2022-2023学年鲁科版选择性1.5气体实验定律

1.5气体实验定律

一、单选题

1.一定质量理想气体的状态经历了如图所示的A-8、B-C两个过程，其中A8平行于纵

轴，BC的延长线通过原点，则该气体（）

A.A-B过程外界对气体做功

B.过程气体对外界做功

C.全过程中温度先升高后不变

D.全过程中温度先降低后不变

2.如图所示为一定质量的理想气体的体积V随热力学温度7变化的图象。由状态A到状态

8的过程中，吸收的热量。i=220J,气体在状态B时的压强ps=1.0xl05pa,已知BC与T轴

平行，A8的延长线过原点。下列说法正确的是（）

A.从状态4变化到状态8的过程中，气体膨胀，对外做功，内能减少

B.与状态A相比，状态C单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增多

C.从状态8变化到状态C的过程中，气体密度变大

D.气体在状态8时的温度为600K

3.如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与

汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方

液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。下列各个描述理想气体状态

变化的图像中与上述过程相符合的是（

a

4.如图所示，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30刻度线时,

空气柱长度为30cm；当水温是90刻度线时，空气柱的长度是36cm,则该同学测得的

绝对零度相当于刻度线（）

A.-273B.-270C.-268D.-271

5.如图所示，水平放置的封闭绝热气缸被一锁定的绝热活塞分为。、b两部分,

且。部分体积是人部分体积的2倍。已知〃部分装有2.5mol的氧气，%部分装

有Imol的氧气，两部分气体温度相同，均可视为理想气体。现解除锁定，活塞

移动一段距离静止后，a、b两部分的体积分别为匕、Vb,温度分别为北、八。

下列说法正确的是（）

A.匕>2%,Ta>TbB.Va>2Vb,Ta<Tb

C.Va<2Vb,7>乙D.Va<2Vb,Ta<Tb

6.某不封闭的房间容积为20m3,在温度为7℃、大气压强为9.8x10^2时，室内空气质量

为25kg当温度升高到27℃、大气压强为1.0x105pa时•，室内空气的质量是（）

A.13.8kgB.23.8kgC.20.6kgD.34.8kg

7.如图，各实线分别表示一定质量的理想气体经历的不同状态变化过程，其中气体体积减

小的过程为

A.aTbV

B.b.a

c.bfc-2xjot（r）

D.dfb

二、多选题

8.一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程加、be、ca回到原状态，其图象如

图所示，下列判断正确的是（）

A.a-6过程中，气体体积减小，压强减小

B.人-C过程中，气体压强不变，体积减小

C.CT。过程中，气体内能增大，体积不变

D.C-4过程中，气体压强增大，体积变小

Ea、b两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同

9.如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，ab

的延长线过原点，以下说法正确的是（）

A.从状态d到c,气体不对外做功，外界也不对气体做功

B.从状态c到从气体对外做负功

C.从状态。到d,气体对外做功

D.从状态。到a,气体不对外做功，外界也不对气体做功

10.下面图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是（）

11.如图所示，一定质量的理想气体，从状态A变化到状态再变化到状态C,其状态变

化过程的P-V图象如图所示。已知状态A时的温度为27℃,则下列判断正确的是（）

A.气体处于状态B时的温度是900K

B.气体处于状态C时的温度是300K

C.从状态A变化到状态C过程理想气体内能增大

D.从状态A变化到状态B过程理想气体放热

E.从状态B变化到状态C过程气体放热

12.如图所示为一定质量的理想气体的p-T图像，虚线。〃为第一象限横纵坐标轴的角平分

线，"平行于横轴，历平行于纵轴，且ab=bc,ac与Ob交于d点、,关于气体状态的变化,

下列说法正确的是（）

A.由状态a变化到状态"气体内能增加

B.状态6的体积大于状态d的体积

C.由状态c变化到状态匕，外界对气体做功等于气体释放的热量

D.由状态d变化到状态从气体吸收热量且对外做功

E.若/。0匕=15。，状态c的体积是状态a的体积的3倍

13.如图，一定量的理想气体经历了ATBTC—DTA的循环，ABCD位于矩形的四个顶点

上。下列说法正确的是（）

3

A.状态c的温度为一n

2

B.从A-B,分子的平均动能减小

C.从C-Q,气体密度增大

D.经历ATBTJOTA一个循环，气体吸收的热量大于释放的热量

三、解答题

14.如图所示，圆柱形气缸导致在水平地面上，气缸内部封有一定质量的气体。已知气缸质

量为10kg,缸壁厚度不计，活塞质量为5kg,其横截面积为50cm2,所有摩擦不计。当缸内

气体温度为27c时，活塞刚好与地面向接触，但对地面无压力。（已知大气压强为

p0=1.0x10,Pa）求:

