2.2 气体的等温变化（练习）-2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第三册）

第2节 气体的等温变化 1．利用注射器、数据采集器、传感器、计算机研究一定质量气体温度不变时压强与体积的关系。在实验操作中正确的是（　　） A．推拉活塞动作要快，以免气体进入或漏出 B．推拉活塞时，手可以握住整个注射器 C．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，应立即重新接上，继续实验 D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气 2．呼吸机可以帮助患者进行吸气。一患者某次吸气前肺内气体的体积为，肺内气体的压强为（大气压强）。吸入压强为的气体后肺内气体的体积变为，压强为，若空气视为理想气体，整个过程温度保持不变，则吸入气体的体积为（　　） A． B． C． D． 3．（多选）在标准状态下，一粗细均匀、上端开口的玻璃管，长80cm。其内有一段长度为25cm的水银柱，把一定量的空气封闭在管内。初始时玻璃管开口向上竖直放置，空气柱的长度为30cm，大气压强为75cmHg。保持气体温度不变，当玻璃管开口向下竖直放置时（    ） A．玻璃管内空气柱的长度为57.33cm B．玻璃管内空气柱的长度为60cm C．玻璃管内空气柱的压强为50cmHg D．玻璃管内空气柱的压强为52.33cmHg 4．“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图所示，下列说法正确的是（　　） A．实验时各实验小组被封闭气体的质量和温度必须相同 B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C．在柱塞上涂润滑油，只是为了减小摩擦 D．处理数据时采用图像，是因为图像比p－V图像更直观 5．如图所示，底面为圆形的塑料瓶内装有一定量的水和气体A，在瓶内放入开口向下的玻璃瓶，玻璃瓶内封闭有一定质量的气体B，拧紧瓶盖，用力F挤压塑料瓶，使玻璃瓶恰好悬浮在水中，假设环境温度不变，塑料瓶导热性能良好，气体A、B均视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．气体A与气体B的压强相同 B．增大挤压力F，玻璃瓶将下沉 C．减小挤压力F，气体B的体积将减小 D．气体A的压强大于气体B的压强 6．某容器的容积为，装有压强为的理想气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，等气体达到新的平衡时，容器内剩余的气体质量与原来气体的质量之比为（已知大气压强）（    ） A． B． C． D． 7．（多选）如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是（    ） A．D→A是一个等温过程 B．A→B是一个等温过程 C． D．B→C过程中，气体的体积增大，压强减小，温度不变 8．（多选）如图所示，某自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。细管导热性能良好，外界温度不变，细管内的空气可视为理想气体。若洗衣缸内水位升高，则细管中封闭的空气（　　） A．压强一定变大 B．内能一定增大 C．分子的平均动能一定增大 D．气体分子在单位时间内对单位面积管壁的碰撞次数增多 9．（多选）空气弹簧是一种广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座的减震装置，其基本结构和原理如图所示，在导热良好的汽缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的理想气体，活塞和重物的总质量为m，活塞的横截面积为S，大气压强为，重力加速度为g。若外界温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A．汽缸内气体的初始压强为 B．缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体的内能变大 C．缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多 D．若重物质量缓慢增大了，汽缸内气柱的高度减小了，则空气弹簧的等效劲度系数为 10．一定质量的理想气体分别保持温度、发生等温变化，已知，则下列能正确反映气体压强p随体积V变化关系的图像是（　　） A． B． C．D． 11．某同学用硬质圆柱形矿泉水瓶制作了一个水深测量仪，如图所示。使用前先在矿泉水瓶内注入一定量的水，拧紧瓶盖并将矿泉水瓶倒置，水面到达矿泉水瓶圆柱部分，记录该位置为基准位置，测量基准位置到瓶底的距离为H。使用时潜水员把该装置带入水下，保持瓶口向下竖直放置，拧开瓶盖，稳定后测量瓶内水面到基准位置的高度为h。已知大气压强为p0，水的密度为ρ，重力加速度为g，忽略水温变化，则矿泉水瓶内水面所在处水的深度为（　　） A． B． C． D． 12．如图所示，电子血压计是进行血压测量的医疗设备，由袖带、导气管、充气泵等部分组成，袖带内有气密性良好的气囊，最大容积为，通过导气管与充气泵的出气口连接。充气前袖带的气囊是瘪的，内部存有压强为的气体，测量血压时需打开气泵对袖带气囊进行充气，当压强提高至后通过放气进行血压测量。