课时跟踪检测(三) 气体实验定律（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）

课时跟踪检测(三)　气体实验定律 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·德州高二阶段练习)封闭在气缸内的一定质量的理想气体，如果保持体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是 (　　) A.气体的密度增大 B.气体的压强减小 C.气体分子的平均速率减小 D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 2.(2025·四川高考)如图1所示，用活塞将一定质量的理想气体密封在导热气缸内，活塞稳定在a处。将气缸置于恒温冷水中，如图2所示，活塞自发从a处缓慢下降并停在b处，然后保持气缸不动，用外力将活塞缓慢提升回a处。不计活塞与气缸壁之间的摩擦。则 (　　) A.活塞从a到b的过程中，气缸内气体压强升高 B.活塞从a到b的过程中，气缸内气体内能不变 C.活塞从b到a的过程中，气缸内气体压强升高 D.活塞从b到a的过程中，气缸内气体内能不变 3.(2025·漳州高二检测)(双选)一定质量的理想气体，在压强不变时，体积增大到原来的两倍，则下列说法正确的是 (　　) A.气体的摄氏温度一定升高到原来的两倍 B.气体的热力学温度一定升高到原来的两倍 C.体积的变化量与热力学温度的变化量成反比 D.温度每升高1 K，体积增加量是0 ℃时体积的 4.一定质量的理想气体，其状态经历a→b→c的变化，p-T图像如图所示，在该过程中气体体积 (　　) A.先不变后增大 B.先增大后不变 C.先不变后减小 D.先减小后不变 5.(2025·聊城高二阶段练习)开口向上、导热性能良好的气缸，用活塞封闭了一定质量的理想气体，如图所示。气缸与活塞间的摩擦忽略不计。现缓缓向活塞上倒细沙，则下列关于密封气体的图像中可能正确的是 (　　) 6.(2025·莆田高二检测)对气体压强的微观理解，下列说法正确的是 (　　) A.如果气体的体积保持不变，当封闭气体的温度升高时，气体分子对器壁的平均冲力增大，碰撞次数增多，压强增大 B.如果气体的温度保持不变，当气体的体积增大时，气体分子对器壁的平均冲力减小，气体压强减小 C.如果气体的温度保持不变，当气体的压强增大时，气体分子对器壁的平均冲力增大 D.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁上的作用力 7.如图所示，一端封闭的玻璃管用19 cm的水银柱封闭一定质量的理想气体，玻璃管水平放置时，气柱长为L。设大气压强为76 cmHg，环境温度保持不变。当玻璃管置于倾角为30°的斜面上且开口端沿斜面向上放置，玻璃管静止不动时，空气柱的长度是 (　　) A. B.L C. D. 8.土法爆米花已成为一代人童年的美好回忆。如图所示为一个土法爆米花铁质容器，把玉米倒入容器后将盖盖紧，然后一边加热一边转动容器，同时观察容器上压强计的示数变化，当压强达到一定值时，便可打开容器，就在打开容器的瞬间，爆米花就形成了。已知容器的体积为V0，外界大气压强为p0，环境的温度为T0，容器内的气体可视为理想气体，玉米需要容器内气体压强达到5p0时打开容器才可爆成米花，容器内玉米的体积忽略不计，下列说法不正确的是 (　　) A.在整个加热过程中，容器内的气体压强与摄氏温度成正比 B.在加热过程中，温度升高，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力增大 C.当打开容器时，气体迅速膨胀，玉米粒内、外压强差变大，瞬间米花生成 D.要使玉米正常爆花，打开容器时容器内气体的温度需达到5T0 9.(双选)一定质量的理想气体从状态a开始，缓慢经历ab、bc、ca回到a状态，其V-T图像如图所示。状态a的压强为p1、体积为V0、热力学温度为T0，状态c的热力学温度为Tc，下列判断正确的是 (　　) A.气体从状态a到状态c的过程中密度一直减小 B.pb=2.5p1 C.pc=p1 D.Tc=2.5T0 10.(2025·福州高二质检)如图所示为一巨型温度计的结构原理图，利用气缸底部高度的变化反映温度的变化。质量为10 kg的导热气缸内密封一定质量的理想气体，气缸内横截面积为100 cm2。活塞与气缸壁间无摩擦且不漏气。环境温度为27 ℃时，活塞刚好位于气缸正中间，整个装置静止。已知大气压强为1.0×105 Pa，取重力加速度g=10 m/s2。则 (　　) A.刻度表的刻度是不均匀的 B.环境温度为27 ℃时，缸内气体的压强为2.0×105 Pa C.能测量的最大温度为327 ℃ D.环境温度升高时，弹簧的长度将变短 11.(4分)(2024·福建高考)17 ℃时轮胎胎压为2.9个大气压，胎内气体为理想气体。体积、质量不变，27 ℃时轮胎气压为　　　　个大气压，内能　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)17 ℃时气体内能。  12.(8分)(2025·湖南高考)用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为L1的空气柱。液柱长为h，密度为ρ。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为L2，大气压强为p0。 (1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小；(5分) (2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下：液柱长h=0.200 0 m，细管开口向上竖直放置时空气柱温度T1=305.7 K。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度T2=300.0 K时，空气柱长度与竖直放置时相同。已知ρ=1.0×103 kg/m3，p0=1.0×105 Pa。根据该组实验数据，求重力加速度g的值。(3分) 13.(10分)(2024·全国甲卷)如图，一竖直放置的气缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在气缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与气缸底部的距离=10，活塞的面积为1.0×10-2 m2。