第三周 理想气体的图像、关联气体、变质量问题（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 福建专用）

第三周　理想气体的图像、关联气体、变质量问题 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 一、单项选择题 1.(2025·福建龙岩高二期末)如图所示，导热良好的气缸内封闭一定质量的理想气体，气缸与活塞间的摩擦忽略不计。现缓慢向沙桶倒入细沙，下列关于密封气体的状态图像一定正确的是 (　　) 2.(2025·福建漳州高二期末)拔罐疗法是中医的一种传统疗法。如图所示，利用抽气装置将罐内部分气体抽出，导致罐内压强减小，从而使罐吸附在人体穴位上。若罐体的容积为V0，抽气装置的容积为nV0，某次拔罐时，抽取了2次气体，若忽略皮肤鼓起对罐内容积的影响，设罐内气体温度不变，则抽气后罐内压强为抽气前压强的 (　　) A. B. C. D. 3.如图所示，A、B两个大容器装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D做活塞，当左边容器的温度为-10 ℃，右边容器的温度为10 ℃时，水银滴刚好在玻璃管中央保持平衡，当两个容器的温度都下降10 ℃时，下列说法正确的是 (　　) A.水银滴将不运动 B.水银滴将向右运动 C.水银滴将向左运动 D.水银滴的运动方向无法判断 4.如图所示，一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由p-V图像中的曲线Ⅰ和曲线Ⅱ表示，曲线均为反比例函数曲线的一部分。a、b为曲线Ⅰ上的两点，气体在状态a和b的压强分别为pa、pb，温度分别为Ta、Tb。c、d为曲线Ⅱ上的两点，气体在状态c和d的压强分别为pc、pd，温度分别为Tc、Td。下列关系式正确的是 (　　) A.= B.= C.= D.= 5.如图，在恒温的环境里，a、b两个球形导热容器用一根细管相连，细管中有阀门K，两容器中充有同种理想气体，a容器容积是b容器容积的两倍，a中气体压强为p0，b中气体压强为2p0。打开阀门K，经过足够长的时间后，以下结论错误的是 (　　) A.a中气体压强为p0 B.b中气体压强为p0 C.a中气体质量是原来的 D.b中气体质量是原来的 6.如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是 (　　) A.TA<TB，TB>TC B.TA>TB，TB=TC C.TA=TC，TB=TC D.TA<TC，TB<TC 二、双项选择题 7.一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p-图像如图所示，变化顺序为a→b→c→d→a，图中ab段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直。则 (　　) A.状态a→b，压强减小、温度不变、体积增大 B.状态b→c，压强增大、温度降低、体积减小 C.状态c→d，压强不变、温度降低、体积减小 D.状态d→a，压强减小、温度升高、体积不变 8.如图所示，粗细均匀、导热良好的薄壁U形管左管开口竖直向上，管中装有水银，左管内水银面比右管内水银面高Δh=5 cm，左管内水银面到管口的距离h1=30 cm，右管内封闭的空气柱长度h2=22.5 cm。现用横活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使左、右管内水银面齐平。已知大气压强恒为p0=75 cmHg，活塞可沿左管壁无摩擦地滑动，推动过程中气体温度始终不变，下列说法正确的是 (　　) A.左管内水银面向下移动的距离为5 cm B.活塞向下移动的距离为7.5 cm C.稳定后右管中气体的压强为90 cmHg D.稳定后固定横活塞，若环境温度缓慢降低，则左管内水银面逐渐高于右管 三、填空题 9.(3分)一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、cd、da四个过程又回到状态a，其体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，cd的延长线经过坐标原点O，ab、bc分别与横轴、纵轴平行，e是Ob与da的交点，则气体从状态c到状态d，分子平均动能　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)；气体从状态b到状态c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数　　　　(选填“增加”“减少”或“不变”)；气体从状态d到状态a，压强　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  四、解答题 10.(10分)(2025·山东潍坊高二期末) 从冰箱中拿出的罐头难以打开， 有些人会给罐头适当加热或撬动瓶盖使空气进入， 这样就很容易打开了。 为了方便分析， 罐头的简化模型如图所示， 瓶内气体体积 V=0.2 L ，放入 t1=-3 ℃ 的冰箱时瓶内气体压强 p1=7.2×104 Pa，瓶内气体可近似当作理想气体。 (1)从冰箱拿出罐头后，等瓶内气体达到常温27 ℃ 时，求瓶内气体压强 (液体体积视为不变)。(4分) (2)在常温27 ℃ 下，撬动瓶盖使空气进入，当瓶内气体压强变为 p0=1.0×105 Pa时， 求进入的气体质量与原来气体质量之比 (此过程瓶内气体温度保持不变)。(6分) 11.