2.3 气体的等压变化和等容变化（练习）-2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第三册）

第3节 气体的等压变化和等容变化 1．在科学研究中，理想模型是为了便于研究问题而对研究对象进行的理想化抽象。下列不属于理想模型的是（　　） A．质点 B．电场 C．单摆 D．理想气体 【答案】B 【详解】质点、单摆和理想气体都是典型的理想模型，它们分别忽略了物体的体积、摆线的质量和气体分子间的相互作用力。而电场是描述电荷周围空间中电荷相互作用的物理量，它是一个实际存在的物理现象，并非理想模型。 故选B。 2．一定质量的理想气体，体积不变，温度升高，则（　　） A．分子数密度不变，压强不变 B．分子平均动能变大，压强变大 C．分子平均动能变小，压强变小 D．单位时间、单位面积上碰撞器壁的分子数减少 【答案】B 【详解】ABC．体积不变，温度升高，则分子平均动能变大，根据可知压强变大，气体质量不变，分子数不变，则分子数密度不变，故AC错误,B正确； D．温度升高，分子平均速率变大，体积不变，则单位时间、单位面积上碰撞器壁的分子数增多，故D错误。 故选B。 3．如图所示为一定质量理想气体状态变化时的图像，变化过程按箭头进行，根据图像可判断出气体的温度（　　） A．先不变后升高 B．先不变后降低 C．先降低后不变 D．先升高后不变 【答案】D 【详解】根据图像可知在第一阶段为等容变化过程，压强变大，根据理想气体状态方程可知，气体温度升高。图像斜率表示与温度有关的常数，则在第二阶段过程中斜率不变，说明此阶段为等温过程。即气体的温度先升高后不变。 故选D。 4．（多选）关于理想气体的认识，下列说法正确的是（　　） A．它是一种能够在任何条件下都能严格遵守气体实验定律的气体 B．它是一种从实际气体中忽略次要因素，简化抽象出来的理想模型 C．在温度不太高、压强不太小的情况下，气体可视为理想气体 D．被压缩的气体，不能视为理想气体 【答案】AB 【详解】气体分子大小和相互作用力可以忽略不计，也可以不计气体分子与器壁碰撞的动能损失，这样的气体称为理想气体。它是理论上假想的一种把实际气体的性质加以简化的气体。理想气体在任何情况下都严格遵守气体实验定律,也就是说,实际气体并不严格遵循这些定律，只有在温度不太低，压强不太大时，才可近似处理。一般可认为温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时的气体为理想气体，故AB正确，CD错误。 故选AB。 5．如图所示，质量相等的同种理想气体甲和乙分别用绝热活塞封闭在两个绝热气缸中，两气缸固定在同一水平面上，开口分别竖直向上和水平向右，活塞质量不能忽略且可沿气缸无摩擦滑动。甲、乙两气体的体积相等，它们的压强分别用p甲、p乙表示，温度分别用T甲、T乙表示。下列关系正确的是（   ） A．p甲 > p乙，T甲 > T乙 B．p甲 > p乙，T甲 < T乙 C．p甲 < p乙，T甲 > T乙 D．p甲 < p乙，T甲 < T乙 【答案】A 【详解】对甲图活塞受力分析有 对乙图活塞受力分析有 p乙 = p0 由题知质量相等的同种理想气体甲、乙两气体的体积相等，则根据 可知 p甲 > p乙，T甲 > T乙 故选A。 6．如图所示，一汽缸固定在水平地面上，用活塞封闭着一定质量的理想气体。已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁间无摩擦。初始时，外界大气压强为，活塞对小挡板的压力刚好等于活塞的重力。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题意知，开始时被封闭气体的压强等于，当缓慢升高汽缸内气体温度且活塞未离开小挡板时，气体发生等容变化，根据查理定律可知，缸内气体的压强p与热力学温度T成正比，在图像中，图线是过原点的倾斜直线；当活塞开始离开小挡板时，缸内气体的压强大于外界的大气压，气体等压膨胀，在图像中，图线是平行于T轴的直线。 故选D。 7．一定质量的理想气体状态变化的过程如图所示，则（    ） A．从状态c到状态a，压强先增大后减小 B．整个过程中，气体在状态b时压强最大 C．状态d时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比b状态时多 D．