粵教版高中物理選擇性必修第三冊(cè)第二章氣體、液體和固體課時(shí)練習(xí)題及章末測(cè)驗(yàn)含答案解析

第二章氣體、液體和固體

1、氣體實(shí)驗(yàn)定律（I）....................................................1

2、氣體實(shí)驗(yàn)定律（H）....................................................7

3、氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋...............................................12

4、氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用................................17

5、液體的表面張力.......................................................23

6、晶體.................................................................26

章末綜合檢測(cè)............................................................31

1、氣體實(shí)驗(yàn)定律（I）

1.如圖所示，U形管封閉端內(nèi)有一部分氣體被水銀封住，已知大氣壓強(qiáng)為R,水銀密度

為。，封閉部分氣體的壓強(qiáng)。為（）

A.PQ+Pghz

B.po-Pgh\

C.R—Pg（hi+hj

D.R+Pg（hz—hj

解析：選B選右邊最低液面為研究對(duì)象，右邊液面受到向下的大氣壓強(qiáng)R,在相同高

度的左邊液面受到液柱A向下的壓強(qiáng)和液柱打上面氣體向下的壓強(qiáng)夕，根據(jù)連通器原理可知:

p+Pgh\=p^,所以，p=s—Pghi,B正確。

2.（多選）如圖所示為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條上土圖線，由圖可知（）

A.一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成正比

B.一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其右士圖線的延長(zhǎng)線是經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的

C.方＞舅

D.TI<T2

解析：選BD由玻意耳定律知，壓強(qiáng)與體積成反比，故A錯(cuò)誤；所以尸犧

線的延長(zhǎng)線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，故B正確；小線的斜率越大，對(duì)應(yīng)的溫度越高，所以由題圖知

水石，故C錯(cuò)誤，D正確。

3.如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣

缸壁之間無(wú)摩擦，活塞上方存有少量液體。將一細(xì)管插入液體，由于虹吸現(xiàn)象，活塞上方液

體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強(qiáng)與外界的溫度保持不變。下列各個(gè)描述氣體狀態(tài)變化的

圖像中與上述過程相符合的是（）

解析：選D由題意知，封閉氣體做的是等溫變化，只有D圖線是等溫線，故D正確。

4.如圖所示，開口向下并插入水銀槽中的粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)封閉著長(zhǎng)為〃的空氣柱，

管內(nèi)水銀柱高于水銀槽部分長(zhǎng)度為仇若將玻璃管向右旋轉(zhuǎn)一定的角度（管下端未離開槽內(nèi)水

銀面），則〃和人的變化情況為（）

17

A.〃減小，//增大B.〃增大，力減小

C.〃和力都增大D.〃和力都減小

解析：選A假設(shè)將玻璃管向右旋轉(zhuǎn)一定的角度。時(shí)水銀柱高度不變，有p+PghsinG

=6,則封閉氣體壓強(qiáng)增大；由題意可知變化過程為等溫變化，由可知，封閉氣體由

于壓強(qiáng)增大，體積減小，水銀柱上升，即〃減小，方增大，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。

5.一個(gè)氣泡由湖面下20nl深處上升到湖面下10m深處，它的體積約變?yōu)樵瓉?lái)體積的（溫

度不變，外界大氣壓相當(dāng)于10m水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)）（)

A.3倍B.2倍

C.L5倍D.0.7倍

解析：選C對(duì)氣泡口=3乃，p2=2p）?由。i%="/知七=1.5匕，故C項(xiàng)正確。

6.將一根質(zhì)量可以忽略的一端封閉的塑料管子插入液體中，在力廠的作用下保持平衡,

如圖所示，圖中〃值的大小與下列各量無(wú)關(guān)的是（）

C.液體的密度D.力F

解析：選B管子的受力分析如圖所示，由平衡條件得:F

p（）S+F=pS①PoS

又p=pA~P稔gH②

聯(lián)立①②解得仁竟T春,可見與大氣壓強(qiáng)無(wú)關(guān),故B正確。

7.（多選）如圖所示，一氣缸豎直倒放，汽缸內(nèi)有一質(zhì)量不可忽略的活塞，將一定質(zhì)量的

氣體封在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁無(wú)摩擦，氣體處于平衡態(tài)，現(xiàn)保持溫度不變把氣缸稍微傾斜

一點(diǎn)，在達(dá)到平衡后與原來(lái)相比（

A.氣體的壓強(qiáng)變大B.氣體的壓強(qiáng)變小

C.氣體的體積變大D.氣體的體積變小

解析：選AD以活塞為研究對(duì)象，設(shè)其質(zhì)量為橫截面積為S。達(dá)到平衡時(shí)，活塞受

力平衡，當(dāng)氣缸豎直倒放時(shí)，設(shè)缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為m，06+.，磨=》$式中g(shù)為外界大氣壓強(qiáng),

