物理选择性必修 第三册2.1 气体的状态综合训练题

【精选】第1节气体的状态-2优选练习

一．填空题

1．如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为，管内外水银面高度差为，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则长度如何变化_____，长度如何变化_____

2．如图，导热气缸内封闭一定质量的理想气体，气缸内壁光滑。当外界温度升高时，密封气体体积________（选填“增大”．“不变”或“减小”），密封气体内能________（选填“增大”．“不变”或“减小”）。

3．在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学最后得到如图所示的p－图线。

①若大气压强为p0，注射器内气体初始体积为10cm3，实验过程中，注射器内气体体积在4cm3到20cm3范围内变化，则注射器内部与外界压强差的最大值为________p0。

②图线弯曲的可能原因是在V减小过程中（____）

A．注射器中有异物    B．连接软管中存在气体

C．注射器内气体温度升高    D．注射器内气体温度降低

4．如图所示，一定质量的理想气体，从某状态开始经历三个变化过程又回到初始状态，则吸热过程有___________，放热过程有_________。（选填“①”“②”“③”）

5．一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A(其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行)，则由A→B，气体的内能________(填“增大”．“减小”或“不变”)；由C→A________(填“气体对外做功”或“外界对气体做功”)。

6．对于一定质量的理想气体，以p．V．T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系，在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值．如图甲．图乙和图丙所示，三个坐标系中，两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态．根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小．

(1)p－T图象(图甲)中A．B两个状态，________状态体积小．

(2)V－T图象(图乙)中C．D两个状态，________状态压强小．

(3)p－V图象(图丙)中E．F两个状态，________状态温度低．

7．1 mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4 L．试估算温度为０℃，压强为2个标准大气压时单位体积内气体分子数目为           （结果保留两位有效数字）．

8．某同学利用DIS系统对封闭在注射器内的一定质量的气体在不同温度下作了两次等温过程的研究.

(1)结束操作后，该同学绘制了这两个等温过程的关系图线，如图，则反映气体在温度较高实验中的关系图线的是_________(选填“1”或“2”)；

(2)该同学是通过开启室内暖风空调实现环境温度升高的.在这一过程中，注射器水平地放置在桌面上，活塞可以自由伸缩，管内的气体经历了一个____________(选填“等压”“等温”或“等容”)的变化过程.

9．如图气压式打包机，M是气缸，N是一个横截面积为的大活塞，左边连接有推板推住一个包裹.缸的右边有一个横截面积为的小活塞，它的连接杆在B处与推杆AO以铰链连接，O为固定转动轴，B．O间距离为d，杆长，大气压为.推杆推动一次，转过θ角（θ为一很小角），小活塞移动的距离为dθ.在图示状态，包已被压紧，此时缸内压强为，容积为.若再推一次杆之后（此过程中大活塞的位移略去不计，温度变化不计），包受到的压力为_________，上述推杆终止时，手的推力为_________.

10．对一定质量的气体，在等温条件下得出体积V与压强p的数据如下表：

(1)根据所给数据在坐标纸上（如图所示）画出图线_______，由画出的图线可得结论是___________________；

(2)该图线斜率大小和温度的关系是_________________。

11．如图所示,一定质量的理想气体封闭在气缸内,缓慢经历了A→B→C→D→A四个过程。则A．C两状态热力学温度比值TA:TC=_________；若A→B过程，活塞对气体做功W，则C→D过程，气体对活塞做功_________.

12．如图，为洗衣机水位控制器的示意图，洗衣机进水前塑料管内充满空气，塑料管顶端连接着压强传感器。进水时，洗衣桶内水位上升，塑料管中空气压强_____（选填“增大”“减小”或“不变”），若此时水进入塑料管的高度为1.75cm，压强传感器测得气体压强是1.03×105Pa，则塑料管总长度约为_____cm．（设大气压强是1.0×105Pa，不计塑料管下部水平部分长度）

13．如图是一定质量的理想气体的压强与热力学温度的图，．．是理想气体的三个状态，其中平行于坐标轴，平行于坐标轴。则从到过程中气体的分子平均动能_________（填“变大”．“变小”或“不变”），从到的过程________（填“可能”或“不可能”）为绝热过程，从到的过程中气体的密度______（填“变大”．“变小”或“不变”）