已知气泵每秒可将的外界气体充入气囊，外界大气压强为，充气过程气体温度保持不变，则测量血压时需要充气的时间为（    ） A． B． C． D． 13．如图所示，血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的差值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为。每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为。已知大气压强为750mmHg，气体温度不变，忽略细管和压强计内的气体体积，则压强计的示数为（　　） A．60mmHg B．90mmHg C．120mmHg D．150mmHg 14．如图1所示，用一个带有刻度的注射器及DIS来探究一定质量气体的压强和体积关系。 (1)所研究的对象是 ，它的体积可由 直接读出，它的压强是由 和 得到的。 (2)表格中记录了实验中5组数据，根据这些数据在图2中作出图线。 实验次数 压强 体积 1 101.5 20 2 107.5 18 3 123.5 16 4 139.0 14 5 161.5 12 (3)实验过程中，下列哪些操作是错误的___________。 A．推拉活塞时，动作要慢 B．推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位 C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据 D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气 (4)在验证玻意耳定律的实验中，如果用实验所得数据在如图所示的图像中标出，可得图中 线。 15．如图所示，一辆上表面水平的小车静止在水平面上，小车上竖直固定着内径均匀的U形细管，U形管的左端封闭、右端开口，管内装有水银，小车静止时，U形管左右两端的水银面等高，左端封闭气柱的长度为L，当小车以加速度水平向右做匀加速直线运动时，U形管左右两端的水银面的高度差为，已知重力加速度为g，水银的密度为，大气压强为，封闭气体温度保持不变，则U形管水平部分的长度为（    ） A． B． C． D． 16．如图甲所示，一粗细均匀的长细管开口向下竖直固定时，管内高度为的水银柱上方封闭气体的长度为，现将细管缓慢旋转至开口竖直向上，如图乙所示。已知大气压强恒为，水银的密度为，管内气体温度不变且可视为理想气体，重力加速度大小为，图乙中封闭气体的长度为（　　） A． B． C． D． 17．如图所示，国际空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门，已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的，若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（　　） A． B． C． D． 18．（多选）如图所示为测量大气压强的实验装置，将一定质量的理想气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接。最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为800mL。现用注射器缓慢向烧瓶中注入200mL的水，稳定后U形管两臂中水银面的高度差为25cm。环境温度不变，不计细玻璃管中气体的体积。下列说法正确的是（　　） A．气体分子的平均动能不变 B．气体的内能增大 C．大气压强的测量值为75cmHg D．瓶内气体的后来压强为90cmHg 19．（多选）潜水钟是一种沉放到水下研究水底情况的装置。如图所示，一质量的潜水钟高，横截面积，从水面上方开口向下沉入水中，最终到达水平海床，进入钟内的水深。已知钟内封闭气体温度保持不变，大气压强，海水的密度，重力加速度，不考虑钟壁厚度。下列说法正确的是（　　） A．海水深度 B．海水深度 C．潜水钟对海床的压力 D．潜水钟对海床的压力 20．（多选）如图，导热性能良好的汽缸水平放置，其内部空间的长度为，轻质活塞将汽缸内分隔为甲、乙两部分，充有同种气体，两根原长均为的相同轻质弹簧一端连接活塞，另一端分别连接在汽缸的左端和右端。开始时活塞静止，甲部分气体的体积为乙部分气体的2倍，缓慢从进气口对空间乙充入同种气体，直到乙部分气体的体积为甲部分气体的2倍，此时活塞再次静止。已知弹簧的劲度系数，活塞的横截面积为，与汽缸的摩擦忽略不计且密封良好，气体可看作理想气体，开始时乙部分气体的压强为，环境的温度保持不变，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．开始时甲部分气体的压强为 B．充气后气体再次稳定时乙部分气体的压强为 C．初始时甲、乙两部分气体的质量之比为 D．充入气体跟乙部分原有气体的质量之比为 21．课间老师要大家拔河表演拉马德堡半球，20个人对拉也没有拉开。老师旋转了一下开关让球内外气体相通，一个人轻轻一拉就开了。已知马德堡半球由两个球冠合拢组成，合拢处圆面的面积，合拢后容积，手动微型抽气机每按压一次抽出体积为的气体。抽气过程中环境温度保持不变，马德堡半球容积不变，导热性能良好，不计摩擦。已知初始时马德堡半球空腔内气体压强与大气压强相同，大气压强。求： (1)抽1次气后，马德堡半球内的气体压强和的比值； (2)若每个学生能提供的最大拉力为，抽气20次后，球内气体压强等于多少？两侧至少各需要几个学生才能拉开？