2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修三2.1温度和温标（含答案）

2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修三2.1温度和温标（含答案）2.1温度和温标知识点一、状态参量与平衡态1．热力学系统和外界(1)热力学系统：由组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统．(2)外界：系统之外与系统发生的其他物体统称外界．2．状态参量：用来描述的物理量．常用的状态参量有体积V、压强p、等．3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的达到的稳定状态．知识点二、热平衡与温度1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡．2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于3．温度：热平衡中，表征“共同的性质”的物理量．4．热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的知识点三、温度计与温标1．确定一个温标的方法(1)选择一种物质．(2)了解测温物质用以测温的某种性质．(3)确定温度的和的方法．2．热力学温度T与摄氏温度t(1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法．规定标准大气压下为0℃，为100℃，在0℃和100℃之间均匀分成等份，每份算做1℃.(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法．热力学温标表示的温度叫用符号表示，单位是，符号为.(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝.（2023春•杨浦区校级期中）关于温度下列说法中正确的是（）A．0K即0℃ B．分子运动越剧烈，分子的温度越高 C．温度是分子热运动剧烈程度的反映 D．温度越高的物体分子的动能一定越大（2023春•五华区校级期中）下列说法正确的是（）A．处于热平衡的两个物体内能一定相等 B．处于热平衡的两个物体分子平均动能一定相等 C．处于平衡态的系统所受外力的合力为零 D．处于平衡态的系统内所有分子的动能相同（2023春•如皋市校级月考）图甲表示某电阻R随摄氏温度t变化的情况。把该电阻与电池、电流表串联起来，如图乙所示，用该电阻做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（）A．该电阻R与热力学温度T是线性关系 B．温度与电流是线性关系 C．温度越高，电源的总功率越大 D．tA与tB相比，tB应标在电流较大的刻度上（多选）（2023春•邯山区校级期中）严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下鱼儿仍在游动。为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是（）A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出温度计的示数 B．取一空的塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即读出温度计的示数 C．若温度计显示的示数为摄氏温度4℃，即热力学温度4K D．若温度计显示的示数为摄氏温度4℃，即热力学温度277.15K（2022秋•裕华区校级月考）如图所示，玻璃瓶A、B中装有质量相等、温度分别为60℃的热水和0℃的冷水，下列说法不正确的是（）A．因质量相等，故A瓶中水的内能比B瓶中水的内能大 B．A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离小 C．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递 D．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，它们的状态都会发生变化，直到二者温度相同时，两系统便达到了热平衡，达到热平衡的两个系统都处于平衡态（2022春•邯山区校级月考）下列对热平衡的理解，正确的是（）A．标准状况下冰水混合物与0℃的水未达到热平衡 B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统达到热平衡 C．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙是处于热平衡的 D．热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同（2022春•贺兰县月考）气体初始温度为27℃，升高了20℃．用热力学温标表示为（）A．气体初始温度为27K，升高了20K B．气体初始温度为300K，升高了20K C．气体初始温度为27K，升高了293K D．气体初始温度为300K，升高了293K（2022秋•济南月考）如图所示是小明记录的一定质量的水的体积随温度变化的规律图像。据此分析，存放灌装的饮料（可视为水）最安全的温度是（）A．