（新教材輔導）2023年高中物理第二章氣體固體和液體23氣體的等壓變化和等容變化練習新人教版選擇性

3氣體的等壓變化和等容變化【基礎(chǔ)鞏固】1.下列說法正確的是()A.一定質(zhì)量的某種理想氣體被壓縮時,氣體壓強不一定增大B.一定質(zhì)量的某種理想氣體溫度不變,壓強增大時,其體積也增大C.氣體壓強是由氣體分子間的斥力引起的D.在失重的情況下,密閉容器內(nèi)的氣體對器壁沒有壓強解析:理想氣體質(zhì)量一定時,pVT=常量,顯然A正確,B錯誤.由氣體壓強產(chǎn)生的原因知C錯誤.在失重的情況下,密閉容器中的分子仍做永不停息的無規(guī)則運動,氣體對器壁有壓強,D錯誤答案:A2.(2023·廣東)將燒瓶中的水加熱至沸騰,將酒精燈移走,停止沸騰后用燒瓶塞將燒瓶口堵住,倒扣燒瓶,往燒瓶上澆冷水,發(fā)現(xiàn)水再次沸騰,下列說法正確的是()A.往燒瓶上澆冷水,燒瓶中的氣體溫度降低,內(nèi)能不變B.往燒瓶上澆冷水,燒瓶中的氣體內(nèi)能減少,壓強增大C.燒瓶冷卻后,瓶塞可以更輕松地拔出D.海拔高的地方水的沸點比較低與上述現(xiàn)象涉及的原理相同解析:燒瓶中的水加熱至沸騰后堵住瓶口,倒扣燒瓶,往燒瓶上澆冷水,瓶中氣體遇冷,溫度降低,內(nèi)能減少,壓強降低,故A、B錯誤;燒瓶冷卻后,瓶中氣體壓強比外界大氣壓強低,所以瓶塞更難被拔出,故C錯誤;水再次沸騰是由于氣體壓強降低,沸點降低,海拔高的地方,氣體壓強較低,沸點較低,所以兩個現(xiàn)象所涉及的原理相同,故D正確.答案:D3.一定質(zhì)量的某種理想氣體的p1V圖像如圖所示,圖中BC為過原點的直線,A、B、C為氣體的三個狀態(tài),則下列說法正確的是 (A.TA>TB=TCB.TA>TB>TCC.TA=TB>TC D.TA<TB<TC解析:由題圖可知A→B為等容變化,pA>pB,根據(jù)查理定律知,TA>TB.B→C為等溫變化,即TB=TC.所以TA>TB=TC,選項A正確.答案:A4.一定質(zhì)量的某種理想氣體保持壓強不變,溫度從0℃升到5℃時體積增加量為ΔV1;從10℃升到15℃時體積增加量為ΔV2,則 ()A.ΔV1=ΔV2 B.ΔV1>ΔV2C.ΔV1<ΔV2 D.無法確定解析:由蓋呂薩克定律V1T1=V2T2=ΔV答案:A5.已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比.圖中的實線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的某種理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線,則在整個過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能 ()A.先增大后減小 B.先減小后增大C.單調(diào)變化 D.保持不變解析:由題圖知汽缸內(nèi)的理想氣體的狀態(tài)參量p1、V的乘積的變化特點是先減小后增大,由pVT=C(常量)可知,溫度T先減小后增大,故氣體內(nèi)能先減小后增大,B正確答案:B6.0.3mol的某種理想氣體的壓強和溫度的關(guān)系圖線如圖所示.p0表示標準大氣壓,則在狀態(tài)B時氣體的體積為 ()A.5.6L B.3.2LC.1.2L D.8.4L解析:題中氣體在0℃、壓強為標準大氣壓時,體積為22.4×0.3L=6.72L,根據(jù)圖線可知,從壓強為p0的狀態(tài)到A狀態(tài),氣體經(jīng)歷等容變化,A狀態(tài)的體積為6.72L,溫度為(127+273)K=400K,從A狀態(tài)到B狀態(tài)為等壓變化,B狀態(tài)的溫度為(227+273)K=500K,根據(jù)蓋呂薩克定律得VATA=VBTB6.72×500答案:D7.如圖所示,內(nèi)壁光滑的汽缸和活塞都是絕熱的,缸內(nèi)被封閉的理想氣體原來體積為V,壓強為p,若用力將活塞向右推,使封閉的氣體體積變?yōu)閂2,缸內(nèi)被封閉氣體的 (A.壓強等于2p B.壓強大于2pC.壓強小于2p D.分子勢能增大了解析:汽缸絕熱,壓縮氣體,氣體溫度必然升高,由狀態(tài)方程pVT=常量可知,T增大,體積變?yōu)閂2,則壓強大于2p,故B正確,A、C錯誤.答案:B8.一定質(zhì)量的某種理想氣體,從狀態(tài)A開始按下列順序變化:先等壓降溫,再等溫膨脹,最后等容升溫回到狀態(tài)A.選項D中曲線為雙曲線的一部分.下圖能正確表示這一過程的是 ()ABCD解析:根據(jù)氣體狀態(tài)變化的圖像特點分析,A正確.B圖中,C→A過程為非等容升溫;C圖中,A→B為等容降溫,B→C為等溫壓縮,C→A為等壓升溫;D圖中A→B為等壓升溫,B→C為等容降溫,C→A為等溫壓縮.B、C、D錯誤.答案:A9.燈泡內(nèi)充有氮、氬混合氣體,如果要使燈泡內(nèi)的混合氣體在500℃時的壓強不超過標準大氣壓p0,在20℃下充氣,燈泡內(nèi)氣體的壓強最大為多少?