同步课时精练（七）2.3气体的等压变化和等容变化（含解析）

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同步课时精练（七）2.3 气体的等压变化和等容变化（后附解析）
一、单选题
1．三根粗细一样上端开口的玻璃管，中间都有一段汞柱封住一段空气柱，如图所示，若，，三者原先温度都相同，后来又升高相同温度，则管中汞柱向上移动是（ ）．
A．甲管最少 B．丙管最少
C．甲管比乙管少 D．乙管和丙管一样多
2．将一个乒乓球浸没在水中，当水温升高时，球内气体（　　）
A．分子热运动平均动能变小，压强变小
B．分子热运动平均动能变小，压强变大
C．分子热运动平均动能增大，压强变小
D．分子热运动平均动能增大，压强变大
3．如图所示是一定质量的气体做等容变化的等容线，下列说法中不正确的是（　　）
A．AB直线的斜率为
B．BA延长线与横轴交点K的坐标为（-273℃，0）
C．若在该坐标系再做另一条等容线，其延长线与横轴的交点就不在K点了
D．0℃时气体压强为p0
4．将密闭着一定质量的理想气体的导热汽缸按如图两种方式放置。图（a）中竖直弹簧下端固定在水平地面上，上端与活塞相连；图（b）中竖直弹簧上端固定在天花板上，下端与活塞相连。不计汽缸内壁与活塞间的摩擦，环境温度保持不变，弹簧始终在弹性限度内。当外界大气压变大时，下列说法正确的是（　　）
A．两图中弹簧弹力均变大
B．图（a）中气体压强变大，图（b）中气体压强变小
C．相对于地面，图（a）中汽缸位置下降，图（b）中汽缸位置上升
D．相对于地面，图（a）中活塞位置下降，图（b）中活塞位置上升
5．一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图像如图所示．下列判断错误的是（ ）
A．过程ab中气体体积一定增大
B．过程bc中内能不变
C．a、 b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
D．b和c两个状态的温度相同
6．新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示。闭合阀门K，向下摁压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。在室温下，储气室内气体视为理想气体，喷壶由绝热材料制造，下列说法正确的是（　　）
A．充气过程中，储气室内气体每个分子的动能都增大
B．充气过程中，储气室内气体分子热运动的平均动能不变
C．喷液过程中，储气室内气体的压强增加
D．喷液过程中，储气室内气体分子热运动的剧烈程度降低
7．关于分子动理论和热现象，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
B．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
C．对一定质量的理想气体，如果温度升高，则气体分子的平均动能增大，压强一定增大
D．分子间距离为平衡距离时分子势能最大
8．水平放置的圆柱形密闭容器，中间用无摩擦的活塞隔开。活塞右端和圆柱形容器的右端用轻质弹簧相连接，如图甲所示。弹簧遵循胡克定律，自然长度为圆柱形容器长度的一半。活塞左侧为真空，右侧理想气体的热力学温度为。若缓慢增加活塞右侧理想气体的热力学温度，其对应的弹簧伸长量为，则的关系最接近图乙中（　　）
A．1 B．2 C．3 D．4
二、多选题
9．如图所示为一定质量的理想气体在不同体积时的两条等容线，a、b、c、d表示四个不同状态，则（　　）
A．气体由状态a变到状态c，其内能减少
B．气体由状态a变到状态d，其内能增加
C．气体由状态d变到状态c，其内能增加
D．气体由状态b变到状态a，其内能减少
10．如图所示，密闭容器内的氢气温度与外界空气的温度相同，现对该容器缓慢加热，当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时，则
A．氢分子的平均动能增大
B．氢分子的势能增大
C．容器内氢气的内能增大
D．容器内氢气的压强增大
11．如图是一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是（　　）
A．在相同时间内撞在单位面积上的分子数，b状态较多
B．在相同时间内撞在单位面积上的分子数，a状态较多
C．在相同时间内撞在相同面积上的分子数，两状态一样多
D．单位体积的分子数，a状态比b状态多
E．气体分子的平均动能b状态比a状态大
12．下列关于气体的说法中正确的是（　　）
A．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律
B．气体压强跟气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关
C．一定质量的理想气体温度不断升高，其压强一定不断增大
D．一定质量的某种理想气体先保持压强不变，使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强，它的温度可能不变
三、解答题
13．如图所示为一定质量的理想气体在不同温度下的p－图线，T1和T2哪一个大？
14．如图所示，在圆柱形汽缸中用一定质量的光滑导热活塞密闭有一定质量的理想气体，在汽缸底部开有一小孔，与U形水银管相连，已知外界大气压为p0，室温t0=27°C，稳定后两边水银面的高度差为△h=1.5cm，此时活塞离容器底部高度为h1=50cm。已知柱形容器横截面积S=0.01m2，大气压p0=75cmHg=1.0×105 Pa， g=10m/s2.求∶
①活塞的质量；
②现室温降至-33°C时活塞离容器底部的高度h2。
15．一横截面积为S的汽缸水平固定，如图所示，活塞（不漏气，厚度不计）到汽缸底部的距离为汽缸长度的，此时活塞两侧的气体压强均为大气压强、热力学温度均为。现对汽缸内的封闭气体缓慢加热，当缸内气体的温度缓慢升高到时，活塞恰好开始向右缓慢移动。认为活塞与缸壁间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，大气压强保持不变。
（i）求活塞与缸壁间的最大静摩擦力的大小；
（ii）若活塞开始向右缓慢移动后，继续对缸内气体缓慢加热，求活塞移至缸口时管内气体的热力学温度。
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
解析：ABCD.甲乙丙中的气体压强分别为：
由于，故；
根据理想气体状态方程，有
由于气体的气压不变，故
由于，相同，故，即甲乙中水银柱上升最多，丙最少，故B正确ACD错误。
故选B。
2．D
解析：当水温升高时，球内气体的平均动能增大；乒乓球内体积不变，温度升高，根据理想气体状态方程可知，气体的压强变大。故ABC错误，D正确。
故选D。
3．C
解析：ABC．一定质量的气体做等容变化的等容线与温度的交点是绝对零度，故C错误，B正确，所以AB直线的斜率为，故A正确；
D．由图可知，0℃时气体压强为p0；故D正确；
故选C。
4．C
解析：AD．把汽缸和活塞当作整体，状态变化前后均满足平衡条件
故弹簧弹力保持不变，两活塞位置保持不变，故A错误，D错误；
BC．图（a）中以汽缸为研究对象
增大，故增大，又温度保持不变，由玻意耳定律可知，气体体积缩小，故汽缸位置下降；图（b）中以汽缸为研究对象
增大，故增大，又温度保持不变，由玻意耳定律可知，气体体积缩小，故汽缸位置上升，故B错误，C正确。
故选C。
5．A
解析：根据PV/T=C可知可知，过程ab中气体体积不变，选项A错误；过程bc中气体的温度不变，内能不变，选项BD正确；a、 b和c三个状态中，状态a温度最低，则分子的平均动能最小，选项C正确；此题选择错误的选项，故选A.
