第二章第3節(jié)課時(shí)2氣體的等容變化基礎(chǔ)練習(xí)（Word版含答案）

試卷第=page77頁(yè)，共=sectionpages88頁(yè)試卷第=page88頁(yè)，共=sectionpages88頁(yè)2021新教材版選擇性必修第三冊(cè)第二章第3節(jié)課時(shí)2氣體的等容變化基礎(chǔ)練習(xí)一、多選題1．如圖所示，一豎直放置的氣缸被輕活塞AB和固定隔板CD分成兩個(gè)氣室，CD上安裝一單向閥門，單向閥門只能向下開啟；氣室1內(nèi)氣體壓強(qiáng)為2p0，氣室2內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p0，氣柱長(zhǎng)均為L(zhǎng)，活塞面積為S，活塞與氣缸間無摩擦，氣缸導(dǎo)熱性能良好?，F(xiàn)在活塞上方緩慢放質(zhì)量為m的細(xì)砂，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．若，活塞下移 B．若，活塞下移C．若，氣室1內(nèi)氣體壓強(qiáng)為3p0 D．若，氣室1內(nèi)氣體壓強(qiáng)為3p02．如圖，是一定質(zhì)量的理想氣體在兩個(gè)不同體積狀態(tài)下的等容變化圖像，下列說法正確的是A．a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氣體狀態(tài)其體積大于b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氣體體積B．a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氣體分子密集程度大于b點(diǎn)的分子密集程度C．D．由狀態(tài)a沿直線ab到狀態(tài)b，氣體從外界吸收熱量3．如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化時(shí)的p—T圖像，由圖像可知（）A．該氣體的體積先增大后不變B．該氣體分子的平均動(dòng)能一直變大C．該氣體的內(nèi)能先變大后變小D．該氣體分子的密集程度一直增大E.該氣體一直從外界吸熱二、單選題4．如圖中，b的圖是雙曲線的一支，正確表示一定質(zhì)量理想氣體的等溫變化過程的圖線是圖（）．A． B．C． D．5．水平放置、兩端封閉的玻璃管中間有一段水銀柱，A、B是管中的兩部分氣體。在初始狀態(tài)，，，處于平衡。現(xiàn)在對(duì)玻璃管均勻加熱，則（）A．水銀柱將向右移動(dòng) B．水銀柱將向左移動(dòng)C．水銀柱將不移動(dòng) D．水銀柱將往復(fù)振動(dòng)6．如圖所示，一塊質(zhì)量可忽略不計(jì)的足夠長(zhǎng)的輕質(zhì)絕緣板，置于光滑水平面上，板上放置A、B兩物塊，質(zhì)量分別為、，與板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。在水平面上方有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)?，F(xiàn)將A、B帶上電荷，電荷量分別為C、，且保持不變。重力加速度g取。則帶電后A、B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是（）

A．A、B都以的加速度向右運(yùn)動(dòng)B．A靜止不動(dòng)，B以的加速度向右運(yùn)動(dòng)C．A以的加速度向左運(yùn)動(dòng)，B以的加速度向右運(yùn)動(dòng)D．A以的加速度向左運(yùn)動(dòng)，B以的加速度向右運(yùn)動(dòng)7．一定質(zhì)量的氣體，溫度由升高到117℃，若保持體積不變，它的壓強(qiáng)的增加量是原來壓強(qiáng)的（）．A． B． C． D．8．如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ，在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球，下列關(guān)于桿對(duì)球的作用力F的判斷中，正確的是()A．小車靜止時(shí)，F(xiàn)＝mgsinθ，方向沿桿向上B．小車靜止時(shí)，F(xiàn)＝mgcosθ，方向垂直于桿向上C．小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有F＝D．小車向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)＝mg，方向豎直向上三、解答題9．