2020-2021学年第二章 气体、固体和液体3 气体的等压变化和等容变化课时训练

这是一份2020-2021学年第二章 气体、固体和液体3 气体的等压变化和等容变化课时训练，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题等内容，欢迎下载使用。
 气体的等压变化和等容变化练习一、单选题如图所示，表示一定质量的气体的状态ABCA的图象，其中AB的延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行．则下列说法正确的是A. AB过程气体压强增加
B. BC过程气体压强不变
C. CA过程气体单位体积内的分子数减少
D. AB过程气体分子平均动能增大
 如图所示气缸内密封的气体可视为理想气体，在等压膨胀过程中，下列关于气体说法正确的是A. 气体吸收热量大于对外界所做的功
B. 气体会向外界放热
C. 气体内能可能减少
D. 气体平均动能将减小
 如图所示，两个容器A和B容积不同，内部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。当A中气体温度为，B中气体温度为，且，水银柱恰好在管的中央静止。若对两部分气体加热，使它们的温度都升高相同的温度，下列说法正确的是   A. 水银柱一定保持不动 B. 水银柱将向右移动
C. 水银柱将向左移动 D. 水银柱的移动情况无法判断如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程、、、到达状态e，对此气体，下列说法正确的是A. 过程中气体的压强逐渐减小
B. 过程中气体从外界吸收了热量
C. 状态c、d的内能相等
D. 状态d的压强与状态b的压强相等
 如图所示，一定量的理想气体由状态A经B变到C，其压强A. 一直增大
B. 一直减小
C. 先增大后减小
D. 先减小后增大一定质量的理想气体，沿箭头方向由状态1变化到状态2，其中放出热量的是  A.  B.
C.  D. 如图所示，是一定质量的理想气体状态变化的图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是A. 一直保持不变
B. 一直增大
C. 先减小后增大
D. 先增大后减小．两端封闭、内径均匀的直玻璃管竖直放置，如图．两端空气柱体积，温度均为，现将两端空气柱的温度均降为，则管中水银柱将
 A. 不动 B. 向上移动
C. 向下移动 D. 无法确定是否移动如图所示，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体A. 体积不一定增大
B. 压强增大
C. 分子间的引力和斥力都增大
D. 内能增加
 如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为，体积分别为且，则的大小关系为    
A.  B.  C.  D. 一定质量的气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在A. ab过程中不断增加
B. bc过程中不断减小
C. cd过程中不断增加
D. da过程中保持不变
 如图，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外水银面高度差为，右侧管有一段水银柱，两端液面高度差为，中间封有一段空气　　A. 若大气压升高，减小，增大
B. 若把弯管向上移动少许，重新平衡后，管内气体体积不变
C. 若把弯管向下移动少许，重新平衡后，管内气体压强不变
D. 弯管无论向上还是向下移动，重新平衡后，始终等于
 二、多选题如图所示为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，气体状态经历完成一次循环，A状态的温度为290K，下列说法正确的是
A. 的过程中，每个气体分子的动能都增加
B. 的过程中，气体温度先升高后降低
C. 的过程中，气体温度一定减小
D. B，C两个状态温度相同，均为580K如图所示为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，关于这两个图象的正确说法是      A. 甲是等压线，乙是等容线
B. 乙图中线与t轴交点对应的温度是，而甲图中线与t轴的交点不一定是
C. 由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成直线关系
D. 乙图表明温度每升高，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变
 如图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是A.  B.
C.  D. 一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到状态N，其图象如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是A. 气体经历过程1，其温度降低
B. 气体经历过程1，其内能减小
C. 气体在过程2中一直对外放热
D. 气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的不相同三、计算题如图甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为、质量为、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为，在活塞的右侧处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为，大气压强现将汽缸竖直倒置，如图乙所示，取求：

 稳定后，活塞与汽缸底部之间的距离；加热到时封闭气体的压强。






 如图，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口，AB、CD段竖直，BC、DE段水平，，。在水平段DE内有一长10cm的水银柱，其左端距D点10cm。在环境温度为320K时，保持BC段水平，已知大气压为75cmHg且保持不变。忽略液体表面张力及玻璃管内径的影响
若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端刚刚没入水银面，再将环境温度缓慢升高，求温度升高到多少K时，水银柱刚好全部溢出；
若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端刚刚没入水银面下5cm处。再将环境温度缓慢降低，求温度降低到多少K时，水银柱恰好有一半进入CD部分。






 如图所示，质量相同的活塞A、B将开口向上的汽缸分为气室Ⅰ、Ⅱ两部分，已知活塞B到汽缸底部的距离为劲度系数为k的轻弹簧被压缩在两活塞之间．汽缸和活塞的导热性能良好，活塞与汽缸内壁间无摩擦且气密性好．大气压强为，温度为；开始时，气室Ⅰ中气体的压强为、气室Ⅱ中气体的压强为从某时刻起缓慢升高环境温度，当环境温度为T时，弹簧恰好处于原长状态．已知活塞的横截面积为S，重力加速度为g，求：每个活塞的质量及开始时弹簧的压缩量x；当温度为T时，活塞A上移的距离H．






