2.2 气体的等温变化（第1课时）（分层作业）-【上好课】高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第三册）

2.2.1气体的等温变化 分层作业 题组一　探究气体等温变化的规律 1. 某实验小组用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。从压力表上读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度尺上读取空气柱的长度。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．为避免漏气，可在柱塞上涂抹适量润滑油 B．实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器 C．为方便推拉柱塞，应用手握紧注射器 D．柱塞移至某位置时，应快速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值 2．（多选）“探究一定质量气体等温变化的规律”的实验装置如图所示。操作正确的是（　　） A．应以较快速度推拉柱塞来改变空气柱的体积 B．实验前应先测量出柱塞及压力表的总质量 C．推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器 D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好 3．如图所示，用气体压强传感器探究“一定质量气体在温度不变时压强与体积关系”的实验。某小组在一次实验过程中，环境温度明显升高，其他操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是（　　） A． B． C． D． 4．（多选）实验课上，某同学用气体压强传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系，实验装置如图1所示。在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，并将注射器与压强传感器相连，测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图2所示。本次实验中，以下说法正确的是（　　） A．在活塞上涂润滑油只是为了减小摩擦力，便于气体压强的测量 B．移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器 C．活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值 D．出现图2末端弯曲的原因可能是实验过程中气体的温度升高了 题组二　气体的等温变化规律 5．一定质量的理想气体分别保持温度、发生等温变化，已知，则下列能正确反映气体压强p随体积V变化关系的图像是（　　） A．B．C． D． 6．如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 　　 A．体积不变，压强变小 B．体积变小，压强变大 C．体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小 7．一定质量的理想气体由状态A沿直线变到状态B的过程如图所示，A、B两点位于同一双曲线上，则此变化过程中气体（　　） A．温度一直下降 B．内能先增大后减小 C．温度先下降后上升 D．内能一直增大 8．（多选）如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是（     ） A．D→A是一个等温过程 B．A→B是一个等温过程 C． D．B→C过程中，气体的体积增大，压强减小，温度不变 9．（多选）如图所示为一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法中正确的是（　　） A． B． C．一定质量的理想气体，在不同温度下的等温线是不同的 D．一定质量的理想气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比 10．（多选）如图为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有（　　） A． B． C． D． 11．如图所示，利用注射器上刻度可测封闭气体的体积，利用压强传感器可测封闭气体的压强，通过作压强与体积的关系图可探究封闭气体等温变化的规律。如果在不同环境温度、（且）下，实验操作和数据处理均正确，则下面四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是（    ） A．B．C．D． 12．如图是一定质量的理想气体的图，气体状态从完成一次循环，（图中实线）和为等温过程，温度分别为和。下列判断正确的是（　　） A． B．过程中，气体的内能不变 C．若气体状态沿图中虚线由，则气体的平均分子动能先变大后变小 D．过程中，气体分子在单位时间内与容器单位面积上碰撞的次数增加 13．（2023·辽宁·高考真题）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　）    A．   B．   C．   D．   ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.2.1气体的等温变化 分层作业 题组一　探究气体等温变化的规律 1. 某实验小组用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。从压力表上读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度尺上读取空气柱的长度。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．为避免漏气，可在柱塞上涂抹适量润滑油 B．实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器 C．为方便推拉柱塞，应用手握紧注射器 D．柱塞移至某位置时，应快速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值 【答案】A 【详解】A．实验中为避免漏气，导致所研究气体的质量发生变化，可在柱塞上涂抹适量润滑油，故A正确； B．为了确保气体的温度不发生变化，实验时，应缓慢推拉柱塞，故B错误； C．为了避免气体的温度发生变化，实验中，不能够手握紧注射器，故C错误； D．柱塞移至某位置时，应在压力表的指针所指刻度稳定时，记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，不能够在柱塞移至某位置时就快速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，故D错误。 故选A。 2．（多选）“探究一定质量气体等温变化的规律”的实验装置如图所示。操作正确的是（　　） A．应以较快速度推拉柱塞来改变空气柱的体积 B．实验前应先测量出柱塞及压力表的总质量 C．推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器 D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好 【答案】CD 【详解】A．应该以较慢的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积，以避免操作动作过快使空气柱的温度发生改变，故A错误； B．