由此可得訪=濟(jì)一筆,同理可知，當(dāng)氣缸傾斜一點(diǎn)，設(shè)缸壁與水平方向夾角為。時(shí)，缸內(nèi)氣

0

Jfesin0

體壓強(qiáng)為外RS+」監(jiān)sin9=sS,由此可得必=R---------，必有氣體壓強(qiáng)增大,

A正確，B錯(cuò)誤；整個(gè)過程是等溫變化，由可知，壓強(qiáng)增大，體積減小，C錯(cuò)誤，D正

確。

8.某小組在“用DIS研究溫度不變時(shí)一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：

（1）實(shí)驗(yàn)過程中，下列操作正確的是。

A.推拉活塞時(shí)，動(dòng)作要快，以免氣體進(jìn)入或漏出

B.推拉活塞時(shí)，手可以握住整個(gè)注射器

C.壓強(qiáng)傳感器與注射器之間的連接管脫落后，應(yīng)立即重新接上，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)

D.活塞與針筒之間要保持潤(rùn)滑又不漏氣

(2)該實(shí)驗(yàn)小組想利用實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)測(cè)出壓強(qiáng)傳感器和注射器的連接管的容積，所測(cè)

得的壓強(qiáng)和注射器的容積(不包括連接管的容積)數(shù)據(jù)如表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)壓強(qiáng)/kPa體積/cn?

1101.518

2112.816

3126.914

4145.012

5169.210

①為了更精確地測(cè)量也可以利用圖像的方法，若要求出連接管的容積，也可以畫一

圖。

K.p-VB.V-p

11

C.p--,D.V--

yp

②利用上述圖線求連接管的容積時(shí)是利用圖線的_______.

A.斜率B.縱坐標(biāo)軸上的截距

C.橫坐標(biāo)軸上的截距D.圖線下的“面積”

解析：(1)推拉活塞時(shí)，動(dòng)作不能快，以免氣體溫度變化，故A錯(cuò)誤；推拉活塞時(shí)，手不

可以握住整個(gè)注射器，以免氣體溫度變化，故B錯(cuò)誤；壓強(qiáng)傳感器與注射器之間的連接管脫

落后，氣體質(zhì)量變化了，應(yīng)該重新做實(shí)驗(yàn)，故C錯(cuò)誤；活塞與針筒之間要保持潤(rùn)滑又不漏氣,

D正確。

(2)①研究壓強(qiáng)與體積的關(guān)系一般畫出p-犧像，但為了求出連接管的容積，可以畫出

△圖像。

P

cr]

②根據(jù)什股=一得勺-一%,g一圖像的縱軸截距股表示連接管的容積，所以B選項(xiàng)是

PPP

正確的。

答案：(DD(2)①D②B

9.如圖所示，傾角為。的光滑斜面上有一固定擋板0,現(xiàn)有一質(zhì)量為M的氣缸，氣缸內(nèi)

用質(zhì)量為力的活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸間光滑，活塞橫截面積為S,現(xiàn)

將活塞用細(xì)繩固定在擋板〃上處于靜止?fàn)顟B(tài)。(已知外界大氣壓強(qiáng)為加)求：

(1)氣缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)Pi;

(2)若將繩子剪斷，氣缸與活塞保持相對(duì)靜止一起沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，試計(jì)算

氣缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)Ao

解析：⑴以氣缸為研究對(duì)象，由平衡條件得Jfesin0+RS=RS,解得p、=訪一

"sin0

~~5~°

(2)以整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有

Uf+ni)?gsin0=(M~\~n?a,

以氣缸為研究對(duì)象有

/Ifesin。+p￡—sS=Ma,

解得R=R。

答案：(1)R-(2)p)

10.(多選)如圖所示，表示一定質(zhì)量的某種氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過程，則下

列說法正確的是()

1

V

A.是等溫過程

B.是等溫過程

C.79看

D.6-C體積增大，壓強(qiáng)減小，溫度不變

解析：選AD直線力〃經(jīng)過原點(diǎn)，則是等溫過程，A正確；4-6體積不變，壓強(qiáng)增

大，可知狀態(tài)｛到

狀態(tài)6氣體溫度升高，B、C錯(cuò)誤；直線6c經(jīng)過原點(diǎn)，則6-C是等溫過程，，增大，p

減小，D正確?

11.如圖所示，a、6、c三根完全相同的玻璃管，一端封閉，管內(nèi)分別用相同長(zhǎng)度的一

段水根柱封閉了質(zhì)量相等的空氣，a管豎直向下做自由落體運(yùn)動(dòng)，6管豎直向上做加速度為g

的勻加速運(yùn)動(dòng)，c管沿傾角為45°的光滑斜面下滑，若空氣溫度始終不變，當(dāng)水銀柱相對(duì)管

壁靜止時(shí)，a、b、。三管內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)度。、〃、心間的關(guān)系為()

A.〃=￡〃=Lc

C.

D.Lb<La=Lc

解析：選D根據(jù)題意四=R,3＞n，n=R,所以三管內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)度的關(guān)系為：LKL

--Leo

12.(2020?全國(guó)卷H)潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個(gè)底部開口、上部封閉的容

器，外形與鐘相似。潛水鐘在水下時(shí)其內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險(xiǎn)的

需要。為計(jì)算方便，將潛水鐘簡(jiǎn)化為截面積為S、高度為方、開口向下的圓筒；工作母船將潛

水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為〃的水下，如圖所示。已知水的密度為。，重力加速

度大小為g,大氣壓強(qiáng)為R,/?＞方，忽略溫度的變化和水密度隨深度的變化。

(1)求進(jìn)入圓筒內(nèi)水的高度h

(2)保持〃不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強(qiáng)為R時(shí)的體積。

解析：(1)設(shè)潛水鐘在水面上方時(shí)和放入水下后筒內(nèi)氣體的體積分別為%和九放入水

下后筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為口，由玻意耳定律和題給條件有pM=》十①

k()—hS②

/=(h—T)S③

0=p)+0g(//一力④

OerH

聯(lián)立以上各式并考慮到的＞，，解得人肝瓦⑤

(2)設(shè)水全部排出后筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為Pi,此時(shí)筒內(nèi)氣體的體積為九這些氣體在其壓

強(qiáng)為R時(shí)的體積為％，由玻意耳定律有=⑥

其中Pi—Po+0劭⑦

設(shè)需壓入筒內(nèi)的氣體體積為匕依題意勺%一%⑧

聯(lián)立②⑥⑦⑧式得勺空。⑨

小自/、PgH,小\PgSHh

答案：⑴工商方⑵丁

2、氣體實(shí)驗(yàn)定律（II）

i.某同學(xué)家一臺(tái)新電冰箱能顯示冷藏室的溫度。存放食物之前，該同學(xué)關(guān)閉冰箱密封門

并給冰箱通電。若大氣壓為1.0xIO,Pa,通電時(shí)顯示溫度為27°C,通電一段時(shí)間后顯示溫

度為6C,則此時(shí)冷藏室中氣體的壓強(qiáng)是（）

A.2.2X101PaB.9.3X105Pa

C.1.0X105PaD.9.3X10'Pa

A279

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

I\JUU

2.一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)保持不變，當(dāng)其熱力學(xué)溫度由，變成37時(shí)，其體積由/變成

（）

VV

A.3/B.6KC-D-

36

解析：選A氣體發(fā)生等壓變化，由蓋-呂薩克定律9=*得％=與=與=3%。

121\1

3.一個(gè)密閉的鋼管內(nèi)裝有空氣，在溫度為20℃時(shí)，壓強(qiáng)為1atm,若溫度上升到80℃,

管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)約為（）

5

A.4atmB.-atm

4

7

C.1.2atmD.-atm

6

解析：選C由查理定律知奈7—+273K,代入數(shù)據(jù)解得RQ1.2atm,所以C正

1\12

確。

4.對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，以下說法正確的是（）

A.氣體做等容變化時(shí)，氣體的壓強(qiáng)和溫度成正比

B.氣體做等容變化時(shí)，溫度升高1℃,增加的壓強(qiáng)是原來(lái)壓強(qiáng)的心

C.氣體做等容變化時(shí)，氣體壓強(qiáng)的變化量與溫度的變化量成正比

D.由查理定律可知，等容變化中，氣體溫度從力升高到G時(shí)，氣體壓強(qiáng)由n增加到n，

解析：選C一定質(zhì)量的氣體做等容變化，氣體的壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比，跟攝氏溫

度不成正比關(guān)系，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)查理定律譽(yù)巧—+273K,所以詈=尋匕溫

度升高1C，增加的壓強(qiáng)△尸號(hào)7產(chǎn)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由公式齊導(dǎo)號(hào)?知選項(xiàng)C正確；

D項(xiàng)中由包=等于，得R=n（i+&:|,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

PiN/JIL2\-I-LIJ

5.（多選）如圖所示，在一只燒瓶上連一根玻璃管，把它跟一個(gè)水銀壓強(qiáng)計(jì)連在一起，燒

瓶里封閉著一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)水銀壓強(qiáng)計(jì)U形管兩端水銀面一樣高。下列情況下，為

使U形管兩端水銀面一樣高，管/的移動(dòng)方向是（）

A.如果把燒瓶浸在熱水中，應(yīng)把/!向下移

B.如果把燒瓶浸在熱水中，應(yīng)把/向上移

C.如果把燒瓶浸在冷水中，應(yīng)把1向下移

D.如果把燒瓶浸在冷水中，應(yīng)把1向上移

解析：選AD使U形管兩端水銀面一樣高，即保持封閉氣體的壓強(qiáng)始終等于外界大氣壓

且不變，若把燒瓶浸在熱水中，氣體體積增大，A中水銀面上升，為使兩管水銀面等高，應(yīng)

