粤教版高中物理选择性必修第三册第二章气体、液体和固体课时练习题及章末测验含答案解析

第二章气体、液体和固体

1、气体实验定律（I）....................................................1

2、气体实验定律（H）....................................................7

3、气体实验定律的微观解释...............................................12

4、气体实验定律和理想气体状态方程的应用................................17

5、液体的表面张力.......................................................23

6、晶体.................................................................26

章末综合检测............................................................31

1、气体实验定律（I）

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R,水银密度

为。，封闭部分气体的压强。为（）

A.PQ+Pghz

B.po-Pgh\

C.R—Pg（hi+hj

D.R+Pg（hz—hj

解析：选B选右边最低液面为研究对象，右边液面受到向下的大气压强R,在相同高

度的左边液面受到液柱A向下的压强和液柱打上面气体向下的压强夕，根据连通器原理可知:

p+Pgh\=p^,所以，p=s—Pghi,B正确。

2.（多选）如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条上土图线，由图可知（）

A.一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比

B.一定质量的气体在发生等温变化时，其右士图线的延长线是经过坐标原点的

C.方＞舅

D.TI<T2

解析：选BD由玻意耳定律知，压强与体积成反比，故A错误；所以尸牺

线的延长线经过坐标原点，故B正确；小线的斜率越大，对应的温度越高，所以由题图知

水石，故C错误，D正确。

3.如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气

缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液

体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。下列各个描述气体状态变化的

图像中与上述过程相符合的是（）

解析：选D由题意知，封闭气体做的是等温变化，只有D图线是等温线，故D正确。

4.如图所示，开口向下并插入水银槽中的粗细均匀的玻璃管内封闭着长为〃的空气柱，

管内水银柱高于水银槽部分长度为仇若将玻璃管向右旋转一定的角度（管下端未离开槽内水

银面），则〃和人的变化情况为（）

17

A.〃减小，//增大B.〃增大，力减小

C.〃和力都增大D.〃和力都减小

解析：选A假设将玻璃管向右旋转一定的角度。时水银柱高度不变，有p+PghsinG

=6,则封闭气体压强增大；由题意可知变化过程为等温变化，由可知，封闭气体由

于压强增大，体积减小，水银柱上升，即〃减小，方增大，故A正确，B、C、D错误。

5.一个气泡由湖面下20nl深处上升到湖面下10m深处，它的体积约变为原来体积的（温

度不变，外界大气压相当于10m水柱产生的压强）（)

A.3倍B.2倍

C.L5倍D.0.7倍

解析：选C对气泡口=3乃，p2=2p）»由。i%="/知七=1.5匕，故C项正确。

6.将一根质量可以忽略的一端封闭的塑料管子插入液体中，在力厂的作用下保持平衡,

如图所示，图中〃值的大小与下列各量无关的是（）

C.液体的密度D.力F

解析：选B管子的受力分析如图所示，由平衡条件得:F

p（）S+F=pS①PoS

又p=pA~P稔gH②

联立①②解得仁竟T春,可见与大气压强无关,故B正确。

7.（多选）如图所示，一气缸竖直倒放，汽缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定质量的

气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气体处于平衡态，现保持温度不变把气缸稍微倾斜

一点，在达到平衡后与原来相比（

A.气体的压强变大B.气体的压强变小

C.气体的体积变大D.气体的体积变小

解析：选AD以活塞为研究对象，设其质量为横截面积为S。达到平衡时，活塞受

力平衡，当气缸竖直倒放时，设缸内气体压强为m，06+.，磨=》$式中g为外界大气压强,

由此可得访=济一笔,同理可知，当气缸倾斜一点，设缸壁与水平方向夹角为。时，缸内气

0

Jfesin0

体压强为外RS+」监sin9=sS,由此可得必=R---------，必有气体压强增大,

A正确，B错误；整个过程是等温变化，由可知，压强增大，体积减小，C错误，D正

确。

8.某小组在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中：

（1）实验过程中，下列操作正确的是。

A.推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出

B.推拉活塞时，手可以握住整个注射器

C.压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，应立即重新接上，继续实验

D.活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气

(2)该实验小组想利用实验所测得的数据测出压强传感器和注射器的连接管的容积，所测

得的压强和注射器的容积(不包括连接管的容积)数据如表所示：

实验次数压强/kPa体积/cn?

