课时测评8 气体的等压变化和等容变化-【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8　气体的等压变化和等容变化 (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1－10题，每题4分，共40分) 1.如图所示，在冬季，装有半瓶热水的老式暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来。其中主要原因是(　　) A.软木塞受潮膨胀 B.瓶口因温度降低而收缩变小 C.白天气温升高，大气压变大 D.瓶内气体因温度降低而压强减小 答案：D 解析：暖水瓶内气体的体积不变，经过一晚的时间，瓶内气体的温度降低，根据查理定律有＝，由于T1＞T2，所以p1＞p2，即暖水瓶内气体的压强由p1减小为p2，气体的压强减小，所以拔出瓶塞更费力。故选D。 2.一定质量的气体在等压变化中体积增大了，若气体原来温度为27 ℃，T＝t＋273 K，则温度的变化是(　　) A.升高了450 K B.升高了150 ℃ C.降低了150 ℃ D.降低了450 ℃ 答案：B 解析：由盖－吕萨克定律可得＝，代入数据可得T2＝450 K，所以温度升高了150 ℃或150 K。故选B。 3.某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度，存放食物之前该同学进行试通电，该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压为1.0×105 Pa，刚通电时显示温度为27 ℃，通电一段时间后显示温度为7 ℃，T＝t＋273 K，则此时密封的冷藏室中气体的压强是(　　) A.0.26×105 Pa B.0.93×105 Pa C.1.07×105 Pa D.3.86×105 Pa 答案：B 解析：冷藏室内气体在初状态时T1＝300 K，p1＝1.0×105 Pa，末状态时T2＝280 K，设此时冷藏室内气体的压强为p2，此过程气体体积不变，根据查理定律得＝，代入数据解得p2≈0.93×105 Pa。故选B。 4.(2025·云南曲靖高二期末)一定质量的理想气体，由状态A经状态B变为状态C，其中状态A到状态B过程为等压变化，状态B到状态C过程为等容变化。已知VA＝0.2 m3，TA＝TC＝280 K，TB＝308 K。气体在状态B时的体积大小VB和气体由状态B到状态C过程中压强p的变化情况是(　　) A.VB＝0.22 m3；p增大 B.VB＝0.22 m3；p减小 C.VB＝0.18 m3；p增大 D.VB＝0.18 m3；p减小 答案：B 解析：状态A到状态B过程为等压变化，则有＝，可得VB＝0.22 m3；状态B到状态C过程为等容变化，根据查理定律可知，温度降低，则压强p减小。故选B。 5.如图所示，一导热性能良好的汽缸内用活塞封住一定质量的气体(不计活塞与缸壁的摩擦)，温度降低时，下列说法正确的是(　　) A.气体压强减小 B.汽缸高度H减小 C.活塞高度h减小 D.气体体积增大 答案：B 解析：设汽缸质量为M，活塞质量为m，对汽缸受力分析可知Mg＋p0S＝pS，解得p＝＋p0，可知当温度降低时，气体的压强不变；对活塞和汽缸整体受力分析可知(m＋M)g＝kx，可知当温度降低时，x不变，则h不变；根据盖－吕萨克定律可得＝，故温度降低时，气体的体积减小，因h不变，则汽缸高度H减小。故选B。 6.一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0 ℃升高到10 ℃时，其压强的增加量为Δp1；当它由100 ℃升高到110 ℃时，其压强的增加量为Δp2，则Δp1与Δp2之比是(　　) A.10∶1 B.373∶273 C.1∶1 D.383∶283 答案：C 解析：由查理定律的推论＝可知Δp＝ΔT，温度由0 ℃升高到10 ℃和由100 ℃升高到110 ℃，ΔT＝10 K相同，故压强的增加量Δp1＝Δp2。故选C。 7.(多选)一定质量的理想气体的压强p与温度T的关系图像如图所示。气体先经过等压变化由状态A变为状态B，再经过等容变化由状态B变为状态C，已知气体在状态C的体积为6 L。下列说法正确的是(　　) A.气体在状态B的温度为300 K B.气体在状态B的温度为400 K C.气体在状态A的体积为4 L D.气体在状态A的体积为3 L 答案：AC 解析：气体由状态B变为状态C，气体的体积不变，则有＝，可得气体在状态B的温度为TB＝TC＝×400 K＝300 K，故A正确，B错误；气体由状态A变为状态B，气体的压强不变，则有＝，可得气体在状态A的体积为VA＝VB＝×6 L＝4 L，故C正确，D错误。故选AC。 8.(多选)某同学利用DIS实验系统研究一定质量气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示的p-t图像如图所示。已知在状态B时气体的体积为VB＝3 L，则下列说法正确的是(　　) A.