第二章 3.2. 气体的等容变化-【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)

第2课时 气体的等容变化 第1关练速度 ）2min为准，你的时间 度的过程中，水银将 题型1气体等容变化的规律 A.向A端移动 B.向B端移动 1.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是 C.始终不动 将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧 D.以上三种情况都有可能 完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐 5.(2023·河北保定三模)一汽车启动前四个轮 就会紧紧地被“吸”在皮肤上（设罐内空气体 胎的胎压如图甲所示.发现行驶一段时间后胎 积不变).其原因是，当火罐内的气体() 压如图乙所示，设轮胎容积不变，则图乙所示 A.温度不变时，体积减小，压强增大 时刻相比于图甲所示时刻，轮胎内气体的温 B.体积不变时，温度降低，压强减小 度变化最小的是 ( ) C.压强不变时，温度降低，体积减小 胎压：kP 胎压：kPa D.质量不变时，压强增大，体积减小 244 24 260 264 2.一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高 1℃，它的压强增加量 ( ) 248 2 2h4 A.相同 B.逐渐增大 甲 C.逐渐减小 D.成正比例增大 A.左前轮胎内的气体 题型2查理定律的应用 B.右前轮胎内的气体 3.登山队员在攀登高峰的时候必须带上专业的 C.左后轮胎内的气体 登山装备，某队员戴了登山手表攀登珠穆朗 D.右后轮胎内的气体 玛峰，手表是密封的，表内温度为27℃时气 易错题型气体等压变化与等容变化图像 体压强为1.0×103Pa(常温下的大气压强 6.如图所示，一定质量的理想气体，由状态a经 值)，当他登上峰顶时，峰顶气压为4.0× 状态b变化到状态c,则选项中与这一变化过 程相符合的是 () 10Pa,表内温度为-23℃，则此登山手表表 面玻璃可以承受的内外压强差至少为( A.8.3×10Pa B.8.3×10Pa C.4.3×10Pa D.1.23×10Pa 4.(2024·福建宁德一中一模)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，如图所示 已知两部分气体A和B的体积关系是V= 3V,温度相同，将玻璃管温度均升高相同温 第二章学霸019 第2关练准确率 ）准确率>90%，你做对题 10.如图，U形玻璃管两端封闭竖直静置，管内 水银柱把管内气体分成两部分，此时两边气 7.某轮胎正常工作的胎压范围是1.7atm~ 体温度相同，水银面高度差为h.若要使左右 3.5atm(轮胎的容积不变).欲使该轮胎能在 水银面高度差变大，则可行的方法是( -40℃~90℃的温度范围内正常工作，则 A.同时升高相同的温度 在20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压应 B.玻璃管竖直匀速下落 控制在 () C.同时降低相同的温度 A.2.0 atm~2.3 atm B.2.3 atm~2.6 atm D.玻璃管竖直加速下落 C.2.6 atm~2.9 atm D.2.9 atm~3.2 atm 第3关练思维宽度 难度级别：女★☆☆ 8.如图所示，一开口向右的汽缸固定在水平地 面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间 11.有人设计了一种测温装置，其结构如图所 位置有一挡板，外界大气压强为Po初始时， 示，玻璃瓶A内封有一定量气体，与瓶A相 活塞紧压挡板处.现缓慢升高缸内气体温度， 连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度 则图中能正确反映缸内气体压强变化情况的 x即可反映瓶内气体的温度，即环境温度，并 p-T图像是 可由B管上的刻度直接读出.设B管的体积 与A瓶的体积相比可略去不计」 (1)B管刻度线是在1个标准大气压下制作 的(1个标准大气压相当于76cm水银 柱的压强).已知当温度t=27℃时的刻 度线在x=16cm处，问t=0℃的刻度线 在x为多少厘米处？ (2)若大气压已变为相当于75cm水银柱的 压强，利用该测温装置测量温度时所得 读数仍为27℃，问此时实际温度为 9.(2023·山东莱芜一中期中)如图为竖直放置 多少？ 的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔 成A、B两部分，初始温度相同，现使A、B降低 相同温度达到稳定后，体积变化量为△V、 △Vg,压强变化量为△p、△pg,对液面压力的 变化量为△F、△FB,则 A.水银柱向上移动了一段距离 B.△V<AVg C.△pA>△pB D.