1101.518

2112.816

3126.914

4145.012

5169.210

①为了更精确地测量也可以利用图像的方法，若要求出连接管的容积，也可以画一

图。

K.p-VB.V-p

11

C.p--,D.V--

yp

②利用上述图线求连接管的容积时是利用图线的_______.

A.斜率B.纵坐标轴上的截距

C.横坐标轴上的截距D.图线下的“面积”

解析：(1)推拉活塞时，动作不能快，以免气体温度变化，故A错误；推拉活塞时，手不

可以握住整个注射器，以免气体温度变化，故B错误；压强传感器与注射器之间的连接管脱

落后，气体质量变化了，应该重新做实验，故C错误；活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气,

D正确。

(2)①研究压强与体积的关系一般画出p-牺像，但为了求出连接管的容积，可以画出

△图像。

P

cr]

②根据什股=一得勺-一%,g一图像的纵轴截距股表示连接管的容积，所以B选项是

PPP

正确的。

答案：(DD(2)①D②B

9.如图所示，倾角为。的光滑斜面上有一固定挡板0,现有一质量为M的气缸，气缸内

用质量为力的活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与气缸间光滑，活塞横截面积为S,现

将活塞用细绳固定在挡板〃上处于静止状态。(已知外界大气压强为加)求：

(1)气缸内的气体压强Pi;

(2)若将绳子剪断，气缸与活塞保持相对静止一起沿斜面向下做匀加速直线运动，试计算

气缸内的气体压强Ao

解析：⑴以气缸为研究对象，由平衡条件得Jfesin0+RS=RS,解得p、=访一

"sin0

~~5~°

(2)以整体为研究对象，由牛顿第二定律有

Uf+ni)•gsin0=(M~\~n»a,

以气缸为研究对象有

/Ifesin。+p£—sS=Ma,

解得R=R。

答案：(1)R-(2)p)

10.(多选)如图所示，表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下

列说法正确的是()

1

V

A.是等温过程

B.是等温过程

C.79看

D.6-C体积增大，压强减小，温度不变

解析：选AD直线力〃经过原点，则是等温过程，A正确；4-6体积不变，压强增

大，可知状态｛到

状态6气体温度升高，B、C错误；直线6c经过原点，则6-C是等温过程，，增大，p

减小，D正确•

11.如图所示，a、6、c三根完全相同的玻璃管，一端封闭，管内分别用相同长度的一

段水根柱封闭了质量相等的空气，a管竖直向下做自由落体运动，6管竖直向上做加速度为g

的匀加速运动，c管沿倾角为45°的光滑斜面下滑，若空气温度始终不变，当水银柱相对管

壁静止时，a、b、。三管内的空气柱长度。、〃、心间的关系为()

A.〃=£〃=Lc

C.

