2026年高考物理一轮复习精讲精练第71讲气体的性质(练习)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮复习精讲精练第71讲气体的性质(练习)(学生版+解析)，共9页。试卷主要包含了用热力学方法可测量重力加速度等内容，欢迎下载使用。
1．（2025·河南·高考真题）如图，一圆柱形汽缸水平固置，其内部被活塞M、P、N密封成两部分，活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时，P左、右两侧理想气体的温度分别为和，体积分别为和，。则（ ）
A．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将右移
B．固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将左移
C．保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将右移
D．保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将左移
2．（2025·海南·高考真题）竖直放置的汽缸内，活塞横截面积，活塞质量不计，活塞与汽缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体，，大气压强，
(1)若加热活塞缓慢上升，体积变为，求此时的温度；
(2)若往活塞上放的重物，保持温度T0不变，求稳定之后，气体的体积。
3．（2025·湖南·高考真题）用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为的空气柱。液柱长为h，密度为。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为，大气压强为。
(1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小；
(2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长，细管开口向上竖直放置时空气柱温度。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度时，空气柱长度与竖直放置时相同。已知。根据该组实验数据，求重力加速度g的值。
4．（2025·四川·高考真题）如图1所示，用活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内，活塞稳定在a处。将汽缸置于恒温冷水中，如图2所示，活塞自发从a处缓慢下降并停在b处，然后保持汽缸不动，用外力将活塞缓慢提升回a处。不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。则（ ）
A．活塞从a到b的过程中，汽缸内气体压强升高
B．活塞从a到b的过程中，汽缸内气体内能不变
C．活塞从b到a的过程中，汽缸内气体压强升高
D．活塞从b到a的过程中，汽缸内气体内能不变
5．（2025·广东·高考真题）如图是某铸造原理示意图，往气室注入空气增加压强，使金属液沿升液管进入已预热的铸型室，待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通过排气孔与大气相通，大气压强，铸型室底面积，高度，底面与注气前气室内金属液面高度差，柱状气室底面积，注气前气室内气体压强为，金属液的密度，重力加速度取，空气可视为理想气体，不计升液管的体积。
(1)求金属液刚好充满铸型室时，气室内金属液面下降的高度和气室内气体压强。
(2)若在注气前关闭排气孔使铸型室密封，且注气过程中铸型室内温度不变，求注气后铸型室内的金属液高度为时，气室内气体压强。
模拟冲关
