2.3 气体的等压变化和等容变化 同步练习 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）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 【教材课后习题】 1.盛有氧气的钢瓶，在17 ℃的室内测得钢瓶内的压强是。当钢瓶搬到-13 ℃的工地上时，瓶内的压强变为。钢瓶是不是漏气？为什么？ 2.“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上（如图）。假设加热后小罐内的空气温度为80 ℃，当时的室温为20 ℃，大气压为标准大气压，小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计。当罐内空气变为室温时，小罐内的空气对皮肤的压力大概有多大？不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响。 3.如图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。如果不计大气压的变化，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20 cm，当温度为25 ℃时，油柱离管口10 cm。若给吸管上标刻温度值，刻度是否均匀？试估算这个气温计的测量范围。 4.一个容器内部呈不规则形状，为测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S，管内一静止水银柱封闭着长度为的空气柱，如图，此时外界的温度为。现把容器浸在温度为的热水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为。实验过程中认为大气压没有变化，请根据以上数据推导容器容积的表达式。 【定点变式训练】 5.如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为，体积分别为且，则的大小关系为( ) A. B. C. D. 6.如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。有关A、B和C三个状态温度和的关系，正确的是( ) A. B. C. D. 7.一定质量的理想气体，经历如图过程，其中分别为双曲线的一部分。下列对四点温度大小比较正确的是( ) A. B. C. D. 8.题图为伽利略设计的一种测温装置示意图，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量的空气。若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是( ) A.温度降低，压强增大 B.温度升高，压强不变 C.温度升高，压强减小 D.温度不变，压强减小 9.2023年2月10日0时16分，我国神舟十五号航天员经过约7小时的出舱活动，圆满完成全部舱外既定任务。航天员所着的舱外航天服为出舱作业提供了安全保障。出舱前，关闭航天服上的所有阀门，启动充气系统给气密层充气（可视为理想气体）。假定充气后，气密层内气体的体积为2L，温度为30℃，压强为。经过一段时间，气体温度降至27℃，忽略此过程中气体体积的变化。 （1）求27℃时气密层内气体的压强； （2）出舱后启动保温系统，维持气体的温度为27℃。因舱外气压较低，气密层内气体的体积将会膨胀。试求不放气的情况下，气密层内气体膨胀至3L时的压强。 10.某饮料瓶内密封一定质量理想气体，时，压强。 （1）时，气压是多大？ （2）保持温度不变，挤压气体，使之压强与（1）时相同时，气体体积为原来的多少倍？ 答案以及解析 1.答案：见解析 解析：解法一： ，说明钢瓶漏气。 解法二：根据查理定律，如果不漏气，压强应为 钢瓶中氧气的实际压强为，说明钢瓶漏气。 2.答案：226 N 解析：以小罐内气体为研究对象 初始状态 吸到皮肤上罐内气体为室温时的状态为末状态 气体发生等容变化 由查理定律得 由。 小罐内的空气对皮肤的压力大概为226 N。 3.答案：是均匀的；23.4~26.6 ℃ 解析：（1）根据盖-吕萨克定律 所以，， 即体积的变化量与温度的变化量成正比，吸管上标的刻度是均匀的。 （2）因为， 所以，。 这个气温计可以测量的温度，即这个气温计测量的范围是23.4~26.6 ℃。 4.答案： 解析：对水银进行受力分析可得出，所以气体发生等压变化， 初状态 末状态 由盖-吕萨克定律 整理得 5.答案：B 解析：设三种稳定状态下气体的压强分别为，以活塞为研究对象，三种稳定状态下分别有 可以得出 根据理想气体的状态方程 由得 由得 即 所以选项B正确；ACD错误； 故选B。 6.答案：C 解析：由图可知状态A到状态B是一个等压过程，根据 因为，故；而状态B到状态C是一个等容过程，有 因为，故；对状态A和C有 可得；综上分析可知C正确，ABD错误； 故选C。 7.答案：B 解析：由于图像中，双曲线代表等温线，则，AC错误；理想气体由状态a到状态d，气体体积不变，由查理定律有，又，故，D错误；理想气体由状态b到状态c，气体体积不变，由查理定律有，又，故，B正确。 8.答案：A 解析：设玻璃泡中气体压强为p，外界大气压强为，则，且玻璃泡中气体与外界大气温度相同，液柱上升，气体体积减小；由理想气体的状态方程可知，在V减小时，若p增大，则T可能增大、减小或不变，故A正确；若p不变，则T减小，故D错误；若p减小，则T减小，故C错误。故选A。 9.答案：（1）；（2） 解析：（1）气体发生等容变化，则有 其中 ，， 联立可得 （2）出舱后启动保温系统，维持气体的温度为27℃，根据玻意耳定律可得 其中 ， 联立解得 10.答案：（1）（2）0.97 解析：（1）瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为 ， 温度变化过程中体积不变，故由查理定律有 解得 （2）保持温度不变，挤压气体，等温变化过程，由玻意耳定律有 解得 学科网（北京）股份有限公司 $$