D.Lb<La=Lc

解析：选D根据题意四=R,3＞n，n=R,所以三管内的空气柱长度的关系为：LKL

--Leo

12.(2020•全国卷H)潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容

器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的

需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为方、开口向下的圆筒；工作母船将潜

水钟由水面上方开口向下吊放至深度为〃的水下，如图所示。已知水的密度为。，重力加速

度大小为g,大气压强为R,/»＞方，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。

(1)求进入圆筒内水的高度h

(2)保持〃不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为R时的体积。

解析：(1)设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为%和九放入水

下后筒内气体的压强为口，由玻意耳定律和题给条件有pM=》十①

k()—hS②

/=(h—T)S③

0=p)+0g(//一力④

OerH

联立以上各式并考虑到的＞，，解得人肝瓦⑤

(2)设水全部排出后筒内气体的压强为Pi,此时筒内气体的体积为九这些气体在其压

强为R时的体积为％，由玻意耳定律有=⑥

其中Pi—Po+0劭⑦

设需压入筒内的气体体积为匕依题意勺%一%⑧

联立②⑥⑦⑧式得勺空。⑨

小自/、PgH,小\PgSHh

答案：⑴工商方⑵丁

2、气体实验定律（II）

i.某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室的温度。存放食物之前，该同学关闭冰箱密封门

并给冰箱通电。若大气压为1.0xIO,Pa,通电时显示温度为27°C,通电一段时间后显示温

度为6C,则此时冷藏室中气体的压强是（）

A.2.2X101PaB.9.3X105Pa

C.1.0X105PaD.9.3X10'Pa

A279

解析：选D由查理定律得夕2=亍0=就乂1.0Xl（）5Pa=9.3X10'Pa,故D正确。

I\JUU

2.一定质量的气体，压强保持不变，当其热力学温度由，变成37时，其体积由/变成

（）

VV

A.3/B.6KC-D-

36

解析：选A气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律9=*得％=与=与=3%。

121\1

3.一个密闭的钢管内装有空气，在温度为20℃时，压强为1atm,若温度上升到80℃,

管内空气的压强约为（）

5

A.4atmB.-atm

4

7

C.1.2atmD.-atm

6

解析：选C由查理定律知奈7—+273K,代入数据解得RQ1.2atm,所以C正

1\12

确。

4.对于一定质量的气体，以下说法正确的是（）

A.气体做等容变化时，气体的压强和温度成正比

B.气体做等容变化时，温度升高1℃,增加的压强是原来压强的心

C.气体做等容变化时，气体压强的变化量与温度的变化量成正比

D.由查理定律可知，等容变化中，气体温度从力升高到G时，气体压强由n增加到n，

解析：选C一定质量的气体做等容变化，气体的压强跟热力学温度成正比，跟摄氏温

度不成正比关系，选项A错误；根据查理定律誉巧—+273K,所以詈=寻匕温

度升高1C，增加的压强△尸号7产，B选项错误；由公式齐导号•知选项C正确；

D项中由包=等于，得R=n（i+&:|,故D项错误。

PiN/JIL2\-I-LIJ

5.（多选）如图所示，在一只烧瓶上连一根玻璃管，把它跟一个水银压强计连在一起，烧

瓶里封闭着一定质量的气体，开始时水银压强计U形管两端水银面一样高。下列情况下，为

使U形管两端水银面一样高，管/的移动方向是（）

A.如果把烧瓶浸在热水中，应把/!向下移

B.如果把烧瓶浸在热水中，应把/向上移

C.如果把烧瓶浸在冷水中，应把1向下移

D.如果把烧瓶浸在冷水中，应把1向上移

解析：选AD使U形管两端水银面一样高，即保持封闭气体的压强始终等于外界大气压