0℃ B．4℃ C．8℃ D．16℃（多选）（2022春•双鸭山期末）关于热力学温度，下列说法中正确的是（）A．27℃相当于300.15K B．摄氏温度与热力学温度都可能取负值 C．温度变化1℃，也就是温度变化1K D．温度由t升至2t，对应的热力学温度升高了273.15K+t（多选）（2022春•道里区校级期中）关于温度和热平衡，下列说法中正确的是（）A．处于热平衡状态的系统，温度一定相同 B．摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K C．摄氏温度与热力学温度都可能取负值 D．温度是分子势能的宏观标志（2021•镜湖区校级自主招生）在烹调美食的过程中，所包含的物理知识正确的是（）A．炖排骨时，在汤沸腾后把炖汤的火调小，是为了降低汤的温度 B．抽油烟机能将油烟吸走，是因为空气流速越大的位置，压强越大 C．汤的温度越高，香味越浓，说明温度越高，分子的无规则运动越剧烈 D．锅一般都是用铁制造的，主要是利用了铁的比热容较大的性质（2021春•尖山区校级期中）对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（）A．已知某种气体的密度为ρ（kg/m3），摩尔质量为M（kg/mol），阿伏加德罗常数为NA（mol﹣1），则该气体分子之间的平均距离可以表示为3MB．温度高的物体其内能和分子平均动能一定大 C．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能 D．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动2.1温度和温标知识点一、状态参量与平衡态1．热力学系统和外界(1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统．(2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界．2．状态参量：用来描述系统状态的物理量．常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等．3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态．知识点二、热平衡与温度1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡．2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡．3．温度：热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量．4．热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度．知识点三、温度计与温标1．确定一个温标的方法(1)选择一种测温物质．(2)了解测温物质用以测温的某种性质．(3)确定温度的零点和分度的方法．2．热力学温度T与摄氏温度t(1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法．规定标准大气压下冰的熔点为0℃，水的沸点为100℃，在0℃和100℃之间均匀分成100等份，每份算做1℃.(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法．热力学温标表示的温度叫热力学温度．用符号T表示，单位是开尔文，符号为K.(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15K.（2023春•杨浦区校级期中）关于温度下列说法中正确的是（）A．0K即0℃ B．分子运动越剧烈，分子的温度越高 C．温度是分子热运动剧烈程度的反映 D．温度越高的物体分子的动能一定越大【解答】解：A、0K是绝对零度，是一切低温的极限，为﹣273.15℃，故A错误；B、温度是宏观概念，对单个分子是无意义的，故不能说分子运动越剧烈，“分子的温度”越高，而应该是：分子的热运动越剧烈，分子构成的物体的温度越高，故B错误；C、温度是分子热运动剧烈程度的反映，是分子平均动能的标志，故C正确；D、温度越高的物体，分子的热运动越剧烈，分子的平均动越大，但并不是每个分子的动能越大，故D错误；故选：C。（2023春•五华区校级期中）下列说法正确的是（）A．处于热平衡的两个物体内能一定相等 B．处于热平衡的两个物体分子平均动能一定相等 C．处于平衡态的系统所受外力的合力为零 D．处于平衡态的系统内所有分子的动能相同【解答】解：AB．处于热平衡的两个物体的温度相等，温度是分子平均动能的标志，因此分子平均动能相等，但内能不一定相同，故A错误，B正确；C．系统内各部分状态参量，包括温度、压强、体积等，能够达到稳定的状态叫做平衡态，是热力学范畴，当系统所受合外力不为零时，只要系统内各部分状态参量能够达到稳定的状态，也能处于平衡态，故C错误；D．处于平衡态的系统温度不变，分子的平均动能不变，并不是所有的分子的动能都相同，故D错误。故选：B。（2023春•如皋市校级月考）图甲表示某电阻R随摄氏温度t变化的情况。把该电阻与电池、电流表串联起来，如图乙所示，用该电阻做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（）A．