专题十三　热学热点题型的解题方法 2026年高考物理第一轮总复习

第十四章热学专题十三热学热点题型的解题方法突破1

多过程问题解题方法气体的变化过程有等温变化、等容变化和等压变化.所谓多过程

问题指气体参与两种或多种变化过程，在每种变化过程中都有一个物

理量保持不变.解决此类问题的关键是分清变化过程，找到不变量，

再根据气体实验定律求解.考向1

先等压变化后等容变化

（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，气缸内封闭气体的温

度；答案：（1）330

K

解析：（1）设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部接触前

的瞬间，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2.由题给条件得

V2＝S2l

②在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条

件得S1（p1－p）＝m1g＋m2g＋S2（p1－p）

③故缸内气体的压强不变

联立①②④式并代入题给数据得T2＝330

K.

⑤（2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的

压强.答案：（2）1.01×105

Pa解析：（2）在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为

p1.在此后与气缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不

变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为p'，由查理定律，有

联立③⑤⑥式并代入题给数据得p'＝1.01×105

Pa.[解题指导]

解答本题需注意以下三点：（1）初始状态，气体的压强和体积分别是多少.（2）随着温度降低，活塞下移，气体压强如何变化.（3）大活塞与圆筒底部接触后，体积不变，温度再降低，压强减小.考向2

先等温变化后等压变化[典例2]如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部由一细

管连通（忽略细管的容积）.两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和

m2，活塞与气缸无摩擦.活塞的下方为理想气体，上方为真空.当气体

处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h.（已知m1＝2m，m2＝m）（1）在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡

后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T0）.答案：（1）h

由此得：S'＝2S

解得：x＝h，即两活塞的高度差为h.（2）在达到第（1）问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到1.25T0，

试问：在这个过程中，气体对活塞做了多少功？（假定在气体状态变

化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）答案：（2）0.75mgh解析：（2）当温度由T0上升至T＝1.25T0时，气体的压强不变，设x'

是温度达到T时的左活塞的高度，

（1）两活塞面积的关系.（2）放上质量为m的物体后，两活塞的位置.（3）升高温度后，气体的压强变化情况.[解题指导]

解答本题需注意以下三点：突破2

关联气体问题解题方法考向1

通过水银柱相关联[典例3]在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水

银柱的两端各封闭有一段空气.当U形管两端竖直朝上时，左、右两

边空气柱的长度分别为l1＝18.0

cm和l2＝12.0

cm，左边气体的压强为

12.0

cm

Hg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边

通过水银逸入另一边.求U形管平放时两边空气柱的长度（在整个过

程中，气体温度不变）.答案：见解析解析：设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和

p2.U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两

边气柱长度分别变为l1'和l2'.由力的平衡条件有p1＝p2＋ρg（l1－l2）①式中ρ为水银密度，g为重力加速度.由玻意耳定律有p1l1＝pl1'

②p2l2＝pl2'

③两边气柱长度的变化量大小相等l1'－l1＝l2－l2'

④由①②③④式和题给条件得l1'＝22.5

cm

⑤l2'＝7.5

cm

⑥考向2

过活塞相关联

（1）将环境温度缓慢升高，求B气缸中的活塞刚到达气缸底部时

的温度；

解析：本题考查气体实验定律、理想气体状态方程，意在考查分析综

合能力.（2）将环境温度缓慢改变至2T0，然后用气泵从开口C向气缸内缓慢

注入气体，求A气缸中的活塞到达气缸底部后，B气缸内第Ⅳ部分气

体的压强.

