作业(六) 气体的等压变化和等容变化-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册知能达标训练（人教版2019）

作业(六) 气体的等压变化和等容变化 [基础训练] 6.用销钉固定的活塞把水 平放置的容器分隔成A、 1.密封在压强不变的容器中的气体,当温度 升高时 ) B两部分,其容积之比 ( A.体积变大 B.体积变小 V. :V。=2:1,如图所示,起初A中有温 D.都有可能 C.体积不变 度为127C、压强为1.8×10{}Pa的空气 2.描述一定质量的气体发生等容变化的过程 B中有压强为1.2×10{*Pa、温度为27C ( ) 的图线是下图中的 的空气,拔去销钉后使活塞无摩擦地移动 (不漏气),由于容器壁缓慢导热,最后温度 都变成27C,活塞也停止移动,最后A中 气体的压强是 ( ) A.1.8×10{}Pa B.1.5X10{Pa B C.1.3X10{Pa D.1.2×10{Pa 2 [能力提升] 7.一质量M=6kg、横截面积 C S-2×10-}m^{}的汽缸竖直 3.一定质量的气体在等压变化中体积增大了 放在水平地面上,汽缸左侧 下部有气孔O与外界相通; 质量n=4kg的活塞封闭 化是 ( 了汽缸内上部一定质量的理想气体,劲度 A.升高了450K B.升高了150C 系数 -2×10^{*}N/m的轻弹连接地面 C.降低了150C D.降低了450C 与活塞,保持竖直。当汽缸内气体温度为 4.(多选)如图所示是一定p T.=127C时,弹为自然长度,缸内气柱 质量的气体从状态A经 长度L=20cm。已知大气压强 。 状态B到状态C的-T 1.0×10{}Pa,取g=10m/s^{},缸体始终竖 图像,则下列判断正确 直,活塞不漏气且缸壁无摩擦力。缸内气 的是 ( ) 体温度从T开始缓慢上升,升到某一温度 A.V-VB B.V-VC T。以上后,封闭气体做等压膨胀。求T。的 C.V.<Vc D.V.→V。 大小。 5.对于一定质量的理想气体,下列状态变化 可能实现的是 A.使气体体积增加而同时温度降低 B.使气体温度升高,体积不变、压强减小 C.使气体温度不变,而压强、体积同时 增大 D.使气体温度升高,压强减小,体积减小 13 ·物理·选择性必修 第三册(配BJ版) 8.(2024·九省联考)如图,一个盛有气体的 塞(大小不计)从玻璃管开口处缓缓往下 容器内壁光滑,被隔板分成A、B两部分, 推,使管下部空气长度变为/'一20cm,上 隔板绝热。开始时系统处于平衡状态 部空气柱长度为1',如图所示。假设轻活 A和B体积均为V、压强均为大气压?。) 塞下推过程中没有漏气,已知大气压强为 温度均为环境温度T。。现将A接一个打 P=75cmHg,环境温度不变,求轻活塞下 气筒,打气简每次打气都把压强为、温 推的距离△/。 有气体均视为理想气体) B 10.如图所示,一大型水银内漂浮着一支上 (1)假设打气过程中整个系统温度保持不 端封闭下端开口玻璃管,玻璃管内封闭一 定质量的理想气体,玻璃管的质量为、 变,求打气的次数n; (2)保持A中气体温度不变,加热B中气 横截面积为S。现在缓慢下压玻璃管到 体使B的体积恢复为V,求B中气体的温 水银橹内,当玻璃管恰好悬浮时,内外液 度T。 面高度差为H。已知外界大气压强恒定 为、水银的密度为o、重力加速度为g 不考虑温度的变化,不计玻璃管的厚度及 气体的质量。求: (1)玻璃管漂浮在水银橹上时,封闭气体 的压强; (2)玻璃管漂浮在水银上时,玻璃管露 出水银面的长度。 9.一上端开口、下端封 △ 1. 闭的细长玻璃管与 水平面夹角0-30 倾斜放置,玻璃管的 _. 中间有一段长为/。一50cm的水银柱,水 银柱下部封有长1一25cm的空气柱,上 部空气柱的长度1一60cm。现将一轻活 14 11.(2024·九省联考)下图是一个简易温度 12.