把1向下移，故A正確，B錯(cuò)誤；若把燒瓶浸在冷水中，氣體體積減小，8管中水銀面上升，

為使兩管水銀面等高，應(yīng)把/向上移，故C錯(cuò)誤，D正確。

6.一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度由5℃升高到10℃,體積的增量

為△匕溫度由10℃升高到15℃,體積的增量為△心取T=t+2TiK,則（）

A.A%=△%B.AV2

D.無(wú)法確定

解析：選A由蓋一呂薩克定律可得9=篝即△勺二?九所以△

5匕%

七=京、雙，、心分別是氣體在5℃和10℃時(shí)的體積），而痂=奇，所以A

ZooZ/oZoo

正確。

7.如圖所示,一導(dǎo)熱良好的汽缸內(nèi)用活塞封住一定質(zhì)量的氣體（不計(jì)活塞厚度及與缸壁之

間的摩擦），用一彈簧連接活塞，將整個(gè)汽缸懸掛在天花板上。汽缸靜止時(shí)彈簧長(zhǎng)度為Z,活

塞距地面的高度為小汽缸底部距地面的高度為〃，活塞內(nèi)氣體壓強(qiáng)為°,體積為匕以下變

化均緩慢進(jìn)行，下列說法正確的是（）

A.當(dāng)外界溫度升高（大氣壓不變）時(shí)，/變大、〃減小、p變大、『變大

B.當(dāng)外界溫度升高（大氣壓不變）時(shí)，方減小、〃變大、0變大、，減小

C.當(dāng)外界大氣壓變?。囟炔蛔儯r(shí)，力不變、〃減小、p減小、/變大

D.當(dāng)外界大氣壓變?。囟炔蛔儯r(shí)，/不變、〃變大、。減小、，不變

解析：選C以活塞與汽缸為整體，對(duì)其受力分析，整體受到豎直向下的總重力和彈簧

向上的拉力，且二者大小始終相等，總重力不變，所以彈簧拉力不變，即彈簧長(zhǎng)度￡不變，

活塞的位置不變，h不變；當(dāng)溫度升高時(shí)，汽缸內(nèi)的氣體做等壓變化，根據(jù)蓋一呂薩克定律

可以判斷，體積，增大，汽缸下落，所以缸體的高度降低，〃減小、°不變；對(duì)活塞分析得

RS+儂=pS+尸和，當(dāng)大氣壓減小時(shí)，氣體壓強(qiáng)p減小，汽缸內(nèi)的氣體做等溫變化，由玻意

耳定律得。4=.七,可知體積0變大，汽缸下落，所以缸體的高度降低，〃減小，選項(xiàng)C正

確，A、B、D錯(cuò)誤。

8.（多選）一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)發(fā)生變化，經(jīng)歷了圖示4-的循環(huán)過程，

則（）

A.氣體在狀態(tài)/時(shí)的溫度等于氣體在狀態(tài)占時(shí)的溫度

B.從狀態(tài)6變化到狀態(tài)C的過程中，氣體經(jīng)歷的是等壓變化

C.從狀態(tài)8變化到狀態(tài)，的過程中，氣體分子平均動(dòng)能增大

D.從狀態(tài)。變化到狀態(tài)4的過程中，氣體的溫度逐漸降低

解析：選AB氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)8滿足玻意耳定律pV=C,所以4、8兩狀態(tài)溫度相等,

故選項(xiàng)A正確；根據(jù)圖像可知，氣體從狀態(tài)方變化到狀態(tài)。的過程中，壓強(qiáng)恒定，所以氣體

經(jīng)歷的是等壓變化，故選項(xiàng)B正確；根據(jù)圖像可知乎:%，根據(jù)蓋一呂薩克定律可知T&TB,

溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以從狀態(tài)6變化到狀態(tài)。的過程中，氣體分子平均動(dòng)能減小,

故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知水四，根據(jù)查理定律齊C可知7X*從狀態(tài)。變化到狀態(tài)1

的過程中，氣體的溫度逐漸升高，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

9.在某高速公路發(fā)生一起車禍，車禍系輪胎爆胎所致。已知汽車行駛前輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)

為2.5atm,溫度為27°C,爆胎時(shí)胎內(nèi)氣體的溫度為87℃,輪胎中的空氣可視為理想氣體,

且爆胎前輪胎內(nèi)氣體的體積不變。

(1)求爆胎時(shí)輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

(2)從微觀上解釋爆胎前胎內(nèi)壓強(qiáng)變化的原因。

解析：(D氣體做等容變化，初態(tài)：n=2.5atni,

7；=(27+273)K=300K

末態(tài)：m=?,2=(87+273)=360K

由查理定律得：與解得R=3atm。

1\12

(2)爆胎前胎內(nèi)氣體體積不變，分子數(shù)密度不變，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，分子對(duì)

輪胎內(nèi)壁的平均作用力增大，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)增大。

答案：(1)3atm(2)見解析

10.如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，開始時(shí)活塞放置在卡扣a、6上，

下方封閉了一定質(zhì)量的氣體?，F(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直到活塞到達(dá)氣缸口之前，下列K工圖

P

像正確的是()

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

OAF

V

O

解析：選D緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直到活塞與卡扣間恰好無(wú)壓力，氣體做等容變化，由

查理定律可知，溫度升高時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大，此減小。此后溫度持續(xù)升高直到活塞到達(dá)氣

