1.5 气体实验定律 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第三册

**基本信息** 气体实验定律同步练习，以基础辨析、进阶层综合到应用层拓展的三层设计，覆盖核心定律与图像分析，强化物理观念与科学思维的递进培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|单一定律理解（查理定律、盖-吕萨克定律）|选择题直接考查概念（如第1题热力学温度与压强关系）| |进阶层|图像分析与多定律综合（p-t图、等温线）|多选+填空结合图像与实际（如第4题等温线比较、第7题水银柱静态平衡）| |应用层|复杂情境与多过程应用（活塞移动、热杯盖问题）|计算题涉及模型建构与科学论证（如第10题汽缸三过程分析）|

第5节 气体实验定律 同步练习 一、选择题: 1．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的2倍，则气体温度的变化情况是(　　) A．气体的摄氏温度升高到原来的2倍 B．气体的热力学温度升高到原来的2倍 C．气体的摄氏温度降为原来的一半 D．气体的热力学温度降为原来的一半 2．如图所示为0.3 mol的某种气体的压强和温度关系的p­t图线．p0表示标准大气压，则在状态B时气体的体积为(　　) A．5.6 L　　 B．3.2 L C．1.2 L D．8.4 L 3．(多选)图中描述一定质量的气体做等容变化图线的是(　　) A　　 　　B　　　 　C　　　　D 4．(多选)如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是(　　) A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比 B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的 C．一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越小 D．由图可知T1＞T2 5．(多选)各种卡通形状的氢气球，受到孩子们的喜欢，特别是年幼的小孩，若小孩一不小心松手，氢气球会飞向天空，上升到一定高度会胀破，关于其胀破的原因下列说法正确的是(　　) A．球内氢气温度升高 B．球内氢气压强增大 C．球内气体体积增大 D．球内外的压力差超过球的承受限度 2． 填空与计算题： 6．在密封容器中装有某种气体，当温度从50 ℃升高到100 ℃时，气体的压强从p1变到p2，则为________． 7．有一上端开口、竖直放置的玻璃管，管中有一段15 cm长的水银柱将一些空气封闭在管中，如图所示，此时气体的温度为27 ℃．当温度升高到30 ℃时，为了使气体体积不变，需要再注入多少水银？(设大气压强为p0＝75 cmHg且不变，水银密度ρ＝13.6 g/cm3) 8．用打气筒将压强为1 atm的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积ΔV＝500 cm3，轮胎容积V＝3 L，原来压强p＝1.5 atm．现要使轮胎内压强变为p′＝4 atm，用这个打气筒要打气(设打气过程中空气的温度不变)多少次? 9.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封住一定质量的气体．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． 10．如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度与质量均不计，在B处设有限制装置，使活塞只能在B以上运动，B以下汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.2V0．开始时活塞在A处，温度为87 ℃，大气压强为p0，现缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，然后再缓慢降低汽缸内气体的温度，直到－3 ℃．求： 甲　　　　　　　　乙 (1)活塞刚到达B处时的温度TB； (2)缸内气体最后的压强p； (3)在图乙中画出整个过程的p­V图线． 11.扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象．如图所示，横截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303 K．再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K．求： (1)当温度上升至303 K且尚未放出气体时，封闭气体的压强； (2)当温度恢复到300 K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力． 参考答案： 1.B　[一定质量的气体体积不变时，压强与热力学温度成正比，即＝，所以T2＝·T1＝2T1，选项B正确．] 2.D　[此气体在0 ℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×0.3 L＝6.72 L，根据图线所示，从0 ℃到A状态的127 ℃，气体是等容变化，则A状态的体积为6.72 L．从A状态到B状态是等压变化，A状态的温度为127 K＋273 K＝400 K，B状态的温度为227 K＋273 K＝500 K，根据盖—吕萨克定律＝，得VB＝＝ L＝8.4 L，D项正确．] 3.CD　[由查理定律知，一定质量的气体，在体积不变时，其压强和热力学温度成正比，选项C正确，A、B错误；在p­t图像中，直线与横轴的交点表示热力学温度的零度，选项D正确．] 4.AB　[由等温线的物理意义可知，A、B正确；对于一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积乘积越大，等温线的位置越高，C、D错．] 5.CD　[氢气球上升时，由于高空处空气稀薄，球外空气的压强减小，球内气体要膨胀，到一定程度时，气球就会胀破．] 6.[解析]　由于气体做等容变化，所以＝＝＝． [答案]　 7.[解析]　设再注入的水银柱长为x，以封闭在管中的气体为研究对象，气体做等容变化． 初态：p1＝p0＋15 cmHg＝90 cmHg， T1＝(273＋27) K＝300 K， 末态：p2＝(90＋x) cmHg，T2＝(273＋30) K＝303 K， 由查理定律＝得＝，解得x＝0.9 cm， 则注入水银柱的长度为0.9 cm． [答案]0.9 cm． 8.[解析]　因为温度不变，可应用玻意耳定律的分态气态方程求解．pV＋np1ΔV＝p′V， 代入数据得1.5 atm×3 L＋n×1 atm×0.5 L＝4 atm×3 L， 解得n＝15次． [答案]　15 9.[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，x＝，　 ② 代入数据解①②得：l＝0.3 m． [答案]　0.3 m 10.[解析]　(1)缓慢降低汽缸内气体的温度，使活塞移到A、B的正中间，此过程是等压过程： 由盖—吕萨克定律＝，代入数据＝，得T ′＝330 K． 然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，这个过程是等温过程，故活塞刚到达B处时的温度TB＝330 K． (2)保持温度不变，在活塞上加沙，直至活塞刚好移动至B，这个过程是等温过程： 根据玻意耳定律有，p0×1.1V0＝p1×V0， 解得p1＝1.1p0， 再接下来的等容过程，根据查理定律有：＝，解得p＝0.9p0． (3)整个过程的p­V图线如图所示． [答案]　(1)330 K　(2)0.9p0　(3)见解析 11.解析　(1)以开始时封闭的气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T0＝300 K，压强为p0；末状态温度T1＝303 K，压强设为p1，由查理定律得＝① 代入数据得p1＝p0② (2)设杯盖的质量为m，刚好被顶起时，由平衡条件得p1S＝p0S＋mg③ 放出少许气体后，以杯盖内的剩余气体为研究对象，由题意可知，初状态温度T2＝303 K，压强p2＝p0，末状态温度T3＝300 K，压强设为p3， 由查理定律得＝④ 设提起杯盖所需的最小力为F，由平衡条件得 F＋p3S＝p0S＋mg⑤ 联立②③④⑤式，代入数据得F＝p0S. 答案　(1)p0　(2)p0S 学科网（北京）股份有限公司 $