8.1 气体的等温变化 同步检测（word版含答案）

气体的等温变化练习
一、单选题
如图所示，环境温度稳定不变，静止竖直放置的U形管a管开U与大气相通，b管封闭，此时b管内水银面比a管内水银面高h。若外界大气压强(????)
A. 减小一些，则h变小
B. 减小一些，则h变大
C. 变大一些，则h变小
D. 变大一些，则h不变
如图所示，一端开口一端封闭的长直玻璃管，灌满水银后，开口端向下竖直插入水银槽中，稳定后管内外水银面高度差为h，水银柱上端真空部分长度为L.现将玻璃管竖直向上提一小段，且开口端仍在水银槽液面下方，则(????)
A. h变大，L变大
B. h变小，L变大
C. h不变，L变大
D. h变大，L不变
下列说法正确的是(????)
A. 布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的
B. 在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力(斥力与引力的合力)一定减小
C. 一定质量某种理想气体在等温膨胀过程中，压强一定减小且向外界释放热量
D. 自然界中自发进行的与热现象有关的宏观物理过程都具有方向性
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
如图所示，粗细均匀U形管中装有水银，左端封闭有一段空气柱，原来两管水银面相平，将开关K打开后，放掉些水银，再关闭K，重新平衡后若右端水银下降h，则左管水银面(????)
A. 不下降
B. 下降h
C. 下降高度小于h
D. 下降高度大于h
在装有食品的包装袋中充入氮气，然后密封进行加压测试，测试时，对包装袋缓慢施加压力，将袋内的氮气视为理想气体，在加压测试过程中，下列说法正确的是(????)
A. 包装袋内氮气的压强不变 B. 包装袋内氮气的内能增大
C. 包装袋内氮气对外做功 D. 包装袋内氮气放出热量
在光滑水平面上有一个内、外壁都光滑的汽缸质量为m0，汽缸内有一质量为m的活塞，已知m0>m，活塞密封一部分理想气体。现对汽缸施加一个水平向左的拉力F(如图甲所示)，汽缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为V1；若用同样大小的力F水平向左推活塞(如图乙所示)，此时汽缸的加速度为a2，封闭气体的压强为p2，体积为V2。设密封气体的质量和温度不变，则下列选项正确的是? (??? )
A. a1=a2，p1V2 B. a1p2，V1C. a1=a2，p1a2，p1>p2，V1>V2
在1个标准大气压下，把粗细均匀玻璃管开口向下竖直地压入水中，管中共有12部分充满水，假设温度不变，则此时管内空气压强相当于(????)
A. 3个大气压 B. 2个大气压 C. 23大气压 D. 13个大气压
一个气泡由湖面下20?m深处上升到湖面下10?m深处，它的体积约变为原来体积的(温度不变)(????)
A. 3倍 B. 2倍 C. 1.5倍 D. 0.7
如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法不正确的是(????)
A. 从等温线可以看出，一定质量的气体发生等温变化时，其压强与体积成反比
B. 一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的
C. 由图可知T1>T2
D. 由图可知T1如图所示为中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器——哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，在对气球缓慢吹气的过程中，瓶内气体体积减小了ΔV时，压强增大了20%。若使瓶内气体体积减小2ΔV，则其压强增大(????)
A. 20% B. 30% C. 40% D. 50%
二、多选题
如图所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则(????)
A. A管内空气柱将变长
B. A管内空气柱将变短
C. 两管内水银柱高度差将增大
D. 两管内水银柱高度差将减小
如图所示，均匀U形管内盛有液体，左右液面相平，左管用活塞封闭了一定量的气体A，右管封闭气体B，开始A、B两部分气体压强均为p，气柱的长度均为l，现将活塞缓慢上提，提升的高度为d，则此过程中(????)
A. 气柱A的长度增加量等于d
B. 气柱B的长度增加量小于d
C. 气体A的最终压强小于lp(l+d)
D. 气体A的最终压强大于lp(l+d)
如图所示，一个带有阀门的容器内装有4atm的气体10L，外界大气压强p0=1atm，现把阀门打开，从容器中逸出的气体(??? )
A. 相当于4atm，10L的气体
B. 相当于1atm，30L的气体
C. 相当于4atm，7.5L的气体
D. 相当于1atm，40L的气体
如图，导热的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(状态①)，气缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动一段距离(状态②)，在此过程中，如果环境保持恒温，分别用P、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度。气体从状态①变化到状态②，此过程可用图中那几个图象表示(????)