(12分)(2025·福建南平高二阶段练习)如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞横截面积之比SA∶SB=1∶2，两活塞以刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，两个气缸都不漏气。开始时，A、B中气体的体积皆为V0，温度皆为T0=300 K，A中气体压强pA=1.5p0。现对A中气体加热，使其中气体的压强升到pA'=2.0p0。气缸外的大气压强p0=1.0×105 Pa，同时保持B中气体的温度不变，求: (1)此时B中气体的压强pB'。(4分) (2)此时A中气体温度TA'。(8分) 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 第三周 1.选A　由题意知气缸导热性能良好，则气缸内气体的温度不变，缓缓向沙桶内倒入细沙，气体体积减小、压强增大，由玻意耳定律可知，气体压强与体积成反比，与体积倒数成正比。故选A。 2.选C　设抽气前罐内气体压强为p0，罐内气体温度不变，由玻意耳定律可知，第1次抽气时有p0V0=p1，第2次抽气时有p1V0=p2，联立解得=，故选C。 3.选C　法一:假设法　假设水银滴不动，两边气体都发生等容变化，根据=C可知，对左侧气体有=，对右侧气体有=，整理可得p左<p右，因此水银滴将向左运动，故C正确。 法二:推论法　根据查理定律推论Δp=ΔT，可知压强相同的不同气体变化相同的温度时，压强的变化量与原来气体的热力学温度成反比。由题意知，两个容器气体温度都降低，故压强都减小，结合查理定律的分比形式，可得右边气体压强减小得少，故最终右边气体压强较大，水银滴向左运动，故C正确。 4.选B　由题意可知曲线Ⅰ和曲线Ⅱ均为等温变化，故a、b两点的温度相同，A错误；由题图可知，气体在状态a和状态c的压强都为p0，由盖-吕萨克定律有==，B正确；气体从状态c到状态d为等温变化，由玻意耳定律有==，由题图可知pa=pc，故=，C错误；气体从状态a到状态b为等温变化，由玻意耳定律有==3，故=2，D错误。 5.选B　设b容器容积为V0，a容器容积为2V0，打开阀门K，经过足够长的时间后，a中气体和b中气体压强相等，设为p，根据玻意耳定律可得p0·2V0+2p0·V0=p·3V0，解得p=p0，故A正确，B错误；根据pV=nRT，经过足够长的时间后，a中气体质量与原来气体质量之比为=，b中气体质量与原来气体质量之比为=，故C、D正确。 6.选A　A→B过程，压强不变，体积增大，根据盖-吕萨克定律有=，解得TA=0.3TB，B→C过程，体积不变，根据查理定律有=，解得TC=0.3TB，则有TA=TC=0.3TB<TB，故选A。 7.选AC　由题图可知，a→b过程，气体压强减小而体积增大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成反比，气体发生的是等温变化，故A正确；由理想气体的状态方程=C，可知p=CT，在p-图像中连接O、b的直线比连接O、c的直线的斜率小，所以b状态的温度低于c状态的温度，b→c过程，温度升高，由题图可知，压强增大，且体积也增大，故B错误；c→d过程，气体压强不变而体积减小，由理想气体的状态方程=C，可知气体温度降低，故C正确；d→a过程，气体体积不变，压强减小，由理想气体的状态方程=C，可知气体温度降低，故D错误。 8.选BC　两管粗细均匀，开始时左管内水银面比右管内水银面高Δh=5 cm，之后两管内水银面齐平，则左管内水银面向下移动的距离为2.5 cm，故A错误；设开始时右管中气体的压强为p2，则有p2=p0+ρgΔh=80 cmHg，右管中气体发生等温变化，由玻意耳定律有p2h2S=p2'h2'S，h2'=h2-2.5 cm=20 cm，解得p2'=90 cmHg，故C正确；两管液面相平时，两管中气体压强也相同，有p1'=p2'=90 cmHg，对于左管中气体，由玻意耳定律有p0h1S=p1'h1'S，解得h1'=25 cm，可知活塞向下移动的距离为x=h1-h1'+2.5 cm=7.5 cm，故B正确；稳定后固定横活塞，若液面不动，则两管中气体都做等容变化，由查理定律可得=，由题可知，稳定后两管中气体压强相等，若环境温度缓慢降低，则两管中气体压强减小量相等，所以两管中气体压强仍然相等，水银柱不动，故D错误。 9.解析:气体从状态c到状态d，温度降低，分子平均动能减小；气体在状态b时的体积大于在状态c时的体积，则气体在状态b分子密度低，则气体在状态b时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比在状态c时少，则气体从状态b到状态c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增加；根据=C，可知=，坐标原点O与ad上各点连线的斜率与压强成反比，由题图可知，气体从状态d到状态a压强减小。 答案:减小　增加　减小 10.解析:(1)罐头放在冰箱里时，瓶内气体的温度 T1=K=270 K 从冰箱拿出罐头一段时间后，瓶内气体达到常温 T2=K=300 K 设此时瓶内气体压强为p2， 根据查理定律得= 代入数据解得p2=8×104 Pa。 (2)温度不变，设原来瓶内气体压强由p2变为p0时的体积为V0，由玻意耳定律得p2V=p0V0 解得V0=0.16 L 进入的气体质量与原来气体质量之比为==。 答案:(1)8×104 Pa　(2) 11.解析:(1)因为气缸处于平衡状态，所以 pA'SA+p0SB=p0SA+pB'SB 解得pB'=1.5×105 Pa。 (2)对A中气体，由理想气体状态方程有= 对B中气体，由玻意耳定律有pBV0=pB'VB' 又初始时气缸处于平衡状态，有pASA+p0SB=p0SA+pBSB = 联立解得TA'= K。 答案:(1)1.5×105 Pa　(2) K $