2026届高考物理一轮总复习提能训练（七十九）含答案

提能训练练案［79］

基础巩固练

题组一单一气体多过程问题

1.(2025•安徽省皖南八校第二次联考)如图为小明同学设计的研究一定质量气体

的压强、体积与温度三者关系的实验装置示意图。倒U形玻璃管M与两端均开口的

直玻璃管N用橡胶管P连接，M左端封闭，M、N、P三者粗细均匀且横截面均相等。

一定质量的某种气体被管内水银封闭于M内，通过调整N的高度及M中气体的温度

均可改变M44气体的压强。开始时M、N内的水银面等高，M中气体总长度为54

cm,温度为。=300K。现调整N的高度使M右侧水银面升高9cm,再将M、N固

定，然后使M中气体温度升高至7=360K,M、N、P始终在同一竖直平面内，N足

够长。已知大气压强po=75cmHg,求：

(1)固定M、N时两玻璃管中水银面高度差；

(2)M中气体温度升高至7=360K时，N中水银面变化的高度。(结果可用根式表

［答案］(1)15cm⑵(9回一45)cm

［解析］(1)设管的横截面积为S,调整N的高度后，M管中气体压强为「2。

对M管中封闭气体有，

状态I:p\=75cmHg,

匕=54cmXS,T}=300K

状态n：T2=FI=3OOK,

匕=54cmXS-9cmXS=45cmXS

由玻意耳定律得P/i=P2%，解得

P2=90cmHg

此时M、N两玻璃管中气体压强差

=P2-Po=15cmHg

故固定M、N时两玻璃管中水银面高度差为△，?=15cm。

(2)M中气体温度升高至7=360K时，设N中水银面升高x,则对M管中封闭气

体有

状态HI：匕=(45cm+x)S,

73=7=360K>P3=po+P&+P2x

由理想气体状态方程得竽=喈

12h

解得x=(9-/30-45)cm。

题组二关联气体问题

2.竖直放置的粗细均匀、两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体

分为A和B两部分，如羽所示。已知两部分气体A和B的体积关系是0=3腺，温

度相同，将玻璃管温度均升高相同温度的过程中，水银将()

A.向A移动

B.向B移动

C.始终不动

D.以上三种情况都有可能

［答案］B

［解析］假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，根据查理定律有彳=2，

所以两部分气体初状态温度7相同，升高的温度相同，初状态气体A

的p大,则A〃A>APB，水银柱所受合外力方向向上：应向上移动，即向B移动，故选

B。

3.(2023•全国乙卷)如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20cm

的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水

银柱隔开。水银柱在两管中的长度均为10cm。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡

后，A管内的空气柱长度改变1cm。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。

(气体温度保持不变，以cmHg为压强单位)

裔中物理

B

［答案］74.36cmHg54.36cmHg

［解析］设B管在上方时上部分气压为夕B，则此时下方气压为夕A，此时有PA=

PB+20cmHg

倒置后A管气体压强变小，即空气柱长度增加1cm,A管中水银柱减小1cm,A

管的内径是B管的2倍，则SA=4SB

可知B管水银柱增加4cm,空气柱减少4cm;设此时两管的压强分别为〃A'、

PB'，所以有0A'+23cmHg=pB'

倒置前后温度不变，根据玻意耳定律对A管有〃ASA£A=〃A'SJA'

对B管有PB品£B=PB'