A. B.
C. D.
2020年初，新冠病毒来袭。我国广大医务工作者表现出无私无畏的献身精神，给国人留下了深刻的印象。如图是医务人员为患者输液的示意图，在输液的过程中，下列说法正确的是(????)
A. B瓶中的药液先用完
B. 随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大
C. 随着液面下降，B瓶上方的气体体积增加，压强减小
D. 只要B瓶中还有液体，滴壶D中的气体压强不变
三、填空题
如图所示，粗细均匀的直角玻璃管一端封闭，另一端开口，封闭端和开口端的长度都是75cm，管内有被汞柱封闭的空气，开口端竖直向上，汞柱长度?1=25cm、?2=35cm，大气压强为p0=75cmHg，此时封闭端压强为______cmHg；若将玻璃管沿逆时针方向缓缓转过90°，使封闭端竖直向上时，则空气柱的长度为______cm(保留一位小数)。
如图所示，两端封闭的均匀半圆(圆心为O)管道内封闭一定质量理想气体，管内有不计质量、可自由移动的、绝热活塞P，将管内气体分成两部分。开始时OP与管道的水平直径的夹角为θ=45°，此时两部分气体压强均为p0=1.0×105Pa，温度相同。
(1)若缓慢升高左侧气体的温度，而保持右侧气体温度不变，当活塞缓慢移动到管道最低点(不计摩擦)时，右侧气体的压强为______Pa。
(2)若缓慢升高左侧气体的温度时，为保持活塞位置不变，则右侧气体的温度同时缓慢升高，应为左侧气体温度______倍。
如图所示，一导热性良好的气缸竖直放置于恒温的环境中，气缸内有一质量不可忽略的水平活塞，将一定质量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气缸不漏气，整个装置处于平衡状态．活塞上放置一广口瓶，瓶中盛有一定量的酒精，经过一段较长时间后，与原来相比较，气体的压强________(填“减小”“不变”或“增大”)，气体________(填“吸热”或“放热”)．
一个篮球的容积是2.5L，用打气筒给篮球打气时，每次把105Pa的空气打进去125cm3，如果在打气前篮球里的空气压强也是105Pa，那么打30次以后篮球内的空气压强是______Pa(设在打气过程中气体温度不变)。
如图，气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开，活塞与气缸光滑接触。初始时两侧气体均处于平衡态，体积之比V1:V2=1:2，温度之比T1:T2=2:5。先保持右侧气体温度不变，升高左侧气体温度，使两侧气体体积相同，则左侧气体的温度与初始温度的比值为_________________。
答案和解析
1.【答案】A
【解答】
AB.以cmHg为单位，封闭气体压强为：p=p0?ρg?，若外界大气压强p0减小，则h减小，故A正确，B错误；
CD.以cmHg为单位，封闭气体压强为：p=p0?ρg?，若外界大气压强p0增大，则h增大，故C错误，D错误．
故选A。
2.【答案】C
【解析】解：因为实验中，玻璃管上端是真空，因此，大气压=玻璃管中水银柱产生的压强，大气压不变的情况下，向上提起一段距离，管口未离开水银面，水银柱的高度差h不变，产生压强始终等于大气压，管内封闭水银柱长度不变，真空部分长度变大，故A错误，B错误，D错误，C正确；
3.【答案】D
【解析】解：A、布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，布朗运动是由于小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的，故A错误。
B、分子力表现为斥力时，分子力随分子距离的增大而减小；分子力表现为引力时，分子之间的距离增大，分子力先增大后减小，故B错误。
C、根据理想气体状态方程pVT=C，气体在等温膨胀过程中，压强一定减小；而气体在等温膨胀，有△U=0，W<0，根据热力学第一定律△U=Q+W，有Q>0，气体从外界吸收热量，故C错误。
