新版高中物理2.3 氣體的等壓變化和等容變化 練習(xí) -2020-2021學(xué)年【新教材】人教版（2019）高中物理選擇性必修三

第=page22頁，共=sectionpages22頁氣體的等壓變化和等容變化練習(xí)一、單選題如圖所示，表示一定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)A→B→C→A的圖象，其中AB的延長(zhǎng)線通過坐標(biāo)原點(diǎn)，BC和AC分別與T軸和V軸平行．則下列說法正確的是(????)A.A→B過程氣體壓強(qiáng)增加

B.B→C過程氣體壓強(qiáng)不變

C.C→A過程氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少

D.A→B過程氣體分子平均動(dòng)能增大

如圖所示氣缸內(nèi)密封的氣體(可視為理想氣體)，在等壓膨脹過程中，下列關(guān)于氣體說法正確的是(????)A.氣體吸收熱量大于對(duì)外界所做的功

B.氣體會(huì)向外界放熱

C.氣體內(nèi)能可能減少

D.氣體平均動(dòng)能將減小

如圖所示，兩個(gè)容器A和B容積不同，內(nèi)部裝有氣體，其間用細(xì)管相連，管中有一小段水銀柱將兩部分氣體隔開。當(dāng)A中氣體溫度為tA，B中氣體溫度為tB，且tA>tB，水銀柱恰好在管的中央靜止。若對(duì)兩部分氣體加熱，使它們的溫度都升高相同的溫度，下列說法正確的是(A.水銀柱一定保持不動(dòng) B.水銀柱將向右移動(dòng)

C.水銀柱將向左移動(dòng) D.水銀柱的移動(dòng)情況無法判斷如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程①、②、③、④到達(dá)狀態(tài)e，對(duì)此氣體，下列說法正確的是(????)A.過程①中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小

B.過程④中氣體從外界吸收了熱量

C.狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等

D.狀態(tài)d的壓強(qiáng)與狀態(tài)b的壓強(qiáng)相等

如圖所示，一定量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)B變到C，其壓強(qiáng)(????)A.一直增大

B.一直減小

C.先增大后減小

D.先減小后增大一定質(zhì)量的理想氣體，沿箭頭方向由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，其中放出熱量的是(

)A. B.

C. D.如圖所示，是一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的p?V圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體分子平均速率的變化情況是(????)A.一直保持不變

B.一直增大

C.先減小后增大

D.先增大后減?。畠啥朔忾]、內(nèi)徑均勻的直玻璃管豎直放置，如圖．兩端空氣柱體積V上<V下，溫度均為20?℃，現(xiàn)將兩端空氣柱的溫度均降為10?℃A.不動(dòng) B.向上移動(dòng)

C.向下移動(dòng) D.無法確定是否移動(dòng)如圖所示，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體．當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，缸內(nèi)氣體(????)A.體積不一定增大

B.壓強(qiáng)增大

C.分子間的引力和斥力都增大

D.內(nèi)能增加

如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體用質(zhì)量為M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T1,T2,T3，體積分別為V1,A.T1=T2=T3 B.T一定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過程，其中bc的延長(zhǎng)線通過原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在(????)A.ab過程中不斷增加

B.bc過程中不斷減小

C.cd過程中不斷增加

D.da過程中保持不變

如圖，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，管內(nèi)外水銀面高度差為，右側(cè)管有一段水銀柱，兩端液面高度差為，中間封有一段空氣A.若大氣壓升高，減小，增大

B.若把彎管向上移動(dòng)少許，重新平衡后，管內(nèi)氣體體積不變

C.若把彎管向下移動(dòng)少許，重新平衡后，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變

D.彎管無論向上還是向下移動(dòng)，重新平衡后，始終等于

二、多選題如圖所示為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系圖象，氣體狀態(tài)經(jīng)歷A→B→C→A完成一次循環(huán)，A狀態(tài)的溫度為290K，下列說法正確的是(????)A.A→B的過程中，每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都增加

B.B→C的過程中，氣體溫度先升高后降低

C.C→A的過程中，氣體溫度一定減小

D.B，C兩個(gè)狀態(tài)溫度相同，均為580K如圖所示為一定質(zhì)量的某種氣體的等容或等壓變化圖象，關(guān)于這兩個(gè)圖象的正確說法是(

)A.甲是等壓線，乙是等容線

B.乙圖中p?t線與t軸交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度是?273.15?℃，而甲圖中V?t線與t軸的交點(diǎn)不一定是?273.15?℃

C.由乙圖可知，一定質(zhì)量的氣體，在任何情況下都是p與t成直線關(guān)系

D.乙圖表明溫度每升高1?℃，壓強(qiáng)增加相同，但甲圖表明隨溫度的升高壓強(qiáng)不變

如圖所示，四個(gè)兩端封閉、粗細(xì)均勻的玻璃管內(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)．如果管內(nèi)兩端的空氣都升高相同的溫度，則水銀柱向左移動(dòng)的是(????)A. B.

