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高考重点考点解读与针对性训练
第十六章 热学
考点129 气体实验定律和理想气体状态方程
【考点解读】
考点1 .气体实验定律
项目
玻意耳定律
查理定律
盖－吕萨克定律
内容
一定质量的某种气
体，在温度不变的情
况下，压强与
体积
成
反
比
一定质量的某种气体，在体
积不变的情况下，压强与
热力学温度
成
正
比
一定质量的某种气体，在压
强不变的情况下，其体积与
热力学温度
成
正
比
表达式
p1V1＝
p 2V2
p1
T 1
＝
p2
T 2
或
p1
p2
＝
T 1
T 2
V 1
T 1
＝
V 2
T 2
或
V 1
V 2
＝
T 1
T 2
图像
考点2.理想气体及理想气体的状态方程
（1）理想气体的状态方程
一定质量的理想气体的状态方程：
p1V 1
T 1
＝
p2V 2
T 2
或pV
T ＝C（常量）。
（2）理想气体
理想气体是指在任何条件下都遵守
气体实验定律
的气体，实际气体在
压强
不太大
温度
不太低的条件下，可视为理想气体。
考点3 气体实验定律和理想气体状态方程的应用
1.理想气体状态方程与气体实验定律的关系
p1V 1
T 1
＝
p2V 2
T 2 {
温度不变：p1V 1＝p2V 2（玻意耳定律）
体积不变：p1
T 1
＝p2
T 2
（查理定律）
压强不变：V 1
T 1
＝V 2
T 2
（盖－吕萨克定律）
2.应用气体实验定律或理想气体状态方程的基本思路
1
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3.分析气体状态变化的问题要紧抓三点
(1)弄清始、末状态过程中有哪几个物理过程。
(2)找出各变化过程是由什么物理量联系起来的。
(3)明确每个变化过程遵循什么实验定律。
【高考真题】
【典例1】．（2025 高考山东卷）（8 分）如图所示，上端开口，下端封闭的足够长玻璃
管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一
定质量的理想气体。大气压强为
，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为
，
等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，
时，气柱高度为
，活塞
开始缓慢上升；继续缓慢加热至
时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温
度，活塞位置保持不变，直到降温至
时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至
时，保持温度不变，活塞不再下降。求：
2
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(1)
时，气柱高度
；
(2)从
状态到
状态的过程中，封闭气体吸收的净热量Q（扣除放热后净吸收的热量）。
【典例2】．（2025 高考海南卷）竖直放置的气缸内，活塞横截面积
，活塞质
量不计，活塞与气缸无摩擦，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
。
【典例3】．（2025 高考福建卷）（4 分）洗衣机水箱的导管内存在一竖直空气柱，根据
此空气柱的长度可知洗衣机内的水量多少。当空气柱压强为p1时，空气柱长度为L1，水位
下降后，空气柱温度不变，空气柱内压强为p2，则空气柱长度L2= ，该过程中
内部气体对外界 。（填做正功，做负功，不做功）
【典例4】.（2024·江苏高考13 题）某科研实验站有一个密闭容器，容器内有温度为300
K、压强为105 Pa 的理想气体，容器内有一个面积为0.06 m2的观测台，现将这个容器移
3
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动到月球上，容器内的温度变成240 K，整个过程可认为气体的体积不变，月球表面为真
空状态。求：
（1）在月球上容器内气体的压强；
（2）观测台所受的压力大小。
【典例5】.（2024·江西高考13 题）可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理
想气体经ABCDA 完成循环过程，AB 和CD 均为等温过程，BC 和DA 均为等容过程。已知T1
＝1 200 K，T2＝300 K，气体在状态A 的压强pA＝8.0×105 Pa，体积V1＝1.0 m3，气体在
状态C 的压强pC＝1.0×105 Pa。求：
（1）气体在状态D 的压强pD；
（2）气体在状态B 的体积V2。
【典例6】.[2022 湖南]如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪.
