课时测评4 气体实验定律-【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（鲁科版）

课时测评4　气体实验定律 (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1－11题，每题4分，共44分) 1．一定质量的理想气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小2 atm时，体积变化4 L，则该气体原来的体积为(　　) A． L B．2 L C． L D．8 L 答案：B 解析：设气体原来体积为V，气体温度不变，质量不变，由玻意耳定律知p1V＝p2(V＋4)，p1＝3 atm，p2＝1 atm。解得V＝2 L，故B正确，A、C、D错误。 2．如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体(　　) A．压强增大，体积增大 B．压强增大，体积减小 C．压强减小，体积增大 D．压强减小，体积减小 答案：B 解析：试管竖直放置时，封闭的气体压强为p＝p0－ρgh；试管自由下落时，封闭的气体压强为p＝p0，封闭气体的质量和温度不变，根据玻意耳定律pV＝C，压强增大，则体积减小，故B正确，A、C、D错误。 3．对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能的是 (　　) 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 答案：A 解析：由理想气体状态方程＝恒量，可知A项中只要压强减小就有可能，故A正确；B项中体积不变，温度与压强应同时变大或同时变小，故B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错误；D项中温度升高，压强减小，体积减小，导致减小，故D错误。 4. 如图所示，两根粗细相同，两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量、同温度的空气，空气柱长度H1>H2，水银柱长度h1>h2，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是 (　　) A．均向下移动，A管移动较多 B．均向上移动，A管移动较多 C．A管向上移动，B管向下移动 D．无法判断 答案：A 解析：因为在温度降低过程中，被封闭气柱的压强等于大气压强与水银柱因自重而产生的压强之和，故封闭气柱均做等压变化。并由此推知，封闭气柱下端的水银面高度不变。根据盖一吕萨克定律可知ΔV＝·V，因A、B管中的封闭气柱初始温度T相同，故温度降低量ΔT也相同，且ΔT<0，所以ΔV<0，即A、B管中气柱的体积都减小；又因为H1>H2，A管中气柱的体积较大，则|ΔV1|>|ΔV2|，即A管中气柱减小得较多，故得出A、B两管气柱上方的水银柱均向下移动，且A管中的水银柱下移得较多。故A正确，B、C、D错误。 5．(多选)对一定质量的气体，下列说法正确的是(　　) A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均速率一定增大 B．温度不变，压强减小时，气体分子的数密度一定减小 C．压强不变，温度降低时，气体分子的数密度一定减小 D．在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞的次数随着温度降低而增加 答案：ABD 解析：体积不变，压强增大时，根据查理定律可知，温度升高，所以气体分子的平均动能一定增大，平均速率一定增大，故A正确；温度不变，压强减小时，根据玻意耳定律可知，体积变大，所以气体分子的数密度一定减小，故B正确；压强不变，温度降低时，根据盖—吕萨克定律可知，体积减小，所以气体分子的数密度一定增大，故C错误；温度降低，则气体分子的平均速率降低，气体分子与器壁碰撞的作用力减小，又压强不变，根据气体压强的微观意义可知分子每秒对器壁单位面积平均碰撞的次数增加，故D正确。故选ABD。 6．描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是图中的 (　　) 答案：D 解析：等容变化的过程的p -t图像在t轴上的交点坐标是(－273.15 ℃，0)，故D正确，A、B、C错误。 7．关于理想气体的状态变化，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．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，可能是压强减半，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，可能是体积加倍，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项缺条件，B错误；由理想气体状态方程＝C，恒量可知，C正确，D错误。 8．如图所示，在气缸中用活塞封闭一定质量的气体，活塞与缸壁间的摩擦不计，且不漏气，将活塞用绳子悬挂在天花板上，使气缸悬空静止。若大气压不变，温度降低到某一值，则此时与原来相比较(　　) A．绳子张力不变 B．缸内气体压强变小 C．