新教材2024-2025学年高中物理第1章分子动理论与气体实验定律习题课分层作业鲁科版选择性必修第三册

习题课A级必备学问基础练1.用打气筒将压强为1×105Pa的空气打进自行车轮胎内,假如打气筒容积ΔV=500cm3,轮胎容积V=3L,原来压强p=1.5×105Pa。现要使轮胎内压强变为p'=4×105Pa,若用这个打气筒给自行车轮胎打气,则要打气的次数为(设打气过程中空气的温度不变)()A.10次 B.15次 C.20次 D.25次2.如图所示,两端开口的U形管,用两段水银密闭了一段空气,下列做法能使两管液面差h增大的是()A.环境温度上升B.大气压强减小C.从管口A注入水银D.从管口B注入水银3.(2024陕西咸阳高二期中)如图所示,A、B是两个容积相同的密闭容器,由细玻璃管连通,管内有一段水银柱。当A容器气体温度为0℃、B容器气体温度为10℃时,水银柱在管中心静止。若分别给A、B容器加热,使它们温度都上升20℃,管内水银柱将()A.向左移动B.保持不动C.向右移动D.无法确定4.如图所示,一向右开口的气缸平放在水平地面上,活塞可无摩擦移动且不漏气,气缸中间位置有小挡板。外界大气压为p0,初始时,活塞紧压挡板,现缓慢上升缸内气体温度,则能正确反映缸内气体压强和体积随温度变更状况的p-T图像是()5.(多选)如图所示,肯定质量的志向气体,从图示A状态起先,经验了B、C状态,最终到D状态,下列推断正确的是()A.A→B温度上升,压强不变B.B→C体积不变,压强变大C.B→C体积不变,压强不变D.C→D体积变小,压强变大6.(2024浙江宁波高二期中)肯定质量的志向气体从状态A经状态B变更到状态C,其p-1V图像如图所示,已知C(1)求B点对应的温度;(2)在V-T图上作出从状态A变更到状态C的图像,并在图中标出A、B、C三个状态;(3)求状态A变更到状态C的过程中气体汲取的热量Q。7.如图所示,一个密闭的气缸,被活塞分成体积相等的左、右两室,气缸壁与活塞是不导热的,它们之间没有摩擦,两室中气体的温度相等。现利用右室中的电热丝对右室加热一段时间,活塞达到平衡后,左室的体积变为原来的34,气体的温度T1=B级关键实力提升练8.(多选)如图所示,四个两端密闭、粗细匀称的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开,按图中标明的条件,当玻璃管水平放置时,水银柱处于静止状态。假如管内两端的空气都上升相同的温度,则水银柱向左移动的是()9.(多选)2024年11月7日,王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱,成为我国第一位在太空“闲逛”的女性。舱外航天服是密封肯定气体的装置,用来供应适合人体生存的气压。王亚平先在节点舱(航天员出舱前的气闸舱)穿上舱外航天服,航天服密闭气体的体积约为V1=2L,压强p1=1.0×105Pa,温度t1=27℃。她穿好航天服后,须要把节点舱的气压不断降低,以便打开舱门。若节点舱气压降低到能打开舱门时,密闭航天服内气体体积膨胀到V2=2.5L,温度变为t2=-3℃,此时航天服内气体压强为p2。为便于舱外活动,航天员把航天服内的一部分气体缓慢放出,使气压降到p3=4.0×104Pa。假设释放气体过程中温度不变,体积变为V3=3L。下列说法正确的是()A.p2=0.72×105PaB.p2=0.82×105PaC.航天服须要放出的气体与原来气体的质量比为1D.航天服须要放出的气体与原来气体的质量比为210.如图所示,容积为V的气缸由导热性能良好的材料制成,横截面积为S的活塞(体积可忽视不计)将气缸分成体积相等的上下两部分,气缸上部通过单向阀门K(气体只能进气缸,不能出气缸)与一打气筒相连。起先时气缸内上部分气体的压强为p0,现用打气筒向容器内打气。已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为V10的空气,当打气49次后,稳定时气缸上下两部分的体积之比为9∶1,重力加速度大小为g,外界温度恒定,不计活塞与气缸间的摩擦。求活塞的质量m11.如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管横截面积是细管的2倍。