高中人教版 (2019)3 气体的等压变化和等容变化达标测试

这是一份高中人教版 (2019)3 气体的等压变化和等容变化达标测试，共18页。试卷主要包含了请注意保持试卷的整洁等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请注意保持试卷的整洁
一、单选题（共20分）
1．（本题2分）如图为一定质量的理想气体的图像，从状态沿直线变化到状态，气体的（ ）
A．体积逐渐增大B．体积逐渐减小
C．分子平均动能增大D．分子平均动能减小
2．（本题2分）如图所示，竖直放置的两端开口的U形管，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。现将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）（ ）
A．空气柱的长度不变
B．空气柱的压强不变
C．水银柱b左边液面要上升
D．水银柱b的两个水银面的高度差h变大
3．（本题2分）如图所示，一试管开口向下浸没在水中处于平衡状态，若将容器中的水取走一部分，则试管的运动情况将（ ）
A．加速上升B．加速下降C．仍在原处平衡D．上、下振动
4．（本题2分）如图所示， A、B两点代表一定质量的理想气体的两个不同状态，状态A的温度为TA，状态B的温度为TB。由图可知（ ）
A．TB＝2TA
B．TB＝4TA
C．TB＝6TA
D．TB＝8TA
5．（本题2分）如图所示，图上的abc表示一定质量理想气体的状态变化过程，这一过程在图上的图线应是图中的（ ）
A．B．
C．D．
6．（本题2分）一定量的理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程．其中的延长线通过原点，垂直于且与轴平行，和平行．则气体在（ ）
A．过程中体积不断减小B．过程中体积保持不变
C．过程中内能保持不变D．过程中内能不断减少
7．（本题2分）如图所示，一定质量的理想气体用质量可忽略的活塞封闭在导热性能良好的汽缸中，活塞的密封性良好。将汽缸的底部悬挂在天花板上，用一段轻绳将活塞和质量为的物体拴接在一起，物体置于水平面上，开始轻绳刚好绷紧但无作用力。已知活塞与汽缸底部的间距为，活塞的横截面积为，外界环境的压强为，温度为，忽略一切摩擦，重力加速度。降低环境温度，当物体与水平面之间的弹力恰好为零时环境温度为（ ）
A．300KB．370KC．330KD．400K
8．（本题2分）如图，内壁光滑的汽缸中有一个活塞，活塞下方封闭有一定量的理想气体。开始时活塞处于平衡状态，气体状态为a．现给活塞下方的气体加热，使活塞缓慢移动到汽缸顶部并被挡住；继续加热一段时间后，气体达到状态b．在气体外a状态到b状态的过程中，下列描述气体状态变化的压强~体积（p~V）图像正确的是（ ）
A．B．C．D．
9．（本题2分）如图，一定质量的某种理想气体，由状态A沿直线AB变化到状态B，A、C、B三点所对应的热力学温度分别记为TA、TC、TB，在此过程中，气体的温度之比TA∶TB∶TC为（ ）

A．1∶1∶1B．1∶2∶3
C．3∶3∶4D．4∶4∶3
10．（本题2分）在一个空的小容积易拉罐中插入一根两端开口、粗细均匀的透明玻璃管，接口用蜡密封，在玻璃管内有一段长度为4cm的水银柱，构成一个简易的“温度计”。如图所示，将“温度计”竖直放置，当温度为7℃时，罐外玻璃管的长度L为44cm，水银柱上端离管口的距离为40cm。已知当地大气压强恒定，易拉罐的容积为，玻璃管内部的横截面积为，罐内气体可视为理想气体，使用过程中水银不溢出．该“温度计”能测量的最高温度为（ ）
A．47℃B．52℃C．55℃D．60℃
二、多选题（共15分）
11．（本题3分）如图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用腊密封，在吸管内引入一小段长度可以忽略的油柱，不计大气压强的变化，这就是一个简易的气温计。已知罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为，吸管的有效长度为20cm，已知此装置能测量的最低温度为27℃，标准大气压为，以下说法正确的是（ ）
