2026屆高考物理一輪總復習提能訓練（七十九）含答案

提能訓練練案［79］

基礎鞏固練

題組一單一氣體多過程問題

1.(2025?安徽省皖南八校第二次聯考)如圖為小明同學設計的研究一定質量氣體

的壓強、體積與溫度三者關系的實驗裝置示意圖。倒U形玻璃管M與兩端均開口的

直玻璃管N用橡膠管P連接，M左端封閉，M、N、P三者粗細均勻且橫截面均相等。

一定質量的某種氣體被管內水銀封閉于M內，通過調整N的高度及M中氣體的溫度

均可改變M44氣體的壓強。開始時M、N內的水銀面等高，M中氣體總長度為54

cm,溫度為。=300K。現調整N的高度使M右側水銀面升高9cm,再將M、N固

定，然后使M中氣體溫度升高至7=360K,M、N、P始終在同一豎直平面內，N足

夠長。已知大氣壓強po=75cmHg,求：

(1)固定M、N時兩玻璃管中水銀面高度差；

(2)M中氣體溫度升高至7=360K時，N中水銀面變化的高度。(結果可用根式表

［答案］(1)15cm⑵(9回一45)cm

［解析］(1)設管的橫截面積為S,調整N的高度后，M管中氣體壓強為「2。

對M管中封閉氣體有，

狀態I:p\=75cmHg,

匕=54cmXS,T}=300K

狀態n：T2=FI=3OOK,

匕=54cmXS-9cmXS=45cmXS

由玻意耳定律得P/i=P2%，解得

P2=90cmHg

此時M、N兩玻璃管中氣體壓強差

=P2-Po=15cmHg

故固定M、N時兩玻璃管中水銀面高度差為△，?=15cm。

(2)M中氣體溫度升高至7=360K時，設N中水銀面升高x,則對M管中封閉氣

體有

狀態HI：匕=(45cm+x)S,

73=7=360K>P3=po+P&+P2x

由理想氣體狀態方程得竽=喈

12h

解得x=(9-/30-45)cm。

題組二關聯氣體問題

2.豎直放置的粗細均勻、兩端封閉的細長玻璃管中，有一段水銀柱將管中氣體

分為A和B兩部分，如羽所示。已知兩部分氣體A和B的體積關系是0=3腺，溫

度相同，將玻璃管溫度均升高相同溫度的過程中，水銀將()

A.向A移動

B.向B移動

C.始終不動

D.以上三種情況都有可能

［答案］B

［解析］假設水銀柱不動，兩部分氣體都做等容變化，根據查理定律有彳=2，

所以兩部分氣體初狀態溫度7相同，升高的溫度相同，初狀態氣體A

的p大,則A〃A>APB，水銀柱所受合外力方向向上：應向上移動，即向B移動，故選

B。

3.(2023?全國乙卷)如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長度均為20cm

的A、B兩段細管組成，A管的內徑是B管的2倍，B管在上方。管內空氣被一段水

銀柱隔開。水銀柱在兩管中的長度均為10cm。現將玻璃管倒置使A管在上方，平衡

后，A管內的空氣柱長度改變1cm。求B管在上方時，玻璃管內兩部分氣體的壓強。

(氣體溫度保持不變，以cmHg為壓強單位)

裔中物理

B

［答案］74.36cmHg54.36cmHg

［解析］設B管在上方時上部分氣壓為夕B，則此時下方氣壓為夕A，此時有PA=

PB+20cmHg

倒置后A管氣體壓強變小，即空氣柱長度增加1cm,A管中水銀柱減小1cm,A

管的內徑是B管的2倍，則SA=4SB

可知B管水銀柱增加4cm,空氣柱減少4cm;設此時兩管的壓強分別為〃A'、

PB'，所以有0A'+23cmHg=pB'

倒置前后溫度不變，根據玻意耳定律對A管有〃ASA￡A=〃A'SJA'

對B管有PB品￡B=PB'

