章末检测试卷（二）（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二物理选择性必修第三册教师用书（人教版 苏京）

章末检测试卷(二) (满分：100分) 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.(2024·泰州市模拟)关于下列各图所对应现象的描述，正确的是(　　) A.图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B.图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故 C.图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D.图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来 答案　B 解析　水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，故A错误；水银的表面张力比较大，水银不浸润玻璃容器，这就导致了水银在接触到其他物体时，会尽可能地减少表面积，从而形成球状，故B正确；当一根内径很细的管垂直插入液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，则水不浸润塑料笔芯，故C错误；拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细管，减小水分蒸发，故D错误。 2.(2023·宿迁市高二期末)碳纳米管是管状的纳米级石墨。关于碳纳米管，下列说法正确的是(　　) A.碳纳米管是非晶体 B.碳纳米管具有固定的熔点 C.碳纳米管的所有物理性质都是各向异性 D.碳纳米管上所有的碳原子都是静止不动的 答案　B 解析　碳纳米管有规则的几何排列结构，是晶体，故A错误；碳纳米管是管状的纳米级石墨，是晶体，有固定的熔点，故B正确；碳纳米管不是所有物理性质都是各向异性，故C错误；碳纳米管上所有的碳原子并不是静止不动的，它们在不停地运动，故D错误。 3.(2023·北京卷)夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体(　　) A.分子的平均动能更小 B.单位体积内分子的个数更少 C.所有分子的运动速率都更小 D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大 答案　A 解析　夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，故A正确，C错误；由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，B、D错误。 4.一定质量的理想气体经历M→N状态变化过程的V-T图像如图所示。已知此过程气体压强不变，下列说法正确的是(　　) A.该气体在状态N时温度为500 K B.该气体在状态N时温度为600 K C.MN的反向延长线必过原点O D.MN的反向延长线一定不过原点O 答案　C 解析　由题意可知气体在M→N过程为等压变化，根据盖-吕萨克定律有=，代入题图中数据，解得TN=400 K，故A、B错误；气体发生等压变化，则有=C，可得V=C·T，可知V-T图像中MN的反向延长线必过原点，故C正确，D错误。 5.(2023·南京市高二期中)一定质量的气体从状态a经历如图所示的过程，最后到达状态c，设a、b、c三状态下的密度分别为ρa、ρb、ρc，则(　　) A.ρa>ρb>ρc B.ρa=ρb=ρc C.ρa>ρb=ρc D.ρa<ρb=ρc 答案　C 解析　从a到b过程，根据玻意耳定律有paVa=paVb， 由图可知pa>pb，则有Va<Vb，则ρa>ρb，从b到c过程，根据理想气体状态方程=C，则有p=T，由题图可知p与T成正比，故V一定，则密度不变，即ρb=ρc，故A、B、D错误，C正确。 6.如图为一个固定的三通管，AB管竖直，CD管水平，水银在管子的A端封闭了一定质量的理想气体，三通管导热良好。打开阀门，则A端气体(　　) A.体积、压强均增大 B.体积减小，压强增大 C.体积、压强均减小 D.体积增大，压强减小 答案　B 解析　打开阀门后，A端气体进行等温变化，设A端到CD管竖直方向水银柱长h1，CD管到B端水银柱长h2，封闭气体压强为p1，打开阀门前，则p1+ρg(h1+h2)=p0，打开阀门后，假设封闭气体体积变大，则压强p1变小，h1变小，则p1+ρgh1<p0，假设不成立，则气体体积变小，封闭气体经历了等温压缩，体积减小，压强增大，故选B。 7.(2023·重庆卷)密封于汽缸中的理想气体，从状态a依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示，则对应的气体压强p随T变化的p-T图像正确的是(　　) 答案　C 解析　由V-T图像可知，理想气体在ab过程做等压变化，bc过程做等温变化，cd过程做等容变化。根据理想气体状态方程，有=C，可知bc过程理想气体的体积增大，则压强减小，故选C。 8.