初始时，活塞在卡销a处，气缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为1.0×105 Pa和300 K。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处(过程中气体温度视为不变)，外力增加到200 N并保持不变。 (1)求外力增加到200 N时，卡销b对活塞支持力的大小；(5分) (2)再将气缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。(5分) 课时跟踪检测(三) 1.选D　一定质量的理想气体，如果保持体积不变，当温度升高时，根据查理定律得=C，可知气体的压强增大；由于体积不变，则气体的密度不变；由于温度升高，气体分子的平均速率增大；根据压强微观意义可知，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多。故选D。 2.选D　活塞从a到b的过程中，气缸内气体温度降低，则内能减小，活塞缓慢下降，处于平衡状态，则气缸内气体压强不变，故A、B错误；活塞从b到a的过程中，气缸内气体温度不变，则内能不变，体积增大，根据玻意耳定律pV=C可知压强减小，故C错误，D正确。 3.选BD　根据盖—吕萨克定律得=，气体的热力学温度一定升高到原来的两倍，摄氏温度不升高到原来的两倍，A错误，B正确；根据盖—吕萨克定律得=C，体积的变化量与热力学温度的变化量成正比，C错误；0 ℃时热力学温度为T0=273 K，设0 ℃时的体积为V0，升高的温度为ΔT=1 K，根据盖—吕萨克定律得=，解得ΔV=V0 ，D正确。 4.选D　由图像可知，a→b过程气体温度不变，压强增大，根据玻意耳定律pV=C，可知气体体积减小；b→c过程，p-T图像为过原点的直线，则有=C，可知气体体积不变。故选D。 5.选D　由于气缸导热性能良好，气缸内的气体温度不变，缓缓向活塞上倒细沙，气体体积减小，压强增大，由玻意耳定律得，气体体积与压强成反比，A、B、C错误，D正确。 6.选A　气体体积不变时，温度升高，气体分子的平均速率增大，气体分子对器壁的平均冲力增大，同时在单位时间内的碰撞次数增多，压强增大，故A正确；气体温度不变时，气体分子对器壁的平均冲力不变，体积增大时，单位体积气体分子数目减少，单位时间内单位面积上受到碰撞的次数减少，导致压强降低，故B错误；理想气体经等温变化，压强增大，体积减小，分子密集程度增大，由于温度不变，气体分子对器壁的平均冲力不变，故C错误；气体压强为气体分子单位时间内对器壁单位面积的作用力，故D错误。 7.选A　设玻璃管横截面积为S，气体初始压强p1=76 cmHg，初始体积V1=LS，气体末状态压强p2=cmHg=85.5 cmHg，末状态体积V2=L'S，根据玻意耳定律p1V1=p2V2，解得L'=，故选A。 8.选A　以容器内的气体为研究对象，在整个加热过程中，气体的体积不变，压强与热力学温度成正比，故A错误；随着温度不断上升，气体分子平均速率增大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力增大，容器内气体压强增大，故B正确；当打开容器时，容器内气体迅速膨胀，压强迅速降低，玉米粒内、外压强差变大，瞬间米花生成，故C正确；根据查理定律有=，由题可知，当气压p1=5p0时才可以正常爆花，解得T1=5T0，故D正确。 9.选CD　由题图可知，气体从状态a到状态c体积先变大后不变，则密度先减小后不变，故A错误；由题图可知，气体由状态c到状态a对应的V-T图线为过原点的直线，所以发生的是等压变化，即pc=p1，故C正确；气体由状态a到状态b为等温膨胀，所以p1V0=pb·2.5V0，所以pb=0.4p1，故B错误；由状态a到状态c，根据理想气体的状态方程有=，所以Tc=2.5T0，故D正确。 10.选C　以气缸为研究对象(不包含活塞)，对气缸受力分析，由平衡条件可得p1S=Mg+p0S，代入数据解得缸内气体的压强为p1=1.1×105 Pa，故B错误；当活塞位于气缸的最下端时，设缸内气体温度为T2，压强为p2，此时仍有p2S=Mg+p0S，可得p2=p1，可知缸内气体做等压变化，由盖—吕萨克定律得=，可得T2== K=600 K，则能测量的最大温度为t=(600-273)℃=327 ℃，又有ΔV==S·ΔL，可知刻度表的刻度是均匀的，故A错误，C正确；由以上分析可知，气缸内的气体做等压变化，弹簧受到的弹力不变，因此环境温度升高时，弹簧的长度仍不变，故D错误。 11.解析:设一个大气压为p0，气体体积不变，根据查理定律得=，初状态:p1=2.9p0、T1=290 K，末状态:T2=300 K，解得p2=3.0p0。一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，温度升高，气体分子的平均动能增大，内能增大，故27 ℃时气体的内能大于17 ℃时气体的内能。 答案:3.0　大于 12.解析:(1)竖直放置时封闭气体的压强为p1=p0+ρgh 水平放置时封闭气体的压强为p2=p0 设细管的横截面积为S，该过程为等温过程，由玻意耳定律可得p1L1S=p2L2S 解得g=。 (2)该过程为等容过程，由查理定律可得= 代入数据解得g=9.5 m/s2。 答案:(1)　(2)9.5 m/s2 13.解析:(1)活塞从卡销a到卡销b过程中，气体做等温变化，初态p1=1.0×105 Pa、V1=S·11，末态V2=S·10， 根据玻意耳定律有p1V1=p2V2，解得p2=1.1×105 Pa， 此时对活塞根据平衡条件有F+p1S=p2S+N，解得卡销b对活塞支持力的大小N=100 N。 (2)将气缸内气体加热使气体温度缓慢升高，当活塞刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态p2=1.1×105 Pa，T2=300 K，末态时设气体的压强为p3， 对活塞根据平衡条件有p3S=F+p1S，解得p3=1.2×105 Pa， 设此时温度为T3，根据查理定律有=，解得T3≈327 K。 答案:(1)100 N　(2)327 K 4 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $