2.3气体的等压变化和等容变化 同步练习（Word版含答案）

2.3、气体的等压变化和等容变化
一、选择题（共15题）
1．下列说法中正确的是
A．一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大
B．一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大
C．气体压强是由气体分子间的斥力产生的
D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
2．若室内生起炉子后温度从7℃升高到47℃，而室内气压不变，则此时室内的空气质量减少了（　　）
A．11.5% B．12.5% C．14.3% D．16.8%
3．一定质量的理想气体，状态变化由a到b到c，其p—t图中直线ab平行p坐标轴，直线bc通过坐标原点，三状态的体积分别为Va、Vb、Vc，则根据图象可以判定（ ）
A． B． C． D．
4．2020年1月1日（胎压监测系统）强制安装法规已开始执行。汽车行驶时显示某一轮胎内的气体温度为27℃，压强为240，已知该轮胎的容积为30L，阿伏加德罗常数为，0℃、1下1任何气体的体积均为22.4L，。则该轮胎内气体的分子数约为（　　）
A． B． C． D．
5．一定质量的理想气体由状态A沿平行T轴的直线变化到状态B，然后沿直线由状态B变化到状态C，P-T图象如图所示。关于该理想气体在状态A、状态B和状态C时的体积VA、VB、VC的关系正确的是
A． B．
C． D．
6．一定质量的理想气体经历了A→B→C的三个变化过程，其压强随摄氏温度变化的p﹣t 图如图所示，A、B、C三个状态时气体的体积分别为VA、VB、VC ， 则通过图象可以判断它们的大小关系是（ ）
A．VA=VB＞VC B．VA=VB＜VC C．VA＜VB＜VC D．VA＞VB＞VC
7．一定质量理想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
8．如图，A、B是体积相同的汽缸，B内有一导热的可在汽缸内无摩擦滑动且体积不计的活塞C，D为不导热的阀门．起初阀门关闭，A内装有压强P1＝2.0×105 Pa，温度T1＝300 K的氮气；B内装有压强P2＝1.0×105 Pa，温度T2＝600 K的氧气．打开阀门D，活塞C向右移动，最后达到平衡．以V1和V2分别表示平衡后氮气和氧气的体积（假定氧气和氮气均为理想气体，并与外界无热交换，连接汽缸的管道体积可忽略) ，则V1与V2之比为（ ）
A．1∶2 B．1∶4
C．1∶1 D．4∶1
9．在射向高空的火箭仪器舱内，起飞前用水银气压计测舱内气体的压强p0=76cmHg，气体温度T0=300K，仪器舱是密封的．取竖直向上为正方向，当火箭以加速度a竖直方向运动时，仪器舱内水银气压计指示的压强为p=0.6p0，则( )
A．a=g，舱内气体温度比起飞前温度增加20%
B．a=g，舱内气体温度是起飞前温度的0.6倍
C．a=g，舱内气体温度比起飞前温度增加10%
D．a=-g，舱内气体温度比起飞前温度降低10%
10．一定质量的理想气体发生等容变化，下列图象正确的是（ ）
A． B． C． D．
11．拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、祛风散寒等作用的疗法封闭气体质量变化不计，可以看作理想气体。火罐“吸”到皮肤上之后，下列说法正确的是（　　）
A．火罐内的气体内能增大
B．火罐内的气体温度降低压强减小
C．火罐内的气体温度降低压强不变
D．火罐内的气体单位体积分子数增大，压强不变
12．如图，一玻璃管上端开口下端封闭，上管内径小于下管内径，管内用水银封住一定质量的气体，在大气压强不变的情况下，气体温度缓慢升高，水银全部进入上管且未溢出，此过程中气体压强p随体积V的变化关系可能是（　　）
B．
D．
13．一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化的说法正确的是（ ）
A．温度每升高1℃，压强的增量是原来压强的
B．温度每升高1℃，压强的增量是0℃时压强的
C．气体的压强和热力学温度成正比
D．气体的压强和摄氏温度成正比
14．如图是表示一定质量的理想气体的状态变化过程图像，变化过程如图中箭头所示，则下列说法中，正确的是（ ）
A．ab过程中气体的内能增加，密度不变
B．bc过程中气体内能增大，气体对外做功
C．cd过程中分子的平均动能不变，对外放热
D．da过程中，气体内能增加，密度不变
15．如图所示，足够长的U形管内分别由水银封有L1、L2两部分气体，则下列陈述中正确的是（ ）
A．只对L1加热，则h减小，气柱L2长度不变
B．只对L1加热，则h不变，气柱L2长度增大
C．若在右管中注入一些水银，L1将增大
D．使L1、L2同时升高相同的温度，则L1增大、h减小
二、填空题
16．容积为100的球形泡的竖直细管上有100等分的刻度，相邻两个等分刻度间管子的容积为0.2，泡和管内的空气用一小水银滴与外界分隔开来，在温度为时，小水银滴位于第20个分度处，如图所示，假定大气压强恒定，管和泡的热膨胀可忽略不计，如果把这个装置当作温度计来使用，那么它的测温范围是_________。（不计球形泡的热膨胀）
17．拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的火源放入小罐内加热，然后移走火源并迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。假设罐内封闭气体质量不变，可以看作理想气体。与刚压在皮肤上的时刻对比，火罐“吸”到皮肤上经一段时间后，火罐内气体的内能___________，压强___________，单位体积内的分子数___________。（都选填“增大”、“减小”或“不变”）
