；缓慢移动时温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知气体放热。 5．（2026·福建三明·二模）如图，哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。在一次实验中保持环境温度不变，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的氮气A，现对气球缓慢吹气，使瓶内氮气A的体积减小ΔV，测得其压强增大了20%，此时氮气A的压强记为p1；继续吹气，使瓶内氮气A的体积再减小ΔV，此时其压强记为p2，则______上述实验过程中氮气A的内能______（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 不变 【详解】[1]设氮气初始压强为，初始体积为。一次压缩后，压强，体积为，由玻意耳定律 解得 第二次压缩后，体积为 压强为，由玻意耳定律 解得 因此 [2]理想气体内能仅由温度决定，本过程环境温度不变，氮气A温度不变，因此内能不变。 ⏳题型02 气体的等容变化 6．（2026·福建莆田·模拟预测）一定质量的理想气体经过程，从到，体积___________（填“变大”或“变小”）：从到，单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数___________（填“减少”或“增加”）；从到，气体___________（填“吸热”或“放热”）。 【答案】 变小 增加 吸热 【详解】[1]根据理想气体状态方程得 得 即图像是一条过原点的直线，图像的斜率为，题中横坐标为横坐标的单位为，图像的原点向左移动，故图像的原点与A点的连线的斜率小于原点与B点连线的斜率，故从到，体积变小。 [2] B到C是等压变化，压强不变，由盖-吕萨克定律 得温度降低，体积减小，单位体积内分子数增大；温度降低使分子平均动能减小，单个分子对器壁碰撞的平均冲量减小，而压强保持不变，因此单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数增加。 [3] C到D温度不变，理想气体内能仅与温度有关，因此内能变化 压强减小，由玻意耳定律得体积增大，气体对外做功，外界对气体做功 根据热力学第一定律 得 故气体吸热。 7．（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。 【答案】 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。 8．（2025·福建·模拟预测）（多选）一定质量的理想气体经历四段状态变化过程，其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为0K，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，、、三个状态的体积关系为，下列说法不正确的是（　　） A．从到，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少 B．、两状态的体积之比为 C．从到的过程气体从外界吸收的热量小于从到的过程气体从外界吸收的热量 D．从到，气体的体积不变 【答案】CD 【详解】A．从b到c，压强不变，温度升高，则体积变大，单位体积内分子数减少，则单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少，故A正确； B．d到a等容过程有 c到d等温过程有 又 联立解得，故B正确； C．由， 联立解得 bcd过程的图如下 由图可知，b到c和c到d的体积差相等。由于图线与横坐标围成的面积表示气体对外界做的功，显然 b到c，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律得 c到d，气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律得 联立可得，故C错误； D．根据得 可知图像的斜率与气体体积有关，从a到b，图线的斜率增大，则气体的体积减小，故D错误。 选不正确的，故选CD。 9．（2025·福建漳州·模拟预测）一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，p→V图像如图所示，BA延长线通过O点，BC与p轴平行，则（　　） A．A→B过程气体吸热 B．A→B过程气体内能减小 C．B→C过程气体对外界做正功 D．B→C过程气体分子的平均动能减小 【答案】A 【详解】AB．A→B过程，p、V乘积变大，根据理想气体的状态方程知，T增大，气体内能增加，即 又由于气体体积增大，气体对外界做正功，即 根据热力学第一定律 可知 即气体吸热，故A正确，B错误； C．B→C过程，气体体积不变，气体对外界不做功，故C错误； D．B→C过程，p增大，V不变，根据查理定律知，T增大，则气体分子的平均动能增大，故D错误。 故选A。 10．（2024·福建福州·模拟预测）一定质量的理想气体的三个状态变化过程如图所示。过程中气体的密度______，过程中气体的体积______，过程中气体的分子动能______。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 减小 不变 增大 【详解】[1] 图像中，等容线是过原点的一条直线，并且图像上的点与原点连战的斜率表示体积的倒数，过程中图像上的点与原点连线的斜率逐渐减小。因此气体体积增大，密度减小。 [2]过程中斜率不变，气体的体积不变。 [3]过程中气体的温度升高，则气体分子平均动能增大。 ⏳题型03 气体的等压变化 11．（2025·福建厦门·模拟预测）小巴同学用铝制易拉罐和粗细均匀的透明薄吸管制作温度计，实验装置如图所示。向一个空的铝制易拉罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱，并将吸管水平放置。不计环境大气压的变化，罐内气体视为理想气体。 (1)环境温度由缓慢上升至过程中，罐内气体__________（填“吸热”或“放热”）。 (2)将制作好的温度计竖直放置在某环境中（吸管在易拉罐上方），所测温度读数__________（填“大于”“小于”或“等于”）实际温度。 【答案】(1)吸热 (2)小于 【详解】（1）罐内气体压强恒定不变，环境温度升高时，罐内气体内能增大，，根据，可知罐内气体体积增大，外界对气体做负功，，根据，可知，罐内气体吸热； （2）若将制作好的温度计竖直放置在某环境中，管内液柱受重力作用，液柱向下运动，内部气体压强增大，体积减小，测量温度小于实际温度。 12．（2026·福建厦门·模拟预测）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为145 cm3，薄吸管底面积0.5 cm2，罐外吸管总长度为20 cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10 cm，大气压强不变，不计油柱与吸管摩擦，摄氏温度与热力学温度的关系为T= （t+273）K。若在吸管上标注等差温度值，则刻度________（选填“左密右疏”“左疏右密”或“均匀分布”），该温度计所能测量的最高温度为________℃。 【答案】 均匀分布 37 【详解】[1] 气体状态过程为等压变化，遵循盖-吕萨克定律：，为定值 即。 罐内总体积 ，热力学温度 整理得​​，可知油柱位置l与摄氏温度为线性关系，温度变化量与长度变化量成正比，因此刻度均匀分布。 [2]初始状态 ， 最高温度对应油柱在吸管最右端，此时 根据盖-吕萨克定律 代入得 转换为摄氏温度 13．（2026·福建莆田·二模）如图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段红色油柱，制成一个简易的气温计。不考虑大气压的变化，若气温升高，罐内空气分子的平均动能________（填“增大”或“减小”）；若给吸管上标刻温度值，刻度是________（填“均匀”或“不均匀”）的。 【答案】 增大 均匀 【详解】[1]温度是分子平均动能的宏观标志，温度升高时，罐内空气分子的热运动加剧，因此平均动能增大。 [2]罐内气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律：（常数），变形可得： 由于吸管内部粗细均匀，气体体积变化量与油柱移动的距离成正比（，S为吸管横截面积），因此 即油柱移动距离与温度变化量成正比，故吸管上的温度刻度是均匀的。 14．（2024·福建莆田·二模）一定质量的理想气体经历C→A→B→C状态变化过程，如图所示，其中C→A过程为______（填“等温”“等压”或“等容”）变化过程，A→B过程中气体体积______（填“增大”“减小”或“不变”），B→C过程中气体______（填“吸收”或“放出”）热量。 【答案】 等容 增大 放出 【详解】[1]由于AC的延长线过坐标原点，压强与热力学温度的比值保持不变，因此体积不变，发生等容变化； [2] A→B过程中，温度不变，根据玻意耳定律，压强减小，因此体积增大； [3] B→C过程中，压强不变，温度降低，根据盖吕萨克定理，体积减小，外界对气体做功，又由于温度降低，内能减小，根据热力学第一定理，气体放出热量。 15．