课时测评11 气体的等容变化和等压变化-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（教科版2019）

课时测评11　气体的等容变化和等压变化 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－8题，每题4分，共40分) 1．一定质量的理想气体，保持体积不变，温度从1 ℃升高到5 ℃，压强的增量为2.0×103 Pa，t/℃＝T/K－273，则(　　) A．它从5 ℃升高到10 ℃，压强增量为2.0×103 Pa B．它从15 ℃升高到20 ℃，压强增量为2.0×103 Pa C．它在0 ℃时，压强为1.365×105 Pa D．每升高1 ℃，压强增量为 Pa 答案：C 解析：根据气体等容变化规律可知压强的变化Δp与摄氏温度的变化Δt成正比。根据题意可知，每升高1 ℃，压强的增量为500 Pa，则可知A、B、D错误；由气体等容变化规律可得＝，代入数据解得p1＝1.37×105 Pa，则它在0 ℃时，压强为p0＝p1－500 Pa＝1.365×105 Pa，故C正确。 2．某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度，存放食物之前该同学进行试通电，该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压强为1.0×105 Pa，刚通电时显示温度为27 ℃，通电一段时间后显示温度为7 ℃，t/℃＝T/K－273，则此时密封的冷藏室中气体的压强是(　　) A．0.26×105 Pa B．0.93×105 Pa C．1.07×105 Pa D．3.86×105 Pa 答案：B 解析：冷藏室气体的初状态T1＝(273＋27) K＝300 K，p1＝1.0×105 Pa，末状态T2＝(273＋7) K＝280 K，p2未知，由于气体体积不变，根据气体等容变化规律有＝，代入数据解得p2≈0.93×105 Pa，B正确。 3．(2023·河南洛阳创新发展联盟高二下段考)冬天，一同学在室内空调显示屏上看到室内的空气温度，该温度换算成热力学温度为T，为了测出室外的空气温度，他将一近似球形的气球在室内吹大并放置较长一段时间后，测量其直径为L1，之后拿到室外并放置较长一段时间后，测量其直径为L2，若不考虑气球对内压强的变化，且气球吹大后视为球体，大气压不变，室内外的温度均保持不变，则室外的热力学温度为(　　) A．T B．T C．T D．T 答案：D 解析：气球的体积公式为V＝＝，由题意知，室内外的温度均保持不变，由等压变化规律得＝，联立可得T2＝T，D正确。 4．(2023·江苏南通统考)如图所示，气缸悬空静止，设活塞可以在缸内自由移动且和缸壁间无摩擦，缸壁导热性能良好，使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则(　　) A．气温降低，气缸的上底面距地面的高度减小 B．气温升高，气缸中气体分子的密集程度变大 C．外界大气压强减小，弹簧伸长 D．外界大气压强增大，气缸的上底面距地面的高度增大 答案：A 解析：选择气缸和活塞整体为研究对象，整体所受的大气压力相互抵消，气温升高或外界大气压强变化时，弹簧长度不发生变化，则活塞距地面的高度不变，故C错误；气温降低时，缸内气体做等压变化，根据＝常量，可知气体体积减小，气缸下降，则气缸的上底面距地面的高度将减小，故A正确；当气温升高时，气体温度升高，体积增大，气缸中气体分子的密集程度减小，故B错误；外界大气压强增大，弹簧长度不发生变化，选择气缸为研究对象，竖直向下受重力和大气压力，向上受到缸内气体的压力，三力平衡，若外界大气压增大，缸内气体压强一定增大，根据气体的等温变化规律，当压强增大时，体积一定减小，所以气缸的上底面距地面的高度将减小，故D错误。故选A。 5．孔明灯是一种古老的手工艺品。某同学制作了一个质量为m、体积为V的孔明灯，初始时，灯内、外空气的密度均为ρ，温度均为T。灯被点燃后，当内部空气的温度升到T′时，孔明灯刚好飞起。整个过程孔明灯的体积变化忽略不计，则(　　) A．