在一圓形豎直管道內(nèi)封閉有理想氣體，用一固定絕熱活塞K和質(zhì)量為m的可自由移動(dòng)的絕熱活塞A將管內(nèi)氣體分割成體積為1∶3兩部分，溫度均為T0＝300K，活塞K上部氣體壓強(qiáng)為P0＝1.0×105Pa，活塞A重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)（S為活塞A的橫截面積）?，F(xiàn)保持K下部分氣體溫度不變，只對(duì)上部分氣體緩慢加熱，當(dāng)活塞A移動(dòng)到水平位置點(diǎn)B時(shí)（不計(jì)摩擦）。求：①下部分氣體的壓強(qiáng)；②上部分氣體的溫度。10．帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體．氣體開始處于狀態(tài)A，由過程AB到達(dá)狀態(tài)B，后又經(jīng)過過程BC到達(dá)狀態(tài)C，如圖所示．設(shè)氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為pA、VA和TA．在狀態(tài)B時(shí)的體積為VB，在狀態(tài)C時(shí)的溫度為TC．(1)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度TB；(2)求氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)pA與狀態(tài)C的壓強(qiáng)pC之比．11．如圖所示，U型玻璃細(xì)管豎直放置，水平細(xì)管與U型細(xì)管底部相連通，各部分細(xì)管內(nèi)徑相同。此時(shí)U型玻璃管左.右兩側(cè)水銀面高度差為，C管水銀面距U型玻璃管底部距離為，水平細(xì)管內(nèi)用小活塞封有長(zhǎng)度的理想氣體A，U型管左管上端封有長(zhǎng)的理想氣體B，右管上端開口與大氣相通，現(xiàn)將活塞緩慢向右壓，使U型玻璃管左、右兩側(cè)水銀面恰好相平（已知外界大氣壓強(qiáng)為，忽略環(huán)境溫度的變化，水平細(xì)管中的水銀柱足夠長(zhǎng)），求：①此時(shí)氣體B的氣柱長(zhǎng)度；②此時(shí)氣體A的氣柱長(zhǎng)度。12．一定質(zhì)量的理想氣體，在初始狀態(tài)A時(shí)，體積為，壓強(qiáng)為，溫度為。該理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)由一系列變化，最終返回到原來狀態(tài)A，其變化過程的圖，如圖所示。其中CA延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)，B、A點(diǎn)在同一豎直線上。求：(1)該理想氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)；(2)該理想氣體從狀態(tài)B經(jīng)由狀態(tài)C回到狀態(tài)A的過程中，氣體向外界放出的熱量；(3)若氣體在A狀態(tài)時(shí)的密度為，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為，則氣體單位體積內(nèi)分子數(shù)n為多少？13．如圖甲所示為一足夠長(zhǎng)的導(dǎo)熱性能良好的汽缸，用一質(zhì)量為m＝10kg、厚度不計(jì)的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)環(huán)境溫度為t1＝6℃時(shí)封閉的氣柱長(zhǎng)度為10cm，忽略活塞與汽缸之間的摩擦．已知外界大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa，活塞的面積為S＝50cm2，重力加速度g＝10m/s2.①若將汽缸按如圖乙所示的方式懸吊，氣柱的長(zhǎng)度為多少？②在①情況下，改變環(huán)境溫度，當(dāng)氣柱的長(zhǎng)度為20cm時(shí)環(huán)境的溫度為多少？14．如圖所示，一根粗細(xì)均勻、長(zhǎng)的細(xì)玻璃管開口朝下豎直放置，玻璃管中有段長(zhǎng)的水銀柱，上端封閉了一段長(zhǎng)的空氣柱，外界大氣溫度為27℃，外界大氣壓強(qiáng)恒為.現(xiàn)將玻璃管緩慢旋轉(zhuǎn)至開口豎直向上，若空氣柱可以看作理想氣體，求：（1）開口豎直向上時(shí)，封閉空氣柱的長(zhǎng)度；（2）再對(duì)B端緩慢加熱，封閉氣柱溫度為多少開時(shí)，水銀柱上端恰好上升到管口處.