（取） 22．如图所示，竖直放置的容器横截面积为S，容器内有一密封良好的隔板，隔板置于卡槽上，将容器分成上、下两部分，体积均为，压强均为大气压强。一气筒分别通过单向阀门、与容器上、下两部分连接，打气筒从最右侧运动至最左侧完成一次抽气，抽气时阀门打开，阀门闭合；打气筒从最左侧运动至最右侧完成一次打气，打气时阀门闭合，阀门打开。气筒连接处的体积不计，抽气、打气过程温度保持不变。若完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽恰好未分离，此时容器上、下两部分气体压强之比为，重力加速度为。求： (1)隔板的质量； (2)若隔板固定，则完成次抽气、打气后，上、下两部分中气体的质量之比。 23．（2023·辽宁·高考真题）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　）    A．   B．   C．   D．   24．（2023·山东·高考真题）利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。 回答以下问题： （1）在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体 。 A．与成正比    B．与成正比 （2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为 （保留3位有效数字）。 （3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而 （填“增大”或“减小”）。 25．（2024·甘肃·高考真题）如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成A、B两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态，A、B体积均为Sl，压强均为，弹簧为原长。现将B中气体抽出一半，B的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体。求： （1）抽气之后A、B的压强。 （2）弹簧的劲度系数k。 26．（2024·山东·高考真题）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S1=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A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A，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ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压p0=1.0×105Pa。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。 （1）求x； （2）松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2节 气体的等温变化 1．利用注射器、数据采集器、传感器、计算机研究一定质量气体温度不变时压强与体积的关系。在实验操作中正确的是（　　） A．推拉活塞动作要快，以免气体进入或漏出 B．推拉活塞时，手可以握住整个注射器 C．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，应立即重新接上，继续实验 D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气 【答案】D 【详解】A．推拉活塞时，动作不能快，使其温度与环境保持一致，以免气体温度变化，故A错误； B．推拉活塞时，手不可以握住整个注射器，防止手对其加热，以免气体温度变化，故B错误； C．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，气体质量变化了，应该重新做实验，故C错误； D．实验中要保证气体质量不变，所以活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气，故D正确。 故选D。 2．呼吸机可以帮助患者进行吸气。一患者某次吸气前肺内气体的体积为，肺内气体的压强为（大气压强）。吸入压强为的气体后肺内气体的体积变为，压强为，若空气视为理想气体，整个过程温度保持不变，则吸入气体的体积为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由玻意耳定律可知 可得吸入气体的体积为 故选A。 3．（多选）在标准状态下，一粗细均匀、上端开口的玻璃管，长80cm。其内有一段长度为25cm的水银柱，把一定量的空气封闭在管内。初始时玻璃管开口向上竖直放置，空气柱的长度为30cm，大气压强为75cmHg。保持气体温度不变，当玻璃管开口向下竖直放置时（    ） A．玻璃管内空气柱的长度为57.33cm B．玻璃管内空气柱的长度为60cm C．玻璃管内空气柱的压强为50cmHg D．玻璃管内空气柱的压强为52.33cmHg 【答案】AD 【详解】由题可知，开口向上时 开口向下时，设留在管内的水银柱长为，则有 根据玻意耳定律可得 即 解得 所以此时管内空气柱的长度 管内的大气压强 因此AD正确，BC错误。 