14．一定质量理想气体经历某种状态变化，图线①表示变化过程中的p﹣T关系，图线②表示变化过程中的V﹣T关系，则此变化过程气体遵循__定律（填写气体实验定律的名称）。当这部分气体经过其他变化到达某一状态时，压强为1.5p0，体积为2V0时，则气体的热力学温度为__K。

15．两端封闭的粗细均匀玻璃管内有两部分气体A和B，中间用一段水银隔开，当水平放置且处于平衡时，温度均为27℃，如图a所示.现先将玻璃管缓慢转至竖直方向（A在下方），再将整根玻璃管置于温度为87℃的热水中，如图b所示，气体最终达到稳定状态，则稳定后与图a中的状态相比，气体A的长度________（选填“增大”，“减小”或“不变”）；若图a中A．B空气柱的长度分别为，，它们的压强均为，水银柱长为 ，则最终两部分气体A．B的体积之比________.

参考答案与试题解析

1．【答案】变大    变大   

【解析】【来源】河北省邯郸市大名县第一中学2019-2020学年高二（下）第四次半月考物理试题（清北班）

【分析】

【详解】

在实验中，水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压。如果将玻璃管向上提，则管内水银柱上方空气的体积增大，因为温度保持不变，所以压强减小，而此时外界的大气压不变，根据上述等量关系，管内水银柱的压强须增大才能重新平衡，故管内水银柱的高度增大。

2．【答案】增大    增大   

【解析】

【分析】【来源】2020届江苏省扬州市高三（下）第二学期考前调研测试物理试题

【详解】

[1]由于气缸是导热的，当外界温度升高时，密封气体发生等压升温变化，根据

可知密封气体的体积增大。

[2]一定质量的理想气体的内能由温度决定，密封气体的温度升高，内能增大。

3．【答案】1.5    C   

【解析】

【分析】

【详解】

①[1]注射器内气体初始体积为，注射器内气体体积在到范围内变化，则最小体积为，由玻意尔定律

所以

则注射器内部与外界压强差的最大值

②[2]A．注射器有异物不会影响图线的斜率，故A错误；

B．连接软管中存在气体可以视为被封闭的气体总体积较大，不会影响斜率，故B错误；

CD．注射器内气体温度升高，由克拉伯龙方程知

当增大时，会增大，故C正确，D错误。

故选C。

4．【答案】①②    ③   

【解析】【来源】2020届山西省太原市实验中学高三上学期第一次月考物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]．在过程①中，气体等温膨胀，内能不变，对外做功，根据？U=W+Q可知气体吸热；在过程②中，气体体积不变，则W=0；压强变大，温度升高，则内能变大，根据？U=W+Q可知气体吸热；过程③中，气体等压压缩，则W>0，温度降低，则内能减小，即？U<0，根据？U=W+Q可知气体放热。

5．【答案】增大    外界对气体做功   

【解析】【来源】2020届高三二轮复习热学专项练习

【详解】

[1][2]．由A→B，由=恒量，可知理想气体温度升高，故内能增大；由C→A，等压变化，体积减小，故外界对气体做功．

6．【答案】A    C    F   

【解析】【来源】海南省三亚华侨学校2019-2020学年高二（下）开学摸底考试物理试题

【分析】

【详解】

（1）[1]甲图画出的倾斜直线为等容线，斜率越小，体积越大，所以VB>VA，故A的体积小；

（2）[2]乙图画出的倾斜直线为等压线，斜率越小，压强越大，所以pD>pC，故C状态压强小；

（3）[3]丙图画出的双曲线为等温线，离原点越远，温度越高，所以TE>TF，故F态温度低.