且不变，若把烧瓶浸在热水中，气体体积增大，A中水银面上升，为使两管水银面等高，应

把1向下移，故A正确，B错误；若把烧瓶浸在冷水中，气体体积减小，8管中水银面上升，

为使两管水银面等高，应把/向上移，故C错误，D正确。

6.一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由5℃升高到10℃,体积的增量

为△匕温度由10℃升高到15℃,体积的增量为△心取T=t+2TiK,则（）

A.A%=△%B.AV2

D.无法确定

解析：选A由盖一吕萨克定律可得9=篝即△勺二•九所以△

5匕%

七=京、双，、心分别是气体在5℃和10℃时的体积），而痂=奇，所以A

ZooZ/oZoo

正确。

7.如图所示,一导热良好的汽缸内用活塞封住一定质量的气体（不计活塞厚度及与缸壁之

间的摩擦），用一弹簧连接活塞，将整个汽缸悬挂在天花板上。汽缸静止时弹簧长度为Z,活

塞距地面的高度为小汽缸底部距地面的高度为〃，活塞内气体压强为°,体积为匕以下变

化均缓慢进行，下列说法正确的是（）

A.当外界温度升高（大气压不变）时，/变大、〃减小、p变大、『变大

B.当外界温度升高（大气压不变）时，方减小、〃变大、0变大、，减小

C.当外界大气压变小（温度不变）时，力不变、〃减小、p减小、/变大

D.当外界大气压变小（温度不变）时，/不变、〃变大、。减小、，不变

解析：选C以活塞与汽缸为整体，对其受力分析，整体受到竖直向下的总重力和弹簧

向上的拉力，且二者大小始终相等，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度£不变，

活塞的位置不变，h不变；当温度升高时，汽缸内的气体做等压变化，根据盖一吕萨克定律

可以判断，体积，增大，汽缸下落，所以缸体的高度降低，〃减小、°不变；对活塞分析得

RS+侬=pS+尸和，当大气压减小时，气体压强p减小，汽缸内的气体做等温变化，由玻意

耳定律得。4=.七,可知体积0变大，汽缸下落，所以缸体的高度降低，〃减小，选项C正

确，A、B、D错误。

8.（多选）一定质量的理想气体的状态发生变化，经历了图示4-的循环过程，

则（）

A.气体在状态/时的温度等于气体在状态占时的温度

B.从状态6变化到状态C的过程中，气体经历的是等压变化

C.从状态8变化到状态，的过程中，气体分子平均动能增大

D.从状态。变化到状态4的过程中，气体的温度逐渐降低

解析：选AB气体在状态A和状态8满足玻意耳定律pV=C,所以4、8两状态温度相等,

故选项A正确；根据图像可知，气体从状态方变化到状态。的过程中，压强恒定，所以气体

经历的是等压变化，故选项B正确；根据图像可知乎:%，根据盖一吕萨克定律可知T&TB,

温度是分子平均动能的标志，所以从状态6变化到状态。的过程中，气体分子平均动能减小,

故选项C错误；根据图像可知水四，根据查理定律齐C可知7X*从状态。变化到状态1

的过程中，气体的温度逐渐升高，故选项D错误。

9.在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致。已知汽车行驶前轮胎内气体压强

为2.5atm,温度为27°C,爆胎时胎内气体的温度为87℃,轮胎中的空气可视为理想气体,

且爆胎前轮胎内气体的体积不变。

(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；

(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因。

解析：(D气体做等容变化，初态：n=2.5atni,

7；=(27+273)K=300K

末态：m=?,2=(87+273)=360K

由查理定律得：与解得R=3atm。

1\12

(2)爆胎前胎内气体体积不变，分子数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子对

轮胎内壁的平均作用力增大，导致气体压强增大。

答案：(1)3atm(2)见解析

10.如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，开始时活塞放置在卡扣a、6上，

下方封闭了一定质量的气体。现缓慢加热缸内气体，直到活塞到达气缸口之前，下列K工图

P

像正确的是()