（2025·福建福州·模拟预测）一定质量的理想气体，从状态A到状态B到状态C，其密度的倒数ρ-1与温度T的关系图像如图所示，AB的反向延长线经过坐标原点O，BC与横轴平行，则气体从状态A到状态B，做______变化（填“等压”或“等容”）；气体从状态A到状态B是______（填“吸热”或“放热”）过程。 【答案】 等压 吸热 【详解】[1]根据，可得，对一定质量的理想气体，气体的体积与密度的倒数成正比，则ρ-1-T图像的本质是V-T图像，由，可得，当ρ-1-T图像是经过坐标原点的一条倾斜直线时，V-T图像也是经过坐标原点的一条倾斜直线时，其斜率是定值，结合C为常数，可得p是定值，则气体从状态A到状态B做等压变化。 [2]由题图可知从状态A到状态B，温度升高，内能增大，根据可知体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律，得气体从外界吸热。 ⏳题型04 理想气体状态方程 16．（2026·福建泉州·模拟预测）如图所示为一定质量的理想气体焦耳循环过程的p-V图，其中、为等压过程，、为绝热过程，已知某些状态的部分参数如图所示，图中所标物理量均为已知量，已知过程气体对外放出热量大小为Q，则过程中气体内能的变化量为________；过程中外界对气体做功________。 【答案】 【详解】[1][2]过程中，气体体积减小，外界对气体做功，即 根据热力学第一定律，有 对状态A与状态C，根据理想气体状态方程，有 可得AC温度相同，则内能关系为 为绝热过程，热量变化 根据热力学第一定律，有 可得 17．（25-26高三下·福建泉州·开学考试）一定质量的理想气体从状态变化到状态，其压强随热力学温度变化的规律如图所示，则气体在状态的体积与在状态的体积关系是________；气体从状态变化到状态的过程，气体对外做的正功________（填“大于”“小于”或“等于”）气体吸收的热量。 【答案】 小于 【详解】[1]根据理想气体状态方程 解得 [2]气体从状态变化到状态的过程，温度升高，则气体内能增加，气体体积增大，则，根据热力学第一定律可知，气体对外做功小于气体吸收的热量。 18．（2026·福建·一模）如图所示，一定质量的理想气体经完成循环过程，其中和均为等温过程。关于该循环过程，下列说法正确的是（　　） A．过程中，气体对外做功大于从外界吸收的热量 B．过程的温度高于过程的温度 C．过程中，单位时间单位面积气体撞击器壁的次数减小 D．从状态经一个循环又回到的全过程中，气体吸收的热量小于放出的热量 【答案】C 【详解】A．过程中，气体温度不变，内能不变，体积变大，气体对外做功，根据可知，气体从外界吸收的热量等于对外做功，故A错误； B．根据理想气体状态方程可知，体积为时，状态压强高于状态压强，因此温度高于，故B错误； C．过程中，气体体积不变，压强减小，温度降低，气体的平均速率减小，单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小，故C正确； D．从状态经一个循环又回到的全过程中，气体内能不变，整个过程气体对外做功大小等于图像围成的面积，则整个过程气体吸收热量，即气体吸收的热量大于放出的热量，故D错误。 故选C。 19．（2025·福建·模拟预测）如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积相等的左右两部分。绝热活塞B被锁定，隔板A（厚度不计）的左侧为真空，右侧中一定质量的理想气体处于温度T1的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到温度T2的状态2；则气体从状态1到状态2是______（选填“可逆”或“不可逆”）过程，T1______T2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；随后电阻丝C开始加热，使气体达到温度T3的状态3，则全过程气体压强的变化为______（选填“一直增大”、“一直减小”、“先减小后增大”、“先增大后减小”）。 【答案】 不可逆 等于 先减小后增大 【详解】[1]根据热力学第二定律可知，气体从状态1到状态2是不可逆过程； [2]气体从状态1到状态2，气体不做功，也没有发生热传递，所以气体的内能不变，气体的温度不变，即； [3]根据理想气体状态方程可知，气体从状态1到状态2，温度不变，体积增大，则气体压强减小，从状态2到状态3，温度升高，体积不变，压强增大，则全过程气体压强的变化为先减小后增大。 20．（2025·福建福州·模拟预测）（多选）竖直方向上固定一个两边开口装有水银的连通器，如图甲所示，环境温度为12℃。现将一个黑色接收体和一个浅色接收体分别安装在左右空管上方，封闭两管空气，安装过程中两侧气体长度均为10cm。两接收体除了颜色不同外功能完全一样，可以吸收热量并传递给各自封闭的气体。在两接收体正中间点亮一盏小灯泡作为热源，如图乙所示。经过一段时间，会观测到某时刻左侧气体长度变为11cm，通过温度传感器贴近左管测出此时左管气体温度为90℃，已知大气压强为76cmHg，忽略气体与水银之间的热传递，则下列判断正确的是（　　） A．黑色表面的接收体接收到的热量比浅色表面接收体在相同的条件下接收到的热量更少 B．右管气体在这段时间内，增加的内能大于吸收的热量 C．右管气体此时的温度为18℃ D．左管气体此时的压强为88cmHg 【答案】BD 【详解】A．左管空气柱更长说明黑色表面的接收体接收到的热量比浅色表面接收体在相同的条件下接收到的热量更多，故可以压缩右侧气体体积，故A错误； B．根据热力学第一定律可知 右侧气体Q与W都为正数，则，故B正确； C．利用左右侧水银面高度差为2cm，求得右侧气体的压强为 对左侧气体利用气体状态方程可得 式子中 解得 即为17.25℃，故C错误； D．对左侧气体利用气体状态方程可得 式子中，，，， 解得，故D正确。 故选BD。 ⏳题型05 气体实验定律的综合应用 21．（2026·福建龙岩·三模）如图所示，电子血压计袖带内有气密性良好的气囊，最大容积为300mL。充气前袖带的气囊是瘪的，内部存有60mL压强为的气体，测量血压时需对袖带气囊进行充气，当压强提高至后通过放气进行测量。充气过程气体温度保持不变，则充气过程中，气囊内的气体将__________（填“吸热”或“放热”）；充入气体与气囊内原有气体的质量之比为__________。 【答案】 放热 【详解】[1]因为充气过程气体温度保持不变，内能不变，即 根据玻意耳定律可知压强增大，体积减小，外界对气体做功，即 由热力学第一定律 可知 即气体放热； [2]设充入气体的体积为，以最终气囊内所有气体为研究对象。根据玻意耳定律 其中，，， 解得 同温同压下，气体质量比等于体积比，所以 22．（2026·福建南平·一模）如图，粗细均匀且上端开口的玻璃管竖直放置，管内用长h=4cm的水银封闭着一段长的空气柱。已知大气压强，则管内气体的压强________cmHg。将玻璃管缓慢转至水平，管内气体温度保持不变，则此时管内空气柱长度________cm，此过程中管内气体________（填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）。 【答案】 80 4.0 吸热 【详解】[1]管竖直时，管内气体的压强 [2]将玻璃管缓慢转至水平，根据玻意耳定律可知 其中 解得 [3]此过程中管内气体温度不变，则内能不变，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热。 23．（2026·福建福州·二模）伽利略设计的一种测温装置如图所示，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的空气。若外界大气压强不变，温度升高，则玻璃管内水柱液面______（选填“升高”“降低”或“不变”），玻璃泡内气体______（选填“吸热”或“放热”）。 【答案】 降低 吸热 【详解】[1]设外界大气压强为p0，玻璃管中液柱高为h，玻璃泡中的气体压强为 根据理想气体状态方程有 当外界大气压强不变，温度升高时，玻璃泡中的气体温度升高，则pV增大，玻璃管内水柱液面降低； [2]由于玻璃管内水柱液面降低，则气体对外做功，气体温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量。 24．（24-25高二下·内蒙古·期末）横截面积为S的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在竖直放置、导热良好的圆柱形汽缸内，初始时外界的热力学温度为，活塞下表面距汽缸底部的高度为h。现将一小物块轻放在活塞上表面，如图所示，再次平衡时，活塞下表面距汽缸底部的高度为。大气压强恒为，重力加速度大小为g，活塞和汽缸间的摩擦可忽略。 (1)求小物块的质量m； (2)若外界温度缓慢升高，当活塞恢复到初始位置时再次稳定，求此时外界的热力学温度T。 【答案】(1)； (2) 【详解】（1）设小物块轻放在活塞上表面，再次平衡后封闭气体的压强为，对活塞受力分析有 根据玻意耳定律有 解得 （2）根据查理定律有 解得 25．（2025·福建·模拟预测）如甲图，外界大气压，一内壁光滑的玻璃管用的水银柱封闭着一定长度的理想气体，若将玻璃管放置于倾角的光滑斜面让其稳定自由下滑，则封闭气体压强________cmHg；现静置玻璃管，使其开口向上（乙图），开始时气柱长，气体温度为；若缓慢升高气温，当气柱长时，气体温度________℃。 【答案】 75 37 【详解】[1]玻璃管与水银柱稳定自由下滑，二者加速度都为gsinα（α为斜面倾角），受力分析可得； [2]等压过程，可得，。 