课时跟踪检测(四) 气体实验定律的理解及应用（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版）

课时跟踪检测(四)　气体实验定律的理解及应用 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.(2025·威海高二阶段练习)一定质量的理想气体体积V和温度T的关系如图所示，则其p-图像正确的是(图中p代表该理想气体的压强) (　　) 2.(2025·龙岩高二质检)图示为一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。关于气体的状态，下列说法正确的是 (　　) A.从状态A到状态B，气体的压强增大 B.气体在状态C的压强为1.0×105 Pa C.气体在状态C的压强为2.0×105 Pa D.从状态A到状态B，气体的压强减小 3.如图所示，三个完全相同的内壁光滑且导热性能良好的气缸，用三个质量相同的活塞密封住质量相等的空气。现让a气缸处于静止状态，b气缸做自由落体运动，c气缸在倾角为30°的光滑固定斜面上向下做匀加速直线运动。不考虑空气阻力，环境温度保持不变，各个活塞均相对于气缸保持静止，a、b、c三个气缸内空气柱的长度关系为 (　　) A.Lb=Lc>La B.Lb=Lc=La C.Lb>Lc>La D.Lb>Lc=La 4.肺活量是指在标准大气压下人尽力呼气时呼出气体的体积，是衡量心肺功能的重要指标。如图所示为某同学自行设计的肺活量测量装置，体积为V0的空腔通过细管(体积忽略不计)与吹气口和外部玻璃管密封连接，玻璃管内装有密度为ρ的液体用来封闭气体。测量肺活量时，被测者尽力吸足空气，通过吹气口将肺部的空气尽力吹入空腔中，若此时玻璃管两侧的液面高度差设为h，大气压强为p0保持不变，重力加速度为g，忽略气体温度的变化，则人的肺活量为 (　　) A.V0 B.V0 C.V0 D.V0 5.(2025·福安高二检测)0.3 mol的某种气体的压强和温度的关系图像(p-t图像)如图所示。p0表示1个标准大气压，标准状态(0 ℃，1个标准大气压)下气体的摩尔体积为22.4 L·mol-1。下列说法正确的是 (　　) A.状态A时气体的体积为5.6 L B.状态A时气体的体积为7.72 L C.状态B时气体的体积为1.2 L D.状态B时气体的体积为8.4 L 6.一定质量的理想气体经历M→N状态变化过程的V-T图像如图所示，已知此过程气体压强不变，下列说法正确的是 (　　) A.该气体在状态N时温度为500 K B.该气体在状态N时温度为600 K C.MN的反向延长线必过原点O D.MN的反向延长线一定不过原点O 7.某同学给自行车车胎打气，车胎内原来气体压强等于大气压强p0=1×105 Pa，温度为300 K，体积为1.5 L，打气过程中可认为车胎容积不变。打气筒每次将100 cm3的压强同样为p0=1×105 Pa的气体打入车胎中，共打气30次。气体均可视作理想气体，打气过程视为绝热过程。已知打入气体质量与车胎内原气体质量之比为60∶31。则打气筒中打入气体的温度为 (　　) A.310 K B.308 K C.305 K D.295 K 8.(2025·漳州高二阶段练习)如图所示，气缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，气缸和活塞导热良好，气缸水平固定不动，一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后吊着一个重物，开始时活塞静止。某时刻起发现重物缓慢上升，一段时间后活塞再次静止，不计活塞与气缸壁间的摩擦，下列说法正确的是 (　　) A.气缸内气体的压强增大 B.气缸内气体的压强减小 C.气缸内气体的温度升高 D.气缸内气体的分子平均动能减小 9.(双选)上端开口的“⊥”形玻璃管如图甲所示，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗、细部分的横截面积分别为S1=2 cm2、S2=1 cm2。封闭气体初始温度为57 ℃，气体长度L=22 cm，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线，下列说法正确的是 (　　) A.封闭气体在初始状态的压强为80 cmHg B.封闭气体在初始状态的压强为82 cmHg C.若缓慢升高气体温度，升高至369 K时可将所有水银全部压入细管内 D.当温度升高至492 K时，液柱下端到粗、细接口处的距离为10 cm 10.(8分)(2025·海南高考)竖直放置的气缸内，活塞横截面积S=0.01 m2，活塞质量不计，活塞与气缸之间无摩擦，最初活塞静止，缸内气体T0=300 K，V0=5×10-3 m3，大气压强p0=1×105 Pa，g=10 m/s2。 (1)若加热活塞缓慢上升，体积变为V1=7.5×10-3 m3，求此时的温度T1。(3分) (2)若往活塞上放m=25 kg的重物，保持温度T0不变，求稳定后气体的体积V2。(5分) 11.