管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12cm,大气压强为p0=75cmHg。现将粗管管口密闭,然后将细管管口用一活塞(图中未画出)密闭并将活塞缓慢推入管中,直至两管中水银面高度差达6cm为止,求活塞下移的距离(假设环境温度不变)。12.(2024全国甲卷)如图所示,容积均为V0、缸壁可导热的A、B两气缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中:两气缸的底部通过细管连通,A气缸的顶部通过开口C与外界相通;气缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为18V0和14V(1)将环境温度缓慢上升,求B气缸中的活塞刚到达气缸底部时的温度。(2)将环境温度缓慢变更至2T0,然后用气泵从开口C向气缸内缓慢注入气体,求A气缸中的活塞到达气缸底部后,B气缸内第Ⅳ部分气体的压强。13.如图所示,开口向上的气缸C静置于水平桌面上,用一横截面积S=50cm2的轻质活塞密闭了肯定质量的志向气体,一轻绳一端系在活塞上,另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=2800N/m的竖直轻弹簧A,A下端系有一质量m=14kg的物块B。起先时,缸内气体的温度t1=27℃,活塞到缸底的距离L1=120cm,弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2,不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却,求:(1)当B刚要离开桌面时,气缸内封闭气体的温度(用摄氏温度表示);(2)气体的温度冷却到-93℃时,B离桌面的高度H。14.如图所示,一圆柱形气缸直立在水平地面上,内有质量不计的可上下移动的薄活塞,在距缸底高为2H的缸口处有固定的卡环,使活塞不会从气缸中顶出,气缸壁和活塞都是绝热的,活塞与气缸壁之间没有摩擦。活塞下方距缸底高为H处还有一固定的导热性能良好的薄隔板,将容器内的同种志向气体分为A、B两部分,起先时A、B中气体的温度均为27℃,压强均等于外界大气压强p0,活塞距气缸底的高度为1.3H,现通过B中的电热丝缓慢加热,规定0℃为273K,则:(1)当B中气体的压强为3p0时,活塞距隔板的高度是多少?(2)当A中气体的压强为1.5p0时,B中气体的温度是多少?15.(2024湖南卷)如图所示,小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积V0=9.9L的导热气缸下接一圆管,用质量m1=90g、横截面积S=10cm2的活塞封闭肯定质量的志向气体,活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量m2=10g的U形金属丝,活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中,缓慢升起气缸,使金属丝从液体中拉出,活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离h=10cm,外界大气压强p0=1.01×105Pa,重力加速度g取10m/s2,环境温度保持不变。求:(1)活塞处于A位置时,气缸中的气体压强p1;(2)活塞处于B位置时,液体对金属丝拉力F的大小。

习题课1.B温度不变,由玻意耳定律得pV+np1ΔV=p'V,代入数据解得n=15次。2.C以左侧管中封闭气体作为探讨对象,设左侧上方水银柱长度为h左,封闭气体的压强p=p0+h=p0+h左,要使两侧水银面高度差h增大,即封闭气体的压强p=p0+h变大。使气体升温,h左不变,封闭气体的压强p=p0+h左不变,两侧水银面高度差h不变,故A错误;减小大气压强,封闭气体的压强p=p0+h=p0+h左,h=h左不变,故B错误;从左侧管口滴入水银,h左变大,封闭气体的压强p=p0+h左变大,由p=p0+h可知,两侧水银面高度差h增大,故C正确;从右侧管口滴入水银,h左不变,封闭气体的压强p=p0+h左不变,两侧水银面高度差h不变,故D错误。