6．（24-25高三下·辽宁·期中）在深海探测任务中，某探测器通过调节气囊内的气体体积来控制其上浮与下潜。探测器在距离海平面处海底工作时，气囊内封闭一定质量的理想气体，气囊内气体体积，温度。探测器上浮过程中，气体先保持温度不变膨胀，到距离海平面时体积变为，随后由于海水温度升高，气体等压膨胀，到水面时温度。已知水面大气压强，海水密度，重力加速度大小，求：
(1)探测器上浮到距离海平面时气囊内气体的体积；
(2)探测器上浮到水面时气囊内气体的体积。
7．（2025·陕西汉中·一模）13中国是茶叶的原产地，不同区域形成了各具特色的茶类，其中青茶是人们喜爱的茶类之一。如图所示，是人们饮用青茶的器具，在圆柱形茶杯中装入热力学温度为T的热水，用杯盖将茶杯杯口封闭，待冷却至环境温度后，手提杯盖可以将整个茶杯提起。已知环境的热力学温度为T0，大气压强为p0，茶杯底面与杯盖面积均为S，重力加速度为g，杯盖与茶杯杯口之间密封完好，不漏气，杯内封闭气体可视为理想气体。
(1)求冷却过程中，杯内封闭气体的内能如何变化？
(2)用手向上提杯盖，为使茶杯不脱落，求茶杯与水总质量的最大值。
8．（2025·山东济宁·模拟预测）如图，一竖直放置、导热良好的汽缸上端开口，汽缸内壁上有卡口a和b，a距缸底的高度为H，a、b间距为0.5H，活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的氮气。开始时活塞静止在卡口a处，活塞与卡口a间的弹力大小为。现打开阀门K，缓慢向缸内充入压强为、温度为的氮气，稳定后活塞恰好到达卡口b处，关闭阀门K。已知活塞质量为m，横截面积为S，厚度可忽略，活塞与汽缸间的摩擦忽略不计，大气压强为，环境温度恒为，氮气可视为理想气体，重力加速度大小为g，。求：
(1)活塞在卡口a和卡口b时氮气的压强（结果用表示）；
(2)充入缸内的氮气在压强为、温度为状态下的体积；
(3)关闭阀门K，若环境温度升为。稳定后，阀门K由于故障缓慢漏气，求活塞恰好与卡口b分离时，漏出的氮气与容器内剩余氮气的质量比（漏气过程中气体温度保持为）。
9．（2025·山东济南·二模）如图所示，导热良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，一定质量的活塞放置在卡环上，将汽缸分为A、B两部分。初始时两部分高度均为h，C处开口，B部分的压强与大气压强相等。现将环境温度由T0缓慢升高为时，活塞恰好离开卡环；继续升温直至活塞升高，然后保持温度不变；再由充气口C注入气体，使活塞缓慢下降，最后刚好回到卡环位置。已知大气压强为p0。求：
(1)活塞升高时的温度；
(2)注入气体前、后A部分气体的质量比。
10．（2025·山东德州·三模）科学小实验“听话的小药瓶”，其原理如图所示，把高的玻璃容器竖直放置，装入一部分某种液体，将一质量的小药瓶倒放入液体中，瓶口有微小锯齿状（内外液体能良好流通），小药瓶底面积，高8cm，初始状态如图所示：小药瓶内液体高度，液体的密度，玻璃容器内液面高度，容器底面积。取，大气压强。不计小药瓶的体积。求：
(1)求初始状态下小药瓶内气体压强；
(2)现将玻璃容器上端封闭，并往外抽气，求小药瓶即将上浮时，玻璃容器剩余的气体和初始状态下玻璃容器内气体质量之比。（整个过程中温度恒定，小药瓶不倾倒，不漏气）
11．（2025·四川巴中·三模）如图所示的封闭汽缸导热性能良好，汽缸容积为V，正中间有一固定卡环，缸内活塞将气体分成A、B两部分，两部分气体的体积之比为3：1，活塞的横截面积为S，汽缸左侧有一阀门K处于关闭状态。大气压强为，缸内气体压强为，现打开阀门，让气体缓慢放出，已知外界温度恒定，活塞与汽缸内壁无摩擦且密封性良好，不计活塞的厚度及卡环的大小，则
(1)当活塞刚要与卡环接触时，缸内气体的压强是多少？
(2)最终卡环对活塞的压力大小是多少？
