第2章 课时练5 气体的等压变化和等容变化-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

课时练5气体的等压变化和等容变化 (时间：40分钟满分：50分) 基础达标 5.(多选)一定质量的某种气体自状态A经状态C变化 1~7题每题3分，共21分。 到状态B,这一过程在V-T图上的表示如图所示， 1，一定质量的气体在等压变化中体积增大了2，若气 则 () 体原来温度为27℃，则温度的变化是 ( A.升高了450K B.升高了150℃ C.降低了150℃ D.降低了450℃ 2.拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃 A在A→C过程中，气体的压强不断变大 B.在C→B过程中，气体的压强不断变小 的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火 C.在状态A时，气体的压强最大 罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮 D.在状态B时，气体的压强最大 肤上，以达到通经活络、祛风散寒等作用。罐内封闭 6.(多选)如图为一定质量的理想气体在两次不同体积 气体质量和体积变化不计，可以看作理想气体。火 下的等容变化图线，下列说法正确的是 () 罐“吸”到皮肤上之后，下列说法正确的是 P /B A.火罐内的气体温度不变 B.火罐内的气体温度降低，压强减小 C.火罐内的气体温度降低，压强不变 D.火罐内的气体单位体积分子数增大，压强不变 7 3.(多选)一定质量的气体在体积不变时，下列有关气 A.a点对应状态的气体体积大于b点对应状态的气 体体积 体状态变化的说法正确的是 () B.a点对应状态的气体体积小于b点对应状态的气 A.温度每升高1℃，增加的压强是原来压强 体体积 1 的273.15 C.a点对应状态的气体分子密集程度大于b点对应 B.温度每升高1℃，增加的压强是0℃时压强 状态的气体分子密集程度 的z5 D.a点对应状态的气体分子的平均动能等于b点对 应状态的气体分子的平均动能 C.气体压强和热力学温度成正比 7.(教材习题变式)如图甲、乙、丙所示，三支粗细相同 D.气体压强与摄氏温度成正比 的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空 4.如图所示，A、B两个大容器装有 气柱，且V,=V2>V3,h,<h2=ha。若升高相同的 同种气体，容器间用一根细玻璃 温度，则管中水银柱向上移动最多的是 管连接，管中有一滴水银D做活塞，当左边容器的温 度为一10℃，右边容器的温度为10℃时，水银滴刚 好在玻璃管中央保持平衡，当两个容器的温度都下 降10℃时，下列说法正确的是 ( 甲 丙 A.水银滴将不移动 A.丙管 B.水银滴将向右运动 B.甲管和乙管 C.水银滴将向左运动 C.乙管和丙管 D.水银滴的运动方向无法判断 D.三管中水银柱向上移动一样多 9 拓展提升 C.气体的温度有可能保持不变 8~11题每题4分，12题13分，共29分。 D.体积的变化量与温度的变化量成正比 8.(情景创新)一定质量的理想气体状态变化的过程如 12.如图所示，一根长L=100cm、一端封闭的细玻 图所示，则 ( 璃管开口向上竖直放置，管内用h=25cm长的 水银柱封闭了一段长L,=30cm的空气柱。 已知大气压强为75cmHg,玻璃管周围环境温 度为27℃。求： 0 (1)若将玻璃管缓慢倒转至开口向下，玻璃管中气 A.从状态c到状态a,压强先减小后增大 柱将变成多长： B.整个过程中，气体在状态b时压强最大 (2)接着缓慢升高管内气体温度时，温度升高到多 C.状态d时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子 少摄氏度时，管内水银恰好要溢出。 数比b状态多 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时的图像峰值大 9.如图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系 图像，它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过 程到状态C。设A、B、C状态对应的温度分别为 TA、T、Tc,则下列关系式中正确的是 () A.TA<T,TB<Tc B.TA>T8,Ta=Tc C.TA>TB,TB<To D.TA=TB,TE>To 10.(多选)如图所示为A、B两 m'1 /A 部分理想气体的V-t图像， 0.3 0.2B 设两部分气体是质量相同的 f0.1 同种气体，根据图中所给条27 0 件，可知 () A.当t=273℃时，气体的体积A比B大0.4m3 B.当ta=ta时，VA:VB=3:1 C.当ta=tg时，VA:Va=1:3 D.A、B两部分气体都做等压变化，它们的压强之 比pA:pB=3:1 11.(多选)对于一定质量的气体，在压强不变时，体积 增大到原来的两倍，则正确说法是 () A.气体的摄氏温度升高到原来的两倍 B.