C. D.一定量的理想氣體從狀態(tài)M可以經(jīng)歷過程1或者過程2到狀態(tài)N，其p?V圖象如圖所示。在過程1中，氣體始終與外界無熱量交換；在過程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化。對(duì)于這兩個(gè)過程，下列說法正確的是(????)A.氣體經(jīng)歷過程1，其溫度降低

B.氣體經(jīng)歷過程1，其內(nèi)能減小

C.氣體在過程2中一直對(duì)外放熱

D.氣體經(jīng)歷過程1的內(nèi)能改變量與經(jīng)歷過程2的不相同三、計(jì)算題.如圖甲所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸水平放置，橫截面積為S=1×10?4m2、質(zhì)量為m=0.2?kg、厚度不計(jì)的活塞與汽缸底部之間封閉了一部分氣體，此時(shí)活塞與汽缸底部之間的距離為12?cm，在活塞的右側(cè)①穩(wěn)定后，活塞與汽缸底部之間的距離；②加熱到720?K時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)。

如圖，內(nèi)徑均勻的彎曲玻璃管ABCDE兩端開口，AB、CD段豎直，BC、DE段水平，AB=90cm，BC=CD=DE=30cm。在水平段DE內(nèi)有一長(zhǎng)10cm的水銀柱，其左端距D點(diǎn)10cm。在環(huán)境溫度為320K時(shí)，保持BC段水平，已知大氣壓為75cmHg且保持不變。(忽略液體表面張力及玻璃管內(nèi)徑的影響)

(i)若將玻璃管A端緩慢豎直向下插入大水銀槽中，使A端剛剛沒入水銀面，再將環(huán)境溫度緩慢升高，求溫度升高到多少K時(shí)，水銀柱剛好全部溢出；

(ii)若將玻璃管A端緩慢豎直向下插入大水銀槽中，使A端剛剛沒入水銀面下5cm處。再將環(huán)境溫度緩慢降低，求溫度降低到多少K時(shí)，水銀柱恰好有一半進(jìn)入CD部分。

如圖所示，質(zhì)量相同的活塞A、B將開口向上的汽缸分為氣室Ⅰ、Ⅱ兩部分，已知活塞B到汽缸底部的距離為L(zhǎng).勁度系數(shù)為k的輕彈簧被壓縮在兩活塞之間．汽缸和活塞的導(dǎo)熱性能良好，活塞與汽缸內(nèi)壁間無摩擦且氣密性好．大氣壓強(qiáng)為p0，溫度為T0；開始時(shí)，氣室Ⅰ中氣體的壓強(qiáng)為34p0、氣室Ⅱ中氣體的壓強(qiáng)為32p(1)每個(gè)活塞的質(zhì)量及開始時(shí)彈簧的壓縮量x；(2)當(dāng)溫度為T時(shí)，活塞A上移的距離H．

如圖所示，豎直放置導(dǎo)熱良好的氣缸缸體質(zhì)量m=10kg，輕質(zhì)活塞橫截面積S=5×10?3m2，活塞上部的氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的下表面與勁度系數(shù)k=2.5×103N/m的彈簧相連，活塞不漏氣且與氣缸壁無摩擦。當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為27℃時(shí)，缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)l=50cm，氣缸下端邊緣距水平地面l10。已知大氣壓強(qiáng)①當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度緩慢降低到多少K時(shí)，氣缸下端邊緣剛好接觸地面?②當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度緩慢降低到多少K時(shí)，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)?