---------->1

OAF

V

O

解析：选D缓慢加热缸内气体，直到活塞与卡扣间恰好无压力，气体做等容变化，由

查理定律可知，温度升高时，气体的压强增大，此减小。此后温度持续升高直到活塞到达气

缸口前，气体做等压变化，由盖一吕萨克定律可知，温度升高，体积增大。选项D正确。

11.如图所示，两根粗细相同，两端开口的直玻璃管力和8,竖直插入同一水银槽中，各

用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气，空气柱长度水银柱长度h）心今使封

闭的气体降低相同的温度（大气压保持不变），则两管中气柱上方水银柱的移动情况是（）

A,均向下移动，/管移动较多

B.均向上移动，4管移动较多

C.4管向上移动，6管向下移动

D.均向下移动，8管移动较多

解析：选A因为在温度降低过程中封闭气体的压强恒等于大气压强与水银柱因自身重

力而产生的压强之和，故封闭气柱均做等压变化。并由此推知，封闭气柱下端的水银面高度

不变。根据盖一吕萨克定律得A7,因48两管中的封闭气体初始温度71相同，温度

降低量△7相同，且△7K0,所以△K0,即46两管中的封闭气体的体积都减小；又因为A〉外,

故/管中封闭气体的体积较大，所以|A/|>|△⑷，力管中气柱长度减小得较多，故4、8两

管中封闭气柱上方的水银柱均向下移动，且4管中的水银柱下移得较多。

12.如图所示，带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，其下部放入盛水的烧杯中。注射

器活塞的横截面积S—5X10:，活塞及框架的总质量/«>=5X102kg,大气压强R=L0

X105Pa»当水温为友=13℃时，注射器内气体的体积为5.5mL«求：（g取10m/s2）

（1）向烧杯中加入热水，稳定后测得6=65°C时，气体的体积为多大？

（2）保持水温力=65℃不变，为使气体的体积恢复到5.5mL,则要在框架上挂质量多大

的钩码？

解析：（1）注射器内气体做等压变化，

初态：％=5.5mL,%=（13+273）K=286K,

末态：2=（65+273）K=338K

由盖一吕萨克定律得匕=6.5mLo

Jo1\

（2）保持水温&=65℃不变，气体做等温变化，由玻意耳定律得

,加+/加g..

P>+---------Vo,

解得z»=0.1kgo

答案：(1)6.5mL(2)0.1kg

3、气体实验定律的微观解释

1.下列说法正确的是（）

A.一定质量的气体,保持温度不变,压强随体积减小而增大的微观原因是:每个分子撞

击器壁的作用力增大

B.一定质量的气体,保持温度不变,压强随体积增大而减小的微观原因是:单位体积内

的分子数减小

C.一定质量的气体,保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：每个分子动

能都增大

D.一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：分子数密度

增大

解析：选B一定质量的气体，保持温度不变，体积减小时，单位体积内的分子数增多，

分子数密度增大，使压强增大，故A错误；一定质量的气体，保持温度不变，体积增大时，

单位体积内的分子数减少而使分子撞击次数减少，从而使压强减小，故B正确；一定质量的

气体，保持体积不变，温度升高时，分子平均动能增大而使压强升高，但并不是每个分子动

能都增大，故C、D错误。

2.一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这

是因为（）

A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大

B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多

C.气体分子的总数增加

D.分子的平均速率增加

解析：选B气体经等温压缩，温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子平均动能

不变，故气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，A错；由玻意耳定律知气体体积减小、分子的

数密度增加，故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，B对；气体体积

减小、分子的数密度增大，但分子总数不变，C错；分子的平均速率与温度有关，温度不变,

分子的平均速率不变，D错。

3.（多选）一定质量的理想气体，处在某一状态，经下列哪个过程后会回到原来的温度

（）

A.先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强

B.先保持压强不变而使它的体积缩小，接着保持体积不变而减小压强

C.先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀

D.先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀

解析：选AD先等压变化，，增大，则7升高，再等容变化，p减小，则7降低，可能

会回到原来的温度，A正确；先等压变化，，减小，则7降低，再等容变化，0减小，则7又

降低，不可能回到原来的温度，B错误；先等容变化，p增大，则7升高，再等压变化，/增

大，则7"又升高，不可能回到原来的温度，C错误；先等容变化，0减小，则T降低，再等压

变化，V增大，则T升高，可能会回到原来的温度，D正确.

4.如图所示，容积一定的测温泡上端有感知气体压强的压力传感器。待测物体温度升高

时，泡内封闭气体（）

A.内能不变，压强变大

B.体积不变，压强变大

C.温度不变，压强变小

D.温度降低，压强变小

解析：选B当待测物体温度升高时，泡内封闭气体的温度升高，体积不变，则内能增

大，又根据*c,可知压强增大，选项B正确。

5.如图所示，在pT坐标系中的a、6两点，表示一定质量的理想气体的两个状态,

设气体在状态a时的体积为嚓密度为4“在状态6时的体积为％密度为0”贝M）

秋

•a

•b

a---------

A.匕）Vb,Pa>Pb

B.K<Vb,P&Pb

C.K>Vb,P《Pb

D.Va<VbfP〉Pb

解析：选D过a、6两点分别作它们的等容线。根据理想气体状态方程弓

=C可得0=}/。由于斜率所以Va\Vbf由于密度0=7所以0a>0”

