2.3气体的等压变化和等容变化 章节练习（Word版含答案）

2.3、气体的等压变化和等容变化
一、选择题（共16题）
1．对一定质量的理想气体，以下状态变化中可以实现的是（ ）
A．降低温度时，压强不变，体积增大
B．升高温度时，压强增大，体积减小
C．温度不变时，压强体积都增大
D．升高温度时，体积不变，压强减小
2．一定质量的理想气体，在温度T1和T2下的压强p与体积V的关系曲线如图所示。气体由状态A等容变化到状态B的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．温度降低，吸收热量 B．温度降低，放出热量
C．温度升高，吸收热量 D．温度升高，放出热量
3．对一定质量的某种气体，在某一状态变化过程中压强p与热力学温度T的关系如图所示，则描述压强p与摄氏温度t的关系图象中正确的是(　　)
A． B．
C． D．
4．下列关于分子热运动的说法中正确的是
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力
C．对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它的内能减小
D．气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高
5．下列各种说法中正确的是(　　)
A．物体温度不变，其内能一定不变
B．分子运动的平均速度可能为零，瞬时速度不可能为零
C．0 ℃的铁和0 ℃的冰，它们的分子平均动能相同
D．当充满气体的容器自由下落时，由于失重，气体压强将减小为零
6．一定质量的理想气体，在温度不变的情况下压强变为原来的2倍，则体积变为原来的（　　）
A．4倍 B．2倍 C． D．
7．如图，一定质量的理想气体从状态I变化到II的过程中，其压强随热力学温度变化的图像为双曲线的一支。若气体在状态I的体积和温度分别为、，在状态Ⅱ的体积和温度分别为、，则（　　）
A．，且 B．，且
C．，且 D．，且
8．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论正确的是（　　）
A．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
B．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大
C．若外界的大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大
D．若外界的大气压增大，则活塞距地面的高度将减小
9．有一定质量的理想气体，如果要使它的密度减小，可能的办法是（　　）
A．保持气体体积一定，升高温度
B．保持气体的压强和温度一定，增大体积
C．保持气体的温度一定，增大压强
D．保持气体的压强一定，升高温度
10．一定质量的理想气体，现要使它的压强经过状态变化后回到初始状态的压强，那么使用下列哪些过程不可以实现( )
A．先将气体等温膨胀，再将气体等容降温
B．先将气体等温压缩，再将气体等容降温
C．先将气体等容升温，再将气体等温膨胀
D．先将气体等容降温，再将气体等温压缩
11．如图，竖直放置的均匀等臂U型导热玻璃管两端封闭，管内水银封有A、B两段气柱，左管水银面高于右管水银面，高度差为h，稳定时A、B气柱的压强分别为pA和pB，则（ ）
A．若环境温度升高，pA增大，pB减小
B．若环境温度降低，稳定后AB气柱的压强比值增大
C．若环境温度升高，稳定后AB气柱压强变化△pA一定小于△pB
D．若环境温度降低，稳定后A处液面高度变化△h可能大于
12．一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p－图线如图所示，变化顺序由a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中(　　)
A．a→b，压强减小、温度不变、体积增大
B．b→c，压强增大、温度降低、体积减小
C．c→d，压强不变、温度升高、体积减小
D．d→a，压强减小、温度升高、体积不变
13．一定质量的气体，温度由升高到117℃，若保持体积不变，它的压强的增加量是原来压强的（ ）．
A． B． C． D．
14．两端封闭的玻璃管在常温下如图竖直放置，管内有一段汞柱将空气分隔成上下两部分，下列判断中正确的是（　　）
A．当它转过90°成水平状态时，原下部空气柱体积会减小
B．当它竖直向上加速运动时，下部空气柱体积增大
C．当它自由下落时，上部空气柱体积减小
D．当它完全侵没在冰水中后，上部空气柱体积增大
15．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p-T图象如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．a→b过程中，气体体积减小，压强减小
B．b→c过程中，气体压强不变，体积减小
C．c→a过程中，气体内能增大，体积不变
D．c→a过程中，气体压强增大，体积变小
E．a、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
16．将横截面积为S的圆柱形气缸固定在铁架台上，内有可自由移动的轻质活塞，活塞通过轻杆与重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球经阀门K放置于活塞上，棉球熄灭时立即关闭阀门K，此时活塞距离气缸底部为．之后，缸内气体冷却至环境温度时，重物上升高度为．已知环境温度恒为，外界大气压为，缸内气体可以看作是理想气体，则　　
A．重物离开地面稳定后，气体压强可能大于
B．重物离开地面稳定后，气体压强一定小于
C．酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度t可能等于
D．酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度t可能等于
二、填空题
17．描述气体的力学特性、热学特性、空间特性的状态参量分别是________、________和________．若这三个参量都不变，则气体状态________（选填“变化”或“不变”）．若该气体状态发生改变，则至少有________个参量发生了变化．
18．理想气体的状态方程成立条件：一定______的理想气体．
19．当一定量的气体温度保持不变而体积减小时，单位体积内的分子数将___________，单位时间内撞到单位面积上的分子数会___________，导致压强___________．
20．如图所示为一定质量气体的图线，从图线可知，气体状态是________变化过程，是___________变化过程，是_________变化过程．
三、综合题
21．如图为在密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变为状态B的压强P随体积V的变化关系图像。
(1)用分子动理论观点论证状态A到状态B理想气体温度升高；
(2)若体积VB：VA=5：3，温度TA=225K，求TB。
22．如图所示，两等高气缸A、B内壁光滑，且气缸A的直径为气缸B的2倍，下部由体积可忽略的细管连通；A上端与大气连通，B上端封闭；两气缸除B顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞b把封闭着的理想气体分成两部分；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为27℃且平衡时，活塞a、b离气缸顶部的距离均为气缸高度的1/4.
①现通过电热丝对a、b下方的气体缓慢加热，当活塞a恰升至顶部时，求活塞a、b间气体的温度；
②继续缓慢加热，使活塞b上升，当活塞b上升的距离是气缸高度的1/16时，求活塞b上方的气体压强．
23．如图所示为一定质量的理想气体从状态A经B、C、D再回到A的图象。
(1)试分析AB、BC、CD、DA分别是什么过程？
(2)若已知在状态A时气体温度为，分别求出在状态B、C、D时的温度，并把此图改画为图像。
24．一定质量的气体，在状态变化过程中的p T图像如图所示，在A状态时的体积为V0，试画出对应的V T图像和p V图像（标注字母和箭头）。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
试题分析：降低温度时，压强不变，根据知V减小，故A错误；升高温度时，压强增大，根据
知V可能减小也可能增大，故B正确；温度不变时，压强增大，根据知V减小，故C错误；升高温度时，体积不变，根据知压强增大，故D错误；故选B．
2．C
【详解】
气体由状态A等容变化到状态B的过程中，压强增大，由等容变化规律可知，温度升高，理想气体内能增大，再根据热力学第一定律可知，由于所体发生等容变化，则气体不对外做功，外界也不对气体做功，所以气体吸收热量，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．C