答案和解析1.【答案】D

【解答】

已知V?T圖象中傾斜的直線為等壓變化，斜率越大，壓強(qiáng)越小。過各點(diǎn)的等壓線如圖，

A.從狀態(tài)A到狀態(tài)B，同一條斜線上，壓強(qiáng)相等，故A錯(cuò)誤；

B.從狀態(tài)B到狀態(tài)C，斜率變大，則壓強(qiáng)變小，故B錯(cuò)誤；

C.從狀態(tài)C到狀態(tài)A，溫度不變，體積減小，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，故C錯(cuò)誤；

D.從狀態(tài)A到狀態(tài)B，溫度升高，則分子平均動(dòng)能增大，故D正確。

故選D。

2.【答案】A

【解答】

氣體等壓膨脹，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C知，T升高，由此分析：

AB、體積增大，則氣體對(duì)外界做功，又內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w一定吸熱，由此可知?dú)怏w吸熱，即Q>0，氣體對(duì)外界做功即外界對(duì)氣體做負(fù)功：?W，根據(jù)熱力學(xué)第一定律：△U=Q?W>0，得：Q>W，故A正確，故B錯(cuò)誤；

C、理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度升高則內(nèi)能增大，故C錯(cuò)誤；

D、溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，氣體平均動(dòng)能將增大，故D錯(cuò)誤。

3.【答案】【解答】假設(shè)束縛住水銀柱使其在溫度升高的過程中不動(dòng)，則兩側(cè)氣體均發(fā)生等容變化，設(shè)兩側(cè)升高的溫度為Δt，

初始狀態(tài)根據(jù)平衡可得：pA=pB?

對(duì)A中氣體運(yùn)用查理定律可得：pATA=p′ATA+Δt，解得：p′A=pA1+ΔtTA，則A中氣體壓強(qiáng)的增量為ΔpA=p故選C。

4.【答案】C

【解答】

A.過程①是等容升溫過程，由paTa=pbTb可知，壓強(qiáng)逐漸增大，故A錯(cuò)誤；

B.過程④中氣體作等容變化，氣體不做功，溫度降低，氣體的內(nèi)能減少，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q知?dú)怏w向外界放出了熱量，故B錯(cuò)誤；

C.狀態(tài)c、d的溫度相等，根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)，可知，狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等。故C正確；

D.連接bO和dO，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)和理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知，狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小，故【解析】解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C，從A到B，體積不變，溫度升高，壓強(qiáng)變大；從B到C，溫度不變，體積減小，壓強(qiáng)增大，故A正確，BCD錯(cuò)誤。

6.【答案】B

【解答】

A.由圖象是雙曲線知，狀1到狀態(tài)2是等溫變化過程，故狀態(tài)1與狀態(tài)2溫度相同內(nèi)能相同，又從狀態(tài)1至狀態(tài)2氣體的體積增加，故氣體對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，氣體從外界吸熱，故A錯(cuò)誤；

B.由圖象有p1>p2，V1>V2，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程p1V1T1=p2V2T2，知T1>T2，所以從狀態(tài)1至狀態(tài)2，氣體體積減小所以外界對(duì)氣體做功，又T1>T2說明氣體氣體的內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w對(duì)外放熱，故B正確；

C.由圖象知，狀態(tài)1至狀態(tài)2，氣體溫度升高內(nèi)能增加，氣體體積增大氣體對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，氣體從外界吸收熱量，故C錯(cuò)誤；

D.由圖象知?dú)怏w的體積保持不變，氣體對(duì)外界不做功，從狀態(tài)1至狀態(tài)2氣體的溫度長(zhǎng)高內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體從外界吸收熱量，故D錯(cuò)誤。

故選B。

7.【答案】D

【解答】

解：根據(jù)pV=CT，可知C不變，pV越大，T越高。在A和B狀態(tài)時(shí)，pV乘積相等，說明在AB處的溫度相等，所以從A到B的過程中，溫度先升高，后又減小到初始溫度，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以在這個(gè)過程中，氣體分子的平均動(dòng)能先增大后減小，氣體分子的平均速率也是先增大后減小，故ABC錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

8.【答案】C

【解答】

假設(shè)水銀柱不動(dòng)，則氣體體積不變，

由查理定律得：pT=p′T′，則△p=p′?p=ΔTTp，

開始時(shí)兩部分氣體壓強(qiáng)p上<p下，初溫T和溫度降低量ΔT都相等，

上邊氣體降低的壓強(qiáng)：△p上=20?10Tp上=10T【解析】解：以活塞為研究對(duì)象，對(duì)T1、T2狀態(tài)下的氣體有：p1S=Mg+pS

pS+Mg=p2S

對(duì)T3狀態(tài)下的氣體有：pS+Mg+mg=p3S

可以得出：p1=p2<p3

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：p1【解析】解：根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：pVT=C，其中C為一定值，可知p=CV?T，其中CV為p?V圖象上各點(diǎn)到原點(diǎn)連線的斜率，