因压强由压力表测得，不是由平衡条件计算出，所以实验前不需要利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量，故B错误； C．实验过程中手不能握住注射器前端，以免改变空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，故C正确； D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定，故D正确。故选CD。 3．如图所示，用气体压强传感器探究“一定质量气体在温度不变时压强与体积关系”的实验。某小组在一次实验过程中，环境温度明显升高，其他操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据理想气体状态方程 可得 对于一定量的气体，温度T升高，图像的斜率变大。故选A。 4．（多选）实验课上，某同学用气体压强传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系，实验装置如图1所示。在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，并将注射器与压强传感器相连，测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图2所示。本次实验中，以下说法正确的是（　　） A．在活塞上涂润滑油只是为了减小摩擦力，便于气体压强的测量 B．移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器 C．活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值 D．出现图2末端弯曲的原因可能是实验过程中气体的温度升高了 【答案】BD 【详解】A．在活塞上涂润滑油不仅仅为了减小摩擦力，还封闭了气体，A错误； B．移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器，避免热传递，B正确； C．活塞移至某位置时，待稳定时记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值，C错误 D．根据理想气体状态方程 可得 可知图像斜率大的图线对应温度升高了，D正确。故选BD。 题组二　气体的等温变化规律 5．一定质量的理想气体分别保持温度、发生等温变化，已知，则下列能正确反映气体压强p随体积V变化关系的图像是（　　） A．B．C． D． 【答案】C 【详解】根据理想气体状态方程 可得 一定质量的理想气体发生等温变化，可知压强与体积成反比，即压强与体积的倒数成正比，故图像为过原点的直线，图像斜率为 可知温度越高，图像的斜率越大，由于，故选C。 6．如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 　　 A．体积不变，压强变小 B．体积变小，压强变大 C．体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小 【答案】B 【详解】试题分析：由于气体温度不变，属于等温变化，水位升高，封闭气体的体积减小，根据理想气体状态方程（C为定值），压强增大，故B正确． 7．一定质量的理想气体由状态A沿直线变到状态B的过程如图所示，A、B两点位于同一双曲线上，则此变化过程中气体（　　） A．温度一直下降 B．内能先增大后减小 C．温度先下降后上升 D．内能一直增大 【答案】B 【详解】A、B位于同一双曲线上，由图示图像可知，A、B两点在同一条等温线上，在直线AB上取一点C（可以取中点），过C点的等温曲线如图所示 由理想气体状态方程 可知，两等温线的温度关系为 则 由此可知，一定质量的气体由状态A变到状态B的过程中温度，先升高后降低。理想气体的内能正比于温度，故内能先增大后减小。故选B。 8．（多选）如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是（     ） A．D→A是一个等温过程 B．A→B是一个等温过程 C． D．B→C过程中，气体的体积增大，压强减小，温度不变 【答案】AD 【详解】A．若图像是过原点的一条直线，则说明气体发生等温变化，故是一个等温过程，也是等温变化过程，故A正确； BC．由于到体积不变，根据知，压强增大，则温度升高，可知，故BC错误； D．是一个等温过程，根据可知，增大，减小，故D正确。故选AD。 9．（多选）如图所示为一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法中正确的是（　　） A． B． C．一定质量的理想气体，在不同温度下的等温线是不同的 D．一定质量的理想气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比 【答案】ACD 【详解】AB．根据理想气体状态方程pV乘积越大，温度越高，则 故A正确；B错误； CD．根据理想气体状态方程可得 一定质量的理想气体，温度不同，系数CT不同，则等温线不同；在发生等温变化时，其压强与体积成反比。故CD正确。故选ACD。 10．（多选）如图为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有（　　） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】AC．根据等温线的定义可知 故A正确，C错误； B．由图可知 一定质量的气体，体积相同时，分子数密度相同，气体的温度越高，分子平均速率越大，则压强越大，所以，故B错误； D．因为 所以，故D正确。故选AD。 11．如图所示，利用注射器上刻度可测封闭气体的体积，利用压强传感器可测封闭气体的压强，通过作压强与体积的关系图可探究封闭气体等温变化的规律。如果在不同环境温度、（且）下，实验操作和数据处理均正确，则下面四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是（    ） A．B．C．D． 【答案】BC 【详解】AB．根据玻意耳定律可得 可知图像为双曲线图线，由于，根据 当气体相同时，温度高对应的压强大，故A错误，B正确； CD．根据玻意耳定律可得 可得 可知图像为过原点的倾斜直线，由于，则对应图像的斜率较大，故C正确，D错误。 故选BC。 12．如图是一定质量的理想气体的图，气体状态从完成一次循环，（图中实线）和为等温过程，温度分别为和。下列判断正确的是（　　） A． B．过程中，气体的内能不变 C．若气体状态沿图中虚线由，则气体的平均分子动能先变大后变小 D．过程中，气体分子在单位时间内与容器单位面积上碰撞的次数增加 【答案】C 【详解】A．等温线离坐标原点越远温度越高，故，A错误； B．过程中，温度降低，气体的内能减小，B错误； C．若气体状态沿图中虚线由，因为等温线离坐标原点越远温度越高，则温度先升高后降低，故气体的平均分子动能先变大后变小，C正确； D．过程中，温度升高，气体分子平均动能变大，单个气体分子对容器的平均冲击力变大，又因为压强不变，故气体分子在单位时间内与容器单位面积上碰撞的次数减小，D错误。故选C。 13．（2023·辽宁·高考真题）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】B 【详解】根据 可得 从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c态的体积大于b态体积。故选B。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$