(10分)(2024·山东高考)图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1=1.0 cm2，长度H=100.0 cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0 cm2，高度h=20.0 cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g=10 m/s2，大气压p0=1.0×105 Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。 (1)求x；(5分) (2)松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。(5分) 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(四) 1.选D　由图像可知，理想气体做等温变化，根据pV=C，可知p-图像为过原点的直线。故选D。　 2.选C　从状态A到状态B，气体的V-T图像为一条过原点的倾斜直线，可知，从状态A到状态B，气体的压强不变，故A、D错误；根据上述分析可知pB=pA=1.5×105 Pa，从状态B到状态C，气体体积不变，根据查理定律有=，解得pC=2.0×105 Pa，故B错误，C正确。 3.选A　设大气压强为p0，活塞质量为m，气缸横截面积为S。对a气缸，以活塞为研究对象，根据平衡条件得p0S+mg=paS，可得pa>p0；b气缸做自由落体运动，处于完全失重状态，封闭气体的压强等于大气压强，即pb=p0；对c气缸，以活塞为研究对象，根据牛顿第二定律得p0S-pcS+mgsin 30°=ma，以c气缸和活塞整体为研究对象，有(M+m)gsin 30°=(M+m)a，解得a=gsin 30°，联立解得pc=p0，可得pa>pb=pc。根据玻意耳定律有pV=pSL=C，可得a、b、c三个气缸内空气柱的长度关系为Lb=Lc>La，故选A。 4.选C　设人的肺活量为V，将空腔中的气体和人吹入的气体一起研究，初状态:p1=p0，V1=V0+V，末状态:V2=V0，根据压强关系有p2=p0+ρgh，根据玻意耳定律有p1V1=p2V2，联立解得V=V0，故选C。 5.选D　该气体在0 ℃时压强为1个标准大气压，所以此时它的体积应为22.4×0.3 L=6.72 L，由题图可知，从压强为p0到A状态，气体做等容变化，A状态时气体的体积为6.72 L，温度为(127+273)K=400 K，从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为(227+273)K=500 K，根据盖—吕萨克定律得=，解得VB== L=8.4 L，故选D。 6.选C　由题意可知，M→N过程为等压过程，根据盖—吕萨克定律有=，代入题图中数据，解得TN=400 K，故A、B错误；气体发生等压变化，则有=C，可得V=CT，可知V-T图线的反向延长线必过原点，故C正确，D错误。 7.选A　打入气体的质量与车胎内原来气体的质量之比为60∶31，即打入气体的体积与车胎内原来气体的体积之比==，车胎内原来气体的体积为1.5 L，即V0=1.5 L，代入上式可得ΔV= L，打入车胎内的气体等效于向车胎内打入300 K、ΔV的压强为p0=1×105 Pa的气体，根据盖—吕萨克定律可得=，其中V0'=100 cm3，T0=300 K，解得T1=310 K，故选A。 8.选D　设重物的重力为G，细线的拉力为F，大气压强为p0，开始时气缸内气体的压强为p，活塞的面积为S。重物受力平衡，有F=G，对活塞受力分析，活塞在水平方向受力平衡，由平衡条件可得F+pS=p0S，解得p=p0-，可知气缸内气体的压强不变，A、B错误； 由上述可知，气缸内气体做等压变化，由盖—吕萨克定律=可知，因为V2<V1，可得T2<T1，可知气缸内气体的温度降低，则气缸内气体的分子平均动能减小，C错误，D正确。 9.选AC　根据题图乙可知，封闭气体在初始状态的压强为80 cmHg，故A正确，B错误；根据题意，当水银柱全部进入细管中后，继续升高温度，气体将发生等压变化，由题图乙可知，气体开始发生等压变化时气体的体积为V=48cm3，而在水银全部进入细管前，根据理想气体的状态方程有=，其中p1=80 cmHg，p2=82 cmHg，T1=330 K，解得T2=369 K，故C正确；若液柱下端到粗、细接口处的距离为L1=10 cm，设此时的温度为T3，则由盖—吕萨克定律有=，解得T3≈446 K，故D错误。 10.解析:(1)活塞缓慢上升过程中，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律可得= 代入数值解得T1=450 K。 (2)设稳定后气体的压强为p2，对活塞和重物整体受力分析，根据平衡条件有p2S=p0S+mg 由题意可知初始状态时气体压强与大气压强相等，均为p0，整个过程保持温度T0不变，根据玻意耳定律可得p0V0=p2V2 联立解得V2=4×10-3 m3。 答案:(1)450 K　(2)4×10-3 m3 11.解析:(1)由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程，气体发生等温变化，所以有p1(H-x)S1=p2HS1 又因为p1=p0，p2+ρgh=p0，代入数据联立解得x=2 cm。 (2)当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有 p0V+p2HS1=p3 又因为p3+ρg·=p0，代入数据联立解得V=8.92×10-4 m3。 答案:(1)2 cm　(2)8.92×10-4 m3 $