课时测评7 气体的等温变化-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

课时测评7　气体的等温变化 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－8题，每题5分，共40分) 1.如图所示，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平地面上，T形活塞的质量为M，下底面积为S，上底面积为4S，若大气压为p0，重力加速度为g，则被封闭气体的压强p等于(　　) A.4p0＋ B.3p0＋ C.p0＋ D.条件不够，无法判断 答案：C 解析：以活塞为研究对象，根据受力平衡得Mg＋4p0S＝3p0S＋pS，解得p＝p0＋。故选C。 2.(2025·贵州黔西高二期末)若已知大气压为p0，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A.图甲中密闭气体的压强大小是p0－ρgh B.图乙中密闭气体的压强大小是p0＋ρgh C.图丙中密闭气体的压强大小是p0－ρgh D.图丁中密闭气体的压强大小是p0－ρgh1 答案：A 解析：题图甲中取AB高度的液柱进行分析，如图所示，有p0S＝ρghS＋pS，解得密闭气体的压强大小是p＝p0－ρgh，故A正确；同理得，题图乙中密闭气体的压强大小是p＝p0－ρgh，故B错误；题图丙中密闭气体的压强大小是p＝p0－ρghsin60o＝p0－ρgh，故C错误；题图丁中密闭气体的压强大小是p＝p0＋ρgh1，故D错误。 3.恒温鱼缸中，鱼吐出的气泡在缓慢上升，能反映气泡上升过程气泡内气体的压强p、体积V和温度T变化情况的图像是(　　) 答案：A 解析：由于是恒温鱼缸，可知气体温度T保持不变，气泡上升过程气体压强p逐渐减小，根据玻意耳定律pV＝C，可得p＝C·，可知气体体积V逐渐增大，压强p与体积的倒数成正比。故选A。 4.如图所示，汽缸倒挂在天花板上，用光滑的活塞密封一定量的气体，活塞下悬挂一个沙漏，保持温度不变，在沙缓慢漏出的过程中，气体的(　　) A.压强变大，体积变大 B.压强变大，体积变小 C.压强变小，体积变大 D.压强变小，体积变小 答案：B 解析：设活塞和沙漏的总质量为m，则对活塞分析可知pS＋mg＝p0S，可得p＝p0－，则当m减小时，压强p变大；根据玻意耳定律pV＝C可知，气体体积变小。故选B。 5.(2025·河北沧州市高二联考)如图甲所示，一端封闭且粗细均匀的足够长直玻璃管水平放置，用长为15 cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体，封闭气柱长度为30 cm，大气压恒为75 cmHg。现将玻璃管顺时针缓慢旋转90°，如图乙所示。再将玻璃管顺时针缓慢旋转53°，如图丙所示。已知气体温度始终不变，取sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，下列说法正确的是(　　) A.图丙状态的气体压强小于图乙 B.若玻璃管从图乙状态自由下落，气柱长度将增加 C.图乙气柱长度为25 cm D.图丙气柱长度约为 34.1 cm 答案：D 解析：设玻璃管横截面积为S，水银柱的长度为h，题图甲气体压强为p1，气柱长为L1，题图乙气体压强为p2，气柱长为L2，题图丙气体压强为p3，气柱长为L3，则由题给条件可知p1＝75 cmHg，L1＝30 cm，h＝15 cm，从甲状态到乙状态，由玻意耳定律有p1L1S＝p2L2S，而对于状态乙，气体的压强为p2＝p1－ρgh＝(75－15) cmHg＝60 cmHg，解得L2＝37.5 cm，从状态乙到状态丙，根据玻意耳定律有p2L2S＝p3L3S，而对于状态丙，气体的压强为p3＝p1－ρghcos 53°＝66 cmHg，解得L3≈34.1 cm，故A、C错误，D正确；若玻璃管从题图乙状态自由下落，处于完全失重状态，封闭气体的压强将等于大气压，大于题图乙状态的气体压强，由玻意耳定律pV＝C可知，气柱的长度将减小，故B错误。故选D。 6.我国探月工程于2024年6月25日首次获取月背样品后成功返回地球。地球表面的重力加速度为g，月球表面的重力加速度为。如图所示，玻璃管开口向上竖直放置，长度为h＝5 cm的水银柱密闭了1 mm长的气柱，如果将这个玻璃管带到月球表面，发现水银柱缓慢向上移动且恰好不从玻璃管流出。已知大气压为p0＝75 cmHg，整个过程密闭气体温度保持不变，月球表面近似真空。