故选AD。 4．“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图所示，下列说法正确的是（　　） A．实验时各实验小组被封闭气体的质量和温度必须相同 B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C．在柱塞上涂润滑油，只是为了减小摩擦 D．处理数据时采用图像，是因为图像比p－V图像更直观 【答案】D 【详解】A．本实验探究采用的方法是控制变量法，所以要保持被封闭气体的质量和温度不变，而不需要封闭气体的质量和温度必须相同，故A错误； B．由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，故B错误； C．涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，不仅是为了减小摩擦，故C错误； D．当p与V成反比时，图像是一条过原点的直线，而p-V图像是曲线，所以图像更直观，故D正确。 故选D。 5．如图所示，底面为圆形的塑料瓶内装有一定量的水和气体A，在瓶内放入开口向下的玻璃瓶，玻璃瓶内封闭有一定质量的气体B，拧紧瓶盖，用力F挤压塑料瓶，使玻璃瓶恰好悬浮在水中，假设环境温度不变，塑料瓶导热性能良好，气体A、B均视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．气体A与气体B的压强相同 B．增大挤压力F，玻璃瓶将下沉 C．减小挤压力F，气体B的体积将减小 D．气体A的压强大于气体B的压强 【答案】B 【详解】AD．气体A和气体B的压强关系是，气体A的压强小于气体B的压强，A、D错误； B．增大挤压力F，气体A的体积减小，压强增大，气体B的压强增大，由玻意耳定律可知，气体B的体积减小，玻璃瓶受到的浮力减小，玻璃瓶将下沉，B正确； C．减小挤压力F，气体A的压强减小，气体B的压强减小，由玻意耳定律可知，气体B的体积将增大，C错误。 故选B。 6．某容器的容积为，装有压强为的理想气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，等气体达到新的平衡时，容器内剩余的气体质量与原来气体的质量之比为（已知大气压强）（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设容器开关打开，等气体达到新的平衡时，溢出气体的体积为，气体的压强为。以容器内原有的气体整体为研究对象，发生等温变化，则有 解得 容器中剩余20L压强为的气体，而同样大气压下气体的总体积为400L，所以剩余气体的质量与原来气体的质量之比等于同气压下气体的体积之比，为 故选B。 7．（多选）如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是（    ） A．D→A是一个等温过程 B．A→B是一个等温过程 C． D．B→C过程中，气体的体积增大，压强减小，温度不变 【答案】AD 【详解】A．若图像是过原点的一条直线，则说明气体发生等温变化，故是一个等温过程，也是等温变化过程，故A正确； BC．由于到体积不变，根据知，压强增大，则温度升高，可知 故BC错误； D．是一个等温过程，根据可知，增大，减小，故D正确。 故选AD。 8．（多选）如图所示，某自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。细管导热性能良好，外界温度不变，细管内的空气可视为理想气体。若洗衣缸内水位升高，则细管中封闭的空气（　　） A．压强一定变大 B．内能一定增大 C．分子的平均动能一定增大 D．气体分子在单位时间内对单位面积管壁的碰撞次数增多 【答案】AD 【详解】A．由于细管内的空气温度不变，体积减小，根据玻意耳定律可知气体压强增加，故A正确； B．由于封闭气体的质量不变，温度不变，所以气体的内能不变，故B错误； C．由于气体的温度不变，所以分子的平均动能不变，故C错误； D．气体压强增大，分子的平均动能不变，所以气体分子在单位时间内对单位面积管壁的碰撞次数增多，故D正确。 故选AD。 9．（多选）空气弹簧是一种广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座的减震装置，其基本结构和原理如图所示，在导热良好的汽缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的理想气体，活塞和重物的总质量为m，活塞的横截面积为S，大气压强为，重力加速度为g。若外界温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A．汽缸内气体的初始压强为 B．缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体的内能变大 C．缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多 D．若重物质量缓慢增大了，汽缸内气柱的高度减小了，则空气弹簧的等效劲度系数为 【答案】ACD 【详解】A．对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知 解得 故A正确； B．汽缸导热良好，缓慢增大重物质量过程中，汽缸内气体温度不变，内能不变，故B错误； C．