固体、液体和气体（原卷版）-2025年高考物理二轮复习（新高考）

专题20固体、液体和气体

考点愿型归纳

专题一应用波意耳定律解决实际问题..................2

专题二应用查理定律解决实际问题....................5

专题三应用盖吕萨克定律解决实际问题...............6

专题四应用理想气体状态方程处理实际问题...........9

专题五液体的表面张力与毛细现象....................12

1

专题一应用波意耳定律解决实际问题

5.（2024・重庆・高考真题）某救生手环主要由高压气罐密闭。气囊内视为理想气体。密闭气

囊与人一起上浮的过程中。若气囊内气体温度不变，体积增大，则（）

A.外界对气囊内气体做正功B.气囊内气体压强增大

C.气囊内气体内能增大D.气囊内气体从外界吸热

6.（2024・甘肃・高考真题）如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成N、

3两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面

积为S、长为2/。开始时系统处于平衡态，48体积均为S/,压强均为外,弹簧为原长。

现将8中气体抽出一半，B的体积变为原来的;。整个过程系统温度保持不变，气体视为理

4

想气体。求：

（1）抽气之后/、2的压强〃、PBo

（2）弹簧的劲度系数鼠

AB

SWVWVWVWWAMMM

//

2

7.(2024・广西・高考真题)如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，

横截面积S=500mm2的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于

圆管的b处，此时封闭气体的长度/。=200mm。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱

形管最右侧距离为5nmi的a处，再使封闭气体缓慢膨胀，直至活塞回到6处。设活塞从。

处向左移动的距离为x,封闭气体对活塞的压力大小为R膨胀过程尸-」曲线如图乙。

5

大气压强p0=lxlOPa„

(1)求活塞位于6处时，封闭气体对活塞的压力大小;

(2)推导活塞从。处到b处封闭气体经历了等温变化;

(3)画出封闭气体等温变化的P-忆图像，并通过计算标出八6处坐标值。

->/xlO5Pa

-53

057xl0m

3

8.（2024•山东・高考真题）图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长

柄和储液罐组成的汲液器,如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积&=1.0cm2,长度8=100.0cm,

侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2,高度/z=20.0cm,罐底有一小孔B。汲液

时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长

柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A,缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满

液体。已知液体密度2=1.0xl（）3kg/m3,重力加速度大小g=10m/s2,大气压po=l.Oxl（）5pa。整

个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。

(1)求X；

（2）松开孔A,从外界进入压强为p。、体积为，的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵

住孔A,稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求兀

A1

H

h

图乙

9.（2024・湖南•高考真题）一个充有空气的薄壁气球，气球内气体压强为p、体积为人气

球内空气可视为理想气体。

（1）若将气球内气体等温膨胀至大气压强口，求此时气体的体积外（用p。、p和k表示）;