缸口前，氣體做等壓變化，由蓋一呂薩克定律可知，溫度升高，體積增大。選項(xiàng)D正確。

11.如圖所示，兩根粗細(xì)相同，兩端開口的直玻璃管力和8,豎直插入同一水銀槽中，各

用一段水銀柱封閉著一定質(zhì)量同溫度的空氣，空氣柱長(zhǎng)度水銀柱長(zhǎng)度h）心今使封

閉的氣體降低相同的溫度（大氣壓保持不變），則兩管中氣柱上方水銀柱的移動(dòng)情況是（）

A,均向下移動(dòng)，/管移動(dòng)較多

B.均向上移動(dòng)，4管移動(dòng)較多

C.4管向上移動(dòng)，6管向下移動(dòng)

D.均向下移動(dòng)，8管移動(dòng)較多

解析：選A因?yàn)樵跍囟冉档瓦^程中封閉氣體的壓強(qiáng)恒等于大氣壓強(qiáng)與水銀柱因自身重

力而產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和，故封閉氣柱均做等壓變化。并由此推知，封閉氣柱下端的水銀面高度

不變。根據(jù)蓋一呂薩克定律得A7,因48兩管中的封閉氣體初始溫度71相同，溫度

降低量△7相同，且△7K0,所以△K0,即46兩管中的封閉氣體的體積都減??；又因?yàn)锳〉外,

故/管中封閉氣體的體積較大，所以|A/|>|△⑷，力管中氣柱長(zhǎng)度減小得較多，故4、8兩

管中封閉氣柱上方的水銀柱均向下移動(dòng)，且4管中的水銀柱下移得較多。

12.如圖所示，帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)上，其下部放入盛水的燒杯中。注射

器活塞的橫截面積S—5X10:，活塞及框架的總質(zhì)量/?>=5X102kg,大氣壓強(qiáng)R=L0

X105Pa?當(dāng)水溫為友=13℃時(shí)，注射器內(nèi)氣體的體積為5.5mL?求：（g取10m/s2）

（1）向燒杯中加入熱水，穩(wěn)定后測(cè)得6=65°C時(shí)，氣體的體積為多大？

（2）保持水溫力=65℃不變，為使氣體的體積恢復(fù)到5.5mL,則要在框架上掛質(zhì)量多大

的鉤碼？

解析：（1）注射器內(nèi)氣體做等壓變化，

初態(tài)：％=5.5mL,%=（13+273）K=286K,

末態(tài)：2=（65+273）K=338K

由蓋一呂薩克定律得匕=6.5mLo

Jo1\

（2）保持水溫&=65℃不變，氣體做等溫變化，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、氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋

1.下列說法正確的是（）

A.一定質(zhì)量的氣體,保持溫度不變,壓強(qiáng)隨體積減小而增大的微觀原因是:每個(gè)分子撞

擊器壁的作用力增大

B.一定質(zhì)量的氣體,保持溫度不變,壓強(qiáng)隨體積增大而減小的微觀原因是:單位體積內(nèi)

的分子數(shù)減小

C.一定質(zhì)量的氣體,保持體積不變，壓強(qiáng)隨溫度升高而增大的微觀原因是：每個(gè)分子動(dòng)

能都增大

D.一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變，壓強(qiáng)隨溫度升高而增大的微觀原因是：分子數(shù)密度

增大

解析：選B一定質(zhì)量的氣體，保持溫度不變，體積減小時(shí)，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，

分子數(shù)密度增大，使壓強(qiáng)增大，故A錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的氣體，保持溫度不變，體積增大時(shí)，

單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少而使分子撞擊次數(shù)減少，從而使壓強(qiáng)減小，故B正確；一定質(zhì)量的

氣體，保持體積不變，溫度升高時(shí)，分子平均動(dòng)能增大而使壓強(qiáng)升高，但并不是每個(gè)分子動(dòng)

能都增大，故C、D錯(cuò)誤。

2.一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強(qiáng)增大，用分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)分析，這

是因?yàn)椋ǎ?/p>

A.氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大

B.單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多

C.氣體分子的總數(shù)增加

D.分子的平均速率增加

解析：選B氣體經(jīng)等溫壓縮，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度不變，分子平均動(dòng)能

不變，故氣體分子每次碰撞器壁的沖力不變，A錯(cuò)；由玻意耳定律知?dú)怏w體積減小、分子的

數(shù)密度增加，故單位時(shí)間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多，B對(duì)；氣體體積

減小、分子的數(shù)密度增大，但分子總數(shù)不變，C錯(cuò)；分子的平均速率與溫度有關(guān)，溫度不變,

分子的平均速率不變，D錯(cuò)。

3.（多選）一定質(zhì)量的理想氣體，處在某一狀態(tài)，經(jīng)下列哪個(gè)過程后會(huì)回到原來(lái)的溫度

（）

A.先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)

B.先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積縮小，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)

C.先保持體積不變而增大壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹

D.先保持體積不變而減小壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹

解析：選AD先等壓變化，，增大，則7升高，再等容變化，p減小，則7降低，可能

會(huì)回到原來(lái)的溫度，A正確；先等壓變化，，減小，則7降低，再等容變化，0減小，則7又

降低，不可能回到原來(lái)的溫度，B錯(cuò)誤；先等容變化，p增大，則7升高，再等壓變化，/增

大，則7"又升高，不可能回到原來(lái)的溫度，C錯(cuò)誤；先等容變化，0減小，則T降低，再等壓

變化，V增大，則T升高，可能會(huì)回到原來(lái)的溫度，D正確.