玻璃管的长度为(　　) A.14.6 cm B.10.1 cm C.9.6 cm D.9.1 cm 答案：A 解析：水银柱在地球表面静止时，有p气＝ρgh＋p0，水银柱在月球表面静止时，有p气'＝ρ·h，又ρgh＝5 cmHg，设玻璃管的横截面积为S，长度为l，密闭气体发生等温变化，有p气×0.1 cm×S＝p气'(l－5 cm)S，解得l＝14.6 cm。故选A。 7.增压玩具水枪通过压缩空气提高储水腔内的压强。已知储水腔的容积为1.0 L，初始时，在储水腔中注入0.5 L的水，此时储水腔内气体压强为p0，现用充气管每次将0.02 L压强为p0的气体注入储水腔中，忽略温度变化。要使储水腔内气体压强增大到1.2p0，则应该充气的次数为(　　) A.5 B.10 C.15 D.20 答案：A 解析：设应该充气的次数为n，以充入气体与储水腔中的气体为整体，由玻意耳定律有p0(V0＋nV1)＝1.2p0V0，即p0×(0.5＋0.02n)＝1.2p0×0.5，解得n＝5。故选A。 8.(2025·山东枣庄高二月考)吸盘挂钩里的吸盘工作原理的示意图如图所示，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧压在墙上(如图甲)，挤出吸盘内部分空气，然后把锁扣扳下(如图乙)，使外界空气不能进入吸盘。由于吸盘内外存在压强差，因此吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。轻质吸盘导热良好，有效面积S＝6 cm2，锁扣扳下前密封空气的压强与外界大气压相等，扳下锁扣后吸盘内气体体积变为原来的两倍。已知大气压p0＝1.0×105 Pa，吸盘挂钩能够承受竖直向下的最大拉力与其和墙壁间正压力相等，空气可视为理想气体，取重力加速度大小g＝10 m/s2。该吸盘能悬挂的物体的最大质量为(　　) A.1 kg B.2 kg C.3 kg D.4 kg 答案：C 解析：设锁扣扳下前密封空气的体积为V，根据玻意耳定律可得p0V＝2pV，解得p＝5.0×104 Pa；设吸盘与墙壁间的正压力大小为FN，则有FN＝S；设该吸盘能悬挂的物体的最大质量为m，根据受力平衡可得Fmax＝mg，又Fmax＝FN，联立解得m＝3 kg。故选C。 9.(10分)如图甲所示，气压式升降椅内的汽缸填充了氮气，汽缸上下运动支配椅子升降。如图乙为其简易结构示意图，圆柱形汽缸与椅面固定连接，总质量为m＝5 kg。横截面积为S＝10 cm2的柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与气动杆之间封闭一定质量氮气，稳定后测得封闭气柱长度为L＝21 cm。设汽缸气密性、导热性能均良好，忽略摩擦力。已知大气压为p0＝1×105 Pa，环境温度不变，重力加速度为g＝10 m/s2。求： (1)初始状态封闭气体的压强； (2)若把质量为M＝30 kg的重物放在椅面上，稳定后椅面下降的高度。 答案：(1)1.5×105 Pa　(2)14 cm 解析：(1)对汽缸与椅面整体受力分析，由受力平衡有p1S＝p0S＋mg 解得p1＝1.5×105 Pa。 (2)重物放上后，设汽缸内气体压强为p2，气柱长度为L'，对汽缸、椅面与重物整体受力分析，由受力平衡有p2S＝p0S＋(m＋M)g 解得p2＝4.5×105 Pa 对汽缸内气体分析，汽缸导热性能良好，环境温度不变，则汽缸内气体温度不变，由玻意耳定律有 p1LS＝p2L'S 解得L'＝7 cm 则椅面下降的高度h＝L－L'＝14 cm。 10.(10分)(2025·河北石家庄高二期末)如图所示，一粗细均匀、开口向上的玻璃管竖直放置，内部用长为25 cm的水银封闭了一段长为30 cm的理想气体，气体温度与环境温度相同。将玻璃管缓慢旋转90°时，即玻璃管水平放置时，玻璃管中的水银恰未溢出。大气压为75 cmHg，环境温度保持不变。求： (1)玻璃管的长度； (2)将玻璃管从开口向上缓慢旋转180°时，玻璃管中水银的长度。 答案：(1)65 cm　(2)15 cm 解析：(1)设大气压为p0，初始时气体压强为p1＝p0＋ρgh 玻璃管缓慢旋转90°后，气体压强为p2＝p0 由玻意耳定律有p1l1S＝p2l2S 玻璃管长L＝l2＋h 解得L＝65 cm。 (2)玻璃管缓慢旋转180°时，设管内剩余水银长度为h1，气体压强为p3＝p0－ρgh1 由玻意耳定律有p1l1S＝p3l3S 其中l3＝L－h1 解得h1＝15 cm。 学科网（北京）股份有限公司 $