△FA=△FB 选择性必修第三册学霸020测量的最大温度为600K:又有△V=S·△L,由上式可知， 则△T,<△T:<△T<△T2,所以轮胎内气体的温度变化最小 刻度表的刻度是均匀的，A错误，B正确：C由以上分析可 的是左后轮胎内的气体故选C 知，汽缸内的气体做等压变化，弹簧受到的弹力不变，因此 环境温度降低时，弹簧的长度仍不变，C错误：D.以汽缸为 6.B解析：由题图知，。一6过程为等压过程，由7=C可知， 研究对象，（不包含活塞）对汽缸受力分析，由平衡条件可 得P,S=Mg+PaS,代人数据解得缸内气体的压强为P,= 气体温度升高，体积增大；b→c过程为等容过程，由=C L.1×10Pa,D错误故选B. 可知，气体温度升高，压强增大，故B正确 第3关（练思维宽度） 第2关（练准确率） 9()肾(2等3。 7.B解析：轮胎内气体体积不变，则为保证安全，则在90℃ 时压强不超过3.5atm:在-40℃时压强不不低于1.7am, 解析：(1)对右侧汽缸中的活塞，由受力平衡有P2S=2mg, 则根据查理定律，35。 P11.7P2 对左侧汽缸中的活塞，由受力平衡有P,S=mg+P,S,解得 273+90273+20'273-40273+20解得 ,=学(2)在缓慢升温过程中，两部分气体的压强均不 p户1=283atm,P2=2.14atm充气后的胎压应在2.14atm~ 2.83atm范围内比较合适，故B选项适合， 变，均为等压变化，设右侧活塞刚好上升至汽缸顶部时，左 8.C解析：在p-T图像中，开始一段时间内，随着温度的升 侧活塞下降玉对1气体，初态有片=公，工=，末态 高，气体发生的等容变化，根据号=C可知图像为一条过 有？=（行小由盖-萨克定律得 坐标原点的直线：当气体压强增加到与外界大气压强相等 T 对Ⅱ气体 时，温度再升高，活塞将向右移动，气体发生等压变化，即 初态有4=8,7=，末态有=5+（行小s由盖-昌萨 气体压强等于大气压强。，保持不变，故C正确。 9.C解析：ACD.假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等 克定律得片兰，联立解得T。 容变化，由于初温和末温相同，根据查理定律，对气体A,有 第2课时气体的等容变化 二兰，对气体B,有宁-停初始状态满是，p,e,同 第1关（练追度） 理使A,B降低相同温度达到稳定后，有P4=TP4 1.B解析：把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积不变，气体经 npe)6-=7,由此可知4p,>4pd,>A,因 T 过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律 可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大 此水银柱将向下移动了一段距离，故C正确，AD错误： 气压就将罐紧紧地压在皮肤上 B.由于气体的总体积不变，所以△V=△V。,故B错误故 2A解析：由查理定律得 TT+1K:Ap=p-=x 一为 选C T 定值，A选项正确」 10.C解析：AC假设两部分气休做等容变化，则根据宁 3.C解析：取表内封闭气体为研究对象，初状态的压强为 P1=1.0x10Pa,温度为T1=(273+27)K=300K,末状态的 Ar可得压强变化4=An,则4x P 温度为T,=[273+(-23)]K=250K,根据查理定律有2- T △T △T p发，4p6=了×p台，而其中P发=ppgh若同时 片，解得凸石×10P,所以此登山手表表面玻璃可以承 升高相同的温度，则左侧气体压强增加得多，所以左侧水 银面上升，右侧水银面下降，左右水银面高度差变小；同 受的内外压强差至少为4p=p4p=。×10-40x10Pa 理若同时降低相同的温度，则左侧气体压强诚少得多，所 4.3×10Pa,故选C 以左侧水银面下降，右侧水银面上升，左右水银面高度差 4.B解析：假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，根 变大，故A错误，C正确： B.玻璃管竖直匀速下落与静止放置，水银柱都处于平衡 据查理定律有号岩所以4p=号7，两部分气体初状态 状态，所以两侧气体压强不变，左右水银面高度差不变， 温度T相同，升高的温度△T相同，初状态气体A的P大， 故B错误： 则△p>△p。,水银柱所受合外力方向向上，应向上移动，即 D.玻璃管竖直加速下落，水银柱处于失重状态，有向下 向B端移动.故选B. 的加速度，则有(P右+Pgh-P左)S=ma,假设左右水银面高 度差不变，则可知左侧压强减小，右侧压强增大，由 5.C解析：轮胎容积不变，由查理定律可知P PV。=pV可知左侧气体体积增大，右侧气体体积减小，则 △T=PPT.左前轮胎内的气体温度变化4T,= 治，右前 左右水银面高度差变小，故D错误 故选C 20 第3关（练思维宽度） 轮胎内的气体温度变化△了和T,左后轮胎内的气体温 11.