缓慢增大重物质量，由平衡条件可知，汽缸内气体压强增大，体积减小，温度不变，则与初始时相比，汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多，故C正确； D．等效弹力改变量为，等效弹簧形变改变量为，据胡克定律可得，空气弹簧的等效劲度系数 故D正确。 故选ACD。 10．一定质量的理想气体分别保持温度、发生等温变化，已知，则下列能正确反映气体压强p随体积V变化关系的图像是（　　） A． B． C．D． 【答案】C 【详解】根据理想气体状态方程 可得 一定质量的理想气体发生等温变化，可知压强与体积成反比，即压强与体积的倒数成正比，故图像为过原点的直线，图像斜率为 可知温度越高，图像的斜率越大，由于 故选C。 11．某同学用硬质圆柱形矿泉水瓶制作了一个水深测量仪，如图所示。使用前先在矿泉水瓶内注入一定量的水，拧紧瓶盖并将矿泉水瓶倒置，水面到达矿泉水瓶圆柱部分，记录该位置为基准位置，测量基准位置到瓶底的距离为H。使用时潜水员把该装置带入水下，保持瓶口向下竖直放置，拧开瓶盖，稳定后测量瓶内水面到基准位置的高度为h。已知大气压强为p0，水的密度为ρ，重力加速度为g，忽略水温变化，则矿泉水瓶内水面所在处水的深度为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】初始时矿泉水瓶内气体压强为p0，设矿泉水瓶圆柱部分的横截面积为S，则初始时矿泉水瓶内气体体积为V0＝SH 设末状态矿泉水瓶内水面所在处水的深度为d，则末状态矿泉水瓶内气体压强为 末状态矿泉水瓶内气体体积为V1＝S（H－h） 由题意知，矿泉水瓶内的气体发生等温变化，由玻意耳定律可得p0V0＝p1V1 联立解得 故选B。 12．如图所示，电子血压计是进行血压测量的医疗设备，由袖带、导气管、充气泵等部分组成，袖带内有气密性良好的气囊，最大容积为，通过导气管与充气泵的出气口连接。充气前袖带的气囊是瘪的，内部存有压强为的气体，测量血压时需打开气泵对袖带气囊进行充气，当压强提高至后通过放气进行血压测量。已知气泵每秒可将的外界气体充入气囊，外界大气压强为，充气过程气体温度保持不变，则测量血压时需要充气的时间为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意，设充气时间为，根据玻意耳定律可知 其中，，， 代入数据解得 故选A。 13．如图所示，血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的差值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为。每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为。已知大气压强为750mmHg，气体温度不变，忽略细管和压强计内的气体体积，则压强计的示数为（　　） A．60mmHg B．90mmHg C．120mmHg D．150mmHg 【答案】D 【详解】设充气前臂带内气体体积为，每次挤压气囊充入气体体积为，充气后臂带内气体体积为，根据玻意耳定律 其中 解得 压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的差值，则压强计的示数为 故选D。 14．如图1所示，用一个带有刻度的注射器及DIS来探究一定质量气体的压强和体积关系。 (1)所研究的对象是 ，它的体积可由 直接读出，它的压强是由 和 得到的。 (2)表格中记录了实验中5组数据，根据这些数据在图2中作出图线。 实验次数 压强 体积 1 101.5 20 2 107.5 18 3 123.5 16 4 139.0 14 5 161.5 12 (3)实验过程中，下列哪些操作是错误的___________。 A．推拉活塞时，动作要慢 B．推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位 C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据 D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气 (4)在验证玻意耳定律的实验中，如果用实验所得数据在如图所示的图像中标出，可得图中 线。 【答案】(1) 封闭在注射器内的气体 注射器 压强传感器 数据采集器 (2)见解析 (3)C (4)乙 【详解】（1）[1]所研究的对象是封闭在注射器内的气体。 [2][3][4]实验中封闭气体的体积可由注射器刻度直接读出，压强可以通过压强传感器和数据采集器读出。 （2）利用图中数据采用描点法得出对应的图像，如图所示。 （3）A．本实验条件是温度不变，迅速推动注射器的活塞，会使温度升高，所以推拉活塞时，动作要慢，故A正确，与题意不符； B．手握住了注射器使得气体温度升高，则推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位，故B正确，与题意不符； C．软管脱落后若再重新接上，则里面气体质量发生了变化，实验将出现较大的误差，故C错误，与题意相符； D．为了防止摩擦生热，活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气，故D正确，与题意不符。 本题选错误的，故选C。 （4）由理想气体状态方程 可知，p与成正比，故图像应为乙。 15．