如图所示,一直立汽缸 计示意图,左边由固定玻璃球形容器和内 由两个横截面积不同的 径均匀且标有刻度的竖直玻璃管组成,右 长度足够长的圆筒连接 边是上端开口的柱形玻璃容器,左右两边 而成,活塞A、B间封闭 通过软管连接,用水银将一定质量的空气 有一定质量的理想气 封闭在左边容器中。已知球形容器的容 体,A的上方和B的下 积为530cm{},左边玻璃管内部的横截面 方分别与大气相通。两活塞用长为L 积为2cm{}。当环境温度为0且左右液面 30cm的不可伸长的质量可忽略不计的 平齐时,左管液面正好位于8.0cm刻度 细杆相连,可在缸内无摩擦地上下滑动。 处。设大气压强保持不变。 当缸内封闭气体的温度为T 三450K 时,活塞A、B的平衡位置如图所示。已 球形 知活塞A、B的质量分别为m.-2.0kg、 容器 一手柄 m=1.0kg。横截面积分别为S-20cm^②}、 _mal S.=10cm^{},活塞厚度不计,大气压强为 P。-1.0×10{}Pa,重力加速度大小g取 10m/s2。求: (1)缸内温度缓慢升高到500K时气体 软营 的体积; (1)当环境温度升高时,为使左右液面再 (2)缸内温度缓慢升高到900K时气体 次平齐,右边柱形容器应向上还是向下 的压强。 移动? (2)当液面位于30.0cm刻度处且左右液 面又一次平齐时,对应的环境温度是多少 摄氏度?10.解析以左侧气体为研究对象，初始时压强p1= 4.AC由题图和查理定律可知VA=VB,故A正确：由状 80cmHg,体积V=LS,支化后体积V2=(亿-冬)S 态B到状态C,气体温度不变，压强减小，由玻意耳定律 知气体体积增大，故C正确。 由玻意耳定律p1V1=p2V2 得变化后气体压强为p2=100cmHg。 5.A 由理想气体状态方程Y=C得A项中只要压强减 T 以右侧气体为研究对象，初始时压强p=加=76cHg: 小就有可能，故A项正确：而B项中体积不变，温度与 体积V3=(L-h)S 压强应同时变大或同时变小，故B项错误：C项中温度 变化后体积V4=L'S 不变，压强与体积成反比，故不能同时增大，故C项错 由玻意耳定律pV3=p2V4 得变化后右边气体长度L'=4.56cm 误：D项中温度升高，压强减小，体积减小，学致学减 活塞下降高度△h=L-冬-，解得△M=3.4cm 小，故D项错误 答案3.44cm :6.C对A气体，初态：PA=1.8×105Pa,VA=2V,TA= 1L.解析(1)袖带橡皮囊最大容积记为V,充气前，袖带 400K,末态：TA'=300K, 橡皮囊是瘪的，内部气体体积设为V1,设经n次充气， 由理想气体状态方程得PV_V 袖带橡皮寰达到最大容积。每次挤压气囊可向袖带橡 TA TA 皮量和检压计内充入压强为T50mmHg的气体的体 即L.8X103PaX2V-pA'VA 积设为Vo,则有Vm一V1=nVa 400K 300K· ① 解得n=3.75,故第4次充气时，示值管内水银液面开 对B气体，初态： 始上升。 pB=1.2×103Pa,VB=V,TB=300K, (2)水银壶内气体体积为V2=80mL 未态：TB'=300K, 体积不变，初状态压强为p,=750mmHg,末状态压强为 p=po十pw=840mmHg 由理想气体找态方程得PaVB-PBVA 水银壶内末状态下的气体在压强为p时的体积设为V:, 即L.2X10PaXY_pm'VB 300K 300K ② 根据玻意耳定律得p1V2=p,V3 水银壶内气体质量与原气体质量的比值为 又对A,B两部分气体分析知pA'=PB', ③ m'V328 VA'+V8'=3V. ① mV2259 联立①②③④得pA'=pB'=1.3×10Pa,故选项C 答案04次(2器 正确。 7.