（浙江專版）新教材高中物理第2章氣體固體和液體3氣體的等壓變化和等容變化訓(xùn)練提升

3氣體的等壓變化和等容變化課后·訓(xùn)練提升基礎(chǔ)鞏固一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的)1.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷下列過程,其壓強有可能回到初始壓強的是()A.先等溫壓縮,后等容升溫B.先等容降溫,后等溫膨脹C.先等容升溫,后等溫膨脹D.先等容升溫,后等溫壓縮答案:C解析:根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知等溫壓縮、等容升溫過程中,氣體壓強增大,而等容降溫、等溫膨脹過程中,氣體壓強減小,當(dāng)氣體先等溫壓縮,后等容升溫時,分析可知,氣體壓強一直增大,其壓強不可能回到初始壓強,故選項A錯誤;氣體先等容降溫,后等溫膨脹,同理分析可知,氣體壓強一直減小,其壓強不可能回到初始壓強,故選項B錯誤;氣體先等容升溫,后等溫膨脹,同理分析可知,氣體壓強先增大后減小,其壓強有可能回到初始壓強,故選項C正確;氣體先等容升溫,后等溫壓縮,同理分析可知,氣體壓強一直增大,其壓強不可能回到初始壓強,故選項D2.一定質(zhì)量的理想氣體,在壓強不變的情況下,溫度由5℃升高到10℃,體積的增量為ΔV1;溫度由10℃升高到15℃,體積的增量為ΔV2,則()A.ΔV1=ΔV2 B.ΔV1>ΔV2C.ΔV1<ΔV2 D.無法確定答案:A解析:由蓋-呂薩克定律V1T即ΔV=ΔTT所以ΔV1=5278V1,ΔV2=5283V2(V1、V2分別是氣體在5℃和10℃而V所以ΔV1=ΔV2故選項A正確,B、C、D錯誤。3.如圖所示,A、B是兩個容積相同的密閉容器,由細玻璃管連通,管內(nèi)有一段汞柱。當(dāng)A容器氣體溫度為0℃,B容器內(nèi)氣體溫度為10℃時,汞柱在管中央靜止。若分別給A、B容器加熱,使它們的溫度都升高10℃,管內(nèi)汞柱將()A.向右移動 B.向左移動C.保持不動 D.無法確定答案:A解析:假設(shè)氣體體積不變,對A進行狀態(tài)分析,根據(jù)查理定律可知p解得pA'=pATATA'=273+10273pA=1對B進行狀態(tài)分析,根據(jù)查理定律可知p得pB'=pBTBTB'=273+20273+10pB=1由于pA=pB,則pA'>pB'所以管內(nèi)汞柱將向右移動,故選項A正確,B、C、D錯誤。4.房間里氣溫升高3℃時,房間內(nèi)的空氣將有1%逸出到房間外,由此可計算出房間內(nèi)原來的溫度是()A.-7℃ B.7℃ C.17℃ D.24℃答案:D解析:設(shè)初始房間內(nèi)的氣體體積為V,溫度為T,逸出氣體的體積為ΔV,溫度變化量ΔT=3℃=3K,選擇初始房間內(nèi)的氣體為研究對象,氣體發(fā)生等壓變化。設(shè)初態(tài)體積為V,溫度為T;末態(tài)體積為V+ΔV,溫度為T+ΔT。根據(jù)蓋-呂薩克定律可得V房間內(nèi)的空氣有1%逸出到房間外,考慮末態(tài)的所有氣體有ΔVV由上式可得ΔTT又由于溫度變化量ΔT=3K,因此T=297K,t=24℃故選項D正確,A、B、C錯誤。二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的)5.一定質(zhì)量的理想氣體()A.若保持氣體的溫度不變,則氣體的壓強減小時,氣體的體積一定會增大B.若保持氣體的壓強不變,則氣體的溫度減小時,氣體的體積一定會增大C.若保持氣體的體積不變,則氣體的溫度減小時,氣體的壓強一定會增大D.