在气体分子的各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的图像中，状态c时的图像的峰值比状态a时的图像峰值小 【答案】D 【详解】A．由理想气体状态方程可得 可知图像上的点与原点连线的斜率与压强成反比。从状态c到状态a，连线的斜率先增大后减小，可知压强先减小后增大，故A错误； B．由题图可知整个过程中，b点与O点连线的斜率不是最小，则气体在状态b时压强不是最大，故B错误； C．同理可知气体在状态b时的压强大于在状态d时的压强，由压强的微观意义可知状态d时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比b状态时少，故C错误； D．状态c时的温度高于状态a时的，因此在气体分子的各速率区间的分子数占总分子数的百分比图像中，状态c时的图像峰值比状态a时的图像峰值小，故D正确。 故选D。 8．一定质量的理想气体，由状态A经状态B变为状态C，其中状态A到状态B过程为等压变化，状态B到状态C过程为等容变化。已知，，。气体在状态B时的体积大小和气体由状态B到状态C过程中压强p的变化情况是（    ） A．；p增大 B．；p减小 C．；p增大 D．；p减小 【答案】B 【详解】状态A到状态B过程为等压变化，则有 可得 状态B到状态C过程为等容变化，根据查理定律可知，温度降低，则压强p减小。 故选B。 9．如图所示，汽缸竖直放置，汽缸内活塞的质量为，横截面积。开始时，汽缸内被封闭气体的压强，温度，活塞到汽缸底部距离。拔出止动销钉K后，活塞无摩擦上滑，当它到达最大速度时，缸内气体的温度为300K。设汽缸不漏气，求此时活塞距汽缸底部的距离H2。（大气压强） 【答案】12.5cm 【详解】活塞速度达到最大时，活塞所受外力的合力为0，根据平衡条件有 根据理想气体状态方程有 解得 10．如图所示，导热性能良好的汽缸开口向上放在水平面上，一块玉石放在汽缸内，质量为m、横截面积为S的活塞将一定质量的气体封闭在缸内，活塞与缸壁无摩擦且不漏气，大气压强等于，环境温度为，活塞静止时活塞离缸底的高度为h，现将环境温度缓慢升高为，此时活塞离缸底的距离为，重力加速度为g。 (1)求玉石体积大小； (2)温度升高后，保持温度不变，向活塞上缓慢倒上细沙，当活塞与缸底的距离变为h时，求倒在活塞上的细沙质量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设玉石体积为，气体发生等压变化，则 解得 （2）设加的细沙的质量为，则开始时缸内气体压强 加上细沙后，缸内气体压强 气体温度不变，则 即 解得 11．（多选）如图所示，带有阀门的导热储气罐甲、乙中装有同种气体（可视为理想气体），在温度为时，甲、乙罐中气体的压强分别为和。现用甲罐通过细导气管（体积可忽略）对乙罐充气，充气时甲罐在的室温中，把乙罐放在的环境中。充气完毕稳定后，关闭阀门，撤去导气管，测得乙罐中的气体在温度为时的压强达到。充气过程中甲罐中的气体温度始终不变，且各处气密性良好。下列说法正确的是（　　）    A．充气完毕时，甲罐中气体的压强为 B．充气完毕后，甲、乙罐中气体的质量之比为 C．进入乙罐中的气体与乙罐中原有气体的质量之比为 D．甲、乙两罐的体积之比为 【答案】AC 【详解】A．充气完毕时，乙罐中气体的压强为，充气完毕后，乙罐中的气体发生等容变化，则 求得 此时甲罐中气体的压强也为，故A正确； D．对甲、乙罐中气体组成的整体，充气后温度都为27℃，有 解得 则甲、乙两罐的体积之比 故D错误； B．充气完毕后，对甲罐中的气体，有 解得 则充气完毕后，甲、乙罐中气体的质量之比 故B错误； C．根据 解得 则充入乙罐中的气体与乙罐中原有气体的质量之比 故C正确。 故选AC。 12．（多选）如图是一定质量的理想气体的图像，气体完成一次循环。关于气体的变化过程，下列说法正确的是（    ） A．过程气体的内能不变 B．a态的体积小于b态的体积 C．过程气体的分子数密度变大 D．过程气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大 【答案】AD 【详解】A．由图可知，过程理想气体温度不变，则气体的内能不变，故A正确； B．根据 可知某状态与原点连线的斜率与体积成反比，可知气体在a态的体积大于在b态的体积，故B错误； C．根据可知过程气体的体积不变，则气体的分子数密度不变，故C错误； D．过程气体的体积减小，温度降低，但压强增大，根据压强的微观意义可知过程气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大，故D正确。 