(2022·南通市高二期中)为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9 mL，内装有0.5 mL的药液，瓶内气体压强为1.0×105 Pa，护士把注射器内横截面积为0.3 cm2、长度为0.4 cm、压强为1.0×105 Pa的气体注入药瓶，若瓶内、外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，此时药瓶内气体的压强最接近(　　) A.0.8×105 Pa B.1.0×105 Pa C.1.3×105 Pa D.1.7×105 Pa 答案　C 解析　药瓶内气体的体积为V1=0.9 mL-0.5 mL=0.4 mL，压强为p1=1.0×105 Pa， 注射器内气体的体积为V2=0.3 cm2×0.4 cm=0.12 cm3=0.12 mL 压强为p2=1.0×105 Pa， 设注入气体后药瓶内气体压强为p， 则可得p1V1+p2V2=pV1， 解得p=1.3×105 Pa，故选C。 9.用质量为m的光滑活塞将导热汽缸内的理想气体与外界隔离开，汽缸的质量为2m，若用细绳连接活塞，把该整体悬挂起来(如图甲所示)，活塞距缸底的高度为H，若用细绳连接汽缸缸底，也把该整体悬挂起来(如图乙所示)，活塞距缸底的高度为h。设环境温度不变，大气压强为p，且=p，S为活塞的横截面积，g为重力加速度，则H与h之比为(　　) A.3∶4 B.3∶2 C.7∶4 D.5∶4 答案　B 解析　题图甲中，设封闭气体的压强为p1， 对汽缸分析，由平衡条件有pS=p1S+2mg 解得：p1=p-=p 气体的体积为：V1=HS 题图乙中，设封闭气体的压强为p2， 对活塞分析，由平衡条件有pS=p2S+mg 解得：p2=p-=p 气体的体积为：V2=hS 由玻意耳定律有：p1V1=p2V2 解得：===，故选B。 10.(2023·无锡市高二期中)如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确(　　) A.若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些 B.若外界大气压减小，则汽缸的上底面距地面的高度将减小 C.若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大 D.若气温升高，则活塞距地面的高度将减小 答案　C 解析　选择汽缸和活塞为整体，那么整体所受的大气压力相互抵消，若外界大气压增大或者气温升高，弹簧弹力仍等于整体重力，则弹簧长度不发生变化，活塞距地面的高度不变，故A、D错误；选择汽缸为研究对象，竖直向下受重力和大气压力p0S，向上受到缸内气体向上的压力p1S，汽缸竖直方向受力平衡，则有G+p0S=p1S，若外界大气压p0减小，p1一定减小，根据理想气体的等温变化pV=C可知，当压强减小时，体积一定变大，所以汽缸的上底面距地面的高度将增大，故B错误；若气温升高，缸内气体做等压变化，由盖-吕萨克定律=C可知，当温度升高时，气体体积增大，汽缸上升，则汽缸的上底面距地面的高度将增大，故C正确。 11.(2022·盐城市高二月考)图甲、乙为吸盘工作原理示意图，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，挤出吸盘内部分空气，然后把锁扣扳下，使外界空气不能进入吸盘。由于吸盘内、外存在压强差，使吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。轻质吸盘导热良好、有效面积为8 cm2(不计吸盘和墙壁接触部分的面积)，扳下锁扣前密封体积为1.0 cm3、压强等于大气压强1×105 Pa的空气。空气密度为1.29 kg/m3，扳下锁扣后吸盘内体积变为2.0 cm3，已知吸盘挂钩能够承受竖直向下的最大拉力是其与墙壁间正压力的1.5倍，空气视为理想气体，下列说法正确的是(　　) A.扳下锁扣后吸盘内气体压强为1.8×105 Pa B.扳下锁扣后吸盘内气体密度为1.03 kg/m3 C.该吸盘此时能悬挂的物体的重力不能超过60 N D.冬天(大气压强比夏天大)使用该吸盘时，吸盘能够承受的最大拉力将减小 答案　C 解析　由于轻质吸盘导热良好，所以扳下锁扣前、后吸盘内气体可视为等温变化，根据玻意耳定律有p0V0=p1V1，解得扳下锁扣后吸盘内气体压强为p1=0.5×105 Pa，故A错误；扳下锁扣后吸盘内气体质量不变，体积变为原来的2倍，所以密度变为原来的一半，即0.645 kg/m3，故B错误；此时吸盘与墙壁间的正压力大小为FN=(p0-p1)S=40 N，该吸盘此时能悬挂的物体的重力不能超过Gmax=1.5FN=60 N，故C正确；根据前面分析可知，扳下锁扣后吸盘内、外压强差为大气压强的一半，冬天大气压强较大，所以冬天使用该吸盘时，吸盘与墙壁间正压力增大，吸盘能够承受的最大拉力将增大，故D错误。 二、非选择题：共5题，共56分，其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12.(10分)(2023·淮安市高二期末)某实验小组用如图(a)所示的实验装置，探究一定质量的气体在温度不变时，其压强p和体积V的关系。推动注射器的活塞改变气体的体积V，利用压强传感器直接在计算机上获取对应的压强数据p。 (1)(2分)为测量气体体积，还需利用图(b)中游标卡尺的　　　　　(选填“甲”“乙”或“丙”)测量大直径注射器内径；  (2)(4分)实验时在柱塞处涂抹润滑油的目的除了减小摩擦外，还有　　　　　，缓慢推动柱塞的主要目的是　　　　　；  (3)(2分)为更直观地描述压强p与体积V的关系，请在表格中选择恰当的数据，完善图(c)中的横坐标并作图。 实验序号 1 2 3 4 5 p/(×105 Pa) 1.11 1.23 1.38 1.57 1.83 V/ mL 40 36 32 28 24 /(×10-2 mL-1) 2.5 2.8 3.1 3.6 4.2 (4)(2分)若环境温度保持不变，操作规范，分析数据时发现pV的乘积逐渐减小，产生该现象的主要原因是　　　　　 。  实验序号 1 2 3 4 5 pV/(Pa·mL) 4 440 4 428 4 416 4 396 4 392 答案　(1)甲　(2)封闭气体，防止漏气　尽可能保证封闭气体在状态变化过程中温度不变　(3)见解析图　 (4)气体在漏气 解析　(1) 测量大直径注射器内径用游标卡尺内测量爪测量，即利用题图(b)中游标卡尺的甲测量。 (2)在活塞上涂润滑油既可以减小摩擦，又可以封闭气体，防止漏气； 实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动柱塞，这些要求的目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中温度不变。 (3)根据温度一定时，压强与体积成反比，作图选取横坐标为，作图如图所示 (4)根据pV=nRT，pV的乘积减小，说明气体物质的量减小，气体在漏气。 13.(10分)物理爱好者黄先生很喜欢钓鱼，某次钓鱼时黄先生观察到鱼在水面下5 m深处吐出一个体积为V0的气泡，随后气泡缓慢上升到水面，气泡内的气体视为理想气体且气泡内外压强始终相等，忽略水温随水深的变化。已知大气压强p0=1.0×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2，ρ水=1.0×103 kg/m3。 (1)(5分)求气泡上升到水面时的体积(用V0表示)； (2)(5分)画出气泡上升过程中的p-V图像，并标出初末状态压强和体积的数值(用p0、V0表示)。 答案　(1)1.5V0　(2)见解析图 解析　(1)气体在水面下的压强为 p1=p0+ρgh=1.5×105 Pa=1.5p0 体积为：V1=V0 气体在水面上的压强为p2=p0，体积为V2， 由于温度不变，根据玻意耳定律，有p1V1=p2V2 解得：V2=1.5V0 (2)气泡上升过程中，压强由1.5p0变化到p0，体积由V0变化到1.5V0，根据玻意耳定律：pV=C 可以画出气泡上升过程中的p-V图像如图所示。 14.(10分)2023年11月15日，西藏阿里文化旅游展览中心开馆暨西藏阿里地区文化旅游推介会在重庆南岸区天文大道象雄广场举行。西藏阿里地区旅游发展局邀请重庆市民前往阿里旅游，打卡阿里无与伦比的自然与人文景观。高原旅游，氧气袋是必备的应急物资，它重量轻，携带方便，深受旅游爱好者欢迎。现有一个钢制氧气瓶，容积V=50 L，里面氧气的压强为p=2.2×106 Pa。如果让此氧气瓶给氧气袋充气，已知氧气袋V'=50 L，充满氧气后压强p'=1.1×105 Pa。已知氧气袋充气前里面没有气体，充气过程中环境温度保持27 ℃不变，求： (1)(5分)氧气瓶中氧气最多能充满多少个氧气袋？ (2)(5分)充满气的氧气袋如果拿到9 ℃的山上压强变为多少？ 答案　(1)19　(2)1.034×105 Pa 解析　(1)设氧气瓶中氧气最多能充满n个氧气袋， 有pV=np'V'+p'V，得：n=19 所以氧气瓶中氧气最多能充满19个氧气袋。 (2)因为T1=9 ℃=282 K，T'=27 ℃=300 K 由查理定律得=，解得：p1=1.034×105 Pa。 15.(12分)(2023·南京市高二期中)如图所示，一汽缸竖直放置，质量m=1 kg、横截面积S=10 cm2的绝热活塞将汽缸内的空气分割在1、2两个气室内，1气室通过阀门K与大气保持连通，打开阀门K，平衡时1、2两气室内气体温度与环境温度相同均为t0=27 ℃，体积之比为2∶3，大气压强为p0=1.0×105 Pa，忽略活塞与汽缸间的摩擦力，g取10 m/s2。 (1)(6分)求两气室内空气质量之比； (2)(6分)关闭阀门K，给上部气体加热让其温度缓慢升高，下部气体温度为t0不变，直到两气室体积相同，求此时气室1的温度T。 答案　(1)　(2)457.5 K 解析　(1)根据题意，由平衡条件有 p2S=p0S+mg 解得p2=1.1×105 Pa 设1、2气室气体体积分别为2V0、3V0， 则有p2×3V0=p0V 解得V=3.3V0 又有m=ρV，则== (2)根据题意，对气室2中气体有p2·3V0=p2'· 解得p2'=1.32×105 Pa 又有p1'S+mg=p2'S 解得：p1'=1.22×105 Pa 又有T0=t0+273 K=300 K， = 解得T=457.5 K。 16.(14分)(2023·全国乙卷)如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20 cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度均为10 cm。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1 cm。