15．某農(nóng)用噴霧裝置簡(jiǎn)化圖如圖所示，按下左側(cè)活塞，使空氣經(jīng)進(jìn)氣管壓入密閉水桶內(nèi)，從而將桶中的水從出口壓出，進(jìn)氣管體積忽略不計(jì)。開始時(shí)桶內(nèi)氣體的體積，出水管豎直部分內(nèi)、外液面相平，出水口與大氣相通且與桶內(nèi)水面的高度差。出水管內(nèi)氣體和水的體積均忽略不計(jì)，水桶的橫截面積。已知水的密度，外界大氣壓強(qiáng)，取重力加速度大小，整個(gè)過程中氣體可視為理想氣體且溫度保持不變。現(xiàn)將活塞按下壓入空氣，則：(1)若要將桶中水從出水口壓出，求壓入桶中的空氣在外界環(huán)境下體積的最小值；(2)若通過左側(cè)的壓氣裝置將的外界空氣壓入桶中，求從出水口流出的水的體積。

16．如圖a所示，總長(zhǎng)L=40cm的粗細(xì)均勻的直玻璃管水平放置，用長(zhǎng)為20cm的水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣體長(zhǎng)度為16cm．環(huán)境溫度為t1=7℃，大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg．求：(ⅰ)保持外界大氣壓強(qiáng)不變，緩慢升高環(huán)境溫度，當(dāng)環(huán)境溫度升高到t2時(shí)，水銀柱到達(dá)管口，求t2（℃）的大??；(ⅱ)保持外界大氣壓強(qiáng)p0、環(huán)境溫度為t2不變的情況下，將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至豎直開口向下，如圖b所示，穩(wěn)定后管中水銀柱的長(zhǎng)度．17．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，處在A狀態(tài)時(shí)，溫度為tA=37C，氣體從狀態(tài)A等容變化到狀態(tài)M，再等壓變化到狀態(tài)B，A、M、B的狀態(tài)參量如圖所示．求：①狀態(tài)B的溫度；②從A到B氣體對(duì)外所做的功．（取1atm=1.0105Pa）答案第=page1313頁(yè)，共=sectionpages1313頁(yè)答案第=page1212頁(yè)，共=sectionpages1313頁(yè)參考答案1．AD【詳解】AC．若，對(duì)活塞AB有解得單向閥未打開，所以氣室2內(nèi)的氣體質(zhì)量不變，氣室1內(nèi)氣體質(zhì)量不變，壓強(qiáng)也不變。根據(jù)玻意耳定律得解得所以活塞下移。A正確，C錯(cuò)誤；B．若，對(duì)活塞AB有解得單向閥未打開，所以氣室2內(nèi)的氣體質(zhì)量不變，氣室1內(nèi)氣體質(zhì)量不變，壓強(qiáng)也不變。根據(jù)玻意耳定律得解得所以活塞下移B錯(cuò)誤；D．若，對(duì)活塞AB有解得單向閥打開，如果氣室2的氣體未完全進(jìn)入氣室1，則有解得假設(shè)不成立，所以氣體完全進(jìn)入氣室1，則有解得D正確。故選AD。2．BCD【詳解】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，變形得：，P-T圖象斜率越大對(duì)應(yīng)體積V越小，即a的體積小于b的體積，則a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氣體分子密集程度大于b點(diǎn)的分子密集程度，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程為常數(shù)，即氣體在狀態(tài)a點(diǎn)時(shí)的值等于氣體在狀態(tài)b時(shí)的值，故C正確；由狀態(tài)a沿直線ab到狀態(tài)b，溫度不變內(nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w從外界吸收熱量，故D正確．所以BCD正確，A錯(cuò)誤．3．ABE【詳解】AD．根據(jù)可得，由圖可得，圖上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率先減小后不變，則該氣體的體積先增大后不變，該氣體分子的密集程度先減小后不變，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；BC．該氣體的溫度一直升高，該氣體分子的平均動(dòng)能一直變大，理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，該氣體的內(nèi)能一直變大，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；E．第一個(gè)過程，對(duì)外做功，而內(nèi)能增大，氣體從外界吸熱，第二個(gè)過程，內(nèi)能增大，不對(duì)外做功，氣體從外界吸熱，選項(xiàng)E正確。故選ABE。4．B【解析】【詳解】由A圖知：p/T＝C不變，根據(jù)氣體狀態(tài)方程pV/T=C，則知V不變，所以氣體作等容變化，故A錯(cuò)誤；p-V圖象中等溫線是雙曲線的一支，故B是等溫變化過程，故B正確；C圖中氣體發(fā)生的是等壓變化，故C錯(cuò)誤；D圖中氣體發(fā)生的是等容變化，故D錯(cuò)誤；故選B．【點(diǎn)睛】從圖象上描述氣體狀態(tài)變化，要明確兩坐標(biāo)軸的含義，可以通過氣體狀態(tài)方程寫出兩坐標(biāo)軸代表物理量的函數(shù)關(guān)系，加深理解，要注意在p-V圖象中等溫線是雙曲線的一支．5．C【詳解】假設(shè)水銀柱不動(dòng)，則氣體體積不變，由查理定律得由于兩部分氣體的、T1、p都相等，則氣體壓強(qiáng)的變化量相等，水銀柱受到兩邊氣體壓力的變化量相等，則水銀柱保持不動(dòng)。