人教版高中物理选修三 第2章 第3节 气体的等压变化和等容变化 课时3(word版含答案)

人教版高中物理选修三 第2章 第3节 气体的等压变化和等容变化 课时3
一、单项选择题（共8小题；）
1. 如图所示，一定质量的理想气体由状态 经过等压变化到达状态 ，再从状态 经过等容变化到达状态 。状态 与状态 温度相等。下列说法正确的是
A. 气体在状态 的温度大于在状态 的温度
B. 气体在状态 的内能等于在状态 的内能
C. 从状态 到状态 的过程中，外界对气体做正功
D. 从状态 到状态 的过程中，气体的内能增加
2. 已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为气缸内一定质量的理想气体由状态 到状态 的变化曲线，则在整个过程中气缸内气体的内能
A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 单调变化 D. 保持不变
3. 图中表示一定质量的理想气体，从状态 出发经过状态 和 ，最终又回到状态 。那么，在下图的 图象中，反映了上述循环过程的是
A. B.
C. D.
4. 一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是
A. 此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变
B. 此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变
C. 此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变
D. 以上说法都不对
5. 一定质量的气体做等压变化时，其 图象如图所示，若保持气体质量不变，使气体的压强增大后，再让气体作等压变化，则其等压线与原来相比，下列可能正确的是
A. 等压线与 轴之间夹角变大
B. 等压线与 轴之间夹角不变
C. 等压线与 轴交点的位置不变
D. 等压线与 轴交点的位置一定改变
6. 如图所示，一根上细下粗、粗端与细端都均匀的玻璃管上端开口、下端封闭，上端足够长，下端（粗端）中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体。现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升，则被封闭气体体积和热力学温度的关系图线最接近图中的
A. B.
C. D.
7. 如图所示，表示一定质量的气体的状态由 经 到 回到 的图象，其中 延长线通过坐标原点。 和 分别与 轴和 轴平行。则，下列描述正确的是
A. 过程气体压强增加
B. 过程气体压强不变
C. 过程气体分子密度减小
D. 过程气体分子平均动能增加
8. 一定量的理想气体，处在某一初始状态，现在要使它的温度经过变化后又回到初始状态，下述过程中可能实现的是
A. 先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使体积增大
B. 先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使体积增大
C. 先保持压强不变而减小体积，接着保持体积不变而使压强减小
D. 先保持压强不变而增大体积，接着保持体积不变而使压强增大
二、双项选择题（共1小题；）
9. 下列对理想气体的理解，正确的有
A. 理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B. 只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C. 一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D. 在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律
三、多项选择题（共1小题；）
10. 关于气体分子运动的特点，下列说法正确的是
A. 由于气体分子间距离较大，所以气体很容易被压缩
B. 气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动
C. 由于气体分子间的距离较大，所以气体分子间根本不存在相互作用
D. 气体分子间除相互碰撞外，相互作用很小
四、解答题（共5小题；）
11. 如图均匀薄壁 形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为 ，内装有密度为 的液体。右管内有一质量为 的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为 时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为 ，压强均为大气压强 ，重力加速度为 。现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动，试求：
（1）右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体的压强
（2）温度升高到 为多少时，右管活塞开始离开卡口上升
（3）温度升高到 为多少时，两管液面高度差为
12. 一定质量的理想气体，由温度为 的状态 作等容变化到温度为 的状态 ，再经过等压变化到状态 ，最后变回到状态 ，其变化过程如图所示，求图中状态 的温度 。
13. 如图为上粗下细且下端开口的薄壁玻璃管，管内有一段被水银封闭的气体，下管足够长，图中管的截面积分别为 ，，管内水银的长度为 ，被封闭气体的长度为 ，大气压强 ，气体初始温度为 ，若缓慢升高气体温度，求：
（1）当粗管内的水银刚好被全部挤出时气体的温度。
（2）当气体温度为 时，水银柱上端距离管底部的距离。
14. 一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，其 图象和 图象如下。
（1）求温度为 时气体的压强；
（2）请在 图线上将理想气体温度从 升高到 的变化过程补充完整。
15. 水银气压计中混入了一个空气泡，空气泡上升到水银柱的上方，使水银柱的上方不再是真空，使得水银气压计的读数比实际的大气压要小，当把水银气压计放在 地，已知 地的实际大气压是 ，温度是 ，而水银气压计放在 地的读数是 ，此时管中水银面到管顶的长度是 ；当把此水银气压计放在 地的读数是 ， 地的温度是 ，求 地的实际大气压是多少
答案
1. B
2. B
【解析】根据等温线可知，从 到 变化过程中温度先降低再升高，变化规律复杂，由此判断B项正确。
3. B
【解析】从状态 出发经过状态 和 ，最终又回到状态 ，先后经历了等压膨胀、等容降温、等温压缩三个变化过程，由此判断B项正确。
4. D
5. C
【解析】对于一定质量气体的等压线，其 图线的延长线一定过 的点，故 C 项正确，D项错，气体压强增大后，温度还是 时，由理想气体状态方程 可知， 减小，等压线与 轴夹角减小，A 、B项错。
6. A
【解析】根据理想气体状态方程 （常数）得：，图线的斜率为 。在水银柱升入细管前，封闭气体先做等压变化，斜率不变，图线为过原点的直线；水银柱部分进入细管后，水银柱的深度变大，气体压强增大，斜率减小；当水银柱全部进入细管后，气体的压强又不变， 图线又为过原点的直线，只是斜率比原来的小，A正确。
7. D
8. A
9. A， D
【解析】（2014 江苏）
在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体的实验定律理想气体并不存在，只是一种理想模型一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关。
故 A、D 正确。
10. A， B， D
【解析】气体分子间距离大，相互作用的引力和斥力很微弱，气体很容易被压缩，气体分子可以在空间自由运动，A、B 对；
但气体分子间不是没有相互作用，而是很小，C 错，D 对。
11. （1）
【解析】活塞刚离开卡口时，对活塞受力分析，受重力，外界大气向下的压力和左管气体向上的压力，由平衡得：
解得：
（2）
【解析】两侧气体体积不变，对右管气体列状态方程有：
解得：
（3）
【解析】以左管内气体为研究对象，其末状态有：
应用理想气体状态方程有：
解得：
12.
13. （1）
【解析】设全部进入细管水银的长度为 ，，
所以 ，
，
。
由理想气体状态方程可得：，
解得：。
（2）
【解析】由状态 到状态 经历等压过程，由盖吕萨克定律 ，
设水解上表面离接口处的高度为 ，，
水银上表面离玻璃管底的距离为：。
14. （1）
【解析】由理想气体状态方程 ，
即 ，解得
（2）
【解析】由 图线可知温度从 升高到 的变化过程中理想气体经历了等容变化，其 图象是正比例函数图象。在温度从 升高到 的变化过程中理想气体经历了等压变化，其 图象是平行于 轴的直线段。如图。
15.
【解析】以气压计水银柱上方封闭的气体为研究对象，设管子的横截面积为 ，
在 地，气体状态参量：，，
由 到 水银柱高度变化量为：，空气柱长度增加 ，
在 地，气体状态参量为：，，
由理想气体状态方程得：，即：，
解得：， 地的实际大气压：。
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