（2）小赞同学想测量该气球内气体体积%的大小，但身边仅有一个电子天平。将气球置于

电子天平上，示数为加=8.66x10-3kg（此时须考虑空气浮力对该示数的影响）。小赞同学

查阅资料发现，此时气球内气体压强〃和体积k还满足：（p-po）（y-Vsd）=C,其中=1.0x

105pa为大气压强，/。=0.5义10-31113为气球无张力时的最大容积，c=18J为常数。已知该

气球自身质量为加o=8.4OxlO^kg,外界空气密度为必=1.3kg/m3,求气球内气体体积「的

大小。

4

专题二应用查理定律解决实际问题

10.（2025・河南•二模）汽车轮胎压力表的示数为轮胎内部气体压强与外部大气压强的差值。

一汽车在平原地区行驶时，压力表示数为2.6p。（4是1个标准大气压），轮胎内部气体温

度为315K,外部大气压强为Po。该汽车在某高原地区行驶时，压力表示数为2.5%,轮胎内

部气体温度为280K。轮胎内部气体视为理想气体，轮胎内体积不变且不漏气，则该高原地

区的大气压强为（）

A.0.6。°B.0.7。°C.0.8p（）D.0.9/70

11.（2024・全国甲卷・高考真题）如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计

厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、6之间，6与汽缸底部

的距禺bc=10ab,活塞的面积为LOxlCT2m2。初始时，活塞在卡销。处，汽缸内气体的压

强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为1.0xl（）5pa和300K。在活塞上施加竖直

向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销6处（过程中气体温度视为不变），外力增

加到200N并保持不变。

（1）求外力增加到200N时，卡销6对活塞支持力的大小；

（2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。

a

b=u

12.（2024・安徽•高考真题）某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮

胎内气体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。

于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的

压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变）。已知该轮胎内气体

的体积%=30L,从北京出发时，该轮胎气体的温度。=-3。（2,压强月=2.7xl（）5pa。哈尔

滨的环境温度/2=-23。＜3,大气压强p。取1.0xl（）5pa。求：

（1）在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小。

（2）充进该轮胎的空气体积。

5

13.(2024・四川成都•二模)太阳能空气集热器是一种常用的太阳能热利用装置，它以空气

作为传热介质，将收集到的热量输送到功能端，具有结构简单，造价低廉，接受太阳辐射面

积大，可广泛应用于建筑物供暖、产品干燥等诸多领域的优点。它底面及侧面为隔热材料,

顶面为透明玻璃板，集热器容积保持不变。开始时内部封闭气体的压强为p，=lxlO，Pa,

经过太阳暴晒，气体温度由初始时的76=300K升至C=360K。

尸/_气口

进气回口彘施匕1“

⑴求温度升至C=360K时气体的压强；

(2)保持力=360K不变，从出气口缓慢放出部分气体，使气体压强再变回到外，放气过程

中集热器内剩余气体是吸热还是放热？求剩余气体的质量与原来总质量的比值。

专题三应用盖吕萨克定律解决实际问题

14.(2024•浙江•高考真题)如图所示，测定一个形状不规则小块固体体积，将此小块固体

放入已知容积为外的导热效果良好的容器中，开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管，其横

截面积为S,接口用蜡密封。容器内充入一定质量的理想气体，并用质量为根的活塞封闭，

活塞能无摩擦滑动，稳定后测出气柱长度为//,将此容器放入热水中，活塞缓慢竖直向上移

动，再次稳定后气柱长度为加温度为乃。已知S=4.0xl()-4m2,加=01kg,〃=0.2m,/2=0.3m,

43

乃=350K,ro=2,OxlO-m,大气压强po=l.OxlO5pa,环境温度T/=300K。

(1)在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力(选填“变大”“变小”或

“不变”)，气体分子的数密度(选填“变大”“变小”或“不变”)；

(2)求此不规则小块固体的体积V-,

(3)若此过程中气体内能增加10.3J,求吸收热量。。

L

(5

6

15.(2024・广东・高考真题)差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图

所示，A、B两个导热良好的气缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内

气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于原时差压阀打开，A内气体缓慢进

入B中；当该差值小于或等于他时差压阀关闭。当环境温度工=300K时，A内气体体积

-23

=4.0x10m,B内气体压强PBI等于大气压强A，已知活塞的横截面积SuO.lOn?,

5

&?=O.llpo，po=l.OxlOPa,重力加速度大小取g=10m/s2,A、B内的气体可视为理想气

体，忽略活塞与气缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到

7；=270K时：

(1)求B内气体压强。B2；

(2)求A内气体体积%；

(3)在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到外并保持不变，求已倒入铁砂的质量加。

7

16.（2024・湖北・高考真题）如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为加

的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S,能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温

度为％,气柱的高度为人当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升再次平

衡。己知容器内气体内能变化量AU与温度变化量A7的关系式为=C为己知常数,

大气压强恒为A,重力加速度大小为g,所有温度为热力学温度。求

（1）再次平衡时容器内气体的温度。

（2）此过程中容器内气体吸收的热量。

17.（2023・河北•高考真题）如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直

插入一根两端开口、内部横截面积为O.lcm,的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空

内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为300K时，气柱长度/为10cm；当外界温

度缓慢升高到310K时，气柱长度变为50cm。已知外界大气压恒为LOxlQSpa,水柱长度不

计。

（1）求温度变化过程中氮气对外界做的功；

（2）求葫芦的容积；

（3）试估算被封闭氮气分子的个数（保留2位有效数字）。已知Imol氮气在1.0x105pa、273K

状态下的体积约为22.41,阿伏伽德罗常数以取6.0、1023„10「。

8

专题四应用理想气体状态方程处理实际问题

18.(2024•浙江・高考真题)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

均为匕=750cn?的左右两部分。面积为S=100cm2的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为

真空，右侧中一定质量的理想气体处于温度工=300K、压强p=2.04xl()5pa的状态1。抽

取隔板A,右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2。然后解锁活塞B,同时施加

水平恒力尸，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动(无摩擦)，使气体

达到温度心=350K的状态3,气体内能增加AU=63.8J。已知大气压强为=l.oixl()spa,

隔板厚度不计。

(1)气体从状态1到状态2是—(选填“可逆”或“不可逆”)过程，分子平均动能—(选

填“增大”、“减小”或“不变”)；

(2)求水平恒力尸的大小；

(3)求电阻丝C放出的热量。。

31___

9

19.（2023・广东・高考真题）在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性

变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩

过程可简化为如图所示的图像，气泡内气体先从压强为外、体积为外、温度为4的状

态A等温膨胀到体积为5%、压强为力的状态3,然后从状态8绝热收缩到体积为乂、压强

为L9p。、温度为「的状态C,8到C过程中外界对气体做功为少.已知为、匕、丸和沙•求:

（1）0；的表达式；

（2）4的表达式；

（3）B到C过程，气泡内气体的内能变化了多少？

20.（2023・新课标卷•高考真题）如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用

轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为「g、〃三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹

簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对一中的气体缓慢加

热，停止加热并达到稳定后（）

3

一Jfgh

A.刀中的气体内能增加B.7与g中的气体温度相等

C.f马h中的气体温度相等D.f与h中的气体压强相等

10

21.（2022•全国甲卷•高考真题）如图，容积均为?、缸壁可导热的/、8两汽缸放置在压强

为4、温度为册的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界

相通：汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、II、III、IV四部分，其中第n、in部分的体积分

别为:匕和〈匕、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。

o4

（1）将环境温度缓慢升高，求2汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；

（2）将环境温度缓慢改变至2册，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求/汽缸

中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第IV部分气体的压强。

22.（2023・重庆・高考真题）密封于气缸中的理想气体，从状态。依次经过°氏加和cd三个

热力学过程达到状态/若该气体的体积『随热力学温度T变化的广T图像如图所示，则对

应的气体压强p随T变化的QT图像正确的是（）

11

23.（2023•浙江•高考真题）如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积S=100cm2,质

量加=1kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源

接触，平衡时圆筒内气体处于状态/,其体积匕=600cn?。缓慢推动活塞使气体达到状态

B,此时体积%=500cn?。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C,此时压强

Pc=L4xlO5pa。已知从状态/到状态C,气体从外界吸收热量。=14J；从状态8到状态

C,气体内能增加A加八2