第二章第3节课时2气体的等容变化基础练习（Word版含答案）.docx

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1、2021新教材版选择性必修第三册 第二章 第3节 课时2 气体的等容变化 基础练习一、多选题1如图所示，一竖直放置的气缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，单向阀门只能向下开启；气室1内气体压强为2p0，气室2内气体压强为p0，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与气缸间无摩擦，气缸导热性能良好。现在活塞上方缓慢放质量为m的细砂，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A若，活塞下移B若，活塞下移C若，气室1内气体压强为3p0D若，气室1内气体压强为3p02如图，是一定质量的理想气体在两个不同体积状态下的等容变化图像，下列说法正确的是Aa点对应的气体状态其体积大于b点对应的气

2、体体积Ba点对应的气体分子密集程度大于b点的分子密集程度CD由状态a沿直线ab到状态b，气体从外界吸收热量3如图所示为一定质量的理想气体状态变化时的pT图像，由图像可知（ ）A该气体的体积先增大后不变B该气体分子的平均动能一直变大C该气体的内能先变大后变小D该气体分子的密集程度一直增大E.该气体一直从外界吸热二、单选题4如图中，b的图是双曲线的一支，正确表示一定质量理想气体的等温变化过程的图线是图（ ）ABCD5水平放置、两端封闭的玻璃管中间有一段水银柱，A、B是管中的两部分气体。在初始状态，处于平衡。现在对玻璃管均匀加热，则（）A水银柱将向右移动B水银柱将向左移动C水银柱将不移动D水银柱将往

3、复振动6如图所示，一块质量可忽略不计的足够长的轻质绝缘板，置于光滑水平面上，板上放置A、B两物块，质量分别为、，与板之间的动摩擦因数均为。在水平面上方有水平向左的匀强电场，场强。现将A、B带上电荷，电荷量分别为C、，且保持不变。重力加速度g取。则带电后A、B的运动状态是（）AA、B都以的加速度向右运动BA静止不动，B以的加速度向右运动CA以的加速度向左运动，B以的加速度向右运动DA以的加速度向左运动，B以的加速度向右运动7一定质量的气体，温度由升高到117，若保持体积不变，它的压强的增加量是原来压强的（ ）ABCD8如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为m的

4、小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是()A小车静止时，Fmgsin ，方向沿杆向上B小车静止时，Fmgcos ，方向垂直于杆向上C小车向右以加速度a运动时，一定有FD小车向左匀速运动时，Fmg，方向竖直向上三、解答题9在一圆形竖直管道内封闭有理想气体，用一固定绝热活塞K和质量为m的可自由移动的绝热活塞A将管内气体分割成体积为13两部分，温度均为T0300K，活塞K上部气体压强为P01.0105Pa，活塞A重力产生的压强（S为活塞A的横截面积）。现保持K下部分气体温度不变，只对上部分气体缓慢加热，当活塞A移动到水平位置点B时（不计摩擦）。求：下部分气体的压强；上部分气体的温度。10带

5、有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体气体开始处于状态A，由过程AB到达状态B，后又经过过程BC到达状态C，如图所示设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为pA、VA和TA在状态B时的体积为VB，在状态C时的温度为TC(1)求气体在状态B时的温度TB；(2)求气体在状态A的压强pA与状态C的压强pC之比11如图所示，U型玻璃细管竖直放置，水平细管与U型细管底部相连通，各部分细管内径相同。此时U型玻璃管左.右两侧水银面高度差为，C管水银面距U型玻璃管底部距离为，水平细管内用小活塞封有长度的理想气体A，U型管左管上端封有长的理想气体B，右管上端开口与大气相通，现将活塞缓慢向右压，使U型玻璃管左、右两侧

6、水银面恰好相平（已知外界大气压强为，忽略环境温度的变化，水平细管中的水银柱足够长），求：此时气体B的气柱长度；此时气体A的气柱长度。12一定质量的理想气体，在初始状态A时，体积为，压强为，温度为。该理想气体从状态A经由一系列变化，最终返回到原来状态A，其变化过程的图，如图所示。其中CA延长线过坐标原点，B、A点在同一竖直线上。求：(1)该理想气体在状态B时的压强；(2)该理想气体从状态B经由状态C回到状态A的过程中，气体向外界放出的热量；(3)若气体在A状态时的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则气体单位体积内分子数n为多少？13如图甲所示为一足够长的导热性能良好的汽缸，用一质量为m10

7、 kg、厚度不计的活塞封闭一定质量的理想气体，当环境温度为t16 时封闭的气柱长度为10 cm，忽略活塞与汽缸之间的摩擦已知外界大气压强为p01.0105 Pa，活塞的面积为S50 cm2，重力加速度g10 m/s2.若将汽缸按如图乙所示的方式悬吊，气柱的长度为多少？在情况下，改变环境温度，当气柱的长度为20 cm时环境的温度为多少？14如图所示，一根粗细均匀、长的细玻璃管开口朝下竖直放置，玻璃管中有段长的水银柱，上端封闭了一段长的空气柱，外界大气温度为27，外界大气压强恒为.现将玻璃管缓慢旋转至开口竖直向上，若空气柱可以看作理想气体，求：（1）开口竖直向上时，封闭空气柱的长度；（2）再对B端

8、缓慢加热，封闭气柱温度为多少开时，水银柱上端恰好上升到管口处.15某农用喷雾装置简化图如图所示，按下左侧活塞，使空气经进气管压入密闭水桶内，从而将桶中的水从出口压出，进气管体积忽略不计。开始时桶内气体的体积，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。出水管内气体和水的体积均忽略不计，水桶的横截面积。已知水的密度，外界大气压强，取重力加速度大小，整个过程中气体可视为理想气体且温度保持不变。现将活塞按下压入空气，则：(1)若要将桶中水从出水口压出，求压入桶中的空气在外界环境下体积的最小值；(2)若通过左侧的压气装置将的外界空气压入桶中，求从出水口流出的水的体积。16如图a

9、所示，总长L=40 cm的粗细均匀的直玻璃管水平放置，用长为20 cm的水银柱封闭一定质量的理想气体，气体长度为16 cm环境温度为t1=7，大气压强p0=75 cmHg求：()保持外界大气压强不变，缓慢升高环境温度，当环境温度升高到t2时，水银柱到达管口，求t2（）的大小；()保持外界大气压强p0、环境温度为t2不变的情况下，将玻璃管缓慢转至竖直开口向下，如图b所示，稳定后管中水银柱的长度17如图所示，一定质量的理想气体，处在A状态时，温度为tA=37C，气体从状态A等容变化到状态M，再等压变化到状态B，A、M、B的状态参量如图所示求：状态B的温度；从A到B气体对外所做的功（取1atm=1.

10、0105Pa）试卷第7页，共7页参考答案1AD【详解】AC若，对活塞AB有解得单向阀未打开，所以气室2内的气体质量不变，气室1内气体质量不变，压强也不变。根据玻意耳定律得解得所以活塞下移。A正确，C错误；B若，对活塞AB有解得单向阀未打开，所以气室2内的气体质量不变，气室1内气体质量不变，压强也不变。根据玻意耳定律得解得所以活塞下移B错误；D若，对活塞AB有解得单向阀打开，如果气室2的气体未完全进入气室1，则有解得假设不成立，所以气体完全进入气室1，则有解得D正确。故选AD。2BCD【详解】根据理想气体状态方程，变形得：，P-T图象斜率越大对应体积V越小，即a的体积小于b的体积，则a点对应的气

11、体分子密集程度大于b点的分子密集程度，故A错误，B正确；根据理想气体状态方程，一定质量的理想气体状态方程为常数，即气体在状态a点时的值等于气体在状态b时的值，故C正确；由状态a沿直线ab到状态b，温度不变内能不变，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，故D正确所以BCD正确，A错误3ABE【详解】AD根据可得，由图可得，图上各点与原点连线的斜率先减小后不变，则该气体的体积先增大后不变，该气体分子的密集程度先减小后不变，选项A正确，选项D错误；BC该气体的温度一直升高，该气体分子的平均动能一直变大，理想气体的内能仅与温度有关，该气体的内能一直变大，选项B正确，选项C

12、错误；E第一个过程，对外做功，而内能增大，气体从外界吸热，第二个过程，内能增大，不对外做功，气体从外界吸热，选项E正确。故选ABE。4B【解析】【详解】由A图知：p/TC不变，根据气体状态方程pV/T=C，则知V不变，所以气体作等容变化，故A错误；p-V图象中等温线是双曲线的一支，故B是等温变化过程，故B正确；C图中气体发生的是等压变化，故C错误；D图中气体发生的是等容变化，故D错误；故选B【点睛】从图象上描述气体状态变化，要明确两坐标轴的含义，可以通过气体状态方程写出两坐标轴代表物理量的函数关系，加深理解，要注意在p-V图象中等温线是双曲线的一支5C【详解】假设水银柱不动，则气体体积不变，由

13、查理定律得由于两部分气体的 、T1、p都相等，则气体压强的变化量 相等，水银柱受到两边气体压力的变化量相等，则水银柱保持不动。故选C。6D【详解】A与木板间的动摩擦力为B与木板间的动摩擦力为由于，所以木板跟B一起运动。对A水平方向受力分析有解得方向向左；对B与轻质绝缘板水平方向受力分析有解得方向向右；故ABC错误，D正确。故选D。7D【详解】由查理定律，可得，故D正确；故选D。8D【详解】AB.小车静止时，球受到重力和杆的弹力作用，由平衡条件可得杆对球的作用力Fmg，方向竖直向上，选项A、B错误；C.小车向右以加速度a运动时，只有当agtan 时，才有F，如图所示，选项C错误；D.小车向左匀速

14、运动时，根据平衡条件知，杆对球的弹力大小为mg，方向竖直向上，选项D正确91.5l05Pa；780K【详解】对下部分气体，由等温变化其中， ，解得当活塞A移动到水平B时，对活塞A受力分析可得出两部分气体的压强对上部分气体，根据理想气体状态方程，有其中，解得10(1) (2) 【详解】(1)由题图知，AB过程为等压变化由盖吕萨克定律有，解得TB(2)由题图知，BC过程为等容变化，由查理定律有： AB过程为等压变化，压强相等，有pApB, 由以上各式得本题答案为(1) (2) 点睛：明确各个状态下的物理参量，然后利用理想气体方程求解即可11,.【解析】【分析】活塞缓慢向右压的过程中，气体B做等温变

15、化，由玻意耳定律求出气体B的气柱长度；活塞缓慢向右压的过程中，气体A做等温变化，由玻意耳定律求出气体A的气柱长度。解：活塞缓慢向右压的过程中，气体B做等温变化（设S为玻璃管横截面面积）解得气体B的气柱长度活塞缓慢向右压的过程中，气体A做等温变化解得气体A的气柱长度12(1)；(2)2p0V0；(3)【详解】(1)由图可知，从状态A到状态B气体温度为T1=T0为等温变化过程，状态B时气体体积为V1=3 V0，状态A时气体体积为V0，压强为p0，由理想气体状态方程解得(2)由图线知从状态B到状态C为等容过程，外界对气体不做功，即从状态C到状态A，等压变化过程，外界对气体做功为对状态B经状态C回到状

16、态A，温度不变，则内能增加量为U=0，气体对外界放收的热量为Q，内能增加量为U，由热力学第一定律U=QW解得即气体对外界放出热量为2p0V0。(3)A状态时的分子数单位体积分子数解得。1315 cm99 【解析】试题分析：气体发生等温变化，根据题意求出气体的压强，然后应用玻意耳定律求出空气柱的长度；气体发生等压变化，根据查理定律求最终温度设汽缸悬吊前后被封闭气体的压强分别为p1和p2，气柱的长度分别为L1和L2.开始对活塞分析可知悬吊后对活塞分析可知悬吊前后由玻意耳定律可得 解得L2=15cm设悬吊后环境温度变化前后，封闭的气柱温度分别为T2和T3，环境温度变化后气柱长度为L3，则T2=T1=

17、279K，L2=15cm，L3=20cm由盖吕萨克定律可得 所以T3=372K，即环境温度为9914(1)23.4cm；(2)750K【详解】(1)初态 ， ，末态，根据解得封闭空气柱的长度(2) 水银柱上端恰好上升到管口处，压强，体积 ，根据解得：15(1)；(2)【详解】(1)初始时，密闭气体压强，设压入空气的体积为V0，密闭气体和压入空气的总体积刚出水时，密闭气体的压强密闭气体的体积根据玻意耳定律有解得能出水的外界环境下最小的体积(2)初始时，密闭气体压强密闭气体的体积和压入气体的体积总和设流出的水的体积为，末状态密闭气体的体积密闭气体的压强根据玻意耳定律有解得16()77()15 cm

18、【详解】()初状态的状态参量T1=273+t1，V1=l1S末状态的状态参量为T2=273+t2，V2=(L-h)S由盖吕萨克定律得：代入数据解得：t2=77()设稳定后管中水银柱的长度x，则初状态：V2=(L-h)S，P2=p0=75cmHg末状态：V3=(L-x)S，P3=p0-Px=(75-x)cmHg由玻意耳定律得：P2V2=P3V3代入数据得：x=15cm17 ; 【详解】设A状态和状态B的温度、体积、压强分别为T1、V1、P1，T2、V2、P2，由已知可得T1、=310K V1=3m3 P1=2.5atm T2=? V2=6m3 P2=1atm ，从A到B由理想气体状态方程, 得从A到M是等容变化，不做功；从M到B是等压变化，做的功为 所以从A到B气体对外做的功为 答案第11页，共12页