18．如图所示，一定质量的气体封闭在气缸内，缓慢经历了A→B→C→D→A四个过程．则气体从A→B状态，其参量不变的是_______：A、C两状态气体压强的比值pA：pC=______．
19．封闭在汽缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，气体的密度________（选填“增大”、“减小”或“不变”），气体的压强________（选填“增大”、“减小”或“不变”），气体分子的平均动能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），每秒撞击单位面积器壁的气体分子数________（选填“增加”、“减少”或“不变”）．
三、综合题
20．一个水平放置的气缸，由两个截面积不同的圆筒连接而成。活塞A、B用一长为4L的刚性细杆连接，L=0.5m，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动。A、B的截面积分别为SA=40cm2，SB=20cm2，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧（A的左方和B的右方）是压强为P0=1.0×105Pa的大气。当气缸内气体温度为T1=525K时两活塞静止于如图所示的位置。现使气缸内气体的温度缓慢下降，当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒连接处？
21．如图所示质量均为m的甲、乙两个相同的气缸放在水平地面上，甲气缸固定，两个气缸中的活塞分别封闭有A、B理想气体两活塞用水平轻杆通过活动铰链连接，活塞的横截面积为S，开始时A、B气体压强均等于大气压强p0，温度均为T0，体积分别为V，2V，气缸乙与地面间的动摩擦因数为0.5，活塞与气缸壁无摩擦且气密性好，不计活塞的重力，重力加速度为g，给电热丝通电，对A气体级慢加热，乙气缸的导热性能好，当乙气缸刚好要移动时．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求
(1)B气体的体积；
(2)A气体的温度．
22．一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆形气缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动．开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为T0．现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4．若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积．已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g．
23．一定质量的气体，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．A
【详解】
根据理想气体状态方程 压缩后的压强，知压缩后的压强还与压缩后的温度有关，如果压缩后的温度降低足够大，则气体压强可以减小，故A正确；根据理想气体状态方程可知温度不变时，压强增大，则体积减小，故B错误；气体压强由于分子热运动时气体分子不断撞击容器壁形成持续压力而形成的，与气体分子间的斥力无关，故C错误；气体压强由于分子热运动时气体分子不断撞击容器壁形成持续压力而形成的，与气体的重力无关，故在失重的情况下，密闭容器中的气体对器壁仍然有压强，故D错误．故选A．
2．B
【详解】
根据盖吕萨克定理可知
室内的空气质量减少了
故选B。
3．C
【详解】
a、b两态温度相同，且pa>pb，由理想气体状态方程=C，可知Va故气体的体积减小，即Vb>Vc，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误．
4．B
【详解】
设胎内气体经过一定过程后温度变为，压强变为，体积变为，则由理想气体方程得
所以
该状态下气体的物质的量为
所以气体的分子数约为
故选B。
5．C
【详解】
从A到B为等压变化，根据可知，随着温度的升高，体积增大，故
从B到C为不过坐标原点的直线，根据可知，B点和C点与坐标原点连线的斜率为，如图
C点与坐标原点连线的斜率较小，故体积较大，故有
所以
故C正确，ABD错误。
故选C。
6．D
【详解】
过理想气体A和B点，分别做它们的等容变化的P-t图，如图所示．根据PV/T=C，可得，
可以看出，B态的斜率大于A态的斜率，所以VA＞VB；B到C的过程，温度相等，压强增加PC＞PB，由PV/T=C，得VB＞VC；所以：VA＞VB＞VC．故答案D正确．故选D．
7．A
【详解】
A. 过程过程气体发生的是等温变化，压强减少，由玻意耳定律方向可知，气体的体积变大．故A正确．
B. 过程中连线是过原点，过程中是等容变化，故过程中体积不变．故B错误．
C. 过程是等压变化，由盖吕萨克定律可知，温度减少，体积减少．故C错误．
D.过点的斜率大于过的斜率，则点的体积小于点的体积，过程中保持增大．故D错误．
8．D
【详解】
设活塞C向右移动x，最后共同的温度为T，压强为P，由理想气体状态方程可知：
对A部分气体有：
对B部分气体有：
将两式相除：；故选D.
