2.3气体的等压变化和等容变化 专项测试（Word版含答案）

2.3、气体的等压变化和等容变化
一、选择题（共17题）
1．一定质量的气体，体积保持不变，下列过程可以实现的是（　　）
A．温度升高，压强增大 B．温度升高，压强减小
C．温度不变，压强增大 D．温度不变，压强减小
2．在做托里拆利管实验时，若大气压强为，留在管内汞柱的高度为，则管内顶端封闭部分气体的压强为（ ）．
A．0 B． C． D．
3．一定质量理想气体，状态变化过程如p﹣V图中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线．若将这一状态变化过程表示在p﹣T图或V﹣T图上，其中正确的是（　　）
A． B． C． D．
4．一定质量的理想气体，状态发生变化，其P－1/V图像如图示，则T1和T2相比（ ）
A．T1>T2
B．T1C．T1=T2
D．无法判断
5．一定质量的气体保持其压强不变，若热力学温度降为原来的一半，则气体的体积变为原来的 (　　)
A．四倍 B．二倍 C．一半 D．四分之一
6．下列四种图线是不同条件下理想气体的密度随压强p变化的情况，则属等温变化的是（ ）．
A．B．
C．D．
7．如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C→A的状态变化过程，则下列说法正确的是（　　）
A．A→B过程中，气体分子间距减小 B．A→B过程中，气体内能增加
C．B→C过程中，气体压强减小 D．C→A过程中，气体压强增大
8．一定质量的理想气体由状态A经过如图所示过程变到状态B此过程中气体的体积（ ）
A．一直变小 B．一直变大
C．先变小后变大 D．先变大后变小
9．如图所示，两端开口的U形管中灌有水银，右管上部另有一小段水银柱将一部分空气封在管内，若温度不变，则( )
A．在左管内注入一些水银，空气柱体积将减小
B．在左管内注入一些水银，水银面高度差将增大
C．在右管内注入一些水银，空气柱的长度不变
D．在右管内注入一些水银，水银面高度差将增大
10．一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．c→a过程中，气体压强增大，体积变小
B．c→a过程中，气体压强增大，体积变大
C．a→b过程中，气体体积增大，压强减小
D．b→c过程中，气体压强不变，体积增大
11．如图所示，用不导热的活塞把气缸分成A、B两部分气体，两部分气体均可看成理想气体，当A、B两部分气体的热力学温度之比3:2时，它们的体积之比为2:1．如果把A气体的温度提高到127℃，把B气体温度冷却到-73℃时，不计活塞与气缸间的摩擦，活塞达到平衡后，A、B两部分气体的体积之比为（ ）
A．2:1 B．3:2 C．5:2 D．8:3
12．一个敞口的瓶子，放在空气中，气温为27℃．现对瓶子加热，由于瓶子中空气受热膨胀，一部分空气被排出．当瓶子中空气温度上升到57℃时，瓶中剩余空气的质量是原来的（ ）
A． B． C． D．
13．如图所示，a、b、c为一定质量的理想气体变化过程中的三个不同状态，下列说法正确的是（　　）
A．a、b、c三个状态的压强相等
B．从a到c气体的内能减小
C．从a到b气体吸收热量
D．从a到b与从b到c气体对外界做功的数值相等
14．如图所示，轻弹a管（上端封闭，下端开口），使两段汞柱及被两段汞柱封闭的空气柱合在一起．若此过程中温度不变，汞柱与管壁密封很好，则b管汞柱的下端与原来a管汞柱的下端面A相比，将（ ）

A．在同一高度 B．稍高 C．稍低 D．条件不足，无法判断
15．活塞可以在气缸内自由移动，缸内贮有一定质量的理想气体，则气体可能发生的状态变化是（ ）
A．温度升高，压强减小，体积减小 B．温度降低，压强增大，体积减小
C．温度升高，压强减小，密度减小 D．温度降低，压强增大，密度不变
16．如图所示是一定质量的气体的实验图像，下列说法中正确的是（　　）
A．AB直线的斜率为
B．BA延长线与横轴交点K的坐标为
C．K点的气体压强为
D．0℃时气体压强为
17．关于一定量的气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
E．气体的温度不变，体积增大，单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
二、填空题
18．氧气在标准状况下的密度是，在同样的压强下，30℃时氧气的密度为__________．
19．一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，初始时气体体积为.用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300 K和.缓慢推动活塞压缩气体，稳定后测得气体的压强为，此时气体的体积为_______；保持体积不变，缓慢升高温度，使气体压强变为，此时气体的温度为________K。
20．上端开口的光滑圆形气缸竖直放置，活塞质量不计，横截面积cm2．将长为cm的一定质量气体封闭在气缸内．已知外界大气压强为Pa保持不变，气体温度为27℃保持不变．用外力F缓慢向下压活塞，当气体长度为cm时，压力F的大小为_____．然后在逐渐减小外力的同时改变气体温度，使活塞位置保持不变，则当时，气体温度为_____K．
21．一定质量的气体在等压过程中，温度从升高到，体积相应从变到，这时和的比值是________.
