课时分层检测(6)气体的等压变化和等容变化-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步辅导与测试(人教版)

班级 姓名 得分 课时分层检测（六） 气体的等压变化和等容变化 :6.如图所示，上端开口的圆形汽 0 基础达标练0… i 缸竖直放置，横截面积为 1.（多选)图中描述一定质量的气体做等容变： 0.2m的活塞将一定质量的 化图线的是 气体和一形状不规则的固体A A nhnnnnniinbnnnni P 封闭在汽缸内。气体温度为300K时，活塞 离汽缸底部的高度为0.6；将气体加热到 10 T0T派0TK-273.15t/元 330K时，活塞上升了0.05m,不计摩擦及 D 固体体积的变化，求固体A的体积。 2.一定质量的理想气体，在压强不变的条件 下，温度为0℃时，其体积为V。,当温度升高 为T(K)时，体积为V,那么每升高1℃，增 大的体积等于 A号 B.个 V -Vo C.273K D.-T 3.（多选)一定质量的理想气 体经历如图所示的一系列 过程，ab、bc、cd和da这四 段过程在V-T图像中都是 直线，ab和cd的延长线通 过坐标原点O,bc垂直于ab,由图可以判断 A.ab过程中气体压强不断减小 B.bc过程中气体压强不断减小 C.cd过程中气体压强不断增大 D.da过程中气体压强不断增大 4.如图所示，一导热性能良好的 汽缸内用活塞封住一定质量的 …0 能力提升练0 气体（不计活塞与缸壁的摩 擦)，温度降低时，下列说法正 ! 7.如图所示，在冬季，剩有半瓶热水 确的是 ( 的老式暖水瓶经过一个夜晚后， A.气体压强减小 B.汽缸高度H减小 第二天拔瓶口的软木塞时觉得很 C.活塞高度h减小D.气体体积增大 紧，不易拔出来。其中主要原 5.一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度 ( 由0℃升高到10℃时，其压强的增量为△p1, 因是 当它由100℃升高到110℃时，其压强的增量 A.软木塞受潮膨胀 为△2，则△p1与△p2之比是 ( B.瓶口因温度降低而收缩变小 A.10:1 B.373:273 C.白天气温升高，大气压强变大 C.1:1 D.383:283 D.瓶内气体因温度降低而压强减小 131 班级 姓名 得分 8.(多选)如图所示，由U形管 C.A、B中气体温度改变量相同时，压强改 和细管连接的玻璃泡A、B 变量相同 和C浸泡在温度均为0℃ B D.A、B中气体温度改变量相同时，A中气 的水槽中，B的容积是A的 左 体压强改变量较大 3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内11.如图所示，上端开口的光滑圆 为真空，B和C内都充有气体。U形管内左 柱形汽缸竖直放置，横截面积 边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S, 为40cm2的活塞将一定质量 A 整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度： 的气体和一形状不规则的物 7777 相等。假设U形管和细管中的气体体积远： 体A封闭在汽缸内。在汽缸 小于玻璃泡的容积。下列说法正确的是 内距缸底60cm处设有a、b两限制装置，使 活塞只能向上滑动。开始时活塞放在a、b A.C中气体压强为180mmHg 上，缸内气体的压强为0(p0=1.0× B.打开S前，B中气体压强为120mmHg 105Pa为大气压强)，温度为300K。现缓 C.为使左右水银柱高度差仍为60mm,可将： 慢加热汽缸内气体，当温度为330K时，活 右侧水的温度加热到364K 塞恰好离开a、b;当温度为360K时，活塞 D.为使左右水银柱高度差仍为60mm,可将 上升了4cm。g取10m/s2,求： 右侧水的温度降低到182K (1)活塞的质量： 9.(多选)如图所示是一定质 P (2)物体A的体积。 量的理想气体的p-V图 像，气体状态从A→B→C →D→A完成一次循环，A →B(图中实线)和CD 为等温过程，温度分别为T,和T2。下列判： 断正确的是 ( A.D→A过程为等容过程、B→C为等压 过程 B.T >T2 C.A→B过程中，若VB=2VA,则pB=2pA (VA、pA、VB、pB分别为A、B两点的体积： 和压强) D.若气体状态沿图中虚线由A→B变化，则 气体的温度先升高后降低 10.将质量相同的同种气 体分别密封在体积不 同的两容器A、B中， 保持两部分气体体积 不变，A、B中两部分 气体的压强随温度t的变化图线a、b如图 所示。