该电阻R与热力学温度T是线性关系 B．温度与电流是线性关系 C．温度越高，电源的总功率越大 D．tA与tB相比，tB应标在电流较大的刻度上【解答】解：A．由图甲R﹣t图像可得：R＝R0+kt根据热力学温度与摄氏度的关系有：T＝t+273.15联立可得：R＝（R0﹣273.15k）+kT，故可知该电阻R与热力学温度T是线性关系，故A正确；B．根据闭合电路欧姆定律得：I=进而可得：R=结合A项求得的R﹣t关系式，可得：R解得：t=EC．由图甲R﹣t图像可知，温度t越高，电阻R的阻值越大，由闭合电路欧姆定律可知，回路中的电流越小，根据P＝IE可知，电源的总功率越小，故C错误；D．由甲图可知，tA点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律可知，对应电路中的电流较大，则tA应标在电流较大的刻度上，故D错误。故选：A。（多选）（2023春•邯山区校级期中）严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下鱼儿仍在游动。为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是（）A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出温度计的示数 B．取一空的塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即读出温度计的示数 C．若温度计显示的示数为摄氏温度4℃，即热力学温度4K D．若温度计显示的示数为摄氏温度4℃，即热力学温度277.15K【解答】解：AB.要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡时，再读出温度计的示数，但因隔着冰无法直接读数，把温度计取出来，显示的也不再是原热平衡状态下的温度，故A错误，B正确；CD．根据T＝t+273.15K＝4+273.15K＝277.15K，故C错误，D正确。故选：BD。（2022秋•裕华区校级月考）如图所示，玻璃瓶A、B中装有质量相等、温度分别为60℃的热水和0℃的冷水，下列说法不正确的是（）A．因质量相等，故A瓶中水的内能比B瓶中水的内能大 B．A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离小 C．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递 D．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，它们的状态都会发生变化，直到二者温度相同时，两系统便达到了热平衡，达到热平衡的两个系统都处于平衡态【解答】解：A.温度是分子的平均动能的标志，因质量相等，故A瓶中水的分子平均动能大，A的内能比B瓶中水的内能大．故A正确．B.质量相等的60℃的热水和0℃的冷水相比，60℃的热水体积比较大，所以A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离大，故B错误；C.若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，热量会自发从高温向低温传递，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递，故C正确；D.若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，热量会自发从高温向低温传递，它们的状态都会发生变化，直到二者温度相同时，两系统便达到了热平衡，达到热平衡的两个系统都处于平衡态，故D正确；本题选不正确的，故选：B。（2022春•邯山区校级月考）下列对热平衡的理解，正确的是（）A．标准状况下冰水混合物与0℃的水未达到热平衡 B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统达到热平衡 C．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙是处于热平衡的 D．热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同【解答】解：A．标准状况下冰水混合物的温度为0℃，与0℃的水达到了热平衡，故A错误；B．根据热平衡定律，A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统达到热平衡，故B正确；C．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，此时乙、丙与甲的温度不一定相等，所以甲、丙不一定是处于热平衡的，故C错误；D．根据热平衡的特点可知，两个系统达到热平衡的标志是它们温度相同，但压强、体积不一定相同，故D错误。故选：B。（2022春•贺兰县月考）气体初始温度为27℃，升高了20℃．用热力学温标表示为（）A．气体初始温度为27K，升高了20K B．气体初始温度为300K，升高了20K C．气体初始温度为27K，升高了293K D．气体初始温度为300K，升高了293K【解答】解：气体初始温度为27℃，根据摄氏温度与热力学温度的关系式T＝t+273，可得气体初始温度用热力学温标表示为T＝t+273＝（273+27）K＝300K，Δt＝20℃＝20K，故B正确，ACD错误。