【详解】
根据气体状态方程 ，结合图像可知气体发生等容变化，把T＝t＋273代入得p＝k(t＋273)，故C正确，ABD错误．
4．D
【详解】
布朗运动是小微粒的运动，不是分子的运动，故A错误；气体分子散开的原因在于气体分子永不停息的做无规则的运动，而不是分子间作用力作用力的缘故，故B错误；对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，温度升高，则它的内能一定增加，故C错误；温度是气体分子热运动的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，故D正确．所以D正确，ABC错误．
5．C
【详解】
A、内能由分子动能和分子势能两部分构成 温度不变 ,物体分子平均动能不变 ,而分子势能是否改变 ,不知道，A错误．B、温度是分子平均动能变化的标志，所以分子的平均动能不能为零，B错误．C、0℃的铁和 0℃的冰，它们的分子平均动能相等，C正确．失重时，密闭容器内的气体对器壁的压强不变．D错误．故选C
6．C
【详解】
根据理想气体状态方程有
在温度不变的情况下压强变为原来的2倍，体积变为原来的。
选项C正确，ABC错误。
故选C。
7．B
【详解】
ABCD．由图可知，图像为双曲线的一支，令
再由理想气态方程式
可得
综上式可得
即
由因为，则
ACD错误，B正确。
故选B。
8．B
【详解】
A．对活塞与缸壁受力分析有
则弹簧的弹力保持不变，所以若气温升高，则活塞距地面的高度将不变，则A错误；
B．对气缸受力分析有
则气缸内气体的压强保持不变，根据
若气温升高，则气缸内气体的体积增大，所以气缸的上底面距地面的高度将增大，则B正确；
C．对气缸受力分析有
若外界的大气压增大，则气缸内气体的压强增大，由温度变化可知，气体的体积减小，所以气缸的上底面距地面的高度将减小，则C错误；
D ．A对活塞与缸壁受力分析有
则弹簧的弹力保持不变，若外界的大气压增大，则活塞距地面的高度也不变，所以D错误；
故选B。
9．D
【详解】
A、保持气体体积一定，升高温度，压强增加，但是气体的体积不变，密度不变，所以A错误．
B、保持气体的压强和温度一定，体积也就不会变化，密度也不变，所以B错误．
C、保持气体的温度一定，增大压强，体积减小，气体的密度增大，所以C错误．
D、保持气体的压强一定，升高温度，体积减大，气体的密度减小，所以D正确．
故选D．
10．A
【详解】
A、气体先等温膨胀，再等容降温，根据理想气体状态方程，气体的压强一直减小，故选项A不可以实现；
B、气体先等温压缩，再等容降温，根据理想气体状态方程，气体的压强先增大后减小，初末状态的压强可能相等，故选项B可以实现；
C、气体先等容升温，再等温膨胀，根据理想气体状态方程，气体的压强先增大后减小，初末状态的压强可能相等，故选项C可以实现；
D、气体先等容降温，再等温压缩，根据理想气体状态方程，气体的压强先减小后增大，初末状态的压强可能相等，故选项D可以实现．
11．C
【详解】
AC．假设若环境温度升高后，不变化，则两部分气体均做等容变化，由查理定律得
由题意知
则水银柱向左移动，增大，的体积减小，温度升高，由理想气体状态方程可知，的压强增大，由于，则的压强也增大，A错误，C正确；
B．假设若环境温度降低后，不变化，则两部分气体均做等容变化，由查理定律得
由题意知
若温度降低，压强都减小，右边气体压强降的多，则水银柱会向下移动，将减小，由于，减小，压强减小的多，压强减小的少，若环境温度降低，稳定后A、B气柱的压强比值减小，B错误；
D．假设若环境温度降低，水银柱向下运动，但
所以左侧气体的压强仍然大于右侧的压强，所以稳定后左侧的液面仍然低于右侧的液面，所以小于，D错误；
故选C。
12．A
【详解】
A. 由图象可知，a→b过程，气体压强减小而体积增大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成反比，气体发生的是等温变化，故A正确；
B. 由理想气体状态方程可知：
由图示可知，连接Ob的直线的斜率小，所以b的温度小，b→c过程温度升高，由图还可知，同时压强增大，且体积也增大．故B错误；
C. 由图象可知，c→d过程，气体压强P不变而体积V变小，由理想气体状态方程可知，气体温度降低，故C错误；
D. 由图象可知，d→a过程，气体体积V不变，压强P变小，由由理想气体状态方程可知，气体温度降低，故D错误。
故选A．