其中￡/=10cm+1cm=11cm

LB'=10cm-4cm=6cm

聯立以上各式解得

PA=74.36cmHg

PB=54.36cmHg。

題組三變質量問題

4.（多選）（2025?福建沈巖月考）如圖所示是某同學用手持式打氣筒對一只籃球打氣

的情景。打氣前籃球內氣體的壓強為1.1atm,每次打入的氣體的壓強為1.0atm、體

積為籃球容積的《，假設整個過程中籃球沒有變形，不計氣體的溫度變化，球內氣體

可視為理想氣體，貝義）

A.打氣后，球內每個氣體分子對球內壁的作用力增大

B.打氣后，球內氣體分子對球內壁單位面積的平均作用力增大

裔中物理

C.打氣6次后，球內氣體的壓強為1.4atm

D.打氣6次后，球內氣體的壓強為1.7atm

E.打氣后，球內氣體分子平均動能不變

［答案］BCE

［解析］打氣后，由于氣體的溫度不變，所以分子平均動能不變，球內每個氣體

分子對球內壁的平均作用力不變，并且球內每個氣體分子對球內壁的作用力不一定增

大，A錯誤，E正確；打氣后，球內氣體的壓強變大，則球內氣體分子對球內壁單位

面積的平均作用力增大，B正確；打氣6次后，由被意耳定律可得pi%+poX6X5乙

=pVa，解得1.4atm,C正確，D錯誤。

5.某小組制作了一個空間站核心艙模型，艙的氣密性良好，將艙門關閉，此時

艙內氣體的溫度為27°C、壓強為l.OpoSo為大氣壓強），經過一段時間后，環境溫度

升高，艙內氣體的溫度變為37C,壓強為⑶，此時打開艙門，緩慢放出氣體，艙內

氣體與外界平衡，則（）

30

A.氣體壓強pi=w?o

B.氣體壓強Pi=|^9o

C.放出氣體的質量是艙內原有氣體質量的專

D.放出氣體的質量是艙內原有氣體質量的］

J1

［答案］D

［解析］由查理定律得黑=借，解得0=強°，故A、B錯誤；設核心艙

體積為匕打開艙門，緩慢放出氣體，艙內氣體與外界平衡，此時艙內氣體和放出氣

體的總體積為廣，由玻意耳定律有p/=po,，同溫度、同壓強下，同種氣體的質

m精V'—Vm猛|

量之比等于體積之比，有一=解得一=故D正確，C錯誤。

m昌Vm31

能力提升練

6.（2024?山東卷）圖甲為戰國時期青銅汲酒器，根據其原理制作了由中空圓柱形

長柄和儲液罐組成的汲液器，如圖乙所示。長柄頂部封閉，橫截面積&=1.0cm2,長

裔中物理

度，=100.0cm,側壁有一小孔力。儲液罐的橫截面積52=90.0cm2、高度6=20.0

cm,罐底有一小孔8。汲液時，將汲液器豎直浸入液體，液體從孔5進入，空氣由孔4

排出；當內、外液面相平時，長柄浸入液面部分的長度為x；堵住孔力，緩慢地將汲

液器豎直提出液面，儲液罐內剛好儲滿液體。已知液體密度〃=1.0X103kg/m3,重力

加速度大小g=10m/s2,大氣壓po=1.0XI05pa。整個過程溫度保持不變，空氣可視

為理想氣體，忽略器壁厚度。

⑴求X；

(2)松開孔從外界進入壓強為po、體積為-的空氣，使滿儲液罐中液體緩緩流

出，堵住孔4,穩定后罐中恰好剩余一半的液體，求兀

［答案］(1)2cm(2)8.92X10-4m3

［解析］(1)根據題意，在緩慢將汲液器豎直提出液面的過程，封閉氣體發生等溫

變化，根據玻意耳定律有

p?H-4sl=p2Hsi

根據題意可知Pi=例，P2+pgh=po

聯立解得x=2cm。

⑵當外界氣體進入后，對所有氣體整體分析，由玻意耳定律有poP+〃2“S=p3

(g+料

h

又〃3+啊=Po

聯立解得"8.92X10-4

7.(2024?廣東卷)差壓閥可控制氣體進行單向流動，廣泛應用于減震系統。如圖

所示，A、B兩個導熱良好的汽缸通過差壓閥連接，A內輕質活塞的上方與大氣連通,

B的體積不變。當A內氣體壓強減去B內氣體壓強大于\p時差壓閥打開，A內氣體

裔中物理

緩慢進入B中；當該差值小于或等于他時差壓閥關閉。當環境溫度八=300K時，A

內氣體體積匕7=4.0X10-2m3,B內氣體壓強.BI等于大氣壓強〃°。已知活塞的橫截

面積S=0.10m2,Ap=O.Hpo,PO=1OX1O5Pa,重力加速度大小g取10m/s2,A、B

內的氣體可視為理想氣體，忽略活塞與汽缸間的摩流，差壓閥與連接管道內的氣體體

積不計。當環境溫度降低到T2=270K時：

⑴求B內氣體壓強PB2；

(2)求A內氣體體積唳2；

(3)在活塞上緩慢倒入鐵砂，若B內氣體壓強回到po并保持不變，求已倒入鐵砂

的質量fflo

［答案］(1)9X104Pa(2)3.6X10-2m3

(3)1.1X102kg

［解析］(1)假設溫度降低到72時，差壓閥沒有打開，

又A、B兩個汽缸導熱良好、B的體積不變，所以B內氣體發生等容變化，初態

PBI=Po,Tx=300K,末態72=270K,

根據查理定律有攀=喈

1\12

代入數據解得/珀2=9X104Pa。

A內氣體發生等壓變化，壓強始終為P0,由于PO-PB2VA。故假設成立，印外2=

9X104Pa。

(2)A內氣體發生等壓變化，初態■=4.0*IO-m3,.=300K,末態一=270K,

根據蓋一呂薩克定律有筌=等

1\12

代入數據解得以2=3.6X10-2m3。

(3)系統恰好穩定時，A內氣體壓強=Po+~r

B內氣體壓強PB'=PO,

此時差壓閥恰好關閉，所以有〃A'-PB'=△〃

裔中物理

代入數據聯立解得〃7=1.1xIO2kg。

8.如圖，一容器由橫截面積分別為2s和S的兩個汽缸連通而成，容器平放在水

平地面上，汽缸內壁光滑。整個容器被通過剛