2023高中物理第二章氣體固體和液體23氣體的等壓變化和等容變化測試新人教版選擇性

第二章氣體、固體和液體3氣體的等壓變化和等容變化【基礎(chǔ)鞏固】1.下列說法正確的是()A.一定質(zhì)量的某種理想氣體被壓縮時,氣體壓強不一定增大B.一定質(zhì)量的某種理想氣體溫度不變,壓強增大時,其體積也增大C.氣體壓強是由氣體分子間的斥力引起的D.在失重的情況下,密閉容器內(nèi)的氣體對器壁沒有壓強解析:理想氣體質(zhì)量一定時,pVT=常量,顯然A正確,B錯誤.由氣體壓強產(chǎn)生的原因知C錯誤.在失重的情況下,密閉容器中的分子仍做永不停息的無規(guī)則運動,氣體對器壁有壓強,D錯誤答案:A2.我國傳統(tǒng)醫(yī)學常用“拔火罐”來治療某些疾病,方法是先用點燃的酒精棉球加熱罐中氣體,然后將火罐迅速按在皮膚上,火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上.忽略火罐容積的變化,火罐會緊緊地“吸”在皮膚上的原因是火罐內(nèi)的氣體()A.溫度不變時,體積減小,壓強增大B.體積不變時,溫度降低,壓強減小C.壓強不變時,溫度降低,體積減小D.質(zhì)量不變時,壓強增大,體積減小解析:由題知火罐內(nèi)氣體體積不變,當溫度降低時,由查理定律可知,壓強減小,故B正確.答案:B3.一定質(zhì)量的某種理想氣體的p1V圖像如圖所示,圖中BC為過原點的直線,A、B、C為氣體的三個狀態(tài),則下列說法正確的是 (A.TA>TB=TCB.TA>TB>TCC.TA=TB>TC D.TA<TB<TC解析:由題圖可知A→B為等容變化,pA>pB,根據(jù)查理定律知,TA>TB.B→C為等溫變化,即TB=TC.所以TA>TB=TC,選項A正確.答案:A4.一定質(zhì)量的某種理想氣體保持壓強不變,溫度從0℃升到5℃時體積增加量為ΔV1;從10℃升到15℃時體積增加量為ΔV2,則 ()A.ΔV1=ΔV2 B.ΔV1>ΔV2C.ΔV1<ΔV2 D.無法確定解析:由蓋呂薩克定律V1T1=V2T2=ΔV答案:A5.已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比.圖中的實線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的某種理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線,則在整個過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能 ()A.先增大后減小 B.先減小后增大C.單調(diào)變化 D.保持不變解析:由題圖知汽缸內(nèi)的理想氣體的狀態(tài)參量p1、V的乘積的變化特點是先減小后增大,由pVT=C(常量)可知,溫度T先減小后增大,故氣體內(nèi)能先減小后增大,B正確答案:B6.0.3mol的某種理想氣體的壓強和溫度的關(guān)系圖線如圖所示.p0表示標準大氣壓,則在狀態(tài)B時氣體的體積為 ()A.5.6L B.3.2LC.1.2L D.8.4L解析:題中氣體在0℃、壓強為標準大氣壓時,體積為22.4×0.3L=6.72L,根據(jù)圖線可知,從壓強為p0的狀態(tài)到A狀態(tài),氣體經(jīng)歷等容變化,A狀態(tài)的體積為6.72L,溫度為(127+273)K=400K,從A狀態(tài)到B狀態(tài)為等壓變化,B狀態(tài)的溫度為(227+273)K=500K,根據(jù)蓋呂薩克定律得VATA=VBTB6.72×500答案:D7.