若保持氣體的溫度和壓強都不變,則氣體的體積一定不變答案:AD解析:根據(jù)pVT=C可知,若保持氣體的溫度不變,則氣體的壓強減小時,氣體的體積一定會增大,選項A正確;根據(jù)pVT=C可知,若保持氣體的壓強不變,則氣體的溫度減小時,氣體的體積一定會減小,選項B錯誤;根據(jù)pVT=C可知,若保持氣體的體積不變,則氣體的溫度減小時,氣體的壓強一定會減小,選項C錯誤;根據(jù)pVT=C可知,若保持氣體的溫度和壓強都不變,則氣體的體積一定不變6.如圖所示,豎直放置的汽缸內(nèi),用質(zhì)量為m的活塞封閉著一定量的理想氣體,活塞與汽缸間無摩擦且導(dǎo)熱良好,已知外界大氣壓強不變。下列說法正確的是()A.若環(huán)境溫度緩慢升高,氣體的壓強增大B.若環(huán)境溫度緩慢升高,氣體的體積增大C.若環(huán)境溫度緩慢升高,氣體的內(nèi)能增大D.若在活塞上放一個重物,穩(wěn)定后氣體體積不變答案:BC解析:因為活塞與汽缸間無摩擦且導(dǎo)熱良好,外界大氣壓強不變,所以氣體做等壓變化,若環(huán)境溫度緩慢升高,由蓋-呂薩克定律V=CT可知,氣體體積隨溫度升高而增大,同時氣體溫度升高,分子平均動能增大,故其內(nèi)能增大,故選項A錯誤,B、C正確;若在活塞上放一個重物,缸內(nèi)氣體壓強變大,且做等溫變化,由玻意耳定律pV=C可知,氣體體積會減小,故選項D錯誤。7.下圖是醫(yī)務(wù)人員為患者輸液的示意圖,在輸液的過程中,下列說法正確的是()A.B瓶中的藥液先用完B.隨著液面下降,A瓶內(nèi)C氣體壓強逐漸增大C.隨著液面下降,B瓶上方的氣體體積增大,壓強減小D.只要B瓶中還有液體,滴壺D中的氣體壓強不變答案:BD解析:在藥液從B瓶中流下時,封閉氣體體積增大,溫度不變,根據(jù)玻意耳定律知氣體壓強減小,A瓶中空氣將A瓶中藥液壓入B瓶,補充B瓶流失的藥液,即B瓶藥液液面保持不變,直到A瓶中藥液全部流入B瓶,即A瓶藥液先用完,故選項A錯誤。A瓶瓶口處壓強和大氣壓強相等,但A瓶中液面下降,由液體產(chǎn)生的壓強減小,因此A瓶中氣體產(chǎn)生的壓強逐漸增大,故選項B正確。B瓶管口處的壓強始終等于大氣壓,即p0=pB+ρghB,開始時,B瓶液體沒有減少,ρghB不變,則上方氣體壓強pB不變;當(dāng)A瓶中液體流完后,隨著B瓶中的液體減少,ρghB減小,B瓶上方的氣體壓強pB增大,故選項C錯誤。B瓶管口處的壓強始終等于大氣壓,滿足p0=pD-ρghD,其中hD為滴壺D中空氣上方到B瓶內(nèi)管口處的液體高度,只要B瓶中還有液體,液體高度hD不變,滴壺D中的氣體壓強pD就不變,故選項D正確。三、非選擇題8.如圖所示,圓柱形導(dǎo)熱汽缸長l0=60cm,缸內(nèi)用活塞(質(zhì)量和厚度均不計)密閉了一定質(zhì)量的理想氣體,缸底裝有一個觸發(fā)器D,當(dāng)缸內(nèi)壓強達到p=1.5×105Pa時,D被觸發(fā),不計活塞與缸壁的摩擦。初始時,活塞位于缸口處,環(huán)境溫度t0=27℃,壓強p0=1.0×105Pa。(1)若環(huán)境溫度不變,緩慢向下推活塞,求D剛好被觸發(fā)時,活塞到缸底的距離。(2)若活塞固定在缸口位置,緩慢升高環(huán)境溫度,求D剛好被觸發(fā)時的環(huán)境溫度。答案:(1)0.4m(2)450K解析:(1)設(shè)汽缸橫截面積為S,D剛好被觸發(fā)時,活塞到缸底的距離為l,根據(jù)玻意耳定律得p0Sl0=pSl代入數(shù)據(jù)解得l=p0pl0=1×1051(2)此過程為等容變化,根據(jù)查理定律得p代入數(shù)據(jù)解得T=pp0T0=1.5×能力提升一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的)1.