解析当T1=127℃时，设缸内气体体积为V1,压强为 12,解析（①）当A向右移动兰时，假设B不移动，对I内 p1,活塞平衡，则mg十p1S=puS,V1=L1S 气体分析，由玻意耳定律得 解得p1=0.8X10Pa,V1=4×10-m3 1S=p1号5，解得p1=2p 当封闭气体温度为T2时，汽缸与地面没有弹力，设缸内 气体体积为V2,压强为2，汽缸平衡，则 而此时B中气体的压强为30>1，故B不移动，而 p1=po十gh,解得h=10m。 p2S=paS+Mg,解得p2=1,3X105Pa (2)该装置放入水下后，由于水的压力A向右移动， 设弹簧弹力大小为F,对M和m,由平衡条件 I内气体压强逐渐增大，当压强增大到大于3P0后B F=(n十M)g,根据F=k△x 开始向右移动，当A恰好移动到缸底时所测深度最 解得△r=0.05m, 大，此时原I内气体全部进入Ⅱ内，设B向右移动距离 则V2=(L1+△x)S=5×10-4m3 为x,两部分气体压强均为p2,对原I内气体分析，由 对缸内气体，由理想气你状态方程=，解得 玻意耳定律得paLS=p2xS T 对原Ⅱ内气体分析，由玻意耳定律得3LS=p2(L T2=812.5K。 x)S,又p2=o+ghm 答案812.5K 联立解得hm=30m。 : 8.解析(1)对B气体，根据理想气体状态方程有 答案(1)10m(2)30m 作业（六）气体的等压变化和等容变化 V 3 元=nT。p=3p 1.A压强不变时，体积V与温度T成正比，因此温度升 高时，气体的体积应变大。故正确答案为A。 则报据等温方程oV+o×专V=A×(2V-专V) 2.D等容变化的过程的pt图像在：轴上的交点坐标是 n=24次。 (-273℃，0)，D正确。 感B由道吕萨龙定体可得的一器 (2)A中气体温度不变，有1×(2W-}V）=2V 代人款据可知.-30K,得T=460K V V 对B中气体p0广。=T T2 2 解得T=5To。 所以升高的温度△1=150K=150℃。 答案(1)24次(2)5T0 Le 9.解析在活塞下推前，玻璃管下部空气柱压强为 3.AC从题中看出液体对固体来说是不浸润的。在出现 p1=pg十l2sin30 不浸润现象时，附着层里分子的分布比液体内要稀疏， 设活塞下推后，下部空气柱的压强为1'， 所以附着层分子受的引力比液体内分子受的引力要大 由于环境温度不变，由玻意耳定律可得1=p11' 些，A、C正确，B、D错误。 设此时玻璃管上部空气柱的压强为2'， 4.C熔化是指物质从固态变为液态的过程。凝固是指 则p2'=p1'-l2sin30 物质从液体变为固体的过程。非晶体没有固定的熔点 由玻意耳定律可得pol3=p2'lg 和凝固，点。由于球内充入非晶体材料，所以它在熔化的 设活塞下推距离为△1，联立可得△1=I1十13 过程中，不会出现固液共存的状态，它的温度会持续升 (11'+'),△1=20cm. 高。A是品体熔化图像，B是晶体凝固图像，C是非品 答案20cm 体熔化图像，D是非晶体凝固图像。 10.解析(1)对玻璃管，有paS十mg=p1S 5.CD单晶体有天然确定的几何形状，各对应表而之间 解得=十得， 的夹角相等；而多晶体不具有天然确定的形状，非品体 (2)玻璃管在水银槽内漂浮时mg=PgH]S 也没有天然确定的几何形状。 玻璃管在水银糟内悬浮时mg一Pg2S 6.B导热性能沿各个方向相同的物体可能是非品体，也 封闭气体压强p2=p十PgH 可能是晶体，品体具有确定的熔点，故A、D错误，B正 封闭气体等温变化有p1l1S=p2l2S 确：物体外形是否规则不是判断是否为单品体的依据： 液面以上玻璃管的长度l=l1一H 应该说，单品体具有规则的儿何外形是“天生”的，而多 可得1=m(0gHS-mg) 品体和非晶体也可以具有规则的几何外形，当然，这只 pS(poS+mg) 能是“后天”加工的，故C错误。 答案（1)+零(2)sm 7.ABC沿O10和O2了2两对称轴测该矩形被测样品， pS(poS+mg) 11.