D、一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性，例如扩散、热传递等现象具有方向性，故D正确。
4.【答案】C
【解答】
AB、根据pVT=C可得pT=CV可知，c→a过程中气体的体积保持不变，即发生等容变化，由c→a的过程中，气体的体积不变，故A、B错误；
C、由图可知a→b过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化，由图可知pa>pb，根据玻意耳定律paVa=pbVb可得VaD、由图可知b→c过程中，气体压强不变，温度降低，即Tb>Tc，根据VbTb=VcTc可得Vb>Vc，即体积减小，故D错误。
故选：C。
5.【答案】C
【解答】
原来左右两边的水银等高，说明左边的气体的压强和大气压相等，当放掉一部分水银之后，左边气体的体积变大，压强减小，右边压强为大气压强，右边的水银下降h，左边的必定要小于h，所以C正确，ACD错误。
故选C。
6.【答案】D
【解答】
AB.测试时，对包装袋缓慢地施加压力，说明在实验的过程中，袋内氮气的温度不变，所以实验气体的内能不变；根据pV=C知，袋内氮气的体积减小，则压强增大．故AB错误；
C.袋内氮气的体积减小，外界对氮气做功，故C错误；
D.根据热力学第一定律△U=Q+W，知包装袋内氮气放出热量，故D正确。
故选：D。
7.【答案】A
【解答】
对整体进行受力分析，
两种情况下整体在水平方向都受水平向左的拉力，根据牛顿第二定律F=ma得
a1=a2，
对活塞进行受力分析，根据牛顿第二定律得
第一种情况：p0S?p1S=ma
第二种情况：F+p0S?p2S=ma
所以p1密封气体的质量和温度均不变，根据玻意耳定律得V1>V2。?
故选A。
8.【答案】B
【解答】
管子中的气体的初始压强为p0，体积为SL，压缩后的压强未知，体积为12SL，由题意可知气体的温度不变，则根据玻意耳定律，有：p0SL=p?12SL，解得：p=2p0，故B正确，ACD错误。
故选B。
9.【答案】C
【解答】
设大气压强为p0=1.0×105Pa，气体变化过程为等温变化，又气泡内压强p=ρ水gH+p0，
则湖面下20m深处p1=ρ水g(20)+p0=3.0×105Pa，
湖面下10m深处p2=ρ水g(10)+p0=2.0×105Pa，
由玻意耳定律pV=C可知p1V1=p2V2
V2=p1p2V1=1.5V1
故ABD错误，C正确。
故选C。
10.【答案】C
11.【答案】D
【解析】瓶内气体做等温变化，设初始状态气体压强为p，体积为V，当瓶内气体体积减小2ΔV时，气体压强大小为xp，则pV=1.2p(V?ΔV)=xp(V?2ΔV)，可求得x=1.5，所以，若使瓶内气体体积减小2ΔV，则其压强增大50％。本题答案为D。
12.【答案】BC
【解答】
将B管慢慢地提起，A管中封闭气体的压强增大，根据玻意耳定律pV=C，可知A管内空气柱将变短，A中空气的压强p=p0+ρg?，p增大，说明两管内水银柱高度差h增大，故BC正确。
故选BC。
13.【答案】BD
【解答】
A.假设水银柱不动则气柱A的长度增加量等于d，即B管内气柱长没变，根据玻意耳定律则A内压强减小B内压强不变，即A内压强小于B内压强，水银一定在左管内上升，故气柱A的长度增加量小于d，A错误；
B.假设气柱B的长度增加量等于d，则相当于A内气体长度没变，根据玻意耳定律则A内压强不变B内压强减小，即A内压强大于B内压强，水银一定在右管内上升，故气柱B的长度增加量小于d，B正确；
CD.假设气柱A的长度增加量等于d，才会有：pl=p′(l+d)，得：p′=lp(l+d)，而实际气柱A的长度增加量小于d，故气体A的最终压强p′大于lp(l+d)，D正确，C错误。
故选BD。
14.【答案】BC
【解答】
以室内气体与逸出的气体整体为研究对象，气体的状态参量为：?p1=4atm，p2=1atm
v1=10L，气体发生等温变化，由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，即：4atm×10L=1atm×V2，解得：V2=40L，从容器中逸出的气体相当于V3=40L?10L=30L