 如图所示，竖直放置导热良好的气缸缸体质量，轻质活塞横截面积，活塞上部的气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞的下表面与劲度系数的弹簧相连，活塞不漏气且与气缸壁无摩擦。当气缸内气体温度为时，缸内气柱长，气缸下端边缘距水平地面。已知大气压强，g取，则：
 当缸内气体温度缓慢降低到多少K时，气缸下端边缘刚好接触地面当缸内气体温度缓慢降低到多少K时，弹簧恢复原长







答案和解析1.【答案】D
【解答】
已知图象中倾斜的直线为等压变化，斜率越大，压强越小。过各点的等压线如图，

A.从状态A到状态B，同一条斜线上，压强相等，故A错误；
B.从状态B到状态C，斜率变大，则压强变小，故B错误；
C.从状态C到状态A，温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数增大，故C错误；
D.从状态A到状态B，温度升高，则分子平均动能增大，故D正确。
故选D。
2.【答案】A
【解答】
气体等压膨胀，根据理想气体状态方程知，T升高，由此分析：
AB、体积增大，则气体对外界做功，又内能增加，根据热力学第一定律知气体一定吸热，由此可知气体吸热，即，气体对外界做功即外界对气体做负功：，根据热力学第一定律：，得：，故A正确，故B错误；
C、理想气体的内能只与温度有关，温度升高则内能增大，故C错误；
D、温度是分子平均动能的标志，温度升高，气体平均动能将增大，故D错误。
3.【答案】C【解答】假设束缚住水银柱使其在温度升高的过程中不动，则两侧气体均发生等容变化，设两侧升高的温度为，
初始状态根据平衡可得：
对A中气体运用查理定律可得：，解得：，则A中气体压强的增量为；
对B中气体运用查理定律可得：，解得：，则B中气体压强的增量为，
因为则：，分析得，则水银柱向左移动 ，故ABD错误，C正确。故选C。
4.【答案】C
【解答】
A.过程是等容升温过程，由可知，压强逐渐增大，故A错误；
B.过程中气体作等容变化，气体不做功，温度降低，气体的内能减少，根据热力学第一定律知气体向外界放出了热量，故B错误；
C.状态c、d的温度相等，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，可知，状态c、d的内能相等。故C正确；
D.连接bO和dO，根据数学知识和理想气体状态方程可知，状态d的压强比状态b的压强小，故D错误。
故选C。
5.【答案】A【解析】解：根据理想气体状态方程，从A到B，体积不变，温度升高，压强变大；从B到C，温度不变，体积减小，压强增大，故A正确，BCD错误。
6.【答案】B
【解答】
A.由图象是双曲线知，状1到状态2是等温变化过程，故状态1与状态2温度相同内能相同，又从状态1至状态2气体的体积增加，故气体对外做功，根据热力学第一定律知，气体从外界吸热，故A错误；
B.由图象有，，根据理想气体状态方程，知，所以从状态1至状态2，气体体积减小所以外界对气体做功，又说明气体气体的内能减小，根据热力学第一定律知气体对外放热，故B正确；
C.由图象知，状态1至状态2，气体温度升高内能增加，气体体积增大气体对外做功，根据热力学第一定律知，气体从外界吸收热量，故C错误；
D.由图象知气体的体积保持不变，气体对外界不做功，从状态1至状态2气体的温度长高内能增加，根据热力学第一定律，气体从外界吸收热量，故D错误。
故选B。
7.【答案】D
【解答】
解：根据，可知C不变，pV越大，T越高。在A和B状态时，pV乘积相等，说明在AB处的温度相等，所以从A到B的过程中，温度先升高，后又减小到初始温度，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中，气体分子的平均动能先增大后减小，气体分子的平均速率也是先增大后减小，故ABC错误，D正确。
故选D。
8.【答案】C
【解答】
假设水银柱不动，则气体体积不变，
由查理定律得：，则，
开始时两部分气体压强，初温T和温度降低量都相等，
上边气体降低的压强：
下边气体降低的压强：，
上边气体降低的压强小于下边气体降低的压强，
则水银柱将向下移动；
故选：C．
9.【答案】D
【解答】
A.当环境温度升高时，气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律，体积一定增大，故A错误；
B.气缸内气体的压强等于大气压与活塞重力产生的压强之和，可知气缸内气体的压强不变，故B错误；
C.理想气体分子间的作用力不计，故C错误；
D.当环境温度升高时，由于气缸导热性能良好，缸内气体的温度升高，内能增加，故D正确。
故选D。
10.【答案】B
 【解析】解：以活塞为研究对象，对、状态下的气体有：     
对状态下的气体有：
可以得出：
根据理想气体状态方程：，
则
，
则
即
11.【答案】A【解析】解：根据理想气体的状态方程：，其中C为一定值，可知，其中为图象上各点到原点连线的斜率，
A、ab过程中图象上各点到原点连线的斜率减小，故体积V不断增加，故A正确；
B、bc过程中图象上各点到原点连线的斜率不变，故体积V保持不变，故B错误；
C、cd过程中图象上各点到原点连线的斜率变大，故体积V不断减小，故C错误；
D、da过程中图象上各点到原点连线的斜率减小，故体积V不断变大，故D错误。
12.【答案】D
【解答】
平衡后管中封闭气体的压强，则得若大气压升高时，封闭气体的压强增大，由玻意耳定律得知，封闭气体的体积减小，水银柱将发生移动，使和同时减小，二者始终相等，故A错误，D正确
B.若把弯管向上移动少许，假设气体压强不变，大气压又不变，两边液体高度差不变，这样会导致气体体积增大，那么pV将不再是定值，这与玻意尔定律矛盾，因此气体压强必然变化，根据玻意尔定律气体体积也必然变化，故B错误。
C.若把弯管向下移动少许，假设气体压强不变，大气压又不变，两边液体高度差不变，这样会导致气体体积减小，那么pV将不再是定值，这与玻意尔定律矛盾，因此气体压强必然变化，故C错误
故选D。
13.【答案】BC
 【解析】【解答】
A.A到B过程中，体积不变，根据查理定律，压强增加，温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个的动能都增加，故A错误；
D.气体做等容变化，根据查理定律代数据得；过程中气体做等压变化，由盖吕萨克定律得，代入数据解得：，故D错误；
C.过程中气体做等压变化，气体体积减小，温度降低，故C正确；
B.由对D项的分析，BC温度相同，再结合理想气体状态方程可知，由的过程中，气体温度先升高后降低，故B正确。
故选BC。
14.【答案】AD【解答】A.由查理定律及盖吕萨克定律可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A正确；
B.由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为，即热力学温度的0K，故B错误；
C.查理定律及盖吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下，气体体积一定时，气体的等容变化压强与温度成直线关系，但是当压强很大、温度很低时，这些定律就不成立了，而且气体的p与t不一定都是直线关系，故C错误；
D.由于图线是直线，乙图表明随温度每升高，压强增加相同，但甲图随温度的升高压强不变，故D正确．故选AD。
15.【答案】CD
【解答】
开始时水银柱平衡，故两侧气体压强相等，设为p，设温度升高时气体体积不变，根据理想气体状态方程，有：