故选：B。（2022秋•济南月考）如图所示是小明记录的一定质量的水的体积随温度变化的规律图像。据此分析，存放灌装的饮料（可视为水）最安全的温度是（）A．0℃ B．4℃ C．8℃ D．16℃【解答】解：体积最小时，灌装饮料越容易存放，根据题图可确定最安全温度为4℃，故B正确，ACD错误；故选：B。（多选）（2022春•双鸭山期末）关于热力学温度，下列说法中正确的是（）A．27℃相当于300.15K B．摄氏温度与热力学温度都可能取负值 C．温度变化1℃，也就是温度变化1K D．温度由t升至2t，对应的热力学温度升高了273.15K+t【解答】解：A、根据T＝273.15（K）+t，27℃相当于300.15K，故A正确；B、绝对零度是低温的极限，表示分子热运动停止，不可能达到，热力学温度不可能有负值，故B错误；CD、T＝273.15（K）+t，热力学温度每升高1K和摄氏温度每升高1℃对应的温度变化是相同的，温度变化1℃，也就是温度变化1K，温度由t升至2t，对应的热力学温度升高了t，故C正确，D错误。故选：AC。（多选）（2022春•道里区校级期中）关于温度和热平衡，下列说法中正确的是（）A．处于热平衡状态的系统，温度一定相同 B．摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K C．摄氏温度与热力学温度都可能取负值 D．温度是分子势能的宏观标志【解答】解：AD、由热平衡的定义知如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态；温度是热平衡的标志，必须相同，故A正确，D错误；BC、热力学温度r与摄氏温度c的换算关系是：T＝t+273K，摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K，热力学温度不可以取负值，摄氏温度可以为负值，故B正确，C错误；故选：AB。（2021•镜湖区校级自主招生）在烹调美食的过程中，所包含的物理知识正确的是（）A．炖排骨时，在汤沸腾后把炖汤的火调小，是为了降低汤的温度 B．抽油烟机能将油烟吸走，是因为空气流速越大的位置，压强越大 C．汤的温度越高，香味越浓，说明温度越高，分子的无规则运动越剧烈 D．锅一般都是用铁制造的，主要是利用了铁的比热容较大的性质【解答】解：A、汤沸腾后，把炖汤的火调小，此时汤继续沸腾，汤的温度不变，故A错误。B、流体压强与流速的关系：流体在流速越大的位置压强越小；所以，抽油烟机在工作时，转动的扇叶处的空气流速增大，压强减小，把油烟抽走，故B错误；C、我们闻到香味是香气分子扩散到空气中的缘故，是分子无规则运动的结果，汤的温度越高香味越浓，说明温度越高，分子无规则运动越剧烈，故C正确；D、锅一般都是用铁制造的，主要是利用铁具有良好的导热性，故D错误。故选：C。（2021春•尖山区校级期中）对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（）A．已知某种气体的密度为ρ（kg/m3），摩尔质量为M（kg/mol），阿伏加德罗常数为NA（mol﹣1），则该气体分子之间的平均距离可以表示为3MB．温度高的物体其内能和分子平均动能一定大 C．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能 D．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动【解答】解：A、某种气体的密度为ρ（kg/m3）、摩尔质量为M（kg/mol）、则该气体的摩尔体积为V=Mρ，如果每个分子所占的空间为V0，若把气体分子所占空间看成立方体模型，则该气体分子之间的平均距离可以表示为：dB、温度高的物体内能不一定大，要看分子总数的多少，但分子平均动能一定大，故B错误；C、如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度，故C错误；D、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，它间接说明液体分子永不停息地做无规则运动，故D错误。故选：A。2.2气体的等温变化知识点一、实验：探究气体等温变化的规律一、等温变化一定质量的气体，在温度不变的条件下，其与变化时的关系．二、实验思路在保证密闭注射器中气体的和不变的条件下，通过改变密闭注射器中气体的体积，由压力表读出对应气体的压强值，进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的关系．三、实验器材带铁夹的铁架台、、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、、刻度尺．四、物理量的测量1．如图所示组装实验器材．2．利用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭．3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据．空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V.空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取．