故選C。6．D【詳解】A與木板間的動(dòng)摩擦力為B與木板間的動(dòng)摩擦力為由于，所以木板跟B一起運(yùn)動(dòng)。對(duì)A水平方向受力分析有解得方向向左；對(duì)B與輕質(zhì)絕緣板水平方向受力分析有解得方向向右；故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。7．D【詳解】由查理定律，可得，故D正確；故選D。8．D【詳解】AB.小車靜止時(shí)，球受到重力和桿的彈力作用，由平衡條件可得桿對(duì)球的作用力F＝mg，方向豎直向上，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；C.小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有當(dāng)a＝gtanθ時(shí)，才有F＝，如圖所示，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.小車向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)平衡條件知，桿對(duì)球的彈力大小為mg，方向豎直向上，選項(xiàng)D正確9．①1.5×l05Pa；②780K【詳解】①對(duì)下部分氣體，由等溫變化其中，，，解得②當(dāng)活塞A移動(dòng)到水平B時(shí)，對(duì)活塞A受力分析可得出兩部分氣體的壓強(qiáng)對(duì)上部分氣體，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有其中，，解得10．(1)(2)【詳解】(1)由題圖知，A→B過程為等壓變化．由蓋—呂薩克定律有，解得TB＝．(2)由題圖知，B→C過程為等容變化，由查理定律有：A→B過程為等壓變化，壓強(qiáng)相等，有pA＝pB,由以上各式得．本題答案為(1)(2)點(diǎn)睛：明確各個(gè)狀態(tài)下的物理參量，然后利用理想氣體方程求解即可．11．①,②.【解析】【分析】活塞緩慢向右壓的過程中，氣體B做等溫變化，由玻意耳定律求出氣體B的氣柱長(zhǎng)度；活塞緩慢向右壓的過程中，氣體A做等溫變化，由玻意耳定律求出氣體A的氣柱長(zhǎng)度。解：①活塞緩慢向右壓的過程中，氣體B做等溫變化（設(shè)S為玻璃管橫截面面積）解得氣體B的氣柱長(zhǎng)度②活塞緩慢向右壓的過程中，氣體A做等溫變化解得氣體A的氣柱長(zhǎng)度12．(1)；(2)2p0V0；(3)【詳解】(1)由圖可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體溫度為T1=T0為等溫變化過程，狀態(tài)B時(shí)氣體體積為V1=3V0，狀態(tài)A時(shí)氣體體積為V0，壓強(qiáng)為p0，由理想氣體狀態(tài)方程解得

(2)由圖線知從狀態(tài)B到狀態(tài)C為等容過程，外界對(duì)氣體不做功，即從狀態(tài)C到狀態(tài)A，等壓變化過程，外界對(duì)氣體做功為對(duì)狀態(tài)B經(jīng)狀態(tài)C回到狀態(tài)A，溫度不變，則內(nèi)能增加量為△U=0，氣體對(duì)外界放收的熱量為△Q，內(nèi)能增加量為△U，由熱力學(xué)第一定律△U=△Q＋△W解得即氣體對(duì)外界放出熱量為2p0V0。(3)A狀態(tài)時(shí)的分子數(shù)單位體積分子數(shù)解得。13．①15cm②99℃【解析】試題分析：氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)題意求出氣體的壓強(qiáng)，然后應(yīng)用玻意耳定律求出空氣柱的長(zhǎng)度；氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)查理定律求最終溫度．①設(shè)汽缸懸吊前后被封閉氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2，氣柱的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1和L2.開始對(duì)活塞分析可知懸吊后對(duì)活塞分析可知懸吊前后由玻意耳定律可得解得L2=15cm②設(shè)懸吊后環(huán)境溫度變化前后，封閉的氣柱溫度分別為T2和T3，環(huán)境溫度變化后氣柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)3，則T2=T1=279K，L2=15cm，L3=20cm由蓋—呂薩克定律可得所以T3=372K，即環(huán)境溫度為99℃14．(1)23.4cm；(2)750K【詳解】(1)初態(tài)，，末態(tài)，根據(jù)解得封閉空氣柱的長(zhǎng)度(2)水銀柱上端恰好上升到管口處，壓強(qiáng)，體積，根據(jù)解得：15．(1)；(2)【詳解】(1)初始時(shí)，密閉氣體壓強(qiáng)，設(shè)壓入空氣的體積為V0，密閉氣體和壓入空氣的總體積剛出水時(shí)，密閉氣體的壓強(qiáng)密閉氣體的體積根據(jù)玻意耳定律有解得能出水的外界環(huán)境下最小的體積(2)初始時(shí)，密閉氣體壓強(qiáng)密閉氣體的體積和壓入氣體的體積總和設(shè)流出的水的體積為，末狀態(tài)密閉氣體的體積密閉氣體的壓強(qiáng)根據(jù)玻意耳定律有解得16．(ⅰ)77℃(ⅱ)15cm【詳解】(ⅰ)初狀態(tài)的狀態(tài)參量T1=273+t1，V1=l1S末狀態(tài)的狀態(tài)參量為T2=273+t2，V2=(L-h)S由蓋呂薩克定律得：代入