重难·创新演练 设题创新：命题反套路，弱化单一等值过程，多结合多缸连通、活塞联动、缓慢抽气充气等生活、科技情境出题。常把双气缸、U 型管、带弹簧活塞、变质量气体作为载体，考查等效转换、分态式思想，避免直接套用单一状态方程。会设置连续多阶段状态变化的新颖情景，要求逐段确定 p、V、T 参量。常与热力学第一定律、受力平衡交叉融合，把气体压强作为力学和热学的纽带。部分题目设置开放性条件，需要自主寻找隐含条件（如活塞受力平衡、体积几何关系）。注重考查状态拆解方法迁移，以新型气缸装置考查基础规律，规避刷题套路，侧重科学思维与建模能力，区分死记结论与理解本质的考生。 1．（2026·福建福州·二模）模拟肺部工作原理的装置如图所示，塑料管上端开口与大气相通，下端在玻璃瓶内分别连通两个“气球肺”，玻璃瓶的底部用弹性良好的橡胶膜密封。向下拉动橡胶膜，“气球肺”膨胀，为吸气过程；松开橡胶膜，“气球肺”恢复原状，为呼气过程。若所有气体视为理想气体，温度保持不变，外界大气压不变。吸气过程，瓶内封闭气体的压强_______（选填“变大”“变小”或“不变”），瓶内封闭气体从外界_______（选填“吸收”“放出”或“既不吸收也不放出”）热量。 【答案】 变小 吸收 【详解】[1]向下拉动橡胶膜，瓶内的气体体积增大，根据玻意耳定律 可知内部气体压强变小，使得外界气压大于内部气压，使得气球肺膨胀。 [2]当瓶内气体体积增加时，气体对外界做功，有 变化前后温度不变，所以内能变化量为0，根据热力学第一定律有 所以 所以气体从外界吸收热量。 2．（2026·福建龙岩·二模）如图是一容积为的电热保温桶，其底部带有龙头。倒入豆浆后，扣上桶盖密封。打开加热开关，桶内密封的理想气体的温度升高，加热结束时，气体的压强____（填“大于”“小于”或“等于”）大气压强。切换到保温挡，打开龙头，豆浆缓慢流出，豆浆恰好能全部流完，即最终桶内气体压强恰好为，则______。 【答案】 大于 【详解】[1]根据等容变化方程，可知加热后，温度升高，压强变大，所以大于大气压强。 [2] 切换到保温挡，打开龙头，豆浆缓慢流出，豆浆恰好能全部流完，即最终桶内气体压强恰好为，则根据等温变化方程 解得 3．（25-26高三下·福建厦门·开学考试）如图所示，密封的大塑料瓶中装有清水，一个玻璃小瓶漂浮在水面上，小瓶开口竖直向下，且小瓶内有空气。缓慢挤压塑料瓶，小瓶下沉，瓶内空气可视为理想气体且温度不变，下沉过程中小瓶内的气体______（填“吸收”或“放出”）热量。已知未挤压大瓶时，大瓶内空气压强为，小瓶内空气柱高为2，内外液面高度差为，清水密度为，重力加速度为，小瓶壁厚不计，当小瓶内空气压强为______时，小瓶刚好完全没入水中。 【答案】 放出 【详解】[1]缓慢挤压塑料瓶时，塑料瓶内的气体体积减小，根据玻意耳定律，有 气体压强增大，所以小瓶内的气体压强也增加 同理在等温情况下，小瓶内气体体积减小，外界对气体做功， 根据热力学第一定律， 温度不变时， 所以，气体放出热量。 [2]小瓶在初态与末状态时都是悬浮在水中保持平衡的，所以 排开液体的体积量是相同的，设小瓶横截面积为S，排开的液体量 末状态时瓶的底部与液面相平，所以此时瓶内气体的长度为h。 瓶内气体初状态压强为 根据玻意耳定律，有 所以末状态小瓶内气体的压强为 4．（2025·福建泉州·一模）图甲为一气压升降椅，图乙为其模型简图，气缸与活塞间封闭有一定质量的理想气体。某同学坐上升降椅，缸内的气体被压缩，若缸内气体温度视为不变，则此过程中缸内气体的压强______（选填“变大”“变小”或“不变”），气体分子单位时间内对单位面积缸壁的碰撞次数______（选填“增加”“减少”或“不变”），气体______（选填“吸收”或“放出”）热量。 【答案】 变大 增加 放出 【详解】[1]某同学坐上升降椅，缸内的气体被压缩，体积减小，且缸内气体温度视为不变，即缸内气体发生等温变化，根据 可知压强增大； [2]温度不变，则分子的平均速率不变，由于体积减小，导致压强增大，根据压强的微观含义可知，单位时间内单位面积器壁上受到气体分子撞击的次数增加； [3]气体体积减小，外界对气体做正功，即；温度不变，则气体的内能不变，即；根据热力学第一定律 解得 可知气体放出热量。 5．（2025·福建南平·模拟预测）如图，一定质量的理想气体经历A→B→C的状态变化过程。则气体在状态B时的温度__________（选填“大于”“等于”或“小于”）在状态C时的温度；在A→B→C过程中，气体__________（选填“吸热”或“放热”）；在A→B过程中，气体对外界做的功为__________J。 【答案】 等于 吸热 300 【详解】[1]B→C的过程，由 有 则气体在状态B时的温度等于气体在状态C时的温度； [2]由图可知A→B的过程是等压变化，由 有 又因，故A→B→C的过程温度升高，由图知A→B→C的过程体积变大，由热力学第一定律 知A→B→C的过程气体吸热； [3]A→B的过程气体对外做的功。 6．（2025·福建宁德·三模）如图是一种儿童玩具“橡皮枪”，主体由枪筒，活塞和橡皮筋组成。在枪筒的前端扣紧“帽子”，枪筒里面的空气被活塞和“帽子”密封。扣动扳机，橡皮筋迅速拉动活塞压缩空气，“帽子”还未掀开的过程中，枪筒中的气体压强______（选填“增大”“不变”或“减小”）；气体的内能______（选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】 增大 增大 【详解】[1]“帽子”还未掀开的过程中，枪筒中的气体体积减小，则压强增大； [2]外界对气体做功，气体来不及和外界有热交换，根据热力学第一定律可知，气体的内能增大。 7．（2024·福建厦门·模拟预测）如图甲为一只气垫运动鞋，鞋底塑料气垫空间内充满气体（可视为理想气体），可以通过压缩气体产生缓冲效果。已知气垫内气体体积为V0，压强为p0，不考虑气垫漏气。若运动员穿上鞋子，气垫内气体体积被缓慢压缩到（不计温度变化）时，气垫内气体的压强变为___________；若气垫内气体温度缓缓上升（忽略体积变化），此过程中气垫内的气体__________（选填“吸热”、“放热”或“不吸热也不放热”）。 【答案】 吸热 【详解】[1]由玻意耳定律有 解得 [2]气体的温度上升，内能增加，则 忽略体积变化，气体对外做功为 由热力学第一定律 可知气体吸热。 8．（2024·福建泉州·二模）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其热力学温度和体积变化过程如图上的两条线段所示，则气体由a变化到b的过程中，气体分子平均动能____________（选填“变大”“不变”或“变小”），由b变化到c的过程中，气体的压强____________（选填“变大”“不变”或“变小”），由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量____________（选填“大于”“等于”或“小于”）其增加的内能。 【答案】 变大 变小 大于 【详解】[1]理想气体由a变化到b的过程中，温度升高，则气体分子平均动能变大； [2]根据理想气体状态方程 知b变化到c的过程中，温度降低，体积增大，气体的压强变小； [3]由a变化到b的过程中，温度升高，则内能增大，由热力学第一定律有 而， 则有 可得 且 即气体从外界吸热，且从外界吸收的热量大于其增加的内能。 9．（2024·福建漳州·三模）如图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强随温度变化的关系”实验装置示意图。弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体（视为理想气体）被封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将C管_____（填“向上”或“向下”）移动，使B管内水银面恢复原有高度，此过程气体_______（填“吸热”或“放热”），气体压强_______（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 向上 吸热 变大 【详解】[1]气体的温度升高，压强增大，B管的水银面下降，要使气体的体积不变，需使C的水银面上升，从而维持烧瓶内气体的体积不变； [2][3]根据克拉伯龙方程（常量） 当体积不变时，温度升高，压强增大，故气体应吸热，压强增大。 10．（2024·福建龙岩·三模）如图甲，一定质量理想气体经历了两个等温和两个等容过程。气体经历C→D的过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积撞击的次数______（填“增加”“减少”或“不变”），状态B和状态C的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙中两条曲线，则状态C对应______（选填“①”或“②”）曲线，气体完成一次循环对外界做______（选填“正功”“负功”或“不做功”）。 【答案】 减小 ② 正功 【详解】[1]根据影响密闭气体压强微观原因：单位时间内气体分子对器壁单位面积撞击的次数和每次撞击的平均作用力；由图像可知C→D的过程属于等温变化，温度不变，每次撞击的平均作用力不变，又因为该过程压强减小，所以气体分子单位时间内对器壁单位面积撞击的次数减小； [2]B→C过程属于等容变化，根据查理定律 可得TB<TC，而温度又是分子平均动能的标志，由图像可看出，图线②表示速率较大的分子数目多，也就是分子平均动能较大，所以图线②对应状态C； [3]根据p-V图线与横坐标所围成的面积表示做功可知A→B→C的过程气体体积变小，外界对气体做正功为折线ABC与横轴所围成的面积；C→D→A的过程气体体积变大，气体对外界做功为折线CDA与横轴所围成的面积；根据面积大小关系可知气体完成一次循环对外界做正功。 