2025人教版高中物理选择性必修第三册强化练习题（有解析）--3　气体的等压变化和等容变化

中小学教育资源及组卷应用平台 2025人教版高中物理选择性必修第三册 3　气体的等压变化和等容变化 基础过关练 题组一　气体的等压变化(盖-吕萨克定律) 1.(2023江苏南通统考)如图所示,汽缸悬空而静止,设活塞可以在缸内自由移动且和缸壁间无摩擦,缸壁导热性能良好,使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同,则 (　　) A.气温降低,汽缸的上底面距地面的高度减小 B.气温升高,汽缸中气体分子的数密度变大 C.外界大气压强减小,弹簧伸长 D.外界大气压强增大,汽缸的上底面距地面的高度增大 2.(2024河北强基名校联盟开学考试)如图所示,一绝热汽缸开口向下,内部封闭有理想气体,绝热活塞的质量为m=400 g、横截面积为S=2 cm2,初始时绝热活塞位于距汽缸顶部h=15 cm处,汽缸内气体的温度为27 ℃。现用电热丝缓慢加热缸内气体,直到活塞下移到2h处,已知外界的大气压强为p0=1×105 Pa,不计活塞和汽缸之间的摩擦力,取0 ℃=273 K,重力加速度g=10 m/s2,求: (1)加热前汽缸内气体的压强; (2)活塞下移到2h处时汽缸内气体的热力学温度。 3.(教材习题改编)如图所示,一导热性能良好的球形容器内部不规则,某兴趣小组为了测量它的容积,在容器上竖直插入一根两端开口的长l=100 cm的薄壁玻璃管,接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积S=0.2 cm2,管内一长h=14 cm的静止水银柱封闭着长度l1=10 cm的空气柱,此时外界温度t1=27 ℃。现把容器浸没在温度为t2=77 ℃的热水中,水银柱缓慢上升,当水银柱重新静止时下方空气柱长度l2=60 cm,实验过程中认为大气压没有变化,大气压p0相当于76 cm高水银柱产生的压强。(0 ℃对应的热力学温度为273 K,忽略水银柱与玻璃管壁之间的摩擦阻力) (1)求容器的容积; (2)在标准大气压下,这时对热水继续缓慢加热,能否让水银柱全部从上部离开玻璃管 题组二　气体的等容变化(查理定律) 4.(2024重庆模拟预测)如图,小明将海边拾到的漂流瓶竖直放入热水中,以便打开瓶塞。瓶塞的质量为m、横截面积为S,瓶内密闭气体的压强等于此时外界大气压强p0、温度为摄氏温度t1;当瓶子被置于热水中一段时间后,气体的温度为摄氏温度t2,瓶塞恰好能移动。0 ℃对应的热力学温度为T0,重力加速度为g,不考虑瓶子的容积变化。瓶塞所受最大静摩擦力大小为 (　　) A.p0S+mg　　　　B.p0S-mg C.p0S+mg　　　　D.p0S-mg 5.(经典题)(2024重庆沙坪坝月考)某兴趣小组参考烟雾报警器的原理,设计了一个简易温度报警装置,原理图如图所示,一导热性能良好的汽缸竖直放置于平台上,质量为2 kg活塞下方封闭一定质量的理想气体,固定在天花板上的压力传感器与活塞通过刚性竖直轻杆连接,当传感器受到竖直向上的压力大小达到20 N时,就会启动报警装置。已知当外界温度为242 K时,压力传感器的示数为0。不计气体体积变化以及一切摩擦,已知大气压强p0=1.0×105 Pa,汽缸的横截面积为2 cm2,重力加速度g=10 m/s2。求: (1)当外界温度为242 K时,封闭气体的压强大小; (2)触发报警装置的环境温度值。 6.(教材习题改编)“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时,医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气,随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位,冷却后小罐便紧贴在皮肤上(如图)。假设加热后小罐内的空气温度为87 ℃,当时的室温为27 ℃,大气压为p0=1×105 Pa,小罐开口部位的面积S=3×10-3 m2。当罐内空气温度变为室温时,求:(不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响,热力学温度T与摄氏温度t的关系为T=t+273 K) (1)小罐内的空气对皮肤的压力大小; (2)某次拔罐时由于医生操作不当,小罐未紧贴在皮肤上,当罐内空气温度变为室温时,进入罐内空气与原有空气质量之比。 题组三　理想气体(理想气体状态方程) 7.(2024广东肇庆模拟)如图所示,一根一端封闭粗细均匀细玻璃管AB开口向上竖直放置,管内用高h=24 cm ... ...