课时分层检测(8)变质量问题-【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 课时分层检测（八 …。基础达标练0。 1.某同学想用给自行车轮胎打气的方法来测5 打气筒的容积。他用压强计测出轮胎中已 有气体的压强为1.5atm,已知轮胎容积V= 3L。他用打气筒将压强为1atm的空气打 进自行车胎内，打气10次后测得轮胎中的 气体压强为3atm,设打气过程中空气的温： 度不变，轮胎容积也不变，则打气筒的容积 为 A.300 mL B.450 mL C.500 mL D.600 mI 2.有一个容积为400L的医用氧气罐，内部气 体可视为理想气体，压强为15MPa,为了使 用方便，用一批相同规格的小型氧气瓶（瓶 内视为真空)进行分装，发现恰好能装满40 个小氧气瓶，分装完成后原医用氧气罐及每 个小氧气瓶内气体的压强均为3MPa,不考 虑分装过程中温度的变化，则每个小氧气瓶 的容积为 A.20L B.40L C.50L D.601 3.用容积为V1的活塞式抽气机给容积为V2 的密闭牛顿管抽气，若抽气过程中气体温度 不变，则抽气两次后，牛顿管中剩余气体的 压强是原来的 (V2 )2 2 A.1+V2 B. V1+V2 V V C.2w1+V2 D.V1+2V2 4.大气压强po=1.0×105Pa。某容器的容积 为20L,装有压强为20×105Pa的气体，如 果保持气体温度不变，把容器的开关打开， 待气体达到新的平衡时，容器内剩下气体的 质量与原来气体的质量之比为 136 得分 变质量问题 A.1:19 B.1:20 C.2:39 D.1:18 汽车胎压常用巴(bar)作为单位，1巴(bar) =1×105Pa,某重型卡车在一23℃时胎压 为8bar,运动过程中轮胎内最高温度可达 127℃，为了安全，胎压不能超过10bar,轮 胎体积保持不变。 (1)通过计算说明卡车胎压是否安全； (2)若不安全，需要放出一定量的气体，求至 少放出的气体质量与原胎内气体质量的比 (忽略放气过程中的温度变化)。 班级 姓名 6.如图为某种抽气机的工作原理图，当活塞向：8 右运动，阀门K1打开，阀门K2闭合，容器内 的气体被抽至抽气机内的气室；当活塞向左 运动，阀门K1闭合，阀门K2打开，气室的气 体被排出，已知抽气机气室的容积为1L,容 积为1L的容器与抽气机相连。求抽气机抽 气多少次才能使容器内气体的压强由 768mmHg降为3mmHg？(在抽气过程中 容器内的温度保持不变) …0能力提升练0… 7.容积为2L的烧瓶，在压强为1.0×105Pa 时，用塞子塞住，此时温度为27℃，当把它 加热到127℃时，塞子被打开了，稍过一会 儿，重新把盖子塞好，停止加热并使温度逐 渐降低到27℃，求： (1)塞子打开前瓶内气体的最大压强； (2)27℃时瓶内剩余空气的压强。 137 得分 为防止文物展出过程中因氧化而受损，需将 存放文物的展柜中的空气抽出，充入惰性气 体，营造低氧环境。如图所示为用活塞式抽 气筒将放人青铜鼎的展柜内空气抽出的示 意图，已知展柜容积为V。,开始时展柜内空 气压强为。，抽气筒每次抽出气体的体积为 冷，抽气一次后展柜内压强传感器显示内部 压墨为需·不考虑轴气引起的温度变 化。求： (1)青铜鼎的体积； (2)抽气两次后剩余气体与开始时气体的质 量之比。不符合题意：p,V增大，T减小，则'一定增大，不可能存在，故C (2)设当温度升高到T3时，水银恰好不溢出，对封闭气体柱 3=2-96 cmHg,V3=S(1-h) 符合题意：p增大，V和T减小，兴可能不交，故D不符合题意。故 由盖一吕萨克定律二一了 选C。 答案C 代入数据解得T3=571.4K 2,解析一定质量的理想气体压强不变，体积与热力学温度成正比， 气体的温度为t3=T3-273=298.4℃ 温度由100℃上升到200℃时，体积增大为原来的1.27倍，故A错 (3)设当温度最高时，管内水银柱长度为x,对封闭气体柱 误：理想气体状态方程成立的条件为气体可看作理想气体且质量不 p1=po十pgx,V1=S(1-x) 变，故B错误：由理想气体状态方程 一C可知，C正确，D错误。 