若p3=4atm，则p2V3=p3V4，解得：V4=7.5L，故BC正确，AD错误。
故选BC。
15.【答案】AD
【解答】
如果环境保持恒温，气体做等温变化，
AB.双曲线的方程：PV=恒量，故A正确，B错误；
C.①到②的过程体积减小，与题意相悖，故C错误；
D.①到②的过程温度不变，压强减小，根据玻意耳定律，气体的体积增大，故D正确。
故选AD。
16.【答案】BD
【解答】
A.在药液从B瓶中流下时，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶，补充B瓶流失的药液，即B瓶药液液面保持不变，直到A瓶中药液全部流入B瓶，即A瓶药液先用完，故A错误；
B.A瓶瓶口处压强和大气压强相等，但A瓶中液面下降，由液体产生的压强减小，因此A瓶中气体产生的压强逐渐增大，故B正确；
C.B瓶管口处的压强始终等于大气压，即p0=pB+pg?B，开始时，B瓶液体没有减少，ρg?B不变，则上方气体压强pB不变；当A瓶中液体完后，随着B瓶中的液体减少，ρg?B减小，B瓶上方的气体压强pB增大，故C错误；
D.B瓶管口处的压强始终等于大气压，满足p0=pD+pg?D，其中?D为滴壶D中空气上方到B瓶内管口处的液体高度，只要B瓶中还有液体，液体高度?D不变，滴壶D中的气体压强pD不变，故D正确。
故选BD。
17.【答案】100? 63.2
【解析】解：封闭端压强为p1=p0+p?1=(75+25)cmHg=100cmHg
将玻璃管沿逆时针方向缓缓转过90°后，设封闭端有xcm水银流下，则
p2=p0?(?2?x)=(75?35+x)cmHg=(40+x)cmHg
由等温变化有p1V1=p2V2即100×(75?35)S=(40+x)×(40+x)S
解得x=(2010?40)cm<35cm
故水银没全部流出，故空气柱长度L=40+x=2010cm≈63.2cm．
18.【答案】1.5×105? 1
【解析】解：(1)当活塞缓慢移动到管道最低点时，设右侧气体的体积为2V，则开始OP与管道的水平直径的夹角为θ=45°时右侧气体的体积为3V，
设右侧气体末状态压强为p，初状态压强p0=1.0×105Pa，右侧气体温度不变，由玻意耳定律得：
p0?3V=p?2V
代入数据解得：p=1.5×105Pa
(2)活塞位置不动，两侧气体体积不变，两侧气体发生等容变化，
两侧气体初状态压强相等都是p0，活塞静止不动，处于平衡状态，则两侧气体压强相等，设末状态两侧气体压强为p，
初状态两侧气体温度相等，设为T0，设末状态左侧气体温度T左，右侧气体温度为T右，由查理定律得：
对左侧气体：p0T0=pT左
对右侧气体：p0T0=pT右
解得：T左=T右，则右侧气体是左侧气体温度的1倍；
故答案为：(1)1.5×105；(2)1。
(1)右侧气体温度不变，气体发生等温变化，由玻意耳定律可以求出活塞移动到最低点时右侧气体的压强。
(2)活塞位置不变，气体发生等容变化，两侧气体压强相等，应用查理定律求出末状态两侧气体温度关系。
本题考查了气体状态方程的应用，本题是连接体问题，解题时注意两部分气体状态参量间的关系；分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，应用玻意耳定律与查理定律即可解题。
19.【答案】减小；吸热。
【解答】
被封闭气体做等温变化，因此其内能不变，经过一段较长时间后，酒精挥发导致被封闭气体压强减小，根据pVT=C可知，气体体积增大，对外做功，因为内能不变，所以根据热力学第一定律可知气体将吸收热量。
故答案为：减小；吸热。
20.【答案】2.5×105
【解析】解：设大气压强为p0，根据玻意耳定律：
p0V1=p2V2
代入数据得：p0(2.5+30×0.125)=2.5p2
解得：p2=2.5×105Pa
21.【答案】2
【解答】
设初始时压强为p，
左侧气体满足pV1T1=p′VkT1，
右侧气体满足pV2=p′V，
解得k=V2V1=2；
故答案为：2。