A．此温度计的刻度是均匀的
B．此温度计能够测量的最高温度为58℃
C．温度每升高1℃，罐内气体对外做功0.02J
D．将罐正立放置仍可用相同的原理测温
12．（本题3分）如图所示，容器A和容器B分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管相通，管内有一段水银柱将两种气体隔开，当氢气的温度为0 ℃， 氧气温度是20 ℃时，水银柱静止。下列说法正确的是（ ）
A．两气体均升高温度20℃时，水银柱向右边移动
B．两气体均升高温度20℃时，水银柱向左边移动
C．如果将容器在竖直平面内缓慢逆时针转动90°，保持各自温度不变（水银全部在细管中），现让温度都升高10℃，则水银柱向下移动
D．如果将容器在竖直平面内缓慢逆时针转动90°，保持各自温度不变（水银全部在细管中），现让温度都升高10℃，则水银柱向上移动
13．（本题3分）关于一定量的气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体的温度升高时，气体分子在单位时间内作用在器壁面积上的力一定增大
E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
14．（本题3分）对一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )
A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大
B．温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小
C．压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小
D．温度升高，压强和体积都可能不变
15．（本题3分）如图，一质量为60 kg的同学表演“轻功”，他将4只充满气的相同气球平放在木板上，气球上放一轻质塑料板，在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中（球内气体温度可视为不变），则球内气体（ ）
A．压强变大
B．压强变小
C．体积变大
D．体积变小
三、填空题（共15分）
16．（本题3分）如图所示,密封的 U 形管中装有水银,左右两端都封有空气,两水银面的高度差为 h,则 端（填“左”或“右”）气体压强较大．若把 U 形管竖直浸没在热水中,高度差 h 将 (填“增大”、“减小” 或“不变”)
17．（本题3分）新买的冰箱在第一次通电后一段时间，首次打开冰箱门会发现门比较紧，产生这种现象的原因是：冰箱工作后，随着温度下降，腔体内气体压强 （选填“大于”、“小于”或“等于”）外界压强；腔体内气体的分子平均动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
18．（本题3分）某同学记录2021年3月10日教室内温度如下：
教室内气压可认为不变，则当天15:00与9:00相比，教室内空气密度 （选填“增大”“不变”或“减小”），单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数 （选填“增加”“不变”或“减少”）。
19．（本题3分）如图所示为某一定质量的气体作等压变化的图线，图中B点的对应的值是 ，的物理意义是 ，其值为 。A点的物理意义是 。
20．（本题3分）如图为医院给病人输液的部分装置，在输液过程中，瓶中上方A处气体的压强将随液面的下降而 （选填“增大”“减小”或“不变”），B处药液的下滴速度将 （选填“变快”“变慢”或“不变”）．
四、解答题（共50分）
21．（本题10分）一定质量理想气体的体积V与热力学温度T的关系如图所示，气体在状态A的压强为pA=1.5p0，温度TA=1.5T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点。求：
