2.3气体的等压变化和等容变化 同步练习4（Word版含答案）

2.3气体的等压变化和等容变化 精选练习4（解析版）
一、选择题
1．如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化为a→b→c→a，其中纵坐标表示气体压强p、横坐标表示气体体积V，a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线。则下列结论正确的是（　　）
A．状态a→b，理想气体的内能减小
B．状态b→c，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少
C．状态b→c，外界对理想气体做正功
D．状态c→a，理想气体的温度降低
2．对于一定质量的理想气体，下述状态变化过程中哪些是不可能的（　　）
A．压强增大，分子密集程度减小，分子平均动能减小
B．压强增大，分子密集程度增大，分子平均动能减小
C．压强减小，分子密集程度减小，分子平均动能减小
D．压强减小，分子密集程度增大，分子平均动能减小
3．如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断正确的是（　　）
A．A→B过程温度升高，压强变大
B．B→C过程体积不变，压强变大
C．C→D过程体积变小，压强不变
D．C→D过程温度，压强变大
4．某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度，存放食物之前该同学进行试通电，该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压为1.0×105Pa，刚通电时显示温度为27℃，通电一段时间后显示温度为7℃，则此时密封的冷藏室中气体的压强是（　　）
A．0.26×105Pa B．0.93×105Pa C．1.07×105Pa D．3.86×105Pa
5．玻璃管开口向下竖直放置，管内用水银柱封闭一定质量的理想气体。在玻璃管绕顶端缓慢转到虚线所示位置的过程中，管内封闭气体状态变化可能是下图中的（　　）
A．B．C．D．
6．如图，内壁光滑的汽缸中有一个活塞，活塞下方封闭有一定量的理想气体。开始时活塞处于平衡状态，气体状态为a．现给活塞下方的气体加热，使活塞缓慢移动到汽缸顶部并被挡住；继续加热一段时间后，气体达到状态b．在气体外a状态到b状态的过程中，下列描述气体状态变化的压强~体积（p~V）图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化为a→b→c→a，其中纵坐标表示气体压强p、横坐标表示气体体积V，a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线。则下列结论正确的是（　　）
A．状态a→b，理想气体的内能减小
B．状态b→c，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少
C．状态b→c，外界对理想气体做正功
D．状态c→a，理想气体的温度降低
8．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．水银柱将向上移动
B．水银柱一定保持不动
C．水银柱将向下移动
D．水银柱的移动情况无法判断
9．一定质量的理想气体，状态变化过程如V—T图像中ABC图线所示，由图线可知（ ）
A．A→B过程，气体吸热、压强增大
B．B→C过程，气体放热、压强增大
C．C→A过程，分子密度减小，分子平均动能增大
D．C→A过程，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加
10．一定质量的理想气体，在不同温度下的压强与体积的关系可以用如图所示的图像表示。气体由状态等压变化到状态的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．气体对外做正功 B．气体对外做负功
C．气体的温度升高 D．气体的温度不变
11．下列关于温度及内能的说法中，正确的是（　　）
A．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的
B．理想气体的温度升高，每个气体分子的动能增大
C．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化
D．质量相同，温度相同，可看成理想气体的氢气和氧气，它们的内能相同