拔罐是中醫(yī)傳統(tǒng)養(yǎng)生療法之一,以罐為工具,將點燃的紙片放入一個小罐內(nèi),當(dāng)紙片燃燒完時,迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上,火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上,造成局部瘀血,以達到通經(jīng)活絡(luò)、祛風(fēng)散寒等作用的療法。封閉氣體質(zhì)量變化不計,可以看作理想氣體。火罐“吸”到皮膚上之后,下列說法正確的是()A.火罐內(nèi)的氣體內(nèi)能增大B.火罐內(nèi)的氣體溫度降低,壓強減小C.火罐內(nèi)的氣體溫度降低,壓強不變D.火罐內(nèi)的氣體單位體積分子數(shù)增大,壓強不變答案:B解析:在剛開始的很短時間內(nèi),火罐內(nèi)部氣體體積不變,由于火罐導(dǎo)熱性良好,所以火罐內(nèi)氣體溫度迅速降低,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知,氣體壓強減小,在外界大氣壓的作用下火罐“吸”在皮膚上,故選項B正確,A、C、D2.負壓救護車、負壓病房在疫情防治中發(fā)揮了重要的作用,負壓是指空間內(nèi)的氣壓略低于外界環(huán)境的大氣壓。若負壓空間的溫度和外界溫度相同,負壓空間中的氣體和外界環(huán)境中的氣體都可以看成理想氣體,則下列說法正確的是()A.負壓空間中氣體分子的平均動能小于外界環(huán)境中氣體分子的平均動能B.負壓空間中氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)小于外界環(huán)境中氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)C.負壓空間中每個氣體分子的運動速率都小于外界環(huán)境中每個氣體分子的運動速率D.負壓空間中氣體的內(nèi)能等于外界環(huán)境中同體積的氣體的內(nèi)能答案:B解析:因負壓空間的溫度和外界溫度相同,則負壓空間中氣體分子的平均動能等于外界環(huán)境中氣體分子的平均動能,負壓空間中氣體分子的平均速率等于外界環(huán)境中氣體分子的平均速率,而不是負壓空間中每個氣體分子的運動速率都小于外界環(huán)境中每個氣體分子的運動速率,選項A、C錯誤;根據(jù)pVT=C可知,因負壓空間中相同質(zhì)量的氣體壓強小,則體積較大,分子數(shù)密度小,則負壓空間中氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)小于外界環(huán)境中氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù),選項B正確;負壓空間與外界環(huán)境中比較,相同體積的氣體在負壓空間的質(zhì)量較小,分子數(shù)較少,而分子平均動能相同,則負壓空間中氣體的內(nèi)能小于外界環(huán)境中同體積的氣體的內(nèi)能,選項D3.一定質(zhì)量的理想氣體自狀態(tài)A沿直線變化到狀態(tài)B,如圖所示,在此過程中其壓強()A.逐漸增大 B.逐漸減小C.始終不變 D.先增大后減小答案:B解析:將t軸上絕對零度(-273.15℃)的點D與A、B連接起來,如圖所示。AD與BD均表示氣體的等壓變化。由數(shù)學(xué)知識知,等壓線斜率越大,VT越大,由pVT=C可知壓強越小。