(1)21.4cm(2)22℃ 度变化△T,-252 16,右后轮胎内的气体压强变化△7，-248， .16 解析：(1)A瓶内气体初态P1=76cmHg-16cmHg=60cm- Hg,T1=(273+27)K=300K,T2=(273+0)K=273K,气体 选择性必修第三册学霸06 发生等容变化，由查理定体可得号-片即0兴。 300K Q.99x10Pa,对汽缸内气体由理想气体状态方程得25 To 273K解得=54.6mg,则x=76cm-54.6cm Pi ),,解得当汽缸刚好要离开水平桌面时环境温度为了， 21.4em.(2)此时A瓶内气体压强为p户3=75cmHg- 148.5K,故选B. 16cmHg=59cmHg,气体发生等容变化，由查理定律 、10poS T 10(u3( 11g 分，即0cm=9cmg,解得=295K,所以5=22 300K-T, 舞折，1)对气体A有必0，解得p=子 T。 T 第3课时理想气体的状态方程 (2)在地球表面有PS+mg=PS,在月球表面有pS+ 第1关（练速度） 石g=3,对汽体8有05.哈07%，解得m0s 1 T。 11g 1.A2.C3.D 第2关（练准确率） 4.D解析：A篮球中空气质量增大了，但空气的体积没有 11.B解析：设三种稳定状态下气体的压强分别为户1、P2 变，根据公式=P可知密度变大，球内气体分子数酱度变 P,以活塞为研究对象，三种稳定状态下分别有Mg+PS= P,S,PoS+Mg=p2S,PoS+Mg+mg=P,S,可以得出p1=p<p 大，故A错误；BC.在快速充气过程中，压缩球内气体做 功，而气体与外界来不及进行热交换，故空气内能增大、温 由理想气体的状态方程有P上_P上A 工7，由<得 度升高，分子平均动能增大，但并不是每一个分子的动能 T,<T2,由V2=V得T2<T3,即T1<T2<T,所以选项B正 都增大，故BC错误：D.由上分析可知，温度升高，分子数 确，ACD错误故选B. 密度增大，所以单位时间内碰撞单位面积内壁的分子数增 12.B解析：设胎内气体经过一定过程后温度变为T2= 大，故D正确故选D. 0℃=273K,压强变为P2=100kPa,体积变为V2,则由理 5.C解析：外界大气温度升高，压强减小，则玻璃泡内部气体温 度升高，气体压强增大，玻璃管中水柱下降，故C符合题意. 想气体方程得所以=7=2L.该状 PaTr 6.D解析：如图所示，过A、B两点分别作出等容变化的图 V365.52L 学C可得p=·7心，可知，B点对应的图线斜率 像， 态下气体的物质的量为n=7224/a2925mol, 所以气体的分子数约为m=nN.=1.755×104.故选B. 较大，体积较小，即V>Vg,B到C等温升压，可知体积减 13.C解析：设容器总长度1，当温度为T时，活塞平衡时弹 小，即Va>Vc,D正确. ↑Pa 簧伸长量为，气休体积为仔小5，压强为宁由学 B C,可知 =C,即x-T图像是过原点开口向右的抛 T 物线，当温度从T。开始缓慢增加时，P增大，V增大，x非线 性变化，且增加幅度逐新减小，故题图乙中3正确.故选C -273.15 VC 14.(1)30cm(2)42cm 7.C解析：气泡在湖底的压强p,=p。+pgh=103Pa+10'×10× 解析：(1)初时刻，气体的压强为P,=P%+P本解h= 20Pa=3×10Pa,气泡在湖底的温度为：T1-(273+4)K= 90cmHg,加速时，对水银由牛顿第二定律得P2S-PoS- 277K,气泡在水面的压强为：P=P%=10Pa,气泡在水面 mg=ma,又mg=P水shg,联立解得p2=93cmHg由玻意耳 的温度为：T2=(273+17)K=290K,根据理想气体状态方 定律得p1S=P2L2S,解得L2=30cm.(2)玻璃管倒过来后 租布学学得的 =3.1,故选C 的压强为P3=P。-P水：gh=60 cmHg,由理想气体状态方程 8.C解析：以打开开关后剩余的气体为研究对象，设舱内体 得PSB4S I刀解得马=42cm 积为V,根据理想气体状态方程，有P61-)Y_一 第3关（练思维宽度） T T 15.D解析：设U形管截面积为S,初状态时封闭气体的状 0-高每得m 态参量为p1=(76+14)cmHg=90 cmHg,y,=14cm×S, 一，该病员舱规定的负压 31 T,=(7+273)K=280K设加热过程中滋出的水银柱长度 值为P-p=P%,故ABD错误，C正确. 为h,末状态时封闭气体的状态参量为P,=(76+ h)cmHg,V3=(7cm+h)×S,T3=(7+273)K=280K由理想 9.B解析：当汽缸刚好要离开水平桌面时，弹簧的弹力 气体状态方程，可知，_业，解得h=8m设纸张燃 为mg,则mg=:,解得弹簧伸长量为x=m_1X10 TT, k200m= 烧过程中的最高温度为T,此时封闭气体的状态参量为P2= 0.05m.则当汽缸刚好要离开水平桌面时，活塞与汽缸底部 (76+14+h)cmHg,V,=(14cm+h)xS,由理想气体状态方程， 的间距为L,=L-x=0.05m,当汽缸刚好要离开水平桌面 时，汽缸内气体压强为p=%%=1.0x10P1- 可知_P2,解得=479K,可知纸张燃烧过程中 Pa= 0.01 的最高温度为1=(479-273)℃=206℃，故选D. 参考答案学霸07