2.2气体的等温变化基础过关练（Word版含答案）

2.2　气体的等温变化 基础过关练
一、单选题
1．关于图中四幅图片，下列说法中正确的是（　　）
A．甲图中，在水平台秤上的学生从站立状态到完全蹲下的过程中，该同学所受的台秤对她的支持力小于她对台秤的压力
B．乙图中，运动员推开冰壶后，冰壶在冰面上受到的阻力较小，冰壶将做匀速直线运动
C．丙图中，设计赛车时，车身质量较轻，同时配备性能优良的发动机，是为了获得更大的加速度
D．丁图中，由于塞子的质量小于试管的质量，喷出时塞子受到的冲击力将大于试管受到的冲击力
2．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其变化过程的p﹣V图象如图所示（　　）
A．气体在A状态时的内能大于C状态时的内能
B．气体在B状态时每个分子的动能都比A状态时大
C．气体从状态A到B吸收的热量大于从状态B到C放出的热量
D．气体从状态A到B吸收的热量等于从状态B到C放出的热量
3．血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为，压强计示数为。已知大气压强等于，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（　　）
A． B． C． D．
4．有甲、乙、丙、丁四位同学在做“研究气体实验定律实验”，分别得到如下四幅图象如图所示则如下的有关他们的说法，不正确的是　　
A．若甲研究的是查理定律，则他作的图象可能是图a
B．若乙研究的是玻意耳定律，则他作的图象是图b
C．若丙研究的是查理定律，则他作的图象可能是图c
D．若丁研究的是盖吕萨克定律，则他作的图象是图d
二、多选题
5．如图所示，内径均匀、两端开口的形管，支管竖直插入水银槽中，支管与支管之间的夹角为，支管中有一段长为的水银柱保持静止，下列说法中正确的是（　　）
A．管内水银面比槽内水银面高
B．管内水银面比槽内水银面高
C．管内水银面比槽内水银面低
D．管内封闭气体的压强比大气压强小高水银柱产生的压强
6．如图是研究气体的压强与温度的关系、体积与温度的关系的实验装置，A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，然后将烧瓶浸入热水或冰水中，则（ ）
A．浸入热水时，若研究压强与温度的关系应将A管向上移动
B．浸入热水时，若研究压强与温度的关系应将A管向下移动
C．浸入冰水时，若研究体积与温度的关系应将A管向上移动
D．浸入冰水时，若研究体积与温度的关系应将A管向下移动
7．如图甲所示，内壁光滑的导热气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中．现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②．如果环境保持恒温，则图乙中可表示此过程的图象是（　　）
A． B． C． D．
8．在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为的纯油酸用酒精稀释，配成体积为的油酸酒精溶液.现将体积为的一滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜的面积为S，已知油酸的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为，则下列说法中正确的是（　　）
A．该实验中假设形成油膜的油酸分子是按照单分子层排列的
B．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算分子直径数值会偏大
C．由题目中数据可知油酸分子的直径为
D．这一滴油酸酒精溶液中所含的油酸分子数为
9．如图所示，竖直放置一根上端开口，下端封闭的细玻璃管，内有两段长为15cm的水银柱，封闭了长度均为15cm的A、B两段空气柱，已知大气压强P0=75cmHg，环境温度保持不变。则A、B两段空气柱的压强是多大（　　）
A．PA =60cmHg B．PA =90cmHg C．PB =105cmHg D．PB =120cmHg
三、实验题
10．在“探究气体等温变化的规律“实验中，所用的实验装置如图所示，空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，为了得到空气柱的体积还应测量柱塞的___________。空气柱的压强可以从与注射器内空气柱相连的___________读取。实验中要___________地把柱塞向下压或向上拉来改变空气柱的长度，利用实验获得的数据做出的图像为一条___________。
四、解答题
11．用传统的打气筒给自行车打气时，不好判断是否已经打足了气。某研究性学习小组的同学经过思考，解决了这一问题。他们在传统打气筒基础上进行了改装（如图所示）：圆柱形打气筒高H，内部横截面积为S，底部有一单向阀门K，厚度不计的活塞上提时外界大气可从活塞四周进入，活塞下压时可将打气筒内气体推入容器B中，B的容积VB=3HS，向B中打气前A、B中气体初始压强均为p0，该组同学设想在打气筒内壁焊接一个卡环C（体积不计），C距气筒顶部高度为h=H，这样就可以自动控制容器B中的最终压强。求：
（1）假设气体温度不变，第一次将活塞从打气筒口压到C处时，容器B内的压强；
（2）要使容器B内压强不超过5p0，h与H之比应为多大。
12．如图所示，一横截面积S=100cm2的薄壁导热圆筒开口向下插在水银中，筒内封闭了一定质量的气体（可视为理想气体）。此时圆筒有h=20cm在水银面之上，圆筒内外水银面的高度差h1=15cm，现用力F向下缓慢地将筒底压至与水银面相平，环境温度一直不变，已知大气压强p=75cmHg，水银的密度ρ=1.36×104kg/m3，重力加速度g取10m/s2，求：
（i）筒内外水银面的高度差h2；
（ii）此时力F的大小。
13．“踢足球”是一项同学们喜爱的体育运动，去年冬天某班级举行足球比赛，中场休息时发现足球内气压不足，体育委员准备拿到室内给足球充气。已知室外温度为－13℃，室内温度为17℃，足球体积V=600 mL。在室外时，足球内部气体的压强为7.8×104Pa，充气筒每次充入体积为22 mL、压强为1.0×105Pa的空气。整个过程中，不考虑足球体积的变化和充气过程中气体温度的变化。求：体育委员在室内把足球内气体的压强充到1.2×105Pa，他需要充气多少次？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．该同学所受的台秤对她的支持力与她对台秤的压力为相互作用力，大小总是相等，方向相反，所以A错误；