从状态A到状态B气体的体积不变 B.从状态A到状态B气体的体积增大 C.从状态B到状态C气体的体积增大 D.状态C气体的体积是2 L 答案：AD 解析：由题图可知，状态A到状态B是等容变化，故气体的体积不变，A正确，B错误；由题图可知，状态B到状态C的过程中，气体温度不变，pB＝1.0 atm，VB＝3 L，pC＝1.5 atm，根据玻意耳定律有pBVB＝pCVC，解得VC＝2 L，C错误，D正确。 9.(2025·江苏宿迁高二期末)如图所示，汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭一定质量的理想气体，已知汽缸不漏气且内壁光滑。初始时，活塞紧压小挡板，封闭气体体积为V0，外界大气压为p0。缓慢升高汽缸内气体的温度至活塞升至汽缸顶部，气体的压强p、体积V与热力学温度T的图像正确的是(　　) 答案：B 解析：在气体压强等于大气压p0前，气体做等容变化，根据＝变形得p＝·T，可知p与T成正比，即p-T图像延长线过原点；当气体压强等于大气压p0后，气体压强保持不变，恒为p0，气体做等压变化，根据＝变形得V＝·T，可知V与T成正比，即V-T图像延长线过原点。故选B。 10.(多选)如图所示，将粗细均匀且一端开口的导热性能极好的玻璃管水平放置，管内用长为h＝15 cm的水银封闭着一段长为l0＝9 cm的空气柱。若将玻璃管开口向上缓慢地竖直起来，空气柱长度变为l1＝7.5 cm，已知环境温度恒为t0＝27 ℃，管内气体可视为理想气体，T＝t＋273 K。下列选项正确的是(　　) A.大气压为p0＝75 cmHg B.玻璃管竖直放置时内部封闭气体压强为80 cmHg　 C.竖直状态下，分子的平均动能不变 D.竖直状态下，为了使封闭气体长度变为l0，可以将封闭气体的温度缓慢升高50 ℃ 答案：AC 解析：设大气压为p0，则玻璃管水平放置时，内部封闭气体压强为p0，玻璃管竖直放置时，内部封闭气体压强为p1＝p0＋15 cmHg，根据玻意耳定律有p0Sl0＝p1Sl1，联立解得p0＝75 cmHg，p1＝90 cmHg，故A正确，B错误；玻璃管开口向上缓慢地竖直起来，环境温度恒定，气体温度不变，分子的平均动能不变，故C正确；根据盖-吕萨克定律有＝，其中T0＝300 K，解得T1＝360 K，则t1＝87 ℃，温度缓慢升高了Δt＝t1－t0＝87 ℃－27 ℃＝60 ℃，故D错误。故选AC。 11.(10分)如图甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积S＝1.0×10－3 m2、质量m＝2 kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离l＝36 cm，在活塞的右侧距离其d＝14 cm处有一对与汽缸固定连接的卡环。气体的温度t＝27 ℃，外界大气压p0＝1.0×105 Pa。现将汽缸开口向上竖直放置，如图乙(g取10 m/s2，T＝t＋273 K)。 (1)求此时活塞与汽缸底部之间的距离h； (2)如果将缸内气体加热到600 K，求此时气体的压强p。 答案：(1)30 cm　(2)1.44×105 Pa 解析：(1)汽缸水平放置时，封闭气体的压强p1＝p0＝1.0×105 Pa，温度T1＝t＋273 K＝300 K，体积V1＝lS 汽缸开口向上竖直放置时，封闭气体的压强p2＝p0＋＝1.2×105 Pa，温度T2＝T1＝300 K，体积V2＝hS 由玻意耳定律得p1V1＝p2V2 解得h＝30 cm。 (2)温度升高，活塞到达卡环前，气体做等压变化，此时p3＝p2，V2＝hS，V3＝(l＋d)S，T2＝300 K 由盖－吕萨克定律得＝ 解得T3＝500 K＜600 K 汽缸内气体温度继续升高，气体做等容变化，p3＝1.2×105 Pa，T3＝500 K，T4＝600 K 由查理定律得＝ 解得p＝1.44×105 Pa。 12.(10分)如图所示，内壁光滑、横截面积S＝12.5 cm2的汽缸固定在水平地面上，汽缸中封闭有一定质量的气体，绕过两个轻质定滑轮的轻绳一端与轻质活塞A相连，一端与台秤上的重物B相连。重物B的质量为m＝1 kg。初始环境温度为t0＝15 ℃时，台秤示数为5 N，活塞距缸底H0＝4.6 cm，不计轻绳与滑轮之间的摩擦，重力加速度g＝10 m/s2，大气压恒为p0＝1.0×105 Pa，T＝t＋273 K。 (1)初始状态下汽缸中的气体压强为多少？ (2)为保证重物不离开台秤，环境温度不能低于多少摄氏度？ (3)当环境温度低至－3 ℃时，活塞距汽缸的高度为多少？ 答案：(1)9.6×104 Pa　(2)3 ℃　(3)4.5 cm 解析：(1)初始状态，对重物受力分析可得 FT＝mg－FN 对活塞受力分析可得p0S＝FT＋p1S 解得p1＝9.6×104 Pa。 (2)重物刚要脱离台秤时，对重物受力分析可得 FT'＝mg 对活塞受力分析可得p0S＝FT'＋p2S 由查理定律可得＝ 解得t＝3 ℃。 (3)由盖－吕萨克定律可得＝ 解得H＝4.5 cm。 学科网（北京）股份有限公司 $