(1)此时封闭气体的压强？

(2)现使气缸内气体温度升高，当气缸恰对地面无压力时，缸内气体温度为多少？

15.如图，容积均为丫的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门匕位于细管的

中部，A、B的顶部各有一阀门Ki,K3,B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。

初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3,通过Ki给汽缸充气，使A中

气体的压强达到大气压po的3倍后关闭Ki。已知室温为27℃,汽缸导热。

(1)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强；

(2)接着打开K3,求稳定时活塞的位置；

(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃,求此时活塞下方气体的压

强。

16.如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，用密闭性良好的活塞封闭一定质量的理

想气体，活塞静止时密闭气体的压强为24，已知大气压强为外，活塞的横截面积

为S,重力加速度为g,环境温度为300K,忽略活塞及气缸壁的厚度。求：

(1)活塞的质量m\

(2)若在活塞上放置一质量为式的小重物，再让周围环境温度缓慢升高，稳定后使活塞刚好

2

回到初始位置，则环境温度应升高到多少？

参考答案

1.D

【详解】

A.Af8过程为等容变化，外界对气体没有做功，故A错误；

B.C过程为等温变化，体积减小，外界对外做功，故B错误；

CD.Af8过程为等容变化，压强减小，温度降低，3fC过程为等温变化，温度不变,

故C错误，D正确。

故选D。

2.D

【详解】

A.AB的延长线过原点，由理想气体状态方程

处=C(C为常量)

T

分析可知，气体由A到B的过程中压强不变，体积增大，气体对外做功，温度升高，气体

的内能增加，由热力学第一定律可知，气体需要吸热，故选项A错误；

B.与状态A相比，状态C温度不变，则分子的平均动能不变，体积增大，分析的密集程度

减小，所以单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减小，故选项B错误；

C.从状态8变化到状态C的过程中，气体体积不变，则气体密度不变，故选项C错误；

D.气体从状态A变化到状态B发生的是等压变化，根据盖吕萨克定律有

匕=逼

TATB

代入数据解得，=600K

故选项D正确。

故选D。

3.D

【详解】

AB.根据题设条件可知，气缸和活塞是由导热材料制成的，气缸内气体的温度由于热交换

与环境温度保持相等，外界的温度保持不变，则封闭气体的温度不变，故AB错误；

CD.根据玻意耳定律得p"=c,得p=c-£,即p与/•成正比，［图像是过原点的倾

斜的直线，故C错误，D正确。

故选D。

4.B

【详解】

当水温为30刻度线时，Vi=30S；当水温为90刻度线时，V2=36S

设T文嘏+x,由盖-吕萨克定律得

30s36s

7+3O-7+9O

解得r=270刻线，故绝对零度相当于-270刻度。

故选B。

5.B

【详解】

两部分气体温度相同，根据公式pV=〃RT,可知，初状态时

2.5RTRT

Pa小=豆

2匕

a部分压强大于匕部分压强，所以解除锁定后，向右移动，〃部分气体对外做功，内能减小,

温度降低，故平衡时，有匕＞2%,北＜九，B正确ACD错误。

故选Bo

6.B

【详解】

根据气体克拉珀龙方程，对房间内的气体进行分析如下：

初态

皿=生R

nM

末态

P2K-R

T2M

联立解得

m2=%"町=23.8kg

P禺

故选B。

【点睛】

对于变质量问题，可以用克拉珀龙方程进行求解。

7.A

【分析】

PV

根据理想气体状态方程厅-=C列式分析即可.

【详解】

理想气体状态方程

手PV。①

其中

T=f+273②

联立得

C（273+z）与

V=—---------

P

所以直线程为等容变化的曲线；同时，过。点做等温线如图

由理想气体状态方程

PV

~T~

可知在相等的温度下，压强越大，则体积越小.所以。点的体积最大，d点的体积最小.“一匕

的过程体积减小，人一〃的过程体积增大，b-C的过程是等容过程，4一人的过程体积增大，

A正确，BCD错误。

故选Ao

【点睛】

本题关键在于横坐标为摄氏温度，不是热力学温度；如果横坐标是热力学温度，等容线是过

原点的直线.

