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2024 高考物理二轮复习 80 热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型76 热学+实际模型
最新高考题
1.（2）（2023高考全国甲卷）（10分）一高压舱内气体的压强为1.2个大气压，温度为
17℃，密度为1.46kg/m3。
（i）升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27℃时舱内气
体的密度；
（ii）保持温度27℃不变，再释放舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压，求舱内气体
的密度。
【参考答案】（i）1.41kg/m3。（ii）1.175kg/m3
【命题意图】本题考查气体实验定律、密度及其相关知识点。
【解题思路】（i）将整个气体作为研究对象，设高压舱的容积为 V，温度升高到27℃
时同压强气体的体积为V，T=（273+17）K=290K，T=（273+27）K=300K，
2 1 2
由盖吕萨克定律， = ，
温度为17℃时气体密度ρ=m/V，
1
温度为27℃时气体密度ρ=m/V，
2 2
联立解得：ρ= =1.41kg/m3。
2
（ii）保持温度27℃不变，由玻意耳定律，pV= pV，
1 2 2 3
压强为p=1.2atm时气体密度ρ=m/V，
1 2 2
压强为p=1.0atm时气体密度ρ=m/V，
2 3 3
联立解得ρ= =1.175kg/m3。
3
2. （2023 高考海南卷）某饮料瓶内密封一定质量理想气体， 时，压强
。（1） 时，气压是多大？
（2）保持温度不变，挤压气体，使之压强与（1）时相同时，气体体积为原来的多少倍？
【参考答案】（1） ；（2）0.97
【名师解析】
（1）瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为
，
温度变化过程中体积不变，故由查理定律有
解得
（2）保持温度不变，挤压气体，等温变化过程，由玻意耳定律有
解得
3. （2023高考湖南卷）汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装
置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆 与助力活塞固定为一体，驾驶员踩
刹车时，在连杆 上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，
通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，
打开， 闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后， 闭合， 打开，抽气活塞向下运动，
抽气气室中的全部气体从 排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为 ，初始压
强等于外部大气压强 ，助力活塞横截面积为 ，抽气气室的容积为 ．假设抽气过程中，
助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变．
（1）求第1次抽气之后助力气室内的压强 ；
（2）第 次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小 ．
【参考答案】（1） ；（2）
【名师解析】（1）第1次抽气后，由玻意耳定律 ，
解得： ；
（2）第2次抽气后，由玻意耳定律 ，
解得： ；
······
第 次抽气后，由玻意耳定律 ，
解得： ；第 次 抽 气 后 ， 求 该 刹 车 助 力 装 置 为 驾 驶 员 省 力 的 大 小 = （ p-p ） S=
0 n
4．（2023高考北京卷）夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低．与白天相比，
夜间轮胎内的气体（ ）
A．分子的平均动能更小
B．单位体积内分子的个数更少
C．所有分子的运动速率都更小
D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
【参考答案】A
【名师解析】根据温度是分子平均动能的标志，可知夜间气温降低，与白天相比，夜间轮
胎内的气体分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，A正确C错误；由
于轮胎容积不变，单位体积内分子的个数不变，C错误；根据压强的微观意义，可知汽车
轮胎内的气体压强变低．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，D错误。