则下列说法错误的是 ( A.A中气体的体积比B中的小 B.a、b图线的延长线与t轴的交点为同 一点 132 班级 姓名 得分 13.桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱 …0 创新应用练 0… 形水桶直径为24cm,高为35cm;柱形压水 12.小赞同学设计了一个用电子天平测量环境 器气囊直径为6cm、高为8cm,水桶颈部的 温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口： 长度为10cm。当人用力向下压气囊时，气 向上并固定在桌面上，用质量m1=600g、截 囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强 面积S=20cm2的活塞封闭一定质量的理 增大，水通过细出水管流出。已知水桶所 想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质 在处的大气压强相当于10.00m水柱产生 直杆中心置于固定支点A上，左端用不可 的压强，当桶内的水还剩5cm高时，桶内气 伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细 体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的 绳竖直悬挂一个质量2=1200g的铁块， 体积。 并将铁块放置到电子天平上。当电子天平 6 cm 示数为600.0g时，测得环境温度T1 气囊 8 cm 出水管 300K,设外界大气压强p0=1.0×105Pa, 颈部 重力加速度g取10m/s2。 轻杆 细绳、 细绳 35 cm 电子天平 24 cm (1)当电子天平示数为400.0g时，环境温 (1)至少需要把气囊完全压下几次，才能有 度T2为多少？ 水从出水管流出？（不考虑温度的变化）》 (2)该装置可测量的最高环境温度Tmax为 (2)若桶内气体已封闭，将水桶从7℃的室 多少？ 外移到室内，一段时间后发现有水从管口 溢出，则室内温度至少是多少℃？（不考虑 水体积的膨胀) 133共中a=A+=A+警，M,=号，-罗 水银柱左高右低，加热后C内气体压强pc'=pc十60mmHg,于 又因为p2=1,5p0 c 解得m=S ,代入数据可得189m_180+0)mmH,得T'=364K, 273K T 答案(1)p,(2)S 若水银柱右高左低，降温后压强A=ce一60mmHg,号二，代 12.解析在药液从B瓶中流出时，B瓶中封闭气体体积增大，温度不 入数据可得180mmHg-180-60)mmHg,解得T”=182K,C,D 273K T 变，根据玻意耳定律知，气体压强减小，A瓶中气体将A瓶中药液： 正确。 压入B瓶补充，所以B中流出多少药液，A瓶就会有多少药液流入： 答案ACD B瓶，所以B瓶液面高度保待不变，直到A瓶药液全部流入B瓶， 由题图可知，D→A过程压强不变，为等压过程：B→C过程中 所以A瓶药液先用完，故A、B正确：A瓶瓶口处压滋和大气压相9，解 体积不变，为等容过程，故A项错误。由题图可知，VA>VD,p4 等，但液面下降，药液产生的压强减小，因此A瓶内封闭气体压强 增大，故C正确，D错误。 D根据益吕萨克定律得-二，则T>T,故B项正确。 答案ABC 13.解析(1)以汽缸和皮吸内的气体为研究对象，初始状态下封闭气 B过程中，温度不变，根据玻意耳定律得p4VA=pBVB,若VB= 体的压强为。， 2VA,则巾如=2pA,故C项错误。图像中的等温线是双曲线的一 体积为V1=1000cm3+40×50cm3=3000cm 支，由B项分析可知图线离原点越远气体温度越高，A、B两点在同 当活塞下压到汽缸底部时，设封闭气体的压强为p2,体积为V2 一条等温线上，所以从A沿虚线到B的过程中，温度先升高，后降 1000cm, 低，故D项正确。 由玻意耳定律得p。V1=V2 答案BD 解得p2=3po=3.0X10Pa。 :10.解析两部分气体都发生等容变化，力-t图线的延长线都过1轴 (2)以皮吸内的气体为研究对象，初始状态下封闭气体的压强为 上表示温度为一273.15℃的点，且斜率越大，体积越小，则A中气 po,体积为V2=1000cm3,活塞缓慢向上提起20cm高度保持静 体的体积比B中的小，故A、B正确：题图中a图线的斜率较大，由 止时，设小明作用力的大小为F,封闭气体的压强为卫1，体积为 数学知识可知温度改变量相同时，A中气体压强改变量较大，C错 误，D正确。 