12．（2025·全国·模拟预测）某些特定文物需要用惰性气体进行密封保存。如图甲所示为一博物馆保存文物所使用的容器，主体由上端开口的圆桶、盖板、卡鞘和充气阀门组成。圆桶高为，内部横截面积为。盖板质量可以忽略且与圆桶之间密封性较好。卡鞘厚度可以忽略，距离圆桶底部处，卡鞘上表面装有压力传感器，能测量盖板对卡鞘的作用力。初始时，圆桶中充满惰性气体，盖板稳定于圆桶的开口处。如图乙在盖板上放置一质量为的砝码，稳定后盖板刚好位于卡鞘处且压力传感器的示数为零。忽略盖板与圆桶之间的摩擦以及气体温度的变化，充气阀门始终闭合。取大气压，重力加速度取，求：
(1)该文物的体积；
(2)若经过长时间的放置后，惰性气体有少量泄漏，压力传感器的示数为，求泄漏的惰性气体占原有气体的质量的百分比。
13．（2025·山东·模拟预测）如图所示，一内壁光滑足够高的汽缸开口竖直向上静置于地面上，质量为的活塞通过劲度系数的轻弹簧与活塞底部相连，汽缸的横截面积为，活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体。当汽缸内气体的温度为时，汽缸内气体的压强为，气体体积。已知大气压强，重力加速度取，忽略弹簧的体积。求：

(1)弹簧的原长；
(2)现对汽缸缓慢加热，当弹簧恢复原长时缸内气体的温度为多少。
14．（2025·山东青岛·三模）实验时某同学发现橡皮塞卡在装有水的玻璃瓶的瓶口无法取出，为取出橡皮塞该同学采取了以下措施：他先将玻璃瓶置于温度为87℃的恒温水中，稳定后橡皮塞恰好移动；然后将瓶从水中取出静置足够长时间，用注射器缓慢向瓶内注入150mL空气后，橡皮塞恰好移动，已知玻璃瓶容积为1000mL，橡皮塞的横截面积为2×10-3m2，橡皮塞与瓶口间的滑动摩擦力为40N，环境温度始终为15℃，大气压强为1.0×105Pa，整个过程橡皮塞密封性良好，不计橡皮塞质量及体积。求：
(1)玻璃瓶中水的体积；
(2)注射器注入的空气与瓶内原有空气的质量比。
15．（2025·湖南邵阳·三模）被喻为五感经济中最后一片蓝海，“嗅觉经济”近年来正为美妆类消费的风口，中国香水市场增长迅速，国产品牌纷纷入局。在工业测量过程中，经常会用到充气的方法较精确地测定异形容器的容积和密封程度，为测量某国产香水瓶的容积，将该香水瓶与一带活塞的汽缸相连且导热性良好，汽缸和香水瓶内压强均为，汽缸体积为，推动活塞将汽缸内所有气体缓慢推入香水瓶，测得此时压强为P。
(1)求香水瓶容积；
(2)若密封程度合格标准为：漏气质量小于原密封气体质量为3%视为合格。具体操作是：将香水瓶封装，使温度从T增加到1.20T，测得其内部压强由变为，请判断该香水瓶封装是否合格。
16．（2025·山东聊城·三模）热气球通过携带各种气象仪器上升到不同高度，测量大气的温度﹑湿度、气压，风速和风向等参数。通过这些数据，气象学家能够更深入地了解大气的垂直结构和变化规律，从而提高天气预报的准确性。如图所示，一热气球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通，以保持球内外压强相等；球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度﹐使气球上升或下降。已知气球的总体积为（球壳体积忽略不计），除球内空气外。气球和吊篮的总质量为M，地球表面大气温度为，密度为，如果把大气视为理想气体且密度和温度不随高度变化，重力加速度为g ，热气球的体积不发生变化。加热球内气体可使热气球从地面飘起。当热气球刚要从地面缓慢飘起时，求：
(1)气球内气体的质量与初始时的质量比；
(2)热气球内气体的温度T。
17．（2025·湖北·模拟预测）如图为某学校的气膜体育馆，馆内空气压强高于馆外空气压强，通过自动充气装置将馆内外气压差维持在250~500Pa，这种气压差对人体是安全的，且有利于营造馆内的富氧环境，对运动者的健康有益。已知馆内空间体积为V，空气温度T1=300K且保持不变，馆外大气压强为p0=1.0×105Pa，假设空气可看作理想气体，标准状态下（0℃，p0=1.0×105Pa）空气的摩尔体积为V0，阿伏伽德罗常数为NA。某次充气后到下次充前，求：