3.C假设两部分气体体积不变,对A进行状态分析,依据查理定律可知p解得pA'=pATATA'=273+20273pA=1对B进行状态分析,依据查理定律可知p解得pB'=pBTBTB'=273+30273+10pB=1依据初始状态pA=pB可知pA'>pB'所以管内水银柱将向右移动,故选C。4.B当缓慢上升缸内气体温度时,气体先发生等容变更,依据查理定律,缸内气体的压强p与热力学温度T成正比,图线是过原点的倾斜的直线,故C、D错误;当缸内气体的压强等于外界的大气压时,气体发生等压膨胀,图线是平行于T轴的直线,故A错误,B正确。5.AD由题图可知,在气体状态由A→B的过程中,气体温度上升、体积变大,且体积与温度成正比,由pVT=C,气体压强不变,是等压过程,故选项A正确;由题图可知,气体状态由B→C是等容过程,体积不变,而热力学温度降低,由pVT=C可知,压强p减小,故选项B、C错误;由题图可知,气体状态由C→D是等温过程,体积减小,由pVT=C6.答案(1)600K(2)见解析(3)2×105J解析(1)由题图得pA=pBVA=12VTA=TC=300K由p得TB=600K。(2)V-T图像如图所示。(3)A和C温度相同,内能相同,所以气体汲取的热量等于气体对外所做的功,Q=WAB=pΔV=2×105×(2-1)J=2×105J。7.答案500K解析依据题意对气缸中左、右两室中气体的状态进行分析左室的气体加热前状态为p0、V0、T0,加热后状态为p1、34V0、T右室的气体加热前状态为p0、V0、T0,加热后状态为p1、54V0、T依据pVT=C左室气体p右室气体p所以p解得T2=500K。8.CD假设升温后,水银柱不动,则两边压强都要增加,由查理定律有,压强的增加量Δp=pΔTT,而各管两端空气原压强相同,ΔT相同,所以Δp∝1T,即T9.AC由题意可知密闭航天服内气体初、末状态温度分别为T1=300K,T2=270K,依据志向气体状态方程有p1V1T1=p2V2T2,解得p2=0.72×105Pa,故A正确,B错误;设航天服须要放出的气体在压强为p3状态下的体积为ΔV,依据玻意耳定律有p2V2=p3(V10.答案p解析起先时,气缸上部分气体体积为V2,压强为p0,下部分气体体积为V2,压强为p0+mgS;后来气缸上部分气体体积为9V10,设压强为p,下部分气体体积为V10,压强为p+mgS。打入的空气总体积为V10×49,压强为p0,由玻意耳定律可知,对上部分气体有p0·V2+p0·4911.答案6.625cm解析设粗管中气体为气体1,细管中气体为气体2。对粗管中气体1,有p0L1=p1L1'右侧液面上升h1,左侧液面下降h2,有S1h1=S2h2,h1+h2=6cm,得h1=2cm,h2=4cmL1'=L1-h1解得p1=90cmHg对细管中气体2,有p0L1=p2L2'p2=p1+Δh解得L2'=9.375cm因为h=L1+h2-L2'解得h=6.625cm。12.答案(1)43T0(2)94解析(1)环境温度上升,气缸内气体发生等压变更对Ⅳ部分气体由盖—吕萨克定律得3解得T=43T0(2)探讨Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部分气体,初始温度T0,初始压强p0,体积为V1=98V0,环境温度上升到2T0后,A气缸中的活塞到达气缸底部时,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部分气体的体积为V2=V0,压强为由志向气体状态方程得p解得p=94p013.答案(1)-66℃(2)15cm解析(1)B刚要离开桌面时弹簧拉力为kx1=mg,由活塞受力平衡得p2S=p0S-kx1,依据志向气体状态方程有p代入数据解得T2=207K当B刚要离开桌面时缸内气体的温度t2=-66℃。(2)由(1)得x1=5cm,当温度降至-66℃之后,若接着降温,则缸内气体的压强不变,依据盖—吕萨克定律,有(代入数据解得H=15cm。14.答案(1)0.9H(2)1500K解析(1)B中气体做等容变更,由查理定律p解得T'=pB'pBT=3设气缸底面积为S,A中气体做等压变更,由于薄隔板导热性能良好,A、B中气体温度相等,由盖—吕萨克定律得VAT=VA