A、ab過程中圖象上各點(diǎn)到原點(diǎn)連線的斜率CV減小，故體積V不斷增加，故A正確；

B、bc過程中圖象上各點(diǎn)到原點(diǎn)連線的斜率CV不變，故體積V保持不變，故B錯(cuò)誤；

C、cd過程中圖象上各點(diǎn)到原點(diǎn)連線的斜率CV變大，故體積V不斷減小，故C錯(cuò)誤；

D、da過程中圖象上各點(diǎn)到原點(diǎn)連線的斜率CV減小，故體積V不斷變大，故D錯(cuò)誤。

12.【答案】D

【解答】

AD.平衡后管中封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+ρgh1=p0+ρgh2，則得h1=h2.若大氣壓升高時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)增大，由玻意耳定律pV=C得知，封閉氣體的體積減小，水銀柱將發(fā)生移動(dòng)，使h1和h2同時(shí)減小，二者始終相等，故A【解析】【解答】

A.A到B過程中，體積不變，根據(jù)查理定律pATA=pBTB，壓強(qiáng)增加，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，但不是每個(gè)的動(dòng)能都增加，故A錯(cuò)誤；

D.A→B氣體做等容變化，根據(jù)查理定律pATA=pBTB代數(shù)據(jù)得TB=870K；C→A過程中氣體做等壓變化，由蓋?呂薩克定律得VCTC=VATA，代入數(shù)據(jù)解得：TC=870K，故D錯(cuò)誤；

【解答】A.由查理定律及蓋?呂薩克定律可知，甲圖是等壓線，乙圖是等容線，故A正確；

B.由“外推法”可知兩種圖線的反向延長(zhǎng)線與t軸的交點(diǎn)溫度為?273.15℃，即熱力學(xué)溫度的0K，故B錯(cuò)誤；

C.查理定律及蓋?呂薩克定律是氣體的實(shí)驗(yàn)定律，都是在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的條件下，氣體體積一定時(shí)，氣體的等容變化壓強(qiáng)與溫度成直線關(guān)系，但是當(dāng)壓強(qiáng)很大、溫度很低時(shí)，這些定律就不成立了，而且氣體的p與t不一定都是直線關(guān)系，故C錯(cuò)誤；

D.由于圖線是直線，乙圖表明隨溫度每升高1℃，壓強(qiáng)增加相同，但甲圖隨溫度的升高壓強(qiáng)不變，故D正確．故選AD。

15.【答案】CD

【解答】

開始時(shí)水銀柱平衡，故兩側(cè)氣體壓強(qiáng)相等，設(shè)為p，設(shè)溫度升高ΔT時(shí)氣體體積不變，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有：

pT=△p△T

故Δp=ΔTT?p，要使水銀柱向左移動(dòng)，故要使右側(cè)氣體壓強(qiáng)增加量比左邊大，p與ΔT相同，只要右側(cè)T小即可，右側(cè)氣體溫度低的是CD選項(xiàng)，故AB錯(cuò)誤，CD正確；

故選CD。

16.【答案】AB

【解答】

AB.氣體經(jīng)歷過程1，壓強(qiáng)減小，體積變大，膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能減小，故溫度降低，故AB正確；

C.氣體在過程2中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C，剛開始時(shí)，體積不變，壓強(qiáng)減小，則溫度降低，對(duì)外放熱，然后壓強(qiáng)不變，體積變大，膨脹對(duì)外做功，而溫度升高，吸熱，故C錯(cuò)誤；

D.無論是經(jīng)過1過程還是2過程，初、末狀態(tài)參數(shù)相同，故內(nèi)能改變量相同，故D錯(cuò)誤。

故選AB。

17.【答案】解：?①汽缸水平放置時(shí)，活塞與汽缸底部之間的距離L1=12cm

氣體壓強(qiáng)p1=1.0×105Pa，氣體體積V1=L1S

汽缸豎直放置時(shí)，設(shè)活塞與汽缸底