高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化课后测评

课时跟踪训练（七）  气体的等压变化和等容变化

A级—双基达标

1．[多选]关于理想气体的说法正确的有(　　)

A．温度极低的气体也是理想气体

B．压强极大的气体也遵守气体实验定律

C．理想气体是对实际气体的抽象化模型

D．理想气体实际并不存在

解析：选CD　气体实验定律是在压强不太大、温度不太低的情况下得出的，温度极低、压强极大的情况下微观上分子间距离变小，趋向液体，故选项C、D正确。

2．冬天的时候，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时感觉很紧，不易拔出来，这主要是因为(　　)

A．软木塞受潮膨胀

B．瓶口因温度降低而收缩变小

C．白天气温升高，大气压强变大

D．瓶内气体因温度降低而压强变小

解析：选D　冬季气温较低，瓶中的气体在体积V不变时，因温度T减小而使压强p减小，这样瓶外的大气压力将瓶塞位置下推，使瓶塞盖得紧紧的，所以拔起来就感到很吃力，故正确答案为D。

3．若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种情况从状态1变到状态2，下列说法正确的是(　　)

A．图(a)表示等温变化，图(b)表示等容变化，图(c)表示等压变化

B．图(a)表示等温变化，图(b)表示等压变化，图(c)表示等容变化

C．图(a)表示等容变化，图(b)表示等压变化，图(c)表示等温变化

D．图(a)表示等容变化，图(b)表示等温变化，图(c)表示等压变化

解析：选A　根据气体三大实验定律的图像可知：图(a)表示等温变化，图(b)表示等容变化，图(c)表示等压变化，A正确，B、C、D错误。

4．对于一定质量的气体，以下说法正确的是(　　)

A．气体做等容变化时，气体的压强和温度成正比

B．气体做等容变化时，温度升高1 ℃，增加的压强是原来压强的

C．气体做等容变化时，气体压强的变化量与温度的变化量成正比

D．由查理定律可知，等容变化中，气体温度从t1升高到t2时，气体压强由p1增加到p2，且p2＝p1

解析：选C　一定质量的气体做等容变化，气体的压强跟热力学温度成正比，跟摄氏温度不成正比关系，选项A错误；根据查理定律＝，T＝273 ℃＋t，所以＝，温度升高1 ℃，增加的压强Δp＝p，B选项错误；由公式＝＝得选项C正确；D项中由＝，得p2＝p1，故D项错误。

5.

如图所示是一定质量的气体从状态A经过状态B到状态C，再到状态A的p­T图像，由图可知(　　)

A．VA＝VB　　　　 　 B．VB>VC

C．VB＝VC   D．VA>VC

解析：

选A　从A状态沿直线到B状态是等容过程，因此VA＝VB，故A项正确；连接OC可知，直线OC的斜率比直线OB的斜率小，因此VB<VC，VA<VC，故B、C、D均错误。

6.

如图所示，三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，且V1＝V2>V3，h1<h2＝h3。若升高相同的温度，则管中水银柱向上移动最多的是(　　)

A．丙管

B．甲管和乙管

C．乙管和丙管

D．三管中水银柱上移一样多

解析：选B　三支玻璃管内的气体分别做等压变化，即气体的压强不变，故ΔV＝·ΔT，由于V1＝V2>V3，T和ΔT相同，故ΔV1＝ΔV2>ΔV3，即甲管与乙管中水银柱上升最多，故选项B正确，A、C、D错误。

7．下列说法正确的是(　　)

A．一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积减小而增大的微观原因是：每个分子撞击器壁的作用力增大

B．一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积增大而减小的微观原因是：单位体积内的分子数减小

C．一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：每个分子动能都增大

D．一定质量的气体，保持体积不变，压强随温度升高而增大的微观原因是：分子数的密度增大

解析：选B　一定质量的气体，保持温度不变，体积减小时，单位体积内的分子数增多，分子数密度增大，使压强增大，故A错误；一定质量的气体，保持温度不变，体积增大时，单位体积内的分子数减少而使分子撞击次数减少，从而使压强减小，故B正确；一定质量的气体，保持体积不变，温度升高时，分子平均动能增大而使压强升高，但并不是每个分子动能都增大，故C、D错误。

8.