故D正确。

6.一定质量的气体做等压变化时，其片£图像如图所示，若保持气体质量不变，使气体

的压强增大后，再让气体做等压变化，则其等压线与原来相比，下列可能正确的是（）

A.等压线与t轴之间夹角变大

B.等压线与t轴之间夹角不变

C.等压线与t轴交点的位置不变

D.等压线与t轴交点的位置一定改变

解析：选C对于一定质量气体的等压线，其片t图线的延长线一定过点（一273.15℃,

0）,故选项C正确，〃错误；气体压强增大后，由理想气体状态方程”=6'可知，"的比值减

小，故图像的斜率减小，等压线与1轴夹角减小，选项A、B错误。

7.（2021•汕头高二月考）如图所示，一定质量的理想气体用质量为"的活塞封闭在容器

中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为不④、凡体积分别为

匕、以心且匕〈%=仁，则北、R、K的大小关系为（）

T2T3

TI

A.naB.71C7X北

C.T>TDKD.TKBR

解析：选B设三种稳定状态下气体的压强分别为0、R、R,以活塞为研究对象，三种

稳定状态下分别有/始+RS=0S,pSRS+,监+mg=RS,可以得出根

据理想气体的状态方程竽=4=陪,

由匕〈仁得TKTz；由%=%得水右，即TKTKR,故

/I1213

选项B正确。

8.光滑绝热的轻质活塞把密封的圆筒容器分成从6两部分，这两部分充有温度相同的

气体，平衡时匕：%=1：2。现将A中气体加热到127℃,8中气体降低到27°C,待重新

平衡后，这两部分气体体积的比匕'：%'为（）

A.1：1B.2：3C.3：4D.2：1

解析：选B由理想气体状态方程，对4部分气体有：4A7”①

JA1A

对6部分气体有：吟必;（②

1818

因为R=S，PA=PB，£=TB,所以称得:；,°

WE，曰“力北'1X4002n.

I

整理侍T—9y-T，故B正确。

VRvnlli乙AoUUJ

9.一圆筒形真空容器，在筒顶系着的轻弹簧下端挂一质量不计的活塞，弹簧处于自然长

度时，活塞正好触及筒底，如图所示，当在活塞下方注入一定质量的理想气体后，温度为T

时，气柱高为人则温度为7'时，气柱的高为（活塞与圆筒间摩擦不计）（）

解析：选C设弹簧的劲度系数为衣，当气柱高度为//时，弹簧弹力尸=加，由此产生的

压强2=（=与（S为圆筒的横截面积）；取封闭的气体为研究对象，初状态为（八hs、%末

khkhf,

/kh，、'hs~s~•hsiy

状态为（r、h'S、—J,由理想气体状态方程——，得方'c

正确。

10.内燃机气缸里的混合气体，在吸气冲程结束瞬间，温度为50℃,压强为1.0XIO,Pa,

体积为0.93L,在压缩冲程中，把气体的体积压缩为0.155L时，气体的压强增大到1.2义

106Pa,这时混合气体的温度升高到多少摄氏度？

解析：由题意可知混合气体初状态的状态参量为n=l.0X10$Pa,匕=0.93L,71=（50

+273）K=323K。

混合气体末状态的状态参量为

•=1.2X106Pa,七=0.155L,为为未知量。

由半=半可得B*九

7112p\V\

将已知量代入上式，

占1.2X106X0.155

得Ti=1.0X10nX0.93X323K=646K,

所以混合气体的温度(646—273)℃=373℃。

答案：373℃

11.已知湖水深度为20m,湖底水温为4°C,水面温度为17°C,大气压强为LOXIO,

Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(g取10m/s2,。水=1.0X10：'

kg/m'!)()