T′＝ B．T′＝ C．T′＝ D．T′＝ 答案：B 解析：以初始时孔明灯内的气体为研究对象，气体做等压变化，T′时，气体体积为V′，由＝得＝，初始时刻孔明灯内气体密度为ρ，则T′时，密度为ρ′，由m＝ρV知＝＝，刚好起飞时，有ρgV＝mg＋ρ′gV，联立解得T′＝。故选B。 6．(2023·孝感市高二期中)如图为一定质量的理想气体的VT图像，该气体经历了从a→b→c的状态变化，图中ab连线平行于V轴，ac是双曲线的一部分，cb连线的延长线通过坐标原点O，则三个状态下的压强满足(　　) A．pb<pa＝pc B．pa<pb＝pc C．pc>pa＝pb D．pa>pb＝pc 答案：B 解析：VT图像中的等压线为过原点的倾斜直线，则pb＝pc，温度相同时，体积越大，压强越小，则pa<pb，故pa<pb＝pc，故选B。 7．(多选)如图为一定质量的理想气体的三种升温过程，以下四种解释正确的是(　　) A．ad过程，气体的体积增大 B．bd过程，气体的体积不变 C．cd过程，气体的体积增大 D．ad过程，气体的体积减小 答案：AB 解析：图像中各状态与原点连线的直线斜率越大，体积越小，所以ad过程气体的体积增大，bd过程气体的体积不变，cd过程气体的体积减小。故选AB。 8．(2023·江苏南通中学期中)一定质量的理想气体，其状态变化过程为pV图像中的A→B→C→A，如图所示。则对应过程的VT图像或pT图像可能正确的是(　　) 答案：C 解析：根据题图可知，A→B气体压强不变，即不变，故此过程对应的VT图像为一条过原点的倾斜直线，气体体积在减小，温度在降低，A、B错误；根据题图可知，C→A气体体积不变，即不变，故此过程对应的pT图像为一条过原点的倾斜直线，气体压强在增大，温度在升高；由题图可知B→C过程pV图像为直线，此时pV乘积先增大后减小，可知此时气体温度先增大后减小，C可能正确，D错误。 9．(10分)导热性能良好的气缸内壁顶部有一固定卡环，卡环到气缸底部高度为20 cm，一个质量为1 kg的活塞将气缸内气体封闭，气缸内壁光滑，活塞与气缸内壁气密性好，静止时，活塞与卡环接触，已知大气压强为1×105Pa，环境温度为300 K，当环境温度降为280 K时，卡环对活塞的压力刚好为零，重力加速度取10 m/s2，活塞的横截面积为5 cm2，不计活塞的厚度，求： (1)开始时，卡环对活塞的压力大小； (2)当环境温度为280 K时，在活塞上放一个质量为2 kg的重物，当活塞稳定时，活塞离缸底的距离。 答案：(1) N　(2)15 cm 解析：(1)设开始时缸内气体的压强为p1，卡环对活塞的压力为F，当环境温度降为280 K时，缸内气体的压强p2＝p0＋＝1.2×105 Pa 气体发生等容变化，有＝ 解得p1＝×105 Pa 开始时对活塞受力分析，有F＋p0S＋mg＝p1S 解得F＝ N。 (2)设活塞稳定时离缸底的距离为h，在活塞上加上重物，最后稳定时，缸内气体的压强p3＝p0＋＝1.6×105 Pa 气体发生等温变化，有p2HS＝p3hS 解得h＝15 cm。 10．(10分)(2023·四川雅安高三校联考期中)如图所示，内壁光滑的气缸水平放置，厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，气体的初始热力学温度为T0，此时活塞到气缸底部的距离是活塞到缸口距离的两倍。活塞的横截面积为S，大气压强恒为p0，重力加速度大小为g。 (1)通过气缸底部的电热丝(大小不计，图中未画出)对缸内气体缓慢加热，求活塞到达缸口时缸内气体的热力学温度T； (2)活塞到达缸口后，将气缸竖立(开口向上)，保持缸内气体的温度不变，最终活塞到气缸底部的距离与活塞到缸口的距离相等，求活塞的质量m。 答案：(1)T0　(2) 解析：(1)设加热前活塞到缸口的距离为d，加热过程中缸内气体做等压变化，则有＝ 解得T＝T0。 (2)活塞下降过程中缸内气体做等温变化，设活塞到气缸底部的距离与活塞到缸口的距离相等时，缸内气体的压强为p，则有p0(d＋2d)S＝p·dS 根据平衡条件可得mg＋p0S＝pS 联立解得活塞的质量为m＝。 学生用书↓第53页 学科网（北京）股份有限公司 $$