如圖所示,內(nèi)壁光滑的汽缸和活塞都是絕熱的,缸內(nèi)被封閉的理想氣體原來體積為V,壓強為p,若用力將活塞向右推,使封閉的氣體體積變?yōu)閂2,缸內(nèi)被封閉氣體的 (A.壓強等于2p B.壓強大于2pC.壓強小于2p D.分子勢能增大了解析:汽缸絕熱,壓縮氣體,氣體溫度必然升高,由狀態(tài)方程pVT=常量可知,T增大,體積變?yōu)閂2,則壓強大于2p,故B正確,A、C錯誤.答案:B8.一定質(zhì)量的某種理想氣體,從狀態(tài)A開始按下列順序變化:先等壓降溫,再等溫膨脹,最后等容升溫回到狀態(tài)A.選項D中曲線為雙曲線的一部分.下圖能正確表示這一過程的是 ()ABCD解析:根據(jù)氣體狀態(tài)變化的圖像特點分析,A正確.B圖中,C→A過程為非等容升溫;C圖中,A→B為等容降溫,B→C為等溫壓縮,C→A為等壓升溫;D圖中A→B為等壓升溫,B→C為等容降溫,C→A為等溫壓縮.B、C、D錯誤.答案:A9.(多選)如圖所示,四個兩端封閉、粗細均勻的玻璃管內(nèi)的空氣被一段水銀柱隔開,按圖中標明的條件,當玻璃管水平放置時,水銀柱處于靜止狀態(tài).如果管內(nèi)兩端的空氣都升高相同的溫度,那么水銀柱向左移動的是 ()Va<Vb,Ta<TbVa>Vb,Ta=TbABVa=Vb,Ta>TbVa<Vb,Ta>TbCD解析:假設(shè)水銀柱不動,則兩端封閉氣體發(fā)生等容變化,根據(jù)查理定律有Δp=ΔTTp,要使水銀柱向左移動,右側(cè)氣體壓強應增大,p與ΔT相同,只要右側(cè)氣體的答案:CD10.燈泡內(nèi)充有氮、氬混合氣體,如果要使燈泡內(nèi)的混合氣體在500℃時的壓強不超過標準大氣壓p0,在20℃下充氣,燈泡內(nèi)氣體的壓強最大為多少?設(shè)T=t+273K.解析:混合氣體的初狀態(tài):T1=773Kp1=p0,末狀態(tài):T2=293K,根據(jù)查理定律p1T1=p2T2得p2=p1T答案:0.38p0【拓展提高】11.(多選)一定質(zhì)量的某種理想氣體在等壓變化中體積增大了12,設(shè)T=t+273K.若氣體原來溫度是27℃,則溫度的變化情況是 (A.升高到450K B.升高了150℃C.升高到40.5℃ D.升高到450℃解析:等壓變化中,有V1T1=V2T2,即V450K,即升高了150℃.答案:AB12.(多選)圖甲、乙為一定質(zhì)量的某種氣體的等容或等壓變化圖像.關(guān)于這兩個圖像,正確的說法是 ()甲乙A.甲是等壓線,乙是等容線B.乙圖中pt線的延長線與t軸的交點對應的溫度是273.15℃,而甲圖中Vt線的延長線與t軸的交點不一定是273.15℃C.由乙圖可知,一定質(zhì)量的氣體,在任何情況下p與t均呈線性關(guān)系D.乙圖表明溫度每升高1℃,壓強增加量相同,但甲圖表明隨溫度的升高壓強不變解析:由查理定律p=CT=C(t+273.15K)及蓋呂薩克定律V=CT=C(t+273.15K)可知,甲圖是等壓線,乙圖是等容線,故選項A正確.兩種圖線的反向延長線與t軸的交點對應的溫度都為273.15℃,即熱力學溫度的0K,故選項B錯誤.查理定律及蓋呂薩克定律是氣體的實驗定律,都是在溫度不太低,壓強不太大的條件下得出的,當壓強很大,溫度很低時,這些定律就不成立了,故選項C錯誤.圖線是直線,故選項D正確.答案:AD13.(多選)一定質(zhì)量的某種理想氣體的狀態(tài)變化過程的pV圖線如圖甲所示,其中A是初始狀態(tài),B、C是中間狀態(tài).A→B為雙曲線的一部分,B→C與縱軸平行,C→A與橫軸平行.