一个容积V0＝9.9L 的导热汽缸下接一圆管，用质量m1＝90g、横截
面积S＝10cm2 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间
摩擦不计.活塞下端用轻质细绳悬挂一质量m2＝10g 的U 形金属丝，
活塞刚好处于A 位置.将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽
缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B.已知
A、B 间距离h＝10cm，外界大气压强p0＝1.01×105Pa，重力加速
度取10m/s2，环境温度保持不变.求
（i）活塞处于A 位置时，汽缸中的气体压强p1；
（ii）活塞处于B 位置时，液体对金属丝拉力F 的大小.
【典例7】[2023 全国甲]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，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0 个大气压，求此时舱
内气体的密度.
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【典例8】(2022·广东卷)玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图4 所示，潜水
员在水面上将80 mL 水装入容积为380 mL 的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，
倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为230 mL。将
瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强p0取1.0×105
Pa，重力加速度g 取10 m/s2，水的密度ρ 取1.0×103 kg/m3。求水底的压强p 和
水的深度h。
图4
【针对性训练】
1. （重庆高2025 届学业质量调研第三次抽测）如图的“拔火罐”是我国传统医学的一种治
疗手段。在拔火罐操作中，医生需将罐内空气加热至某一温度t，随后迅速把火罐倒扣在皮
肤上，当温度降至室温27℃时，罐内气体压强为大气压的0.8 倍。已知大气压
p0=1.0×105Pa，罐内封闭气体视为理想气体，忽略体积变化。则加热温度t 为（ ）
A. 87℃
B. 102℃
C. 207℃
D. 227℃
2. （2025 年4 月山西、陕西、宁夏、青海四省区普通高中新高考高三质量检测）如图所示，
长度为
的细玻璃管开口向上竖直放置，一段长为
的水银柱把一定质量的理想气体封
闭在玻璃管内，气体的长度为
，热力学温度为
，压强为
。已知大气压强为
，
下列说法正确的是（ ）
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A. 若管内气体的热力学温度缓慢降低，则气体做等容变化
B. 若管内气体的热力学温度缓慢升高，则气体做等压变化
C. 若管内气体的热力学温度缓慢降低到
，则水银柱的上表面到管口的距离为
D. 若管内气体的热力学温度缓慢升高，则当水银柱的长度变为
时，管内气体的压强
为
3.(2024·广东揭阳高三校联考)肺活量是指在标准大气压p0下，人尽力呼气时呼
出气体的体积，是衡量心肺功能的重要指标。如图3 所示为某同学自行设计的
肺活量测量装置，体积为V0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ρ 的液体用来封闭气体。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
度差设为h，大气压强为p0保持不变，重力加速度为g，忽略气体温度的变化，
则人的肺活量为( )
A.V0
B.V0
C.V0
D.V0
4 .登山队员在攀登高峰的时候必须带上专业的登山装备，某队员戴了登山手表
攀登珠穆朗玛峰，手表是密封的，表内温度27 ℃时气体压强为1.0×105 Pa(常
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温下的大气压强值)，当他登上峰顶时，峰顶气压为4.0×104 Pa，表内温度为－
23 ℃，则此登山手表表面玻璃可以承受的内外压强差至少为( )
A.8.3×104 Pa
B.8.3×105 Pa
C.4.3×104 Pa
D.1.23×105 Pa
5 一个气泡由湖面下20 m 深处缓慢上升到湖面下10 m 深处，设湖中温度不变（水的密
度ρ 取1.0×103 kg/m3，g 取10 m/s2，大气压强p0＝1.0×105 Pa），则气泡的体积约变为
原来体积的（ ）
A.3 倍
B.2 倍
C.1.5 倍
D. 7
10
6 .血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，
压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强
体积为V；每次挤压气囊都能将60 cm3的外界空气充入臂带中，经5 次充气后，臂带内气
