-2.3气体的等压变化和等容变化 学科素养提升练（word版含答案）

2.3气体的等压变化和等容变化
学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．一定质量的理想气体，下列说法中正确的是（　　）
A．压强增大、体积增大，分子平均动能一定减小
B．压强增大、体积减小，分子平均动能一定减小
C．压强减小、体积增大，分子平均动能一定减小
D．压强减小、体积减小，分子平均动能一定减小
2．如图所示，水平固定的由两段粗细不同的细玻璃管组成的封闭容器中，一段水银柱将气体分成A、B两部分，当水银柱静止时，下列判断错误的是（　　）
A．水银柱两侧受到的气体压力大小不相等
B．A、B两部分气体的压强相同
C．若两部分气体温度相同，现同时升高10℃，则水银柱不动
D．若两部分气体温度相同，现同时降低10℃，则水银柱向右移
3．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
4．如图所示为一定质量的理想气体的图线，其中图A是双曲线，其余为直线，下列图像中表示气体在状态A的温度一定高于状态B的是（　　）
A．B．C． D．
5．如图所示。一定质量的理想气体由状态A经变到。其体积（　　）
A．先不变后减小 B．先减小后不变
C．一直增大 D．一直减小
6．一定质量的理想气体，在某一状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是（ ）
A．p1 = p2，V1 = 2V2，T1 = T2
B．p1 = p2，V1 = V2，T1 = 2T2
C．p1 = 2p2，V1 = 2V2，T1 = T2
D．p1 = 2p2，V1 = V2，T1 = 2T2
7．湖底温度为7℃，有一球形气泡从湖底升到水面（气体质量恒定）时，其直径扩大为原的2倍。已知水面温度为27℃，大气压强p0=75cmHg，则湖水深度约为（　　）
A．65m B．55m C．45m D．25m
8．一定质量的理想气体由状态经过如图所示的过程变到状态，在此过程中气体的温度（　　）
A．一直变大 B．一直变小
C．先变小后变大 D．先变大后变小
9．光滑绝热的活塞把密封的圆筒容器分成A、B两部分，这两部分充有温度相同的气体，平衡时，现将A中气体加热到127℃，B中气体降低到27℃，待重新平衡后，这两部分气体体积的比为（　　）
A．1∶1 B．2∶3 C．3∶4 D．2∶1
10．一定质量的理想气体的压强与热力学温度的关系图像如图所示，其中图线的段平行于纵轴，段平行于横轴。设状态、、对应的体积分别为、、，下列关系式中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
11．两端封闭的绝热气缸，内有一绝热的活塞将气缸分为左、右两部分，当活塞左侧部分充入77℃的气体，右侧部分充入27℃的气体时，活塞恰好静止不动。现让两部分气体同时升高或降低相同温度，那么（　　）（取）
A．活塞均向右移动
B．活塞均向左移动
C．升高相同温度活塞向右移动，降低相同温度活塞向左移动
D．升高相同温度活塞向左移动，降低相同温度活塞向右移动
12．回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50K，某台设备工作时，一定量的氦气（可视为理想气体）缓慢经历如图所示的四个过程：从状态A到B和C到D是等温过程，温度分别为t1＝27℃和t2＝－133℃；从状态B到C和D到A是等容过程，体积分别为V0和5V0，则状态B与D的压强之比是（　　）
A．7∶3 B．15∶7 C．133∶27 D．75∶7
13．如图所示是一定质量的理想气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中，正确的是（　　）
A．ad的过程气体体积增大 B．bd的过程气体体积不变
C．cd的过程气体体积增大 D．ad的过程气体体积减小
14．如图所示，倒悬的导热汽缸中有一个可上下移动且不漏气的光滑活塞A，活塞A的下面吊一沙桶，汽缸中封闭一定质量的理想气体，起初各部分均静止。对于汽缸内的气体，其状态缓慢发生变化时，若大气压强保持不变，下列判断正确的是（ ）
A．若环境温度升高，则气体的压强一定增大
B．当活塞向下移动时，气体一定对外界做正功
C．保持环境温度不变，缓慢增加沙子，气体一定会吸热
D．若环境温度降低，缓慢增加沙子，气体体积可能保持不变
E．若环境温度升高，缓慢增加沙子，气体体积可能保持不变
15．如图所示为A、B两部分理想气体的图像，设两部分气体是质量相同的同种气体，根据图中所给条件，可知（　　）
A．当时，气体的体积A比B大
B．当时，
C．当时，
D．A、B两部分气体都做等压变化，它们的压强之比
二、解答题
16．如图甲为一内壁光滑、导热性良好的竖直放置的气缸，活塞密封一定质量的理想气体，某探究小组想要通过实验测量活塞的质量，测得静止时活塞到气缸底部的距离为。接下来将气缸缓慢转动至水平（图乙），稳定时测得活塞到气缸底部的距离为。活塞的横截面积，大气压，。求：
①活塞的质量m为多少；
②早上完成上述实验时环境温度为，下午三点测得水平放置的气缸中，活塞到气缸底部的距离为，则此时环境温度为多少摄氏度。（计算结果保留一位小数）