故选AD。 13．（多选）如图所示，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图像。已知气体在状态A时的压强为3.0×105Pa。下列说法正确的是（　　） A．由状态A到状态B气体发生等压变化 B．由状态B到状态C气体发生等压变化 C．TA＝200K D．气体在状态C时的压强为4.0×105Pa 【答案】ACD 【详解】A．由理想气体状态方程可得 则由状态A到状态B气体发生等压变化，故A正确； B．由状态B到状态C气体发生等容变化，故B错误； C．由状态A到状态B气体由等压变化得 解得 故C正确； D．对气体由状态A到状态C由理想气体状态方程得 解得 故D正确。 故选ACD。 14．如图为传统的爆米花机，工作时将玉米粒倒入铁质容器后，将容器封闭，对容器加热，当内外气体压强之差达到一定数值时，将容器打开即爆出爆米花。已知大气压强为、容器内的初始温度为，，假设加热过程中，容器内玉米粒的体积不变，气体看成理想气体，。求： (1)为使玉米粒炸成爆米花，容器内的最低温度； (2)将容器打开爆出爆米花，当容器内温度变为327℃时，容器内剩余气体与加热前气体的质量之比。（假设容器内剩余爆米花的体积与玉米粒的体积相同） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题知，在容器中属于等容变化，设容器内最低温度为，则 代入得 则为使玉米粒炸成爆米花，容器内的最低温度为 代入得 （2）打开容器盖，当炉内温度变为时，设此时温度，体积为，由等压变化知 代入得 故炉内剩余气体与加热前气体的质量之比为。 15．如图是某高温报警装置，上端开口的导热汽缸和金属活塞密闭了一定质量的理想气体。原长为的细弹簧一端固定于汽缸底部中央位置，另一端固定在活塞下表面中央位置，环境温度为时，弹簧恰好处于原长状态，此时活塞上表面与电路接触端的距离为，已知大气压强为，活塞横截面积为S、重力为且厚度不计，弹簧劲度系数，，活塞上表面与电路接触端接触可触发高温报警，不计一切摩擦。求：    (1)报警器刚好报警的热力学温度； (2)环境温度从缓慢升高到报警温度时，封闭气体对外做的功。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设弹簧处于原长时封闭气体的压强为，对弹簧处于原长时的活塞受力分析可得 设报警器刚好报警的压强为，温度为，由理想气体状态方程可得 其中 解得 （2）外界温度从缓慢升高到报警温度的过程中封闭气体对活塞的平均作用力 封闭气体对外做的功 解得 16．如图所示，上端开口的竖直汽缸由大，小两个同轴圆筒组成，下边大圆筒高为40cm。两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，活塞横截面积为，质量为活塞横截面积为，质量为5kg。两活塞用长为40cm刚性轻质杆连接，两活塞间密封气体A，活塞下方密封气体，a活塞导热性能良好，汽缸及活塞为绝热。初始时，两部分气体与外界环境温度均为，活塞恰好处于大圆筒中央，此时连杆上的力刚好为零，已知大气压强为，不计活塞与汽缸间摩擦，活塞不漏气，重力加速度取，求： (1)初始时B部分气体压强； (2)若电阻丝缓慢加热B部分气体，当活塞上升10cm时，此时B部分气体的温度是多少？此时连杆上作用力大小？（设气体温度保持不变） 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）对活塞a列平衡方程有，解得 对活塞b列平衡方程有，解得 （2）对于B部分气体 初状态，， 末状态， 由理想气体状态方程 对于A部分气体 初状态 末状态 由玻意耳定律 代入数据解得 对a、b活塞及轻杆整体受力分析可得 对b活塞受力分析可得 联立可得， 17．一瓶465mL的矿泉水，在室温为27℃时小明将它喝了一半后盖好瓶盖放入冰箱（矿泉水瓶未变形且不漏气）。冰箱中的温度计示数为6℃，冰箱内的温度可认为不变，外界大气压强，摄氏温度t与热力学温度的关系是。 (1)较长一段时间后，求瓶内气体压强； (2)要使在6℃的情况下，瓶内气体压强等于外界大气压强，求在27℃时向瓶内充入外界大气的体积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对于瓶内气体，体积不变，根据 其中 ，， 解得 （2）设需充体积为的室温气体，有 设瓶子体积为，其中 ， 解得 18．