五、数据分析1．作p－V图像以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温曲线，如图所示．观察p－V图像的特点看能否得出p、V的定量关系．2．作p－eq\f(1,V)图像以压强p为纵坐标，以eq\f(1,V)为横坐标，在坐标纸上描点．如果p－eq\f(1,V)图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强p跟eq\f(1,V)成正比，即压强与体积成反比．如果不在同一条直线上，我们再尝试其他关系．3．实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成正比．六、注意事项1．改变气体体积时，要缓慢进行．2．实验过程中，不要用手接触注射器的外壁．3．实验前要在柱塞上涂抹润滑油．4．读数时视线要与柱塞底面平行．5．作p－eq\f(1,V)图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃掉．知识点二、玻意耳定律1．内容一定质量的某种气体，在不变的情况下，压强p与体积V成2．公式pV＝C或.3．条件气体的一定，不变．1．常量的意义p1V1＝p2V2＝C，该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，则常量C越大．2．应用玻意耳定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件．(2)确定初、末状态及状态参量(p1、V1；p2、V2)．(3)根据玻意耳定律列方程求解．(注意统一单位)(4)注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明．知识点三、气体等温变化的p－V图像或p－eq\f(1,V)图像两种等温变化图像内容p－eq\f(1,V)图像p－V图像图像特点物理意义一定质量的某种气体，温度不变时，pV＝恒量，p与V成反比，p与eq\f(1,V)就成正比，在p－eq\f(1,V)图上的等温线应是过原点的倾斜直线一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，p与V成反比，因此等温过程的p－V图像是双曲线的一支温度高低直线的斜率为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，图中T2>T1一定质量的某种气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在p－V图上的等温线就越高，图中T2>T1（2023•河西区模拟）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是（）A．气体压强减小体积增大 B．气体分子的平均速率增大 C．气体分子的平均动能减小 D．气体分子间的作用力增大（2022春•爱民区校级期末）用打气筒给自行车打气，设每打一次可打入压强为1atm的空气0.1L，自行车内胎的容积为2.0L，假设胎内原来没有空气，且打气过程温度不变，那么打了40次后胎内空气压强为（）A．5atm B．25atm C．2atm D．40atm（2022秋•浙江月考）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与大气压强的差值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为60cm3；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经N次充气后，压强计臂带内气体体积变为250cm3，压强计示数为150mmHg。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N等于（）A．3 B．4 C．5 D．6（2022•金山区二模）玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银封闭一定质量的理想气体。将玻璃管绕底端缓慢转到虚线所示位置，则（）A．根据查理定律可判断气体体积在变大 B．根据查理定律可判断气体体积在变小 C．根据玻意耳定律可判断气体体积在变大 D．根据玻意耳定律可判断气体体积在变小（2022•沈阳三模）水枪是同学们喜爱的玩具，某种气压式水枪储水罐如图所示。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若储水罐内气体可视为理想气体，在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（）A．从外界吸收热量 B．压强变大 C．分子平均动能变大 D．内能变大（2022•沈阳一模）如图所示，长为l＝100cm、上端开口、下端封闭、粗细均匀的玻璃管竖直放置，在玻璃管中注入长度为h＝25cm的水银柱，稳定后被封闭的空气柱的长度为l1＝51cm。现将玻璃管缓慢旋转180°至开口向下竖直放置，此过程中被封闭的空气柱的温度保持不变，已知大气压强p0＝75cmHg。（i）若玻璃管在旋转的过程中被封闭的空气柱的质量保持不变，求玻璃管开口向下时，管内空气柱的长度。