绳子张力变大 D．缸内气体体积变大 答案：A 解析：由整体法可知绳子的张力不变，故A正确，C错误；取活塞为研究对象，气体降温前后均处于静止状态，活塞重力mg、大气压力p0S和绳子张力T绳均不变，故封闭气体对活塞的压力pS不变，p不变，故B错误；由盖—吕萨克定律可知＝C，当T减小时，V一定减小，故D错误。 9．(多选)如图为某同学设计的喷水装置。内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L。保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1 L。设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有(　　) A．充气后，密封气体压强增加 B．充气后，密封气体的分子平均动能增加 C．打开阀门后，密封气体对外界做正功 D．打开阀门后，不再充气也能把水喷光 答案：AC 解析：对理想气体，由于充气前、后发生的是等温变化，由玻意耳定律可得pV＝C，充气后体积变小，压强增大，A正确；温度不变，气体分子平均动能不变，B错误；以“装置内原有空气和即将充入的空气”为研究对象，充气前、后由玻意耳定律p1(V1＋ΔV)＝p1′V1，得p1′＝1.2 atm，由于p1′>p0，打开阀门，水就会在气体压力作用下外流，气体膨胀对外做功，C正确；当封闭气体压强变小与外界大气压强相等时，上部的空气变为0.6 L，喷出0.1 L的水后就不再喷水了，D错误。 10．(多选)如图所示，容积相同的可导热容器a、b内充满同种理想气体，之间用带阀门的细导管相连，置于温度恒定的环境中。开始阀门K关闭，a内气体的压强为p0，打开阀门经足够长时间后，原容器b中的气体有进入容器a、不计导管内气体的体积，下列说法正确的是(　　) A．容器b中原来气体的压强为2p0 B．容器b中原来气体的压强为3p0 C．最终容器内气体的压强为p0 D．最终容器内气体的压强为2p0 答案：BD 解析：设每个容器的容积为V，原容器b中的气体有进入容器a，可知b中气体的体积变为1.5V，a中的气体体积变为0.5V，气体最终压强变为p2，则对a，p0V＝p2·0.5V，对b内气体p1V＝p2·1.5V，联立解得p1＝3p0，p2＝2p0，可知容器b中原来气体的压强为3p0，最终容器内气体的压强为2p0。故选BD。 11．(多选)一定质量的气体的状态变化过程的p -V图线如图所示，其中A是初始态，B、C是中间状态。A→B为双曲线的一部分，B→C与纵轴平行，C→A与横轴平行。若将上述变化过程改用p -T图线和V-T图线表示，则下列各图正确的是(　　) 答案：BD 解析：气体由A→B是等温过程，且压强减小，气体体积增大；由B→C是等容过程，且压强增大，气体温度升高；由C→A是等压过程，且体积减小，温度降低，由此可判断在p -T图中，A错误，B正确；在V-T图中，C错误，D正确。 12．(8分) 如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通。稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10 cm。环境温度不变，大气压强p0＝75 cmHg。求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。 答案：50 cmHg 解析：设U形管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得 p1V1＝p2V2① p1＝p0② p2＝p＋ph③ V1＝l1S④ V2＝l2S⑤ 由几何关系得h＝2(l2－l1)⑥ 联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50 cmHg。 13．(8分) 如图所示，在大气中有水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、和S。已知大气压强为p0，温度为T0。两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图中所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？ 答案：当T≤T0时，压强为p0；当T>T0时，压强为p0。 解析：设加热前，被密封气体的压强为p1，轻线的张力为F，根据平衡条件可得 对活塞A：2p0S－2p1S＋F＝0 对活塞B：p1S－p0S－F＝0 联立解得p1＝p0，F＝0 即被密封气体的压强与大气压强相等，轻线处在拉直的松弛状态，这时气体的体积为 V1＝2Sl＋Sl＋Sl＝4Sl 对气体加热时，被密封气体的温度缓慢升高，两活塞一起向左缓慢移动，气体的体积增大，压强保持p1不变。若持续加热，此过程会持续到活塞向左移动的距离等于l，这时气体的体积为 V2＝4Sl＋Sl＝5Sl 根据盖—吕萨克定律得＝ 解得T2＝T0 由此可知，当T≤T2＝T0时，气体的压强为p0。 当T>T2时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持V2不变，由查理定律得＝ 解得p＝p0 即当T>T0时，气体的压强为p0。 学科网（北京）股份有限公司 $