7．【答案】 个

【解析】

试题分析：设0℃，P1=2大气压下，体积V1=1m3，在标准状态下，压强P=1大气压，体积V2

由得到V2="2" m3(2分)

(2分)，

考点：本题考查理想气体的状态方程．阿伏伽德罗常数

8．【答案】1    等压   

【解析】【来源】上海市金山中学2018-2019学年高一下学期期末物理试题

【详解】

（1）[1]．由图2看出图象是过原点的倾斜直线，其斜率等于pV，斜率不变，则pV不变，根据气态方程，可知气体的温度不变，均作等温变化．由气态方程得知T与pV正比，即T与图线的斜率成正比，所以可知反映气体在第二次实验中的关系图线的是 1．

（2）[2]．注射器水平地放置在桌面上，设注射器内的压强为p，大气压强为p0，活塞横截面积为S，活塞移动过程中速度缓慢，认为活塞处于平衡状态，则：

pS=p0S

即

p=p0

可知，管内的气体压强等于大气压，保持不变，所以管内气体经历了一个等压变化．

9．【答案】       

【解析】【来源】第二部分单元卷第六章分子和气体定律基础测试卷

【详解】

[1][2] 初态：

p1=p0，V1=V0

末态：

p2=？V2=V0-θdS1

整个过程温度不变，由玻意耳定律可得

p1V1=p2V2

解得

包受到的压力为

根据平衡

解得手的推力为

10．【答案】    一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比    斜率越大，该气体温度越高   

【解析】【来源】江苏省启东中学2019-2020学年高二下学期期初考试物理试题

【分析】

【详解】

(1)[1]作图如图所示。

[2]从图中可知一定质量的气体，图线过原点，即在温度不变的情况下，压强与体积的倒数成正比，所以压强与体积成反比。

(2)[3]由数学知识可知，图象的斜率等于，根据根据气态方程可知，与T成正比，则有斜率越大，值越大，该气体温度越高。

11．【答案】       

【解析】【来源】上海市七宝高中2017-2018学年高二上物理期中考试物理试题

【详解】

[1]．由　可知

[2]．则C→D过程，气体对活塞做功：

W′=pC△V=3pA△V=3W

12．【答案】    (1). 增大    (2). 60cm

【解析】

【分析】

分析塑料管中的气体，根据气体状态变化方程可知，体积减小，可知压强变化；根据玻意耳定律求解塑料管总长度。

【详解】当洗衣机进水时，洗衣桶内的水位上升，塑料管中空气的体积减小，根据气体方程PV/T＝C得，塑料管中空气的压强增大。当洗衣桶内的水位达到一定深度时，水进入塑料管的高度为1.75cm，设塑料管的长度是xcm；

根据气体方程PV/T＝C得：P0x？S＝P1（x﹣1.75）？S

解得：x＝60cm。

13．【答案】变小    不可能    变小   

【解析】【来源】2020届东北师大附中．哈师大附中．辽宁省实验中学高三下学期第一次模拟考试物理试题

【分析】

【详解】

[1] 气体的分子平均动能和温度有关，温度越高气体的分子平均动能越大。从到过程中，温度降低，所以气体的分子平均动能变小。

[2] 从到的过程压强不变，温度升高，则内能增加，同时体积增大，气体膨胀对外做功，因此气体要吸热，不可能为绝热过程。

[3] 从到的过程中温度不变，压强降低，可知体积增大，则气体的密度变小。

14．【答案】查理    819   

【解析】【来源】2016年上海市八校联考高三模拟试卷（3月份)

【详解】

[1]图线②表示等容过程，故满足查理定律

[2]初态：

，，

末态：

，，

根据理想气体状态方程得：

15．【答案】减小    3：2   

【解析】【来源】第二部分单元卷第六章：分子和气体定律拓展提高卷

【详解】

[1]．两端封闭的粗细均匀玻璃管内有两部分气体A和B，中间用一段水银隔开，A．B两部分气体长度．温度均相同；玻璃管缓慢转至竖直方向（A在下方），再将整根玻璃管置于温度为87℃的热水中，如果不计水银柱重力，A．B两部分气体长度依然应该相同，考虑到水银柱的重力，水银柱要下移一段距离，故气体A的长度要减小；

[2]．若图a中A．B空气柱的长度分别为LA=20cm，LB=10cm，它们的压强均为75cmHg，水银柱长为L=25cm，对气体A，有：

   ①

对气体B，有：

  ②

其中：

LA+LB=LA2+LB2   ③
PA1=PB1=75cmHg  ④
PA2-PB2=ρgh=25cmHg  ⑤

联立解得：

LA2=18cm，LB2=12cm

故：