体体积变为5V，压强计示数为150 mmHg。已知大气压强等于750 mmHg，气体温度不变。
忽略细管和压强计内的气体体积。则V 等于（ ）
A.30 cm3
B.40 cm3
C.50 cm3
D.60 cm3
7.如图所示，高为16 cm 的两相同玻璃管竖直放置，下端连通，左管上端封闭，右管上端
开口。右管中有高为4 cm 的水银柱封闭了一部分气体，水银柱上表面离管口的距离为10
cm。管底水平连接段的体积可忽略，大气压强p0＝76 cmHg。若从右侧端口缓慢注入水银
（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部，整个过程中，管内气体的
温度不变，则该过程中注入右管中水银柱的高度为（ ）
A.6 cm
B.8 cm
C.10 cm
D.12 cm
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8. [2024 福建三明模拟]如图所示，两端封闭的玻璃管在常温下竖直放置，管内充有理想气
体，一段水银柱将气体分开成上、下两部分，两部分气体的长度分别为l1、l2，且l1＝l2.下
列说法正确的是（ ）
A.将玻璃管转至水平方向，稳定后两部分气体长度l1'＞l2'
B.将玻璃管转至水平方向，稳定后两部分气体长度l1'＜l2'
C.保持玻璃管竖直，使两部分气体升高相同温度，稳定后两部分气体长度l1'＞l2'
D.保持玻璃管竖直，使两部分气体升高相同温度，稳定后两部分气体长度l1'＝l2'
9. [2024“宜荆荆恩”起点考试]如图，绝热汽缸A 与导热汽缸B 均固定于地面，
由刚性杆连接的横截面积相等的绝热活塞与两汽缸内壁间均无摩擦.两汽缸内装
有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为V0，温度均为T0.缓慢加热A 中气体，停止加
热并达到稳定后，A 中气体压强为原来的1.2 倍.已知环境温度始终保持不变，求：
（1）汽缸B 中气体的体积VB；
（2）汽缸A 中气体的温度TA.
10 . (2024·广东茂名高三月考)如图3 所示，质量为m1＝50 kg、开口向上且上端
有沿的圆柱形汽缸置于水平地板上。质量为m＝10 kg、横截面积S＝100 cm2的
活塞(厚度不计)上系着的轻绳绕过光滑定滑轮与地板上M＝40 kg 的重物相连。
活塞与汽缸间封闭有一定质量的理想气体，活塞无摩擦且不漏气。初始状态时
气体温度T0＝650 K，活塞处于最上端，缸沿对活塞的弹力F0＝200 N，活塞到
缸底的距离h0＝40 cm，轻绳恰好伸直且没有弹力。外界大气压强恒为p0＝
1×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。现使缸内气体缓慢降温，汽缸始终未离开地
面。
图3
(1)当轻绳弹力为F＝200 N 时，缸沿对活塞弹力恰好为0，求此时缸内气体的温
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度；
(2)当活塞到缸底的距离变为h＝20 cm 时，求此时缸内气体的温度。
11. （深圳市高级中学高中园2025 届高三下学期第三次模拟考试）如图甲所示的“系留气
球”用缆绳固定于地面，可简化为如图乙所示的模型，主、副气囊通过活塞分隔，副气囊
与大气连通，气囊内封闭有一定质量的氦气，起初封闭氦气的压强与外界大气压强相同，
活塞恰好与右挡板接触。当活塞在外力作用下缓慢移动到与左挡板接触并锁定时，缆绳对
地面的拉力恰好为0。已知“系留气球”及缆绳的总质量为m，副气囊的容积为主气囊容
积的
，大气压强恒为
，重力加速度大小为
，封闭氦气可视为理想气体且温度不变，
忽略除气囊以外排开空气的体积。求：
（1）起初缆绳对地面的拉力大小F；
（2）缆绳对地面的拉力为0 时封闭氦气的压强p。
12. （安徽A10 联盟2025 年高考原创夺冠卷（一））如图所示，横截面积为S、高为h 的
绝热汽缸直立，汽缸内绝热的活塞封闭一定质量温度为T0的理想气体，在汽缸底部连接一
U 形细管，（细管内气体的体积忽略不计）细管内装有部分水银，细管的右端开口与大气
相通，大气压强为p0。开始时，细管内右侧水银比左侧高h0，活塞距离汽缸底部为
。
若缓慢升高气体温度至2T0，在这过程中，气体的内能增大了E。在压强为p0、温度为T0时，
1 摩尔的气体体积恰好为V0。已知水银的密度为ρ，重力加速度大小为g，阿伏伽德罗常数
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为NA，求：
（1）封闭气体的分子数N；
（2）气体温度升高到2T0的过程中吸收的热量Q。
13. （2025 届江苏泰州高三年级二模联考）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3.20atm，温度为47℃。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27℃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27℃，此时胎压的数
值。
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