人教版高中物理選修三2.2 氣體的等溫變化期末測試卷

氣體的等溫變化練習(xí)一、單選題關(guān)于理想氣體的狀態(tài)變化，下列說法中正確的是(????)。A.一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)壓強(qiáng)不變而溫度由100℃上升到200℃時，其體積增大為原來的2倍B.氣體由狀態(tài)1變到狀態(tài)2時，一定滿足方程ρC.一定質(zhì)量的理想氣體體積增大到原來的4倍，可能是壓強(qiáng)減半，熱力學(xué)溫度加倍D.一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)增大到原來的4倍，可能是體積加倍，熱力學(xué)溫度減半一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的狀態(tài)變化．已知從A到B的過程中，氣體的內(nèi)能減少了300J，氣體在狀態(tài)C時的溫度TC=300K，則(

)A.從B到C過程中氣體溫度保持不變 B.從A到B氣體放出的熱量1200JC.狀態(tài)A的溫度為800K D.整個過程氣體放出熱量300J如圖所示，用橫截面積為S=10cm2的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在導(dǎo)熱性良好的汽缸內(nèi)，汽缸平放到光滑的水平面上．勁度系數(shù)為k=1?000N/m的輕質(zhì)彈簧左端與活塞連接，右端固定在豎直墻上．不考慮活塞和汽缸之間的摩擦，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時彈簧處于自然長度、活塞距離汽缸底部的距離為L0=18cm、氣體的溫度為t0=27℃.現(xiàn)用水平力向右緩慢推動汽缸，當(dāng)彈簧被壓縮x=2cm后再次靜止(已知大氣壓強(qiáng)為A.

汽缸向右移動的距離4cmB.汽缸向右移動的距離3cmC.保持推力F不變，升高氣體的溫度，汽缸底部到活塞的距離恢復(fù)到L0時的溫度為360D.保持推力F不變，升高氣體的溫度，汽缸底部到活塞的距離恢復(fù)到L0時的溫度為350一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V–T圖象如圖所示。下列說法正確的有(????)A.A→B的過程中，氣體對外界做功B.A→B的過程中，氣體吸收熱量C.B→C的過程中，氣體壓強(qiáng)不變D.A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加用如下圖所示的裝置可以測量液體的密度。將一個帶有閥門的三通U形管倒置在兩個裝有液體的容器中，用抽氣機(jī)對U形管向外抽氣，再關(guān)閉閥門K，已知左邊液體的密度為ρ1，左、右兩邊液柱高度分別為h1、h2，下列說法正確的是A.實(shí)驗中必須將U形管內(nèi)抽成真空B.關(guān)閉閥門K后，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于管外大氣壓C.右邊液體的密度ρD.右邊液體的密度ρ水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意如圖。從儲水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口?？蹌影鈾C(jī)將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體A.壓強(qiáng)變大 B.對外界做功

C.對外界放熱

D.分子平均動能變大一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個過程回到原狀態(tài)，其p?T圖像如圖所示，下列判斷正確的是(

)A.狀態(tài)a的體積小于狀態(tài)b的體積B.狀態(tài)b的體積小于狀態(tài)c的體積C.狀態(tài)a分子的平均動能最大D.狀態(tài)c分子的平均動能最小如圖甲所示，開口向上的導(dǎo)熱氣缸靜置于水平桌面，質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量氣體，若在活塞上加上質(zhì)量為m的砝碼，穩(wěn)定后氣體體積減小了ΔV1，如圖乙；繼續(xù)在活塞上再加上質(zhì)量為m的砝碼，穩(wěn)定后氣體體積又減小了ΔV2，如圖丙．不計摩擦，環(huán)境溫度不變，則(A.ΔV1<ΔVC.ΔV1>ΔV2 D.如圖所示，兩端開口的均勻玻璃管豎直插入水銀槽中，管中有一段水銀柱h1封閉一定質(zhì)量的氣體，這時管下端開口處內(nèi)、外水銀面高度差為h2，若保持環(huán)境溫度不變，當(dāng)外界壓強(qiáng)增大時，下列分析正確的是(????)A.h2B.h2C.h1D.h1某同學(xué)用打氣筒為體積為2.0L的排球充氣，充氣前排球呈球形，內(nèi)部氣壓與外界大氣壓相等，均為1.0×105A.20次 B.30次 C.40次 D.60次一氧氣瓶的容積為0.08m3，開始時瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個大氣壓。某實(shí)驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36?m3。當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個大氣壓時，需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗室使用的天數(shù)為(A.1天 B.2天 C.3天 D.4天如圖所示，A，B兩個氣缸分別與粗細(xì)均勻的U形管的一臂相連。管內(nèi)盛有水銀。用輕桿相連的兩輕質(zhì)活塞在A，B兩氣缸內(nèi)分別密封質(zhì)量不等的理想氣體，A氣缸的橫截面積為B的一半，開始時A氣缸內(nèi)氣體的體積為VA=20L，B氣缸內(nèi)氣體的體積為VB=50L，壓強(qiáng)均為P0=75cmHg，且水銀的液面處在同一高度?，F(xiàn)緩緩向右推進(jìn)B的活塞，直到水銀在U形管中的高度差h=75cm，兩側(cè)豎直細(xì)管內(nèi)均有水銀且未進(jìn)入氣缸。則此時A氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和體積為(????)(假定兩氣室的溫度保持不變，氣缸不漏氣。計算時不計A.