若將上述變化過程改用pT圖線和VT圖線表示,則圖乙中正確的是 ()甲ABCD乙解析:在pV圖像中,氣體由A→B是等溫過程,氣體壓強減小,體積增大;由B→C是等容過程,氣體壓強增大,溫度升高;由C→A是等壓過程,氣體體積減小,溫度降低.由此可判斷A、C錯誤,B、D正確.答案:BD14.如圖所示,兩根粗細相同、兩端開口的直玻璃管A和B,豎直插入同一水銀槽中,各用一段水銀柱封閉著一定質(zhì)量、相同溫度的空氣,空氣柱長度l1>l2,水銀柱長度h1>h2.現(xiàn)使封閉空氣柱降低相同的溫度(大氣壓強保持不變),則兩管中空氣柱上方水銀柱的移動情況是 ()A.均向下移動,A管移動較多B.均向上移動,A管移動較多C.A管向上移動,B管向下移動D.無法判斷解析:在溫度降低的過程中,被封閉空氣柱的壓強恒等于大氣壓強與水銀柱因自身重力而產(chǎn)生的壓強之和,故封閉空氣柱均做等壓變化,由此推知,封閉空氣柱下端的水銀面高度不變.根據(jù)蓋呂薩克定律的變形式VT=ΔVΔT,可得ΔV=ΔTT·V.因為A、B管中的封閉空氣柱的初溫T相同,溫度降低量ΔT也相同,且ΔT<0,所以ΔV<0,即A、B管中空氣柱的體積都減小;又因為l1>l2,A管中空氣柱的體積較大,所以|ΔV1|>|Δ答案:A15.下圖是一定質(zhì)量的某種理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C到狀態(tài)D的pT圖像,已知氣體在狀態(tài)B時的體積是8L,求氣體在其他狀態(tài)時的體積VA、VC和VD,并畫出此過程的VT圖像.解析:A→B為等溫變化過程pAVA=pBVB,解得VA=pBVBpB→C為等容變化過程VC=VB=8L.C→D為等壓變化過程VCTC解得VD=TDTCVC=400300此過程的VT圖像如圖所示.答案:4L8L10.7LVT圖像見解析圖.16.如圖所示,用銷釘固定的活塞把容器分成A、B兩部分,其容積之比VA∶VB=2∶1.起初A中有溫度為127℃、壓強為1.8×105Pa的空氣,B中有溫度為27℃、壓強為1.2×105Pa的空氣,拔去銷釘,活塞可以無摩擦地移動但不漏氣,由于容器壁緩慢導熱,最后兩部分空氣都變成室溫27℃,活塞也靜止,求最后A、B中氣體的壓強.設(shè)T=t+273K.解析:對A部分空氣,初狀態(tài):pA=1.8×105Pa,VA,TA=400K,末狀態(tài):pA',VA',TA'=300K,待求量pA',VA',VA,由理想氣體狀態(tài)方程得pAVA對B部分空氣,初狀態(tài):pB=1.2×105Pa,VB,TB=300K,末狀態(tài):pB',VB',TB'=300K,待求量VB,pB',VB',由理想氣體狀態(tài)方程得pBVB由題意可知VA+VB=VA'+VB',VA∶VB=2∶1,pA'=pB',聯(lián)立以上各式得pA'=pB'=1.3×105Pa.答案:均為1.3×105Pa【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】17.下圖是一種測定“肺活量”(標準大氣壓下人一次呼出氣體的體積)的裝置,A為開口薄壁圓筒,排盡其中的空氣,倒扣在水中.測量時,被測者盡力吸足空氣,再通過B管用力將氣體吹入A中,使A浮起,設(shè)整個過程中呼出氣體的溫度保持不變.(1)呼出氣體的分子熱運動的平均動能(選填“增大”“減小”或“不變”).

(2)設(shè)圓筒A的橫截面積為S,大氣壓強為