第二章 2. 气体的等温变化-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019 江苏专用)

相距无限远时的动能相等，则分子间的势能￡。=2· 知分子在=1处的分子之间的作用力表现为斥力，分子 2m=m,故D错误故选B 之间的距离将增大，分子力做正功，分子的速度增大，分子 力减小，加速度减小：当分子之间的距离大于2时，分子之 本章达标检测 间的作用力表现为引力，随着距离的增大，分子力做负 功，分子的速度减小，分子力先增大后减小，故加速度先增 1.B2.C 大后减小，所以当r=2时它们的速度最大，加速度最小为 mM 3A解析：A一个油酸分子的质量为m=界，故Λ正 零，C错误，D正确故选D. 真题体验第一章分子动理论 确：BCD,根据题意可知，油酸分子的直径为d=S,则一个 1.C2.A3.B 油酸分子的体积为V。= 4/d13 32 6S,油酸的摩尔体积 4.C解析：分子间距离大于。，分子间表现为引力，分子从 无限远靠近到距离。处过程中，引力做正功，分子势能减 为V。=N,V。,油酸的密度为p三 M 6MS' N,,一滴油酸溶液 小，则在。处分子势能最小：继续减小距离，分子间表现为 斥力，分子力做负功，分子势能增大故选C. 中油酸分子个数N=”. 6S n,放BCD错误故选A 5.D解析：根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为。） 时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离 4.C解析：根据气体分子速率分布规律可知速率很大和速 ,变化的图像：根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为 率很小的分子比例较小，而速率中等的分子比例较大根 。)时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离， 据圆筒转动的情况可知，速率越大的银原子所到达的位置 变化的图像：根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而 越靠近M,速率越小的银原子所到达的位置越靠近N,速率 减小，可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离，变化的图 中等的银原子所到达的位置分布在Q点附近所以M和N 像.故D正确，ABC错误：故选D. 附近银原子分布较少，Q点附近银原子分布较多故选C. 6.减小减小小于解析：从距0点很远处向0点运动，两分 5.D解析：AB.由图可知，两个分子在r=2处的分子势能 子间距减小到2的过程中，分子间体现引力，引力做正功，分 最小，侧分子之间的距离为平衡距离，分子之间的作用力 子势能减小：在2”，的过程中，分子间仍然体现引力，引力 恰好为0，所以假设将两个分子从=2处释放，它们既不 做正功，分子势能减小；在间距等于，1之前，分子势能一直诚 会相互远离，也不会相互靠近，AB错误；CD.由于，<2，可 小，取无穷远处分子势能为零，则在「1处分子势能小于零 第二章 气体、固体和液体 第1节温度和温标 4.B解析：设大气压强为P0,左边空气的压强P左=Po-Pgh1, 右边空气的压强P右=Pa+pgh,=P左+Pgh,则h=h1+h2,故 第1关（练速度） B正确. 1.D2.B3.D4.D5.C 5.B解析：A柱塞上涂油是为了防止漏气，并不是为了减 6.C解析：温度计是利用热胀冷缩原理制成的，温度升高时 小摩擦力，A错误：B.实验中为了使气体能够做等温变化 烧瓶内气体膨胀，有色水柱上升：温度降低时烧瓶内气体 改变气体体积时应缓慢推拉柱寒，B正确：C,用手握住注 收缩，有色水柱下降，已知A、D间的测量范围为20~ 射器，会使气体温度变高，C错误：D.实验前应测量柱塞的 80℃，可得A点为80℃，D点为20℃，A、D间刻度均匀分 横截面积，并不是测量重力，这样才能得到空气柱的体积， 布，每格表示80℃-20℃」 D错误故选B. 15 二=4℃，则有色水柱下端温度 6.(1)A(2)①胶管内存在气体②胶管内气体的体积 为20℃+3×4℃=32℃，故C正确，ABD错误故选C (3)A(4)② 解析：(1)A.为保证封闭气体的气密性，应在活塞与注射 第2节气体的等温变化 器壁间涂上润滑油，A正确；B.手握住注射器，会使注射器 第1关（练速度） 内的气体温度升高，不符合实验要求，B错误：C.实验时应 1.C2.B 缓慢推拉活塞和读取数据，C错误：D.