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强(气体温度保持不变，以cmHg为压强单位)。 答案　pA=74.36 cmHg　pB=54.36 cmHg 解析　设B管在上方时上部分气体压强为pB，下部分气体压强为pA，此时有pA=pB+20 cmHg 倒置后A管气体压强变小，即空气柱长度增加1 cm，A管中水银柱长度减小1 cm，又因为SA=4SB 可知B管中水银柱长度增加4 cm， 空气柱长度减小4 cm；设此时两管的压强分别为pA'、pB'，所以有pA'+23 cmHg=pB' 倒置前后温度不变，根据玻意耳定律，对A管内空气柱有pASALA=pA'SALA' 对B管内空气柱有pBSBLB=pB'SBLB' 其中LA'=10 cm+1 cm=11 cm LB'=10 cm-4 cm=6 cm 联立以上各式解得pA=74.36 cmHg，pB=54.36 cmHg。 学科网（北京）股份有限公司 $ 章末检测试卷(二) 1 一、单项选择题 1.(2024·泰州市模拟)关于下列各图所对应现象的描述，正确的是 A.图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B.图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故 C.图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D.图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，故A错误； 水银的表面张力比较大，水银不浸润玻璃容器，这就导致了水银在接触到其他物体时，会尽可能地减少表面积，从而形成球状，故B正确； 当一根内径很细的管垂直插入液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，则水不浸润塑料笔芯，故C错误； 拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细管，减小水分蒸发，故D错误。 13 14 15 16 2.(2023·宿迁市高二期末)碳纳米管是管状的纳米级石墨。关于碳纳米管，下列说法正确的是 A.碳纳米管是非晶体 B.碳纳米管具有固定的熔点 C.碳纳米管的所有物理性质都是各向异性 D.碳纳米管上所有的碳原子都是静止不动的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 碳纳米管有规则的几何排列结构，是晶体，故A错误； 碳纳米管是管状的纳米级石墨，是晶体，有固定的熔 点，故B正确； 碳纳米管不是所有物理性质都是各向异性，故C错误； 碳纳米管上所有的碳原子并不是静止不动的，它们在不停地运动，故D错误。 16 3.(2023·北京卷)夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体 A.分子的平均动能更小 B.单位体积内分子的个数更少 C.所有分子的运动速率都更小 D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，故A正确，C错误； 由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小，B、D错误。 16 4.一定质量的理想气体经历M→N状态变化过程的V-T图像如图所示。已知此过程气体压强不变，下列说法正确的是 A.该气体在状态N时温度为500 K B.该气体在状态N时温度为600 K C.MN的反向延长线必过原点O D.MN的反向延长线一定不过原点O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由题意可知气体在M→N过程为等压变化，根据 盖-吕萨克定律有=，代入题图中数据，解 得TN=400 K，故A、B错误； 气体发生等压变化，则有=C，可得V=C·T，可知V-T图像中MN的反向延长线必过原点，故C正确，D错误。 16 5.(2023·南京市高二期中)一定质量的气体从状态a经历如图所示的过程，最后到达状态c，设a、b、c三状态下的密度分别为ρa、ρb、ρc，则 A.ρa>ρb>ρc B.ρa=ρb=ρc C.ρa>ρb=ρc D.ρa<ρb=ρc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 从a到b过程，根据玻意耳定律有paVa=paVb， 由图可知pa>pb，则有Va<Vb，则ρa>ρb，从b到c过程，根据理想气体状态方程=C，则有p=T，由题图 16 可知p与T成正比，故V一定，则密度不变，即ρb=ρc，故A、B、D错误，C正确。 6.如图为一个固定的三通管，AB管竖直，CD管水平，水银在管子的A端封闭了一定质量的理想气体，三通管导热良好。打开阀门，则A端气体 A.体积、压强均增大 B.体积减小，压强增大 C.体积、压强均减小 D.体积增大，压强减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 打开阀门后，A端气体进行等温变化，设A端到CD管竖 直方向水银柱长h1，CD管到B端水银柱长h2，封闭气体 压强为p1，打开阀门前，则p1+ρg(h1+h2)=p0，打开阀门 后，假设封闭气体体积变大，则压强p1变小，h1变小， 则p1+ρgh1<p0，假设不成立，则气体体积变小，封闭气体经历了等温压缩，体积减小，压强增大，故选B。 