A.12.8倍B.8.5倍C.3.1倍D.2.1倍

解析：选C气泡内气体在湖底的压强口=R+。9=3.0X10,Pa,由噌=窄，代入

1\J2

v

数据解得得2七3.1,C正确。

V\

12.新冠疫情正在全球肆虐，勒消毒是防疫的一个关键举措。如图乙所示是消毒用的喷

雾消毒桶原理图，圆柱形消毒桶横截面积为S=0.08tn?,内有高度为方=0.3m的消毒液，

上部封闭有高友=0.2m、压强R=1.OXI。'Pa、温度6=290K的空气。已知消毒液的密

度。=1000kg/m3,大气压强恒为外，g取10m/s2,喷雾管的喷雾口与喷雾消毒桶顶部等

高。忽略喷雾管的体积，将空气看作理想气体，现将喷雾消毒桶移到室内。

(1)若室内温度也是应通过打气筒缓慢充入体积为『的空气，桶内空气压强达到1.5乃,

求，的大小。

(2)若室内温度高于室外，喷雾消毒桶移到室内静置一段时间后，不充气打开阀门K,刚

好有消毒液流出，求室内温度兀

(3)在第(2)问的前提下，在室内静置一段时间后再用打气筒缓慢向喷雾消毒桶内充入空

气，直到消毒液完全流出，求充入空气与原有空气的质量比(结果保留三位有效数字)。

解析：⑴原来封闭气体的体积为^=5/?，=0.016m,

由于充气过程缓慢，可看作等温变化，

由玻意耳定律，有外(%+垃=L5R・VO

解得/=8.0X1()Tm\

(2)室温为T时，封闭气体的压强

〃I=R+Pglh=\.02X105Pa

由查理定律有：

Jo1

解得7=295.8Ko

(3)以喷完消毒液后的气体为研究对象，此时气体压强+=1.05X105

Pa,

体积K=5(A+A!)=0.040m3,

此气体经等温变化，压强为口时，体积为匕

由玻意耳定律.笆=m%

则充入气体的体积

故充入气体与原有气体质量比为乂=冬qL57。

mK)

答案：(D8.0X10-3m3(2)295.8K(3)1.57

4、气体实验定律和理想气体状态方程的应用

1.(2021•山东等级考)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如图所示。加压气囊

可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值。充气前臂带

内气体压强为大气压强，体积为K；每次挤压气囊都能将60cm，的外界空气充入臂带中，经

5次充气后，臂带内气体体积变为5匕压强计示数为150nlmHg。已知大气压强等于750mmHg,

气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则，等于()

A.30cm'B.40cm1

C.50cm'D.60cm'

解析：选D设每次挤压气囊将体积为分=60cm，的空气充入臂带中，压强计的示数为

p'=150mmHg,则以充气后臂带内的空气为研究对象，由玻意耳定律得：RV+RX5%=(R

+p')5K,代入数据解得：r=60cm3,故D正确，A、B、C错误。

2.如图所示,用一绝热的活塞将一定质量的气体密封在绝热的气缸内(活塞与气缸壁之间

无摩擦)，现通过气缸内一电阻丝对气体加热，则下列图像中能正确反映气体的压强0、体积

/和温度7之间关系的是()

OTOTOyOT

ABCD

解析：选B活塞与气缸壁之间无摩擦，被封闭气体的压强+差且始终是不变的,

因此被封闭的气体经历的是一个等压变化。在压强不变的情况下，体积/与热力学温度7成

正比，故B正确。

3.如图所示，容器力和8分别盛有氢气和氧气，用一段竖直细玻璃管连通，管内有一段

水银柱将两种温度相同的气体隔开。如果将两气体温度均降低10℃,水银柱将（）

A.向上移动

C.不动D.无法确定

△T

解析：选B由查理定律的推论关系式△夕=万夕得，△e=一,ApB=-#pWO,

因夕力而，故IAp/>|△加，水银柱向容器4一方（向下）移动。故选项B正确。

4.如图所示，一定质量的理想气体从状态力开始，经历两个过程，先后到达状态5和4

有关/、8和。三个状态温度看、()