由理想气体状态方程V=pV T 答案C 代入数据化简有 3.解析体积减小，单位体积内的分子数目增多，所以气体压强增大， 56×72=(76+x)(100-x) A正确：分子和器壁间无引力作用，B错误：气体的温度不变，分子 300 的平均动能不变，每个气体分子对器壁的平均撞击力不变，C错误： 则当x=12cm时，温度T,最高。 单位体积内气体的重量变大，不是压强变大的原因，D错误。 答案(1)42cm(2)298.4℃(3)12cm 答案A ·10.解析(1)对炉内空气系统，刚封装时，状态1 4,解析由理想气体状态方程得Y=C(C为常量)，可见T= ,即 p1=po=1×105Pa T1=(27+273)K=300K 温度T与pV的乘积成正比，即T1:T2:T3=3:6:5,故B项！ 开炉前瞬间，状态2 正确。 T2=(1527+273)K=1800K 答案B 因忽略米粒体积变化，不计水蒸气的体积，炉内空气做等容变化， 5.解析当试管处于静止状态时，假设试管内与气体接触处有一小液： 由查理定律得 片，此液片受力平衡，则根据平衡条件可得气体的压强力=。十· P1 P2 gh,将试管向上提一些，管内的气体压强减小，外界大气压不变，则 试管内外液面的高度差会减小，A正确：以玻璃管和管内被封闭气 体为研究对象，根据平街条件知mg=PgS,解得h=尽，可见么只！ pe=元p1=6X105Pa。 与玻璃管及气体的总质量、玻璃管的横裁面积及液体的密度有关， (2)对炉内空气系统，刚封装时，状态1 与其他因素无关，故B,C、D错误。 V1=V-V0=1.55×102m 答案A 开炉前瞬间，因水蒸气占混合气的体积比例为20%，状态3 6.解析(1)对密闭气体加热，活塞向左运动的过程中，气体做等压变 T3=T,=1800K 化，压强始终等于大气压。设汽缸横裁面积为S,活塞恰运动到汽缸 V3=(1-20%)V1=1.24×10-2m 左端时气体温度为1℃，则 由理想气体状态方程得 T1=(27+273)K,V1=LS:T=(t+273)K,V=2LS pivp3V3 由盖一吕萨克定律得 T V T ps=7×元h=7.5X105Pa 解得t=327℃ 因炉内空气是混合气的一部分，在相同状态下，混合气的压强同为 故当加热到227℃时，活塞没有运动到汽缸左端处，设此时活塞离· 7.5×105Pa。 汽缸右端距离为x,则密闭气体的温度 答案(1)6×105Pa(2)7.5×105Pa7.5×10Pa T2=500K,体积Vg=xS 由益一吕萨克定律得元了 VI V, 课时分层检测（八） !1.解析设打气筒的容积为△V,根据玻意耳定律可得pV十np1△V= 5 解得x=3L。 即1.5atm×3L,+10×1atm×△V-3atmX3L 解得：△V=450mL,故B正确。 (2)当加热到527℃时，活塞已运动到汽缸左端处，设此时密闭气体 答案 的压强为p3, :2.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 则T3=800K,V3=2LS 由理想气体状态方程得 研究对象，初态：p1=15MPa,V1=400L:未态：p2=3MPa,V2- 40V。十400L:因为不考虑温度变化，由玻意耳定律有力1V1=p,V,, PaV3pIVI 代入数据得V。=40L,B正确。 T 答案 B 解得p=1,33×105Pa（或3×105Pa） :3.解析设原来牛颜管中气体压强为1，则气体初始状态参量为p1、 V2。第一次抽气过程，由玻意耳定律得1V2=pV2十p2V1。第二 答案(1号L(2)1.33×10Pa(或号×105Pa）】 次抽气过程，由玻意耳定律得pV,=pV2十pV1,联立解得 7.