(1)漏掉空气的质量与馆内原有空气质量之比。
(2)漏掉空气分子的总个数。
18．（2025·河南·模拟预测）如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左管封闭，右管开口向上，左、右两管的横截面积相等。左管内封闭有长度为、温度为、压强为的理想气体，左、右两管的水银面高度差为，大气压强为，求：
(1)若缓慢的升高封闭气体的温度，当左、右两管的水银面等高时，求此时封闭气体的温度；
(2)若从右端管口向玻璃管中注入高度为的水银，并缓慢的增加气体的温度，再次稳定时，封闭气体的长度仍为，求此时封闭气体的温度。
19．（2025·陕西·三模）某热学研究所实验室的热学研究装置如图所示，A、B两汽缸深度均为2L，汽缸B活塞横截面积为2S，汽缸A活塞横截面积为S。汽缸A绝热，固定于水平地面上，汽缸B导热，紧靠汽缸A放置但不固定。由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦，两活塞之间与大气相通，两汽缸内均装有理想气体，两活塞处于平衡状态，汽缸A内的活塞与其底部的距离为L，被封闭气体的压强为1.5p0，温度为T0，汽缸B内的活塞与其底部的距离也为L，缓慢加热A中气体，直到汽缸B开始滑动。在此过程中环境温度保持不变，已知大气压强为p0，汽缸B与地面间的最大静摩擦力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，活塞厚度不计。求：
(1)汽缸B开始滑动时缸内活塞到其底部的距离；
(2)汽缸B开始滑动时汽缸A中气体温度。
20．（2025·广东茂名·模拟预测）某兴趣小组设计的拉力测量装置如图所示，由两个不同横截面积的导热圆筒连接成的汽缸水平固定放置，汽缸内用一刚性轻质细杆连接两导热活塞A、B，两活塞间密封一定质量的理想气体，汽缸两侧与大气相通。活塞A左侧连接一轻质细绳，细绳另一端绕过定滑轮被施加大小为的力。已知环境温度保持不变，大气压强始终为，活塞A、B的面积分别为、。初始时拉力为零，两活塞与汽缸连接处的距离都为，不计活塞与汽缸之间的摩擦，不计活塞厚度的影响。求：
(1)拉力缓慢增大时，汽缸内的密封气体吸热还是放热；
(2)当拉力时，活塞A与汽缸连接处的距离；
(3)该装置所能测量拉力的最大值。
21．（2025·陕西咸阳·模拟预测）空气弹簧是在密封的容器中充入压缩空气，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的减震装置，其基本结构和原理如图所示，在导热良好的汽缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的空气（可视为理想气体），外界温度保持不变。初始时，汽缸内空气柱的高度，若将一质量的物块轻放在活塞上，稳定后汽缸内空气柱的高度。已知活塞的横截面积，大气压强恒为，重力加速度g取。求：
(1)空气弹簧的等效劲度系数k；
(2)活塞的质量M。
22．（2025·新疆·模拟预测）如图所示，置于水平地面的气缸封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦，活塞和气缸导热良好，活塞与气缸所处的环境温度恒定。现将少许细砂缓慢倒在活塞上，下列说法正确的是（ ）
A．气体从外界吸收热量
B．外界对气体做功，气体的内能增大
C．单位时间撞击到器壁单位面积上的分子数增多
D．气体的压强不变
23．（2025·河北张家口·三模）我国北方地区秋季昼夜温差比较大。一日某室内最高温度为32℃，最低温度为12℃，假设室内气体压强保持不变，该室内有一如图所示的空茶壶，则在温度最高与最低时壶中气体质量之比为（已知摄氏温度t与热力学温度T的关系是T=t+273K）（ ）
