课时03 气体的等压变化和等容变化（重点练）-2020-2021学年高二物理十分钟同步课堂专练（新教材人教版选择性必修第三册）（解析版）

第3课时 气体的等压变化和等容变化 第二章 气体、固体和液体 一、计算题 1． (2020·广西柳州模拟)如图甲是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象.已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa. (1)写出A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图甲中TA的温度值. (2)请在图乙坐标系中,作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p-T图象,并在图线相应的位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值,请写出计算过程. 【答案】见解析 【解析】(1)从题图甲可以看出,A与B连线的延长线过原点,所以A→B是一个等压变化,即pA=pB 根据盖—吕萨克定律可得= 所以TA=TB=×300 K=200 K. (2)由题图甲可知,B→C是等容变化,根据查理定律得= 所以pC=pB=×1.5×105 Pa=2.0×105 Pa 则可画出状态A→B→C的p-T图象如图所示. 2．(2020·福建厦门模拟)如图所示,“T”形活塞将绝热汽缸内的气体分隔成A、B两部分,活塞左、右两侧截面积分别为S1、S2,活塞至汽缸两端底部的距离均为L,活塞与缸壁间无摩擦,汽缸上a、b两个小孔用细管(容积不计)连通.初始时缸内气体的压强等于外界大气压强p0,温度为T0,现对缸内气体缓慢加热,发现活塞向右移动了ΔL的距离(活塞移动过程中不会脱离A部分,也不会超过小孔b),求缸内气 体的温度. 【答案】T0 【解析】设末态时缸内气体的压强为p,体积为V,温度为T,以活塞为研究对象:pS1+p0S2=pS2+p0S1 即:p=p0 由盖—吕萨克定律:= 式中:V0=(S1+S2)L V=(S1+S2)L+(S1-S2)·ΔL 联立解得:T=T0. 3． (2020·山东泰安模拟)如图所示,两端开口的汽缸水平固定,A、B是两个厚度不计的活塞,面积分别为S1=20 cm2,S2=10 cm2,它们之间用一根细杆连接,B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M的重物C连接,静止时汽缸中的空气压强p=1.3×105 Pa,温度T=540 K,汽缸两部分的气柱长均为L.已知大气压强p0=1×105 Pa,取g=10 m/s2,缸内空气可看做理想气体,不计一切摩擦.求: (1)重物C的质量M; (2)逐渐降低汽缸中气体的温度,活塞A将向右缓慢移动,当活塞A刚靠近D处而处于平衡状态时缸内气体的温度. 【答案】(1)3 kg　(2)360 K 【解析】(1)活塞整体受力处于平衡状态,则有: pS1+p0S2=p0S1+pS2+Mg 代入数据解得:M=3 kg. (2)当活塞A靠近D处时,活塞整体受力的平衡方程没变,气体压强不变,根据气体的等压变化有: = 解得:T'=360 K. 4． (2020·甘肃兰州模拟)某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化,实验后计算机屏幕显示如图所示的p-t图象.已知在状态B时气体的体积VB=3 L,求: (1)气体在状态A的压强; (2)气体在状态C的体积. 【答案】(1)0.75 atm　(2)2 L 【解析】(1)由图象可知,TB=(273+91)K=364 K,pB=1 atm,TA=273 K,B到A过程为等容过程, 由查理定律得:= 解得pA=0.75 atm. (2)由图示图象可知,pC=1.5 atm,已知:VB=3 L,由B到C过程是等温变化,由玻意耳定律得:pBVB=pCVC 解得:VC=2 L. 2、 多选题 5．(2020·安徽合肥模拟)(多选)如图所示,一定质量的理想气体,从图示A状态开始,经历了B、C状态,最后到D状态,下列判断正确的是 (　　) A.A→B过程温度升高,压强不变 B.B→C过程体积不变,压强变小 C.B→C过程体积不变,压强不变 D.C→D过程体积变小,压强变大 E.C→D过程温度不变,压强变小 【答案】ABD 【解析】由题图可知,在A→B的过程中,气体温度升高,体积变大,且体积与温度成正比,由=C可知,气体压强不变,故选项A正确;在B→C的过程中,体积不变,而温度降低,由=C可知,气体压强变小,故选项B正确,选项C错误;在C→D的过程中,气体温度不变,体积变小,由=C可知,气体压强变大,故选项D正确,选项E错误. 故选ABD。 6．(2020·辽宁葫芦岛模拟)(多选)回热式制冷机是一种极低温设备,制冷极限约50 K.某台回热式制冷机工作时,一定量的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图所示的四个过程.已知状态A、B的温度均为27 ℃,状态C、D的温度均为-133 ℃,下列判断正确的是 (　　) A.气体由状态A到状态B的过程,温度先升高后降低 B.气体由状态B到状态C的过程,内能保持不变 C.气体由状态C到状态D的过程,分子间的平均间距减