高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 气体的等温变化课时练习

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 气体的等温变化课时练习，共13页。

1. （2022春·吉林长春·高二长春十一高阶段练习）某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。关于该实验的操作，下列说法正确的是（ ）
A．柱塞上涂油的目的是为了减小摩擦，便于推拉柱塞
B．柱塞与注射器之间的摩擦会影响压强的测量
C．为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞
D．实验中，探究体积与压强的关系时，不需要测量柱塞的横截面积
2．（2022秋·江苏常州·高三期末）探究气体等温变化规律的实验装置，如图所示。空气柱的长度由刻度尺读取、气体的压强通过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取。为得到气体的压强与体积关系，下列做法正确的是（ ）
A．柱塞上涂油是为了减小摩擦力B．改变气体体积应缓慢推拉柱塞
C．推拉柱塞时可用手握住注射器D．实验前应测得柱塞受到的重力
3．（2022·全国·高三专题练习）小楷同学在做“用DIS研究温度不变时气体的压强与体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐变小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。下列说法中正确的是（ ）
A．实验过程中在注射器内壁涂油主要是为了减小摩擦
B．现有5mL和20mL的注射器，要使注射器在较小的推力时传感器示数能有明显的变化，应该选用20mL的注射器
C．在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和外界的大气压
D．现有20mL和50mL的注射器，作出的p−1V图像不过原点，选用50mL的注射器可以减小误差
4．(2022江苏泰州模拟)在“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时,缓慢推动活塞,注射器内空气体积逐渐减小,多次测量得到注射器内气体压强p、体积V变化的p-V图线,如图所示(其中实线是实验所得图线,虚线为一条双曲线,实验过程中环境温度保持不变),发现该图线与玻意耳定律明显不合,造成这一现象的原因可能是( )
A.实验时用手握住注射器
B.实验时迅速推动活塞
C.注射器没有保持水平
D.推动活塞过程中有气体泄漏
题组二 气体的等温变化规律
5．(气体的等温变化)(多选)一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有( )
A．分子的平均速率 B．单位体积内的分子数
C．气体的压强 D．分子总数
6．（2022·浙江宁波·镇海中学模拟预测）如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 ( )
A．体积不变，压强变小
B．体积变小，压强变大
C．体积不变，压强变大
D．体积变小，压强变小
7．（2022·高三课时练习）（多选）如图所示，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，下图中能正确描述一定质量的气体发生等温变化的是（ ）
A． B． C． D．
8．（2022·全国·高三专题练习）（多选）如图所示是一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中（ ）
A．从A到B的过程温度升高
B．从B到C的过程温度升高
C．从A到B再到C的过程温度先降低再升高
D．A、C两点的温度相等
9.（2022·高三课时练习）一定质量的某种气体状态变化的p−V图像如图所示，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列关于气体的温度和分子平均速率的变化情况的说法错误的是（ ）
A．都一直保持不变B．温度先升高后降低
C．温度先降低后升高D．平均速率先增大后减小
10．(多选)如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，下列说法正确的是( )
A．D→A是一个等温过程
B．A→B是一个等温过程
C．TA>TB
D．B→C过程中，气体体积增大、压强减小、温度不变
11．（2023·全国·高三专题练习）如图，封有空气的玻璃瓶开口向下静置于恒温水中。将其缓慢往下压了一小段距离，此过程中气体的质量保持不变。不考虑气体分子间的相互作用，则能反映瓶内气体状态变化的图像是（ ）
A． B． C． D．
12．（2022·全国·高三专题练习）（多选）如图为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有（ ）
A．tA=tBB．tB=tC
C．tC>tDD．tD>tA
2.2.1气体的等温变化 分层作业
题组一 探究气体等温变化的规律
1. （2022春·吉林长春·高二长春十一高阶段练习）某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。关于该实验的操作，下列说法正确的是（ ）
A．柱塞上涂油的目的是为了减小摩擦，便于推拉柱塞
B．柱塞与注射器之间的摩擦会影响压强的测量
C．为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞
D．实验中，探究体积与压强的关系时，不需要测量柱塞的横截面积
【答案】D
【详解】A．在柱塞上涂油的目的即是为了减小摩擦，也是为了避免漏气，故A错误；
B．因为有压力表测量气体的压强，则柱塞与注射器之间的摩擦对气体压强的测量无影响，故B错误；
C．手握紧注射器会改变气体的温度，不符合实验条件，故C错误；
D．实验中要验证p1V1=p2V2
由于快速推拉柱塞前后柱塞横截面积不变，因此只需验证p1L1=p2L2
无需测量柱塞的横截面积，故D正确。故选D。
2．（2022秋·江苏常州·高三期末）探究气体等温变化规律的实验装置，如图所示。空气柱的长度由刻度尺读取、气体的压强通过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取。为得到气体的压强与体积关系，下列做法正确的是（ ）
A．柱塞上涂油是为了减小摩擦力B．改变气体体积应缓慢推拉柱塞
C．推拉柱塞时可用手握住注射器D．实验前应测得柱塞受到的重力
【答案】B
【详解】A．柱塞上涂油是为了防止漏气，并不是为了减小摩擦力，A错误；
B．实验中为了使气体能够做等温变化，改变气体体积应缓慢推拉柱塞，B正确；
C．用手握住注射器，会使气体温度变高，C错误；
D．实验前应测量柱塞的横截面积，并不是测量重力，这样才能得到空气柱的体积，D错误。故选B。