9．A
【详解】
AB．设起飞前气压计的水银柱高度为h0，若火箭加速度向上时，则
若a=g则解得
h=1.2h0
即此时舱内压强
p=1.2p0
舱内气体进行等容变化，则由理想气体状态可得
即
解得
T=360K
即舱内气体温度比起飞前温度增加20%，选项A正确，B错误；
CD．若火箭加速度向下时，则
若a=g，则解得
h=0.3h0
即此时舱内压强
p=0.3p0
舱内气体进行等容变化，则由理想气体状态可得
即
解得
T=90K
即舱内气体温度比起飞前温度降低了70%，选项CD错误；
故选A。
10．C
【详解】
A．一定质量的理想气体发生等容变化，即体积不变，所以P-V图象是平行P轴的直线，A错误；
B．一定质量的理想气体发生等容变化，即体积不变，所以V-T图象是平行T轴的直线，B错误；
CD． 一定质量的理想气体发生等容变化，即体积不变，根据
（常数）
可知，在p-T图象中为过原点的直线，C正确，D错误。
故选C。
11．B
【详解】
在刚开始的很短时间内，火罐内部气体体积不变，由于火罐导热性良好，所以火罐内气体温度迅速降低，根据理想气体状态方程可知，气体压强减小，在外界大气压的作用下火罐“吸”在皮肤上，故B正确，ACD错误。
故选B。
12．A
【详解】
设玻璃上部的横截面积为S1，下部的横截面积S2，当水银还未全部进入上管时，上管水银柱增加，下管水银柱就减少，气体体积增加
气体压强的变化量为
可知，p-V是一条斜率不变的倾斜直线，当水银全部进入上管后，气体温度再升高，气体体积膨胀，但压强p保持不变，气体发生等压变化，故A正确， BCD错误。
故选A。
13．BC
【详解】
AB．将T=(273＋t)K代入p=CT得
p=C(273＋t)
升高1℃时的压强为
p1=C(274＋t)
所以
Δp=C=
即温度升高1℃，压强的增量是0℃时压强的，故A错误，B正确；
CD．根据查理定律p=CT，知气体的压强与热力学温度成正比，故C正确，D错误。
故选BC。
14．AB
【详解】
试题分析：根据气体状态方程和已知的变化量去判断其它的物理量．温度是分子平均动能变化的标志．一定质量的理想气体的密度变化看体积的变化．
A、ab过程中T增大，分子平均动能增大，内能增大．根据气体状态方程知道V不变．质量不变，所以气体密度不变；正确
B、bc过程中T增大，分子平均动能增大，内能增大．P不变，根据气体状态方程知道V增大，气体对外做功；正确
C、cd过程中T不变，分子平均动能不变，P减小，据气体状态方程知道V增大，对外做功，应吸热；错误
D、da过程中，T减小，分子平均动能减小，内能减小，P不变，根据气体状态方程知道V减小，质量不变，气体密度增大；错误
故选AB
15．AD
【详解】
AB．只对L1加热，假设L1气体体积不变，则压强增大；L1的压强
p1=p2-ph
由于L2的压强p2不变，L1的压强增大，则ph减小，h减小，气柱L1长度变长；气柱L2中气体的压强和温度不变化，则体积不变化，长度不变化，A正确，B错误；
C．若在右管中注入一些水银，则L2的压强增大，假设L1的体积不变，h不变，L1的压强增大，根据玻意耳定律可知L1的体积减小，L1的长度将减小，C错误；
D．使L1、L2同时升高相同的温度，假设L1、L2气体的体积都不变，则L1的压强增大，L2压强不变，所以h减小，L1也会增大，D正确。
故选AD。
16．
【详解】
在温度为时气体的体积 ，当水银滴在0位置时的体积为V0=100cm2；当水银滴在100位置时的体积为V100=(100+100×0.2)cm2；
气体发生的是等压变化
解得
即测温范围是。
17． 减小 减小 增大
【详解】
把罐扣在皮肤上，气体经过热传递，温度不断降低，气体的内能减小；
刚开始气体发生等容变化，温度不断降低，由查理定律可知，气体的压强减小，小于外界气压，将部分皮肤吸入火罐；
罐内封闭气体质量不变，总分子数不变，但是火罐“吸”到皮肤上经一段时间后，部分皮肤会进入火罐，则气体体积减小，单位体积内的分子数增大。
18． 体积 3：2
气体从A→B状态，发生等容变化，气体的体积不变；
根据理想气体状态方程：
解得：
解得：
19． 不变 增大 增大 增加
【详解】
一定质量的气体，如果保持气体体积不变，由密度公式可知气体密度不变；
由理想气体气体状态方程可知，如果保持气体体积不变，当温度升高时，气体的压强增大；
温度是气体分子平均动能变化的标志，当温度升高时，气体分子的平均动能增大，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增加．
20．300K
【详解】
对活塞受力分析，活塞向右缓慢移动过程中，气体发生等压变化，由盖·吕萨克定律有
代人数值解得T2=300 K时活塞A恰好移到两筒连接处。
21．（1） （2）
【详解】
（1）对气缸B，由平衡条件得：p1S=p0S+μmg，
气体压强：p1=p0+，气缸B中的气体发生等温变化，
由玻意耳定律得：p0 2V=p1VB，
解得：；
（2）气缸A中气体末状态体积：VA=3V-VB=，
对A中气体，由理想气体状态方程得：，
解得：T1=（1+）T0；
22．
【详解】
设气缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为△p，由玻意耳定律得
解得：
外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为．根据盖—吕萨克定律，得
解得：
据题意可得：
气体最后的体积为：
联立可得：
23．
【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