两位同学参与游乐场中的“充气碰碰球”游戏。碰碰球用完全封闭的PVC薄膜充气膨胀成型，人钻入中空的洞中进行碰撞游戏。假设碰碰球内充入的气体为理想气体，某个碰碰球的内部体积为，初始内部气体压强。，温度。随着碰撞和太阳照射，气体温度升高到，近似认为整个过程碰碰球体积不变。求： (1)此时碰碰球内气体的压强； (2)若要让碰碰球内气体压强恢复到，且保持温度不变，需要从充气口放出多少体积的气体。（假设放出的气体在。状态下，结果保留两位有效数字） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）温度升高，球内气体发生等容变化，由 得。 （2）以碰碰球内原来的气体为研究对象，气体原来的体积为， 设压强恢复到时，气体总体积为，温度不变，气体发生等温变化， 由 得 那么需要放出的气体体积。 19．世界上最早发明瓷器的国家是中国。现代瓷器通常在气窑内烧制，如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为，温度为室温290K，为避免窑内气压过高，窑上装有一个单向排气阀，当窑内气压达到时，单向排气阀开始排气。开始排气后，气窑内气体压强维持不变，窑内气体温度逐渐升高，最后的烧制温度恒定为1590K。求： (1)单向排气阀开始排气时窑内气体温度为多少； (2)本次烧制排出的气体与原有气体的质量比值是多少。 【答案】(1)580K (2) 【详解】（1）以封闭在气窑内的气体为研究对象，排气前体积不变，则有 初态：， 末态：，温度设为，由查理定律可得 代入数据解得 （2）开始排气后，气窑内气体压强维持不变，温度 设排出压强的气体体积为，排出气体质量为，由盖—吕萨克定律可得 得 由于气体的密度不变，则有 代入数据解得 20．胎压指的是汽车轮胎（如图所示）内密封气体的压强。在夏天某车胎内气体温度T1=312K时，胎压为p1=2.4atm，轮胎内气体体积为V0=15L，胎内气体可视为理想气体，忽略车胎体积变化，且车胎不漏气。 (1)在冬天，若该车胎内气体的温度为T2=273K，求此时的胎压p2； (2)当车胎内气体的温度为T2=273K时，若要将胎压提高∆p=0.5atm，现给轮胎充气，每次往轮胎内缓慢打入压强p0=1atm、温度为273K、体积∆V=1.5L的理想气体，求打气次数。 【答案】(1)2.1atm (2)5次 【详解】（1）胎内气体发生等容变化，有 代入数值解得 （2）对车胎内原有气体和打入的气体，有 解得次 21．（2024·海南·高考真题）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为，薄吸管底面积，罐外吸管总长度为20cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10cm，不考虑大气压强变化，下列说法正确的是（　　） A．若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏 B．该装置所测温度不高于31.5℃ C．该装置所测温度不低于23.5℃ D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大 【答案】B 【详解】A．由盖—吕萨克定律得 其中 ，， 代入解得 根据可知 故若在吸管上标注等差温度值，则刻度均匀，故A错误； BC．当时，该装置所测的温度最高，代入解得 故该装置所测温度不高于，当时，该装置所测的温度最低，代入解得 故该装置所测温度不低于，故B正确，C错误； D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，由盖—吕萨克定律可知，油柱离罐口距离不变，故D错误。 故选B。 22．（2024·江西·高考真题）可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经完成循环过程，和均为等温过程，和均为等容过程。已知，气体在状态A的压强，体积，气体在状态C的压强。求： （1）气体在状态D的压强； （2）气体在状态B的体积。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）从D到A状态，根据查理定律 解得 （2）从C到D状态，根据玻意耳定律 解得 23．