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随堂练习题

2020-2021学年人教版（2019）选择性必修第三册

 第2章 气体、固体和液体 章末综合练习3（含解析）

1．A、B为两个相同的固定在地面上的汽缸，内部有质量相等的同种气体，且温度相同，C、D为两重物，质量mC＞mD，按如图所示方式连接并保持平衡。现使A、B的温度都升高10℃，不计活塞及滑轮系统的质量和摩擦，则系统重新平衡后（　　）

A．C下降的高度比D下降的高度大 

B．C下降的高度比D下降的高度小 

C．C、D下降的高度一样大 

D．A、B汽缸内气体的最终压强与初始压强不相同

2．如图所示，足够长U形管内分别由水银封有L1、L2两部分气体，则下列陈述中正确是（　　）

A．只对L1加热，则h减小，气柱L2长度不变 

B．只对L2加热，则h不变，气柱L2长度增大 

C．若在右管中注入一些水银，L1将增大 

D．使L1、L2同时升高相同的温度，则L1增大、h减小

3．如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0℃，B中气体温度为20℃，如果将它们的温度都降低10℃，那么水银柱将（　　）

A．向A移动 B．向B移动 C．不动 D．不能确定

4．如图所示，一导热性能良好的气缸放置在水平面上，其横截面积S＝20cm2，内壁光滑，固定的卡口A、B与缸底的距离L＝1.5m，厚度不计。质量为m＝10kg的活塞在气缸内封闭了一段长为2L、温度为T0＝320K的理想气体。现缓慢调整气缸开口至竖直向上，取重力加速度g＝10m/s2，大气压强为p0＝1.0×105Pa．求：

（1）气缸被竖起来时，此时气缸内的压强为多大？

（2）稳定时缸内气体高度；

（3）当缸内温度逐渐降到240K时，活塞所处的位置。

5．如图所示，一根粗细均匀、内壁光滑的玻璃管竖直放置，玻璃管上端有一抽气孔，管内下部被活塞封住一定质量的理想气体，气体温度为T1．现将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，此时活塞上方玻璃管的容积为2.6V1，活塞因重力而产生的压强为0.5p0．继续将活塞上方抽成真空后密封，整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变，然后将密封的气体缓慢加热．求：

（1）活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度T2；

（2）当气体温度达到1.8T1时的压强p．

参考答案与试题解析

1．【分析】分别对两个气缸的活塞受力分析可以求得气体的压强的大小，根据可得计算得出气体体积的变化情况。

【解答】解：ABC、气体的压强P＝P0﹣，由于mC＞mD，所以PA＜PB，所以VA＞VB，

根据 可得：，

由于T和△T相同，VA＞VB，

所以△VA＞△VB，

即C下降的比D下降的多，故A正确，BC错误；

D、以活塞为研究对象，对活塞受力分析可知，在气体变化前后，活塞的受力是不变的，所以在温度升高前后气体的压强不变，故D错误；

故选：A。

2．【分析】只加热时右边气体的压强保持不变，利用假设法判断左边气体体积的变化，若在右管中注入一些水银，右边气体的压强增大再根据假设法分析左边气体体积的变化，从而得出结论。

【解答】解：A、只对L1加热，假设体积不变，则压强增大，所以L1增大、h减小，气柱L2长度不变，因为此部分气体做等温变化，故A正确；

B、只对L2加热，气体L2做等压变化，压强不变，温度升高，体积增大，故气柱L2长度增大，由于L2的压强不变，则h不变，故B正确；

C、若在右管中注入一些水银，L2压强增大，假设L1的体积不变，L1的压强与h长度的水银柱产生的压强之和随之增大，L1的压强增大，根据玻意耳定律得L1将减小，故C错误；

D、使L1、L2同时升高相同的温度，假设气体体积不变，L1的压强增大，L2压强不变，则L1增大、h减小，故D正确；

故选：ABD。

3．【分析】假设各自体积不变，从而判定各自压强的变化大小。因为水银柱的移动是由于受力不平衡而引起的，

而它的受力改变又是两段空气柱压强增量的不同造成的，所以必须从压强变化入手

【解答】解：假定两个容器的体积不变，即V1，V2不变，所装气体温度分别为273k和293k，

当温度降低△T时，左边的压强由p1降至p'1，△p1＝p1﹣p'1，右边的压强由p2降至p′2，

△p2＝p2﹣p′2。

由查理定律得：

△P1＝△T，△P2＝△T，

因为p2＝p1，所以△p1＞△p2，

即水银柱应向A移动。

故选：A。

4．【分析】（1）气缸内的压强等于外界大气压与活塞产生的压强之和；

（2）求出初态气体的压强和体积，末状态的压强，由波意耳定律求解；

（3）当温度降到240K时，由盖吕萨克定律求解气体的体积，然后作出判断。

【解答】解：（1）气缸的横截面积S＝20cm2＝20×10﹣4m2，

气缸被竖起来时，此时气缸内的压强为：p2＝p0+＝1.5×105Pa；

（2）气体初态时：压强p1＝p0＝1.0×105Pa，体积V1＝2LS

设稳定时缸内气体高度为气体末态，压强为：p2＝1.5×105Pa，体积V2＝h1S

由波意耳定律：p1V1＝p2V2

代入数据解得：h1＝2 m；

（3）当温度降到240K时，此时属于等压变化，当稳定时缸内气体高度为x

V3＝xS

由盖吕萨克定律：＝

解得：x＝1.5m，所以此时活塞刚好在卡口A、B处。

答：（1）气缸被竖起来时，此时气缸内的压强为1.5×105Pa；

（2）稳定时缸内气体高度为2m；

（3）当缸内温度逐渐降到240K时，活塞刚好在卡口A、B处。

5．【分析】（1）气体等压膨胀，根据盖﹣吕萨克定律列式求解；

（2）气体温度达到后，活塞碰到顶部后的过程是等容升温过程，根据查理定律列式求解即可

【解答】解：（1）从活塞上方的压强达到p0到活塞上方抽成真空的过程为等温过程：

1.5p0´V1＝0.5p0´V2，得：V2＝3V1，

缓慢加热，当活塞刚碰到玻璃管顶部时为等压过程：

T2＝1.2 T1

（2）继续加热到1.8T1时为等容过程：

解得：

答：（1）活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度为；

（2）当气体温度达到1.8T1时的压强p为0.75．