课时测评9 理想气体和气体实验定律的微观解释-【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9　理想气体和气体实验定律的微观解释 (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1－9题，每题4分，共36分) 1.(多选)关于理想气体的认识，下列说法正确的是(　　) A.它是一种在任何条件下都能严格遵守气体实验定律的气体 B.它是一种从实际气体中忽略次要因素，简化抽象出来的理想模型 C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关 D.被压缩的气体，不能视为理想气体 答案：AB 解析：理想气体是从实际气体中忽略次要因素，简化抽象出来的一种理想模型，温度不太低、压强不太大的实际气体可视为理想气体，理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，A、B正确；一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，与体积无关，C错误；被压缩的气体，也能视为理想气体，D错误。 2.对一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　) A.体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大 B.温度不变，压强减小时，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多 C.压强不变，温度降低时，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 D.温度升高，压强和体积可能都不变 答案：A 解析：理想气体的质量一定，分子的总数是一定的，体积不变，分子的数密度不变，故要使压强增大，分子的平均动能一定增大，A正确；当温度不变时，分子的平均动能不变，要使压强减小，则分子的数密度一定减小，即单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，B错误；当温度降低时，分子的平均动能减小，要保证压强不变，则分子的数密度一定增大，即单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数增多，C错误；温度升高，气体的压强和体积至少有一个要发生变化，不可能都不变，D错误。 3.关于气体的状态变化，下列说法正确的是(　　) A.一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时，其体积增大为原来的2倍 B.任何气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程＝ C.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.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 答案：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V2＝V1＝V1≈1.27V1，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＝C可知，C正确，D错误。 4.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量的空气(视为理想气体)。若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是(　　) 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 答案：A 解析：玻璃泡内气体与外界大气温度相同，液柱上升，则气体体积减小。对于一定质量的理想气体有＝C，则当外界大气的温度降低，压强增大时，气体体积减小，故A正确；当外界大气的温度升高，压强不变时，气体体积增大，故B错误；当外界大气的温度升高，压强减小时，气体体积增大，故C错误；当外界大气的温度不变，压强减小时，气体体积增大，故D错误。 5.(2025·江苏南通高二阶段练习)如图所示为汽车的真空轮胎，胎内充入一定质量的理想空气，夜间由于气温降低，胎内的气体压强变低。假设此过程胎内气体的体积不变且不漏气，与白天相比，夜间轮胎内的气体(　　) A.单位体积内分子的个数更少 B.单位时间碰撞胎内壁单位面积的分子数不变 C.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大 D.速率大的分子占比变少，分子平均速率变小 答案：D 解析：轮胎内气体体积不变，气体质量不变，则单位体积内分子的个数不变，故A错误；轮胎内气体体积不变，单位体积分子数不变，温度降低，分子平均速率降低，速率大的分子占比变少，单位时间碰撞胎内壁单位面积的分子数减少，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力减小，故B、C错误，D正确。 6.(2025·江苏盐城市高二期末)密闭的容器中一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示。