B．乙图中，运动员推开冰壶后，冰壶在冰面上受到的阻力较小，说明其加速度小，但是冰壶应是做减速直线运动，所以B错误；
C．由牛顿第二定律可知，加速度与质量成反比，所以丙图中，设计赛车时，车身质量较轻，同时配备性能优良的发动机，是为了获得更大的加速度，则C正确；
D．喷出时塞子受到的冲击力等于试管受到的冲击力，该冲击力为气体的压力，与物体的质量无关，应该与物体的横截面积有关，所以D错误；
故选C。
2．C
【解析】
【详解】
A．由p﹣V图象可得
由理想气体守恒，可知气体在A状态和C状态时的温度相等即
一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度相等内能也相等，因此气体在A状态时的内能等于在C状态时的内能，A错误；
B．由图象知，理想气体从状态A变化到状态B为等压膨胀过程，由守恒可知，温度升高即TA＜TB，温度越高分子平均动能越大，则气体在B状态时分子平均动能比A状态时大，分子平均动能变大并不是每个分子的动能都增大，而是动能较大分子数量所占的比例增大，B错误；
CD．A→B过程：气体体积变大，外界对气体做负功，即W＜0，温度升高，内能增加，即
由热力学第一定律
可知Q＞0，则此过程气体吸热，吸收的热量等于增加的内能加上外界对气体做功的绝对值；
B→C过程：气体体积不变，外界不对气体做功，即W＝0，温度降低，内能减少，即
同理可知Q＜0，此过程气体放热，放出的热量等于减少的内能；
因TA＝TC，可得A→B过程升高的温度等于B→C过程降低的温度，所以A→B过程内能增加量等于B→C过程内能减少量；
由以上分析可知：气体从状态A到B吸收的热量大于从状态B到C放出的热量，D错误，C正确。
故选C。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据玻意耳定律可知
已知
，，
代入数据整理得
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
AC．查理定律是研究等容变化
根据图线可知，a图的体积不变，选项A正确，C错误；
B．玻意耳定律是研究等温变化
根据图线可知，b图的温度不变，选项B正确；
D．盖－吕萨克定律是研究等压变化
根据图线可知，d图的压强不变，选项D正确；
此题选择不正确的选项，故选C。
【点睛】
此题考查了气体的变化图像问题；解题时要根据气体的状态变化方程来推导相应的函数关系，然后对比图线来探究；理解图线的物理意义是解题的关键.
5．BD
【解析】
【分析】
【详解】
以管中的水银柱为研究对象有
则管内封闭气体的压强
显然
且管内水银面要比槽内水银面高出。
故选BD。
6．AC
【解析】
【详解】
AB．将烧瓶浸入热水中时，气体的温度升高，若研究压强与温度的关系，则保证气体的体积不变，所以气体的压强要变大，应将A管向上移动，故A正确，B错误；
CD．将烧瓶浸入冰水中时，气体的温度降低，若研究体积与温度的关系，则保证气体的压强一定，故体积减小，应将A管向上移动，保持U型管中两侧的水银面等高，故C正确，D错误；
故选AC．
考点：理想气体的状态方程
7．AD
【解析】
【详解】
AB．气体等温变化，根据玻意耳定律知，可知P-V图像为双曲线，故A正确，B错误；
CD．气体等温变化，根据玻意耳定律知，由①到②的过程气体体积增大，压强减小，故C错误，D正确。
故选AD。
8．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A．该实验中假设油酸分子是按照单分子层排列的，A项正确；
B．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算得到的油膜的面积偏大，则测得的分子直径数值会偏小，B项错误；
C．体积为的纯油酸用酒精稀释，配成体积为的油酸酒精溶液，单位体积的油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径
C项正确；
D．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量
这一滴溶液中所含的油酸分子数为
D项正确。
故选ACD.
9．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．环境温度保持不变，对上面一段银水柱进行分析，由
A错误，B正确；
CD．环境温度保持不变，对下面的水银柱进行分析，有
C正确，D错误。
故选BC。
10． 直径（填“横截面积”也算对） 压力表 缓慢 过原点的倾斜直线
【解析】
【详解】
[1]除了空气柱的长度l之外，为了得到空气柱的体积还应测量柱塞的直径（或横截面积）。
[2]空气柱的压强可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。
[3]实验中为了使气体能够做等温变化，要缓慢地把柱塞向下压或向上拉来改变空气柱的长度。
[4]根据玻意耳定律
可知利用实验获得的数据做出的图像为一条过原点的倾斜直线。
11．（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）第一次将活塞从打气筒口压到C处时，设容器B内的压强为pB，C距底部
由玻意耳定律得
解得
（2）对打气筒内的气体，要使容器B内压强不超过，意味着活塞从顶端下压至C处时，打气筒C处以下的压强不能超过，由玻意耳定律得
解得
12．（i）30cm；（ii）204N
【解析】
【详解】
（i）由题可得，对简内气体，初态压强为，体积为，末态压强为，体积为，根据玻意耳定律有
代入数据解得
（ii）以圆筒及筒内气体为研究对象，初态有
末态有
联立求解可得
13．9次
【解析】
【分析】
【详解】
设足球从室外拿到室内后内部气体的压强为，由查理定律得
即
解得
设充气次数为n，被充入足球的空气发生等温变化压强由
变为时的体积为，由玻意耳定律得
充气过程中对空气整体，由玻意耳定律得
联立得
即
解得
次
则在室内把足球内气体的压强充到1.2×105Pa，需要充气9次。
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