AD線斜率較小,BD線斜率較大,則AD線對應(yīng)的氣體壓強較大,BD線對應(yīng)的壓強較小,故氣體由A變化到B,壓強減小,故選項B正確,A、C、4.如圖所示,容積為100cm3的球形容器與一粗細均勻的豎直長管相連,管上均勻刻有從0到100刻度,兩個相鄰刻度之間的管道的容積等于0.25cm3,有一滴水銀(體積可忽略)將球內(nèi)氣體與外界隔開。當(dāng)溫度為20℃時,該滴水銀位于刻度40處。若不計容器及管子的熱膨脹,將0到100的刻度替換成相應(yīng)的溫度刻度,則相鄰刻度線所表示的溫度之差,在此溫度計刻度內(nèi)可測量的溫度范圍分別是()A.相等;266.4~333KB.相等;233~393.3KC.不相等;233~393.3KD.不相等;266.4~333K答案:A解析:相鄰刻度線所表示的溫度之差相等,因為是等壓變化,溫度變化與體積變化比值恒定,或溫度數(shù)值與0到100的刻度數(shù)值呈線性關(guān)系。水銀由0刻度到40刻度處,氣體發(fā)生等壓變化V1T1=V2T所以T1=V1T2水銀由0刻度到100刻度過程,VT3=V3溫度測量的范圍為266.4~333K所以選項A正確,B、C、D錯誤。二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的)5.右圖為豎直放置的上粗下細的密閉細管,水銀柱將氣體分隔為A、B兩部分,初始溫度相同。使A、B升高相同溫度達到穩(wěn)定后,體積變化量為ΔVA、ΔVB,壓強變化量為ΔpA、ΔpB,則下列說法正確的是()A.初始狀態(tài)滿足pB=pA+ρ水銀gh,h為水銀柱長度B.ΔVA>ΔVBC.ΔpA<ΔpBD.液柱將向上移動答案:AD解析:初始狀態(tài)滿足pB=pA+ρ水銀gh①,h為水銀柱長度,選項A正確;由于氣體的總體積不變,因此ΔVA=ΔVB,選項B錯誤;首先假設(shè)液柱不動,則A、B兩部分氣體發(fā)生等容變化,由查理定律,對氣體A有ΔpA0=pATΔT,對氣體B有ΔpB0=pBTΔT,由于pB>pA,所以ΔpB0>ΔpA0,則液柱將向上移動,選項D正確;水銀柱向上移動一段距離重新平衡后,由于細管的上部分的橫截面積比較大,結(jié)合ΔV=S·Δh,所以細管的下部水銀柱減小的長度大于細管上部的水銀柱增大的長度,所以在水銀柱向上移動一段后,水銀柱的長度減小,即后來的長度h'<h,則pA'+ρ水銀gh'=pB'②,②-①可得pA'-pA+ρ水銀g(h'-h)=pB'-pB,即ΔpA+ρ水銀g(h'-h)=ΔpB,即ΔpA-ΔpB=ρ水銀g(h-h')>0,ΔpA>ΔpB6.如圖所示,內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸中,用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。當(dāng)環(huán)境溫度升高時,缸內(nèi)氣體的壓強p、體積V、內(nèi)能E、分子勢能Ep隨熱力學(xué)溫度T變化的圖像正確的是()答案:BC解析:汽缸內(nèi)氣體的壓強等于大氣壓與活塞重力產(chǎn)生的壓強之和,可知汽缸內(nèi)氣體的壓強不變。根據(jù)理想氣體狀態(tài)變化方程可知pVT=C,得V=CpT,則V-T圖像是過原點的直線,選項A錯誤,B正確;缸內(nèi)氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),溫度升高,內(nèi)能增加,故選項C正確;理想氣體分子間的作用力不計,分子勢能為零,故選項三、非選擇題7.如圖所示,水平放置的長為l、左端開口的汽缸與大氣相通,大氣壓強