新版高中物理2.3 气体的等压变化和等容变化 练习 -2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修三

第=page22页，共=sectionpages22页气体的等压变化和等容变化练习一、单选题如图所示，表示一定质量的气体的状态A→B→C→A的图象，其中AB的延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行．则下列说法正确的是(    )A.A→B过程气体压强增加

B.B→C过程气体压强不变

C.C→A过程气体单位体积内的分子数减少

D.A→B过程气体分子平均动能增大

如图所示气缸内密封的气体(可视为理想气体)，在等压膨胀过程中，下列关于气体说法正确的是(    )A.气体吸收热量大于对外界所做的功

B.气体会向外界放热

C.气体内能可能减少

D.气体平均动能将减小

如图所示，两个容器A和B容积不同，内部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。当A中气体温度为tA，B中气体温度为tB，且tA>tB，水银柱恰好在管的中央静止。若对两部分气体加热，使它们的温度都升高相同的温度，下列说法正确的是(A.水银柱一定保持不动 B.水银柱将向右移动

C.水银柱将向左移动 D.水银柱的移动情况无法判断如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e，对此气体，下列说法正确的是(    )A.过程①中气体的压强逐渐减小

B.过程④中气体从外界吸收了热量

C.状态c、d的内能相等

D.状态d的压强与状态b的压强相等

如图所示，一定量的理想气体由状态A经B变到C，其压强(    )A.一直增大

B.一直减小

C.先增大后减小

D.先减小后增大一定质量的理想气体，沿箭头方向由状态1变化到状态2，其中放出热量的是(

)A. B.

C. D.如图所示，是一定质量的理想气体状态变化的p−V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是(    )A.一直保持不变

B.一直增大

C.先减小后增大

D.先增大后减小．两端封闭、内径均匀的直玻璃管竖直放置，如图．两端空气柱体积V上<V下，温度均为20 ℃，现将两端空气柱的温度均降为10 ℃A.不动 B.向上移动

C.向下移动 D.无法确定是否移动如图所示，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体(    )A.体积不一定增大

B.压强增大

C.分子间的引力和斥力都增大

D.内能增加

如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为T1,T2,T3，体积分别为V1,A.T1=T2=T3 B.T一定质量的气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在(    )A.ab过程中不断增加

B.bc过程中不断减小

C.cd过程中不断增加

D.da过程中保持不变

如图，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外水银面高度差为，右侧管有一段水银柱，两端液面高度差为，中间封有一段空气A.若大气压升高，减小，增大

B.若把弯管向上移动少许，重新平衡后，管内气体体积不变

C.若把弯管向下移动少许，重新平衡后，管内气体压强不变

D.弯管无论向上还是向下移动，重新平衡后，始终等于

二、多选题如图所示为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，气体状态经历A→B→C→A完成一次循环，A状态的温度为290K，下列说法正确的是(    )A.A→B的过程中，每个气体分子的动能都增加

B.B→C的过程中，气体温度先升高后降低

C.C→A的过程中，气体温度一定减小

D.B，C两个状态温度相同，均为580K如图所示为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，关于这两个图象的正确说法是(

)A.甲是等压线，乙是等容线

B.乙图中p−t线与t轴交点对应的温度是−273.15 ℃，而甲图中V−t线与t轴的交点不一定是−273.15 ℃

C.由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成直线关系

D.乙图表明温度每升高1 ℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变

如图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是(    )A. B.

C. D.一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到状态N，其p−V图象如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是(    )A.气体经历过程1，其温度降低

B.气体经历过程1，其内能减小

C.气体在过程2中一直对外放热

D.气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的不相同三、计算题.如图甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为S=1×10−4m2、质量为m=0.2 kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为12 cm，在活塞的右侧①稳定后，活塞与汽缸底部之间的距离；②加热到720 K时封闭气体的压强。

如图，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口，AB、CD段竖直，BC、DE段水平，AB=90cm，BC=CD=DE=30cm。在水平段DE内有一长10cm的水银柱，其左端距D点10cm。在环境温度为320K时，保持BC段水平，已知大气压为75cmHg且保持不变。(忽略液体表面张力及玻璃管内径的影响)