50cmHg

30L B.

60cmHg

30L C.80cmHg

30L D.

50cmHg

50L二、多選題豎直平面內(nèi)有一粗細(xì)均勻的玻璃管，管內(nèi)有兩段水銀柱封閉兩段空氣柱a、b，各段水銀柱高度如下圖所示，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，水銀密度為ρ。下列說法正確的是(

A.空氣柱a的壓強(qiáng)為pB.空氣柱a的壓強(qiáng)為pC.空氣柱b的壓強(qiáng)為pD.空氣柱b的壓強(qiáng)為p如圖所示，豎直放置的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)用活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，缸內(nèi)氣體高度為2h.現(xiàn)在活塞上緩慢添加砂粒，直至缸內(nèi)氣體的高度變?yōu)閔.然后再對氣缸緩慢加熱，以使缸內(nèi)氣體溫度逐漸升高，讓活塞恰好回到原來位置．已知大氣壓強(qiáng)為p0，大氣溫度恒為T0，重力加速度為g，不計活塞與氣缸間摩擦．下列說法正確的是(

)A.所添加砂粒的總質(zhì)量m+B.所添加砂粒的總質(zhì)量2m+C.活塞返回至原來位置時缸內(nèi)氣體的溫度為3D.活塞返回至原來位置時缸內(nèi)氣體的溫度為2如圖所示，氣缸分上、下兩部分，下部分的橫截面積大于上部分的橫截面積，大小活塞分別在上、下氣缸內(nèi)用一根硬桿相連，兩活塞可在氣缸內(nèi)一起上下移動，缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體，活塞與缸壁無摩擦且不漏氣．起初，在小活塞上的燒杯中放有大量沙子．能使兩活塞相對于氣缸向上移動的情況是(????)A.給氣缸緩慢加熱 B.取走燒杯中的沙子C.大氣壓變小 D.讓整個裝置自由下落氣閘艙是載人航天器中供航天員進(jìn)入太空或由太空返回時用的氣密性裝置，其原理圖如圖所示．座艙A與氣閘艙B之間裝有閥門K，座艙A中充滿空氣，氣閘艙B內(nèi)為真空．航天員由太空返回氣閘艙時，打開閥門K，A中的氣體進(jìn)入B中，最終達(dá)到平衡．假設(shè)此過程中系統(tǒng)與外界沒有熱交換，艙內(nèi)氣體可視為理想氣體，下列說法正確的是(????)A.氣體并沒有對外做功，氣體內(nèi)能不變B.B中氣體可自發(fā)地全部退回到A中C.氣體體積膨脹，對外做功，內(nèi)能減小D.氣體溫度不變，體積增大，壓強(qiáng)減小E.氣體分子單位時間內(nèi)對座艙A艙壁單位面積的碰撞次數(shù)將減少三、實(shí)驗題用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗裝置如圖甲所示，實(shí)驗步驟如下：①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)逐一連接；②移動活塞，記錄注射器的刻度值V.同時記錄對應(yīng)的由計算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值P；③用V?1p(1)在做實(shí)驗操作過程中，要采取以下做法：______是為了保證實(shí)驗的恒溫條件，______是為了保證氣體的質(zhì)量不變。(填入相應(yīng)的字母代號)A.用橡皮帽堵住注射器的小孔B.移動活塞要緩慢C.實(shí)驗時，不要用手握住注射器D.在注射器活塞上涂潤滑油(2)如果實(shí)驗操作規(guī)范正確，但如圖所示的V?1p圖線不過原點(diǎn)，則V0代表如圖1為“研究一定質(zhì)量氣體在壓強(qiáng)不變的條件下，體積變化與溫度變化的關(guān)系”時實(shí)驗裝置示意圖。粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A臂插入燒瓶中，B臂與玻璃管C下部用橡膠管連接，C管開口向上，一定質(zhì)量的氣體被水銀封閉于燒瓶內(nèi)。開始時，B、C內(nèi)的水銀面等高。(1)若氣體溫度降低，為使瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，應(yīng)將C管______(填“向上”或“向下”)移動，直至B、C內(nèi)的水銀面再次等高；(2)實(shí)驗中多次改變氣體溫度，用△t表示氣體升高的攝氏溫度，用△h表示B管內(nèi)水銀面高度的改變量。根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線是圖2中的______。四、計算題（本大題共3小題，共30.0分）如圖，一粗細(xì)均勻的玻璃瓶水平放置，瓶口處有閥門K，瓶內(nèi)有A、B兩部分理想氣體用一可自由滑動的活塞分開。開始時，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，A、B兩部分氣體長度均為L，打開閥門讓B中氣體向外緩慢漏氣，活塞向右緩慢移動了0.2L，整個過程中氣體溫度不變，瓶口處氣體體積可以忽略，已知大氣壓強(qiáng)為p，求：(1)A中氣體在閥門打開前的壓強(qiáng)；(2)B中剩余氣體與漏氣前B中氣體的質(zhì)量之比。2020年5月11日，某中學(xué)高二年級迎來了復(fù)學(xué)日，為控制病毒的傳播，該校特制定了校園消毒工作方案，要求在校園內(nèi)人員密集的公共場所，如教室、圖書館、飯?zhí)玫葓鏊?，定期進(jìn)行物表與空氣消毒．如圖為該校物理老師設(shè)計制作的便攜式消毒器原理圖，A桶內(nèi)消毒液上方用塞子密封了一定質(zhì)量的理想氣體，已知?dú)怏w初態(tài)壓強(qiáng)與外界大氣壓相等，均為p0，為使消毒液從噴頭處霧化噴出，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)至少為1.5p0，現(xiàn)用最大容積為0.1?L的打氣筒B向桶內(nèi)打氣，打了5次后剛好有消毒水噴出((1)未打氣前瓶內(nèi)消毒液上方氣體的體積．(2)設(shè)瓶內(nèi)消毒液總體積為19?L，則至少需要打幾次氣才能把消毒液全部噴灑完．如圖所示，一端封閉、粗細(xì)均勻的U形玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)用水銀將一段氣體封閉在管中，當(dāng)溫度為280?K時，被封閉的氣柱長L=25?cm，兩邊水銀柱高度差h=5?cm，大氣壓強(qiáng)p0(1)為使左端水銀面下降h1(2)封閉氣體的溫度保持(1)問中的值不變，為使兩液面相平，需從底端放出的水銀柱長度為多少。