（ii）若玻璃管在旋转的过程中被封闭的空气柱的质量发生了变化，当玻璃管开口向下时，管内水银柱的长度不变，且其下端恰好与管口相平，求空气柱质量的改变量Δm与原来封闭的空气柱的质量m的比值。（2022春•海门市校级期中）为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为1.0×105Pa，护士把注射器内横截面积为0.3cm2、长度为0.4cm、压强为1.0×105Pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，此时药瓶内气体的压强最接近（）A．0.8×105Pa B．1.0×105Pa C．1.3×105Pa D．1.7×105Pa（2022春•皇姑区校级期中）某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“p•V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是（）序号V/mLp/×105Pap•V/×105Pa•mL120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大 B．实验时环境温度增大了 C．实验时外界大气压强发生了变化 D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏（2022春•日照月考）某探究小组同学尝试用如图所示装置测定大气压强。实验过程中温度保持不变。最初U形管两臂中的水银面齐平，烧瓶内密封体积为800mL的理想气体，烧瓶中无水。当用注射器缓慢往烧瓶中注入200mL的水，稳定后U形管两臂中的水银面出现25cm的高度差。不计玻璃管中气体的体积，环境温度不变。则所测得的大气压强为（）A．74cmHg B．75cmHg C．75.5cmHg D．76cmHg（2022秋•沂南县校级月考）如图所示，劲度系数k＝500N/m的竖直弹簧下端固定在水平地面上，上端与一活塞相连，导热良好的汽缸内被活塞密封了一定质量的气体，整个装置处于静止状态。已知汽缸质量m1＝5kg，汽缸底面积S＝10cm2，大气压强p0＝1.0×105Pa，此时活塞离汽缸底部的距离h1＝40cm。现在汽缸顶部加一质量m2＝5kg的重物。忽略汽缸壁厚度以及活塞与汽缸之间的摩擦力，汽缸下端离地足够高，环境温度保持不变，g取10m/s2。则汽缸稳定时下降的距离（）A．10cm B．20cm C．30cm D．40cm（多选）（2022春•北碚区校级期末）2020年初，新冠病毒来袭，我国人民万众一心、英勇抗“疫”，取得阶段性胜利。为确保师生健康，各校都进行了严格的消杀工作，图为某同学设计的消杀喷药装置，内部装有8L药液，上部密封1atm的空气1L，保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.2L，设在所有过程中空气可看成理想气体，且温度不变，下列说法正确的是（）A．充气后，密封气体的压强增大为1.2atm B．充气后，密封气体的分子平均动能不变 C．打开阀门后，密封气体对外界做负功 D．打开阀门后，不再充气也能把药液喷光（2023春•济南期末）用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接；②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P；③用V-1如果实验操作规范正确，但如图所示的V-1P图线不过原点，则V0代表（2022春•万安县校级期中）如图所示，某同学用打气筒给自行车轮胎打气。已知圆柱形打气筒内部空间的高度为H，内部横截面积为S，厚度不计的活塞上提时外界大气可从活塞四周进入，活塞下压时不漏气，当筒内气体压强大于轮胎内气体压强时，轮胎气门（单向阀门K）便打开，即可将打气筒内气体推入轮胎中，若轮胎的容积V0＝10HS，打气前打气筒中气体的初始压强均为P0，轮胎内初始气体的压强为1.6P0，该同学能够给活塞施加的最大作用力F＝3P0S，打气过程中气体温度不变，忽略活塞与筒壁间的摩擦力，每次活塞均提到最高处，求：（i）第一次打气时活塞下移多大距离时，阀门K打开；（ii）至少打几次可以使轮胎内气体的压强增加到2P0，以及用该打气筒给轮胎打气，轮胎内气体能达到的最大压强。2.2气体的等温变化知识点一、实验：探究气体等温变化的规律一、等温变化一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系．二、实验思路在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下，通过改变密闭注射器中气体的体积，由压力表读出对应气体的压强值，进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的关系．三、实验器材带铁夹的铁架台、注射器、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、橡胶套、刻度尺．四、物理量的测量1．如图所示组装实验器材．2．利用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭．3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据．