2025人教版高中物理选择性必修第三册强化练习题（有解析）--专题强化练4　气体实验定律的综合应用

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 专题强化练4　气体实验定律的综合应用 一、选择题 1.(2024湖南长沙模拟预测)某同学自制了一个气温计,他将一根透明玻璃管插入一个薄玻璃瓶,接口处密封。将加热后的玻璃瓶倒置,再把玻璃管插入装有红墨水的水槽中,固定好整个装置,如图所示。当瓶内气体温度降至室温T时,管内外水面的高度差为h1。设红墨水的密度为ρ,重力加速度为g,管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计,室内气压保持p0不变,以下操作过程中,玻璃管内水面一直在水槽水面之上。下列说法正确的是(　　) A.若室温降低,玻璃瓶中的气体将发生等压变化 B.若室温升高,管内外水面的高度差将增大 C.当管内外水面的高度差为h2时,室温为T D.将装置带至温度恒定的低压舱,舱内气压越低,管内外水面的高度差越大 2.(多选题)(2024河北邢台期末)如图甲所示,质量为M、半径为R的圆柱形汽缸(上端有卡扣)用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞用细线连接并悬挂在天花板上。初始时封闭气体的热力学温度为T0,活塞和容器上、下部相距均为h,现让封闭气体的温度缓慢升高,气体从初始状态A经状态B到达状态C,其p-V图像如图乙所示,已知外界大气压恒为p0,O、A、C三点共线,活塞光滑且气密性良好,重力加速度大小为g,则理想气体在状态 (　　) 　 A.B的热力学温度为2T0 B.B的压强为p0+ C.C的压强为- D.C的热力学温度为4T0 二、非选择题 3.(2024江西开学考试)一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内有一段长为h=5 cm的水银柱,如图甲,玻璃管开口斜向上在倾角θ=30°的光滑斜面上以一定的初速度上滑,稳定时被封闭的空气柱长为L=30 cm,此时环境温度为T1=300 K,已知大气压强始终为p0=75 cmHg,重力加速度g=10 m/s2,设水银柱密度在本题情况中均与标准状况下相同,ρ=13.6 g/cm3,封闭气体看成理想气体,不计水银与玻璃管壁间的摩擦。 (1)求此时被封闭气体的压强p1; (2)若开口斜向下在倾角θ=30°的光滑斜面上用外力使其以a2=1 m/s2的加速度加速上滑,且被封闭气体长度仍为L,则环境温度要变化多少摄氏度 4.(2023河北石家庄联考)竖直平面内有一内径处处相同的直角形细玻璃管,A端封闭,C端开口,AB段处于水平状态。气体封闭在水平管内,各部分尺寸如图所示,此时气体温度T1=300 K,外界大气压强p0=75 cmHg。现缓慢加热封闭气体,使AB段的水银恰好排空。 (1)求此时气体的温度; (2)此后再让气体温度缓慢降至初始温度T1,求气体的长度L3。 5.(经典题)(2024河南驻马店期末)如图所示,开口竖直向上、质量为m的薄壁汽缸内用光滑活塞(厚度可忽略)封闭着一定质量的理想气体,活塞和汽缸导热性能均良好。用轻绳将整个装置悬挂在天花板上,稳定后活塞与汽缸底部的距离为。现在汽缸底部挂一沙桶,并往沙桶内缓慢加沙,直至活塞到达缸口时停止加沙。已知汽缸的高度为H,活塞的横截面积为S,重力加速度大小为g,大气压强恒为,环境的热力学温度恒为T0。 (1)求活塞到达缸口时沙桶和沙的总质量m'; (2)活塞到达缸口后,将缸内气体的热力学温度缓慢降低到T0,求此时活塞与汽缸底部的距离h。 6.(2023山东青岛二模)如图是泡茶常用的茶杯,某次茶艺展示中往杯中倒入适量热水,水温为87 ℃,盖上杯盖,杯内气体温度与茶水温度始终相同。已知室温为27 ℃,杯盖的质量m=0.1 kg,杯身与茶水的总质量为M=0.5 kg,杯盖的面积约为S=50 cm2,大气压强p0=1.0×105 Pa,忽略汽化、液化现象,杯中气体可视为理想气体,重力加速度g=10 m/s2,热力学温度T与摄氏温度t的关系为T=t+273 K,求: (1)若杯盖和杯身间气密性很好,请估算向上提杯盖恰好带起整个杯身时的水温; (2)实际的杯盖和杯身间有空隙,当水温降到室温时,从外界进入茶杯的气体质量与原有气体质量的比。 答案与分层梯度式解析 1.C　管内气体的体积 ... ...