4.如圖所示，容積一定的測(cè)溫泡上端有感知?dú)怏w壓強(qiáng)的壓力傳感器。待測(cè)物體溫度升高

時(shí)，泡內(nèi)封閉氣體（）

A.內(nèi)能不變，壓強(qiáng)變大

B.體積不變，壓強(qiáng)變大

C.溫度不變，壓強(qiáng)變小

D.溫度降低，壓強(qiáng)變小

解析：選B當(dāng)待測(cè)物體溫度升高時(shí)，泡內(nèi)封閉氣體的溫度升高，體積不變，則內(nèi)能增

大，又根據(jù)*c,可知壓強(qiáng)增大，選項(xiàng)B正確。

5.如圖所示，在pT坐標(biāo)系中的a、6兩點(diǎn)，表示一定質(zhì)量的理想氣體的兩個(gè)狀態(tài),

設(shè)氣體在狀態(tài)a時(shí)的體積為嚓密度為4“在狀態(tài)6時(shí)的體積為％密度為0”貝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：選D過a、6兩點(diǎn)分別作它們的等容線。根據(jù)理想氣體狀態(tài)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正確。

6.一定質(zhì)量的氣體做等壓變化時(shí)，其片￡圖像如圖所示，若保持氣體質(zhì)量不變，使氣體

的壓強(qiáng)增大后，再讓氣體做等壓變化，則其等壓線與原來(lái)相比，下列可能正確的是（）

A.等壓線與t軸之間夾角變大

B.等壓線與t軸之間夾角不變

C.等壓線與t軸交點(diǎn)的位置不變

D.等壓線與t軸交點(diǎn)的位置一定改變

解析：選C對(duì)于一定質(zhì)量氣體的等壓線，其片t圖線的延長(zhǎng)線一定過點(diǎn)（一273.15℃,

0）,故選項(xiàng)C正確，〃錯(cuò)誤；氣體壓強(qiáng)增大后，由理想氣體狀態(tài)方程”=6'可知，"的比值減

小，故圖像的斜率減小，等壓線與1軸夾角減小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。

7.（2021?汕頭高二月考）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體用質(zhì)量為"的活塞封閉在容器

中，活塞與容器間光滑接觸，在圖中三種穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度分別為不④、凡體積分別為

匕、以心且匕〈%=仁，則北、R、K的大小關(guān)系為（）

T2T3

TI

A.naB.71C7X北

C.T>TDKD.TKBR

解析：選B設(shè)三種穩(wěn)定狀態(tài)下氣體的壓強(qiáng)分別為0、R、R,以活塞為研究對(duì)象，三種

穩(wěn)定狀態(tài)下分別有/始+RS=0S,pSRS+,監(jiān)+mg=RS,可以得出根

據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程竽=4=陪,

由匕〈仁得TKTz；由%=%得水右，即TKTKR,故

/I1213

選項(xiàng)B正確。

8.光滑絕熱的輕質(zhì)活塞把密封的圓筒容器分成從6兩部分，這兩部分充有溫度相同的

氣體，平衡時(shí)匕：%=1：2?，F(xiàn)將A中氣體加熱到127℃,8中氣體降低到27°C,待重新

平衡后，這兩部分氣體體積的比匕'：%'為（）

A.1：1B.2：3C.3：4D.2：1

解析：選B由理想氣體狀態(tài)方程，對(duì)4部分氣體有：4A7”①

JA1A

對(duì)6部分氣體有：吟必;（②

1818

因?yàn)镽=S，PA=PB，￡=TB,所以稱得:；,°

WE，曰“力北'1X4002n.

I

整理侍T—9y-T，故B正確。

VRvnlli乙AoUUJ

9.一圓筒形真空容器，在筒頂系著的輕彈簧下端掛一質(zhì)量不計(jì)的活塞，彈簧處于自然長(zhǎng)

度時(shí)，活塞正好觸及筒底，如圖所示，當(dāng)在活塞下方注入一定質(zhì)量的理想氣體后，溫度為T

時(shí)，氣柱高為人則溫度為7'時(shí)，氣柱的高為（活塞與圓筒間摩擦不計(jì)）（）

解析：選C設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為衣，當(dāng)氣柱高度為//時(shí)，彈簧彈力尸=加，由此產(chǎn)生的

壓強(qiáng)2=（=與（S為圓筒的橫截面積）；取封閉的氣體為研究對(duì)象，初狀態(tài)為（八hs、%末

khkhf,

/kh，、'hs~s~?hsiy

狀態(tài)為（r、h'S、—J,由理想氣體狀態(tài)方程——，得方'c

正確。

10.內(nèi)燃機(jī)氣缸里的混合氣體，在吸氣沖程結(jié)束瞬間，溫度為50℃,壓強(qiáng)為1.0XIO,Pa,

體積為0.93L,在壓縮沖程中，把氣體的體積壓縮為0.155L時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大到1.2義

