24-25高中物理人教版选择性必修第三册 素养提升练 详解答案

3/3素养提升练123456AAADBA1．A[球内原有气体压强为p1＝1.3atm时，其体积为V＝7.5L，设需打气n次，球内气压回到正常范围，设球内正常气压为p2，每次打入的空气为ΔV。由玻意耳定律有p2V＝p1V＋np0ΔV，解得n＝p2V-p1Vp0ΔV，当p2＝1.5atm时，解得n＝5，当p2＝1.6atm时，解得n2．A[封闭气柱均做等压变化，故封闭气柱下端的水银面高度不变，根据盖­吕萨克定律的分比形式ΔV＝ΔTTV，因A、B管中的封闭气柱初温相同，温度的变化也相同，且ΔT<0，所以ΔV<0，即A、B管中气柱的体积都减小；又因为H1>H2，A管中气柱的体积较大，所以|ΔV1|>|ΔV2|，A管中气柱体积减小得较多，故A、B两管气柱上方的水银柱均向下移动，且A管中的水银柱下移得较多，故A3．A[设大气压强为p0，由题图可知，封闭气体压强pⅠ＝p0－ph，pⅡ＝pⅠ＋ph＝p0，当U形管做自由落体运动时，水银处于完全失重状态，对封闭气体不产生压强，封闭气体压强都等于大气压p0；气柱Ⅰ的压强变大，温度不变，由玻意耳定律可知，气体体积变小，气柱长度变小，右管中的水银面上升，故A正确，D错误；Ⅱ部分气体压强不变，温度不变，由理想气体状态方程可知，气体体积不变，气柱长度不变，左管中水银柱A不动，故B、C错误。]4．D[设V1＝V，由题意可知V2＝2V设T1＝2T，则T2＝5T气体压强p2＝p1＋mgS＝2p则mgS＝p1则V1′＝V2′＝32上部分气体温度不变，由玻意耳定律p1V1＝p1′V1′解得p1′＝23p下部分气体的压强p2′＝p1′＋mgS＝53对下部分气体，由理想气体状态方程得p2V解得T2′＝258上下两侧气体的温度之比T1T2'＝故选项D正确。]5．B[设至少需要把气囊完全压下n次，才能有水从出水管流出，大气压强为p0，水桶内气体体积为V0，气囊体积为V1，根据玻意耳定律可得p0(V0＋nV1)＝p1V0，其中p0＝ρgh＝10ρg(Pa)，V0＝4320πcm3，V1＝72πcm3，p1＝ρg(h＋0.4m)＝10.4ρg(Pa)，代入解得n＝2.4，所以至少需要把气囊完全压下3次，才能有水从出水管流出，故B正确。]6．A[分析得两次平衡状态时，左右两边汽缸的压强平衡即p左＝p右＝p，p左′＝p右′对右边气体分析，活塞再次静止时左右两侧气室体积之比为3∶1，故右边气体的体积由原来汽缸总体积的V2减小到V4，根据玻意耳定律p右V2＝p解得p右′＝2p右＝2p故p左′＝2p右＝2p对左边汽缸气体分析，假设充入左边气体的温度与外界相同，压强为p左，体积为nV2，根据玻意耳定律得p左nV+V2＝p左联立解得n＝2所以从接口充入的氮气与左侧气室内原有氮气的质量之比为2∶1。]7．解析：(1)设玻璃管的横截面积为S1，活塞的横截面积为S2，对玻璃管中的气体，初态体积和压强分别为V1＝(l－h1)S1p1＝p0＋ρg(l－2h1)末态体积和压强分别为V2＝(l－h2)S1p2＝ρgh由玻意耳定律有p1V1＝p2V2代入数据解得h＝132cm。(2)设玻璃管上端恰好与水银面齐平时，活塞到水银面的高度为h′，对水银面上方的气体，初态体积和压强分别为V1′＝h0S2，p1′＝p0末态体积和压强分别为V2′＝h′S2，p2′＝p2－ρg(l－h2)由玻意耳定律有p1′V1′＝p2′V2′代入数据解得h′＝7.6cm活塞向下移动的距离为Δx＝h0－h＝4.4cm。答案：(1)132cm(2)4.4cm8．解析：(1)将阀门打开，A室气体做等温变化，则有2p0V03＝p0(V03得ΔV＝V0(2)打开阀门K，稳定后，再关闭阀门K，U形管两边水银面的高度差为19cm时pB＝pA＝(76＋19)cmHg＝95cmHg对A室气体：初态参量为p0、2V03末态参量为pA、VA、T0由玻意耳定