真题·实战演练 高频考点：高频考点集中在玻意耳定律、查理定律、盖 - 吕萨克定律以及理想气体状态方程，重点是气体压强的受力求解、多状态参量梳理。单一等值过程判断、p-V、p-T、V-T 图像分析是选择题高频；多状态连续变化、变质量问题常作为热学计算题压轴。常结合热力学第一定律，同步分析气体做功、吸放热、内能变化。易错点集中在压强计算出错、温度误用摄氏温度、初末状态对应混乱、忽略活塞受力变化，是试卷主要失分点。 1．（2026·福建·高考真题）如图，盛有液体的粗细均匀U形细管竖直放置，两端分别与装有一定质量理想气体的气瓶甲、乙相连，构成一个密闭系统。初始时，U形管两侧液面高度相同，瓶内气体压强均为，温度均为。现分别对气瓶甲、乙缓慢加热，U形管左侧液面下降，当两侧液柱高度差为h（h较小，两侧气体体积变化可忽略）时，气瓶________（填“甲”或“乙”）内气体的温度较高，两气瓶内气体的温度差绝对值为________。已知重力加速度大小为g，液体密度为ρ且保持不变。 【答案】 甲 【详解】[1]U形管左侧液面下降，说明甲气瓶的压强较大，气瓶甲、乙内理想气体在升温过程中保持体积不变，根据理想气体状态方程可知，气瓶甲内气体的温度较高。 [2]设加热后气瓶甲、乙内理想气体的压强分别为、，温度分别为、，根据查理定律，对甲有 对乙有 根据题意可知 因此可得两气瓶内气体的温度差绝对值 2．（2022·福建·高考真题）带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体开始处于a状态，然后经过状态变化过程到达c状态。在图中变化过程如图所示。 （1）气体从a状态经过到达b状态的过程中压强____________。（填“增大”、“减小”或“不变”） （2）气体从b状态经过到达c状态的过程要____________。（填“吸收”或“放出”）热量。 【答案】 增大 放出 【详解】（1）[1]由图像可知，气体从a状态经过到达b状态的过程中，气体的体积保持不变，温度升高，根据 可知气体的压强增大。 （2）[2]由图像可知，气体从b状态经过到达c状态的过程，气体的温度保持不变，则气体的内能保持不变；气体的体积减小，则外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体对外放出热量。 3．（2026·江西·高考真题）西汉青铜雁鱼灯构思巧妙，体现了我国古代工匠的智慧，如图（a）所示。假设灯内一定质量的理想气体吸收了热量，从初态经历压强为的等压过程变化到末态，如图（b）所示。已知气体初态温度为、体积为，末态体积为。求： (1)气体在末态时的温度； (2)该过程中气体内能的变化量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设末态时气体温度为。由盖—吕萨克定律，得 可得 （2）为等压膨胀，外界对气体做功 由热力学第一定律 联立可得 4．（2026·海南·高考真题）（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。 5．（2026·浙江·高考真题）如图所示，在平台上固定安装一个内壁光滑的绝热汽缸，缸内被绝热活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞处于位置1被锁定，抽气后气体处于状态。解除锁定，活塞移至位置2处时再次被锁定。接着用电阻丝为气体加热，直至气体达到状态。已知气体在状态时，压强，体积，温度，在状态时，压强，体积。 (1)求气体在状态时的温度； (2)从状态到状态，气体内能增加；电阻丝发热为气体提供的热量。求状态到状态过程中外界对气体做的功； (3)气体处于状态时，让平台匀速上升，则气体的内能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；相对于汽缸，向上运动的分子数目___________（选填“明显大于”、“明显小于”或“近似等于”）向下运动的分子数目。 【答案】(1)450K (2)400J (3) 不变 近似等于 【详解】（1）对封闭的一定质量理想气体，由理想气体状态方程 整理得： （2）根据热力学第一定律，气体内能变化满足 将已知、代入 解得 （3）[1]理想气体的内能宏观上只和温度有关。平台匀速上升属于宏观机械运动，不会改变气体分子的无规则热运动剧烈程度，气体温度不变，因此内能不变。 [2] 气体分子的无规则热运动是各向同性的，平台匀速上升的宏观运动不会破坏分子热运动的统计均匀性，因此相对于汽缸，向上运动的分子数目近似等于向下运动的分子数目。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第51讲 气体实验定律与理想气体状态方程的综合应用（专项训练） 模拟·基础演练 题号 8 9 18 20 答案 CD A C BD ⏳题型01 气体的等温变化 1．【答案】 放出 【详解】[1]对气球缓慢吹气，瓶内气体经历等温压缩过程，压缩后氮气体积 由玻意耳定律 解得此时氮气的压强 [2]理想气体内能仅由温度决定，此过程氮气温度不变，内能不变，即 对气球缓慢吹气，气球压缩氮气，对氮气做正功，即；根据热力学第一定律 可知，故吹气过程中氮气放出热量。 2．【答案】 释放 【详解】[1]设气体横截面积为，初始状态， M下滑后，气体长度变为， 密闭气体做等温变化，由玻意耳定律得 解得 [2]理想气体内能仅与温度有关，等温过程中气体内能变化 该过程是气体被压缩，外界对气体做功（），根据热力学第一定律 可得，因此气体释放热量。 3．【答案】 降低 【详解】[1]打气过程瓶内气体温度不变，符合等温过程的玻意耳定律。 将所有气体整体作为研究对象， 初态：总压强为，总体积为 末态：压强为，体积 根据玻意耳定律 解得 [2]水喷出过程中，瓶内气体膨胀对外做功，；题目说明忽略瓶壁的热传递，即。 根据热力学第一定律 可得，气体内能减小。一定质量气体内能仅与温度有关，因此瓶内气体温度降低。 4．【答案】 减小 放热 【详解】[1]用、和、分别表示玻璃管水平、竖直时管内气体的压强和体积。大气压强为，当压强以为单位时，管内气体的压强为， 设玻璃管的横截面积为S，根据玻意耳定律有 解得 故当玻璃管转到竖直位置时，管内空气柱的长度减小； [2]管内气体体积减小，外界对气体做功；缓慢移动时温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知气体放热。 5．【答案】 不变 【详解】[1]设氮气初始压强为，初始体积为。一次压缩后，压强，体积为，由玻意耳定律 解得 第二次压缩后，体积为 压强为，由玻意耳定律 解得 因此 [2]理想气体内能仅由温度决定，本过程环境温度不变，氮气A温度不变，因此内能不变。 ⏳题型02 气体的等容变化 6．【答案】 变小 增加 吸热 【详解】[1]根据理想气体状态方程得 得 即图像是一条过原点的直线，图像的斜率为，题中横坐标为横坐标的单位为，图像的原点向左移动，故图像的原点与A点的连线的斜率小于原点与B点连线的斜率，故从到，体积变小。 [2] B到C是等压变化，压强不变，由盖-吕萨克定律 得温度降低，体积减小，单位体积内分子数增大；温度降低使分子平均动能减小，单个分子对器壁碰撞的平均冲量减小，而压强保持不变，因此单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数增加。 [3] C到D温度不变，理想气体内能仅与温度有关，因此内能变化 压强减小，由玻意耳定律得体积增大，气体对外做功，外界对气体做功 根据热力学第一定律 得 故气体吸热。 7．【答案】 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。 8．【答案】CD 【详解】A．从b到c，压强不变，温度升高，则体积变大，单位体积内分子数减少，则单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少，故A正确； B．d到a等容过程有 c到d等温过程有 又 联立解得，故B正确； C．由， 联立解得 bcd过程的图如下 由图可知，b到c和c到d的体积差相等。由于图线与横坐标围成的面积表示气体对外界做的功，显然 b到c，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律得 c到d，气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律得 联立可得，故C错误； D．根据得 可知图像的斜率与气体体积有关，从a到b，图线的斜率增大，则气体的体积减小，故D错误。 选不正确的，故选CD。 9．【答案】A 【详解】AB．A→B过程，p、V乘积变大，根据理想气体的状态方程知，T增大，气体内能增加，即 又由于气体体积增大，气体对外界做正功，即 根据热力学第一定律 可知 即气体吸热，故A正确，B错误； C．B→C过程，气体体积不变，气体对外界不做功，故C错误； D．B→C过程，p增大，V不变，根据查理定律知，T增大，则气体分子的平均动能增大，故D错误。 故选A。 10．【答案】 减小 不变 增大 【详解】[1] 图像中，等容线是过原点的一条直线，并且图像上的点与原点连战的斜率表示体积的倒数，过程中图像上的点与原点连线的斜率逐渐减小。因此气体体积增大，密度减小。 [2]过程中斜率不变，气体的体积不变。 [3]过程中气体的温度升高，则气体分子平均动能增大。 ⏳题型03 气体的等压变化 11．【答案】(1)吸热 (2)小于 【详解】（1）罐内气体压强恒定不变，环境温度升高时，罐内气体内能增大，，根据，可知罐内气体体积增大，外界对气体做负功，，根据，可知，罐内气体吸热； （2）若将制作好的温度计竖直放置在某环境中，管内液柱受重力作用，液柱向下运动，内部气体压强增大，体积减小，测量温度小于实际温度。 12．【答案】 均匀分布 37 【详解】[1] 气体状态过程为等压变化，遵循盖-吕萨克定律：，为定值 即。 罐内总体积 ，热力学温度 整理得​​，可知油柱位置l与摄氏温度为线性关系，温度变化量与长度变化量成正比，因此刻度均匀分布。 [2]初始状态 ， 最高温度对应油柱在吸管最右端，此时 根据盖-吕萨克定律 代入得 转换为摄氏温度 13．【答案】 增大 均匀 【详解】[1]温度是分子平均动能的宏观标志，温度升高时，罐内空气分子的热运动加剧，因此平均动能增大。 [2]罐内气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律：（常数），变形可得： 由于吸管内部粗细均匀，气体体积变化量与油柱移动的距离成正比（，S为吸管横截面积），因此 即油柱移动距离与温度变化量成正比，故吸管上的温度刻度是均匀的。 14．【答案】 等容 增大 放出 【详解】[1]由于AC的延长线过坐标原点，压强与热力学温度的比值保持不变，因此体积不变，发生等容变化； [2] A→B过程中，温度不变，根据玻意耳定律，压强减小，因此体积增大； [3] B→C过程中，压强不变，温度降低，根据盖吕萨克定理，体积减小，外界对气体做功，又由于温度降低，内能减小，根据热力学第一定理，气体放出热量。 15．【答案】 等压 吸热 【详解】[1]根据，可得，对一定质量的理想气体，气体的体积与密度的倒数成正比，则ρ-1-T图像的本质是V-T图像，由，可得，当ρ-1-T图像是经过坐标原点的一条倾斜直线时，V-T图像也是经过坐标原点的一条倾斜直线时，其斜率是定值，结合C为常数，可得p是定值，则气体从状态A到状态B做等压变化。 [2]由题图可知从状态A到状态B，温度升高，内能增大，根据可知体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律，得气体从外界吸热。 ⏳题型04 理想气体状态方程 16．【答案】 【详解】[1][2]过程中，气体体积减小，外界对气体做功，即 根据热力学第一定律，有 对状态A与状态C，根据理想气体状态方程，有 可得AC温度相同，则内能关系为 为绝热过程，热量变化 根据热力学第一定律，有 可得 17．【答案】 小于 【详解】[1]根据理想气体状态方程 解得 [2]气体从状态变化到状态的过程，温度升高，则气体内能增加，气体体积增大，则，根据热力学第一定律可知，气体对外做功小于气体吸收的热量。 18．【答案】C 【详解】A．过程中，气体温度不变，内能不变，体积变大，气体对外做功，根据可知，气体从外界吸收的热量等于对外做功，故A错误； B．根据理想气体状态方程可知，体积为时，状态压强高于状态压强，因此温度高于，故B错误； C．过程中，气体体积不变，压强减小，温度降低，气体的平均速率减小，单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小，故C正确； D．从状态经一个循环又回到的全过程中，气体内能不变，整个过程气体对外做功大小等于图像围成的面积，则整个过程气体吸收热量，即气体吸收的热量大于放出的热量，故D错误。 故选C。 19．【答案】 不可逆 等于 先减小后增大 【详解】[1]根据热力学第二定律可知，气体从状态1到状态2是不可逆过程； [2]气体从状态1到状态2，气体不做功，也没有发生热传递，所以气体的内能不变，气体的温度不变，即； [3]根据理想气体状态方程可知，气体从状态1到状态2，温度不变，体积增大，则气体压强减小，从状态2到状态3，温度升高，体积不变，压强增大，则全过程气体压强的变化为先减小后增大。 20．【答案】BD 【详解】A．左管空气柱更长说明黑色表面的接收体接收到的热量比浅色表面接收体在相同的条件下接收到的热量更多，故可以压缩右侧气体体积，故A错误； B．根据热力学第一定律可知 右侧气体Q与W都为正数，则，故B正确； C．利用左右侧水银面高度差为2cm，求得右侧气体的压强为 对左侧气体利用气体状态方程可得 式子中 解得 即为17.25℃，故C错误； D．对左侧气体利用气体状态方程可得 式子中，，，， 解得，故D正确。 故选BD。 ⏳题型05 气体实验定律的综合应用 21．【答案】 放热 【详解】[1]因为充气过程气体温度保持不变，内能不变，即 根据玻意耳定律可知压强增大，体积减小，外界对气体做功，即 由热力学第一定律 可知 即气体放热； [2]设充入气体的体积为，以最终气囊内所有气体为研究对象。根据玻意耳定律 其中，，， 解得 同温同压下，气体质量比等于体积比，所以 22．【答案】 80 4.0 吸热 【详解】[1]管竖直时，管内气体的压强 [2]将玻璃管缓慢转至水平，根据玻意耳定律可知 其中 解得 [3]此过程中管内气体温度不变，则内能不变，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热。 23．【答案】 降低 吸热 【详解】[1]设外界大气压强为p0，玻璃管中液柱高为h，玻璃泡中的气体压强为 根据理想气体状态方程有 当外界大气压强不变，温度升高时，玻璃泡中的气体温度升高，则pV增大，玻璃管内水柱液面降低； [2]由于玻璃管内水柱液面降低，则气体对外做功，气体温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量。 24．【答案】(1)； (2) 【详解】（1）设小物块轻放在活塞上表面，再次平衡后封闭气体的压强为，对活塞受力分析有 根据玻意耳定律有 解得 （2）根据查理定律有 解得 25．【答案】 75 37 【详解】[1]玻璃管与水银柱稳定自由下滑，二者加速度都为gsinα（α为斜面倾角），受力分析可得； [2]等压过程，可得，。 重难·创新演练 1．【答案】 变小 吸收 【详解】[1]向下拉动橡胶膜，瓶内的气体体积增大，根据玻意耳定律 可知内部气体压强变小，使得外界气压大于内部气压，使得气球肺膨胀。 [2]当瓶内气体体积增加时，气体对外界做功，有 变化前后温度不变，所以内能变化量为0，根据热力学第一定律有 所以 所以气体从外界吸收热量。 2．【答案】 大于 【详解】[1]根据等容变化方程，可知加热后，温度升高，压强变大，所以大于大气压强。 [2] 切换到保温挡，打开龙头，豆浆缓慢流出，豆浆恰好能全部流完，即最终桶内气体压强恰好为，则根据等温变化方程 解得 3．【答案】 放出 【详解】[1]缓慢挤压塑料瓶时，塑料瓶内的气体体积减小，根据玻意耳定律，有 气体压强增大，所以小瓶内的气体压强也增加 同理在等温情况下，小瓶内气体体积减小，外界对气体做功， 根据热力学第一定律， 温度不变时， 所以，气体放出热量。 [2]小瓶在初态与末状态时都是悬浮在水中保持平衡的，所以 排开液体的体积量是相同的，设小瓶横截面积为S，排开的液体量 末状态时瓶的底部与液面相平，所以此时瓶内气体的长度为h。 瓶内气体初状态压强为 根据玻意耳定律，有 所以末状态小瓶内气体的压强为 4．【答案】 变大 增加 放出 【详解】[1]某同学坐上升降椅，缸内的气体被压缩，体积减小，且缸内气体温度视为不变，即缸内气体发生等温变化，根据 可知压强增大； [2]温度不变，则分子的平均速率不变，由于体积减小，导致压强增大，根据压强的微观含义可知，单位时间内单位面积器壁上受到气体分子撞击的次数增加； [3]气体体积减小，外界对气体做正功，即；温度不变，则气体的内能不变，即；根据热力学第一定律 解得 可知气体放出热量。 5．【答案】 等于 吸热 300 【详解】[1]B→C的过程，由 有 则气体在状态B时的温度等于气体在状态C时的温度； [2]由图可知A→B的过程是等压变化，由 有 又因，故A→B→C的过程温度升高，由图知A→B→C的过程体积变大，由热力学第一定律 知A→B→C的过程气体吸热； [3]A→B的过程气体对外做的功。 6．【答案】 增大 增大 【详解】[1]“帽子”还未掀开的过程中，枪筒中的气体体积减小，则压强增大； [2]外界对气体做功，气体来不及和外界有热交换，根据热力学第一定律可知，气体的内能增大。 7．【答案】 吸热 【详解】[1]由玻意耳定律有 解得 [2]气体的温度上升，内能增加，则 忽略体积变化，气体对外做功为 由热力学第一定律 可知气体吸热。 8．【答案】 变大 变小 大于 【详解】[1]理想气体由a变化到b的过程中，温度升高，则气体分子平均动能变大； [2]根据理想气体状态方程 知b变化到c的过程中，温度降低，体积增大，气体的压强变小； [3]由a变化到b的过程中，温度升高，则内能增大，由热力学第一定律有 而， 则有 可得 且 即气体从外界吸热，且从外界吸收的热量大于其增加的内能。 9．【答案】 向上 吸热 变大 【详解】[1]气体的温度升高，压强增大，B管的水银面下降，要使气体的体积不变，需使C的水银面上升，从而维持烧瓶内气体的体积不变； [2][3]根据克拉伯龙方程（常量） 当体积不变时，温度升高，压强增大，故气体应吸热，压强增大。 10．