（作业本）习题课 气体实验定律和理想气体状态方程的应用（PPT课件）-【顶尖课课练】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版 2019）

1 作业本 第1章 分子动理论与气体实验定律 气体实验定律和理想气 体状态方程的应用 《顶尖课课练·物理（选择性必修 第三册）（鲁科版）》配套课件 2 （限时20分钟） 1.对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能实现的是( ) A A. 使气体体积增加而同时温度降低 B. 使气体温度升高，体积不变、压强减小 C. 使气体温度不变，而压强、体积同时增大 D. 使气体温度升高，压强减小，体积减小 3 解析 由理想气体状态方程 得A项中只要压强减小就有可能，故A 项正确；而B项中体积不变，温度与压强应同时变大或同时变小，故B 项错误；C项中温度不变，压强与体积成反比，故不能同时增大，故C 项错误；D项中温度升高，压强减小，体积减小，导致 减小，故D项 错误。 4 2.关于气体的状态变化，下列说法中正确的是( ) C A. 一定质量的理想气体，当压强不变而温度由上升到 时， 其体积增大为原来的2倍 B. 一定质量的实际气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程 C. 若一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，则气体可能压强减半， 热力学温度加倍 D. 若一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍，则气体可能体积加倍， 热力学温度减半 5 解析 一定质量的理想气体压强不变，体积与热力学温度成正比，温度 由上升到时，即从上升到 ，体积增大为原来 的1.27倍，故A错误；理想气体状态方程成立的条件为气体可看作理想 气体且质量不变，故B错误；由理想气体状态方程 可知，C正确， D错误。 6 3.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的 上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃 泡中封闭有一定质量的空气。若玻璃管中水柱上升， 则外界大气的变化可能是( ) A A. 温度降低，压强增大 B. 温度升高，压强不变 C. 温度升高，压强减小 D. 温度不变，压强减小 7 解析 由题意可知，玻璃泡中空气温度与大气温度相同， 玻璃泡中空气体积随水柱的上升而减小。将玻璃泡中 气体近似看成理想气体，根据理想气体状态方程 ， 为恒量，若温度降低，体积减小，压强可能 增大、不变或减小，A正确；若温度升高，体积减小，压强一定增大， B、C错误；若温度不变，体积减小，压强一定增大，D错误。 8 4.如图所示，为质量恒定的某种气体的图像，、、 三态中体 积最大的状态是( ) C A. 状态 B. 状态 C. 状态 D. 条件不足，无法确定 解析 由理想气体的状态方程变形后可得 ，可见，图线斜 率越小时体积越大，C正确。 9 5.已知湖水深度为，湖底水温为，水面温度为 ，大气压强 为 。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的 （取， ）( ) C A. 12.8倍 B. 8.5倍 C. 3.1倍 D. 2.1倍 解析 ， ， ，由，解得 ，C正确。 10 6.（多选）一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过 程，、、和这四个过程在 图上都是直线 段，和的延长线通过坐标原点，垂直于， 平行于纵轴，由图可以判断( ) BD A. 过程中气体体积不断减小 B. 过程中气体体积不断减小 C. 过程中气体体积不断增大 D. 过程中气体体积不断增大 解析 由图线的特点可知、 在同一条等容线上，体积不变，A错 误；、在同一条等容线上，体积不变，C错误；在 图线中，图 线的斜率越大与之对应的体积越小，因此 的过程体积减小，同理 的过程体积增大，B、D正确。 11 7.如图所示，圆柱形气缸中用质量为 的活塞封闭 了一定质量的理想气体，气体温度为 ，气缸中 的活塞通过滑轮系统悬挂一质量为 的重物，稳定时 活塞与气缸底部的距离为，现在重物 上加挂一个 答案 质量为的小物体，已知大气压强为 ，活塞横截面 积为，， 为重力加速度，不计一切摩擦， 求当气体温度升高到且系统重新稳定后，重物 下降的高度。 12 解析 以气缸内的气体为研究对象，初状态时，对活 塞，由平衡条件得 ， 气体压强，气体体积 ，温度 。 末状态时，对活塞，由平衡条件得 。 13 气体压强，气体体积 ，温度 。 根据理想气体状态方程： 。 解得 。 8.（多选）一定质量理想气体的状态经历了如图所示的、、 、 四个过程，其中的延长线通过原点，垂直于 且与水平轴平 行，与 平行，则气体体积在( ) AB A. 过程中不断增大 B. 过程中保持不变 C. 过程中不断增大 D. 过程中保持不变 15 解析 首先，因为的延长线通过原点，所以 是等容线，即气体体积 在过程中保持不变，B正确； 是等温线，压强减小则体积增大，A 正确；是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接交于 ， 如图所示，则是等容线，即，因为，所以 ， 过程中体积不是保持不变，D错误。 16 9.光滑绝热的轻质活塞把密封的圆筒容器分成、 两部分，这两部分 充有温度相同的理想气体，平衡时，现将 中气体加热到 ，中气体降低到 ，待重新平衡后，这两部分气体体积的比 为( ) B A. B. C. D. 17 解析 对 部分气体有： 。① 对 部分气体有： 。② 因为， ， ， 所以将式得 。 所以 。 18 10.如图所示，一定质量的气体从状态经状态、、再回到状态 。 问：、、、是什么过程？已知气体在状态时的体积是 ， 则在状态、、时的体积各为多少？并把此图改为 图。 答案 见解析 19 解析 过程是等容升温升压过程，过程是等压膨胀过程， 过程 是等温膨胀过程， 过程是等压压缩过程。 现求、、、各点的体积：已知， （等容过程）， 由 （等压过程）， 得 ； 由 （等温过程）， 得 。 20 改画为 图如图所示。 21 11.一水银气压计中混进了空气，因而在外界温度为 、大气压为 时，这个水银气压计的读数为 ，此时管中水银 面距管顶，当温度降至 时，这个气压计的读数为 ，此时外界的实际大气压值为多少? 答案 22 解析 画出该题初、末状态的示意图： 23 分别写出水银气压计中气体的初、末状态的状态参量： 。 。 。 。 。 。 由理想气体状态方程： ， 解得 。 24 12.如图所示，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆 筒组成，两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为 ，横截面积为 ；小活塞的 质量为，横截面积为 ；两 活塞用刚性轻杆连接，间距保持为 ；气缸外 大气的压强为，温度为 。 初始时大活塞与大圆筒底部相距 ，两活塞间封闭气体的 温度为 。现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移。忽略 两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度大小取 。求： 25 （1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度； 答案 26 解析 大、小活塞在缓慢下移过程中，受力情况不变，气 缸内气体压强不变，由盖—吕萨克定律得 。 初状态 ， 。 末状态 ， 解得 。 27 （2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。 答案 28 解析 在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，对大、小活 塞受力分析则有 。 解得 。 缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体 积不变，由查理定律得 。 。 解得 。 29 $$