A．63∶59B．59∶63C．61∶57D．57∶61
24．（2025·山东·一模）如图所示粗细相同、导热良好的薄壁U形管竖直放置，左管开口，右管封闭。管中装有水银，左管内水银面比右管内水银面高，左管内水银面到管口的距离，右管内封闭的空气柱长度。现用活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使左、右管内水银面齐平。已知大气压强恒为，活塞可沿左管壁无摩擦地滑动，推动过程中气体温度始终不变，下列说法正确的是（ ）
A．左管内水银面向下移动的距离为
B．活塞向下移动的距离为
C．稳定后右管中气体的压强为
D．稳定后固定活塞，若环境温度缓慢降低，则左管内水银面逐渐低于右管
25．（2025·江苏·模拟预测）两端封闭的玻璃管水平放置，一段水银柱将管中的气体a、b隔开，水银柱处于静止状态，图中标明了气体a、b的体积和温度的关系。如果气体a、b均升高相同的温度，水银柱向左移动的是（ ）

A． B．
C． D．
26．（2025·河北·模拟预测）如图所示，竖直放置的容器A和B通过一细管相连，容器A内的液面比容器B内的液面低h，容器A的横截面积是容器B横截面积的3倍。两容器内分别封闭I和II两部分气体。容器A上端与一活塞相连。初始时气体I的压强小于活塞上面的气体压强，活塞被一对卡环挡住。使活塞不能下降。初始时气体II的高度为2h，其压强为p。
(1)若对气体I进行降温后，两容器内液面相平，气体II温度不变。求此时气体I的压强力p1；
(2)若将活塞向上缓慢拉（两部分气体温度保持不变），当两容器内液面相平时，已知液体的密度为ρ，重力加速度为g，满足ρgh=p。求此时气体I的体积与初始时体积的比值。
27．（2025·辽宁丹东·二模）截至2025年3月24日《哪吒2》暂列全球票房榜第5名。该片传递积极价值观，情节丰富有深度，视觉效果震撼。片中太乙真人使用天元鼎炼丹，已知天元鼎正常时是容积为4的密闭容器，初始时内部气体压强与外界大气压相同即，温度为。在炼丹过程中，太乙真人施展法术对炉内气体加热，当炉内气体温度达600K时，炉内的压强为。若加热过程中天元鼎缓慢漏气，当温度为600K时炉内压强，设泄露出去的气体质量与剩余在鼎中的气体质量之比为n（炉内气体可视为理想气体）则（ ）
A．B．
C．D．
28．（2025·安徽·三模）一辆汽车的一个轮胎充入空气后容积为0.1m3，胎压为2.0atm，轮胎内空气温度为7℃，汽车行驶一段时间后，轮胎内空气体积不变，温度变为27℃。已知7℃、1.0atm的空气密度为1.3kg/m3，求：
(1)轮胎内空气密度；
(2)汽车行驶一段时间后的胎压。（以atm为单位，可用分数表示）
29．（2025·安徽·模拟预测）如图所示，汽缸A和B分别竖直和水平放置，两汽缸底部用一细管连接，两汽缸分别用重力不计的活塞1、2封闭，活塞1与汽缸间无摩擦，活塞2与汽缸间有摩擦。开始时封闭气体压强为，两汽缸内气柱长度均为h，现缓慢向活塞1倒入总质量为的细沙，活塞2刚好不移动。已知活塞1的横截面积为3S，活塞2的横截面积为2S，细管体积可忽略，整个过程中气体的温度保持不变，重力加速度为g，求：
(1)活塞2与汽缸之间的最大静摩擦力；
(2)倒入细沙后，A中气柱的长度。
30．（2025·云南玉溪·模拟预测）如图所示，一导热良好的汽缸固定在倾角为的固定斜面上，汽缸内用一横截面积为S、质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦地滑动，汽缸开口处有两个固定卡扣。初始时活塞静止，其到汽缸底部的距离为。已知大气压强恒为，汽缸内部的长度为L，重力加速度为g，不计活塞厚度，汽缸不漏气。
(1)若通过加热使得汽缸内气体的热力学温度升高到原来的2倍，求此时气体的压强为多少？
(2)若不改变环境温度，利用充气装置缓慢充入压强为的相同气体，使汽缸中气体的压强与（1）中相同，求充入压强为的气体的体积V为多少？