【答案】 减小 ② 正功 【详解】[1]根据影响密闭气体压强微观原因：单位时间内气体分子对器壁单位面积撞击的次数和每次撞击的平均作用力；由图像可知C→D的过程属于等温变化，温度不变，每次撞击的平均作用力不变，又因为该过程压强减小，所以气体分子单位时间内对器壁单位面积撞击的次数减小； [2]B→C过程属于等容变化，根据查理定律 可得TB<TC，而温度又是分子平均动能的标志，由图像可看出，图线②表示速率较大的分子数目多，也就是分子平均动能较大，所以图线②对应状态C； [3]根据p-V图线与横坐标所围成的面积表示做功可知A→B→C的过程气体体积变小，外界对气体做正功为折线ABC与横轴所围成的面积；C→D→A的过程气体体积变大，气体对外界做功为折线CDA与横轴所围成的面积；根据面积大小关系可知气体完成一次循环对外界做正功。 真题·实战演练 1．【答案】 甲 【详解】[1]U形管左侧液面下降，说明甲气瓶的压强较大，气瓶甲、乙内理想气体在升温过程中保持体积不变，根据理想气体状态方程可知，气瓶甲内气体的温度较高。 [2]设加热后气瓶甲、乙内理想气体的压强分别为、，温度分别为、，根据查理定律，对甲有 对乙有 根据题意可知 因此可得两气瓶内气体的温度差绝对值 2．【答案】 增大 放出 【详解】（1）[1]由图像可知，气体从a状态经过到达b状态的过程中，气体的体积保持不变，温度升高，根据 可知气体的压强增大。 （2）[2]由图像可知，气体从b状态经过到达c状态的过程，气体的温度保持不变，则气体的内能保持不变；气体的体积减小，则外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体对外放出热量。 3．【答案】(1) (2) 【详解】（1）设末态时气体温度为。由盖—吕萨克定律，得 可得 （2）为等压膨胀，外界对气体做功 由热力学第一定律 联立可得 4．【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。 5．【答案】(1)450K (2)400J (3) 不变 近似等于 【详解】（1）对封闭的一定质量理想气体，由理想气体状态方程 整理得： （2）根据热力学第一定律，气体内能变化满足 将已知、代入 解得 （3）[1]理想气体的内能宏观上只和温度有关。平台匀速上升属于宏观机械运动，不会改变气体分子的无规则热运动剧烈程度，气体温度不变，因此内能不变。 [2] 气体分子的无规则热运动是各向同性的，平台匀速上升的宏观运动不会破坏分子热运动的统计均匀性，因此相对于汽缸，向上运动的分子数目近似等于向下运动的分子数目。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第51讲 气体实验定律与理想气体状态方程的综合应用（专项训练） 目 录 研判·考情前瞻 2 巩固·知识解构 2 知识点1 气体实验定律 2 知识点2 3 知识点3 变质问题的处理方法 4 模拟·基础演练 4 题型01 气体的等温变化 4 题型02 气体的等容变化 6 题型03 气体的等压变化 7 题型04 理想气体状态方程 8 题型05 气体实验定律的综合应用 10 重难·创新演练 11 真题·实战演练 15 研判·考情前瞻 核心考点 2026年 2025年 2024年 理想气体状态方程与气体实验定律的关系 实验题T11(8分） 考情分析 本专题是热学核心大题考点，也会出选择题，单选 4 分、多选 6 分，计算题分值 8–10 分。命题常结合气缸活塞、液柱、U 形管等装置模型。重点考查三大气体实验定律、理想气体状态方程，气体压强计算、多状态分析、变质量等效转化；经常和受力平衡、热力学第一定律综合命题。侧重状态建模，考查力学热学综合分析能力，属于中档偏难题型。 复习目标 吃透三大实验定律与理想气体状态方程，熟练利用受力平衡求气体压强；掌握等温、等容、等压过程特点，会识别 p-V、p-T、V-T 图像；能够对多状态、多容器、充气抽气类变质量问题进行等效转化；结合热力学第一定律同步分析内能、做功、吸放热；规避温度未转换成热力学温度、状态参量匹配错乱、压强分析漏力等易错点，熟练应对气体选择与综合计算题。 巩固·知识解构 知识点1 气体实验定律 1.气体分子运动的特点 (1)分子很小，间距很大，除碰撞外，分子间的相互作用可以忽略。 (2)气体分子向各个方向运动的气体分子数目都相等。 (3)分子做无规则运动，大量分子的速率按“中间多、两头少”的规律分布。 (4)温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，温度升高时，“中间多、两头少”的分布规律不变，气体分子的速率增大，分布曲线的峰值向速率大的一方移动。 2.气体的三个状态参量 (1)压强；(2)体积；(3)温度。 3.气体实验定律的比较 定律名称 比较项目 玻意耳定律 (等温变化) 查理定律 (等容变化) 盖—吕萨克定 律(等压变化) 数学表达式 p1V1＝p2V2或pV＝C(常数) ＝或＝C(常数) ＝或＝C(常数) 同一气体的两条图线 4.平衡状态下气体压强的求法 1.液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强. 2.力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强. 3.等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等.液体内深h处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强 气体压强的产生 1.产生的原因 由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强. 2.决定因素 (1)宏观上：决定于气体的温度和体积. (2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度. 知识点2 理想气体状态方程与气体实验定律的关系 ＝ [注意]　理想气体状态方程与气体实验定律的适用条件：一定质量的某种理想气体。 解决问题的基本思路 知识点3 变质问题的处理方法 分析气体的变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象“化变为定”，即把“变质量”问题转化为“定质量”的气体问题，然后利用气体实验定律或理想气体状态方程求解。 1.充气问题：在充气时，将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象时，这些气体的质量是不变的。这样，可将“变质量”的问题转化成“定质量”问题。 2.抽气问题：在对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，解决该类变质量问题的方法与充气问题类似：假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把“变质量”问题转化为“定质量”的问题。 3.灌气问题：将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质量问题，分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究，即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。 4.漏气问题：容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，如果选容器内剩余气体和漏掉的气体为研究对象，便可使“变质量”转化成“定质量”问题。 5.也可以利用pV＝nRT来处理有关变质量问题。 模拟·基础演练 考查重点：福建高考对气体实验定律与理想气体状态方程综合应用的考查，立足三大气体实验定律、理想气体状态方程，侧重等温、等容、等压过程判断与定量计算，重视多状态、多容器、变质量问题的模型转化。命题常结合活塞、液柱、气缸、充气放气装置，常与热力学第一定律、受力平衡综合。注重状态分析与力学建模能力，题型兼顾选择与计算题，计算题是热学核心大题，重在状态拆解，强调从真实情境提取初末状态参量，完成受力分析、状态判断、列方程求解的完整逻辑链条。 ⏳题型01 气体的等温变化 1．（2026·福建漳州·模拟预测）如图，哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的氮气（视为理想气体），氮气的初始压强为，体积为。现对气球缓慢吹气，使瓶内氮气体积减小，保持温度不变，此时氮气的压强_________，该过程中氮气_________（填“吸收”或“放出”）热量。 2．（2026·福建福州·模拟预测）某种椅子的结构如图所示，M、N两筒间密闭了长度为L压强为的气体（视为理想气体），M可沿N的内壁上下滑动。若室内温度不变，筒间气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，当M向下滑动高度时，筒内气体压强为__________，这个过程中筒内气体__________（选填“吸收”或“释放”）热量。 3．（2026·福建·三模）水火箭是物理实践活动的经典项目。选一个完整塑料瓶做箭身，装清水，用带气门芯的橡胶塞塞紧瓶口，接到打气筒上。发射时把瓶口朝下固定在发射架上，缓慢打气，瓶内气压升高顶开橡胶塞，水瞬间喷出，火箭直冲上天。若未打气前瓶内封闭气体压强为，体积为，水喷出瞬间气体压强为，忽略打气过程中，塑料瓶体积和瓶内气体温度的变化，则通过打气筒充入瓶内的气体在压强为时的体积为___________，水喷出过程中，忽略通过瓶壁传递的热量，瓶内气体温度___________（填“升高”“降低”或“不变”）。 4．