（2024·全国甲卷·高考真题）如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离，活塞的面积为。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为和。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处（过程中气体温度视为不变），外力增加到并保持不变。 （1）求外力增加到时，卡销b对活塞支持力的大小； （2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。 【答案】（1）100N；（2）327K 【详解】（1）活塞从位置到过程中，气体做等温变化，初态 、 末态 、 根据 解得 此时对活塞根据平衡条件 解得卡销b对活塞支持力的大小 （2）将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，当活塞刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态 ， 末态，对活塞根据平衡条件 解得 设此时温度为，根据 解得 24．（2024·广东·高考真题）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的气缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与气缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1、2）假设温度降低到时，差压阀没有打开，A、B两个气缸导热良好，B内气体做等容变化，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 A内气体做等压变化，压强保持不变，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 由于 假设成立，即 （3）恰好稳定时，A内气体压强为 B内气体压强 此时差压阀恰好关闭，所以有 代入数据联立解得 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节 气体的等压变化和等容变化 1．在科学研究中，理想模型是为了便于研究问题而对研究对象进行的理想化抽象。下列不属于理想模型的是（　　） A．质点 B．电场 C．单摆 D．理想气体 2．一定质量的理想气体，体积不变，温度升高，则（　　） A．分子数密度不变，压强不变 B．分子平均动能变大，压强变大 C．分子平均动能变小，压强变小 D．单位时间、单位面积上碰撞器壁的分子数减少 3．如图所示为一定质量理想气体状态变化时的图像，变化过程按箭头进行，根据图像可判断出气体的温度（　　） A．先不变后升高 B．先不变后降低 C．先降低后不变 D．先升高后不变 4．（多选）关于理想气体的认识，下列说法正确的是（　　） A．它是一种能够在任何条件下都能严格遵守气体实验定律的气体 B．它是一种从实际气体中忽略次要因素，简化抽象出来的理想模型 C．在温度不太高、压强不太小的情况下，气体可视为理想气体 D．被压缩的气体，不能视为理想气体 5．如图所示，质量相等的同种理想气体甲和乙分别用绝热活塞封闭在两个绝热气缸中，两气缸固定在同一水平面上，开口分别竖直向上和水平向右，活塞质量不能忽略且可沿气缸无摩擦滑动。甲、乙两气体的体积相等，它们的压强分别用p甲、p乙表示，温度分别用T甲、T乙表示。下列关系正确的是（   ） A．p甲 > p乙，T甲 > T乙 B．p甲 > p乙，T甲 < T乙 C．p甲 < p乙，T甲 > T乙 D．p甲 < p乙，T甲 < T乙 6．如图所示，一汽缸固定在水平地面上，用活塞封闭着一定质量的理想气体。已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁间无摩擦。初始时，外界大气压强为，活塞对小挡板的压力刚好等于活塞的重力。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图像是（　　） A． B． C． D． 7．一定质量的理想气体状态变化的过程如图所示，则（    ） A．从状态c到状态a，压强先增大后减小 B．整个过程中，气体在状态b时压强最大 C．