下列说法中正确的是(　　) A.A→B过程中，气体分子的平均动能增大 B.B→C过程中，气体压强不变，体积增大 C.C→A过程中，单位体积分子数增大 D.C→A过程中，器壁在单位面积上、单位时间内所受气体分子碰撞的次数增多 答案：D 解析：A→B过程中，温度不变，所以气体分子的平均动能不变，A错误；B→C过程中，气体压强不变，温度降低，根据＝C可知，体积减小，B错误；C→A过程中，根据＝C可知，气体体积不变，而气体分子的总数不变，所以单位体积分子数不变，由于压强变大，温度升高，分子热运动剧烈，器壁在单位面积上、单位时间内所受气体分子碰撞的次数增多，C错误，D正确。故选D。 7.湖底温度为7 ℃，有一球形气泡从湖底升到水面时(气体质量恒定)，其直径扩大为原来的2倍。已知水面温度为27 ℃，大气压p0＝1×105 Pa，水的密度ρ水＝1×103 kg/m3，T＝t＋273 K，重力加速度g＝10 m/s2，气泡内气体为理想气体，则湖水深度约为(　　) A.65 m B.55 m C.45 m D.25 m 答案：A 解析：以气泡内的气体为研究对象，初状态p1＝p0＋ρ水gh，V1＝π，T1＝(7＋273) K＝280 K，末状态p2＝p0，V2＝π＝8V1，T2＝(27＋273) K＝300 K，由理想气体状态方程得＝，代入数据解得h≈65 m。故选A。 8.(多选)一定质量的理想气体，处于某一初态，现要使它经过一些状态变化后回到初始温度，下列过程可能实现上述要求的是(　　) A.先等压压缩，后等容增压 B.先等容增压，后等压膨胀 C.先等压膨胀，后等容减压 D.先等容减压，后等压膨胀 答案：ACD 解析：根据理想气体状态方程＝C可知，等压压缩过程中温度降低，等容增压过程中温度升高，可能回到初始温度，A正确；等容增压过程中温度升高，等压膨胀过程中温度升高，不可能回到初始温度，B错误；等压膨胀过程中温度升高，等容减压过程中温度降低，可能回到初始温度，C正确；等容减压过程中温度降低，等压膨胀过程中温度升高，可能回到初始温度，D正确。 9.如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度和体积分别为T1、T2、T3和V1、V2、V3，已知V1＜V2＝V3，则T1、T2、T3的大小关系为(　　) A.T1＝T2＝T3 B.T1＜T2＜T3 C.T1＞T2＞T3 D.T1＜T2＝T3 答案：B 解析：以活塞为研究对象，对T1、T2状态下的活塞有p0S＋Mg＝p1S，p0S＋Mg＝p2S，对T3状态下的活塞和小物块整体有p0S＋Mg＋mg＝p3S，可得p1＝p2＜p3；根据理想气体状态方程有＝＝，因V1＜V2，p1＝p2，则T1＜T2，因V2＝V3，p2＜p3，则T2＜T3，即T1＜T2＜T3。故选B。 10.(12分)(2025·江西吉安高二期末)如图所示，粗细均匀的玻璃管放置在水平面上，右端开口左端封闭，一段理想气体被水银柱封闭在左端上方，稳定时理想气体的温度为T0＝300 K，左右液面的高度差为h＝19 cm，理想气体的高度也为h＝19 cm，已知大气压为p0＝76 cmHg。 (1)若缓慢升高封闭气体的温度，当左右液面的高度相同时，气体的温度为多少？ (2)若从开口端向管内添加一定量的水银，稳定后左右液面的高度相同，气体的温度仍为T0＝300 K，则添加的水银柱的高度为多少？ 答案：(1)600 K　(2)28.5 cm 解析：(1)对于封闭气体，设U形玻璃管横截面积为S，初始状态，p1＝p0－ph＝57 cmHg，V1＝hS，T1＝T0＝300 K 温度升高到两液面恰相平时，末状态，p2＝p0＝76 cmHg，V2＝S 根据理想气体状态方程有＝ 解得T2＝600 K。 (2)右管缓慢注入水银，左右两玻璃管水银面恰相平时，此时p3＝p0＝76 cmHg，V3＝LS 根据玻意耳定律有p1V1＝p3V3 所需要加入的水银柱的长度为H＝2(h－L)＋h 解得H＝28.5 cm。 11.(12分)(2025·黑龙江大庆高二期末)一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M＝10 kg，活塞质量m＝4 kg，活塞横截面积S＝2×10－3 m2，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压p0＝1.0×105 Pa，活塞下面与劲度系数k＝2×103 N/m的轻弹簧相连，当汽缸内气体温度为127 ℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1＝20 cm，已知缸体总深度L2＝32 cm，重力加速度g取10 m/s2，活塞不漏气且与缸壁无摩擦，T＝t＋273 K。则： (1)此时缸内气体的压强为多少？ (2)缓慢升高缸内气体温度，当缸体对地面压力刚好为0时，缸内气体的温度为多少开尔文？ (3)要使开尔文活塞与汽缸不分离，缸内气体温度不超过多少开尔文？ 答案：(1)8×104 Pa　(2)1 012.5 K　(3)1 200 K 解析：(1)设此时缸内气体的压强为p1，对活塞受力分析有p1S＋mg＝p0S 解得p1＝8×104 Pa。 (2)当缸体对地面压力刚好为0时，设此时缸内气体的压强为p2，对缸体受力分析有p0S＋Mg＝p2S 解得p2＝1.5×105 Pa 设此时弹簧的压缩量为Δx，对活塞受力分析可得p2S＋mg＝p0S＋kΔx 解得Δx＝7 cm 则此时汽缸内气体的体积V2＝(L1＋Δx)S 气体初始状态时p1＝8×104Pa，V1＝L1S，T1＝400 K 末状态时p2＝1.5×105 Pa，V2＝(L1＋Δx)S 根据理想气体状态方程可知＝ 解得T2＝1 012.5 K。 (3)以封闭气体为研究对象，初始时p1＝8×104 Pa，V1＝L1S，T1＝400 K 当缸体缓慢离开地面，缸内气柱长度L2＝32 cm时，此时缸内气体的压强为p3＝p2＝1.5×105 Pa 同时有V3＝L2S 根据理想气体状态方程有＝ 代入数据解得缸内气体温度为T3＝1 200 K。 学科网（北京）股份有限公司 $