2027届高考物理复习：气缸模型（学生版）

与缸模型

【考点精练】

1.（2026高考云南卷）某同学制作了一个简易气动装置,可简化为如图所示的模型。水平汽缸4和竖直汽

缸6固定在气压为Po的恒温环境中，其活塞a、b的横截面积分别为S1、S2（SVS2）。两汽缸通过细管连

通，汽缸力内壁光滑，汽缸笈内壁与活塞b间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个装置气密性和导热

性良好。不计活塞的质量和厚度,重力加速度为g。

气阀K-1臂4

7------------1汽缸A；---------------1推拉杆

细管

汽缸B

活塞〃2^2^^

重物

⑴打开气阀K，在活塞b上用轻质细线悬挂重物,逐渐增加重物的质量，当重物质量为加时活塞b刚要

升始向下运动，求汽缸6内壁与活塞b间的最大静摩擦力大小；

（2）在（1）间操作后关闭气阀K,封闭体积为％的气体（视为理想气体），然后用水平拉力向右缓慢拉动活

塞直到重物刚要开始向上运动，已知此过程中气体吸收的热量为Q,求该过程活塞Q的位移大小及拉

力对活塞Q做的功：

（3）在（2）问操作后继续缓慢拉动活塞0,使重物上升高度〃，此时活塞b未到达汽缸13的顶部,求该过程

中水平拉力对活塞。做的功。

2.（2026年4月辽宁实验中学质检）如图所示，4、Z?两个相同且内壁光滑的导热汽缸固定在水平地面上,

汽缸内的两活塞（重力忽略不计）用轻杆连接，一个移动时另一个也会同时移动，总保持两汽缸内封闭的

气体体积相同。当环境温度为£）时，两汽缸内封闭气体的体积均为％，压强均为p。。现对力汽缸缓慢

加热，使其温度升高至T,而6汽缸仍保持原来的温度五）。则：

（1）两汽缸中的压强将分别为多少？

⑵若此过程中4汽缸内气体的内能增加了AE,则两汽缸需从外界吸收多少热量？

...........»

3.（2026广东一模）供暖管上的温度计及其内部结构如图，滑片把圆环分成I、H两部分，【密封一定质量

的理想气体，紧贴供暖管上的导热片，11与大气相通，滑片可沿圆环无摩擦自由滑动。已知大气压强为

l.OxlO"Pa，供暖前温度计指示一3℃,I区内气体体积为9.0x10%］，供暖后温度计指示421。

若供暖前后，I区内气体吸收了53J的热量。求：

4.（湖南怀化名校联考联合体2025届高考考前仿真联考三）将一个横截面积为S的圆柱状导热性能良好

的汽缸倒置固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与放在台面的重物馆相连。从汽缸底部的阀门K处,投

入一团燃烧的轻质酒精棉球。待酒精棉球熄灭后（不计灰烬的体积），立即关闭阀门K,此时，活塞距汽

缸底部的距离为L,细线刚好被拉直但无拉力。已知大气压强为小,重力加速度为g,mg=±puS,环境

温度恒为玲，当汽缸内温度降为1.2或时，重物刚好离开铁架台。汽缸内的气体可看作理想气体,不计活

塞与汽缸内壁之间的摩擦，求：

精

酒

球

棉

物

⑴刚关闭阀门K时,汽缸内气体的温度；

（2）当汽缸内气体降为室温时，重物距离铁架台台面的距离。

5.（10分）（2025年5月湖南岳阳考前信息卷）如图所示，两端开口的气缸竖直固定，4、Z?是两个活塞，可在

2

气缸内无摩擦滑动，面积分别为Si=20cm2,S2=10cm，质量分别为孙=1.5kg,g=0.5kg，它们之间

用一根细杆连接，静止时气缸中的气体温度7=600K,气缸两部分的气柱长均为已知大气压强外=

1x105Pa，取g=10m/s2,缸内气体可看作理想气体；

⑴活塞静止时，求气缸内气体的压强；

⑵若降低气缸内气体的温度，当活塞人缓慢向下移动,时，求气缸内气体的温度。

P.......................................................................

6.（2025年4月河南豫西重点高中联考）如图甲所示,深度为"的圆柱形绝热气缸底部安装有电热丝（体

积可忽略）,可以通过加热来改变缸内的温度。气缸口有固定卡销。气缸内用质量为小=注、横截面

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积为S的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞刚好在气缸口，气缸内气体温度为7J,压强为“。

如图乙所示，保持气体温度不变，将汽缸固定在倾角为37°的斜面上。大气压强恒为po,重力加速度为g。

不计活塞及固定卡销厚度，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气，sin37°=0.6,cos370=0.8。

（1）求斜面上活塞距气缸底部的距离h；

⑵气缸在斜面上放置时，接通气缸底部的电热丝缓慢给气体加热，一直到气体温度升高到5£,加热过

程中通过电热丝的电流恒为/,电热丝电阻为儿加热时间为心若电热丝产生的热量全部被气体吸收,

求温度5%时气缸内气体的压强及气体温度从为升高到5*的过程中增加的内能。

...........»