气体的热力学温度升高到原来的两倍 108.C解析：此温度计每一刻度表示的实际温度为80一20 100 ℃=2B解析：把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积， 体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变 号℃，当它的不数为1℃时，它上开的格数为1-20=1， 化，由查理定律可知，气体压强减小，小于大气压，火罐在内外 气体压力差作用下，“吸”在皮肤上，故A、C错误，B正确：因为 对应的实际温度应为21×号℃=35℃：同理，当实际温度为 体积不变，火罐内气体单位体积分子数不变，温度降低，压强 60℃时，此湿度计应从20开始上升格数为 5 =36,它的示数 减小，故D错误。 3 3.BC解析：根据查理定律有p=CT,C正确，D错误：将T 为36℃+20℃=56℃，所以C正确。 (273.15十1)K代入得p=C·(273.15+1)K,升高1℃时的 9.D解析：由题图可知，paVa=paVB,所以 A、B两状态的温度相等，在同一等温线上。 压强为p=C·(274.15+)K,所以△p=273.15+1=0 由于离原点越远的等温线温度越高，如图所 时有△p=278.15A错误，B正确。 示，从状态A到状态B,气体温度应先升高 后降低，分子平均速率先增大后减小，故D0 4.C解析：假设水银滴不动，两边气体都发生等容变化，根据号 正确。 10.A解析：捏尾部的橡胶头，使其体积减小，排出一定空气后， -C,可知对左侧气体有2732二023产20：对右侧气体有 P 管内气体的压强为p1=p。十Pgh1。水进入了滴管后管内气 2中0一完·整理可得p:<P:,因此水银清拼向左移特. p。 体的压强为p:=p,十gh:。根据玻意耳定律得(p十gh:)V =(p。十pgh:)V,可得后来气体体积大于初始体积，即V> 5.AD解析：气体由A→C的变化过程是等温变化，由V=C V,所以V>V2,故A正确。 (C是常量)可知，体积减小，压强增大，故A正确：由C→B的 11.答案：(1)压强质量温度(2)不能(3)实验时注射器 内的空气发生了泄漏 变化过程中，气体的体积不发生支化，即为等容变化，由号 解析：(1)题图甲中①为压强传感器：研究一定质量的气体压 C(C是常量)可知，温度升高，压强增大，故B错误：综上所述， 强与体积关系时，应保持气体的质量和温度不变。 由A+C→B的过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态 (2)压强与体积成反比的图像应为双曲线的一支，题图乙的 p-V图像不能确定是不是双曲线的一支，所以不能确定压 B时的压强最大，故C错误，D正确。 强与体积成反比。 6.BCD解析：因为等容图线的斜率越大，对应气体的体积越 (3)实验时注射器内的空气发生了淮漏。 小，所以a点对应状态的气体体积小于b点对应状态的气体 12.答案：(1)4.5cm(2)2cm 体积，A错误，B正确：因为气体质量一定，分子总数一定，体 解析：(1)设玻璃管的横戴面积为S,P、g分别为水银密度和 积小时分子密集程度大，故：点对应状态的气体分子密集程 重力加速度：初始时，右侧水银柱高度为h1=l5cm,空气柱 度大于b点对应状态的气体分子密集程度，C正确：因为温度 长度为l,=5cm,压强为p1,注入水银后，右侧水银柱高度 相同，所以：点对应状态的气体分子的平均动能等于b点对 为h,'=25cm,空气柱长度为l,',压强为p1',由力的平衡条 应状态的气体分子的平均动能，D正确。 件有p1=pu十p1=90cmHg,p,'=p。十pa,=100cmHg: 由玻意耳定律有p,l1S=p:'1,S, 7元B解析：由于气体的压强不变，故△V-号·△T,由于V 联立以上各式并代入数据解得 V,>V3,△T相同，故△V=△V:>△V,即甲管与乙管中水银 l1'=4.5cm。 柱向上移动最多，故选项B正确，A,CD错误。 (2)初始时，左侧空气柱长度为l:=32cm,压强为p:=p1: 8.A解析：由理想气体状态方程pV=CT,V 注入水银后，设左侧水银面上升的高度为，左侧空气柱压强 为p:',由力的平衡条件有 可得V=CT,可知V-T图像的斜率大 p2'=p1'-2p, 小与压强大小成反比，如图所示，a'O和 由玻意耳定律有 O分别是这个图的两条切线所对应的最大0 p2S=p:(-h)S. 联立以上各式并代入数据得 斜率和最小斜率，从状态c到状态，斜率先增大后减小，可知 h2-82h+160=0, 压强先减小后增大，故A正确：由图可知整个过程中，b的斜 解得h=80cm(不合题意，舍去)，h=2cm。 率最小，则气体在状态乃'时压强最大，故B错误：同理可知气 课时练5气体的等压变化和等容变化 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 1,围解折：由盖一昌萨克定律可待的-是代入数据可得品 比状态b时少，故C错误：状态c对应的温度高于状态(，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 300K,解得T,=450K,所以升高的温度Y=△T T. 中，状态c时的图像峰值比状态：时的图像峰值小，故D 150℃。故B正确. 错误。 ·4· 9.C解析：由图可知，气体由状态A到状态B的过程为等容变 错误：晶体熔化时要不断吸收热量，但温度保持不变，所以分 子的平均动能不变，故D错误。 ,P>pB,故T4>T:由状态B到状态C的 3.C解析：电流表示数发生变化，说明圆板沿AB和CD两个 过程为等压变化，则T=T,V。<V,故Tu<Tc,选项C 方向的导电性能不同，即物理性质表现为各向异性，所以圆板 是单品体。故C正确。 正确 4.ACD解析：组成晶体的物质微粒可以是分子、原子或离子， 10,AB解析：作出V-T图像，如图 VIm 这些物质微粒也就是分子动理论所说的“分子”。显然，组成 所示，根据图像可得VA=kATa= 0.3 晶体的物质微粒处在永不停息地做无规则的热运动之中，但 0.3 0.1 273TA:Va-kaTn-273Ta: 0.2 B 同时物质微粒之间还存在相互作用。组成品体的物质徽粒之 0.1 所以能构成空间点库，是由于岳体中物质微粒之问的相互作 0- TK =273℃时，Vx=273 0.3 ×(273+-273 0 用很暖，物质微粒的热运动不足以克限这种相互作用而彼此 C 远离。相同的物质微粒，可构成不同的空间点阵，如金刚石和 n=0.6m,Vm=×(273+273)m2=0.2m: 石墨。故选项A,C,D正确，B错误 5.AD解析：岩盐离子按一定规律排列，则岩盐是晶体，故A正 体的体积比B气体的体积大△V=(0.6一0.2)m=0.4m3, 确，B错误：固体岩登中氯离子和钠离子都在不停地叛动，故C V40.3_3 故A正确：当1=n时了0.广，故B正确C错误： 错误，D正确。 6,B解析：晶体具有固定的熔点，非品体则没有西定的熔点，故 根据理想气体的状态方程可知兴=C,可知V-ST,战兰 A错误：晶体在围定的温度下熔化为液体，而非晶体随着温度 p 的升高逐渐变成液体，则加段表示晶体的固液共存状态，故B 会站行成D 正确：曲线M的ab段表示固态·曲线M的cd段表示液态。 11.BD解析：由益一吕萨克定律可知体积增大到原来的两倍， 由于非昌体没有周定溶点，逐步熔化，尚线V是非晶体在一 定压强下的熔化过程，它先是变软，然后逐步由铜变稀，最终 热力学温度一定升高到原来的两倍，A,C错误，B正确：由 完全变成液态，故C、D错误。 V△V 盖一昌萨克定律的变形式了=△T,可知D正确。 7,C解析：两个特定方向上表现为同性，并不能说明各个方向 12.答案：(1)60cm(2)102℃ 都表现为同性，也就无法说明物理性质各向同性还是各向异 性，也就不能说明是单品体，多品体，还是非品体，A,B、D错 解析：(1)以玻璃管内封闭气体为研究对象，设玻璃管横截面 误，C正确。 积为S,初态压强、体积分别为 8.C解析：晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条线 =p+h=100 cmHg.V=LIS, 方向发生定向移动，故A错误：三条线段上品体分子的数目不 倒转后压强，体积分别为p,一p。一h一50cmHg, 同，表明品体的物理性质是各向异性的，故BD错误，C正确。 V=L:S. 9,D解析：石墨中的碳原子是运动的，A错误：由题意可知单层 由玻意耳定律可得pV=p:V:, 代入数据解得玻璃管中气柱长度将变为L。=60cm。 的厚度有d-0m*3X10”m,且层与层之月有同距。 (2)由题意知初态的温度T,=(273+27)K=300K,V, B错误：石墨烯碳原子问不仅存在分子引力，同时也存在分子 =L:S, 斥力，C错误：石墨烯是品体，在熔化过程中，温度不变，故碳 当水银柱与管口相平时，管中气柱长为L:=L一h=100cm 原子的平均动能不变，D正确。 一25cm=75cm,体积为V1=L,S, 10,B解析：晶体中沿不同的方向上微粒排列的情况不同，故晶 体在不同的方向上会表现出不司的物理性质，A正确：金刚 压骚为p1=p。一h=50cmHg, 石和石墨都是由碳原子直接构成的，因为碳原子的排列方式 由理想气体状态方程可得，业_D,V T: T 不同，故其物理性质差异很大，石墨质地松软，可以用来制作 代入数据解得T:=375K,t=(T:-273)℃=102℃， 铅笔芯，金刚石很硬，可以用于制造玻璃刀和钻头，B错误，D 御温度升高到102℃时，营内水银恰好要溢出。 正确：品体的许多特性都与点阵结构有关，C正确 11.B解析：由图(a)知，甲，乙各向同性，丙各向异性：由图(b) 课时练6固体 知，甲，丙有确定的熔点，乙没有确定的熔化温度，所以甲是 多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体。 1,D解析：明矾，石英、冰块为晶体，塑料为非晶体。 12.答案：见解析 2.A解析：物质在一定条件下可以在晶体和非晶体之间相互转 解析：熔化前，晶体从外界吸收能量，主要用来增加组成点库 化，所以同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现， 结构的微粒的平均动能，使物体的温度升高，共体积一毅也 故A正确：窗户上的玻璃虽然有规则的几何外形，但玻璃没有 有所增大，也有小部分能量用来增加微粒的势能。熔化时， 确定的熔点，是非品体，故B错误；金属虽然设有确定的几何 当温度升高到熔点，点阵结构中的一部分微粒已有足够的动 形状，也不显示各向异性，但其具有确定的熔点，是品体，故C 能，能够克服其他微粒的束搏离开平衡位置，破坏点阵结构， 5