5. （2022高考上海）将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体（ ）
A、分子热运动平均动能变小，压强变小
B、分子热运动平均动能变小，压强变大
C、分子热运动平均动能增大，压强变小
D、分子热运动平均动能增大，压强变大
【参考答案】D
【命题意图】本题考查温度的微观含义+气体压强的微观含义+查理定律+模型思想
【名师解析】当水温升高时，乒乓球内的气体温度升高，气体分子平均动能增大，分子对
器壁的撞击作用变大，气体压强变大，选项D正确。
【一题多解】当水温升高时，乒乓球内的气体温度升高，气体分子平均动能增大；对乒乓
球内气体，体积不变，由查理定律可知温度升高，压强变大。
6. 如图是爬山所带氧气瓶，氧气瓶里的气体容积质量不变，爬高过程中，温度减小，则气
体（ ）A. 对外做功 B. 内能减小
C. 吸收热量 D. 压强不变
【参考答案】B
【名师解析】
．由于爬山过程中气体体积不变，故气体不对外做功，故A错误；
爬山过程中温度降低，则气体内能减小，故B正确；
．根据热力学第一定律可知
爬山过程中气体不做功，但内能见效，故可知气体放出热量，故C错误；
．爬山过程中氧气瓶里的气体容积质量均不变，温度减小，根据理想气体状态方程有
可知气体压强减小，故D错误；
7（4分）（2022重庆高考）2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇
创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度
降低，体积和质量视为不变，则艇内气体（ ）（视为理想气体）
A．吸收热量 B．压强增大 C．内能减小 D．对外做负功
【参考答案】C
【名师解析】由于浮空艇某段上升过程中，体积和质量视为不变，艇内气体不做功，根据
理想气体状态方程，可知温度降低，浮空艇内气体压强减小，内能减小，根据热力学第一
定律，艇内气体放出热量，选项C正确。
最新模拟题
1．（2024河南名校联考）（10分）肺活量是指在标准大气压 下，人尽力吸气后呼出气
体的体积，是衡量心肺功能的重要指标。如图所示为某同学自行设计的肺活量测量装置，体积为 的空腔通过细管与吹气口和外部玻璃管密封连接，玻璃管内装有密度为 的液体
用来封闭气体。测量肺活量前，玻璃管两侧的液面高度相同。测量肺活量时，被测者尽力
吸足空气，通过吹气口将肺部的空气尽力吹入空腔中，若此时玻璃管两侧的液面高度差为
，大气压为 保持不变，重力加速度为g，忽略气体温度的变化和细管内气体的体积，
求：
（1）人的肺活量；
（2）在标准状态下，某游泳运动员的肺活量为 ，空气的摩尔体积为
，阿伏加德罗常数 ，求该运动员一次能呼出的气
体分子数 。（结果保留两位有效数字）
【名师解析】（1）设人的肺活量为 ，将空腔中的气体和人肺部的气体一起研究
初状态 ，
末状态 ，
根据压强关系有 （2分）
根据玻意耳定律有 （2分）
联立解得 （2分）
（2）空气分子数 （2分）
代入数值得 个（2分）
2 . (2023重庆巴蜀中学期末)足球，有“世界第一运动”的美誉，是全球体育界最具影响力的单项体育运动。某次比赛前，足球内气体的温度是17℃，压强为p，认为整个过程中
足球的容积不变。
（1）比赛过程中，球内气体的温度升高为37℃，求：此时球内气体的压强；
（2）若在下半场比赛时，足球被刺出一个小孔开始漏气，换下后，球内气体温度为
27℃，压强为 ，求：足球漏出空气的质量与比赛前足球内空气质量的比值。
【参考答案】（1） ；（2）
【名师解析】
（1）球内空气经历等容变化，由查理定律可得
其中
， ，
联立解得
（2）比赛前篮球内空气为研究对象，由理想气体状态方程
正比于质量 ，则足球内的剩余气体和比赛前气体的比值为
其中
，
可得足球漏出空气的质量与比赛前足球内空气质量的比值为
3 .(2023重庆江津七校期末联考) 如图是《热气球探险家》海报，科考人员乘坐气囊密闭，
填充氢气的气象探测热气球从地面缓缓升空。已知地表的大气压强为P。上升至某一高度
0
时大气压强为aP 不考虑温度及重力加速度随高度的变化，气囊内氢气压强近似等于外界
0，
大气压强，试求：
（1）热气球在某一高度与地表处气囊内氢气的体积之比k；
（2）若为测量某一高度处的大气压强，科考人员还将粗细均匀、导热良好、左端封闭有一
定质量理想气体的“U”形管带往高空。“ ”形管分别在地面和某一高度处竖直放置时
的相关参数如表所示，在地面上时“U”形管左边水银面要比右边高出h=25cm，求a数值。
（结果保留两位有效数字）
地面 某一高度
大气压强 P=75cmHg aP
0 0
封闭气柱长度 L=30cm L=40cm
1 2
【参考答案】（1） ；（2）a=0.57
【名师解析】
（1）对气囊内气体：
初状态：压强p、体积V；末状态：压强ap、体积V，气体发生等温变化，
0 0 0
由玻意耳定律得pV=apV
0 0 0
K=
K=
（2）对U型管左侧气体，气体发生等温变化
地面初状态：压强p=p-25cmHg=50cmHg，体积V=LS