三、综合题
22．底面积S＝40 cm2、高l0＝15 cm的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为2 kg的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10 kg的物体A.开始时，气体温度t1＝7℃，活塞到缸底的距离l1＝10 cm，物体A的底部离地h1＝4 cm，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p0＝1.0×105 Pa，试求：
(1)物体A刚触地时，气体的温度；
(2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度．
23．如图所示，一细U型管两端均开口，用两段水银柱封闭了一段空气柱在管的底部，初始状态气体温度为T1=280K,各段的长度分别为L1=20cm,L2＝15 cm，L3＝10 cm，h1＝4 cm，h2＝20 cm；现使气体温度缓慢升高，（大气压强为p0＝76 cmHg）求：
①若当气体温度升高到T2时，右侧水银柱开始全部进入竖直管，求此时左侧水银柱竖直部分有多高？并求出此时管底气柱的长L1′
②求第一问中的温度T2等于多少K
③在T2的基础上继续升温至T3时,右侧水银柱变成与管口相平，求T3等于多少K
24．如图所示，水平放置内壁光滑的圆柱形密闭汽缸，内有可自由活动的活塞将汽缸分为Ⅰ、Ⅱ两部分。活塞与汽缸左侧连接一轻弹簧，当活塞与汽缸右侧接触时弹簧恰好处于原长。开始Ⅱ内封闭有一定质量的理想气体，Ⅰ内为真空，稳定时Ⅱ内气柱长度为，此时弹簧力与活塞重力大小之比为。已知开始环境温度为，汽缸导热性能良好，活塞质量，截面积，重力加速度取。
（1）将活塞锁定，将环境温度缓慢上升至，求此时Ⅱ部分气体的压强；
（2）保持环境温度不变，解除活塞锁定，同时将汽缸逆时针缓慢旋转，求稳定时Ⅱ部分气柱的长度。
25．一定质量的气体，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
可知，体积保持不变，温度升高，则压强p增大；温度不变，则压强不变，故选A。
2．D
【详解】
由可知，被封闭气体压强为，D正确；
故选D。
3．A
【详解】
在p-V图象中，由A到B为等压变化，由＝C可知，体积增大，温度升高；从B到C的过程中，为双曲线，故为等温变化，由＝C可知，体积减小，压强增大；从C到A为等容变化，压强减小，温度减小，故A正确，BCD错误；
故选A．
4．B
【详解】
根据可知，则 图像的斜率k=CT，由图像可知k15．C
【详解】
气体做等压变化，根据盖吕萨克定律可知，解得，C正确．
6．A
【详解】
由波意耳定律可得，故，故图像为倾斜的直线，A正确；
故选A。
7．B
【详解】
AB．A→B过程中，气体体积不变，温度升高，气体分子间距不变，气体分子的平均动能增大，气体内能增加，故A错误，B正确；
C．根据理想气体的状态方程=C可得V=T，可知B→C过程是等压变化过程，故C错误；
D．C→A过程中，气体温度降低，体积增大，由=C可知压强减小，故D错误。
故选B。
8．B
【详解】
根据理想气体状态方程，得，从状态A到状态B，压强P减小，温度T增大，体积V增大，故B正确，ACD错误。
故选B。
9．D
【详解】
AB．密封气体的压强为（H为右管上端的水银高度），往左管内注入些水银，但是右管内上端的水银高度不变，所以密封气体压强保持不变，即空气柱的体积不变，而水银液面的高度差产生的压强等于密封气体的压强，所以也保持不变，AB错误，
CD．在右管内注入一些水银，则H增加，所以，所以水银面的高度差增大，故C错误，D正确．
10．C
【详解】
AB．根据
（常量）
可知图中c→a过程中，气体的体积不变，温度升高，压强变大，故AB错误；
C．根据
（常量）
可知图中a→b过程中，气体的温度不变，压强减小，体积增大，故C正确；
D．根据
（常量）
可知图中b→c过程中，气体压强不变，温度减小，体积减小，故D错误。
故选C。
11．D
【详解】
由
可知压强之比为3:4，对气体A前后两个状态
对气体B前后两个状态
当活塞平衡时，压强相等，有
由以上等式联立可得A、B两部分气体的体积体积之比为8:3。
故选D。
12．A
【详解】
假设被排出的空气体积为V，瓶内的空气体积为V0，则
由于瓶中剩余空气的质量与总质量之间满足
所以
故选A．
13．C
【详解】
A．根据理想气体状态方程得
若压强不变，则V—T图象应为过原点的倾斜直线，选项A错误；
