第2章 专题探究3 变质量问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版 江苏专用）

斜率k变小，由图可确定p。<印。<pa<印。<p6,故选A 上 0 5.A解析：A.由图像可知，α→b过程，气体压强减小而体积 增大，气体的压强与体积的倒数成正比，根据%=C,可知 pV=CT,则气体发生的是等温变化，故A正确；B.由理想气 体状态方程可知pV=CT,由图示可知，连接0点与b→c图线 上的点的直线的斜率逐渐变大，所以b→c过程温度升高，压 强增大，体积也增大，故B错误：C.由图像可知，c→d过程， 气体压强p不变而体积V变小，由理想气体状态方程'=C T 可知，气体温度降低，故C错误：D.由图像可知，d→a过程， 气体体积V不变，压强p变小，由理想气体状态方程=C 可知，气体温度降低，故D错误故选A .11 6.B解析：由图示可得函数表达式为p= 3北V+Po,根据 理想气体状态方程有-C,变形得DV=CT,可知，当压强与 体积乘积为最大值时，温度达到最大值，则有pV= 2p0, 3V。 + 3PoV,根据二次函数规律可知，当= 4时， (p 11Vo)2,1111Vo_121 4)+3P·4°=24P%,根据理想 气体状态方程有-2解得1放选且 T。Tn 7.A解析：AB.分析P-V图像可知，A→B为等压膨胀，B→C 是等温压缩（反比例函数图像为双曲线），C→A是等容降 温，根据理想气体状态方程-C,可知p-T图像中有一旧为 平行于横轴的直线，B→C是平行纵轴的直线，C→A是过原 点的直线，选项A正确，B错误；CD.V-T图像中A→B为过 原点的直线，B+C是平行于纵轴的直线，C→A是平行于横 轴的直线，图像C的变化方向错误，故选项CD错误故选A. 8.D解析：设管内气体的压强为p、体积为V,水银柱的长度 为h,转过的角度为0，则p=P0pcos8.当0增大时，cos0减 小，封闭气体的压强增大、体积减小、温度不变.A.根据理想 气体状态方程y=G可得7，压强增大，-T图像中斜 率应该减小，故A错误，B.根据理想气体状态方程=C可 参考答案与解析 得P=二7，气体体积减小，p-T图像的斜率应增大，故B错 误，C根据理想气体状态方程=C可得p-7,温度不 变，压强增大，图中箭头方向反了，故C错误；D.P-V图像的 等温线为双曲线的一支，由于封闭气体的压强增大、体积减 小、温度不变，故D正确.故选D 9.B解析：从状态A到状态B过程中，气体等温压缩，体积减 小，压强增大，温度不变，从B到C,气体等压降温，温度降 低，体积减小，压强不变，从C到D过程中，气体等温膨胀， 体积变大，压强减小，且D状态的压强恢复为原A状态的压 强.故选B. 专题探究三 变质量问题 黑题 专题强化 1.B解析：打气过程气温不变，设打了n次，此时胎内气体压 强为4po,根据玻意耳定律有1.5poV+npoV。=4poV,解得n= 20,故选B. 2.B解析：设每个小氧气瓶的容积为V。,以医用氧气罐中所 有氧气为研究对象，初态：p1=15MPa,V,=400L;末态：P2= 3MPa,V2=40V。+400L;因为不考虑温度变化，由玻意耳定 律有P1V1=P2V2,代入数据得V。=40L,B正确.故选B. 3.C解析：设罐内最初压强为Po,第1次抽气时有PoV。= p1(V,+nVo),第2次抽气时有p,V。=p2(V。+nWo),联立解得 会小放选c 4.(1)1.4atm(2)152L(3)25 解析：(1)把打气后药液面上方的气体作为研究对象， 则V1=1.4L,P1=1atm,V2=1L,由玻意耳定律得p1V1= P2V2,解得p2=1.4atm. (2)设打了n次，则V3=(1+0.2n)L,P3=1atm,V4=1L,P4= 4atm,由玻意耳定律得p3V=p4V4,解得n=15次，则V3= (1+0.2n)L=4L,得贮液筒内还剩药液V,=6L-4L=2L (3)设打了k次，则V。=(1+0.2k)L=6L,解得k=25次 5.D解析：开始时烧瓶内气体温度为T,=(227+273)K= 500K时，体积为V,降温过程发生等压变化，当温度降为 T2=(27+273)K=300K时，这部分气体的体积为V,根据 普-吕萨克定律则有宁名解得”=号，则降温后烧痴内 5 气体质量m与开始时烧瓶内气体质量m'之比为-女 子，此时烧瓶内气体质量是开始时气体质量的号故选D 黑白题13 6.