新教材2024-2025學(xué)年高中物理第1章分子動(dòng)理論與氣體實(shí)驗(yàn)定律習(xí)題課分層作業(yè)魯科版選擇性必修第三冊(cè)

習(xí)題課A級(jí)必備學(xué)問(wèn)基礎(chǔ)練1.用打氣筒將壓強(qiáng)為1×105Pa的空氣打進(jìn)自行車輪胎內(nèi),假如打氣筒容積ΔV=500cm3,輪胎容積V=3L,原來(lái)壓強(qiáng)p=1.5×105Pa。現(xiàn)要使輪胎內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)閜'=4×105Pa,若用這個(gè)打氣筒給自行車輪胎打氣,則要打氣的次數(shù)為(設(shè)打氣過(guò)程中空氣的溫度不變)()A.10次 B.15次 C.20次 D.25次2.如圖所示,兩端開口的U形管,用兩段水銀密閉了一段空氣,下列做法能使兩管液面差h增大的是()A.環(huán)境溫度上升B.大氣壓強(qiáng)減小C.從管口A注入水銀D.從管口B注入水銀3.(2024陜西咸陽(yáng)高二期中)如圖所示,A、B是兩個(gè)容積相同的密閉容器,由細(xì)玻璃管連通,管內(nèi)有一段水銀柱。當(dāng)A容器氣體溫度為0℃、B容器氣體溫度為10℃時(shí),水銀柱在管中心靜止。若分別給A、B容器加熱,使它們溫度都上升20℃,管內(nèi)水銀柱將()A.向左移動(dòng)B.保持不動(dòng)C.向右移動(dòng)D.無(wú)法確定4.如圖所示,一向右開口的氣缸平放在水平地面上,活塞可無(wú)摩擦移動(dòng)且不漏氣,氣缸中間位置有小擋板。外界大氣壓為p0,初始時(shí),活塞緊壓擋板,現(xiàn)緩慢上升缸內(nèi)氣體溫度,則能正確反映缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)和體積隨溫度變更狀況的p-T圖像是()5.(多選)如圖所示,肯定質(zhì)量的志向氣體,從圖示A狀態(tài)起先,經(jīng)驗(yàn)了B、C狀態(tài),最終到D狀態(tài),下列推斷正確的是()A.A→B溫度上升,壓強(qiáng)不變B.B→C體積不變,壓強(qiáng)變大C.B→C體積不變,壓強(qiáng)不變D.C→D體積變小,壓強(qiáng)變大6.(2024浙江寧波高二期中)肯定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變更到狀態(tài)C,其p-1V圖像如圖所示,已知C(1)求B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度;(2)在V-T圖上作出從狀態(tài)A變更到狀態(tài)C的圖像,并在圖中標(biāo)出A、B、C三個(gè)狀態(tài);(3)求狀態(tài)A變更到狀態(tài)C的過(guò)程中氣體汲取的熱量Q。7.如圖所示,一個(gè)密閉的氣缸,被活塞分成體積相等的左、右兩室,氣缸壁與活塞是不導(dǎo)熱的,它們之間沒(méi)有摩擦,兩室中氣體的溫度相等?，F(xiàn)利用右室中的電熱絲對(duì)右室加熱一段時(shí)間,活塞達(dá)到平衡后,左室的體積變?yōu)樵瓉?lái)的34,氣體的溫度T1=B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練8.(多選)如圖所示,四個(gè)兩端密閉、粗細(xì)勻稱的玻璃管內(nèi)的空氣被一段水銀柱隔開,按圖中標(biāo)明的條件,當(dāng)玻璃管水平放置時(shí),水銀柱處于靜止?fàn)顟B(tài)。假如管內(nèi)兩端的空氣都上升相同的溫度,則水銀柱向左移動(dòng)的是()9.(多選)2024年11月7日,王亞平身穿我國(guó)自主研發(fā)的艙外航天服“走出”太空艙,成為我國(guó)第一位在太空“閑逛”的女性。艙外航天服是密封肯定氣體的裝置,用來(lái)供應(yīng)適合人體生存的氣壓。王亞平先在節(jié)點(diǎn)艙(航天員出艙前的氣閘艙)穿上艙外航天服,航天服密閉氣體的體積約為V1=2L,壓強(qiáng)p1=1.0×105Pa,溫度t1=27℃。她穿好航天服后,須要把節(jié)點(diǎn)艙的氣壓不斷降低,以便打開艙門。