如图所示，一辆上表面水平的小车静止在水平面上，小车上竖直固定着内径均匀的U形细管，U形管的左端封闭、右端开口，管内装有水银，小车静止时，U形管左右两端的水银面等高，左端封闭气柱的长度为L，当小车以加速度水平向右做匀加速直线运动时，U形管左右两端的水银面的高度差为，已知重力加速度为g，水银的密度为，大气压强为，封闭气体温度保持不变，则U形管水平部分的长度为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设U形管的横截面积为S，根据题意可知小车静止时，左侧封闭气体的压强 左管中的气体由玻意耳定律得 可得小车以加速度水平向右做匀加速直线运动时，左侧封闭气体的压强 设水平部分的长度为，水平管内长为的水银为研究对象，由牛顿第二定律得 联立解得 故选B。 16．如图甲所示，一粗细均匀的长细管开口向下竖直固定时，管内高度为的水银柱上方封闭气体的长度为，现将细管缓慢旋转至开口竖直向上，如图乙所示。已知大气压强恒为，水银的密度为，管内气体温度不变且可视为理想气体，重力加速度大小为，图乙中封闭气体的长度为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设细管的横截面积为，甲中封闭气体的压强为，乙中封闭气体的压强为，则长细管开口向下竖直固定时，有 长细管开口向上时 由玻意耳定律 联立解得乙中封闭气体的长度为 故选C。 17．如图所示，国际空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门，已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的，若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】第一次抽气相当于气体的体积由变为，且 温度不变，根据玻意耳定律得 解得 同理可得，第二次抽气后有 解得 故选D。 18．（多选）如图所示为测量大气压强的实验装置，将一定质量的理想气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接。最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为800mL。现用注射器缓慢向烧瓶中注入200mL的水，稳定后U形管两臂中水银面的高度差为25cm。环境温度不变，不计细玻璃管中气体的体积。下列说法正确的是（　　） A．气体分子的平均动能不变 B．气体的内能增大 C．大气压强的测量值为75cmHg D．瓶内气体的后来压强为90cmHg 【答案】AC 【详解】AB．环境温度不变，注射器缓慢向烧瓶中注入200mL的水，可知气体的温度不变，气体的内能不变，气体分子的平均动能不变，故B错误，A正确； CD．气体初态为 ，800mL 气体末态为 ， 其中气体做等温变化，则 解得 cmHg， cmHg 故C正确，D错误； 故选AC。 19．（多选）潜水钟是一种沉放到水下研究水底情况的装置。如图所示，一质量的潜水钟高，横截面积，从水面上方开口向下沉入水中，最终到达水平海床，进入钟内的水深。已知钟内封闭气体温度保持不变，大气压强，海水的密度，重力加速度，不考虑钟壁厚度。下列说法正确的是（　　） A．海水深度 B．海水深度 C．潜水钟对海床的压力 D．潜水钟对海床的压力 【答案】BC 【详解】AB．根据题意可知，未放入水中时，封闭气体压强为，体积为 沉到深度为的水底，压强为 体积为 根据玻意耳定律 解得 故A错误，B正确； CD．由上分析，可得沉到深度为的水底时压强为 可得沉到深度为的水底时压强为 对潜水钟受力分析，根据平衡条件有 可得海床对潜水钟的支持力 根据牛顿第三定律，可知潜水钟对海床的压力 故C正确，D错误。 故选BC。 20．（多选）如图，导热性能良好的汽缸水平放置，其内部空间的长度为，轻质活塞将汽缸内分隔为甲、乙两部分，充有同种气体，两根原长均为的相同轻质弹簧一端连接活塞，另一端分别连接在汽缸的左端和右端。开始时活塞静止，甲部分气体的体积为乙部分气体的2倍，缓慢从进气口对空间乙充入同种气体，直到乙部分气体的体积为甲部分气体的2倍，此时活塞再次静止。已知弹簧的劲度系数，活塞的横截面积为，与汽缸的摩擦忽略不计且密封良好，气体可看作理想气体，开始时乙部分气体的压强为，环境的温度保持不变，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．开始时甲部分气体的压强为 B．充气后气体再次稳定时乙部分气体的压强为 C．初始时甲、乙两部分气体的质量之比为 D．充入气体跟乙部分原有气体的质量之比为 【答案】BD 【详解】A．根据题意可知开始时两弹簧的形变量均为，设甲部分气体的压强为，对活塞进行受力分析有 解得 故A错误； B．设乙部分充气后，活塞再次静止时甲气体的压强为，乙气体的压强为，对甲气体根据玻意耳定律有 对活塞受力分析有 解得 故B正确； C．对甲、乙两部分气体由 可得初始时甲、乙两部分气体的质量之比为 故C错误； D．设充入气体的体积为，由玻意耳定律有 解得 则充入气体跟乙部分原有气体的质量之比为 故D正确。 故选BD。 21．课间老师要大家拔河表演拉马德堡半球，20个人对拉也没有拉开。老师旋转了一下开关让球内外气体相通，一个人轻轻一拉就开了。已知马德堡半球由两个球冠合拢组成，合拢处圆面的面积，合拢后容积，手动微型抽气机每按压一次抽出体积为的气体。抽气过程中环境温度保持不变，马德堡半球容积不变，导热性能良好，不计摩擦。已知初始时马德堡半球空腔内气体压强与大气压强相同，大气压强。