(1)1:5(2)73.7℃ 解析：(1)加热前气体的温度为T1=(273+7)K=280K,加热 后的气体温度为T2=(273+77)K=350K,设圆柱形孔明灯 的体积为V,逸出的气体的体积为△V,,对剩余气体的体积。 根据盖-吕萨克定律得 -Ay_”同温同压下，气体的质量 比等于体积比，所以逸出的气体与加热前的质量比为 mo ，解得1 △V m,5 (2)灯上升的临界条件是灯体的重力和内部气体的重力之 和等于浮力，所以排出的气体的重力等于灯体的重力.设加 热到t3后排出的气体的体积为△V2,P·△V2=m,对剩余气体 的体积根据盖-吕萨克定律得-A业。V 7273+根据题意 得V=Sh,解得t3≈73.7℃. 7.A解析：设房间的体积为V,晚上压强为p,则在中午和晚上 pV0.93p(V+△V) 时有 273+7八K273+37)K,解得6V=21,中房间伪，德 出的空气质量与晚上房间内空气质量之比”=，故 选A 8.(1)5×105Pa(2)10:1 解析：(1)将体积为V。=15m3,压强po=6.3×10Pa,温度 T。=270K的大气注入舱体，舱内气体温度T1=300K,体 积=S=21m,根据理想气体状态方程Po_P,y T。T 解得舱内气压p1=5×10Pa; (2)舱内温度T1=300K不变，新气压P2=2×105Pa,充入气 体体积V3=1m3,压强po=6.3×104Pa,温度T。=270K, 根据理想气体状态方程有业_P业+，解得， T T T。 5.6m3,排出舱体的气体体积△V=V2-V1=3.5m3, 根据理想气体状态方程有=7，解得V=035m3, 放出气体质量与进入气体质量之比等于体积之比”色=4" mV4 03510:1. 3.5 第4节固体 白题基础过关 1.C 2.C解析：光在晶体中的双折射现象就是光学各向异性的表 现，所以图中方解石的双折射现象说明方解石是各向异性的 单晶体.故选C. 选择性必修第三册 3.C解析：A.黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构， 属于单晶体，故A错误；B.黑磷属于单晶体，有固定的熔点， 故B错误：C.电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状 平层间移动时受到较大阻碍，导电性能呈各向异性，故C正 确：D.黑磷属于单晶体，有天然的规则几何外形，故D错误 故选C. 4.D 5.D解析：同种元素的原子可以按照不同结构排列，即具有 不同的空间点阵，物理性质不同，如石墨和金刚石的密度、机 械强度、导热性、导电性、光学性质等都有很大的区别，故 D正确，ABC错误 6.D解析：AB.石墨、石墨烯都是单晶体，石墨与石墨烯都是 碳元素的单质，它们互为同素异形体，故AB错误；C.石墨、石 墨烯的物理性质都表现为各向异性，故C错误：D.他们是通 过物理变化的方法获得石墨烯的，故D正确.故选D. 黑题应用提优 1.C解析：A.单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不相 同，因此才会出现各向异性，A错误：B.单晶体有规则的几 何形状和各向异性，而多晶体没有规则的几何形状，也不具 备各向异性，B错误：C.晶体熔化时吸收热量，虽然温度不 变，但内能增加，C正确；D.由同一种化学成分形成的物质 也可能是以混合物的形式存在，D错误.故选C 2.D解析：A.由题图可知，该单晶体内部原子排列有周期性， 故A错误；B.该单晶体在某一晶面方向的热导率显著高于 其他方向，所以该单晶体有导热的各向异性，故B错误； CD.单晶体具有规则的几何外形，有固定的熔点，故C错误， D正确.故选D. 3.C解析：电流表读数发生变化，说明圆板沿AC和BD两个 方向的导电性能不同，即各向异性，所以圆板是单晶体， 故ABD错误，C正确.故选C 4.D解析：A.固体甲的ab段表示熔化的过程，温度保持不 变，因此一定是晶体，而固体乙在整个升温的过程中，没有固 定的熔点，因此一定是非晶体，A错误：B.如果固体甲是多 晶体，也没有确定的几何外形，B错误：C.如果甲是多晶体， 则不表现为各向异性，C错误：D.同种化学成分，有时可以 形成晶体，有时也可以形成非晶体，D正确.故选D. 5.C解析：CD.若A、B两点的温度变化不同，说明薄片具有各 向异性，则薄片一定为晶体，故C正确，D错误：AB.若A、B 两点的温度变化相同，说明薄片具有各向同性，而根据晶体 与非晶体的特性规律，单晶体具有各向异性，非晶体与多晶 体具有各向同性，因此，薄片既有可能为非晶体，也有可能为 多晶体，故AB错误故选C. 