（2026·福建三明·模拟预测）如图所示，将粗细均匀且一端开口导热的玻璃管放置在水平桌面上，当把玻璃管开口朝上缓慢地竖立起来时，当玻璃管转到竖直位置时，管内空气柱的长度_______（填“增大”、“不变”或“减小”）；此过程管中气体是_______（填“放热”或“吸热”）。 5．（2026·福建三明·二模）如图，哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。在一次实验中保持环境温度不变，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的氮气A，现对气球缓慢吹气，使瓶内氮气A的体积减小ΔV，测得其压强增大了20%，此时氮气A的压强记为p1；继续吹气，使瓶内氮气A的体积再减小ΔV，此时其压强记为p2，则______上述实验过程中氮气A的内能______（填“增大”“减小”或“不变”）。 ⏳题型02 气体的等容变化 6．（2026·福建莆田·模拟预测）一定质量的理想气体经过程，从到，体积___________（填“变大”或“变小”）：从到，单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数___________（填“减少”或“增加”）；从到，气体___________（填“吸热”或“放热”）。 7．（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。 8．（2025·福建·模拟预测）（多选）一定质量的理想气体经历四段状态变化过程，其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为0K，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，、、三个状态的体积关系为，下列说法不正确的是（　　） A．从到，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少 B．、两状态的体积之比为 C．从到的过程气体从外界吸收的热量小于从到的过程气体从外界吸收的热量 D．从到，气体的体积不变 9．（2025·福建漳州·模拟预测）一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，p→V图像如图所示，BA延长线通过O点，BC与p轴平行，则（　　） A．A→B过程气体吸热 B．A→B过程气体内能减小 C．B→C过程气体对外界做正功 D．B→C过程气体分子的平均动能减小 10．（2024·福建福州·模拟预测）一定质量的理想气体的三个状态变化过程如图所示。过程中气体的密度______，过程中气体的体积______，过程中气体的分子动能______。（均选填“增大”“减小”或“不变”） ⏳题型03 气体的等压变化 11．（2025·福建厦门·模拟预测）小巴同学用铝制易拉罐和粗细均匀的透明薄吸管制作温度计，实验装置如图所示。向一个空的铝制易拉罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱，并将吸管水平放置。不计环境大气压的变化，罐内气体视为理想气体。 (1)环境温度由缓慢上升至过程中，罐内气体__________（填“吸热”或“放热”）。 (2)将制作好的温度计竖直放置在某环境中（吸管在易拉罐上方），所测温度读数__________（填“大于”“小于”或“等于”）实际温度。 12．（2026·福建厦门·模拟预测）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为145 cm3，薄吸管底面积0.5 cm2，罐外吸管总长度为20 cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10 cm，大气压强不变，不计油柱与吸管摩擦，摄氏温度与热力学温度的关系为T= （t+273）K。若在吸管上标注等差温度值，则刻度________（选填“左密右疏”“左疏右密”或“均匀分布”），该温度计所能测量的最高温度为________℃。 13．（2026·福建莆田·二模）如图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段红色油柱，制成一个简易的气温计。不考虑大气压的变化，若气温升高，罐内空气分子的平均动能________（填“增大”或“减小”）；若给吸管上标刻温度值，刻度是________（填“均匀”或“不均匀”）的。 14．（2024·福建莆田·二模）一定质量的理想气体经历C→A→B→C状态变化过程，如图所示，其中C→A过程为______（填“等温”“等压”或“等容”）变化过程，A→B过程中气体体积______（填“增大”“减小”或“不变”），B→C过程中气体______（填“吸收”或“放出”）热量。 15．（2025·福建福州·模拟预测）一定质量的理想气体，从状态A到状态B到状态C，其密度的倒数ρ-1与温度T的关系图像如图所示，AB的反向延长线经过坐标原点O，BC与横轴平行，则气体从状态A到状态B，做______变化（填“等压”或“等容”）；气体从状态A到状态B是______（填“吸热”或“放热”）过程。 ⏳题型04 理想气体状态方程 16．（2026·福建泉州·模拟预测）如图所示为一定质量的理想气体焦耳循环过程的p-V图，其中、为等压过程，、为绝热过程，已知某些状态的部分参数如图所示，图中所标物理量均为已知量，已知过程气体对外放出热量大小为Q，则过程中气体内能的变化量为________；过程中外界对气体做功________。 17．（25-26高三下·福建泉州·开学考试）一定质量的理想气体从状态变化到状态，其压强随热力学温度变化的规律如图所示，则气体在状态的体积与在状态的体积关系是________；气体从状态变化到状态的过程，气体对外做的正功________（填“大于”“小于”或“等于”）气体吸收的热量。 18．（2026·福建·一模）如图所示，一定质量的理想气体经完成循环过程，其中和均为等温过程。关于该循环过程，下列说法正确的是（　　） A．过程中，气体对外做功大于从外界吸收的热量 B．过程的温度高于过程的温度 C．过程中，单位时间单位面积气体撞击器壁的次数减小 D．从状态经一个循环又回到的全过程中，气体吸收的热量小于放出的热量 19．（2025·福建·模拟预测）如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积相等的左右两部分。绝热活塞B被锁定，隔板A（厚度不计）的左侧为真空，右侧中一定质量的理想气体处于温度T1的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到温度T2的状态2；则气体从状态1到状态2是______（选填“可逆”或“不可逆”）过程，T1______T2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；随后电阻丝C开始加热，使气体达到温度T3的状态3，则全过程气体压强的变化为______（选填“一直增大”、“一直减小”、“先减小后增大”、“先增大后减小”）。 20．（2025·福建福州·模拟预测）（多选）竖直方向上固定一个两边开口装有水银的连通器，如图甲所示，环境温度为12℃。现将一个黑色接收体和一个浅色接收体分别安装在左右空管上方，封闭两管空气，安装过程中两侧气体长度均为10cm。两接收体除了颜色不同外功能完全一样，可以吸收热量并传递给各自封闭的气体。在两接收体正中间点亮一盏小灯泡作为热源，如图乙所示。经过一段时间，会观测到某时刻左侧气体长度变为11cm，通过温度传感器贴近左管测出此时左管气体温度为90℃，已知大气压强为76cmHg，忽略气体与水银之间的热传递，则下列判断正确的是（　　） A．黑色表面的接收体接收到的热量比浅色表面接收体在相同的条件下接收到的热量更少 B．右管气体在这段时间内，增加的内能大于吸收的热量 C．右管气体此时的温度为18℃ D．左管气体此时的压强为88cmHg ⏳题型05 气体实验定律的综合应用 21．（2026·福建龙岩·三模）如图所示，电子血压计袖带内有气密性良好的气囊，最大容积为300mL。充气前袖带的气囊是瘪的，内部存有60mL压强为的气体，测量血压时需对袖带气囊进行充气，当压强提高至后通过放气进行测量。充气过程气体温度保持不变，则充气过程中，气囊内的气体将__________（填“吸热”或“放热”）；充入气体与气囊内原有气体的质量之比为__________。 22．（2026·福建南平·一模）如图，粗细均匀且上端开口的玻璃管竖直放置，管内用长h=4cm的水银封闭着一段长的空气柱。已知大气压强，则管内气体的压强________cmHg。将玻璃管缓慢转至水平，管内气体温度保持不变，则此时管内空气柱长度________cm，此过程中管内气体________（填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）。 23．（2026·福建福州·二模）伽利略设计的一种测温装置如图所示，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的空气。若外界大气压强不变，温度升高，则玻璃管内水柱液面______（选填“升高”“降低”或“不变”），玻璃泡内气体______（选填“吸热”或“放热”）。 24．（24-25高二下·内蒙古·期末）横截面积为S的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在竖直放置、导热良好的圆柱形汽缸内，初始时外界的热力学温度为，活塞下表面距汽缸底部的高度为h。