答案和解析1.【答案】C【解答】A.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知對于一定量的氣體，當(dāng)壓強(qiáng)不變而溫度由100℃上升200℃，并不是熱力學(xué)溫度升高2倍，故體積不會增大為原來的2倍，A錯誤；B.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1變到狀態(tài)2時，一定滿足理想氣體狀態(tài)方程P1V1T1C.由理想氣體狀態(tài)方程P1V1T1D.一定質(zhì)量的理想氣體體積加倍，熱力學(xué)溫度減半，由理想氣體狀態(tài)方程P1V1T1故選C。2.【答案】B【解得】從A到B，外界對氣體做功，有W=pΔV=900?J；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q；得Q=ΔU?W=?1?200?J，氣體放熱1?200?J；由題圖可知pBV根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有pAVA故BC狀態(tài)溫度相同，故氣體的內(nèi)能相等，體積增大，根據(jù)W=pΔV，變化過程壓強(qiáng)小于AB狀態(tài)，體積變化也小于A到B過程，故對外界做功小于900J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，B到C過程吸收熱量小于900J，故整個過程氣體放出熱量大于300J，故B正確，ACD錯誤。3.【答案】C【解答】AB.施加水平推力再次靜止后，對活塞分析，有p0S+kx=p1S，根據(jù)玻意耳定律有p0L0S=CD.升高氣體溫度時，氣體壓強(qiáng)不變，由蓋呂薩克定律L1ST0=L0ST故選C。4.【答案】C【解答】AB.A→B的過程中，氣體體積減小，外界壓縮氣體做功，故A項錯誤;溫度不變，則氣體的內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體應(yīng)該放出熱量，故B項錯誤;C.由V?T圖象可知，B→C的過程中，氣體壓強(qiáng)不變，即C項正確;D.A→B→C的過程中，溫度先不變后降低，故氣體的內(nèi)能先不變后減小，故D項錯誤．5.【答案】C【解答】BCD、用抽氣機(jī)對U形管向外抽氣后關(guān)閉閥門K，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)(p氣)小于管外大氣壓(p0)，在大氣壓作用下液體進(jìn)入左、右兩側(cè)管中，待液體靜止，左、右兩側(cè)管中壓強(qiáng)平衡，則有p氣+p液1=A、只要管內(nèi)氣體壓強(qiáng)與液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和小于管外大氣壓，就會有液體進(jìn)入管中，所以沒必要將U形管內(nèi)抽成真空，故A錯誤。故選C。6.【答案】B【解析】解：A、在水不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，根據(jù)p1V1B、氣體膨脹，體積增大，則氣體對外界做功，故B正確；C、根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=W+Q，氣體溫度不變則內(nèi)能不變，氣體對外做功、則吸收熱量，故C錯誤；D、溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度不變則分子的平均動能不變，故D錯誤。7.【答案】B【解答】A.由圖示可知，ab過程，氣體壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，則氣體發(fā)生等容變化，所以Va=VB.由圖示圖象可知，bc過程氣體發(fā)生等溫變化，氣體壓強(qiáng)與體積成反比，b的壓強(qiáng)大，所以b的體積小，故B正確；CD.由圖象可知，a、b和c三個狀態(tài)中，a狀態(tài)溫度最低，分子平均動能最小，則故CD錯誤。故選：B。8.【答案】C【解答】設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0，開始時氣體的體積是V由平衡條件得：p0氣體壓強(qiáng)：p=p則甲狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)：p乙狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)：p丙狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)：p由玻意耳定律得：p得：V2=所以：ΔV1所以：ΔV1>ΔV2故選C。9.【答案】D【解答】對于管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)可得：p=也可以有：p=則知：h1=h2，當(dāng)外界壓強(qiáng)增大時，管內(nèi)封閉氣體壓強(qiáng)p增大，根據(jù)玻意耳定律pV=C可知?dú)怏w的體積減小，則h1下降，h2不變，