16 7.(2023·重庆卷)密封于汽缸中的理想气体，从状态a依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示，则对应的气体压强p随T变化的p-T图像正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 √ 由V-T图像可知，理想气体在ab过程做等压变化，bc过程做等温变化，cd过程做等容变化。根据理想气体状态 方程，有=C，可知bc过程理想气体的体积增大，则压 强减小，故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 8.(2022·南通市高二期中)为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9 mL，内装有0.5 mL的药液，瓶内气体压强为1.0×105 Pa，护士把注射器内横截面积为0.3 cm2、长度为0.4 cm、压强为1.0×105 Pa的气体注入药瓶，若瓶内、外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，此时药瓶内气体的压强最接近 A.0.8×105 Pa B.1.0×105 Pa C.1.3×105 Pa D.1.7×105 Pa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 药瓶内气体的体积为V1=0.9 mL-0.5 mL=0.4 mL，压强为p1= 1.0×105 Pa， 注射器内气体的体积为V2=0.3 cm2×0.4 cm=0.12 cm3=0.12 mL 压强为p2=1.0×105 Pa， 设注入气体后药瓶内气体压强为p， 则可得p1V1+p2V2=pV1， 解得p=1.3×105 Pa，故选C。 13 14 15 16 9.用质量为m的光滑活塞将导热汽缸内的理想气体与 外界隔离开，汽缸的质量为2m，若用细绳连接活塞， 把该整体悬挂起来(如图甲所示)，活塞距缸底的高度 为H，若用细绳连接汽缸缸底，也把该整体悬挂起来 (如图乙所示)，活塞距缸底的高度为h。设环境温度不变，大气压强为p，且=p，S为活塞的横截面积，g为重力加速度，则H与h之比为 A.3∶4 B.3∶2 C.7∶4 D.5∶4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 题图甲中，设封闭气体的压强为p1， 对汽缸分析，由平衡条件有pS=p1S+2mg 解得：p1=p-=p 气体的体积为：V1=HS 题图乙中，设封闭气体的压强为p2， 对活塞分析，由平衡条件有pS=p2S+mg 解得：p2=p-=p 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 气体的体积为：V2=hS 由玻意耳定律有：p1V1=p2V2 解得：===，故选B。 16 10.(2023·无锡市高二期中)如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确 A.若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些 B.若外界大气压减小，则汽缸的上底面距地面的高度将减小 C.若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大 D.若气温升高，则活塞距地面的高度将减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 选择汽缸和活塞为整体，那么整体所受的大气压力相互 抵消，若外界大气压增大或者气温升高，弹簧弹力仍等 于整体重力，则弹簧长度不发生变化，活塞距地面的高 度不变，故A、D错误； 选择汽缸为研究对象，竖直向下受重力和大气压力p0S，向上受到缸内气体向上的压力p1S，汽缸竖直方向受力平衡，则有G+p0S=p1S，若外界大气压p0减小，p1一定减小，根据理想气体的等温变化pV=C可知，当压强减小时，体积一定变大，所以汽缸的上底面距地面的高度将增大，故B错误； 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 若气温升高，缸内气体做等压变化，由盖-吕萨克定律= C可知，当温度升高时，气体体积增大，汽缸上升，则汽缸的上底面距地面的高度将增大，故C正确。 16 11.(2022·盐城市高二月考)图甲、乙为吸盘工作原理示意 图，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧 压在墙上，挤出吸盘内部分空气，然后把锁扣扳下，使 外界空气不能进入吸盘。由于吸盘内、外存在压强差，使吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。轻质吸盘导热良好、有效面积为8 cm2 (不计吸盘和墙壁接触部分的面积)，扳下锁扣前密封体积为1.0 cm3、压强等于大气压强1×105 Pa的空气。