若節(jié)點(diǎn)艙氣壓降低到能打開艙門時(shí),密閉航天服內(nèi)氣體體積膨脹到V2=2.5L,溫度變?yōu)閠2=-3℃,此時(shí)航天服內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2。為便于艙外活動(dòng),航天員把航天服內(nèi)的一部分氣體緩慢放出,使氣壓降到p3=4.0×104Pa。假設(shè)釋放氣體過(guò)程中溫度不變,體積變?yōu)閂3=3L。下列說(shuō)法正確的是()A.p2=0.72×105PaB.p2=0.82×105PaC.航天服須要放出的氣體與原來(lái)氣體的質(zhì)量比為1D.航天服須要放出的氣體與原來(lái)氣體的質(zhì)量比為210.如圖所示,容積為V的氣缸由導(dǎo)熱性能良好的材料制成,橫截面積為S的活塞(體積可忽視不計(jì))將氣缸分成體積相等的上下兩部分,氣缸上部通過(guò)單向閥門K(氣體只能進(jìn)氣缸,不能出氣缸)與一打氣筒相連。起先時(shí)氣缸內(nèi)上部分氣體的壓強(qiáng)為p0,現(xiàn)用打氣筒向容器內(nèi)打氣。已知打氣筒每次能打入壓強(qiáng)為p0、體積為V10的空氣,當(dāng)打氣49次后,穩(wěn)定時(shí)氣缸上下兩部分的體積之比為9∶1,重力加速度大小為g,外界溫度恒定,不計(jì)活塞與氣缸間的摩擦。求活塞的質(zhì)量m11.如圖所示,兩端開口的U形玻璃管兩邊粗細(xì)不同,粗管橫截面積是細(xì)管的2倍。管中裝入水銀,兩管中水銀面與管口距離均為12cm,大氣壓強(qiáng)為p0=75cmHg?，F(xiàn)將粗管管口密閉,然后將細(xì)管管口用一活塞(圖中未畫出)密閉并將活塞緩慢推入管中,直至兩管中水銀面高度差達(dá)6cm為止,求活塞下移的距離(假設(shè)環(huán)境溫度不變)。12.(2024全國(guó)甲卷)如圖所示,容積均為V0、缸壁可導(dǎo)熱的A、B兩氣缸放置在壓強(qiáng)為p0、溫度為T0的環(huán)境中:兩氣缸的底部通過(guò)細(xì)管連通,A氣缸的頂部通過(guò)開口C與外界相通;氣缸內(nèi)的兩活塞將缸內(nèi)氣體分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第Ⅱ、Ⅲ部分的體積分別為18V0和14V(1)將環(huán)境溫度緩慢上升,求B氣缸中的活塞剛到達(dá)氣缸底部時(shí)的溫度。(2)將環(huán)境溫度緩慢變更至2T0,然后用氣泵從開口C向氣缸內(nèi)緩慢注入氣體,求A氣缸中的活塞到達(dá)氣缸底部后,B氣缸內(nèi)第Ⅳ部分氣體的壓強(qiáng)。13.如圖所示,開口向上的氣缸C靜置于水平桌面上,用一橫截面積S=50cm2的輕質(zhì)活塞密閉了肯定質(zhì)量的志向氣體,一輕繩一端系在活塞上,另一端跨過(guò)兩個(gè)定滑輪連著一勁度系數(shù)k=2800N/m的豎直輕彈簧A,A下端系有一質(zhì)量m=14kg的物塊B。起先時(shí),缸內(nèi)氣體的溫度t1=27℃,活塞到缸底的距離L1=120cm,彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)。已知外界大氣壓強(qiáng)恒為p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)一切摩擦。現(xiàn)使缸內(nèi)氣體緩慢冷卻,求:(1)當(dāng)B剛要離開桌面時(shí),氣缸內(nèi)封閉氣體的溫度(用攝氏溫度表示);(2)氣體的溫度冷卻到-93℃時(shí),B離桌面的高度H。14.如圖所示,一圓柱形氣缸直立在水平地面上,內(nèi)有質(zhì)量不計(jì)的可上下移動(dòng)的薄活塞,在距缸底高為2H的缸口處有固定的卡環(huán),使活塞不會(huì)從氣缸中頂出,氣缸壁和活塞都是絕熱的,活塞與氣缸壁之間沒(méi)有摩擦?；钊路骄喔椎赘邽镠處還有一固定的導(dǎo)熱性能良好的薄隔板,將容器內(nèi)的同種志向氣體分為A、B兩部分,起先時(shí)A、B中氣體的溫度均為27℃,壓強(qiáng)均等于外界大氣壓強(qiáng)p0,活塞距氣缸底的高度為1.3H,現(xiàn)通過(guò)B中的電熱絲緩慢加熱,規(guī)定0℃為273K,則:(1)當(dāng)B中氣體的壓強(qiáng)為3p0時(shí),活塞距隔板的高度是多少?