故ABC錯誤，故選D。10.【答案】A【解答】由題，充氣過程的最后時刻，活塞以下的氣體的壓強(qiáng)：p=1.5×其中：V=2.0L；打氣筒容積：V′=0.05L；對打足氣后球內(nèi)的氣體有：p代入數(shù)據(jù)得：n=20(次)。故A正確，BCD錯誤。故選A。11.【答案】D【解答】根據(jù)玻意耳定律可得：pV=n代入數(shù)據(jù)：20atm×0.08解得n=4，故D正確、ABC錯誤。12.【答案】A【解答】解：假設(shè)U形管中的高度差為h時，A氣缸體積增加了△V，由橫截面積的關(guān)系可知，B氣缸體積劍俠了2△V，對左氣缸氣體：p對右氣缸氣體：p代入數(shù)據(jù)可得p1=50cmHg，V1=V故選A。13.【答案】AC【解答】從開口端開始計算，右端大氣壓強(qiáng)為p0，同種液體同一水平面上的壓強(qiáng)相同，所以b氣柱的壓強(qiáng)為pb=p0+ρg(h2?故選AC。14.【答案】AD【解析】解：AB、設(shè)添加砂粒的總質(zhì)量為m0，最初氣體壓強(qiáng)為為：添加砂粒后氣體壓強(qiáng)為：p該過程為等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得：p解得：m0=m+p0SCD、設(shè)活塞回到原來位置時氣體溫度為T1，該過程為等圧変化，根據(jù)蓋呂薩克定律得：解得：T1=2T0，故15.【答案】BD【解答】設(shè)缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p，外界大氣壓為p0，大活塞面積S1，小活塞面積S2，活塞和燒杯及杯中沙子的總重力為A、給氣缸緩慢加熱，氣體溫度升高，由蓋呂薩克定律知?dú)怏w體積要增大，從氣缸結(jié)構(gòu)上看活塞應(yīng)向下移動，故A錯誤；B、取走燒杯中的沙子后，整體的重力小了，由①式知容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)必須增大，由玻意耳定律知?dú)怏w體積要減小，所以活塞要向上移動，故B正確；C、大氣壓變小時，由①式知道缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)要減小，由玻意耳定律知?dú)怏w體積要增大，所以活塞要向下移動，故C錯誤；D、讓整個裝置自由下落，由①式知道缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大(原來小于大氣壓強(qiáng))，由玻意耳定律知?dú)怏w體積要減小，所以活塞向上移動，故D正確．故選：BD．16.【答案】ADE【解答】AC、因為氣閘艙B內(nèi)為真空，氣體自由擴(kuò)散，體積膨脹，但沒有對外做功，又因為整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換，根據(jù)ΔU=W+Q可知內(nèi)能不變，故A正確，C錯誤；B、根據(jù)熵增加原理可知一切宏觀熱現(xiàn)象均具有方向性，故B中氣體不可能自發(fā)地全部退回到A中，故B錯誤；DE、內(nèi)能不變，故溫度不變，平均動能不變，根據(jù)玻意耳定律可知pV為定值，擴(kuò)散后則體積V增大，壓強(qiáng)p減小，氣體分子的密集程度減小，可知?dú)怏w分子單位時間對座艙A艙壁單位面積的碰撞次數(shù)將變少，故D、E正確．17.【答案】BC

AD

注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位的氣體體積【解析】解：(1)移動活塞要緩慢；實(shí)驗時，不要用手握住注射器，都是為了保證實(shí)驗的恒溫條件。用橡皮帽堵住注射器的