第2章 第3节 第2课时 气体的等容变化-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

2.AD解析：AB.使U形管两端水银面一样高，即保持封闭气 体的压强始终等于外界大气压而不变，若把烧瓶浸在热水 中，气体体积增大，A中水银面上升，为使两管水银面等高， 应把A下移，故A正确，B错误；CD.若把烧瓶浸在冷水中， 气体体积减小，B管中水银面上升，为使两管水银面等高，应 把A管上移，故C错误，D正确.故选AD. 3.C解析：A上午8点时，温度小，分子的平均动能小，平均 速率小，某个分子的速率可能变大，也可能变小，也可能不 变，故A错误；B.当温度升高时，气体体积将增大，因此房间 内的空气质景将减少，空气分子的个数减少，空气的分子数 密度减少，故B错误：CD.上午8点的热力学温度T1=(273+ 10)K=283K,下午1点的热力学温度T2=(273+25)K= 298K,上午8点时教室内空气的质量为m1,体积为V,选上 午8点时散室内空气为研究对象，由盖-昌萨克定律片。 T 5爱器，上午8点教家肉的气体质最网与下 V> 午1点气体质量比仙。亡器因上年多点和下车 1点教室内的体积相同，故密度之比等于质量之比= P2 m2 8g,故G正确，D错误故选C 4.B解析：ABC.令外界环境压强与密封气体压强分别为Po、 p1,对活塞与硬杆整体分析有poS4+P1Sg=P,S+PoSa,解得 P,=P1,可知，气体发生的是等压变化，根据盖-吕萨克定律有 二会可知，当缸内气体温度缓慢下降到，时，密封气你 体积将随之减小，由于活塞用硬杆相连，两活塞移动的距离 相等，当体积减小时，活塞应向横截面积较小的活塞一侧移 动，即活塞将向右移动，故AC错误，B正确；D.根据上述可 知，活塞再次静止时，缸内气体的体积、温度与降温前相比都 发生了变化，而压强没有发生变化，故D错误故选B. 5.（1)均匀(2)t=(24.5+0.25h)℃(3)偏大，原因见解析 解析：()根据了=C,油柱体积随温度均匀变化，则刻度是 均匀的.(2)初状态：V1=(357+0.3×10)cm3=360cm3,T1= (273+27)K=300K,任意态：V2=(357+0.3×h)cm3,T2= (273+)K,由-2，得：t24.5+0.25)℃.(3)由 ,可得：化，加由于油柱重力产生压强的彩珀没有 了，V2偏大，则测得的T2偏大 黑题应用提优 1.D解析：在0℃和273℃两个状态时，由盖-吕萨克定律可 V 0.3m3 知，对气体a有273+273)K=273K,对气体6有 V。0.1m3 (273+273)K273K,解得V=0.6m3,.=0.2m,△v= V。-V=0.4m3,选项D正确. 2.C解析：设刚好从地面浮起时气袋内的气体密度为P1,则 升起时浮力等于孔明灯和内部气体的总重力，有PgV。=Mg+ P1gV。气袋内的气体温度升高时，将气体视为等压变化，气 体原来的体积为V。,温度升高后体积为V,(有V。留在气袋 参考答案与解析 内)，根据质量相等则有pV。=P1V1,原来的气体温度升高后 ，,根据题 压强不变，体积从变为上，由等压变化得儿_y 意1≤157，联立解得M-1- p'。 T 3.B解析：AB.活塞位于汽缸正中间时，以汽缸为研究对象， 由平衡条件得P,S=Mg+PoS,当活塞在汽缸的最下端时，缸 内气体温度为T2,压强为P2,此时仍有P2S=Mg+PoS,可得 P2=P1,可知缸内气体为等压变化，由盖-吕萨克定律可得 VV,可得T, T1T21 T,V_(27+273)×SK=600K,则能测量 的最大温度为600K;又有△V=S·△L,由上式可知，刻度表 的刻度是均匀的，A错误，B正确：C.由以上分析可知，汽缸 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，C错误；D.以汽缸为研究对象 (不包含活塞)，对汽缸受力分析，由平衡条件可得P1S=Mg+ PoS,代入数据解得缸内气体的压强为P1=1.1×10Pa,D错 误故选B. 