故，要使水银柱向左移动，故要使右侧气体压强增加量比左边大，p与相同，只要右侧T小即可，右侧气体温度低的是CD选项，故AB错误，CD正确；
故选CD。
16.【答案】AB
【解答】
气体经历过程1，压强减小，体积变大，膨胀对外做功，内能减小，故温度降低，故AB正确；
C.气体在过程2中，根据理想气体状态方程，刚开始时，体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热，然后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，而温度升高，吸热，故C错误；
D.无论是经过1过程还是2过程，初、末状态参数相同，故内能改变量相同，故D错误。
故选AB。
17.【答案】解：汽缸水平放置时，活塞与汽缸底部之间的距离
气体压强，气体体积
汽缸竖直放置时，设活塞与汽缸底部之间的距离为
气体压强，气体体积
气体等温变化，根据玻意且定律
得活塞与汽缸底部之间的距离
活塞到达卡环前是等压变化，到达卡环后是等容变化，应分两个阶段来处理
气体初状态压强，体积，温度
活塞刚好到达卡环时，气体压强仍为，体积，温度为，其中，
气体等压变化，根据盖一吕萨克定律得
得此时气体温度
活塞刚好到达卡环后，温度继续上升，气体等容变化，，，
根据查理定律得
解得加热到675K时封闭气体的压强。
18.【答案】解：玻璃管内封闭气体压强保持不变
    

根据盖吕萨克定律：
代入数据解得：
封闭气体初始压强为：
封闭气体体积为：
封闭气体末态压强为：
封闭气体末态体积为：
根据理想气体状态方程：
代入数据解得：
答：若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端刚刚没入水银面，再将环境温度缓慢升高，温度升高到320K时，水银柱刚好全部溢出；
若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端刚刚没入水银面下5cm处，再将环境温度降低到252K时，水银柱恰好有一半进入CD部分。
19.【答案】解：
对活塞A、B及弹簧整体受力分析，根据力的平衡条件可知，
，
解得每个活塞的质量；
对活塞A受力分析，根据力的平衡条件有，
解得．在温度由缓慢升到T的过程中，气室Ⅱ中气体发生等压变化．
设活塞B上升的高度为h，
气室Ⅱ中气体初状态体积为，初温，
末状态体积为，末温，
由盖吕萨克定律有，
得，
解得，
则活塞A上移的距离为．20.【答案】解：气缸下端边缘恰好接触地面前，气缸内气体压强不变，
气体初状态的温度，设气体末状态温度为，
对气缸内封闭气体，由盖吕萨克定律得：

代入数据解得：
设弹簧初状态压缩量为x，设气体初状态压强为，对气缸，由平衡条件得：
，
代入数据解得：，，末态气体压强为，
对气体，由理想气体状态方程得：

代入数据解得：
答：当缸内气体温度缓慢降低到270K时，气缸下端边缘刚好接触地面。
当缸内气体温度缓慢降低到205K时，弹簧恢复原长。