8.BCE

【详解】

A.-6过程中，气体温度不变，压强减小，则由生=C可知，气体体积变大，选项A

T

错误；

B.6-C过程中，气体压强不变，温度降低，根据叱=。可知，体积减小，选项B正确;

T

CD.CT“过程中，因直线过原点，则体积不变，气体温度升高，则内能增大，压强变大，

选项C正确，D错误；

E.八人两个状态中，压强不同，温度相同，分子平均速率相同，体积不同，分子数密度

不同，则容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确。

故选BCE。

9.BCD

【详解】

A.由图示图象可知，从状态d到c,温度不变而压强减小，由玻意耳定律可知，气体体积

增大，气体对外做功，故A错误；

B.由图示图象可知，“到〃过程p与T成正比，是等容变化，则

从。到〃是等压变化，温度降低，由盖吕萨克定律可知，体积减小，即

匕＞%'

则

从C到。过程体积减小，外界对气体做功，即气体对外界做负功，故B正确；

C.从状态。到d,是等压变化，气体温度升高，由等压变化可知，气体体积增大，气体对

外做功，故C正确；

D.由图象可知，从状态人到。过程，p与T成正比，是等容变化，气体体积不变，气体不

对外做功，外界也不对气体做功，故D正确。

故选BCDo

10.CD

【详解】

ABC.根据气态方程心=。，可知气体做等容变化时丫一定，则一定，根据数学

TT

知识〃一7图像应是过原点的倾斜直线，故AB错误，C正确；

D.气体做等容变化时，根据查理定律得"=&,而T=f+273K,则得

T

.=如+273)

由数学知识可知，一，图像应是过-273℃的倾斜直线，故D正确。

故选CD。

11.ABE

【详解】

A.由图示图象可知，A—B过程有

VV

VA_J_B_

代入数据解得

7>900K

选项A正确；

B.B—C过程有

PB_=PC_

TB~TC

代入数据解得

Tc=300K

选项B正确；

C.ATC过程，由温度变化为0得AGO,选项C错误；

D.从状态月变化到状态B过程理想气体内能增大，对外做功，由热力学第一定律，一定是

吸热，选项D错误；

E.同理，从状态2变化到状态C过程气体放热，选项E正确。

故选ABE,

12.ACE

【详解】

A.在a—》过程中，一定质量的理想气体做等压变化，温度升高，气体内能增加，故A正

确；

B.6和d在同一条过。点的直线上，即ad所在直线为等容线，体积相等，故B错误；

C.气体由由状态c变化到状态6过程中，温度不变，内能不变，压强增大，根据”=。

T

可知，体积减小，外界对气体做功；根据热力学第一定律，O=W+Q,所以外界对气体做

功等于气体释放的热量，故C正确；

D.气体由状态”变化到状态方，体积不变，气体对外不做功，温度升高，内能增大，根据

热力学第一定律知，气体要吸收热量，故D错误；

E.0b与T轴的夹角为45。，若406=15。，因为必=姐则0c•与T轴的夹角为30。，0a

PVC

与7轴的夹角为60。，Oa,Oc都为过原点的直线，根据——=C可知，P=—T,即斜率

TV

反比于体积，故

匕_tan60。_3

匕-tan30。-7

即状态c的体积是状态“体积的3倍，故E正确。

故选ACE.

13.ACD

【详解】

A.4-8过程为等压过程，则有

即有

工卫

2"3"

解得

匕_=2

匕3

C-O过程也为等压过程，则有

即

解得

故A正确；

B.从A-8,温度升高，分子平均动能增大，故B错误；

C.C-O过程为等压变化过程，气体体积减小，气体质量不变，则气体密度增大，故C正

确；

D.经历A-BTCTDTA一个循环，气体内能不变；在p-V图像中，图像与坐标轴围成面

积表示功的大小，所以WAB>WDC,即整个过程，气体对外界做功，所以气体吸收的热量大

于释放的热量，故D正确。

故选ACDo

14.(D9.0xl04Pa(2)127℃

【详解】

(1)当缸内气体温度为27C时，活塞刚好与地面向接触，但对地面无压力；设此时封闭气

体的压强为Pl,对活塞由共点力平衡条件可得

p0S=ptS+mg

解得

Pi=9.0x104pa①

(2)现使气缸内气体温度升高，当气缸恰对地面无压力时，设此时封闭气体的压强为P2，

温度为心，对气缸由共点力平衡条件可得

PoS+Mg=P2s

解得

0=L2xl()5pa②

已知7；=300K,对气缸内气体，温度升高过程中，气体体积不变，属等容变化，由查理定

律可得

匹=包③

T21u

联立①②③可得

(=400K

即

4=127℃

V

15.(Dy,2Po；(2)上升直到B的顶部