压轴挑战 4(1)肾(2 4 解析：(1)对右侧汽缸中的活塞，由受力平衡有p2S=2mg,对 左侧汽缸中的活塞，由受力平衡有P2S=mg+p1S,解得p1三 学(2)在缓慢升温过程中，两部分气体的压强均不变，均为 等压变化，设右侧活塞刚好上升至汽缸顶部时，左侧活塞下 降，对1气体，初态有=空，=7，末态有=（宁 :小3由盖目萨克定律得上=只，对Ⅱ气体，初态有=S, T 刀=，未态有好=5+（行）小及由盖-B萨克定律得之。 L 联立解得T=号。 T 第2课时气体的等容变化 白题基础过关 1.B解析：把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积不变，气体经过 热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可 知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压 就将罐紧紧地压在皮肤上 2A解析：对甲图活塞受力分析有肾+，=P=,对乙图活塞受 力分析有P2=Po,由题知质量相等的同种理想气体甲、乙的 体积相等，则根据号会，可知pp2,1>7,放选A 3.C解析：取表内封闭气体为研究对象，初状态的压强为P1= 1.0×10Pa,温度为T1=(273+27)K=300K,末状态的温度 为，=273+(-23)]K=250K,根据查理定律有号-号，解 5 得p2= ×103Pa,所以此登山手表表面玻璃可以承受的内 6 外压强差至少为p=p,-p=5×105-4.0×10Pa≈4.3× 6 104Pa,故选C. 黑白题07 4.B解析：假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，根据 查理定#有号岩所以4如=子4，两部分气体初状态湿 度T相同，升高的温度△T相同，初状态气体A的p大，则 △p4>△Pg,水银柱所受合外力方向向上，应向上移动，即向B 端移动故选B. 5.C解析：轮胎容积不变，由查理定律可知P=P T4A7,解得 △T=P二P7.左前轮胎内的气体温度变化△7，出，右前轮 16 D 胎内的气体温度变化4烈，左后轮前内的气体混度变 16 AT2,右后轮胎内的气体温度变化T, T,则 △T,<△T4<△T,<△T2,所以轮胎内气体的温度变化最小的是 左后轮胎内的气体故选C. 6.B解析：由题图知，a→b过程为等压过程，由 =C可知， 气体温度升高，体积增大；6心过程为等容过程，由？=C可 知，气体温度升高，压强增大，故B正确 黑题应用提优 1.B解析：轮胎内气体体积不变，则为保证安全，则在90℃时 压强不超过3.5atm;在-40℃时压强不低于1.7atm,则根据 查理定律列式，35 P1 1.7 P2 273+90273+20'273-40273+20解得p1= 2.83atm,P2=2.14atm.充气后的胎压应在2.14atm~2.83atm 范围内比较合适，故B选项适合. 2.C解析：在p-T图像中，开始一段时间内，随着温度的升 高，气体发生的是等容变化，根据=C可知图像为一条过 坐标原点的直线：当气体压强增加到与外界大气压强相等 时，温度再升高，活塞将向右移动，气体发生等压变化，即气 体压强等于大气压强P,保持不变，故C正确。 3.B解析：设当火箭以加速度a=g的加速度竖直向上起飞 时，此时舱内气体压强为P1,此时水银柱的质量为m,水银管 的横截面积为S,对气压计内的水银柱，根据牛顿第二定律 有p,S-mg=ma=mg,解得p,=2g设此时水银气压计内液 柱高度为h,有mg=pghS,又0.6po=pgh,解得m=phS= 0.6pos0.6po ,所以p1=1.2po;又因为T。=300K,以舱内 pg g 气体为研究对象，根据气体等容变化有2-，解得工日 T 360K.故选B. 4AD解析：AC假设两部分气体做等容变化，则根据 7ar可得压强变化4如=A,1=,则4a △T ΔT 7p左，4p=了P,其中P生=P%+pgh若同时升高 相同的温度，测左侧气体压强增加得多，所以左侧水银面上 升，右侧水银面下降，左右水银面高度差变小.