V3=1000cm3+20×50cm=2000cm 答案C 由玻意耳定律有poV2=p:V :11.解析设物体A的体积为△Vcm3。 又F+p3S=poS 解得F-250N。 状态1：T1=300K,p1=1.0×105Pa,V1=(60×40-△V)cm 答案(1)3.0×105Pa(2)250N mg 状态2：T,=30K,p,=1.0X10Pa+40x10cmV=V 课时分层检测（六） 1.解析由查理定律知，一定质量的气体，在体积不变时，其压强与热 状态3：T3=360K,p3=p2,V3=(64X40-△V)cm (1)由状态1到状态2为等容过程，由查理定律有 力学温度成正比，选项C正确，选项A、B错误；在p-t图像中，直线 与横轴的交点表示热力学温度的0K,选项D正确。 P1 P? 答案CD T Vo 代入数据得m=4kg。 Vo 2)由状态2到状态3为等压过程，由盖吕萨克定律有二=气 V_V-V_△ V 宁=T广23示-张，则每升高1℃增大的体积△V=宁=23下 代入数据得△V=640cm。 V-Vo 答案(1)4kg(2)640cm T273K:故A正确。 !12.解析(1)整个系统处于平衡状态，汽缸内的气体发生等容变化， 答案A 当电子天平的示数为600.0g时，右端细绳对铁块的拉力大小 3.解析在V-T图像中，过原点的倾斜直线是等压线，所以ab、cd为 F一m2g一6N,根据牛顿第三定律可知右端细绳对轻杆的拉力大 两条等压线，即p。=pp=p:,故A、C错误：在V-T图像中，斜率 小为F1,对轻杆根据平衡条件可得左端细绳对轻杆的拉力大小也 越大表示压强越小，得p。=p6>p=pd,即由b到c的过程，压强变！ 为F1,根据牛顿第三定律可知左端细绳对活塞向上的拉力大小 小，由d到a的过程，压强变大，故B、D正确。 为F1, 答案BD 对活塞根据平衡条件有F1十p1S=S十m1g, 4.解析对汽缸受力分析可知Mg十p。S=S,可知当温度降低时，气 解得p1一po, 体的压强不变：对活塞和汽缸的整体受力分析可知(m十M)g=kx, 当电子天平的示数为400,0g时，右端细绳对铁块的拉力大小 可知当温度变化时，工不变，即h不变：根据盖一吕萨克定律可得 F2=2g-4N, ,故温度降低时，气体的体积减小，因不变，则汽缸高度H 同理，对活塞有F2十p2S=poS十m1g, T-T 解得p2=0.99×10Pa, 减小，选项B正确，A、C、D错误。 答案B 由查理定律得是-号，解得工=297K 解析由查理定律可知，一定质量的气体在体积不变的条件下号 (2)分析可知，气体的温度越高绳的张力越小，当绳中的张力为零 时，系统的温度最高，此时对活塞有p3S=pS十1g,解得p3= 为恒量，且4p=号△T,温度由0℃升高到10℃和由100℃升高 1.03×10Pa, 到110℃，△T=10K相同，故压强的增量△p1=△p2,C项正确。 由查理定律得 P3 答案C 6.解析由题意知气体发生的是等压变化，根据盖一吕萨克定律可以： 解得最高温度T=309K。 求出气体的体积，从而求出固体A的体积。 答案(1)297K(2)309K 设固体A的体积为V,则气体初、未状态参量分别为 (1)水刚好流出时，桶内气压增大的数值为△p=(30十 初状态：V1=hS-V,T1=300K 10)cmH,()=40cmH,() 末状态：V2=(h+△h)S-V,T2=330K 如果以n次压入的气体nV。和桶内气体V这个整体为研究对象， -兰，即AsV-h+△)SY 由玻意耳定律有 由盖一吕萨克定律得示元 po×(nV,+V)=(p。十△p)XV 代入数据解得n=2.4次 代入数据解得V=0.02m3。 所以至少需要压缩3次。 答案0.02m 7.解析 由于暖水瓶内气体的体积不变，经过一晚的时间，瓶内气体 (2)封闭气体的依款不变，由壶理定律可得号-号 降低，根据查理定律有气三产，由于T1>T2,所以1 其中T0=(273十7)K=280K,p1=po+十△p=1040cmH20,代入 数据解得T1-291.2K 即暖瓶内的压强由1减小为2，气体向外的压力减小，所以拔出瓶！ 则室内温度至少是18.2℃。 塞更费力，D正确。 答案(1)3次(2)18.2℃ 答案D 8.解析C中气体压强始终不变，B内封闭气体初状态pB=pc十 课时分层检测（七） 60mmH:打开闻门后加二e,由题喜如V。=专V由玻高年.解析根搭理想气体我态方程兴-C可知，p,V、T都减小，兴可 定律有pzVB=pB'Vg',得pz'=180mmHg=pc,pB=240mmHg, A正确，B错误。改变C内气体温度，C内封闭气体做等容变化，若 能不变，故A不符合题意，V减小，力和T增大，y可能不交，故B 223