3．（2022·全国·高三专题练习）小楷同学在做“用DIS研究温度不变时气体的压强与体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐变小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。下列说法中正确的是（ ）
A．实验过程中在注射器内壁涂油主要是为了减小摩擦
B．现有5mL和20mL的注射器，要使注射器在较小的推力时传感器示数能有明显的变化，应该选用20mL的注射器
C．在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和外界的大气压
D．现有20mL和50mL的注射器，作出的p−1V图像不过原点，选用50mL的注射器可以减小误差
【答案】D
【详解】A．在实验中，要保证气体的质量不变，所以实验过程中在注射器内壁涂油主要是为了防止漏气，故A错误；
B．根据压强的计算公式可得p=FS
容积越大的注射器截面积越大，在施加相同压力的情况下，压强变化较小，要使注射器在较小的推力时传感器示数能有明显的变化，应该选用5mL的注射器，故B错误；
C．在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和封闭气体的质量，与外界气体的压强无关，故C错误；
D．现有20mL和50mL的注射器，作出的p−1V图像不过原点，在绝对误差一定的情况下，体积越大、相对误差越小，故选用50mL的注射器可以减小误差，故D正确。故选D。
4．(2022江苏泰州模拟)在“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时,缓慢推动活塞,注射器内空气体积逐渐减小,多次测量得到注射器内气体压强p、体积V变化的p-V图线,如图所示(其中实线是实验所得图线,虚线为一条双曲线,实验过程中环境温度保持不变),发现该图线与玻意耳定律明显不合,造成这一现象的原因可能是( )
A.实验时用手握住注射器
B.实验时迅速推动活塞
C.注射器没有保持水平
D.推动活塞过程中有气体泄漏
【答案】D
【详解】由图像的特点可知压缩气体过程中p与V的乘积减小,所以造成这一现象的原因可能是实验时注射器的空气向外泄漏,A、B、C错误,D正确。
题组二 气体的等温变化规律
5．(气体的等温变化)(多选)一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有( )
A．分子的平均速率 B．单位体积内的分子数
C．气体的压强 D．分子总数
【答案】BC
【详解】等温变化过程中，温度不变，则分子的平均动能不变，所以分子的平均速率不变，p、V发生相应的变化，单位体积内的分子数也随之发生相应变化，但分子总数不变，故B、C正确，A、D错误。
6．（2022·浙江宁波·镇海中学模拟预测）如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 ( )
A．体积不变，压强变小
B．体积变小，压强变大
C．体积不变，压强变大
D．体积变小，压强变小
【答案】B
【详解】试题分析：由于气体温度不变，属于等温变化，水位升高，封闭气体的体积减小，根据理想气体状态方程PV=C（C为定值），压强增大，故B正确．
7．（2022·高三课时练习）（多选）如图所示，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，下图中能正确描述一定质量的气体发生等温变化的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】AB
【详解】A．A图中可以直接看出温度不变，故A正确；
B．B图说明p∝1V即pV乘积为常量，是等温过程，故B正确；
C．C图是双曲线的一支，但横坐标是温度，温度在变化，故不是等温线，故C错误；
D．D图的p－V图线不是双曲线，故也不是等温线，故D错误。故选AB。
8．（2022·全国·高三专题练习）（多选）如图所示是一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中（ ）
A．从A到B的过程温度升高
B．从B到C的过程温度升高
C．从A到B再到C的过程温度先降低再升高
D．A、C两点的温度相等
【答案】AD
【详解】A．作出过B点的等温线如图所示，可知TB>TA=TC
故从A到B的过程温度升高，A正确；
B．从B到C的过程温度降低，B错误；
C．从A到B再到C的过程温度先升高后降低，C错误；
D．A、C两点在同一等温线上，温度相同，D正确。
故选AD。
9.（2022·高三课时练习）一定质量的某种气体状态变化的p−V图像如图所示，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列关于气体的温度和分子平均速率的变化情况的说法错误的是（ ）
A．都一直保持不变B．温度先升高后降低
C．温度先降低后升高D．平均速率先增大后减小
【答案】AC
【详解】根据题意，由图像可知pAVA=pBVB
则A、B两状态的温度相等，在同一等温线上，可在p－V图像上作出几条等温线，如图所示
由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小。本题选说法错误的，故选AC。
10．(多选)如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，下列说法正确的是( )
A．D→A是一个等温过程
B．A→B是一个等温过程
C．TA>TB
D．B→C过程中，气体体积增大、压强减小、温度不变
【答案】AD
【详解】若p－eq \f(1,V)图像是过原点的一条直线，则说明气体发生等温变化，故D→A是一个等温过程，A正确；A到B过程温度升高，B、C错误；B→C是一个等温过程，V增大，p减小，D正确．
11．（2023·全国·高三专题练习）如图，封有空气的玻璃瓶开口向下静置于恒温水中。将其缓慢往下压了一小段距离，此过程中气体的质量保持不变。不考虑气体分子间的相互作用，则能反映瓶内气体状态变化的图像是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】由题意可知气体经历等温变化，且压强增大，体积减小，根据玻意耳定律可知p与V的乘积不变，即p-V图像应为双曲线的一支，p−1V图像应为过原点的倾斜直线，故ABD错误，C正确。故选C。
12．（2022·全国·高三专题练习）（多选）如图为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有（ ）
A．tA=tBB．tB=tC
C．tC>tDD．tD>tA
【答案】AD
【详解】AC．根据等温线的定义可知tA=tB
tC=tD
故A正确，C错误；
B．由图可知VB=VC
pC>pB
一定质量的气体，体积相同时，分子数密度相同，气体的温度越高，分子平均速率越大，则压强越大，所以tC>tB，故B错误；
D．因为tA=tB
tC=tD
tC>tB
所以tD>tA，故D正确。故选AD。