空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V.空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取．五、数据分析1．作p－V图像以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温曲线，如图所示．观察p－V图像的特点看能否得出p、V的定量关系．2．作p－eq\f(1,V)图像以压强p为纵坐标，以eq\f(1,V)为横坐标，在坐标纸上描点．如果p－eq\f(1,V)图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强p跟eq\f(1,V)成正比，即压强与体积成反比．如果不在同一条直线上，我们再尝试其他关系．3．实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成正比．六、注意事项1．改变气体体积时，要缓慢进行．2．实验过程中，不要用手接触注射器的外壁．3．实验前要在柱塞上涂抹润滑油．4．读数时视线要与柱塞底面平行．5．作p－eq\f(1,V)图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃掉．知识点二、玻意耳定律1．内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比．2．公式pV＝C或p1V1＝p2V2.3．条件气体的质量一定，温度不变．1．常量的意义p1V1＝p2V2＝C，该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，则常量C越大．2．应用玻意耳定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件．(2)确定初、末状态及状态参量(p1、V1；p2、V2)．(3)根据玻意耳定律列方程求解．(注意统一单位)(4)注意分析隐含条件，作出必要的判断和说明．知识点三、气体等温变化的p－V图像或p－eq\f(1,V)图像两种等温变化图像内容p－eq\f(1,V)图像p－V图像图像特点物理意义一定质量的某种气体，温度不变时，pV＝恒量，p与V成反比，p与eq\f(1,V)就成正比，在p－eq\f(1,V)图上的等温线应是过原点的倾斜直线一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，p与V成反比，因此等温过程的p－V图像是双曲线的一支温度高低直线的斜率为p与V的乘积，斜率越大，pV乘积越大，温度就越高，图中T2>T1一定质量的某种气体，温度越高，气体压强与体积的乘积必然越大，在p－V图上的等温线就越高，图中T2>T1（2023•河西区模拟）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是（）A．气体压强减小体积增大 B．气体分子的平均速率增大 C．气体分子的平均动能减小 D．气体分子间的作用力增大【解答】解：ABC．气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则气体分子的平均动能不变，气体分子的平均速率不变；气体压强减小，根据玻意耳定律pV＝C，可知气体体积增大，故A正确，BC错误；D．气体分子间的距离比较大，分子间的作用力可忽略不计。气体的体积膨胀，分子间的作用力不变，故D错误。故选：A。（2022春•爱民区校级期末）用打气筒给自行车打气，设每打一次可打入压强为1atm的空气0.1L，自行车内胎的容积为2.0L，假设胎内原来没有空气，且打气过程温度不变，那么打了40次后胎内空气压强为（）A．5atm B．25atm C．2atm D．40atm【解答】解：每打一次把一个大气压强的空气打进0.1L，打了40次，总体积V1＝40×0.1L＝4L，气压为p1＝1atm，压入足球，体积减小为V2＝2.0L根据玻意耳定律得：p1V1＝p2V2代入数据解得：p2＝2atm，故C正确。故选：C。（2022秋•浙江月考）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与大气压强的差值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为60cm3；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经N次充气后，压强计臂带内气体体积变为250cm3，压强计示数为150mmHg。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N等于（）A．3 B．4 C．5 D．6【解答】解：经N次充气后，以臂带内所有气体为研究对象，初态：p1＝750mmHg V1＝（V+60×N）cm3末态：p2＝750mmHg+150mmHg＝900mmHg V2＝250cm3由玻意耳定律得p1V1＝p2V2代入数计算可得：N＝4，故B正确，ACD错误。故选：B。（2022•金山区二模）玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银封闭一定质量的理想气体。将玻璃管绕底端缓慢转到虚线所示位置，则（）A．根据查理定律可判断气体体积在变大 B．