2.2 气体的等温变化 课时对点练 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第2节 气体的等温变化 课时对点练 基础对点练 一、选择题: 考点一　气体压强的计算 1.如图所示，U形管封闭端内有一部分气体被水银封住，已知大气压强为p0，封闭部分气体的压强p(以汞柱为单位)为(　　) A．p0＋h2 B．p0－h1 C．p0－(h1＋h2) D．p0＋(h2－h1) 2.如图所示，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平地面上，T形活塞的质量为M，下底面积为S，上底面积为4S，若大气压强为p0，重力加速度为g，则被封闭气体的压强p等于(　　) A．4p0＋ B．3p0＋ C．p0＋ D．条件不够，无法判断 考点二　玻意耳定律 3．各种卡通形状的氢气球，受到孩子们的喜欢，小孩一不小心松手，氢气球会飞向天空，上升到一定高度会胀破，是因为(　　) A．球内氢气温度升高 B．球内氢气压强增大 C．球外空气压强减小 D．以上说法均不正确 4.如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气(　　) A． 体积不变，压强变小 B．体积变小，压强变大 C．体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小 5．一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小了2 atm时，体积变化了4 L，则该气体原来的体积为(　　) A. L B．2 L C. L D．3 L 6．一个气泡由湖面下20 m深处缓慢上升到湖面下10 m深处，不考虑气泡温度的变化，它的体积约变为原来体积的(　　) A．3倍 B．2倍 C．1.5倍 D. 能力综合练 一、选择题: 7.如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置，右管开口，左管内被封闭一段气体，水银面比右管低，现保持左管不动，为了使两管内水银面一样高，下面采取的措施可行的是(　　) A．减小外界气压 B．从U形管的右管向内加水银 C．把U形管的右管向上移动 D．把U形管的右管向下移动 8．质量为M的汽缸口朝上静置于水平地面上(如图甲)，用质量为m的活塞封闭一定量的气体(气体的质量忽略不计)，活塞的横截面积为S.将汽缸倒扣在水平地面上(如图乙)，静止时活塞没有接触地面．已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计一切摩擦，则下列分析正确的是(　　) A．甲图中，汽缸对地面的压力为Mg B．甲图中，封闭气体压强为p0＋ C．乙图中，地面对汽缸的支持力为Mg＋p0S D．乙图中，封闭气体压强为p0－ 9．(多选)如图所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段高为h1的水银柱封闭一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是(　　) A．h2变长 B．h2不变 C．水银柱上升 D．水银柱下降 10.(多选)如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为θ，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中正确的是(　　) A．B管内水银面比管外水银面高h B．B管内水银面比管外水银面高hcos θ C．B管内水银面比管外水银面低hcos θ D．管内封闭气体的压强比大气压强小hcos θ高的水银柱产生的压强 2． 计算题： 11.如图所示，竖直静止放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内．已知水银柱a长h1为10 cm，水银柱b两个液面间的高度差h2为5 cm，大气压强为75 cmHg，求空气柱A、B的压强分别是多少． 12.如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S＝0.01 m2，中间用两个活塞A和B密闭一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k＝5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0＝1×105 Pa，平衡时两活塞之间的距离l0＝0.6 m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后，保持平衡。此时用于压A的力F＝500 N，求活塞A下移的距离。 尖子生选练 13.如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h.若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则(　　) A．h、l均变大 B．h、l均变小 C．h变大，l变小 D．h变小，l变大 参考答案： 1.答案　B解析　选右边液面为研究对象，右边液面受到向下的大气压强p0，在相同高度的左边液面受到液柱h1向下的压强和液柱h1上面气体向下的压强p，根据连通器原理可知：p＋h1＝p0，所以p＝p0－h1，B正确． 2.答案　C解析　以活塞为研究对象，活塞受重力、大气压力和封闭气体的支持力，根据受力平衡得Mg＋p0S＝pS，解得p＝p0＋，C正确． 3.答案　C解析　气球上升时，由于高空处空气稀薄，球外气体的压强减小，球内气体发生膨胀，到一定程度时，气球就会胀破，故C正确． 4.答案　B解析　由题图可知空气被封闭在细管内，洗衣缸内水位升高时，被封闭的空气体积减小，根据玻意耳定律可知，压强增大，B选项正确． 5.答案　B解析　设该气体原来的体积为V1，由玻意耳定律知压强减小时，气体体积增大，即3V1＝(3－2)·(V1＋4 L)，解得V1＝2 L，B正确． 6.答案　C解析　由于气泡缓慢上升，在湖面下20 m处，气泡的压强p1≈3 atm(1 atm即1个标准大气压p0＝1.01×105 Pa，湖面上的大气压强为1 atm)；在湖面下10 m深处，气泡的压强p2≈2 atm.由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，因此＝≈＝1.5，故C正确． 7.答案　D解析　为使两管内水银面一样高，左管中气体的压强减小，由玻意耳定律知，气体的体积要增大，右管必须向下移动，D正确． 8.答案　B解析　题图甲中对活塞受力分析可知，p0S＋mg＝pS，则封闭气体压强为p＝p0＋，选项B正确；题图甲、乙中，对活塞和汽缸整体受力分析可知，地面对汽缸的支持力为Mg＋mg，则汽缸对地面的压力为Mg＋mg，选项A、C错误；题图乙中，对活塞受力分析可知，p′S＋mg＝p0S，则封闭气体压强为p′＝p0－，选项D错误． 9.答案　BD解析　对于管内封闭的气体，其压强为p＝p0＋ρ水银gh1 也可以有p＝p0＋ρ水银gh2 则知h1＝h2 h1不变则h2不变． 当外界压强增大时，管内封闭气体压强p增大，根据玻意耳定律pV＝C可以知道气体的体积减小，则水银柱下降．故选B、D. 10.答案　BD解析　以A管中的水银柱为研究对象，则有pS＋ρ水银hcos θ·S＝p0S，管内封闭气体压强p＝p0－ρ水银hcos θ，显然p<p0，且B管内水银面要比管外水银面高hcos θ，故B、D正确． 11.答案　65 cmHg　60 cmHg 解析　设管的横截面积为S，选a的下端面为参考液面，它受向下的压力为(pA＋ph1)S，受向上的大气压力为p0S，由于系统处于静止状态，则(pA＋ph1)S＝p0S， 所以pA＝p0－ph1＝(75－10) cmHg＝65 cmHg， 再选b的左下端面为参考液面，由连通器原理知：液柱h2的上表面处的压强等于pB，则(pB＋ph2)S＝pAS，所以pB＝pA－ph2＝(65－5) cmHg＝60 cmHg. 12.答案:　0.3 m 解析　设活塞A下移距离为l，活塞B下移的距离为x，对圆筒中的气体： 初状态：p1＝p0　V1＝l0S 末状态：p2＝p0＋　V2＝(l0＋x－l)S 由玻意耳定律得p1V1＝p2V2 即p0l0S＝(p0＋)·(l0＋x－l)·S ① 根据胡克定律F＝kx ② 代数解①②得l＝0.3 m。 13.答案　A解析　水银柱产生的压强加上封闭气体产生的压强等于外界大气压．如果将玻璃管向上提，假设水银柱不动，则管内水银柱上方气体的体积增大，因为温度保持不变，所以压强减小，而此时外界的大气压不变，根据上述等量关系，管内水银柱的压强须增大才能重新平衡，故管内水银柱的高度增大，故选A. 学科网（北京）股份有限公司 $