实验中气体的压强 3.C解析：以活塞为研究对象，对活塞受力分析如图所示 可以通过数据采集器获得，体积不行，D错误故选A 外界对话塞的压力为F三内。由平衡条件有 (2)根据即(V4,)=C可知V=C-。,故造成图线不过原 点的原因是胶管内存在气体，V。是胶管内气体的体积 Fos=Mg+pS,解得p=p,、,故选C (3)=S可知，图像应该为过原点的倾斜直线故选A (4)由于存在漏气，故V在减小，可知图线的斜率在减小 图线应为②. 7.B解析：由题意可知，气体初状态参量：P1=3atm,设体积 为V,=V,末状态参量：P2=3atm-2atm=1atm,V2=+4L, 由玻意耳定律得P,V,=P2V2,即3V=V+4L,解得V=2L故 B正确，ACD错误 8.D解析：对于管内封闭气体的压强可表示为P=P%+Pgh1, 也表示为p=P+Pgh2,则知h1=h2,h,不变，则h2不变.当 参考答案学霸03 外界压强增大时，管内封闭气体压强p增大，根据玻意耳 故A错误；BCD.当气室2内的压强刚好到达2p。时，对 定律pV=C可以知道气体的体积减小，则h,下降.故选D. 活塞受力分析，根据共点力平衡可得PS+mg=2paS,解 9.A解析：设h,=16cm,h2=4cm,h,=10cm,初态V1= (h,+h,-h2-h)S,P,=Po+4cmHg,从右侧端口缓慢注入水 得mPs,当5mp52p3时，单向阀门开启且活塞 g <m=2g8 银，恰好使水银柱下端到达右管底部，则末态V2=h,S,P2= 稳定时，对于气室1、2内气体，等温变化有PLS+2印LS= Pn+(△h+4)cmHg,由等温变化p,Y=p,V,该过程中注入 pL'S,对活塞受力分析，由共点力平衡可得PoS+mg=p"S, 右管水银柱的高度为△h=10cm,故选A. 10.D解析：竖直放置时，对活塞有mg+PaS=P1S,水平位置 联立解得1~号，所以，活塞下降4h=2业-号=亭，故 时，两端气体压强相等，设为刀，则对左端气体有2 V BC错误，D正确， 故选D. p成，对右端气体有，立=p叫，联立以上方程解得兰1+ 专题探究一玻意耳定律的应用 V, 器故D正稳，ABC错误故选D 1,D解析：设大气压为P%,封闭气体压强p=Po-Pgh,玻璃管 绕其最下端的水平轴偏离竖直方向一定角度，假设H不 11.D解析：A.作出过B点的等温线如图所示，可知T> 变，则水银柱的有效高度h变小，封闭气体压强变大，根据 T,=Tc,故从A到B的过程温度升高，A错误：B.从B到 玻意耳定律可知，封闭气体体积减小，故水银柱会升高， C的过程温度降低，B错误：C.从A到B再到C的过程温 即H要减小：再假设不变，则H会减小，根据玻意耳定 度先升高后降低，C错误：DA、C两点在同一等温线上， 律，封闭气体压强会增加，故h也要减小，故ABC错误， 温度相同，D正确.故选D. D正确， 2.C解析：依题意，对A、B部分气体研究，将细玻璃管绕B 点在竖直面内顺时针缓慢旋转90°后，设A部分的水银柱 长度为{，B部分的水银柱长度为L2,根据玻意耳定律有P ·10S=p(20-l,)S,Pg·10S=pa(20-l2)S,其中P4=Po+ Pa=86cmHg,Pi=(76-4)cmHg,Pg=(76+l2)cmHg,联立以 上式子，求得1=7.5cm,2=10cm,可得l,+l2<20cm,故 选C 第2关（练准确率）】 12.B解析：以A管中的水银为研究对象，则有pS+ 3.C解析：由题意可知，初状态时B的压强pPa=2Pgh+Pgh= pghScos8=pS,B管内压强为p=P-pghcos0,可知p<po 3Pgh,加速稳定后，上部空气柱长度是下部空气柱的3倍， B管内封闭气体的压强比大气压强小hcos0高汞柱：且B 所以B的压强增大，A的压强减小，所以玻璃管的加速度 管内水银面要比管外水银面高出hcos0.故选B. 向上，且可知=24，人=3，则=2,4=公根据玻 13.C解析：设气泡的体积分别为V、V,初态时气泡的压强 31 P户1=Po+pgh,=3×10Pa,在10m深处时气泡的压强P2= 意耳定律可得2Pgh·S=p,·2S,可得A变化后的压强为 Po+pgh2=2×10Pa,根据玻意耳定律得pV,=P2V2,解得 =子体积应变为原来的15倍故选C ,=Pg,根据玻意耳定律可得3pgt·S=p,·子，可得 B变化后的压强为pa=6pgh,故AB错误；CD.对水银柱， 14.C解析：设人的肺活量为V,将空腔中的气体和人肺部 的气体一起研究，初状态有P,=Po,V,=V。+V:末状态有 根据牛顿第二定律有pnS-p,S-pgtS=pha,可得a=号g。 