(i)若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端刚刚没入水银面，再将环境温度缓慢升高，求温度升高到多少K时，水银柱刚好全部溢出；

(ii)若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端刚刚没入水银面下5cm处。再将环境温度缓慢降低，求温度降低到多少K时，水银柱恰好有一半进入CD部分。

如图所示，质量相同的活塞A、B将开口向上的汽缸分为气室Ⅰ、Ⅱ两部分，已知活塞B到汽缸底部的距离为L.劲度系数为k的轻弹簧被压缩在两活塞之间．汽缸和活塞的导热性能良好，活塞与汽缸内壁间无摩擦且气密性好．大气压强为p0，温度为T0；开始时，气室Ⅰ中气体的压强为34p0、气室Ⅱ中气体的压强为32p(1)每个活塞的质量及开始时弹簧的压缩量x；(2)当温度为T时，活塞A上移的距离H．

如图所示，竖直放置导热良好的气缸缸体质量m=10kg，轻质活塞横截面积S=5×10−3m2，活塞上部的气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞的下表面与劲度系数k=2.5×103N/m的弹簧相连，活塞不漏气且与气缸壁无摩擦。当气缸内气体温度为27℃时，缸内气柱长l=50cm，气缸下端边缘距水平地面l10。已知大气压强①当缸内气体温度缓慢降低到多少K时，气缸下端边缘刚好接触地面⋅②当缸内气体温度缓慢降低到多少K时，弹簧恢复原长⋅

答案和解析1.【答案】D

【解答】

已知V−T图象中倾斜的直线为等压变化，斜率越大，压强越小。过各点的等压线如图，

A.从状态A到状态B，同一条斜线上，压强相等，故A错误；

B.从状态B到状态C，斜率变大，则压强变小，故B错误；

C.从状态C到状态A，温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数增大，故C错误；

D.从状态A到状态B，温度升高，则分子平均动能增大，故D正确。

故选D。

2.【答案】A

【解答】

气体等压膨胀，根据理想气体状态方程pVT=C知，T升高，由此分析：

AB、体积增大，则气体对外界做功，又内能增加，根据热力学第一定律知气体一定吸热，由此可知气体吸热，即Q>0，气体对外界做功即外界对气体做负功：−W，根据热力学第一定律：△U=Q−W>0，得：Q>W，故A正确，故B错误；

C、理想气体的内能只与温度有关，温度升高则内能增大，故C错误；

D、温度是分子平均动能的标志，温度升高，气体平均动能将增大，故D错误。

3.【答案】【解答】假设束缚住水银柱使其在温度升高的过程中不动，则两侧气体均发生等容变化，设两侧升高的温度为Δt，

初始状态根据平衡可得：pA=pB 

对A中气体运用查理定律可得：pATA=p′ATA+Δt，解得：p′A=pA1+ΔtTA，则A中气体压强的增量为ΔpA=p故选C。

4.【答案】C

【解答】

A.过程①是等容升温过程，由paTa=pbTb可知，压强逐渐增大，故A错误；

B.过程④中气体作等容变化，气体不做功，温度降低，气体的内能减少，根据热力学第一定律ΔU=W+Q知气体向外界放出了热量，故B错误；

C.状态c、d的温度相等，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，可知，状态c、d的内能相等。故C正确；

D.连接bO和dO，根据数学知识和理想气体状态方程pVT=C可知，状态d的压强比状态b的压强小，故【解析】解：根据理想气体状态方程pVT=C，从A到B，体积不变，温度升高，压强变大；从B到C，温度不变，体积减小，压强增大，故A正确，BCD错误。

6.【答案】B

【解答】

A.由图象是双曲线知，状1到状态2是等温变化过程，故状态1与状态2温度相同内能相同，又从状态1至状态2气体的体积增加，故气体对外做功，根据热力学第一定律知，气体从外界吸热，故A错误；

B.由图象有p1>p2，V1>V2，根据理想气体状态方程p1V1T1=p2V2T2，知T1>T2，所以从状态1至状态2，气体体积减小所以外界对气体做功，又T1>T2说明气体气体的内能减小，根据热力学第一定律知气体对外放热，故B正确；