(2)當(dāng)A中氣體的壓強(qiáng)為1.5p0時(shí),B中氣體的溫度是多少?15.(2024湖南卷)如圖所示,小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)液體拉力測(cè)量?jī)x。一個(gè)容積V0=9.9L的導(dǎo)熱氣缸下接一圓管,用質(zhì)量m1=90g、橫截面積S=10cm2的活塞封閉肯定質(zhì)量的志向氣體,活塞與圓管壁間摩擦不計(jì)。活塞下端用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一質(zhì)量m2=10g的U形金屬絲,活塞剛好處于A位置。將金屬絲部分浸入待測(cè)液體中,緩慢升起氣缸,使金屬絲從液體中拉出,活塞在圓管中的最低位置為B。已知A、B間距離h=10cm,外界大氣壓強(qiáng)p0=1.01×105Pa,重力加速度g取10m/s2,環(huán)境溫度保持不變。求:(1)活塞處于A位置時(shí),氣缸中的氣體壓強(qiáng)p1;(2)活塞處于B位置時(shí),液體對(duì)金屬絲拉力F的大小。

習(xí)題課1.B溫度不變,由玻意耳定律得pV+np1ΔV=p'V,代入數(shù)據(jù)解得n=15次。2.C以左側(cè)管中封閉氣體作為探討對(duì)象,設(shè)左側(cè)上方水銀柱長(zhǎng)度為h左,封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h=p0+h左,要使兩側(cè)水銀面高度差h增大,即封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h變大。使氣體升溫,h左不變,封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h左不變,兩側(cè)水銀面高度差h不變,故A錯(cuò)誤;減小大氣壓強(qiáng),封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h=p0+h左,h=h左不變,故B錯(cuò)誤;從左側(cè)管口滴入水銀,h左變大,封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h左變大,由p=p0+h可知,兩側(cè)水銀面高度差h增大,故C正確;從右側(cè)管口滴入水銀,h左不變,封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h左不變,兩側(cè)水銀面高度差h不變,故D錯(cuò)誤。3.C假設(shè)兩部分氣體體積不變,對(duì)A進(jìn)行狀態(tài)分析,依據(jù)查理定律可知p解得pA'=pATATA'=273+20273pA=1對(duì)B進(jìn)行狀態(tài)分析,依據(jù)查理定律可知p解得pB'=pBTBTB'=273+30273+10pB=1依據(jù)初始狀態(tài)pA=pB可知pA'>pB'所以管內(nèi)水銀柱將向右移動(dòng),故選C。4.B當(dāng)緩慢上升缸內(nèi)氣體溫度時(shí),氣體先發(fā)生等容變更,依據(jù)查理定律,缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比,圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線,故C、D錯(cuò)誤;當(dāng)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于外界的大氣壓時(shí),氣體發(fā)生等壓膨脹,圖線是平行于T軸的直線,故A錯(cuò)誤,B正確。5.AD由題圖可知,在氣體狀態(tài)由A→B的過(guò)程中,氣體溫度上升、體積變大,且體積與溫度成正比,由pVT=C,氣體壓強(qiáng)不變,是等壓過(guò)程,故選項(xiàng)A正確;由題圖可知,氣體狀態(tài)由B→C是等容過(guò)程,體積不變,而熱力學(xué)溫度降低,由pVT=C可知,壓強(qiáng)p減小,故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;由題圖可知,氣體狀態(tài)由C→D是等溫過(guò)程,體積減小,由pVT=C6.