同理，若同时 降低相同的温度，则左侧气体压强减少得多，所以左侧水银 面下降，右侧水银面上升，左右水银面高度差变大，故C错 选择性必修第三册·RJ 误，A正确：BD.玻璃管竖直加速下落，左边空气柱对水银柱 的压强变小，体积增大，使左右水银面高度差变小，匀速下落 时，压强不变，高度差不变，故B错误，D正确故选AD. 压轴挑战 T MgTo 5.((2pSmg (3)T PoS 解析：(1)降温过程中，气体体积不变，根据查理定律 T _PoTi 会得温度降为了时杯内气体的压强，一云， (2)对杯盖受力分析如图甲所示，当杯盖与杯身间的弹力恰 好为零时，拉力最小，根据平衡条件P1S+F=PoS+mg,最小拉 T 力为F=pS+mg7,PoS； PoS mg poS P2S 甲 乙 (3)设提起杯子时气体压强为P2,温度为T2,杯身的受力分 析如图乙所示， 平衡时poS=P2S+Mg,得到p=P0S, Mg MgTo 根据查理定律=，此时温度为，=。 T。T2 PoS 第3课时理想气体的状态方程 白题基础过关 1.A解析：ACD.气体分子大小和相互作用力可以忽略不计， 也可以不计气体分子与器壁碰撞的动能损失，这样的气体称 为理想气体.它是理论上假想的一种把实际气体的性质加以 简化的气体理想气体在任何情况下都严格遵守气体实验定 律，也就是说，实际气体并不严格遵循这些定律，只有在温度 不太低，压强不太大时，才可做近似处理.一般可认为温度不 低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时的气体为 理想气体，故A正确，CD错误；B.对于理想气体，分子间不 存在相互作用力，也就没有分子势能的变化，其内能的变化 即为分子动能的变化，宏观上表现为温度的变化，B错误故 选A. 2C解析：根据理想气体状态方程%=C可知，使气体的温度 保持不变，而压强和体积同时增大显然是不可能的，故C符 合题意， 3.D解析：气体的质量一定，则分子数一定，当体积减小 时，分子总数不变，单位体积的分子数增加，因温度不变， 则分子的平均速率不变，则气体分子每次碰撞器壁的平均作 用力不变，气体的压强变大，则单位时间内单位面积器壁上 受到气体分子碰撞的次数增多.故选D. 4.D解析：A.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：B.由于胎内气体体积不 变，单位体积分子数不变，温度降低，分子平均速度降低，则 单位时间碰撞胎内壁单位面积的分子数减少，故B错误； C.由于胎内压强变低，体积不变，单位体积分子数不变， 则分子对胎内壁单位面积的平均作用力更小，故C错误； D.由于温度降低，则分子内能减小，分子平均速率变小，速 率大的分子占比变少，故D正确.故选D. 黑白题08第2课时气体的等容变化 白题基础过关 限时：l0min 题型1气体等容变化的规律 已知两部分气体A和B的体积关系是VB= 1民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是 3V4,温度相同，将玻璃管温度均升高相同温 将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧 度的过程中，水银将 ( ) 完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐 A.向A端移动 就会紧紧地被“吸”在皮肤上（设罐内空气体 B.向B端移动 积不变)其原因是，当火罐内的气体( C.始终不动 A A.温度不变时，体积减小，压强增大 D.以上三种情况都有可能 B.体积不变时，温度降低，压强减小 5.一汽车启动前四个轮胎的胎压如图甲所示.发 C.压强不变时，温度降低，体积减小 现行驶一段时间后胎压如图乙所示，设轮胎容 D.质量不变时，压强增大，体积减小 积不变，则图乙所示时刻相比于图甲所示时 2.