13．D
【详解】
由查理定律，可得，故D正确；
故选D。
14．CD
【详解】
A．开始时上面空气压强为pcmHg，下面空气压强为：p+h，其中h为水银柱高度；转过90度的过程，下面的空气压强减小，由于气体做等温变化，pV=C，水银下面空气的体积变大，故A错误。
B．当它竖直向上加速运动时，水银柱受到的合力竖直向上，所以下面的空气压强变大，根据等温变化可知下面气体体积减小；故B错误。
C．当玻璃管自由落体时，水银柱不产生压强，水银下面空气压强变小，由于气体做等温变化，pV=C，水银下面空气的体积变大，故上面空气体积减小，故C正确。
D．当把玻璃管浸入冰水中，气体的温度降低，假设气体做等容变化，对上面的气体由：
所以初态压强p越大的气体压强减少的越多，所以下部气体压强减小的多，故水银柱下降，上面空气体积增大，故D正确。
故选CD。
15．BCE
【详解】
A．a→b过程中，气体温度不变，压强减小，则由可知，气体体积变大，选项A错误；
B． b→c过程中，气体压强不变，温度降低，根据可知，体积减小，选项B正确；
CD．c→a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． a、b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。
16．BD
【详解】
酒精棉球熄灭时，活塞受到封闭气体向下的压力，大气压向上的支持力，由平衡得：
解得：
此时体积为：，
温度为：
重物被吸起稳定后，活塞受绳子得拉力，封闭气体向下得压力和大气压向上得支持力，由平衡得：
解得：
此时体积为：，
温度为
有理想气体状态方程得：
故选BD．
17． 压强 温度 体积 不变 两
【详解】
描述气体的三个状态参量分别为压强、温度和体积；
这三个参量都不变，则气体状态不变；
气体状态变化，则至少会有两个状态参量变化。
18．质量
【详解】
略
19． 增加 增加 增加
【详解】
气体体积变小，故单位体积内分子数增加；
单位体积分子数增加，故单位时间内撞到单位面积的分子数增加；
温度不变，而单位时间内撞到单位面积的分子数增加，故压强增加。
20． 等压膨胀 等温膨胀 等容升温
【详解】
由图可知，过程压强不变，温度升高，由等压变化可知，气体体积变大，所以过程为等压膨胀；
由图可知，过程温度不为，压强降低，由等温变化可知，体积变大，所以过程为等温膨胀；
由图可知，过程中压强与温度成正比，即为，所以为等容变化，由图可知，温度升高，所以过程为等容升温。
21．(1)理想气体由状态A变为状态B，体积增大，单位体积内的分子数减少，而压强要增大，只能增加分子的平均动能，即升高温度，所以该过程中理想气体的温度升高；(2)625K
【详解】
(1)理想气体由状态A变为状态B，体积增大，单位体积内的分子数减少，而压强要增大，只能增加分子的平均动能，即升高温度，所以该过程中理想气体的温度升高。
(2)由理想气体状态方程有
由图像可知
解得
22．(1)T2=380K (2)
【详解】
（1）活塞a升至顶部的过程中，活塞b不动，活塞a、b下方的气体经历等压过程．设气缸A的容积为V0，初态体积为V1，温度为T1=300K，末态体积为V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为V0，则得： …①
…②
根据盖 吕萨克定律得： ，…③
由①②③式和题给数据得：T2=380K；…④
（2）活塞a升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞b开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的 时，活塞b上方的气体经历等温过程，设气体初态体积为V1′，压强为P1′，末态体积为V2′，压强为P2′，由题给数据有：
V1′= V0，P1′=p0，V2′=V0…⑤
由玻意耳定律得：P1′V1′=P2′V2′…⑥
由⑤⑥式得：P2′=p0…⑦
23．(1)见解析；(2)，，
【解析】
(1)AB过程是等容升压升温，BC过程是等压增容升温即等压膨胀，CD过程是等温减压增容即等温膨胀，DA过程是等压减容降温即等压压缩。
(2)由图可知A到B等容过程，则由
解得
B到C等压过程，由
解得
C到D等温过程，则
解得
所改画的图如图所示
24．
【详解】
根据理想气体状态方程，有
解得
A到B是等温变化，B到C是等压变化，C到A是等容变化，作出对应的V T图像和p V图像如图所示。
答案第1页，共2页