突破3

变质量问题解题方法分析变质量问题时，可通过巧妙地选择研究对象，使变质量气体

问题转化为定质量气体问题，用气体实验定律求解.（1）充气问题：选择原有气体和即将充入的气体作为研究对

象，就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态

变化问题.（2）抽气问题：将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为

研究对象，质量不变，故抽气过程可以看成等温膨胀过程.（3）灌气问题：把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体

的整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题.（4）漏气问题：选容器内剩余气体和漏出气体的整体作为研究

对象，便可使变质量问题变成一定质量气体的状态变化，可用理想气

体的状态方程求解.考向1

充气问题[典例5]某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在

要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看做理

想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是

p0、体积为

的空气.C

考向2

抽气问题[典例6]一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明

玻璃板，集热器容积为V0.开始时内部封闭气体的压强为p0，经过太

阳暴晒，气体温度由T0＝300

K升至T1＝350

K.

（1）求此时气体的压强；

（2）保持T1＝350

K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到

p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.

考向3

灌气问题[典例7]一氧气瓶的容积为0.08

m3，开始时瓶中氧气的压强为20个

大气压.某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36

m3.当氧气瓶中的压

强降低到2个大气压时，需重新充气.若氧气的温度保持不变，求这瓶

氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.答案：4解析：设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2（2个大气

压）时，体积为V2，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2

①重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1

②设用去的氧气在p0（1个大气压）压强下的体积为V0，则有p2V3＝p0V0

③

联立①②③④式，并代入数据得N＝4（天）.

⑤[解题指导]

解答此题的关键是将用去的氧气在p2状态下的体积转化

为在p0（1个大气压）状态下的体积，从而可以计算出氧气在p0下的

可用天数.

在变质量问题中，一般气体的温度是不变的，满足玻意耳定律.（1）充气问题或几部分气体相混合的问题，满足p1V1＋p2V2＋…

＝pV.

1.

如图所示，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到

达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态

a.下列说法错误的是（

C

）A.

在过程ab中气体的内能增加B.

在过程ca中外界对气体做功C.

在过程ab中气体对外界做功D.

在过程bc中气体从外界吸收热量C解析：在过程ab中，气体体积不变，外界不对气体做功，气体也

不对外做功，即W＝0，压强增大，温度升高，内能增加，A正

确，C错误；在过程ca中，气体体积减小，外界对气体做功，即

W＞0，B正确；在过程bc中，温度不变，内能不变，即ΔU＝0，

体积增加，W＜0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，Q＞0，即气

体从外界吸热，D正确.2.

（2024·茂名一模）如图所示的是气压升降椅，可升降部分由坐凳

和当活塞用的不锈钢圆柱组成，圆柱光滑、横截面积S＝10

cm2，圆

柱封闭着体积V＝120

cm3的理想气体.当小明坐上升降椅后，气体被

压缩，椅子缓慢下降10

cm后静止.小明离开椅子后，椅子又缓缓上升

到原来的位置.已知大气压P0＝1.0×105

Pa，椅子可移动部分质量m

＝2

kg，设环境温度不变，重力加速度取g＝10

m/s2.求：（1）小明坐上椅子前封闭气体的压强及小明的质量；答案：（1）1.2×105

Pa

60

kg

解析：（1）初始状态时，以不锈钢圆柱与椅面整体为研究对象，根

据平衡条件得mg＋p0S＝p1S

解得M＝60

kg.（2）在小明坐上椅子到椅子恢复最初状态过程中，封闭气体放出的

热量.答案：（2）60

J解析：（2）环境温度不变，则气体内能不变，根据热力学第一定律

可知W1－W2＝Q其中W1＝p2Sh，W2＝p1Sh解得Q＝60

J.

3.

（2024·漳州阶段练）某医用氧气瓶容积为40

L，瓶内贮有压强为

9.6×106

Pa的氧气，可视为理想气体.广泛用于野外急救的氧气袋容

积为5

L.

将氧气瓶内的氧气分装到氧气袋，充气前袋内为真空，充气

后袋内压强为1.2×106

Pa.分装过程不漏气，环境温度不变.（1）求最多可分装多少个氧气袋；答案：（1）56

解析：（1）选取钢瓶内氧气整体作为研究对象，初状态氧气压强p＝

9.6×106

Pa，设充满n个氧气袋后，氧气瓶内的氧气压强也为p'＝

1.2×106