解析(1)当环境温度升高时，假设右边容器不动，则 所得电值不和学，县是一袋医礼明被华品器 由于左侧气体体积变大，右侧管中液面将高于左侧管 OO1和OO2方向的电阻率（即导电性能）相等，即表 中液面，则为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向 现出各向同性的物理性质，因单品体在某些物理性质上 下移动。 也可能表现为各向同性，所以该样品可能为单晶体、多 (2)开始时左侧气体体积V1=(530十2×8)cm3= 晶体或非晶体，故D错误，A、B、C正确。 546cm3,温度T1=273K 8.D只有单晶体的物理性质才表现为各向异性，故A错 当液面位于30.0cm刻度处使气体的体积V2= 误；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何 (530+2×30)cm3=590cm 形状，金属属于多晶体，故B错误：大粒盐磨成细盐，细 气体进行等压变化，则根据盖-吕萨克定律可得 盐是形状规则的晶体，在放大镜下能清楚观察到，故C ViI V: 错误：品体和非品体的一个重要区别，就是品体有确定 TT2 的熔，点，而非晶体无确定的挖点，故D正确。 解得T2=295K,则t2=22℃. 9.ABD单晶体内部的微粒构成特定的空间，点阵是单晶 答案(1)向下(2)22℃ 体有天然规则几何外形的原因，单晶体在物理性质上的 12.解析(1)慢升温则活塞向上移动，此过程为等压过 各向异性是由于空间点阵中不同方向上的微粒数目不 程，初始状态体积V1=之(S十S)=450am,强度 同，微粒间距离也不相同。晶体熔，点的存在是由于晶体 在熔化时要吸收热量用来瓦解空间点阵，增加分子势 T1=450K,当A活塞刚接触汽缸顶部时体积V=LS4= 能，熔化过程中分子热运动的平均动能不变，即温度不 60m,温度为南盖-吕萨克定体兰-号解得T : 变，只有当晶体全部熔化变为液体后，温度才会升高，分 子热运动的平均动能才会增加，单品体也是如此。故选 600K>T=500K,说明A活塞尚未到达顶端」 项A、B、D正确 根据盖-吕萨克定律元=元号，解得V2=500cm。 : 10.C晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三 (2)当活塞A刚接触汽缸顶部时，设汽缸内气体的压 条线段发生定向移动，故A错误：三条线段上晶体分 强为P1,以活塞A、B为研究对象：根据T3=900K> 子的数目不同，表明品体的物理性质是各向异性的，故 T=600K知，由T=600K升温到T3=900K过程中 B、D错误，C正确。 A、B活塞间气体体积不变，当T=600K时，pSA十 作业（八）液体 p1SB十(mA十mB)g=paSB十1SA,设T3=900K时 1.C液体很难压缩，说明液体分子间距较小，A错误：液 缸内气体的压强为P,由查理定律-，解得 体分子在永不停息地做热运动，单个分子运动无规律， 但大量分子的运动表现出统计学规律，B错误：液体分 1.95×105Pa。 子在振动，但由于液体具有流动性，故液体分子无确定 答案(1)500cm3(2)1.95×10Pa 的平衡位置，C正确，D错误。 作业（七）固体 2.D肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互 1,ACD多晶体和非品体都具有各向同性，只有单品体是 相平衡，棉线可以有任意形状。当把部分肥皂膜刺破 各向异性，故A正确，B错误：晶体一定有确定的熔点， 后，在b部分肥皂膜表面张力的作用下，棉线将被绷繁。 而非品体无确定的熔，点，故C、D均正确。 因液体面有收缩到面积最小的趋势，所以棉线被拉成凹 2.BD品体内部微粒排列的空间结构决定着品体的物理性 的圆孤形状。正确选项为D。 质。同种元素原子也会有多种排列结构，例如：碳原子按 3.C液体表面层的分子比内部稀疏，液体表面层分子表 层状结构排列形成石墨，按网状结构排列形成金刚石。 现为引力，即分子间的引力比斥力大，故远C。 32