第二章 专题训练二 理想气体的状态方程-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册练习手册（人教版）

高中物理选择性必修第三册（人教版） >"专题训练二理想气体的状态方程 1.AC【解析】理想气体是一种理想化模型，指严 格遵守气体实验定律的气体，在温度不太低、压强不太 大的情况下，一般气体可以看成理想气体。A、C正确。 2.C【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100℃上升到200℃时， 体积约增大为原来的1.27倍，A错误；理想气体状态方 程成立的条件为质量不变，B缺条件，B错误；由理想 气体状态方程=恒量可知，C正确，D错误。 3.D【解析】根据理想气体状态方程卫=2，判 T T 断可知D正确。 4.C【解析】根据理想气体状态方程，可得卫V Pa=Pe,由图可知PAVxPVsPcVo=3:4:3,则T TB Tc TB:T=3:4:3。 5.AD【解析】由题图可知，在A→B的过程中，气 体温度升高体积变大，且体积与温度成正比，由兴 C,气体压强不变，故A正确；由题图可知，在B→C 的过程中，体积不变而温度降低，由平=C可知，压强 p减小，故B、C错误；由题图可知，在C→D的过程 中，气体温度不变，体积减小，由平=C可知，压强p 增大，故D正确。 6.C【解析】在水面时：压强等于大气压p1=1.0× 105Pa,T=(273+17)K=290K;在湖底时：P2=p1+pgh= 3.0×105Pa,T=(273+4)K=277K,根据理想气体状态方 程=，解得V=3.1V2,C正确。 T T 7.ACD【解析】环境温度升高时，假设气体体积不 变，由少=C可知，封闭气体压强增大。以左侧液面为 研究对象，温度没有升高前：受力平衡pS=(Po+h)S,温 度升高后：假设h不变，pS>(Po+h)S,液面所受合力向 下，左侧液面下移，右侧液面上升，重新平衡后h增 大，故A正确；同理，大气压强增大时，假设左侧液面 不动，则pS<(Po+h)S,左侧液面合力向上，液面上移， 故重新平衡后高度差减小，B错误；向右管加入水银 时，假设左侧液面没动，则pS<(Po+h)S,左侧液面所受 合力向上，液面上升，结果是气体体积减小，气体压强 增大，重新平衡后，p=p+h,p增大，h也增大，两边液 面都升高，故C正确；U形管自由下落时，取右侧h高 液柱为研究对象，由于完全失重状态，液柱只受重力作 用，液柱上下面压强相等，即封闭气体压强等于大气 压，故封闭气体压强减小，体积增大，故液柱右移，高 50 度差h增大，D正确。 8.373℃【解析】以汽缸里的混合气体为研究对象。 初态：p=1.0x10Pa,V1=0.93L,T=(50+273)K= 323K, 末态：p2=1.2x10Pa,V=0.155L,T=? 由DVL=卫2V2可求得T=卫2业T,代入数据， T piV 得T=1.2x10x0.155X323K=-646K. 1.0x105x0.93 混合气体的温度升高，t=(646-273)℃=373℃。 9.(1)78℃(2)11.75cmHg 【解析】(1)对左管中的气体：t=31℃状态：p1= 76cmHg,V1=lS,T=304K,t2状态：p2=78cmHg,V= S,T=?由D=,得I=业T,=351K, piVi T-273=78℃。 (2)右管加人水银后：p=?,V=V=S,T=T2,由 失-告.则m=7.72677》cm=875 T1273+31 cmHg,所以应加入水银的长度为87.75cm-76cm=11.75 cmo *10.827℃【解析】T=127℃时，对活塞受力分析， 由平衡条件：mg+p S-p4,得pp-=0.75x10Pa, 升温到某一温度2时，对活塞、汽缸整体进行受力分析， 由平衡条件：kx=(m+M)g,x=m+Mg=7.5cm, 对汽缸受力分析，由平衡条件pS=Mg+poS,P2=po+ Mg=1.5x105Pa, 对缸内气体： 初状态：V=LS,p1=0.75x105P,T=(273+127)K, 末状态：V=(L+x)S,T=?,P=1.5x105Pa, 由理想气体状态方程卫WL=卫V TT 即0.75x10x20S=1.5x10x27.5S 400 解上式可得T,=1100K,即t=T,-273=827℃。 