状态d时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比b状态时多 D．在气体分子的各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的图像中，状态c时的图像的峰值比状态a时的图像峰值小 8．一定质量的理想气体，由状态A经状态B变为状态C，其中状态A到状态B过程为等压变化，状态B到状态C过程为等容变化。已知，，。气体在状态B时的体积大小和气体由状态B到状态C过程中压强p的变化情况是（    ） A．；p增大 B．；p减小 C．；p增大 D．；p减小 9．如图所示，汽缸竖直放置，汽缸内活塞的质量为，横截面积。开始时，汽缸内被封闭气体的压强，温度，活塞到汽缸底部距离。拔出止动销钉K后，活塞无摩擦上滑，当它到达最大速度时，缸内气体的温度为300K。设汽缸不漏气，求此时活塞距汽缸底部的距离H2。（大气压强） 10．如图所示，导热性能良好的汽缸开口向上放在水平面上，一块玉石放在汽缸内，质量为m、横截面积为S的活塞将一定质量的气体封闭在缸内，活塞与缸壁无摩擦且不漏气，大气压强等于，环境温度为，活塞静止时活塞离缸底的高度为h，现将环境温度缓慢升高为，此时活塞离缸底的距离为，重力加速度为g。 (1)求玉石体积大小； (2)温度升高后，保持温度不变，向活塞上缓慢倒上细沙，当活塞与缸底的距离变为h时，求倒在活塞上的细沙质量。 11．（多选）如图所示，带有阀门的导热储气罐甲、乙中装有同种气体（可视为理想气体），在温度为时，甲、乙罐中气体的压强分别为和。现用甲罐通过细导气管（体积可忽略）对乙罐充气，充气时甲罐在的室温中，把乙罐放在的环境中。充气完毕稳定后，关闭阀门，撤去导气管，测得乙罐中的气体在温度为时的压强达到。充气过程中甲罐中的气体温度始终不变，且各处气密性良好。下列说法正确的是（　　）    A．充气完毕时，甲罐中气体的压强为 B．充气完毕后，甲、乙罐中气体的质量之比为 C．进入乙罐中的气体与乙罐中原有气体的质量之比为 D．甲、乙两罐的体积之比为 12．（多选）如图是一定质量的理想气体的图像，气体完成一次循环。关于气体的变化过程，下列说法正确的是（    ） A．过程气体的内能不变 B．a态的体积小于b态的体积 C．过程气体的分子数密度变大 D．过程气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大 13．（多选）如图所示，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图像。已知气体在状态A时的压强为3.0×105Pa。下列说法正确的是（　　） A．由状态A到状态B气体发生等压变化 B．由状态B到状态C气体发生等压变化 C．TA＝200K D．气体在状态C时的压强为4.0×105Pa 14．如图为传统的爆米花机，工作时将玉米粒倒入铁质容器后，将容器封闭，对容器加热，当内外气体压强之差达到一定数值时，将容器打开即爆出爆米花。已知大气压强为、容器内的初始温度为，，假设加热过程中，容器内玉米粒的体积不变，气体看成理想气体，。求： (1)为使玉米粒炸成爆米花，容器内的最低温度； (2)将容器打开爆出爆米花，当容器内温度变为327℃时，容器内剩余气体与加热前气体的质量之比。（假设容器内剩余爆米花的体积与玉米粒的体积相同） 15．如图是某高温报警装置，上端开口的导热汽缸和金属活塞密闭了一定质量的理想气体。原长为的细弹簧一端固定于汽缸底部中央位置，另一端固定在活塞下表面中央位置，环境温度为时，弹簧恰好处于原长状态，此时活塞上表面与电路接触端的距离为，已知大气压强为，活塞横截面积为S、重力为且厚度不计，弹簧劲度系数，，活塞上表面与电路接触端接触可触发高温报警，不计一切摩擦。求：    (1)报警器刚好报警的热力学温度； (2)环境温度从缓慢升高到报警温度时，封闭气体对外做的功。 16．如图所示，上端开口的竖直汽缸由大，小两个同轴圆筒组成，下边大圆筒高为40cm。两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，活塞横截面积为，质量为活塞横截面积为，质量为5kg。两活塞用长为40cm刚性轻质杆连接，两活塞间密封气体A，活塞下方密封气体，a活塞导热性能良好，汽缸及活塞为绝热。初始时，两部分气体与外界环境温度均为，活塞恰好处于大圆筒中央，此时连杆上的力刚好为零，已知大气压强为，不计活塞与汽缸间摩擦，活塞不漏气，重力加速度取，求： (1)初始时B部分气体压强； (2)若电阻丝缓慢加热B部分气体，当活塞上升10cm时，此时B部分气体的温度是多少？