其中£/=10cm+1cm=11cm

LB'=10cm-4cm=6cm

联立以上各式解得

PA=74.36cmHg

PB=54.36cmHg。

题组三变质量问题

4.（多选）（2025•福建沈岩月考）如图所示是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气

的情景。打气前篮球内气体的压强为1.1atm,每次打入的气体的压强为1.0atm、体

积为篮球容积的《，假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体

可视为理想气体，贝义）

A.打气后，球内每个气体分子对球内壁的作用力增大

B.打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大

裔中物理

C.打气6次后，球内气体的压强为1.4atm

D.打气6次后，球内气体的压强为1.7atm

E.打气后，球内气体分子平均动能不变

［答案］BCE

［解析］打气后，由于气体的温度不变，所以分子平均动能不变，球内每个气体

分子对球内壁的平均作用力不变，并且球内每个气体分子对球内壁的作用力不一定增

大，A错误，E正确；打气后，球内气体的压强变大，则球内气体分子对球内壁单位

面积的平均作用力增大，B正确；打气6次后，由被意耳定律可得pi%+poX6X5乙

=pVa，解得1.4atm,C正确，D错误。

5.某小组制作了一个空间站核心舱模型，舱的气密性良好，将舱门关闭，此时

舱内气体的温度为27°C、压强为l.OpoSo为大气压强），经过一段时间后，环境温度

升高，舱内气体的温度变为37C,压强为⑶，此时打开舱门，缓慢放出气体，舱内

气体与外界平衡，则（）

30

A.气体压强pi=w?o

B.气体压强Pi=|^9o

C.放出气体的质量是舱内原有气体质量的专

D.放出气体的质量是舱内原有气体质量的］

J1

［答案］D

［解析］由查理定律得黑=借，解得0=强°，故A、B错误；设核心舱

体积为匕打开舱门，缓慢放出气体，舱内气体与外界平衡，此时舱内气体和放出气

体的总体积为广，由玻意耳定律有p/=po,，同温度、同压强下，同种气体的质

m精V'—Vm猛|

量之比等于体积之比，有一=解得一=故D正确，C错误。

m昌Vm31

能力提升练

6.（2024・山东卷）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

裔中物理

度，=100.0cm,侧壁有一小孔力。储液罐的横截面积52=90.0cm2、高度6=20.0

cm,罐底有一小孔8。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔5进入，空气由孔4

排出；当内、外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔力，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〃=1.0X103kg/m3,重力

加速度大小g=10m/s2,大气压po=1.0XI05pa。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。

⑴求X；

(2)松开孔从外界进入压强为po、体积为-的空气，使满储液罐中液体缓缓流

出，堵住孔4,稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求兀

［答案］(1)2cm(2)8.92X10-4m3

［解析］(1)根据题意，在缓慢将汲液器竖直提出液面的过程，封闭气体发生等温

变化，根据玻意耳定律有

p«H-4sl=p2Hsi

根据题意可知Pi=例，P2+pgh=po

联立解得x=2cm。

⑵当外界气体进入后，对所有气体整体分析，由玻意耳定律有poP+〃2“S=p3

(g+料

h

又〃3+啊=Po

联立解得"8.92X10-4

7.(2024・广东卷)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两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通,

B的体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于\p时差压阀打开，A内气体

裔中物理

缓慢进入B中；当该差值小于或等于他时差压阀关闭。当环境温度八=300K时，A

内气体体积匕7=4.0X10-2m3,B内气体压强.BI等于大气压强〃°。已知活塞的横截

面积S=0.10m2,Ap=O.Hpo,PO=1OX1O5Pa,重力加速度大小g取10m/s2,A、B

内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩流，差压阀与连接管道内的气体体

积不计。当环境温度降低到T2=270K时：

⑴求B内气体压强PB2；

(2)求A内气体体积唳2；

(3)在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到po并保持不变，求已倒入铁砂

的质量fflo

［答案］(1)9X104Pa(2)3.6X10-2m3

(3)1.1X102kg

［解析］(1)假设温度降低到72时，差压阀没有打开，

又A、B两个汽缸导热良好、B的体积不变，所以B内气体发生等容变化，初态

PBI=Po,Tx=300K,末态72=270K,

根据查理定律有攀=喈

1\12

代入数据解得/珀2=9X104Pa。

A内气体发生等压变化，压强始终为P0,由于PO-PB2VA。故假设成立，印外2=

9X104Pa。

(2)A内气体发生等压变化，初态■=4.0*IO-m3,.=300K,末态一=270K,

根据盖一吕萨克定律有筌=等

1\12

代入数据解得以2=3.6X10-2m3。

(3)系统恰好稳定时，A内气体压强=Po+~r

B内气体压强PB'=PO,

此时差压阀恰好关闭，所以有〃A'-PB'=△〃

裔中物理

代入数据联立解得〃7=1.1xIO2kg。

8.如图，一容器由横截面积分别为2s和S的两个汽缸连通而成，容器平放在水

平地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