P2,V?=V。根据压强关系有P2=Po+Pgh,根据玻意耳定律 故C正确，D错误故选C 有p,Y=,M,联立解得V=P。,放选C 4.A解析：以水银柱为研究对象，其两端的压力差为向心 Po 力，水平方向受力为向右的PoS,向左的pS,由牛顿第二定 15.D解析：设大气压为Po对a管，a管竖直向下做自由落 体运动，处于完全失重状态，封闭气体的压强等于大气 律，可知nsp,3=m(么+6+-1兰），则有p 压，即P,=Po对b管，以水银为研究对象，根据牛顿第二 定律得P,S-PS-mg=mg,得P>po对c管，以水银为研究 p以心（凸+忆-+宁）若以被封闭气体为研究对象，由等 对象，根据牛顿第二定律得PoS-p.S+mgsin45°=ma,对c 管和水银整体，有Mgsin45°=Ma,得a=gsin45°，解得 温变化可知n,S=ps,解得p=2,故BCD错误， P,=Po,可得P>p,=p根据玻意耳定律有pV=C,可得L< A正确。 L.=L.,ABC错误，D正确.故选D. 5.C解析：设A、B两部分气体的总体积为V,对A气体，初 第3关（妹思维宽度） 16.D解析：A.当活寒刚好到达CD位置时，对气室1、2内 状态pap,a一号y,末状态pa=p,a=之y,根据玻意 1 的气体，根据玻意耳定律可得PIS+2印IS=p'1S,解得 耳定律可得PaV:=PaVa对B气体，初状态Pm=P,V= p=3p对活塞受力分析，根据共点力平衡可得PS+mg= p'S,解得m 2po3若m2 3poS 2poS 此时，单向阀门已向 V,末状态Va=之儿，Pa=p'+肾，根据玻意耳定律可得 下开启且活塞已经到达CD位置，故气室1的压强为3po, PmVm=PmVa,联合解得m=,故选C 选择性必修第三册学霸04第2节 气体的等温变化 第1关练速度 2mn为准，你的时间 过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取. 题型1气体状态参量及气体压强 为得到气体的压强与体积关系，下列做法正 1.描述气体状态的参量是 确的是 ( A.柱塞上涂油是为了减小 A.质量、温度、密度 B.质量、压强、温度 C.温度、体积、压强 D.密度、压强、温度 摩擦力 压力表 2.注射器中封闭一定质量的气体，现在缓慢压下 B.改变气体体积时应缓慢 活塞，下列物理量不会发生变化的是() 推拉柱塞 C.推拉柱塞时可用手握住 A.气体的压强 空气注 B.气体分子的平均速率 注射器 惊股套 C.单位体积内的分子数 D.实验前应测得柱塞受到的重力 D.气体的密度 6.用气体压强传感器做“探究气体等温变化的 3.如图所示，活塞质量为M,上 规律”实验，实验装置如图甲所示 表面横截面积为S,上表面水 胶 平，下表面与水平面成角， 强注射器 摩擦不计，外界大气压为o, 传感器 计算机 则被封闭气体的压强为（重力 敏据宋集器 加速度为g)】 A.Po-Mgcos a B.PoMgeos a Mg C.Po S D. Po-Mgcos'a 4.如图所示，两端开口的弯折玻璃 两 管竖直放置，左管有一段高为h, (1)关于该实验下列说法正确的是 A.为保证封闭气体的气密性，应在活塞 的水银柱，右管有一段高为2的 与注射器壁间涂上润滑油 水银柱，中间一段水银柱将管内空气分为两 B.为方便推拉活塞，应用手握住注射器 段，三段水银柱均静止，则中间管内水银柱的 C.为节约时间，实验时应快速推拉活塞 高度h为 () 和读取数据 A.h-h2 B.h:+h2 D.实验中气体的压强和体积都可以通过 、h1-h2 h,+h2 C.- 数据采集器获得 2 D. 2 (2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下， 题型2探究气体等温变化的规律 测得多组压强p和体积V的数据并作 5.探究气体等温变化规律的实验装置如图所示. 出V1图线，发现图线不通过坐标原点。 空气柱的长度由刻度尺读取，气体的压强通 选择性必修第三册学霸012 如图丙所示则： 水银柱封闭了一部分 ①造成这一结果的原因是 气体，水银柱上表面离 0 em 16 ②图中V。代表的物理含义是 管口的距离为10cm.管 (3)若A组同学利用所得实验数据作出的 底水平连接段的体积 p十图线，应该是 可忽略，大气压强po=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 水银柱的高度为 () A.10 cm B.8 cm C.6 cm D.4 cm 10.