《2025年通成学典课时作业本高中物理选择性必修第三册人教版》

1. (2025·江苏苏州大学附属中学段考)如图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。现缓慢向沙桶倒入细沙，下列关于密封气体的状态图像一定正确的是(A)

答案： 1.A解析:由题意知汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内的气体温度不变，缓缓向活塞上倒上细沙，气体体积减小,压强增大，由玻意耳定律得知，气体压强与体积成反比,与体积倒数成正比，选项A正确。

2. 如图所示为一定质量的理想气体由状态$A$变到状态$B$再变到状态$C$的过程，$A$、$C$两点在同一条双曲线上，则此变化过程中(D)

A.从状态$A$到状态$B$的过程温度降低
B.从状态$B$到状态$C$的过程温度升高
C.从状态$A$到状态$B$再到状态$C$的过程温度先降低再升高
D.$A$、$C$两点的温度相等

答案：
2.D　解析:作出过B点的等温线如图所示,可知$T_{B} ＞ T_{A}=T_{C}$，故从状态A到状态B的过程温度升高,选项A 错误;从状态B到状态C的过程温度降低，选项B错误;从状态A到状态B再到状态C的过程温度先升高后降低，选项C错误;A、C两点在同一等温线上,温度相同,选项D 正确。

3. (2024·辽宁朝阳三模)如图为某兴趣小组发射的自制水火箭。发射前瓶内空气的体积为$1.2 L$(视为理想气体)，水的体积为$0.8 L$，瓶内空气压强为$3 atm$。打开喷嘴后水火箭发射升空，忽略瓶内空气温度的变化，外界大气压强为$1 atm$。在瓶内的水刚喷完瞬间，瓶内空气的压强为(A)

A.$1.8 atm$
B.$2.1 atm$
C.$2.5 atm$
D.$2.8 atm$

答案： 3.A解析:由题意可知，发射前，瓶内空气的压强和体积分别为$p_{1} = 3\ atm$、$V_{1} = 1.2\ L$，水全部喷出瞬间,瓶内空气的体积$V_{2} = 1.2\ L + 0.8\ L = 2.0\ L$。设瓶内的水刚喷完瞬间,瓶内空气的压强为$p_{2}$，瓶内气体经历等温变化，根据玻意耳定律有$p_{1}V_{1} = p_{2}V_{2}$，解得$p_{2} = 1.8\ atm$，选项A正确。

4. 一导热汽缸如图所示放置，活塞静止时离底部的距离为$L$，封闭一定质量的理想气体，活塞质量为$m$、面积为$S$，活塞可无摩擦自由移动。现在把汽缸逆时针转动$90°$至开口向上，已知气体温度始终不变，大气压恒为$p_0$，当地重力加速度为$g$，则转动后活塞静止时离汽缸底部的距离为(C)


A.$L$
B.$\frac{p_0SL}{mg}$
C.$\frac{p_0SL}{p_0S + mg}$
D.$\frac{p_0L}{p_0 + mg}$

答案： 4.C　解析:转动之前，封闭气体的压强$p_{1} = p_{0}$，体积$V_{1} = LS$。转动之后由平衡条件知,压强为$p_{2} = p_{0} + \frac{mg}{S}$，体积为$V_{2} = L_{2}S$，气体温度不变，由玻意耳定律得$p_{0}LS = (p_{0} + \frac{mg}{S})L_{2}S$，解得$L_{2} = \frac{p_{0}SL}{p_{0}S + mg}$，选项C正确。

5. 一个气泡从水面下$30 m$深处缓缓上升到水面，假定水的温度均匀，水面上方的压强为$1 atm$，水面下方深度每增加$10 m$，压强增加$1 atm$，则气泡到达水面时的体积为原来的(D)

A.$3$倍
B.$5$倍
C.$2$倍
D.$4$倍

答案： 5.D解析:设气泡在水面下$30\ m$处的压强为$p_{1}$，体积为$V_{1}$，到达水面时的压强为$p_{2}$，体积为$V_{2}$，由题意可知$p_{1} = 4\ atm$，$p_{2} = 1\ atm$。整个过程为等温变化,根据玻意耳定律可得$p_{1}V_{1} = p_{2}V_{2}$，代入数据解得$V_{2} = 4V_{1}$，即气泡到达水面时的体积为原来的4倍，选项D正确。

6. (2025·福建宁德联考)如图甲所示，一粗细均匀的长细管开口向下竖直固定时，管内高度为$H$的水银柱上方封闭气体的长度为$h$，现将细管缓慢旋转至开口竖直向上，如图乙所示。已知大气压强恒为$p_0$，水银的密度为$\rho$，管内气体温度不变且可视为理想气体，重力加速度为$g$，则图乙中封闭气体的长度为(C)

A.$\frac{p_0 - \rho gH}{p_0 + \rho gH}H$
B.$\frac{p_0 + \rho gH}{p_0 - \rho gH}H$
C.$\frac{p_0 - \rho gH}{p_0 + \rho gH}h$
D.$\frac{p_0 + \rho gH}{p_0 - \rho gH}h$

答案： 6.C解析:设细管的横截面积为$S$，甲中封闭气体的压强为$p_{甲}$，乙中封闭气体的压强为$p_{乙}$，则长细管开口向下竖直固定时，有$p_{甲}S + \rho gHS = p_{0}S$，长细管开口向上时有$p_{0}S + \rho gHS = p_{乙}S$，由玻意耳定律有$p_{甲}hS = p_{乙}h'S$，联立解得图乙中封闭气体的长度$h' = \frac{p_{0} - \rho gH}{p_{0} + \rho gH}h$，选项C正确。