(1)B点的压强pB：
(2)气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为50J，则该过程中吸收的热量Q；
(3)状态C的温度Tc。
22．（本题10分）U形管的两支管A、B和水平管C都是由内径均匀的细玻璃管做成的，它们的内径与管长相比都可忽略不计。已知三部分的截面积分别为，在C管中有一段空气柱，两侧被水银封闭。当温度为时，空气柱长为（如图所示），C中气柱两侧的水银柱长分别为，A、B两支管都很长，其中的水银柱高均为。大气压强保持为不变，不考虑温度变化时管和水银的热膨胀。（结果均保留两位有效数字）
（1）若缓慢向A管中加入水银，求当A管中加入多少体积的水银后，C管中右端长为b=3.0cm的水银恰好全部升至B管中？
（2）若给气柱中的空气缓慢加热，试求空气柱温度缓慢升高到时空气的体积。
23．（本题10分）图中甲为气压升降椅，乙为其核心部件模型简图。活塞与椅面的总质量为m，活塞横截面积为S，气缸内封闭一定质量的理想气体，稳定时气柱长度为L，该气缸导热性能良好，忽略一切摩擦。某同学盘坐在椅面上，稳定后缸内气柱长为。已知大气压强为，室内温度为，重力加速度为g，求：
（1）该同学的质量M；
（2）该同学坐稳后，室内气温缓慢上升至，该过程缸内气体对外界做功W。
24．（本题10分）我国“天问一号”探测器成功着陆火星，使人类移居火星成为了可能。设想人们把一个汽缸带到了火星表面，如图所示，汽缸开口向上竖直放置，活塞的质量为，活塞横截面积为，活塞与汽缸间密闭了一定质量的火星气体（可以看作理想气体），汽缸导热性能良好，活塞与汽缸之间摩擦不计，且不漏气。当气温为时，活塞静止于距汽缸底部处；当火星表面该处气温达到最低气温时，活塞又下降了，重新静止。摄氏温度与热力学温度的关系为，取火星表面的重力加速度。
（1）火星表面该处的最低气温是多少摄氏度？
（2）当气温为时，让汽缸开口向下竖直静置，此时活塞静止于距汽缸底部处（未脱离汽缸），求汽缸所在处的大气压强。
25．（本题10分）左端用导热性良好的材料封闭、右端开口的粗细均匀的U形管竖直放在水平桌面上，在U形管里面有两个与U形管间密封性良好、厚度不计、之间无摩擦的活塞m1=0.2kg，m2=0.5kg，其中m2与劲度系数为100N/m的弹簧栓接，弹簧下端固定在U形管底部。管中理想气体被分成①②③三部分，其中第②部分内部有一电热丝，如图所示。已知U形管（封闭端除外）和两个活塞均是绝热的、活塞面积为。刚开始时弹簧压缩量为；第①部分气体体积为；第②部分气体体积为、温度为；外界大气压为，外界温度不发生改变；U形管右端部分足够高。现通过电热丝对第②部分气体缓慢加热，直至弹簧恢复原长，重力加速度g取10m/s2。
(1)弹簧刚恢复原长时第②部分气体压强；
(2)弹簧刚恢复原长时m1活塞上升的高度及第②部分气体温度。
题号
一
二
三
四
总分
得分
时刻
6:00
9:00
12:00
15:00
18:00
温度
12 ℃
15 ℃
18 ℃
23 ℃
17 ℃
参考答案：
1．B
【详解】AB．从状态a沿直线变化到状态b，温度不变，压强变大，根据PV=C可知体积减小，选项A错误，B正确；
CD．温度不变，分子的平均动能不变，选项CD错误；
故选B.
2．B
【详解】B．空气柱的压强，其中为a水银柱的高度，由于的大小不变，故空气柱的压强不变，故B正确；
A．被封闭气体做等压变化，由于气体温度升高，根据盖—吕萨克定律可得，气体的体积增大，故空气柱的长度增大，故A错误；
CD．被封闭气体的压强可知，h不变，水银柱b的两个水银面的高度差h不变，水银柱b左边液面不变，故CD错误。
故选B。
3．A
【详解】试管悬浮，管内封住空气的质量可以忽略，则
将容器中的水取走一部分，水面下降，根据
可知管内封住空气的压强变小，根据
温度不变，这时管内封住空气的体积变大，则排开水的体积变大
试管受到的浮力将变大，而试管的重力不变，此时试管受到浮力大于重力，试管上浮。
故选A。
4．C
【详解】由图可知，A点的压强为2，体积为1；B点的压强为3，体积为4；则由