(2022·广东湛江期末)如图，上端开口的圆 柱形容器竖直放置在水平地面上，质量为m (4)B组同学测得多组压强P 的活塞处于容器中部，活塞面积为S.用密封 ① 和体积V的数据，在p 的盖子封住容器口后，将容器在竖直面内沿 顺时针缓慢转至水平位置，这时活塞左边气 坐标平面上描点作图，因 体体积为V,右边气体体积为V,.已知大气压 压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图 强为po,重力加速度为g,整个过程温度不变， 线应为图中 (填“①”或“②”) 题型3玻意耳定律 活塞与汽缸无摩擦且不漏气则为 7.一定质量的气体，压强为3atm,保持温度不 变，当压强减小了2atm,体积变化了4L,则 该气体原来的体积为 ( A.1 PoS B.1+S B.2 L C. D.3 L mg mg 3 8.(2022·湖南师大附中质检)如图 C.1-mg D.1+mg PoS PoS 所示，两端开口的均匀玻璃管竖 题型4气体等温变化的图像 直插人水银槽中，管中有一段水 11.(2023·湖南长沙联考)如 银柱（高为h,)封闭一定质量的 图所示是一定质量的气体 气体，这时管下端开口处内、外水 由状态A变到状态B再变 银面高度差为，若保持环境温度不变，当外 到状态C的过程，A、C两点 界压强增大时，下列分析正确的是 ( 在同一条双曲线上，则此变化过程中( A.h2变长 B.h,变短 A.从A到B的过程温度不变 C.h上升 D.h,下降 B.从B到C的过程温度升高 9.（2023·山东滨州期中)如图所示，高为16cm C.从A到B再到C的过程温度先降低再 的两相同玻璃管竖直放置，下端连通，左管上 升高 端封闭，右管上端开口.右管中有高为4cm的 D.A、C两点的温度相等 第二章学霸013 第2关练准确率准确率>90%，你做对题 pgh+2pov。 A B.Pgh+y。 Po Po 12.如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B 支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之 c.。 pgh-PV。 D Po Po 间的夹角为0，A支管中有一段长为h的水 15.(2022·江苏天一中学期中)如图所示，a、b、c 银柱保持静止，下列说法中正确的是( 三根完全相同的玻璃管，一端封闭，管内各用 A.B管内水银面比管外 相同长度的一段水银柱封闭了质量相等的空 水银面高h 气，a管竖直向下做自由落体运动，b管竖直向 B.B管内水银面比管外 上做加速度为g的匀加速运动，c管沿倾角为 水银面高hcos0 45°的光滑斜面下滑，若空气温度始终相同且不 C.B管内水银面比管外水银面高hsin0 变，当水银柱相对管壁静止时，a、b,c三管内的 D.管内封闭气体的压强比大气压强大 空气柱长度L、L、L.间的关系为 hcos0高汞柱 A.L =L,=L 13.一个气泡由湖面下20m深处缓慢上升到湖 B.L =L<L 面下10m深处，设湖中温度不变（水的密度 C.L>L>L 45 p取1.0×103kg/m3,g取10m/s2,大气压强 D.L<L,=L Po=1.0x10Pa),则气泡的体积约变为原来体 第3关练思维宽度 难度吸别：女立☆☆☆ 积的 () 16.如图所示，一竖直放置的汽 7 A.3倍B.2倍 C.1.5倍 0.0 缸被轻活塞AB和固定隔板 气宝2 CD分成两个气室，CD上安 14.(2023·广东联考)肺活量是指在标准大气 装一单向阀门，当气室2中 单向河K 压P。下，人尽力呼气时呼出气体的体积，是 的压强大于气室1中的压 气室1 衡量心肺功能的重要指标如图所示为某同 强时，单向阀门向下开启.已 学自行设计的肺活量测量装置，体积为V。 知开始时，气室1内气体压强为2印，气室2内 的空腔通过细管与吹气口和外部玻璃管密 气体压强为Po,气柱长均为L,活塞面积为S,活 封连接，玻璃管内装有密度为p的液体用来 塞与汽缸间无摩擦，汽缸导热性能良好，重力 封闭气体.测量肺活量时，被测者尽力吸足 加速度为g.现在活塞上方缓慢放置质量为m 空气，通过吹气口将肺部的空气尽力吹入空 的细砂后，下列说法正确的是 () 腔中，若此时玻璃管两侧的液面高度差设 3po5, 为，大气压强为P。保持不变，重力加速度 A.当m= 时，气室1的压强为4p0 为g,忽略气体温度的变化，则人的肺活量为 3poS B.当m= 时，气室2的压强为1.5p0 2g 火气口 C.当m= 3poS 12 时，活塞向下移动。L 液体 2g 空腔 D.当m= 3poS. 玻璃管 时，活塞向下移动 选择性必修第三册学霸014