1 0 1 1
某一高度处末状态：压强P，体积V=LS
2 2 2
由玻意耳定律得
pV=PV
1 1 2 2
由题可知某一高度处U型管左右液面高度差 H=5cm，则
P=ap-H
2 0
解得
a=0.57
4 .(2023重庆西南大学附中期末) 某可显示温度的水杯容积为 ，倒入 热水
后，拧紧杯盖，此时显示温度为 ，压强与外界相同。已知，外界大气压强 为
，温度为 。杯中气体可视为理想气体，不计水蒸气产生的压强，取
。
（1）求杯内温度降到 时，杯内气体的压强；
（2）杯内温度降到 时稍拧松杯盖，外界空气进入杯中，直至稳定。求此过程中外界
进入水杯中的空气体积。【参考答案】（1） ；（2）
【名师解析】
（1）杯内气体做等容变化，有
其中
， ，
解得
（2）设打开杯盖后进入杯内的气体在大气压强下的体积为 ，以杯内原有气体为研究对
象，则
其中
代入数据解得
4 .（10分）(2023广东汕尾期末)2023年3月30日，我国“神舟十五号”飞行乘组圆满完
成了第三次太空行走任务。航天员出舱活动前要在节点舱（做出舱准备的气闸舱）穿上特制的航天服，航天服内密封有一定质量的气体（视为理想气体）。在某科技实验室，用该
航天服进行模拟实验，实验者先穿上航天服，航天服内密封气体的体积 ，压强
，温度 ， 。
（1）若航天服内气体体积膨胀到 ，温度变为 ，求此时航天服内的气
体压强 ；
（2）在第（1）问的条件下，保持 不变，使航天服内的气压降到
，求此时航天服内气体的体积。
【名师解析】.（10分）
（1）由题意可知，密封航天服内气体初、末状态的热力学温度分别为
①
根据理想气体状态方程有
②
解得 ③
（说明：没有写 ，压强结果正确，不扣分）
（2）设在压强为 状态下的气体体积为 ，根据玻意耳定律有
④
解得 ⑤
评分标准：本题共10分，①②③④⑤式各2分。
5 . (2023年7月湖南名校联合体期末联考)某兴趣小组设计了一温度报警装置，原理图如
图。一定质量的理想气体被一上表面涂有导电物质的活塞密封在导热汽缸内，活塞厚度不
计，质量 ，横截面积 ，开始时活塞距汽缸底部的高度为 ，缸内温度为 。当环境温度上升，活塞缓慢上移 ，活塞上表面与a、b两
触点恰好接触，报警器报警。不计一切摩擦，大气压强恒为 ，
，求：
（1）该报警装置的报警温度 ；
（2）若上述过程气体的内能增加12.96J，则气体吸收的热量Q为多少。
【参考答案】（1）500K；（2）17J
【名师解析】
（1）气体发生是等压变化，由气体实验定律
即
代入数据解得
（2）缸内气体压强
气体等压膨胀对外做功由热力学第一定律得
代入数据
则气体吸热17J。
6. （2023年重庆部分重点高中期末联考）如图所示，高度为h的薄圆筒，某次工作时将筒
由水面上方开口向下吊放至深度为 的水下，已知水的密度为
，重力加速度 ，大气压强为 ，桶内空气
可视为理想气体且h远小于H，忽略筒内气体温度的变化和水的密度随深度的变化，保持
H不变，用气泵将空气压入筒内，使筒内的水全部排出，则压入气体的质量与筒内原气体
质量的比值约为（ ）
A. 8 B. 7 C. 6 D. 5
【参考答案】A
【名师解析】
设在 的水下桶内气体占据空间的长度为 ，压强为 ，根据平衡条件可得
根据玻意耳定律有解得
h远小于H，所以增加气体后，压强不变，温度不变，增加的气体的体积为
原来气体的体积为
压入气体的质量与筒内原气体质量的比值约为
故选A 。
7．(2023湖南常德汉寿县一中质检)
（12分）肺活量是指在标准大气压下能够呼出的气体的最大体积。如图，是小明同学设计
的测量肺活量的一个模型。竖直放置的顶端开孔的气缸中有一与气缸壁接触良好的活塞，
活塞上方放有重物，活塞置于卡槽上，插销 封闭了一定质量的气体，已知气缸中活塞下
方空间体积为 ，压强为标准大气压 ，活塞上方的空间体积也为 ，活塞面积为S，活
塞及上方重物所受重力 ，气缸导热性能良好，忽略活塞和重物体积，大气温度保
持不变，不计一切摩擦，题中所提及的气体均视为理想气体。（1）小玲向吹嘴吹入压强为 ，体积为 的气体后，关闭插销 ，求气缸中封闭气体的
压强；
（2）小明打开插销 ，使气缸中气体与外界充分交换后，用尽全力向吹嘴吹入气体，关
闭插销 ，最终活塞下方空间体积变为 ，求小明的肺活量；
（3）若小明打开插销 ，使气缸中气体与外界充分交换后，用木塞堵塞预部小孔，再次
向吹嘴吹入气体，吹入气体的压强为 ，体积与第（2）问中吹入的气体体积相等，关闭
插销 ，求最终活塞下方空间体积。
【参考答案】．（1） ；（2） ；（3）
【名师解析】（1）活塞要移动，则活塞下部封闭气体的压强的最小值
代入数据解得
对小玲吹入的气体和活塞下方气缸中原有的气体为研究对象，假设小玲吹入气体后，活塞
不移动，则有解得
由于
所以
（2）最终活塞下方空间体积变为 ，可知此时封闭气体压强 ，设小明肺活量为
，则有
代入数据，解得
（3）对吹入的气体和活塞下方气缸中原有的气体为研究对象，设最终活塞下方空间体积为
，则有
对气缸中活塞上方的封闭气体，则有
代入数据解得