根据查理定律可判断气体体积在变小 C．根据玻意耳定律可判断气体体积在变大 D．根据玻意耳定律可判断气体体积在变小【解答】解：玻璃管绕底端缓慢转到虚线所示位置时，设玻璃管与水平方向夹的角度为θ，由p＝p0+ρghsinθ可知，θ变小，知被封气体压强变小；这个过程可以看作等温变化。由玻意耳定律pV＝C可知，气体的压强变小，气体体积变大，故ABD错误，C正确。故选：C。（2022•沈阳三模）水枪是同学们喜爱的玩具，某种气压式水枪储水罐如图所示。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若储水罐内气体可视为理想气体，在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（）A．从外界吸收热量 B．压强变大 C．分子平均动能变大 D．内能变大【解答】解：B、在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，根据理想气体得状态方程可知其体积增加时压强减小，故B错误；AD、气体膨胀，体积增大，则气体对外界做功，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q，气体温度不变则内能不变，气体对外做功、则吸收热量，故A正确，D错误；C、温度是分子平均动能的标志，温度不变则分子的平均动能不变，故C错误。故选：A。（2022•沈阳一模）如图所示，长为l＝100cm、上端开口、下端封闭、粗细均匀的玻璃管竖直放置，在玻璃管中注入长度为h＝25cm的水银柱，稳定后被封闭的空气柱的长度为l1＝51cm。现将玻璃管缓慢旋转180°至开口向下竖直放置，此过程中被封闭的空气柱的温度保持不变，已知大气压强p0＝75cmHg。（i）若玻璃管在旋转的过程中被封闭的空气柱的质量保持不变，求玻璃管开口向下时，管内空气柱的长度。（ii）若玻璃管在旋转的过程中被封闭的空气柱的质量发生了变化，当玻璃管开口向下时，管内水银柱的长度不变，且其下端恰好与管口相平，求空气柱质量的改变量Δm与原来封闭的空气柱的质量m的比值。【解答】解：（1）玻璃管开口竖直向上时，空气柱压强为：p1＝100cmHg；设玻璃管开口向下时，水银部分溢出，此时管内水银柱的长度为xcm，玻璃管横截面积为S，空气柱的压强为：p2＝（75﹣x）cmHg；空气柱的长度l2＝（100﹣x）cm；据玻意耳定律得：p1Sl1＝p2Sl2；代入数据解得x＝15cm，l2＝85cm；（2）玻璃管开口向下时，空气柱的长度l3＝75cm，则空气柱的压强为：p3＝50cmHg设压强为p1，长度为l1的空气柱在压强为p3时的长度为l′；据玻意耳定律得：p1Sl1＝p3Sl′Δmm解得Δmm（2022春•海门市校级期中）为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为1.0×105Pa，护士把注射器内横截面积为0.3cm2、长度为0.4cm、压强为1.0×105Pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，此时药瓶内气体的压强最接近（）A．0.8×105Pa B．1.0×105Pa C．1.3×105Pa D．1.7×105Pa【解答】解：根据气体做等温变化可知，初状态：p1＝1.0×105Pa，V1＝0.9mL﹣0.5mL+0.3×0.4mL＝0.52mL；末状态：p2，V2＝0.9mL﹣0.5mL＝0.4mL；根据玻意尔定律可知，p1V1＝p2V2，代入数据解得p2＝1.3×105Pa，故C正确，ABD错误；故选：C。（2022春•皇姑区校级期中）某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“p•V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是（）序号V/mLp/×105Pap•V/×105Pa•mL120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大 B．实验时环境温度增大了 C．实验时外界大气压强发生了变化 D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏【解答】解：A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积，故A错误；B.实验时环境温度增大了，根据一定质量理想气体状态方程pVTpV乘积变大，故B错误；C.封闭气体压强与外界大气压强无关，故C错误；D.实验时注射器的空气向外发生了泄漏，根据一定质量理想气体状态方程pVT常数C与质量有关，变小，故PV乘积减小，故D正确；故选：D。（2022春•日照月考）某探究小组同学尝试用如图所示装置测定大气压强。实验过程中温度保持不变。最初U形管两臂中的水银面齐平，烧瓶内密封体积为800mL的理想气体，烧瓶中无水。当用注射器缓慢往烧瓶中注入200mL的水，稳定后U形管两臂中的水银面出现25cm的高度差。不计玻璃管中气体的体积，环境温度不变。则所测得的大气压强为（）A．74cmHg B．75cmHg C．75.5cmHg D．76cmHg【解答】解：烧瓶中的气体，初状态为p1＝p0，V1＝800mL注入水后p2＝p0+25cmHg，V2＝600mL由玻意耳定律可得p1V1＝p2V2代