106Pa,這時(shí)混合氣體的溫度升高到多少攝氏度？

解析：由題意可知混合氣體初狀態(tài)的狀態(tài)參量為n=l.0X10$Pa,匕=0.93L,71=（50

+273）K=323K。

混合氣體末狀態(tài)的狀態(tài)參量為

?=1.2X106Pa,七=0.155L,為為未知量。

由半=半可得B*九

7112p\V\

將已知量代入上式，

占1.2X106X0.155

得Ti=1.0X10nX0.93X323K=646K,

所以混合氣體的溫度(646—273)℃=373℃。

答案：373℃

11.已知湖水深度為20m,湖底水溫為4°C,水面溫度為17°C,大氣壓強(qiáng)為L(zhǎng)OXIO,

Pa。當(dāng)一氣泡從湖底緩慢升到水面時(shí)，其體積約為原來(lái)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：選C氣泡內(nèi)氣體在湖底的壓強(qiáng)口=R+。9=3.0X10,Pa,由噌=窄，代入

1\J2

v

數(shù)據(jù)解得得2七3.1,C正確。

V\

12.新冠疫情正在全球肆虐，勒消毒是防疫的一個(gè)關(guān)鍵舉措。如圖乙所示是消毒用的噴

霧消毒桶原理圖，圓柱形消毒桶橫截面積為S=0.08tn?,內(nèi)有高度為方=0.3m的消毒液，

上部封閉有高友=0.2m、壓強(qiáng)R=1.OXI。'Pa、溫度6=290K的空氣。已知消毒液的密

度。=1000kg/m3,大氣壓強(qiáng)恒為外，g取10m/s2,噴霧管的噴霧口與噴霧消毒桶頂部等

高。忽略噴霧管的體積，將空氣看作理想氣體，現(xiàn)將噴霧消毒桶移到室內(nèi)。

(1)若室內(nèi)溫度也是應(yīng)通過打氣筒緩慢充入體積為『的空氣，桶內(nèi)空氣壓強(qiáng)達(dá)到1.5乃,

求，的大小。

(2)若室內(nèi)溫度高于室外，噴霧消毒桶移到室內(nèi)靜置一段時(shí)間后，不充氣打開閥門K,剛

好有消毒液流出，求室內(nèi)溫度兀

(3)在第(2)問的前提下，在室內(nèi)靜置一段時(shí)間后再用打氣筒緩慢向噴霧消毒桶內(nèi)充入空

氣，直到消毒液完全流出，求充入空氣與原有空氣的質(zhì)量比(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

解析：⑴原來(lái)封閉氣體的體積為^=5/?，=0.016m,

由于充氣過程緩慢，可看作等溫變化，

由玻意耳定律，有外(%+垃=L5R?VO

解得/=8.0X1()Tm\

(2)室溫為T時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)

〃I=R+Pglh=\.02X105Pa

由查理定律有：

Jo1

解得7=295.8Ko

(3)以噴完消毒液后的氣體為研究對(duì)象，此時(shí)氣體壓強(qiáng)+=1.05X105

Pa,

體積K=5(A+A!)=0.040m3,

此氣體經(jīng)等溫變化，壓強(qiáng)為口時(shí)，體積為匕

由玻意耳定律.笆=m%

則充入氣體的體積

故充入氣體與原有氣體質(zhì)量比為乂=冬qL57。

mK)

答案：(D8.0X10-3m3(2)295.8K(3)1.57

4、氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用

1.(2021?山東等級(jí)考)血壓儀由加壓氣囊、臂帶、壓強(qiáng)計(jì)等構(gòu)成，如圖所示。加壓氣囊

可將外界空氣充入臂帶，壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為臂帶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)高于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值。充氣前臂帶

內(nèi)氣體壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)，體積為K；每次擠壓氣囊都能將60cm，的外界空氣充入臂帶中，經(jīng)

5次充氣后，臂帶內(nèi)氣體體積變?yōu)?匕壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為150nlmHg。已知大氣壓強(qiáng)等于750mmHg,

氣體溫度不變。忽略細(xì)管和壓強(qiáng)計(jì)內(nèi)的氣體體積。則，等于()

A.30cm'B.40cm1

C.50cm'D.60cm'

解析：選D設(shè)每次擠壓氣囊將體積為分=60cm，的空氣充入臂帶中，壓強(qiáng)計(jì)的示數(shù)為

p'=150mmHg,則以充氣后臂帶內(nèi)的空氣為研究對(duì)象，由玻意耳定律得：RV+RX5%=(R

+p')5K,代入數(shù)據(jù)解得：r=60cm3,故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。

2.如圖所示,用一絕熱的活塞將一定質(zhì)量的氣體密封在絕熱的氣缸內(nèi)(活塞與氣缸壁之間

無(wú)摩擦)，現(xiàn)通過氣缸內(nèi)一電阻絲對(duì)氣體加熱，則下列圖像中能正確反映氣體的壓強(qiáng)0、體積

/和溫度7之間關(guān)系的是()