[多选]某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示的p­t图像如图所示。已知在状态B时气体的体积为VB＝3 L，则下列说法正确的是(　　)

A．从状态A到状态B气体的体积不变

B．从状态B到状态C气体温度增加

C．在状态A时气体的压强是0.5 atm

D．在状态C时气体的体积是2 L

解析：选AD　从状态A到状态B是等容变化，故体积不变，A正确；从状态B到状态C是等温变化，气体温度不变，B错误；从题图中可知，pB＝1.0 atm，TB＝(273＋91)K＝364 K，TA＝273 K，根据查理定律，有＝，即＝，解得pA＝0.75 atm，C错误；pB＝1.0 atm，VB＝3 L，pC＝1.5 atm，根据玻意耳定律，有pBVB＝pCVC，解得VC＝2 L，D正确。

9．在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致。已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5 atm，温度为27 ℃，爆胎时胎内气体的温度为87 ℃，轮胎中的空气可视为理想气体，且爆胎前轮胎内气体的体积不变。

(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；

(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因。

解析：(1)气体做等容变化，初态：p1＝2.5 atm，

T1＝(27＋273)K＝300 K

末态：p2＝？，T2＝(87＋273)＝360 K

由查理定律得：＝

解得p2＝3 atm。

(2)爆胎前胎内气体体积不变，分子数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，导致气体压强增大。

答案：(1)3 atm　(2)见解析

B级—选考提能

10.

如图所示，两根粗细相同，两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量同温度的空气，空气柱长度H1>H2，水银柱长度h1>h2。今使封闭的气体降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是 (　　)

A．均向下移动，A管移动较多

B．均向上移动，A管移动较多

C．A管向上移动，B管向下移动

D．均向下移动，B管移动较多

解析：选A　因为在温度降低过程中封闭气体的压强恒等于大气压强与水银柱因自身重力而产生的压强之和，故封闭气柱均做等压变化。并由此推知，封闭气柱下端的水银面高度不变。根据盖吕萨克定律得ΔV＝ΔT，因A、B两管中的封闭气体初温T相同，温度降低量ΔT相同，且ΔT<0，所以ΔV<0，即A、B两管中的封闭气体的体积都减小；又因为H1>H2，故A管中封闭气体的体积较大，所以|ΔV1|>|ΔV2|，A管中气柱长度减小得较多，故A、B两管中封闭气柱上方的水银柱均向下移动，且A管中的水银柱下移得较多。

11.

如图所示为0.3 mol的某种气体的压强和温度关系的p­t图线。p0表示1个标准大气压，则在状态B时气体的体积为(　　)

A．5.6 L 　　　　 B．3.2 L

C．1.2 L   D．8.4 L

解析：选D　此气体在0 ℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×0.3 L＝6.72 L，根据图线所示，从p0到A状态，气体是等容变化，A状态的体积为6.72 L，温度为(127＋273)K＝400 K，从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为(227＋273)K＝500 K，根据盖吕萨克定律＝得，VB＝＝ L＝8.4 L，D正确。

12.

如图所示，带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，其下部放入盛水的烧杯中。注射器活塞的横截面积S＝5×10－5 m2，活塞及框架的总质量m0＝5×10－2 kg，大气压强p0＝1.0×105 Pa。当水温为t0＝13 ℃时，注射器内气体的体积为5.5 mL。求：(g取10 m/s2)

(1)向烧杯中加入热水，稳定后测得t1＝65 ℃时，气体的体积为多大？

(2)保持水温t1＝65 ℃不变，为使气体的体积恢复到5.5 mL，则要在框架上挂质量多大的钩码？

解析：(1)注射器内气体做等压变化，

初态：V0＝5.5 mL，T0＝(13＋273)K＝286 K，

末态：T1＝(65＋273)K＝338 K

由盖吕萨克定律＝，得V1＝6.5 mL。

(2)保持水温t1＝65 ℃不变，气体做等温变化，由玻意耳定律得

V1＝V0，

解得m＝0.1 kg。

答案：(1)6.5 mL　(2)0.1 kg