A.TA=TB,TH=-TC

c.TA=TC,TATcD.T尸Tc,T,<Tc

从/到8,气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律有4=，，因为所

解析：选C

以方〈加从6到C,气体做等容变化，根据查理定律有号=华，因为优所以。>店

In1c

由题图可知p/=0「丘，即从/到G气体做等温变化，故北=九选项C正确。

5.一气泡从30m深的海底升到海面，设水底温度是4℃,水面温度是15℃,那么气

泡在海面的体积约是水底时的()

A.3倍B.4倍

C.5倍D.12倍

解析：选B根据理想气体状态方程：然=竿，知假其中方=(273+4)K=277

12V\P>/l

K,T2=(273+15)K=288K,故而p2=p)~10。水g,0I=R)+夕七400水g,即久24,故

1\pi

V

下2七4。故B正确。

V\

6.如图所示，两端开口的光滑的直玻璃管，下端插入水银槽中，上端有一段高为人的水

银柱，中间封有一段空气，设外界大气压为R,环境温度保持不变，贝曙)

A.玻璃管下端内外水银面的高度差为〃=力

B.中间空气的压强大小为p=R—Z?(cmHg)

C.若把玻璃管向下移动少许，则管内的气体压强将减小

D.若把玻璃管向上移动少许，则管内的气体压强将增大

解析：选A对管中上端水银受力分析可知，管中气体压强比大气压强高/?(cmHg),所以

玻璃管下端内外水银面的高度差为A,A正确；中间空气的压强大小为。=口+/7((;血棺)，B错

误；若把玻璃管向上移动少许(或向下移动少许)，封闭气体的压强不变，C、D错误。

7.如图所示，一定质量的理想气体，从状态1变化到状态2,气体温度变化情况是()

A.逐渐升高B.逐渐降低

C.不变D.先升高后降低

解析：选B根据理想气体的状态方程*C,得。=与，则p]图像上点与原点连线的

斜率反映温度的高低，如图所示，可知从状态1到状态2温度逐渐降低，故B正确。

8.如图所示，一根两端开口、横截面积为S=8cm?的足够长的玻璃管竖直插入水银槽中

并固定(插入水银槽中的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞静置于尸处，活塞下

封闭着长Z=21cm的气柱，气柱的温度为t—7℃,外界大气压外=1.OX10"Pa=75cmHg,

重力加速度g取10m/s?,忽略水银槽的液面变化。

(1)若在活塞上放一个质量为加=0.4kg的祛码，保持气体的温度心不变，则平衡后气

柱长度是多少？活塞向下移动的距离是多少？

(2)若保持祛码的质量不变，将气体缓慢加热至友时，活塞恰好回到〃处，则气体温度

友是多少？

解析：(1)封闭气体的初状态参量

功=口>=1.0X10°Pa,V\—LS

封闭气体的末状态参量

、mg,0.4X10

/>2=p)+—=l.OX105Pa+।Pa=l.05X10sPa=78.75cmHg,

DoX1UQx/

气体发生等温变化，根据玻意耳定律得nh=R七

代入数据解得£2=20cm=0.20m

设管内外水银面的高度差为人cm,封闭气体的压强R=R+3=75cmHg+AcmHg

解得h=3.75

活塞向下移动的距离〃=/一上+方=21cm-20cm+3.75cm=4.75cm=0.0475m。

(2)气体初状态的温度7]=(273+7)K=280K

加热过程气体压强不变，活塞回到尸处时，空气柱的长度△=/+7?cm=24.75cm,气

体体积/=/£

气体发生等压变化，根据盖一吕萨克定律得今=三

1\12

LS_US

即~=H

代入数据解得2=346.5K

则方2=(346.5—