答案(1)600K(2)見(jiàn)解析(3)2×105J解析(1)由題圖得pA=pBVA=12VTA=TC=300K由p得TB=600K。(2)V-T圖像如圖所示。(3)A和C溫度相同,內(nèi)能相同,所以氣體汲取的熱量等于氣體對(duì)外所做的功,Q=WAB=pΔV=2×105×(2-1)J=2×105J。7.答案500K解析依據(jù)題意對(duì)氣缸中左、右兩室中氣體的狀態(tài)進(jìn)行分析左室的氣體加熱前狀態(tài)為p0、V0、T0,加熱后狀態(tài)為p1、34V0、T右室的氣體加熱前狀態(tài)為p0、V0、T0,加熱后狀態(tài)為p1、54V0、T依據(jù)pVT=C左室氣體p右室氣體p所以p解得T2=500K。8.CD假設(shè)升溫后,水銀柱不動(dòng),則兩邊壓強(qiáng)都要增加,由查理定律有,壓強(qiáng)的增加量Δp=pΔTT,而各管兩端空氣原壓強(qiáng)相同,ΔT相同,所以Δp∝1T,即T9.AC由題意可知密閉航天服內(nèi)氣體初、末狀態(tài)溫度分別為T1=300K,T2=270K,依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程有p1V1T1=p2V2T2,解得p2=0.72×105Pa,故A正確,B錯(cuò)誤;設(shè)航天服須要放出的氣體在壓強(qiáng)為p3狀態(tài)下的體積為ΔV,依據(jù)玻意耳定律有p2V2=p3(V10.答案p解析起先時(shí),氣缸上部分氣體體積為V2,壓強(qiáng)為p0,下部分氣體體積為V2,壓強(qiáng)為p0+mgS;后來(lái)氣缸上部分氣體體積為9V10,設(shè)壓強(qiáng)為p,下部分氣體體積為V10,壓強(qiáng)為p+mgS。打入的空氣總體積為V10×49,壓強(qiáng)為p0,由玻意耳定律可知,對(duì)上部分氣體有p0·V2+p0·4911.答案6.625cm解析設(shè)粗管中氣體為氣體1,細(xì)管中氣體為氣體2。對(duì)粗管中氣體1,有p0L1=p1L1'右側(cè)液面上升h1,左側(cè)液面下降h2,有S1h1=S2h2,h1+h2=6cm,得h1=2cm,h2=4cmL1'=L1-h1解得p1=90cmHg對(duì)細(xì)管中氣體2,有p0L1=p2L2'p2=p1+Δh解得L2'=9.375cm因?yàn)閔=L1+h2-L2'解得h=6.625cm。12.答案(1)43T0(2)94解析(1)環(huán)境溫度上升,氣缸內(nèi)氣體發(fā)生等壓變更對(duì)Ⅳ部分氣體由蓋—呂薩克定律得3解得T=43T0(2)探討Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部分氣體,初始溫度T0,初始?jí)簭?qiáng)p0,體積為V1=98V0,環(huán)境溫度上升到2T0后,A氣缸中的活塞到達(dá)氣缸底部時(shí),Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部分氣體的體積為V2=V0,壓強(qiáng)為由志向氣體狀態(tài)方程得p解得p=94p013.答案(1)-66℃(2)15cm解析(1)B剛要離開桌面時(shí)彈簧拉力為kx1=mg,由活塞受力平衡得p2S=p0S-kx1,依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程有p代入數(shù)據(jù)解得T2=207K當(dāng)B剛要離開桌面時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度t2=-66℃。(2)由(1)得x1=5cm,當(dāng)溫度降至-66℃之后,若接著降溫,則缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變,依據(jù)蓋—呂薩克定律,有(代入數(shù)據(jù)解得H=15cm。14.答案(1)0.9H(2)1500K解析(1)B中氣體做等容變更,由查理定律p解得T'=pB'pBT=3設(shè)氣缸底面積為S,A中氣體做等壓變更,由于薄隔板導(dǎo)熱性能良好,A、B中氣體溫度相等,由蓋—呂薩克定律得VAT=VA