12．如图所示，一水平放置两端封口的玻璃管，内部封有水银柱处于静止状态，水银柱左右两边分别封有一定质量的空气，空气可视为理想气体，左侧空气柱长度小于右侧空气柱长度，现在缓慢加热，使环境温度升高至某温度，在这一过程中，下列关于水银柱的位置变化描述正确的是（　　）
A．向左移动 B．向右移动
C．位置不变 D．无法判断
13．如图所示，两端封闭的U形管中装有水银，分别封闭住A、B两部分气体，当它们温度相同且A、B端竖直向上放置，静止时左右液面高度差为h，以下说法中正确的是（　　）
A．当U形管由图示位置开始自由下落时，则水银柱高度差h变大
B．U形管在下落过程中，两部分气体的压强差比静止时大
C．使A、B两部分气体降低相同的温度，则水银柱高度差h变大
D．两部分气体升高到相同的温度后，两部分气体的压强差比升温前大
14．一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，、、和这四段过程在图像中都是直线段，和的延长线通过坐标原点O，垂直于，由图可以判断（　　）
A．过程中气体压强不断减小 B．过程中气体压强不断减小
C．过程中气体压强不断增大 D．过程中气体压强不断增大
15．如图所示，两端封闭的U形管竖直倒置，管内水银柱将空气柱M和N隔开，当空气柱的温度相同时，空气柱M较长。现在使M、N的温度分别升高和，水银柱的位置却没有改变，则和可能分别为（　　）
A．30℃、20℃ B．20℃、30℃ C．40℃、30℃ D．30℃、40℃
二、解答题
16．正常情况下，汽车胎压为200kPa，轮胎最大限压为300kPa，汽车轮胎容积为V0。将汽车轮胎内气体视为理想气体。在冬季，某室内地下停车场温度可以保持7℃，司机发现停在地下停车场的自家汽车仪表盘显示左前轮胎压为238kPa。（忽略轮胎体积的变化）
（1）若室外温度为，司机将车开到室外，充分热交换后，通过计算分析，轮胎内气压是否满足汽车正常行驶要求；
（2）司机将车开到单位时，发现仪表盘显示左前轮胎压为204kPa，经检测此时轮胎内温度为，请判断轮胎是否漏气；并写出判断依据。如果漏气，轮胎内剩余气体与原来胎内气体的质量之。
17．炎热的夏天，当我们在教室开空调时，除了温度以外，教室内空气的质量其实也发生了改变。请估算降温前后教室内空气的质量变化量，（已知1个标准大气压下，温度为0℃时，空气密度为1.29 kg/m3）
参考答案
1．C
【详解】
A．因为a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线，所以a→b是等温过程，温度不变，理想气体的内能不变，故A错误；
B．状态b→c，压强不变，体积变小，所以单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变多，故B错误；
C．状态b→c，压强不变，体积变小，所以外界对理想气体做正功，故C正确；
D．状态c→a，体积不变，压强升高，理想气体的温度升高，故D错误；
故选C。
2．A
【详解】
A．由理想气体状态方程
压强增大即p增大，分子密集程度减小即V增大，故T一定变大，温度升高物体的分子平均动能一定增大，故A错误；
B．同理可知，压强增大即p增大，分子密集程度增大即V减小，故T可能减小，所以分子平均动能可能减小，故B正确；
C．同理可知，压强减小即p减小，分子密集程度减小即V增大，故T可能减小，所以分子平均动能可能减小，故C正确；
D．同理可知，压强减小即p减小，分子密集程度增大即V减小，故T一定减小，分子平均动能减小，故D正确。
故选A。
3．D
【详解】
A．A→B为等压线，压强不变，温度升高，选项A错误；
B．B→C为等容变化，温度降低，压强变小，选项B错误；
CD．C→D为等温变化，体积变小，则压强变大，故C错误，D正确。
故选D。
4．B
【详解】
冷藏室气体的初状态
T1=（273＋27）K=300K
p1=1.0×105Pa
末状态
T2=（273＋7）K=280K
设此时冷藏室内气体的压强为p2，此过程气体体积不变，根据查理定律
代入数据得
p2≈0.93×105Pa
故选B。
5．D
【详解】
设水银柱长度在竖直方向的分量为h，大气压强为p0，水银密度为ρ，则管内气体的压强为
当玻璃管绕顶端缓慢转到虚线所示位置的过程中，h减小，则p增大。
A．V-T图像是一条延长线过原点的直线，说明气体经历等压过程，不符合上面分析，故A错误；
B．气体经历等温膨胀过程，根据玻意耳定律可知气体压强减小，不符合上面分析，故B错误；
C．气体压强减小，不符合上面分析，故C错误；
D．气体压强增大，符合上面分析，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