7.(湖北省部分高中协作体2025届三统联考)如图所示,两个相同的密闭导热汽缸竖直放置，汽缸内壁光

滑，底部由一可忽略容积的细管连通，汽缸高均为，、横截面积均为S,不计厚度、质量分别为m和2m的

活塞与两汽缸顶部紧密贴合(入粘连)。开始时汽缸中为真空，现从阀门力、0分别向汽缸中缓慢注入理

想气体I和II,同时缓慢释放两活塞，当两活塞均位于汽缸正中间位置时关闭两个阀门。随着外部温度

由7；开始缓慢升高，右侧汽缸口活塞位置不断上升，已知重刀加速度为g,求：

(1)温度刚开始升高时，气体I的压强。

(2)当右侧活塞刚好上升至汽缸顶部时，环境的温度。

8.(江西吉安一中2025学年度下学期全真模拟考试)济南的突泉是中国著名的风景名胜，泉水一年四季恒

定在181左右。严冬，水面上水气袅袅，像一层薄薄的烟雾，一边是泉池幽深，波光粼粼,一边是楼阁彩

绘，雕梁画栋，构成了一幅奇妙的人间仙境。在水底有很多小孔冒出微小气泡，可以看到气泡在缓慢上

升过程中体积逐渐变大且没有破裂。假设初始时小气泡(可视为理想气体)体积弘=5.0x1(尸小落气泡

上升过程中内外压强相同。已知泉水水深九()=2m,大气压强p0=1.0xl()5Pa,水的密度p=1.0x

UPkg/r4,重力加速度g取取32。

(1)求气泡到达水面时的体积%；

(2)已知气泡上升过程中对外界做功2x10-2J,判断气泡是吸热还是放热,并求出热量的数值。

9.(广东省广州市2025届高三下学期物理6月保温训练)如图所示，在大气压强为p0=lxl()5Pa、室温为

工=300K的实验室中，一高度L=30cm、底面积$=3'1(尸那、侧壁及底面厚度不计的圆柱体气缸竖

直放置在地面上，内有一质量M=4kg、厚度H=5cm的活塞，气缸侧壁顶部和正中间分别有一个大小

不计的微动开关P、Q,可以感知活塞是否与其接触，以制成传感器。初始时活塞底部距离气缸底部20

cm,不计活塞与气缸侧壁间的摩擦。

(1)若缓慢升高气缸内气体温度，求活塞刚好接触微动开关F时气缸内气体温度。

(2)若第(1)问过程中,气缸内气体从外界吸收热量Q=7.5J,气体内能变化量为多少？

(3)保持温度不变，在活塞上缓慢施加压力以触发开关Q可制成压力传感器，若Q到活塞底部距离的调

节范围为5-15cm,则可检测的压力的范围是多少？

...................0

10.（2025届广州天河区普通高中毕业班综合测试（三））如图（口）,汽车刹车助力泵是一个直径较大的真空

腔体，简化图如图⑹所示，内部有一个中部装有推杆的膜片（或活塞），将腔体隔成两部分，右侧与大气

相通，左侧通过真空管与发动机进气管相连。设初始时左侧腔体体积为腔内压强为大气压强p。,膜

片横截面积为S,膜片回位弹簧劲度系数为k,初始时处于原长状态，设制动总泵推杆左移。时刹车踏板

到底，整个过程忽略温度变化，腔内气体视为理想气体，忽略膜片移动过程中的摩擦阻力，求：

⑴发动机工作时吸入空气，造成左侧腔体真空，求刹车踏板到底时，助力器推杆人力P至少多大？

（2）发动机未启动时，真空管无法工作，左侧腔体处于封闭状态,求此状态下刹车踏板到底时，助力器推

杆人力?至少多大？

发动带有单向阀的真空管

膜片

隔板口^助力器推杆

制动总影

推杆’左J

也空气进气阀

膜片回位弹簧

图(b)

IL（湘豫名校联考2025学年高三春季学期第二次模拟考试）如图，质量分别为M和m的汽缸与活塞密闭

性和导热性良好，活塞可无摩擦上下移动，汽缸内封闭一定质量的理想气体，现将汽缸从倾角为37°的斜

面由静止释放。汽缸与斜面之间的动摩擦因数为〃=0.25重力加速度为g,斜面足够长,待汽缸稳定向

下运动时，汽缸内封闭的气体体积为Vo然后将汽缸置于水平地面上如图乙，用竖直向上的力缓慢提升

活塞至汽缸刚要离开地面。活塞的横截面积为S,外界大气压强为po,周围环境温度保持不变，sin370=

0.6»cos37°=0.8.求：

⑴汽缸沿斜面加速下滑时汽缸内封闭气体的压强;

（2）汽缸刚要离开地面时封闭，体的体积。

............即

12.（2024•河北保定模拟）如图所示，一个水平放置的绝热汽缸内部带有气密性良好的绝热活塞，在汽缸开口

史装有固定卡环，开始时活塞离卡口的距离为L，离缸底的距离为2L,活塞的横截面积为S,活塞与汽缸

内壁无摩擦,活塞的质量为馆,大气压强为噂，缸内气体温度为重力加速度为g。

⑴若通过电热丝给缸内气体缓慢加热，当活塞刚好移到卡口时，缸内气体温度为多少；

⑵若将汽缸沿顺时针转过90°使汽缸开口向上，同时再通过电热丝（体积忽略不计）给缸内气体缓慢加

热，当缸内气体温度为2或时,卡口对活塞的压力多大？

13.(2024・广西卷，14)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=500mn?

的活