設(shè)T=t+273K.解析:混合氣體的初狀態(tài):T1=773K,p1=p0,末狀態(tài):T2=293K,根據(jù)查理定律p1T1=p2T2得p2=p1T答案:0.38p0【拓展提高】10.(多選)圖甲、乙為一定質(zhì)量的某種氣體的等容或等壓變化圖像.關(guān)于這兩個圖像,正確的說法是 ()甲乙A.甲是等壓線,乙是等容線B.乙圖中pt線的延長線與t軸的交點對應(yīng)的溫度是273.15℃,而甲圖中Vt線的延長線與t軸的交點不一定是273.15℃C.由乙圖可知,一定質(zhì)量的氣體,在任何情況下p與t均呈線性關(guān)系D.乙圖表明溫度每升高1℃,壓強增加量相同,但甲圖表明隨溫度的升高壓強不變解析:由查理定律p=CT=C(t+273.15K)及蓋呂薩克定律V=CT=C(t+273.15K)可知,甲圖是等壓線,乙圖是等容線,故選項A正確.兩種圖線的反向延長線與t軸的交點對應(yīng)的溫度都為273.15℃,即熱力學溫度的0K,故選項B錯誤.查理定律及蓋呂薩克定律是氣體的實驗定律,都是在溫度不太低,壓強不太大的條件下得出的,當壓強很大,溫度很低時,這些定律就不成立了,故選項C錯誤.圖線是直線,故選項D正確.答案:AD11.(多選)一定質(zhì)量的某種理想氣體的狀態(tài)變化過程的pV圖線如圖甲所示,其中A是初始狀態(tài),B、C是中間狀態(tài).A→B為雙曲線的一部分,B→C與縱軸平行,C→A與橫軸平行.若將上述變化過程改用pT圖線和VT圖線表示,則圖乙中正確的是 ()甲ABCD乙解析:在pV圖像中,氣體由A→B是等溫過程,氣體壓強減小,體積增大;由B→C是等容過程,氣體壓強增大,溫度升高;由C→A是等壓過程,氣體體積減小,溫度降低.由此可判斷A、C錯誤,B、D正確.答案:BD12.如圖所示,兩根粗細相同、兩端開口的直玻璃管A和B,豎直插入同一水銀槽中,各用一段水銀柱封閉著一定質(zhì)量、相同溫度的空氣,空氣柱長度l1>l2,水銀柱長度h1>h2.現(xiàn)使封閉空氣柱降低相同的溫度(大氣壓強保持不變),則兩管中空氣柱上方水銀柱的移動情況是 ()A.均向下移動,A管移動較多B.均向上移動,A管移動較多C.A管向上移動,B管向下移動D.無法判斷解析:在溫度降低的過程中,被封閉空氣柱的壓強恒等于大氣壓強與水銀柱因自身重力而產(chǎn)生的壓強之和,故封閉空氣柱均做等壓變化,由此推知,封閉空氣柱下端的水銀面高度不變.根據(jù)蓋呂薩克定律的變形式VT=ΔVΔT,可得ΔV=ΔTT·V.因為A、B管中的封閉空氣柱的初溫T相同,溫度降低量ΔT也相同,且ΔT<0,所以ΔV<0,即A、B管中空氣柱的體積都減小;又因為l1>l2,A管中空氣柱的體積較大,所以|ΔV1|>|Δ答案:A13.下圖是一定質(zhì)量的某種理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C到狀態(tài)D的pT圖像,已知氣體在狀態(tài)B時的體積是8L,求氣體在其他狀態(tài)時的體積VA、VC和VD,并畫出此過程的VT圖像.解析:A→B為等溫變化過程pAVA=pBVB,解得VA=pBVBpB→C為等容變化過程VC=VB=8L.C→D為等壓變化過程VCTC解得VD=TDTCVC=400300此過程的VT圖像如圖所示.答案:4L8L10.7LVT圖像見解析圖.14.(2023·廣東佛山)某個可顯示溫度的水杯容積為500mL,倒入200mL熱水后,擰緊杯蓋,此時顯示溫度為87℃,壓強與外界相同.已知外界大氣壓強p0為1.0×105Pa,溫度為27℃.杯中氣體可視為理想氣體,不計水蒸氣產(chǎn)生的壓強,取T0=273℃.(1)求杯內(nèi)溫度降到27℃時,杯內(nèi)氣體的壓強.(2)杯內(nèi)溫度降到27℃時稍擰松杯蓋,外界空氣進入杯中,直至穩(wěn)定.求此過程中外界進入水杯中的空氣體積.解析:(1)杯內(nèi)氣體做等容變化,有p1T1其中p1=p0=1.0×105Pa,T1=(273+87)K=360K,T2=(273+27)K=300K,解得p2=56×104Pa≈8.33×104(2)設(shè)打開杯蓋后進入杯內(nèi)的氣體在大氣壓強下的體積為ΔV,以杯內(nèi)原有氣體為研究對象,則p2V2=p0V3,ΔV=V2V3,其中V2=(500200)mL=300mL,代入數(shù)據(jù)解得ΔV=50mL.答案:(1)8.33×104Pa(2)50mL【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】15.下圖是一種測定“肺活量”(標準大氣壓下人一次呼出氣體的體積)的裝置,A為開口薄壁圓筒,排盡其中的空氣,倒扣在水中.測量時,被測者盡力吸足空氣,再通過B管用力將氣體吹入A中,使A浮起,設(shè)整個過程中呼出氣體的溫度保持不變.(1)呼出氣體的分子熱運動的平均動能(選填“增大”“減小”或“不變”).

(2)設(shè)圓筒A的橫截面積為S,大氣壓強為p0(標準大氣壓),水的密度為ρ,筒底