C.由图象知，状态1至状态2，气体温度升高内能增加，气体体积增大气体对外做功，根据热力学第一定律知，气体从外界吸收热量，故C错误；

D.由图象知气体的体积保持不变，气体对外界不做功，从状态1至状态2气体的温度长高内能增加，根据热力学第一定律，气体从外界吸收热量，故D错误。

故选B。

7.【答案】D

【解答】

解：根据pV=CT，可知C不变，pV越大，T越高。在A和B状态时，pV乘积相等，说明在AB处的温度相等，所以从A到B的过程中，温度先升高，后又减小到初始温度，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中，气体分子的平均动能先增大后减小，气体分子的平均速率也是先增大后减小，故ABC错误，D正确。

故选D。

8.【答案】C

【解答】

假设水银柱不动，则气体体积不变，

由查理定律得：pT=p′T′，则△p=p′−p=ΔTTp，

开始时两部分气体压强p上<p下，初温T和温度降低量ΔT都相等，

上边气体降低的压强：△p上=20−10Tp上=10T【解析】解：以活塞为研究对象，对T1、T2状态下的气体有：p1S=Mg+pS

pS+Mg=p2S

对T3状态下的气体有：pS+Mg+mg=p3S

可以得出：p1=p2<p3

根据理想气体状态方程：p1【解析】解：根据理想气体的状态方程：pVT=C，其中C为一定值，可知p=CV⋅T，其中CV为p−V图象上各点到原点连线的斜率，

A、ab过程中图象上各点到原点连线的斜率CV减小，故体积V不断增加，故A正确；

B、bc过程中图象上各点到原点连线的斜率CV不变，故体积V保持不变，故B错误；

C、cd过程中图象上各点到原点连线的斜率CV变大，故体积V不断减小，故C错误；

D、da过程中图象上各点到原点连线的斜率CV减小，故体积V不断变大，故D错误。

12.【答案】D

【解答】

AD.平衡后管中封闭气体的压强p=p0+ρgh1=p0+ρgh2，则得h1=h2.若大气压升高时，封闭气体的压强增大，由玻意耳定律pV=C得知，封闭气体的体积减小，水银柱将发生移动，使h1和h2同时减小，二者始终相等，故A【解析】【解答】

A.A到B过程中，体积不变，根据查理定律pATA=pBTB，压强增加，温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个的动能都增加，故A错误；

D.A→B气体做等容变化，根据查理定律pATA=pBTB代数据得TB=870K；C→A过程中气体做等压变化，由盖−吕萨克定律得VCTC=VATA，代入数据解得：TC=870K，故D错误；

【解答】A.由查理定律及盖−吕萨克定律可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A正确；

B.由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为−273.15℃，即热力学温度的0K，故B错误；

C.查理定律及盖−吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下，气体体积一定时，气体的等容变化压强与温度成直线关系，但是当压强很大、温度很低时，这些定律就不成立了，而且气体的p与t不一定都是直线关系，故C错误；

D.由于图线是直线，乙图表明随温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图随温度的升高压强不变，故D正确．故选AD。

15.【答案】CD

【解答】

开始时水银柱平衡，故两侧气体压强相等，设为p，设温度升高ΔT时气体体积不变，根据理想气体状态方程，有：

pT=△p△T

故Δp=ΔTT⋅p，要使水银柱向左移动，故要使右侧气体压强增加量比左边大，p与ΔT相同，只要右侧T小即可，右侧气体温度低的是CD选项，故AB错误，CD正确；

故选CD。

16.【答案】AB

【解答】

AB.气体经历过程1，压强减小，体积变大，膨胀对外做功，内能减小，故温度降低，故AB正确；

C.气体在过程2中，根据理想气体状态方程pVT=C，刚开始时，体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热，然后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，而温度升高，吸热，故C错误；

D.无论是经过1过程还是2过程，初、末状态参数相同，故内能改变量相同，故D错误。

故选AB。

17.【答案】解： ①汽缸水平放置时，活塞与汽缸底部之间的距离L1=12cm

气体压强p1=1.0×105Pa，气体体积V1=L1S

汽缸竖直放置时，设活塞与汽缸底