解析以汽缸与活塞组成的系统为研究对象，系统受重力与禅簧禅· 力作用相等，外界大气压无论增大还是减小，大气温度无论升高还！ V? 是降低，系统所受重力不变，由平衡条件可知，弹簧弹力不变，弹簧！ +V）,选项A正确。 的压缩量不变，即活塞距地面的高度不变，故A、C错误：设汽缸质 答案A 量为m,横裁面积为S,封闭气体压强力=p。十，若外界大气压p。 4.解析以原来所有气体为研究对象， 初状态：p1=20×105Pa,V1=20L 减小，则封闭气体压强力减小，大气温度不变，封闭气体温度不变，· 末状态：p2=1.0×105Pa,V2=? 由玻意耳定律pV=C可知，气体体积增大，汽缸将上升，汽缸的上 底面距地面的高度将增大，故B正确：若大气温度升高，气体温度T 由玻意耳定律得p1V1=p2V2, 代入数据得V2=400L。 升高，外界大气压不变，气体压强力不变，由盖一吕萨克定律下=C! V1_20=1 可知，气体体积增大，汽缸将向上移动，则汽缸的上底面距地面的高 则7，一40020 度将增大，D正确。 故B正确。 答案BD 答案B 8.解析只知力增大或T减小，不能得出体积的变化情况，A,B错误；5.解析，(1)以轮胎内的气体为研究对象， 票增大V一定减小，单位体积内的气体分于数一定增大，C正确， 初状态：T1=(-23+273)K=250K,p1=8bar, 末状态：T2=(127十273)K=400K,p2=? D错误。 答案C 根据壶理定徐可得会一号 9.解析(1)设气体柱横裁面积为S,对封闭气体柱 解得p2=12.8bar>10bar,故不安全。 管口向下时p1=ppgh=56cmHg,V1=Sl, (2)设轮胎内气体的体积为V,放出的气体体积为△V时，胎内气体 T1=273+t1=300K 的压强达到p=l0bar, 管口向上时p2=p十pgh=96cmHg,V2=Sl2, 则有p2V=p。(V十△V) T2=300K 解得△V=0.28V 由玻意耳定律得pV1=p2V2 放出的气体质量与原胎内气体质量的比 代入数据解得12=42cm。 224 △m △V 0.28V 、 !3.解析对于一定质量气体的等压线，其V-1图线的廷长线一定过 V+4V-V+0.28V32° 点（一273.15℃，0），故选项C正确，D错误；气体压强增大后，由理 答案(1)卡车胎压不安全，计算说明见解析(2)7：32 6.解析抽气过程气体发生等温变化，由玻意耳定律得 想气体状态方程兴-C可知，予的比值减小故图像的斜率减小， 第一次抽气过程：poV=1·2V, 等压线与t轴央角减小，选项A、B错误。 答案C 解得1=立 :4,解析设禅簧的劲度系数为k,当气柱高度为时，禅簧弹力F= 第二次抽气过程：p1V=p2·2V, 解得p:=之P1=(号)产p, ,由此产生的压接力专货（S为图简的横我面软)：取封闭的 第三次抽气过程：p2V=p:·2V, 气体为研完对象物找态为（工，AS,警）未状态为(T,S警) 解得p,=2p2=（2)3po· 由理相气体状态方程S·S T … T 之T—,得=h√行，C正确。 第n次抽气过程：pn-1V=pn·2V, 答案C 5.解析气体初始温度T1=(273十21)K=294K 解得力，=之b-1=(2)”p0 末温度T2=(273+27)K=300K 由题意可知po=768mmHg,pn=3mmHg, 解得n=8次。 由理想气体状态方程，业+VP:y 答案8次 7.解析(1)塞子被打开前，选瓶中气体为研究对象 ;; 代入致据解得p3=7.5atm。 答案7.5atm 初态：p1=1.0×105Pa,T=(273+27)K=300K 末态：p2=?,T2=(273十127)K=400K 6餐玩年生报指意技稳定后活室N下西气体的压强为P,以两个 活塞和重物作为整体进行受力分析得S=pS十3g 由查理定排会-号得p:=六一0丽 T 400 ×1.0×105Pa≈1.33× 代入数据解得p=2.0×105Pa。 (2)根据题意可知，加热过程中，封闭气体的压强不变，活塞N绝热， 10Pa。 则活塞N下面的气体做等压变化，活塞N上面的气体，由于活塞M (2)塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为研究对象 导热良好，温度不变，测根据一定质量的理想气体状态方程可知，活 初态：p1′=1.0×105Pa,T1'=400K 塞N上面气体体积不变，即M、N间距离和开始时一样为d=H 末态：p2'=?,T2=300K h=9 cm 由查理定律，有7一了 对活塞N下面的气体，根据盖一吕萨克定律有 hS h,S T' 解得p'票×A-8X1.0X10=.5X10, TI 可得h2=12cm 答案(1)1.33×105Pa(2)7.5×101Pa 稳定后活塞M距离汽缸底部的高度 8.解析(1)抽气过程是等温变化，设青铜鼎的体积为V。 H'=d+h,=9 cm+12 cm=21 cm 初状态：p1=po,V1=V。一V 答案(1)2.0×105Pa(2)21cm 未孩态：a号， !7,解析由一定质量的理想气体状态方程可得=C 由玻意耳定律得1V1=p2V2 则V,=y=w。) 垫理得=T 15 由题图可知，从A到B过程，气体体积V不变，随溫度的升高压强 增大，B到C过程，温度不变，随着压强的减小，体积增大，C到D过 根据抽出的气体体积为器有 程为等容变化，随着温度的降低，压强减小。A图中，A到B过程体 积增大，故A错误：B图中，A到B过程为等容升压，B到C过程为 Vo 1 V,-v=i8-i5w。-V) 等温降压，C到D过程为等容降压，故B正确：C图中，B到C过程 体积减小，故C错误：D图中，A到B过程压强保持不变，故D错误。 解得V= 答案 B 18.解析 因隔板可在汽缸内无摩擦滑动，故再次平衡时左边气体与右 (2)根据0)计年得V=吾V。 边气体对隔板的压力大小相等，可知再次平衡时左边气体压强等于 右边气体压强，故A错误：设初始时左右两边气体热力学温度均为 第三次抽气：p2·V1=p(W1+18) V T,体积均为V,压强均为p。当缸内气体再次达到平衡时，左右两 边气体压强均为p',体积分别为V专、V右，左边气体的热力学温度为 225 p:=2560 T,右侧气体的热力学温度为1.5T。加热右侧气体，其温度升高， 若其体积不变，则其压强会增大，可知隔板会向左侧移动，故再次平 北时初我态：p1=p,V1=名V。 衡时右边气体的体积大于初始时的体积（即V方>V),故B错误：左 边气体发生绝热压缩过程（即V左<V),由热力学第一定律可知其 225 末状态：p3一2560 内能增加，故其温度升高，可得T>T,且p>p, 根据一定质量理想气体状态方程，对右边的气体有 设气体压强为？时体积为V3,则p3V3=p1V1 解得v,==12v T1.5T p3-135 因V右>V,故可得p'<1.5p,即再次平衡时右边气体的压强小于初 则 V1_225 始时的1.5倍，故D错误： mV256 根据一定质量理想气体状态方程，对左边的气体有 答案1)合V。(2)25:256 eV_B'Vk 课时分层检测（九） T V 1.解析根据一定质量的理想气体的状态方程可得 可得V=为·于 p.V。_psVb 因>2T T T 因多>号，于>1，故V>子V,即再次平衡时左边气体的体积大 V。_p工=1X2=2,故D正确。 代入数据得p.T,3X39 手物始时的 ,故C正确。 答案D 答案C 2.解析气体发生等温变化，由玻意耳定律可知，气体的压强与体积 !9.解析对于A部分气体 成反比，玻璃瓶下降的过程中，气体体积V变小，压强力变大，故A、 初态p4=1X105Pa,V4=L1S B错误：气体温度T不变，由Y=C可知，p=号T,C、T是常数， 末态pa'=A十号=1.2X105Pa p与立成正比，故C正确，D错误。 根据玻意耳定律得bAL1S=pa'L1'S 解得L1'=25cm 答案C 即A部分气柱长度变为25cm 225