压轴挑战 6.A解析：沿0,01和020，两对称轴测长方体电阻，所得阻值 黑白题14专题探究三变质量问题 子错题本 黑题 专题强化 限时：45min 题型1等温变化中的变质量问题 4.禁推理归纳(2025·广东揭阳三模)某种喷 1.**自行车轮胎正常气压约为大气压强Po的 雾器贮液简的总容积为6L,若装入5L的药 4倍，一同学骑自行车上学时，发现自行车轮 液后将加水口密封盖盖好，如图所示.拉压 胎气压大约只有1.5p,于是用家里容积为 次与贮液筒相连的活塞式打气筒，可以把 10cm3的圆柱形打气筒给自行车轮胎充气.已 0.2L压强为1atm的空气打进贮液筒.设打气 知自行车轮胎的容积为80cm3,打气过程中气 过程气体温度不变，求： 体温度不变，为使轮胎内气体的压强达到正 (1)关闭阀门，用打气筒向贮液筒内再打气两 常值，该同学至少要打气的次数为( 次，气体压强为多大？ A.16 B.20 C.24 D.36 (2)要使贮液筒中液面上方的空气压强达到 2.*现有一个容积为400L的医用氧气罐，内 4atm,打气筒要拉压多少次？在贮液筒内 部气体可视为理想气体，压强为15MPa,为了 气体压强达4atm时停止打气，打开喷雾 使用方便，用一批相同规格的小型氧气瓶（瓶 阀门使其喷雾，直至内外气体压强相等， 内视为真空)进行分装，发现恰好能装满40 这时简内还剩多少药液？ 个小氧气瓶，分装完成后原医用氧气罐及每 (3)为了保证打气后，即使打开喷雾阀门不再 个小氧气瓶内气体的压强均为3MPa,不考虑 打气也能把药液喷光，那么至少要拉压多 分装过程中温度的变化，则每个小氧气瓶的 少次打气筒？ 容积为 加水口 A.20L B.40LC.50L D.60L 空气 打气筒 3.(2025·河北沧州模拟)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 活寒 喷雾阀门 药液 罐内部分气体抽出，导致罐内压强减小，从而 单向阀 使拔罐吸附在人体穴位上.若罐体的容积 为V。,抽气装置的容积为nV。,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 1 A. n 抽气 装置 题型2等压、等容变化中的变质量问题 5.*(2026·河北十校开学联考)如 n 罐体 图所示，某实验室用的开口烧瓶加热 C. (1+n)2 消毒后冷却，初始时瓶内气体温度 1 为227℃，放置在27℃室温环境中 D 2+n 冷却至27℃，若大气压强保持不变，烧瓶体积 选择性必修第三册黑白题28 视为恒定，气体视为理想气体，则此时瓶内气 A. B.4 G、3 D.3 体质量是开始时气体质量的 ( 25 1 31 28 A号 D 8.(2024·山东济南二模)青藏高原上海拔 3 4000m时，大气压强为6.3×104Pa.某游客在 6.整我国部分地区有放孔明灯祈福的习俗，如 此出现了高原反应，随即取出一种便携式加 图所示为一圆柱形孔明灯，下端开口，其底面 压舱使用如图所示，该加压舱主要由舱体、气 面积S=0.52m2,高h=1.0m,灯体的质量m= 源箱组成.已知加压舱刚取出时是折叠状态， 0.13kg,将灯体固定，加热灯内气体，当温度 只打开进气口，气源箱将周围环境中体积为 由7℃升至77℃时，重力加速度g取10m/s2, 15m3的空气输人到舱体中，稳定后，舱内空气 常压下7℃空气密度p=1.3kg/m3,求： 新鲜，且气压不变，温度维持在27℃，病人在 (1)灯内逸出气体的质量与加热前灯内气体 舱内的高压环境中吸氧.充气后的加压舱舱体 的质量之比； 可视为长2.1m、底面积1m2的圆柱体，舱内 (2)灯体解除固定，灯内温度升高到多少孔明 外气体均可视为理想气体，舱外环境温度保 灯能升空？（保留一位小数) 持-3℃不变， (1)求稳定后舱内气体的压强； (2)该游客在舱内治疗一段时间后情况好转， 他改设2.0×10Pa、27℃的新模式，加压 舱会自动充气、放气，当将周围环境中 1m3的气体充入加压舱后达到了新模式， 求这个过程中放出气体质量与进人气体 质量之比 舱体 题型3利用理想气体状态方程解决变质量 问题 视频讲解 7.整“早穿皮袄午穿纱，抱着火炉吃西瓜”，形 容我国新疆吐鲁番昼夜温差大的自然现象， 利用这一特点可以制作品质优良的葡萄干.现 有一葡萄晾房四壁开孔，如图，房间内晚上温 度7℃，中午温度升为37℃，假设中午大气压 强比晚上减小7%，则中午房间内逸出的空气 质量与晚上房间内空气质量之比为( 第二章黑白题29