求： (1)抽1次气后，马德堡半球内的气体压强和的比值； (2)若每个学生能提供的最大拉力为，抽气20次后，球内气体压强等于多少？两侧至少各需要几个学生才能拉开？（取） 【答案】(1)9:10 (2)，36个 【详解】（1）气体等温变化，第一次抽气有 解得 （2）第二次抽气有 抽20次后 解得 要拉开，需， 解得 n应向上取整数，则两边至少各需要36个学生才能拉开。 22．如图所示，竖直放置的容器横截面积为S，容器内有一密封良好的隔板，隔板置于卡槽上，将容器分成上、下两部分，体积均为，压强均为大气压强。一气筒分别通过单向阀门、与容器上、下两部分连接，打气筒从最右侧运动至最左侧完成一次抽气，抽气时阀门打开，阀门闭合；打气筒从最左侧运动至最右侧完成一次打气，打气时阀门闭合，阀门打开。气筒连接处的体积不计，抽气、打气过程温度保持不变。若完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽恰好未分离，此时容器上、下两部分气体压强之比为，重力加速度为。求： (1)隔板的质量； (2)若隔板固定，则完成次抽气、打气后，上、下两部分中气体的质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设打气筒容积为，对上部分气体完成一次抽气，根据玻意耳定律可得 对下部分气体完成一次打气，根据玻意耳定律可得 根据题意 解得， 对隔板，根据平衡条件可知 解得 （2）设初始时刻两部分气体的质量均为，由以上分析，结合玻意耳定律可得，上部分气体每次压强变为原来的，n次后上部分压强变为原来的，则上部分质量为，则下部分质量为，因此上下两部分气体质量之比为 23．（2023·辽宁·高考真题）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】B 【详解】根据 可得 从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c态的体积大于b态体积。 故选B。 24．（2023·山东·高考真题）利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。    回答以下问题： （1）在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体 。 A．与成正比    B．与成正比 （2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为 （保留3位有效数字）。 （3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而 （填“增大”或“减小”）。 【答案】 B 增大 【详解】（1）[1]在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体，与成正比。 故选B。 （2）[2]若气体被压缩到，则有 由图乙可读出封闭气体压强为 （3）[3]某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，根据 可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而增大。 25．（2024·甘肃·高考真题）如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成A、B两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态，A、B体积均为Sl，压强均为，弹簧为原长。现将B中气体抽出一半，B的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体。求： （1）抽气之后A、B的压强。 （2）弹簧的劲度系数k。 【答案】（1），；（2） 【详解】（1）设抽气前两体积为，对气体A分析：抽气后 根据玻意耳定律得 解得 对气体B分析，若体积不变的情况下抽去一半的气体，则压强变为原来的一半即，则根据玻意耳定律得 解得 （2）由题意可知，弹簧的压缩量为，对活塞受力分析有 根据胡克定律得 联立得 26．（2024·山东·高考真题）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S1=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A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A，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ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压p0=1.0×105Pa。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。 （1）求x； （2）松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程，气体发生等温变化，所以有 又因为 代入数据联立解得 （2）当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有 又因为 代入数据联立解得 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$