(2024·云南昆明一模)如图所示，质量相等的 刻，轮胎内气体的温度变化最小的是 ( 同种理想气体甲和乙分别用绝热活塞封闭在两 胎压：kP 胎压：kPa 个绝热汽缸中，两汽缸固定在同一水平面上，开 244 244 260 26 口分别竖直向上和水平向右，活塞质量不能忽 略且可沿汽缸无摩擦滑动.甲、乙两气体的体积 759 248 相等，它们的压强分别用P甲P2表示，温度分 别用T甲、Tz表示.下列关系正确的是( 见 乙 A.左前轮胎内的气体B.右前轮胎内的气体 C.左后轮胎内的气体D.右后轮胎内的气体 易错聚焦川 77777777777777 77777777777777 A.P甲>Pz,T甲>Tz B.P甲>Pz,T甲<Tz 题型气体等压变化与等容变化图像 C.p甲<pz,T甲>Tz D.p甲<Pz,T甲<Tz 6.如图所示，一定质量的理想气体，由状态a 题型2查理定律的应用 经状态b变化到状态c,则选项中与这一变 3.登山队员在攀登高峰的时候必须带上专业的 化过程相符合的是 登山装备，某队员戴了登山手表攀登珠穆朗 玛峰，手表是密封的，表内温度为27℃时气体 压强为1.0×10Pa(常温下的大气压强值)，当 他登上峰顶时，峰顶气压为4.0×104Pa,表内 温度为-23℃，则此登山手表表面玻璃可以承 受的内外压强差至少为 ( A.8.3×104Pa B.8.3×10Pa C.4.3×104Pa D.1.23×105Pa 4.(2024·福建宁德一中一模)竖直放置的粗细 均匀、两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银 柱将管中气体分为A和B两部分，如图所示 第二章黑白题19 黑题应用提优 限时：l5min 1.某轮胎正常工作的胎压范围是1.7atm~ 4.（多选)如图，U形玻璃管两端封闭竖直静置， 3.5atm(轮胎的容积不变).欲使该轮胎能在 管内水银柱把管内气体分成两部分，此时两 -40℃~90℃的温度范围内正常工作，则在 边气体温度相同，管内水银面高度差为h.若 20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压应控 要使左右水银面高度差变小，则可行的方法是 制在 ( A.2.0 atm~2.3 atm B.2.3 atm~2.6 atm A.同时升高相同的温度 C.2.6 atm~2.9 atm D.2.9 atm~3.2 atm B.玻璃管竖直匀速下落 2.如图所示，一开口向右的汽缸固定在水平地面 C.同时降低相同的温度 上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位 D.玻璃管竖直加速下落 置有一挡板，外界大气压强为Po初始时，活塞 压轴挑战 紧压挡板处.现缓慢升高缸内气体温度，则图 5.(2024·河北三模)如图，密闭性能良好的杯 中能正确反映缸内气体压强变化情况的p-T 盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖的质量 图像是 为m,杯身与热水的总质量为M,杯子的横截 面积为S.初始时杯内气体的温度为T。,压强 与大气压强P相等因杯子不保温，杯内气体 温度将逐步降低，不计摩擦，不考虑杯内水 的汽化和液化. (1)求温度降为T,时杯内气体的压强P1 (2)杯身保持静止，温度为T,时提起杯盖所 需的力至少多大？ (3)温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能 3.(2024·山东青岛二中月考)水 真空 将整个杯子提起？ 银气压计在超、失重情况下不能 显示准确的气压若某次火箭发 .6 射中携带了一支水银气压计.发 射的火箭舱密封，起飞前舱内温 度T。=300K,水银气压计显示舱 内气体压强为1个大气压Po当火箭以加速度 a=g竖直向上起飞时，舱内水银气压计示数 稳定在P1=0.6po,已知水银气压计的示数与 液柱高度成正比，如图所示.可视为起飞时重 力加速度恒为g,则起飞时舱内气体的温度是 A.420KB.360KC.300K D.240K 进阶突破拔高练PO5 选择性必修第三册：RJ黑白题20