空气密度为1.29 kg/m3，扳下锁扣后吸盘内体积变为2.0 cm3，已知吸盘挂钩能够承受竖直向下的最大拉力是其与墙壁间正压力的1.5倍，空气视为理想气体，下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A.扳下锁扣后吸盘内气体压强为1.8×105 Pa B.扳下锁扣后吸盘内气体密度为1.03 kg/m3 C.该吸盘此时能悬挂的物体的重力不能超过60 N D.冬天(大气压强比夏天大)使用该吸盘时，吸盘能够承受的最大拉力将减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由于轻质吸盘导热良好，所以扳下锁扣前、后吸盘内气体可视为等温变化，根据玻意耳定律有p0V0=p1V1，解得扳下锁扣后吸盘内气体压强为p1=0.5×105 Pa，故A错误； 扳下锁扣后吸盘内气体质量不变，体积变为原来的2倍，所以密度变为原来的一半，即0.645 kg/m3，故B错误； 此时吸盘与墙壁间的正压力大小为FN=(p0-p1)S=40 N，该吸盘此时能悬挂的物体的重力不能超过Gmax=1.5FN=60 N，故C正确； 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 根据前面分析可知，扳下锁扣后吸盘内、外压强差为大气压强的一半，冬天大气压强较大，所以冬天使用该吸盘时，吸盘与墙壁间正压力增大，吸盘能够承受的最大拉力将增大，故D错误。 16 二、非选择题： 12.(2023·淮安市高二期末)某实验小组用如图(a)所示的实验装置，探究一定质量的气体在温度不变时，其压强p和体积V的关系。推动注射器的活塞改变气体的体积V，利用压强传感器直接在计算机上获取对应的压强数据p。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 (1)为测量气体体积，还需利用图(b)中游标卡尺的　　(选填“甲”“乙”或“丙”)测量大直径注射器内径；  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 甲 测量大直径注射器内径用游标卡尺内测量爪测量，即利用题图(b)中游标卡尺的甲测量。 (2)实验时在柱塞处涂抹润滑油的目的除了减小摩擦外，还有___________ __________，缓慢推动柱塞的主要目的是___________________________ __________________；  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 在活塞上涂润滑油既可以减小摩擦，又可以封闭气体，防止漏气； 实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动柱塞，这些要求的目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中温度不变。 封闭气体， 防止漏气 尽可能保证封闭气体在状态变 化过程中温度不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 (3)为更直观地描述压强p与体积V的关系，请在表格中选择恰当的数据，完善图(c)中的横坐标并作图。 实验序号 1 2 3 4 5 p/(×105 Pa) 1.11 1.23 1.38 1.57 1.83 V/ mL 40 36 32 28 24 /(×10-2 mL-1) 2.5 2.8 3.1 3.6 4.2 答案　见解析图　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 根据温度一定时，压强与体积成反比， 作图选取横坐标为，作图如图所示 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 (4)若环境温度保持不变，操作规范，分析数据时发现pV的乘积逐渐减小，产生该现象的主要原因是　　　　　 。  气体在漏气 实验序号 1 2 3 4 5 pV/(Pa·mL) 4 440 4 428 4 416 4 396 4 392 根据pV=nRT，pV的乘积减小，说明气体物质的量减小，气体在漏气。 13.物理爱好者黄先生很喜欢钓鱼，某次钓鱼时黄先生观察到鱼在水面下 5 m深处吐出一个体积为V0的气泡，随后气泡缓慢上升到水面，气泡内的气体视为理想气体且气泡内外压强始终相等，忽略水温随水深的变化。已知大气压强p0=1.0×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2，ρ水=1.0×103 kg/m3。 (1)求气泡上升到水面时的体积(用V0表示)； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　1.5V0 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 气体在水面下的压强为 p1=p0+ρgh=1.5×105 Pa=1.5p0 体积为：V1=V0 气体在水面上的压强为p2=p0，体积为V2， 由于温度不变，根据玻意耳定律，有p1V1=p2V2 解得：V2=1.5V0 16 (2)画出气泡上升过程中的p-V图像，并标出初末状态压强和体积的数值(用p0、V0表示)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　见解析图 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 气泡上升过程中，压强由1.5p0变化到p0，体积由V0变化到1.5V0，根据玻意耳定律：pV=C 可以画出气泡上升过程中的p-V图像如图所示。 16 14.2023年11月15日，西藏阿里文化旅游展览中心开馆暨西藏阿里地区文化旅游推介会在重庆南岸区天文大道象雄广场举行。西藏阿里地区旅游发展局邀请重庆市民前往阿里旅游，打卡阿里无与伦比的自然与人文景观。高原旅游，氧气袋是必备的应急物资，它重量轻，携带方便，深受旅游爱好者欢迎。现有一个钢制氧气瓶，容积V=50 L，里面氧气的压强为p=2.2×106 Pa。如果让此氧气瓶给氧气袋充气，已知氧气袋V'=50 L，充满氧气后压强p'=1.1×105 Pa。已知氧气袋充气前里面没有气体，充气过程中环境温度保持27 ℃不变，求： (1)氧气瓶中氧气最多能充满多少个氧气袋？ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　19　 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 设氧气瓶中氧气最多能充满n个氧气袋， 有pV=np'V'+p'V，得：n=19 所以氧气瓶中氧气最多能充满19个氧气袋。 16 (2)充满气的氧气袋如果拿到9 ℃的山上压强变为多少？ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　1.034×105 Pa 16 因为T1=9 ℃=282 K，T'=27 ℃=300 K 由查理定律得=，解得：p1=1.034×105 Pa。 15.(2023·南京市高二期中)如图所示，一汽缸竖直放置，质量m =1 kg、横截面积S=10 cm2的绝热活塞将汽缸内的空气分割在1、 2两个气室内，1气室通过阀门K与大气保持连通，打开阀门K， 平衡时1、2两气室内气体温度与环境温度相同均为t0=27 ℃， 体积之比为2∶3，大气压强为p0=1.0×105 Pa，忽略活塞与汽缸间的摩擦力，g取10 m/s2。 (1)求两气室内空气质量之比； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　　 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 根据题意，由平衡条件有 p2S=p0S+mg 解得p2=1.1×105 Pa 设1、2气室气体体积分别为2V0、3V0， 则有p2×3V0=p0V 解得V=3.3V0 又有m=ρV，则== 16 (2)关闭阀门K，给上部气体加热让其温度缓慢升高，下部气体温度为t0不变，直到两气室体积相同，求此时气室1的温度T。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　457.5 K 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 根据题意，对气室2中气体有p2·3V0=p2'· 解得p2'=1.32×105 Pa 又有p1'S+mg=p2'S 解得：p1'=1.22×105 Pa 又有T0=t0+273 K=300 K， = 解得T=457.5 K。 16.(2023·全国乙卷)如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不 同、长度均为20 cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B 管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银 柱在两管中的长度均为10 cm。现将玻璃管倒置使A管在上 方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1 cm。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强(气体温度保持不变，以cmHg为压强单位)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　pA=74.36 cmHg　pB=54.36 cmHg 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 设B管在上方时上部分气体压强为pB，下部分气体压强为pA，此时有pA=pB+20 cmHg 倒置后A管气体压强变小，即空气柱长度增加1 cm，A管中水银柱长度减小1 cm，又因为SA=4SB 可知B管中水银柱长度增加4 cm， 空气柱长度减小4 cm；设此时两管的压强分别为pA'、pB'，所以有pA'+23 cmHg=pB' 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 倒置前后温度不变，根据玻意耳定律，对A管内空气柱有pASALA= pA'SALA' 对B管内空气柱有pBSBLB=pB'SBLB' 其中LA'=10 cm+1 cm=11 cm LB'=10 cm-4 cm=6 cm 联立以上各式解得pA=74.36 cmHg，pB=54.36 cmHg。 16 $