B．从a到c气体温度升高说明内能增加，选项B错误；
C．从a到b气体体积增加说明对外做功，温度升高说明内能增加，根据热力学第一定律公式知气体吸收热量，选项C正确；
D．从a到b与从b到c气体体积变化相同，但压强不同，因而对外界做功的数值不相等，选项D错误。
故选C。
14．C
【详解】
两段水银柱合在一起前后的总压强差是相等的，所以上面的那部分气体的压强始终没变，那么它的体积也保持不变，可以假设它的体积始终是；夹在中间是那一部分气体向上移动后，它的压强减小，根据玻意耳定律可知它的体积将增大，所以它将推动液柱向下移动，所以液体的下表面将下降．故选项C正确，选项ABD错误．
故选C。
15．BC
【详解】
AC．根据
可知，温度升高，压强减小，体积必然要增大，密度减小，选项A错误，C正确；
BD．根据
可知，温度降低，压强增大，体积减小，密度增大，选项B正确，D错误；
故选BC。
16．ABD
【详解】
AB．图像的横截距为-273℃，即K点的坐标为，所以图像的斜率为，AB正确；
C．由图可知，K点的气体压强为0。C错误；
D．由图可知，0℃时气体压强为。D正确。
故选ABD。
17．ABD
【详解】
A．气体分子间有间隙，因此气体体积指的是气体分子所能到达的空间的体积，A正确；
B．温度是分子平均动能大小的标志，反映分子热运动的剧烈程度，因此只要减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低，B正确；
C．气体的压强是由气体分子无规则运动时与器壁表面碰撞时的作用力引起的，与超重、失重无关，C错误；
D．由盖—吕萨克定律知气体在等压膨胀时满足
故体积增大时温度一定升高，D正确；
E．气体温度不变，体积增大，压强减小，单位时间单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少，E错误。
故选ABD。
18．1.29
【详解】
当气体质量一定时，体积比即为密度的反比。由盖吕萨克定律
可得
则有
19． 240
【详解】
缓慢推动活塞压缩气体，可认为气体进行等温变化，则
解得
保持体积不变，则
解得
20． 50N 200
【详解】
缓慢向下压活塞，封闭气体发生等温变化，
初态：压强，
体积
末态：压强，体积，横截面积：
根据玻意耳定律可得：
解得h=20cm时的压强：
，
根据平衡可得：
解得：
F=50N，
当改变气体温度，使活塞位置保持不变，气体发生等容变化，当F=0时压强
，
初态：压强，
温度：
末态：压强，
温度：
根据盖-吕萨克定律可得：
解得：
；
21．
【详解】
由盖.吕萨克定律可得，
22．(1)119℃ (2)278.25℃
【详解】
(1)初始活塞受力平衡：
p0S＋mg＝p1S＋T ，T＝mAg
被封闭气体压强
p1＝0.8×105 Pa
初状态，
V1＝l1S，T1＝(273＋7) K＝280 K
A触地时
p1＝p2， V2＝(l1＋h1)S
气体做等压变化，
代入数据，得
T2＝392 K
即
t2＝119 ℃
(2)活塞恰好到汽缸顶部时
p3＝p0＋＝1.05×105 Pa， V3＝l0S
根据理想气体状态方程，
代入数据得
T3＝551.25 K
即
t3＝278.25℃
23．①40cm ②630 K ③787.5 K
【详解】
①因为左右两端管子均向上开口，所以气体压强p2＝p0＋h右=p0＋h左＝(76＋14)cmHg＝90 cmHg，所以左端液柱高度h左等于右端液柱高度h右，即h左=h左=14cm,
此时管底气柱的长度 L1′=L1+2L3=40cm
②设U型管的横截面积是S，以封闭气体为研究对象，
其初状态压强p1＝p0＋h1＝(76＋4) cmHg＝80 cmHg，
V1＝L1S＝20S,T1=280K
末状态是：p2＝p0＋h＝(76＋14) cmHg＝90 cmHg，V2＝L1′s=L1S＋2L3S＝20S＋2×10S＝40S, 由理想气体的状态方程得：
代入数据得：T2＝630K
③水银柱全部进入右管后，压强不再增大，管底气体做等压变化，所以左侧的水银柱不动，右侧水银柱与管口相平时，气体的体积：V3＝（L1′+h1+h2-L3-h1）s=(L1＋L3＋h2)s＝50S
由盖—吕萨克定律：
代入数据得：T3＝787.5 K.
24．（1）；（2）
【详解】
（1）气体初始状态的压强
则由查理定律
（2）由
得
汽缸竖直放置，活塞处于平衡状态，则有
由玻意耳定律
解得
25．
【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