人教版 (2019)选择性必修 第三册2 气体的等温变化同步练习题

2.2气体的等温变化专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平。现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏(液体温度不变)。下列图像中能体现筒内气体从状态A到B变化过程的是（　　）

A． B． C． D．

2．如图所示，一定质量的理想气体先后处于、、、四个状态，则这四个气体状态的温度关系正确的是   （　　）

A． B．

C． D．

3．如图所示，导热良好的圆筒形气缸竖直放置在水平地面上，用活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞上堆放着铁砂，系统处于静止状态。现缓慢取走铁砂，忽略活塞与气缸之间的摩擦，外界环境温度不变，则在此过程中缸内气体（　　）

A．对外做功，其内能减少

B．温度不变，与外界无热量交换

C．单个分子碰撞缸壁时的平均作用力减小

D．单位时间内对活塞的碰撞次数减少

4．如图所示，两端开口的“Γ”型管，一端竖直插入水银槽内，竖直管的上端有一小段水银，水银的上表面刚好与水平管平齐，水平部分足够长，若将玻璃管稍微上提一点，或稍微下降一点时，被封闭的空气柱长度的变化分别是（       ）

A．变大；变小 B．变大；不变

C．不变；不变 D．不变；变大

5．如图所示为一定质量的理想气体在p－V图象中的等温变化图线，A、B是双曲线上的两点，△OAD和△OBC的面积分别为S1和S2，则(　　)

A．S1<S2 B．S1＝S2

C．S1>S2 D．S1与S2的大小关系无法确定

6．用打气筒给篮球打气，设每推一次活塞都将一个大气压的一整筒空气压入篮球。不考虑打气过程中的温度变化，忽略篮球容积的变化，则后一次与前一次推活塞过程比较（       ）

A．篮球内气体压强的增加量相等 B．篮球内气体压强的增加量大

C．篮球内气体压强的增加量小 D．压入的气体分子数少

7．一上端开口，下端封闭的细长玻璃管用水银柱封闭一段理想气体，初始时玻璃管竖直放置，各段长度如图所示，现将玻璃管在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转，水银未流出管口，已知大气压强为p=75cmHg，环境温度不变，则此时气体的长度为（　　）

A． B． C．17cm D．25cm

8．2020年初，新冠病毒来袭，我国人民万众一心、英勇抗“疫”，取得阶段性胜利。为确保师生健康，各校都进行了严格的消杀工作，下图为某同学设计的消杀喷药装置，内部装有8L药液，上部密封的空气1L，保持阀门关闭，再充入的空气0.2L，设在所有过程中空气可看成理想气体，且温度不变，下列说法错误的是（　　）

A．充气后，密封气体的压强增大为

B．充气后，密封气体的分子平均动能不变

C．打开阀门后，密封气体对外界做正功

D．打开阀门后，不再充气也能把药液喷光

9．某同学设计的喷水装置如图所示，内部装有2L水，上部密封1atm的空气0.5L保持阀门关闭，再充入1 atm的空气0.1L。设在所有过程中空气可看成理想气体，且温度不变，则（　　）

A．充气后，密封气体的压强不变 B．充气后，密封气体的分子平均动能增加

C．打开阀门后，密封气体对外界做正功 D．打开阀门后，不再充气也能把水喷光

10．如图所示，一端开口，一端封闭的玻璃管，封闭端有一定质量的气体，开口端置于水银槽中，用弹簧测力计拉着玻璃试管而平衡，此时管内外水银面高度差为h1，弹簧测力计示数为F1．若在水银槽中缓慢地倒入部分水银，使槽内水银面升高一些，稳定后管内外水银面高度差为h2，弹簧测力计示数为F２，则   （填选项前的字母）

A．h1= h2，F1= F２ B．h1 > h2，F1 > F２

C．h1> h2，F1<F２ D．h1< h2，F1> F２

11．如图，玻璃管下端开口插入水银槽中，上端封有一定质量的气体，当玻璃管绕顶端转过一个角度时，水银面的高度h和空气柱的长度l的变化情况是（　　）

A．h增大，l增大

B．h增大，l减小

C．h减小，l增大

D．h减小，l减小

12．一只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示），其筒内体积为，现将它与另一只容积为V的容器相连接，开始时气筒和容器内的空气压强为，已知气筒和容器导热性良好，当分别作为打气筒和抽气筒使用时，活塞工作n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为（　　）

A． B．

C． D．

13．一定质量的气体，压强为5atm，保持温度不变，当压强减小为3atm时，体积变为4L，则该气体原来的体积为（　　）

A． L B． L C．6 L D．8 L

14．下列说法中不正确的是（     　）

A．已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以计算出阿伏伽德罗常数

B．悬浮在液体中的固体微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，布朗运动越明显

C．当两个分子的间距从很远处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间的作用力先减小后增大，分子势能不断增大