此时连杆上作用力大小？（设气体温度保持不变） 17．一瓶465mL的矿泉水，在室温为27℃时小明将它喝了一半后盖好瓶盖放入冰箱（矿泉水瓶未变形且不漏气）。冰箱中的温度计示数为6℃，冰箱内的温度可认为不变，外界大气压强，摄氏温度t与热力学温度的关系是。 (1)较长一段时间后，求瓶内气体压强； (2)要使在6℃的情况下，瓶内气体压强等于外界大气压强，求在27℃时向瓶内充入外界大气的体积。 18．两位同学参与游乐场中的“充气碰碰球”游戏。碰碰球用完全封闭的PVC薄膜充气膨胀成型，人钻入中空的洞中进行碰撞游戏。假设碰碰球内充入的气体为理想气体，某个碰碰球的内部体积为，初始内部气体压强。，温度。随着碰撞和太阳照射，气体温度升高到，近似认为整个过程碰碰球体积不变。求： (1)此时碰碰球内气体的压强； (2)若要让碰碰球内气体压强恢复到，且保持温度不变，需要从充气口放出多少体积的气体。（假设放出的气体在。状态下，结果保留两位有效数字） 19．世界上最早发明瓷器的国家是中国。现代瓷器通常在气窑内烧制，如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为，温度为室温290K，为避免窑内气压过高，窑上装有一个单向排气阀，当窑内气压达到时，单向排气阀开始排气。开始排气后，气窑内气体压强维持不变，窑内气体温度逐渐升高，最后的烧制温度恒定为1590K。求： (1)单向排气阀开始排气时窑内气体温度为多少； (2)本次烧制排出的气体与原有气体的质量比值是多少。 20．胎压指的是汽车轮胎（如图所示）内密封气体的压强。在夏天某车胎内气体温度T1=312K时，胎压为p1=2.4atm，轮胎内气体体积为V0=15L，胎内气体可视为理想气体，忽略车胎体积变化，且车胎不漏气。 (1)在冬天，若该车胎内气体的温度为T2=273K，求此时的胎压p2； (2)当车胎内气体的温度为T2=273K时，若要将胎压提高∆p=0.5atm，现给轮胎充气，每次往轮胎内缓慢打入压强p0=1atm、温度为273K、体积∆V=1.5L的理想气体，求打气次数。 21．（2024·海南·高考真题）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为，薄吸管底面积，罐外吸管总长度为20cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10cm，不考虑大气压强变化，下列说法正确的是（　　） A．若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏 B．该装置所测温度不高于31.5℃ C．该装置所测温度不低于23.5℃ D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大 22．（2024·江西·高考真题）可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经完成循环过程，和均为等温过程，和均为等容过程。已知，气体在状态A的压强，体积，气体在状态C的压强。求： （1）气体在状态D的压强； （2）气体在状态B的体积。 23．（2024·全国甲卷·高考真题）如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离，活塞的面积为。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为和。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处（过程中气体温度视为不变），外力增加到并保持不变。 （1）求外力增加到时，卡销b对活塞支持力的大小； （2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。 24．（2024·广东·高考真题）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的气缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与气缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$