得
故选C。
5．C
【详解】由图线可知，气体由到过程，气体压强增大、温度升高，压强与温度成正比，由理想气体状态方程可知，气体体积不变；到过程气体温度不变而压强减小，由玻意耳定律可知气体体积增大；由此可知，由到过程气体体积不变而压强增大，由到过程压强减小、体积增大。由此可知，选项C所示图线符合气体状态变化过程。
故选C。
6．D
【详解】A．从p-T图像知道ab过程中，温度不变，压强减小，根据气体状态方程
所以体积不断增加，故A错误；
B．根据
可知
可知，因d点与O点连线的斜率大于a点与O点连线的斜率，可知d点对应的体积小于a点的体积，故B错误；
C．cd过程中，压强不变，温度降低，则内能减小，故C错误；
D．气体在bc过程中，温度降低，内能减小，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】设物体与水平面之间的弹力恰好为零时，绳的拉力为F，由力的平衡条件得
对物体有
解得
缸内气体做等容变化，根据查理定律有
其中
解得
故A正确。
8．A
【详解】设大气压为p0，活塞质量为m，横截面积为S，封闭气体压强
由p、m、s都不变，活塞升高汽缸顶部前气体压强p不变，对气体加热，气体温度升高而压强不变，由理想气体状态方程可知，气体体积V变大，当活塞升到汽缸顶部倍挡住后，对气体加热时，气体体积不变而温度升高，由理想气体状态方程可知，气体压强增大，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．C
【详解】根据理想气体物态方程
一定质量的理想气体，m、M、R为定值，由上式可得
故选C。
10．A
【详解】当温度为
时，被封闭气体的体积为，当“温度计”测量的温度最高为
由盖—吕萨克定律可得
解得
故选A。
11．AD
【详解】A．根据盖—吕萨克定律可知，空气的体积和温度成正比，即
所以温度的变化量与距离的变化量成正比，则吸管上的温度刻度分布均匀，故A正确；
B．根据
即
解得最高可测温度
t1=31℃
选项B错误；
C．根据
可得

选项C错误；
D．将罐正立放置时，罐内的气体仍进行等压变化，即仍可用相同的原理测温，选项D正确。
故选AD。
12．AD
【详解】AB.假设两个容器体积不变，根据查理定律
可知两气体均升高温度20℃时，氢气压强的增加量
氧气压强的增加量
可知两气体均升高温度20℃时，氢气压强的增加量大于氧气压强的增加量，所以水银柱向右边移动，故A正确，B错误；
CD．如果将容器在竖直平面内缓慢逆时针转动90°，稳定时氢气的压强大于氧气，假设两个容器体积不变，根据查理定律
现让温度都升高10℃，氢气压强的增加量
氧气压强的增加量
初始时氢气的压强大于氧气，可知两气体均升高温度10℃时，氢气压强的增加量大于氧气压强的增加量，所以水银柱向上边移动，故D正确，C错误。
故选AD。
13．ABE
【详解】A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，A正确；
B．温度是气体分子热运动剧烈程度的宏观表现，故只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低，B正确；
C．在完全失重的情况下，分子运动不停息，对容器壁的压强不为零，C错误；
D．温度升高时，若气体的体积增大时，分子的密集程度降低，气体分子在单位时间内作用在器壁面积上的力不一定增大，D错误；
E．气体在等压膨胀过程中，据
可知，温度一定升高，E正确。
故选ABE。
14．AB
【详解】A. 体积不变，压强增大时，根据气态方程PV/T=C可知，温度升高，所以气体分子的平均动能一定增大，故A正确；
B. 温度不变，压强减小时，根据气态方程PV/T=C可知，体积变大，所以气体的密度一定减小，故B正确；
C. 压强不变，温度降低时，根据气态方程PV/T=C可知，体积减小，所以气体的密度一定增大，故C错误；
D. 温度升高，根据气态方程PV/T=C可知，PV的乘积变大，压强和体积不可能都不变，故D错误．
故选AB.
15．AD
【详解】这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体体积减小，温度不变，根据气体状态方程
得压强增大。
故选AD。
16． 右 增大
【详解】[1]根据题意可知，右端气体压强较大，比左端气体压强大 ；
[2]假设水银不动，左右两部分气体都将等容变化，根据初态时两边温度相等，但右侧气体的压强大，根据气体的状态方程可得：
得：
由于初态时两边温度相等，但右侧气体的压强大，升高相同的温度的时候，右侧的压强增加的多，所以右侧的气体体积变大，水银的高度差增大．
17． 小于 变小
【详解】[1]根据气体的气态方程
故随着温度下降，腔体内气体压强小于外界的压强；
[2]由于温度下降，故腔体内气体的分子平均动能变小。
18． 减小 减少
【详解】[1]压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此教室内的空气质量将减少，体积不变，则密度减小；
[2]空气分子的平均动能增大，教室内气体分子密度减小，教室内气压不变，根据气体压强的微观意义可知，单位时间内碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少。
19． ℃ 升（降）单位温度所增（减）的体积 0℃时气体的体积
【详解】[1] 图中B点的对应的值是℃。
[2][3] 的物理意义是升（降）单位温度所增（减）的体积，由图可知
[4] A点的物理意义是0℃时气体的体积。
20． 增大 不变
【详解】[1]瓶A中上方气体的压强为外界大气压与瓶A中的液体产生的压强差，瓶A中的液体面下降，液体产生的压强就减小，所以瓶A中上方气体的压强会增大；
[2]进气管处的压强为大气压强，不变化，进气管到滴壶B之间的液柱高度不变，所以滴壶B中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的，所以药液的下滴速度将不变。
21．(1)；(2)50J；(3)
【详解】(1)由A到B是等温变化：由玻意耳定律知
解得
(2)由A到B是等温变化，理想气体内能不变，
则由热力学第一定律知，吸收的热量
(3)由B到C为等压变化
由盖吕萨克定律
解得
22．（1）cm3；（2）
【详解】（1）在温度为时，气柱中的空气的压强和体积分别为
向A管加入水银到C管中b的水银柱恰好进入B管，此时气体的压强为
=90cmHg
设此时空气柱长度为，则气体体积
加水银的过程中温度不变，由玻意耳定律
解得
所以加入的水银体积为
（2）当气柱中空气的温度升高时，气柱两侧的水银将被缓慢压入A管和B管。
设温度升高到T时，气柱右侧水银刚好全部压到B管中，使管中水银高度增大
=2cm
由此造成气柱中空气体积的增大量为
与此同时，气柱左侧的水银也有一部分进入A管，进入A管的水银使A管中的水银高度也应增大，使两支管的压强平衡，由此造成气柱空气体积增大量为
所以，当温度为T时空气的体积和压强分别为
由状态方程知
由以上各式，代入数据可得
此值小于题给的最终温度，所以温度将继续升高。
从这时起，气柱中的空气作等压变化。
当温度到达T时，气柱体积为
代入数据可得
23．（1）；（2）
【详解】（1）人坐上椅子，缸内压强由变为，环境温度不变，气缸导热，所以气体做等温压缩变化，根据玻意耳定律可得
人坐上椅子以前，以活塞和椅面整体为对象，根据平衡条件可得
人坐上椅子稳定以后，以活塞、椅面和人整体为对象，根据平衡条件可得
解得
（2）室内气温缓慢上升至的过程，气体等压膨胀，设末态气柱的高度为，根据盖—吕萨克定律有
解得
因为气体膨胀，所以气体对外做正功
解得
24．（1）；（2）
【详解】（1）当气温为
即
时，体积
压强
当温度最低时，设为，体积
压强
可知为等压变化，由盖—吕萨克定律
代入数据解得
（2）当气温为
即
时，体积
压强
温度不变，让汽缸开口向下竖直静置时，体积
设压强为，则
温度不变为，由玻意耳定律得
代入数据联立解得
25．(1)；(2)10cm，1080K
【详解】(1)设弹簧刚恢复原长时，第②部分气体压强为，对m2进行受力分析，可得平衡方程
解得
(2)设第①部分气体初始压强为，弹簧刚恢复原长时的压强为；设第②部分气体初始压强为，初始时，对活塞m1列平衡方程有
初始时，对活塞m2列平衡方程有
弹簧恢复原长时，对活塞m1列平衡方程有
从初始到弹簧恢复原长，①部分气体发生的是等温变化，设活塞上升的高度为，由玻意耳定律可列方程
从初始到弹簧恢复原长，对第②部分气体应用理想气体状态方程
联立可得