专题训练三气体实验定律与理想 气体状态方程的应用 1.(1)0.8x105Pa(2)47℃ 【解析】(1)以汽缸为研究对象，受力平衡：PS= pS+Mg,p-poS -1XI0-00nP=0sx0P (2)温度升高，汽缸内气体的压强不变，体积增 大，根据气体等压变化方程得片片，当话塞与汽缸 将分离时，气柱的总长度为40cm,代人数据得第二章气体、固体和液体。 专题训练二 理想气体的状态方程 1.(多选)关于理想气体，下列说法正确的 B.P1=p2,V=)V2,T=272 是() A.理想气体能严格遵守气体实验定律 C.p1=2p2,V=2V2,T=2T B.实际气体在温度不太高、压强不太大 D.P=2p2,V=V2,T=2T2 的情况下，可看成理想气体 4.一定质量的理想气体， C.实际气体在温度不太低、压强不太大 由状态A(1,3)沿直线 的情况下，可看成理想气体 AB变化到C(3,1),如 37 D.所有的实际气体在任何情况下，都可 图所示，气体在A、B、 第4题图 以看成理想气体 C三个状态中的温度之比是( 2.关于理想气体的状态变化，下列说法正确 A.1:1:1 B.1:2:3 的是() C.3:4:3 D.4:3:4 A.一定质量的理想气体，当压强不变而 5.(多选)如图所示，一 ◆Vlcm 温度由100℃上升到200℃时，其体 定质量的理想气体，从 D 积增大为原来的2倍 图示A状态开始，经历 T/K B.气体由状态1变化到状态2时，一定 了B、C状态，最后到 第5题图 满足卫V1=PV2 D状态，下列判断中正 确的是() C.一定质量的理想气体体积增大到原来 A.A→B温度升高，压强不变 的4倍，可能是压强减半，热力学温 B.BC体积不变，压强变大 度加倍 C.B→C体积不变，压强不变 D.一定质量的理想气体压强增大到原来 D.C→D体积变小，压强变大 的4倍，可能是体积加倍，热力学温 :6.已知湖水深度为20m,湖底水温为4℃， 度减半 水面温度为17℃，大气压强为1.0x105Pa。 3.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下 当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积 的压强、体积和温度分别为P1、V1、T, 约为原来的(g取10ms2,水的密度p= 在另一平衡状态下的压强、体积和温度分 1.0x103kgm3)() 别为P2、V2、T2,下列关系正确的是 A.12.8倍 B.8.5倍 () C.3.1倍 D.2.1倍 A.PP:V=2V3.T=7 T: 7.(多选)如图所示，一定质量的空气被水 练 21 N 高中物理选择性必修第三册（人教版） 银封闭在静置于竖直平面的U 9 cm? 形玻璃管内，右管上端开口且 (2)当温度达到(1)中的温度2时，为 足够长，右管内水银面比左管 使左管气柱长为8cm,则应在右管 内水银面高h,能使h变大的 加入多长的水银柱？ 原因是() 第7题图 A.环境温度升高 B.大气压强升高 C.沿管壁向右管内加水银 D.U形玻璃管自由下落 第9题图 8.内燃机汽缸里的混合气体，在吸气冲程之 末，温度为50℃，压强为1.0x105Pa,体 积为0.93L。在压缩冲程中，把气体的体 积压缩为0.155L时，气体的压强增大到：10.如图所示，竖直放置在水平面上的汽缸， 1.2×10°Pa。这时混合气体的温度升高多 其缸体质量M=10kg,活塞质量m=5kg, 少摄氏度？ 横截面积S=2x103m2,活塞上部的汽缸 里封闭一部分理想气体，下部有气孔a 与外界相通，大气压强po=1.0×105Pa, 活塞下端与劲度系数k=2×103N/m的 弹簧相连。当汽缸内气体温度为127℃ 时，弹簧的弹力恰好为0，此时缸内气 柱长为L=20cm。求当缸内气体温度升 高到多少度时，汽缸对地面的压力为 0。（g取10m/s2,活塞不漏气且与汽 缸壁无摩擦) 9.如图所示为粗细均匀、一端封闭一端开口： 第10题图 的U形玻璃管。当=31℃，大气压强为 po=76cmHg时，两管水银面相平，这时 左管被封闭的气柱长l=8cm。求： (1)当温度t2等于多少时，左管气柱（为 22)练