OTOTOyOT

ABCD

解析：選B活塞與氣缸壁之間無(wú)摩擦，被封閉氣體的壓強(qiáng)+差且始終是不變的,

因此被封閉的氣體經(jīng)歷的是一個(gè)等壓變化。在壓強(qiáng)不變的情況下，體積/與熱力學(xué)溫度7成

正比，故B正確。

3.如圖所示，容器力和8分別盛有氫氣和氧氣，用一段豎直細(xì)玻璃管連通，管內(nèi)有一段

水銀柱將兩種溫度相同的氣體隔開。如果將兩氣體溫度均降低10℃,水銀柱將（）

A.向上移動(dòng)

C.不動(dòng)D.無(wú)法確定

△T

解析：選B由查理定律的推論關(guān)系式△夕=萬(wàn)夕得，△e=一,ApB=-#pWO,

因夕力而，故IAp/>|△加，水銀柱向容器4一方（向下）移動(dòng)。故選項(xiàng)B正確。

4.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)力開始，經(jīng)歷兩個(gè)過程，先后到達(dá)狀態(tài)5和4

有關(guān)/、8和。三個(gè)狀態(tài)溫度看、()

A.TA=TB,TH=-TC

c.TA=TC,TATcD.T尸Tc,T,<Tc

從/到8,氣體做等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律有4=，，因?yàn)樗?/p>

解析：選C

以方〈加從6到C,氣體做等容變化，根據(jù)查理定律有號(hào)=華，因?yàn)閮?yōu)所以。>店

In1c

由題圖可知p/=0「丘，即從/到G氣體做等溫變化，故北=九選項(xiàng)C正確。

5.一氣泡從30m深的海底升到海面，設(shè)水底溫度是4℃,水面溫度是15℃,那么氣

泡在海面的體積約是水底時(shí)的()

A.3倍B.4倍

C.5倍D.12倍

解析：選B根據(jù)理想氣體狀態(tài)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正確。

V\

6.如圖所示，兩端開口的光滑的直玻璃管，下端插入水銀槽中，上端有一段高為人的水

銀柱，中間封有一段空氣，設(shè)外界大氣壓為R,環(huán)境溫度保持不變，貝曙)

A.玻璃管下端內(nèi)外水銀面的高度差為〃=力

B.中間空氣的壓強(qiáng)大小為p=R—Z?(cmHg)

C.若把玻璃管向下移動(dòng)少許，則管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)將減小

D.若把玻璃管向上移動(dòng)少許，則管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)將增大

解析：選A對(duì)管中上端水銀受力分析可知，管中氣體壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)高/?(cmHg),所以

玻璃管下端內(nèi)外水銀面的高度差為A,A正確；中間空氣的壓強(qiáng)大小為。=口+/7((;血棺)，B錯(cuò)

誤；若把玻璃管向上移動(dòng)少許(或向下移動(dòng)少許)，封閉氣體的壓強(qiáng)不變，C、D錯(cuò)誤。

7.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2,氣體溫度變化情況是()

A.逐漸升高B.逐漸降低

C.不變D.先升高后降低

解析：選B根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程*C,得。=與，則p]圖像上點(diǎn)與原點(diǎn)連線的

斜率反映溫度的高低，如圖所示，可知從狀態(tài)1到狀態(tài)2溫度逐漸降低，故B正確。

8.如圖所示，一根兩端開口、橫截面積為S=8cm?的足夠長(zhǎng)的玻璃管豎直插入水銀槽中

并固定(插入水銀槽中的部分足夠深)。管中有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞靜置于尸處，活塞下

封閉著長(zhǎng)Z=21cm的氣柱，氣柱的溫度為t—7℃,外界大氣壓外=1.OX10"Pa=75cmHg,

重力加速度g取10m/s?,忽略水銀槽的液面變化。

(1)若在活塞上放一個(gè)質(zhì)量為加=0.4kg的祛碼，保持氣體的溫度心不變，則平衡后氣

柱長(zhǎng)度是多少？活塞向下移動(dòng)的距離是多少？

(2)若保持祛碼的質(zhì)量不變，將氣體緩慢加熱至友時(shí)，活塞恰好回到〃處，則氣體溫度

友是多少？

解析：(1)封閉氣體的初狀態(tài)參量

功=口>=1.0X10°Pa,V\—LS

封閉氣體的末狀態(tài)參量

、mg,0.4X10

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

DoX1UQx/

氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得nh=R七

代入數(shù)據(jù)解得￡2=20cm=0.20m

設(shè)管內(nèi)外水銀面的高度差為人cm,封閉氣體的壓強(qiáng)R=R+3=75cmHg+AcmHg

解得h=3.75

活塞向下移動(dòng)的距離〃=/一上+方=21cm-20cm+3.75cm=4.75cm=0.0475m。

(2)氣體初狀態(tài)的溫度7]=(273+7)K=280K

加熱過程氣體壓強(qiáng)不變，活塞回到尸處時(shí)，空氣柱的長(zhǎng)度△=/+7?cm=24.75cm,氣

體體積/=/￡

氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋一呂薩克定律得今=三

1\12

LS_US

即~=H

代入數(shù)據(jù)解得2=346.5K

則方2=(346.5—