17．如图所示，内径均匀的L形直角细玻璃管，其中竖直部分上端开口，长度为100cm；水平部分右端封闭，长度为50cm。现从竖直开口端极慢注入一定质量的水银（注入过程中管内气体没有漏气），稳定后空气柱长100cm，已知大气温度为27℃，大气压强为76cmHg。
（1）注入的水银在玻璃管中的长度是多少厘米？
（2）若将玻璃管缓慢平移，放入某一深度为80cm的恒温水中，稳定后管内水银柱上端刚好与竖直管顶端齐平，忽略水银的热胀冷缩，则恒温水的温度为多少摄氏度？
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参考答案：
1．D
【解析】
根据理想气体状态方程
可知
A．压强增大，体积增大，则温度升高，分子平均动能一定增大，故A错误；
B．压强增大，体积减小，温度变化无法判断，所以分子平均动能无法判断，故B错误；
C．压强减小，体积增大，温度变化无法判断，所以分子平均动能无法判断，故C错误；
D．压强减小，体积减小，则温度降低，分子的平均动能一定减小，故D正确。
故选D。
2．D
【解析】
AB．同一水平面内液体内部的压强处处相等，所以A、B两部分气体的压强相同，A与B的截面积不同，所以它们给液体的压力不同，故AB正确；
CD．两部分气体的压强相同，同时升高10℃，根据查理定律
可得
气体的压强的变化也是相等的，所以末态压强相同，所以水银柱不动，故C正确，D错误。
由于本题选择错误的，故选D。
3．B
【解析】
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。
4．D
【解析】
A．图A是双曲线，故为等温过程，故A错误;
B．图线为等容过程A状态的压强小于B，故A的温度比B低，故B错误；
C．A状态压强大但体积小，B压强小但是体积大，故由
知无法判断温度的高低，故C错误；
D．A状态压强大但体积大，B压强小体积小，故由
可知，状态A的温度一定高于状态B，故D正确。
故选D。
5．A
【解析】
由图像知，一定质量的理想气体由状态A经变到，气体体积先不变，后减小，故选A。
6．D
【解析】
AB．由理想气体状态方程
=
可知，当p1 = p2，体积和热力学温度成反比，则有
V1 = 2V2，T1 = 2T2
AB错误；
CD．由理想气体状态方程
=
可知，当
p1 = 2p2，V = V2，T1 = 2T2
C错误、D正确。
故选D。
7．A
【解析】
求出气体的状态参量，应用理想气体状态方程求出湖水的深度。
【详解】
以球内的气体为研究对象，有
初状态
末状态
由理想气体状态方程得
代入数据，解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
8．D
【解析】
由理想气体态方程可知
将图中压强及体积数据代入可知AB两点的温度相同，故AB应在同一条等温线上，而等温线为双曲线的一支，如图所示
则由图可知，从A到B温度应先变大后变小，故D正确，ABC错误。
故选D。
9．B
【解析】
对A部分气体有
对B部分气体有
因为
，，
联立解得
则
所以B正确；ACD错误；
故选B。
10．B
【解析】
AB．由图像可知气体在、两状态时的温度相同，故，又因为可得，选项A错误、B正确；
CD．气体在、两状态时的压强相同，故，又因为可得，故CD错误；
故选B。
11．D
【解析】
开始时两边压强相等设为p，若活塞不发生移动，据查理定律对左边气体有
则
对右边气体有
则
若升高相同温度，则
活塞向左移动，若降低相同温度，则
活塞向右移动。
故选D。
12．D
【解析】
由理想气体状态方程有
解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
13．AB
【解析】
图像中的状态与原点的连续的斜率表示体积的倒数。所以ad的过程气体体积增大，bd的过程气体体积不变，cd的过程气体体积减小。
故选AB。
14．BCD
【解析】
A．若环境温度升高，气体等压膨胀，气体的压强不变，选项A错误；
B．当活塞向下移动时，气体对外界做正功，选项B正确；
C．保持环境温度不变，缓慢增加沙子，气体压强减小，体积增大，对外做功，内能不变，气体一定会吸热，选项C正确；
D．若环境温度降低，气体温度降低，压强减小，缓慢增加沙子，气体体积可能保持不变，选项D正确；
E．若环境温度升高，缓慢增加沙子，气体压强减小，体积一定增大，选项E错误。
故选BCD。
15．AB
【解析】
A．作出V-T图，如图所示
根据图象可得
，
当时
，
A气体的体积比B气体的体积大
故A正确；
BC．当时
故B正确，C错误；
D．根据理想气体的状态方程
可知
代入数据得
故D错误。
故选AB。
16．①；②
【解析】
①对气缸内气体，气缸竖直放置时，设初态压强为，初态体积
气缸水平放置时，末态压强为
末态体积
气体做等温变化，由玻意耳定律
得
对活塞，由根据平衡条件得
解得
②气缸水平放置时，对缸内气体，初态体积
初态温度
末态体积
设初态温度为，气体做等压变化，根据盖·吕萨克定律得
解得
得
17．（1）38cm；（2）
【解析】
【详解】
（1）注入水银过程，密封气体等温变化，根据玻意耳定律有
其中
又，稳定后，根据平衡条件
联立解得
（2）放入某一深度为80cm的恒温水中，稳定过程，发生等压变化，有
其中
解得
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