现将一小物块轻放在活塞上表面，如图所示，再次平衡时，活塞下表面距汽缸底部的高度为。大气压强恒为，重力加速度大小为g，活塞和汽缸间的摩擦可忽略。 (1)求小物块的质量m； (2)若外界温度缓慢升高，当活塞恢复到初始位置时再次稳定，求此时外界的热力学温度T。 25．（2025·福建·模拟预测）如甲图，外界大气压，一内壁光滑的玻璃管用的水银柱封闭着一定长度的理想气体，若将玻璃管放置于倾角的光滑斜面让其稳定自由下滑，则封闭气体压强________cmHg；现静置玻璃管，使其开口向上（乙图），开始时气柱长，气体温度为；若缓慢升高气温，当气柱长时，气体温度________℃。 重难·创新演练 设题创新：命题反套路，弱化单一等值过程，多结合多缸连通、活塞联动、缓慢抽气充气等生活、科技情境出题。常把双气缸、U 型管、带弹簧活塞、变质量气体作为载体，考查等效转换、分态式思想，避免直接套用单一状态方程。会设置连续多阶段状态变化的新颖情景，要求逐段确定 p、V、T 参量。常与热力学第一定律、受力平衡交叉融合，把气体压强作为力学和热学的纽带。部分题目设置开放性条件，需要自主寻找隐含条件（如活塞受力平衡、体积几何关系）。注重考查状态拆解方法迁移，以新型气缸装置考查基础规律，规避刷题套路，侧重科学思维与建模能力，区分死记结论与理解本质的考生。 1．（2026·福建福州·二模）模拟肺部工作原理的装置如图所示，塑料管上端开口与大气相通，下端在玻璃瓶内分别连通两个“气球肺”，玻璃瓶的底部用弹性良好的橡胶膜密封。向下拉动橡胶膜，“气球肺”膨胀，为吸气过程；松开橡胶膜，“气球肺”恢复原状，为呼气过程。若所有气体视为理想气体，温度保持不变，外界大气压不变。吸气过程，瓶内封闭气体的压强_______（选填“变大”“变小”或“不变”），瓶内封闭气体从外界_______（选填“吸收”“放出”或“既不吸收也不放出”）热量。 2．（2026·福建龙岩·二模）如图是一容积为的电热保温桶，其底部带有龙头。倒入豆浆后，扣上桶盖密封。打开加热开关，桶内密封的理想气体的温度升高，加热结束时，气体的压强____（填“大于”“小于”或“等于”）大气压强。切换到保温挡，打开龙头，豆浆缓慢流出，豆浆恰好能全部流完，即最终桶内气体压强恰好为，则______。 3．（25-26高三下·福建厦门·开学考试）如图所示，密封的大塑料瓶中装有清水，一个玻璃小瓶漂浮在水面上，小瓶开口竖直向下，且小瓶内有空气。缓慢挤压塑料瓶，小瓶下沉，瓶内空气可视为理想气体且温度不变，下沉过程中小瓶内的气体______（填“吸收”或“放出”）热量。已知未挤压大瓶时，大瓶内空气压强为，小瓶内空气柱高为2，内外液面高度差为，清水密度为，重力加速度为，小瓶壁厚不计，当小瓶内空气压强为______时，小瓶刚好完全没入水中。 4．（2025·福建泉州·一模）图甲为一气压升降椅，图乙为其模型简图，气缸与活塞间封闭有一定质量的理想气体。某同学坐上升降椅，缸内的气体被压缩，若缸内气体温度视为不变，则此过程中缸内气体的压强______（选填“变大”“变小”或“不变”），气体分子单位时间内对单位面积缸壁的碰撞次数______（选填“增加”“减少”或“不变”），气体______（选填“吸收”或“放出”）热量。 5．（2025·福建南平·模拟预测）如图，一定质量的理想气体经历A→B→C的状态变化过程。则气体在状态B时的温度__________（选填“大于”“等于”或“小于”）在状态C时的温度；在A→B→C过程中，气体__________（选填“吸热”或“放热”）；在A→B过程中，气体对外界做的功为__________J。 6．（2025·福建宁德·三模）如图是一种儿童玩具“橡皮枪”，主体由枪筒，活塞和橡皮筋组成。在枪筒的前端扣紧“帽子”，枪筒里面的空气被活塞和“帽子”密封。扣动扳机，橡皮筋迅速拉动活塞压缩空气，“帽子”还未掀开的过程中，枪筒中的气体压强______（选填“增大”“不变”或“减小”）；气体的内能______（选填“增大”“不变”或“减小”）。 7．（2024·福建厦门·模拟预测）如图甲为一只气垫运动鞋，鞋底塑料气垫空间内充满气体（可视为理想气体），可以通过压缩气体产生缓冲效果。已知气垫内气体体积为V0，压强为p0，不考虑气垫漏气。若运动员穿上鞋子，气垫内气体体积被缓慢压缩到（不计温度变化）时，气垫内气体的压强变为___________；若气垫内气体温度缓缓上升（忽略体积变化），此过程中气垫内的气体__________（选填“吸热”、“放热”或“不吸热也不放热”）。 8．（2024·福建泉州·二模）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其热力学温度和体积变化过程如图上的两条线段所示，则气体由a变化到b的过程中，气体分子平均动能____________（选填“变大”“不变”或“变小”），由b变化到c的过程中，气体的压强____________（选填“变大”“不变”或“变小”），由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量____________（选填“大于”“等于”或“小于”）其增加的内能。 9．（2024·福建漳州·三模）如图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强随温度变化的关系”实验装置示意图。弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体（视为理想气体）被封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将C管_____（填“向上”或“向下”）移动，使B管内水银面恢复原有高度，此过程气体_______（填“吸热”或“放热”），气体压强_______（填“变大”“变小”或“不变”）。 10．（2024·福建龙岩·三模）如图甲，一定质量理想气体经历了两个等温和两个等容过程。气体经历C→D的过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积撞击的次数______（填“增加”“减少”或“不变”），状态B和状态C的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙中两条曲线，则状态C对应______（选填“①”或“②”）曲线，气体完成一次循环对外界做______（选填“正功”“负功”或“不做功”）。 真题·实战演练 高频考点：高频考点集中在玻意耳定律、查理定律、盖 - 吕萨克定律以及理想气体状态方程，重点是气体压强的受力求解、多状态参量梳理。单一等值过程判断、p-V、p-T、V-T 图像分析是选择题高频；多状态连续变化、变质量问题常作为热学计算题压轴。常结合热力学第一定律，同步分析气体做功、吸放热、内能变化。易错点集中在压强计算出错、温度误用摄氏温度、初末状态对应混乱、忽略活塞受力变化，是试卷主要失分点。 1．（2026·福建·高考真题）如图，盛有液体的粗细均匀U形细管竖直放置，两端分别与装有一定质量理想气体的气瓶甲、乙相连，构成一个密闭系统。初始时，U形管两侧液面高度相同，瓶内气体压强均为，温度均为。现分别对气瓶甲、乙缓慢加热，U形管左侧液面下降，当两侧液柱高度差为h（h较小，两侧气体体积变化可忽略）时，气瓶________（填“甲”或“乙”）内气体的温度较高，两气瓶内气体的温度差绝对值为________。已知重力加速度大小为g，液体密度为ρ且保持不变。 2．（2022·福建·高考真题）带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体开始处于a状态，然后经过状态变化过程到达c状态。在图中变化过程如图所示。 （1）气体从a状态经过到达b状态的过程中压强____________。（填“增大”、“减小”或“不变”） （2）气体从b状态经过到达c状态的过程要____________。（填“吸收”或“放出”）热量。 3．（2026·江西·高考真题）西汉青铜雁鱼灯构思巧妙，体现了我国古代工匠的智慧，如图（a）所示。假设灯内一定质量的理想气体吸收了热量，从初态经历压强为的等压过程变化到末态，如图（b）所示。已知气体初态温度为、体积为，末态体积为。求： (1)气体在末态时的温度； (2)该过程中气体内能的变化量。 4．（2026·海南·高考真题）（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． 5．（2026·浙江·高考真题）如图所示，在平台上固定安装一个内壁光滑的绝热汽缸，缸内被绝热活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞处于位置1被锁定，抽气后气体处于状态。解除锁定，活塞移至位置2处时再次被锁定。接着用电阻丝为气体加热，直至气体达到状态。已知气体在状态时，压强，体积，温度，在状态时，压强，体积。 (1)求气体在状态时的温度； (2)从状态到状态，气体内能增加；电阻丝发热为气体提供的热量。求状态到状态过程中外界对气体做的功； (3)气体处于状态时，让平台匀速上升，则气体的内能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；相对于汽缸，向上运动的分子数目___________（选填“明显大于”、“明显小于”或“近似等于”）向下运动的分子数目。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $