2.3 气体的等压变化和等容变化 拓展+高考-2021-2022学年高二物理课后四维同步练（2019人教版选择性必修第三册）

第二章 第三节 气体的等压变化和等容变化 拓展+高考 一、拓展题 1．（2022·湖北·应城市第一高级中学模拟预测）氧气瓶内装有温度、压强为的氧气，瓶口安装着一个泄气阀，当瓶内气体的压强超过时，气体将自动排出。在运送时，氧气瓶被装载在车厢中，但炎炎夏日下，车厢内温度变高，此时泄气阀正常工作，排出部分气体，当运送到目的地时，氧气瓶的氧气压强为，温度为，则排出气体的质量约为原有气体总质量的（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】 设原气体体积为V，原气体到压强为，温度为时体积为，根据理想气体状态方程可得 得到 ，所以排出的气体的质量约为原有气体总质量的，故选A。 2．（2022·北京市昌平区前锋学校二模）伽利略设计的一种测温装置如图所示，细玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的理想气体。实验时，外界大玻璃泡大气压强保持不变，若观察到玻璃管中的水柱上升，下列判断正确的是（　　） A．外界大气的温度降低 B．外界大气的温度升高 C．玻璃泡内气体的压强增大 D．玻璃泡内气体的压强不变 【答案】A 【详解】 设玻璃泡中气体压强为p，外界大气压强为，则有 且玻璃泡中气体与外界大气温度相同，液柱上升，气体体积V减小，由理想气体的状态方程 可知，V减小，气泡内压强减小，则T减小，即外界大气的温度降低，BCD错误，A正确。 故选A。 3．（2022·江苏·模拟预测）在某一带有活塞的密闭容器内质量为的理想气体在时的图线为图中的曲线乙。若为此容器内充满质量为的该理想气体在温度为时的曲线；为此容器内充满该理想气体在温度为时的曲线。分子平均动能与热力学温度关系为，是一个常数；理想气体状态方程，为气体物质的量，为理想气体常数。下列说法中正确的是（  ） A．、均为曲线丁 B．为曲线丙，为曲线丁 C．在同一体积时，气体分子单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，曲线代表的气体较曲线代表的气体多 D．曲线与曲线代表的气体在相同体积时，温度均加热至，则压强之比为 【答案】D 【详解】 AB．X理想气体的热力学温度为600K，Y理想气体的热力学温度为300K，原有理想气体的热力学温度为300K，X、Y、原有理想气体的物质的量之比为1：1：2，根据可知，X、Y理想气体pV乘积为原有理想气体的2倍，由图像可知，X、Y均为曲线丙，故AB错误； C．由于X、Y理想气体的物质的量之比为1：2，则在同一体积时，X理想气体的分子数是Y理想气体的一半，气体分子单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，X曲线代表的气体较Y曲线代表的气体少，故C错误； D．根据可知，由于X、Y理想气体的物质的量之比为1：2，则曲线X与曲线Y代表的气体在相同体积时，温度均加热至1200K，则压强之比为1：2，故D正确。 故选D。 4．（2022·北京·二模）一定质量的理想气体的压强随温度变化的图像如图所示，该气体从状态a开始，经历a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态，下列判断正确的是（　　） A．状态a气体的温度最高 B．状态c气体的温度最低 C．状态a的体积小于状态b的体积 D．状态b的体积小于状态c的体积 【答案】D 【详解】 AB．由图可知，状态c气体的温度最高，选项AB错误； C．状态ab温度相同，状态a压强小，根据pV=C ， 则状态a的体积大于状态b的体积，选项C错误； D．状态bc压强相同，状态b的温度低，则根据 ，状态b的体积小于状态c的体积，选项D正确。 故选D。 5．（2022·山东淄博·一模）一根足够长的试管开口竖直向下，中间用水银封闭了一定质量的理想气体，如图所示。现将试管绕定点缓慢向右转到虚线处，则下列图像中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 设管内气体的压强为p、体积为V，水银柱的长度为h，转过的角度为θ。则 当θ增大时，cosθ减小，封闭气体的压强增大、体积减小、温度不变。 A．根据理想气体状态方程可得 压强增大、V-T图像中斜率应该减小，故A错误； B．根据理想气体状态方程可得气体体积减小、p-T图像的斜率增大，故B错误； C．根据理想气体状态方程可得温度不变，压强增大，图中箭头方向反了，故C错误； D．p-V图像的等温线为双曲线的一支，由于封闭气体的压强增大、体积减小、温度不变，故D正确。 故选D。 6．（2021·重庆一中一模）“回热式热机”的热循环过程可等效为如图所示a→b→c→d→a的曲线，一定质量的理想气体在a→b、c→d为等温过程，b→c、d→a为等容过程，则（　　） A．a状态气体分子平均动能比c状态小 B．a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数与d状态相同 C．a→b的过程气体放出热量 D．在一次循环过程中，气体从外界吸收的热量大于放出的热量。 【答案】D 【