2023年新教材高中物理2.3气体的等压变化和等容变化基础练新人教版选择性必修第三册

2.3　气体的等压变化和等容变化

一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)

1．(多选)一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化的说法正确的是(　BC　)

A．温度每升高1 ℃，压强的增量是原来压强的

B．温度每升高1 ℃，压强的增量是0 ℃时压强的

C．气体的压强和热力学温度成正比

D．气体的压强和摄氏温度成正比

解析：根据查理定律p＝CT，知C正确，D错误；将T＝(273＋t)K代入得p＝C(273＋t)，升高1 ℃时的压强为p1＝C(274＋t)，所以Δp＝C＝，当t＝0 ℃时，Δp＝，p0为0 ℃时气体的压强，B正确，A错误。

2．为了控制温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实，设想将CO2液化后，送入深海海底，以减小大气中的CO2的浓度。为使CO2液化，最有效的措施是(　D　)

A．减压、升温 B．增压、升温

C．减压、降温  D．增压、降温

解析：要将CO2液化需减小体积，根据＝C，知D选项正确。

3．如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V—T图像，由图像可知(　D　)

A．pA＞pB B．pC<pB

C．VA<VB  D．TA<TB

解析：由V—T图像可以看出由A→B是等容过程，TB＞TA，故pB＞pA，AC错误，D正确；由B→C为等压过程，pB＝pC，故B错误。

4．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(　A　)

A．向A移动 B．向B移动

C．不动  D．不能确定

解析：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273  K和293  K，当温度降低ΔT时，左边的压强由p1降至p′1，Δp1＝p1－p′1，右边的压强由p2降至p′2，Δp2＝p2－p′2。由查理定律推论得：Δp1＝ΔT，Δp2＝ΔT，因为p2＝p1，所以Δp1＞Δp2，即水银柱应向A移动。故选A。

5．(多选)如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则(　AD　)

A．弯管左管内外水银面的高度差为h

B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大

C．若把弯管向下移动少许，则管内气体体积减小

D．若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升

解析：设被封闭气体的压强为p，选取右管中水银柱为研究对象，可得p＝p0＋ph，选取左管中水银柱为研究对象，可得p＝p0＋ph1，故左管内外水银面的高度差为h1＝h，A正确；气体的压强不变，温度不变，故体积不变，B、C均错；气体压强不变，温度升高，体积增大，右管中水银柱沿管壁上升，D正确。

6．(多选)某校外学习小组在进行实验探讨，如图所示，在烧瓶上连着一根玻璃管，用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起，在烧瓶中封入了一定质量的理想气体，整个烧瓶浸没在温水中。用这个实验装置来研究一定质量的气体在体积不变时，压强随温度的变化情况。开始时水银压强计U形管两端水银面一样高，在下列几种做法中，能使U形管左侧水银面保持原先位置(即保持瓶内气体体积不变)的是(　BC　)

A．甲同学：把烧瓶浸在热水中，同时把A向下移

B．乙同学：把烧瓶浸在热水中，同时把A向上移

C．丙同学：把烧瓶浸在冷水中，同时把A向下移

D．丁同学：把烧瓶浸在冷水中，同时把A向上移

解析：浸在热水中，温度升高气体压强变大，p＝p0＋h，上移A管保持体积不变；浸在冷水中，温度降低气体压强变小，p＝p0－h，下移A管保持体积不变。

二、非选择题(共24分)

7．(10分)如图所示，某同学用吸管吹出一球形肥皂泡，开始时，气体在口腔中的温度为37 ℃，压强为1.1标准大气压，吹出后的肥皂泡体积为0.5 L，温度为0 ℃，压强近似等于1标准大气压。则这部分气体在口腔内的体积是多少呢？

答案：0.52 L

解析：T1＝273＋37 K＝310 K，T2＝273 K

由理想气体状态方程＝

V1＝＝ L≈0.52 L

8．(14分)如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内。在气缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105 Pa为大气压强)，温度为300 K。现缓慢加热气缸内气体，当温度为330 K，活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时，活塞上升了4 cm。g取10 m/s2求：

(1)活塞的质量；

(2)物体A的体积。

答案：(1)4 kg　(2)640 cm3

解析：(1)设物体A的体积为ΔV。

T1＝300 K，p1＝1.0×105 Pa，V1＝60×40－ΔV

T2＝330 K，p2＝ Pa，V2＝V1

T3＝360 K，p3＝p2，V3＝64×40－ΔV

由状态1到状态2为等容过程＝

代入数据得m＝4 kg。

(2)由状态2到状态3为等压过程＝

代入数据得ΔV＝640 cm3。