设大气压为p0，活塞质量为m，横截面积为S，封闭气体压强
由p、m、s都不变，活塞升高汽缸顶部前气体压强p不变，对气体加热，气体温度升高而压强不变，由理想气体状态方程可知，气体体积V变大，当活塞升到汽缸顶部倍挡住后，对气体加热时，气体体积不变而温度升高，由理想气体状态方程可知，气体压强增大，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．C
【详解】
A．因为a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线，所以a→b是等温过程，温度不变，理想气体的内能不变，故A错误；
B．状态b→c，压强不变，体积变小，所以单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变多，故B错误；
C．状态b→c，压强不变，体积变小，所以外界对理想气体做正功，故C正确；
D．状态c→a，体积不变，压强升高，理想气体的温度升高，故D错误；
故选C。
8．C
【详解】
假设水银柱不动，对气体A，有
解得
对气体B，有
解得
因为tA>tB，所以
所以
即水银柱向下移动，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．理想气体的内能只由温度决定，A→B过程，等压膨胀，内能增大，气体吸热，A错误；
B．B→C过程，等温压缩，内能不变，对气体做功，气体放热、压强增大，B正确；
CD．C→A过程，体积增大，分子密度减小，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少，温度降低，分子平均动能减小，CD错误；
故选B。
10．B
【详解】
AB．气体由状态等压变化到状态的过程中，体积变小，则气体对外做负功，A错误B正确；
CD．根据
体积变小，压强不变，则气体温度降低，CD错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．冰融化成水的过程温度不变，但要吸收热量，故质量和温度相同的冰和水，水的内能较大，A错误；
B．理想气体的温度升高，分子的平均动能增大，但并不是每个气体分子的动能都增大，B错误；
C．结合A的解析可知，一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化，C正确；
D．理想气体的内能是所有分子的动能的总和，质量相同，温度相同，可看成理想气体的氢气和氧气，由于摩尔质量的不同，物质的量不同，分子数不同，故它们的内能不相同，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
假设气体体积不变，均做等容变化。由于原来左右两边气体温度相同、压强相等，所以其P-T图是重合的，如图所示，则当环境温度升高至某温度过程中，气体压强增加同样的数值，故压强仍然相等，所以水银柱位置不变，C正确。
故选C。
13．AD
【详解】
A．A管气压为，B管气压为
此时
自由落体时，失重状态，左边的消失，由于，所以右边的压强要把水银柱向左压，所以h变大，A正确；
B．A的体积减小，压强增大；B的体积增大，压强减小，两部分气体的压强差比静止时小，B错误；
C．升高相同温度，根据
可知右边管中气体的摩尔数高于左边，所以升高同样温度，右边的膨胀会大于左边，所以h变大；反之降低相同的温度，则水银柱高度差h变小，C错误，D正确；
故选AD。
14．BD
【详解】
AC．在图像中，过原点的倾斜直线是等压线，所以、为两条等压线，即
，
故AC错误；
BD．在图像中，斜率越大表示压强越小，所以得到
即由b到c的过程，压强变小，由d到a的过程，压强变大，故BD正确。
故选BD。
15．AC
【详解】
对于M气体，有
对于N气体，有
解得
由于TM=TN，，pM故选AC。
16．（1）可以正常行驶；（2）漏气，
【详解】
（1）对轮胎内气体，列等容变化方程有
解得
则可以正常行驶；
（2）经分析
以余下气体为研究对象，列理想气体状态方程有
则轮胎漏气，余下的气体与原气体的质量之比为。
17．4.84kg
【详解】
设教室为长方形，长、宽、高分别为，，，开空调使室内空气从温度℃降到℃，室内气压近似保持为1个标准大气压、把降温过程中从室外进入室内的空气与原来室内的空气看成一个整体，则气体质量恒定。设在0℃、33℃、26℃时，整个气体的体积分别为、、，根据盖-吕萨克定律，有
而
由此求得
设33℃时空气密度为，则
且已知1个标准大气压下，温度为0℃时，空气密度，则
而室内空气的质量变化量等于外界进入室内的空气质量，即
则从温度℃降到℃，室内空气约增加了4.84kg