点拨：本题考查气体的状态方程中对应的图象，分析清楚图示图象、知道理想气体内能由气体的温度决定即可解题，解题时要抓住在P-T图象中等容线为过原点的直线.
6．D
解析：AB．喷壶由绝热材料制造，充气过程中，储气室内气体分子数增加，储气室体积不变，压强变大，外界对气体做功，内能变大，温度升高，气体分子的平均动能变大，但每个分子的动能不可能都增大，A、B错误；
C．喷液过程中，气体膨胀，储气室内气体的压强减小，气体的压强减小，C错误；
D．喷液过程中，对外做功，理想气体的内能减小，温度降低，气体分子热运动的剧烈程度降低，D正确。
故选D。
7．B
解析：A．布朗运动是悬浮微粒的运动，它反应液体分子永不停息地做无规则运动，故A错误；
B．根据压强的定义可知，气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，故B正确；
C．对于一定质量的理想气体，气体温度升高，体积可能增大，根据理想气体的状态方程
可知，气体压强不一定增大，故C错误；
D．分子间距离为平衡距离时，分子势能最小，故D错误。
故选B。
8．C
解析：设容器总长度l，当温度为T时，活塞平衡弹簧伸长x,气体体积，压强；由
可知
即x-T图像是过原点开口向右的抛物线，当温度从T0开始缓慢增加时，p增大，V增大，x非线性变化，且增加幅度逐渐减小，故题图乙中3正确。
故选C。
9．ABD
解析：A．气体由状态a变到状态c，温度降低，平均动能减少，内能减少，故A正确；
B．气体由状态a变到状态d，温度升高，平均动能增大，内能增加，故B正确；
C．气体由状态d变到状态c，温度降低，平均动能减少，内能减少，故C错误；
D．气体由状态b变到状态a，温度降低，平均动能减少，内能减少，故D正确。
故选ABD。
10．ACD
解析：A.温度是分子的平均动能的标志，氢气的温度升高，则分子的平均动能一定增大，
故A正确；
B.气体分子之间的距离比较大，气体分子势能忽略不计，故B错误；
C.因气体分子势能忽略不计，所以气体的内能由分子动能决定，温度升高，则氢气的分子动
能增大，则内能增大，故C正确；
D.根据理想气体的状态方程：，可知，氢气的体积不变，温度升高则压强增大，
故D正确．
11．CDE
解析：ABCD．由V-T图象可以看出b状态的体积大于a状态的体积，则单位体积的分子数，a状态比b状态多；由于b状态的分子密集程度小于a状态的分子密集程度，但b状态温度比a状态高，分子平均动能大，因a状态和b状态压强相同，故在相同时间内撞在相同面积上的分子数，两状态一样多，故选项AB错误，CD正确；
E．b状态比a状态温度高，其分子平均动能大，故E正确。
故选CDE。
12．AB
解析：A．遵守气体实验定律的气体为理想气体，只有在温度不太低、压强不太大的情况下气体可以看做理想气体，气体才遵守实验定律，故A正确；
B．气体分子的密度（即单位体积内气体分子的数目）大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多；气体的温度高，气体分子的平均动能变大，每个气体分子与器壁的碰撞（可视为弹性碰撞）给器壁的冲力就大。则气体压强的大小跟气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关，故B正确；
C．一定质量的理想气体温度不断升高时，由知，气体的压强不一定增大，还与体积的变化情况有关，故C错误；
D．先保持压强不变而使体积减小，接着保持体积不变而减小压强，状态变化如图，故不能回到初始状态的温度，故D错误。
故选AB。
13．T2
解析：略
14．①2kg；②40cm。
解析：①.活塞产生压强
解得
m=2kg
②.气体等压变化，U形管两侧水银面的高度差不变仍为△h=1.5cm
初状态：K，cm·S
末状态：K，
由盖吕萨克定律
解得
h2=40cm
15．（i）；（ii）
解析：（i）设活塞开始移动时缸内气体的压强为，活塞移动前，缸内气体的体积不变，根据查理定律有
根据物体的平衡条件有
解得
（ii）该过程中缸内气体的压强恒为，设汽缸的长度为，根据盖—吕萨克定律有
解得
答案第1页，共2页
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