D．一定质量的理想气体，经过等温压缩后，其压强一定增大

15．如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管竖直固定，两段水银柱将空气柱B封闭在玻璃管左侧的竖直部分，A侧水银有一部分在水平管中。若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，稳定后（　　）

A．右侧水银面高度差h1增大

B．空气柱B的压强减少

C．空气柱B的长度不变

D．左侧水银面高度差h2增大

二、填空题（共4题）

16．如图所示为“探究气体等温变化规律”的实验装置，气体的压强可从仪表上读出，一段空气柱被橡胶塞和柱塞封闭在针筒内，从刻度尺上可读出空气柱的长度．实验过程中气体压缩太快会使气体温度________（选填“升高”、“不变”或“降低”）。若实验中气体向外漏气，测得气体的体积与压强的乘积_________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

17．某同学探究气体等温变化规律的实验装置如图所示。该同学测出了注射器内封闭气体的几组压强和体积的值后，以为纵坐标，为横坐标，画出图像如图甲、乙、丙，则甲产生的可能原因是______；乙产生的可能原因是______；丙产生的可能原因是______。

A．各组的、取值范围太小

B．实验过程中有漏气现象

C．实验过程中气体温度升高

D．在计算压强时，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强

18．如图，一粗细均匀、底部装有阀门的U型管竖直放置，其左端开口、右端封闭、截面积为4cm2.现关闭阀门将一定量的水银注入管中，使左管液面比右管液面高5cm，右端封闭了长为15cm的空气柱。已知大气压强为75cmHg，右管封闭气体的压强为___________cmHg；若打开阀门使一部分水银流出，再关闭阀门，重新平衡时左管的水银面不低于右管，那么流出的水银最多为___________cm3。

19．(1)如图（a）用一个带有刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体的压强和体积的关系，实验中应保持不变的物理量是________________；所研究的对象是________________；它的体积可用_______________直接读出，它的压强是由图中__________________、__________________得到。

(2)下表内记录了实验中五组数据，根据这些数据在图（b）中作出图线。(      )

(3)实验过程中，下列操作中错误的是(      )

A．推拉活塞时，动作要慢

B．推拉活塞时，手不能握住注射器

C．压强传感器与注射器间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据

D．活塞与针筒之间要保持润滑且不漏气

三、综合题（共4题）

20．如图，导热性能极好的气缸，高为L=1.0m，开口向上固定在水平面上，气缸中有横截面积为S=100cm2、质量为m=20kg的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内．当外界温度为t=27、大气压为p0=1.0×105Pa时，气柱高度为l=0.80m，气缸和活塞的厚度均可忽略不计，取g=10m/s2，求：

①如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸顶端．在顶端处，竖直拉力F有多大？

②如果仅因为环境温度缓慢升高导致活塞上升，当活塞上升到气缸顶端时，环境温度为多少摄氏度？

21．今有一质量为M=10kg的汽缸，用活塞封着一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，汽缸内空气柱长l0=6cm（如图甲所示），现把活塞按如图乙那样悬挂，汽缸悬在空中保持静止。已知大气压强恒为P0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，活塞的横截面积为S=50cm2，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，气体温度保持不变。求汽缸悬在空中保持静止时：

(1)缸内气体的压强P1；

(2)求此时汽缸内空气柱长度为多少？

22．如图所示，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长的空气柱，中间有一段长的水银柱，上部空气柱的长度.已知大气压强为，现将一活塞（图中未画出）从玻璃管口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为，假设活塞下推过程没有漏气，求：

①压缩后下部空气柱的压强；

②活塞下推的距离．

23．某农用喷雾装置简化图如图所示，若按下左侧活塞，能够把体积ΔV=2.22 L的空气，经进气管压入密闭水桶内，进气管体积忽略不计。开始时桶内气体的体积V=8 L，出水管竖直部分内外液面相平，出水口与大气相通且与桶内水面的高度差h=0.20 m。出水管及管内水的体积忽略不计，水桶的横截面积S=0.1 m2.已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3，外界大气压强p0=1.0×105Pa，取重力加速度大小g=10 m/s2，整个过程中气体可视为理想气体，温度保持不变。现将活塞按下压入空气。

（1）求出水口流出水的体积；

（2）讨论某一次压入一定量气体的过程中，气体吸、放热的情况。

参考答案：

1．C

2．D

3．D

4．D

5．B

6．A

7．A

8．D

9．C

10．B

11．A

12．C

13．B

14．C

15．B

16．     升高     变小

17．     D     C     B

18．     80     28

19．     质量和温度     密封在注射器中一定质量的理想气体     注射器上的刻度     压强传感器     数据采集器          C

20．①F=240N；②t=102

21．(1)8×104Pa；(2)7.5cm

22．①125cmHg   ②15cm

23．（1）V′ = 2 L；（2）放热