5. 气体的等容变化和等压变化（分层作业）物理教科版选择性必修第三册

第2.5课 气体的等压变化和等容变化 ID： 一、单选题 1．关于质量一定的气体在压强保持不变时，它的状态变化规律是（　　） A．它的体积与摄氏温度成正比 B．当温度每变化1℃，它的体积变化量都相等 C．当温度每变化1℃，它的体积变化量都为原来的 D．以上说法都不对 2．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． 3．如图的“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。在拔火罐操作中，医生需将罐内空气加热至某一温度t，随后迅速把火罐倒扣在皮肤上，当温度降至室温27℃时，罐内气体压强为大气压的0.8倍。已知大气压p0=1.0×105Pa，罐内封闭气体视为理想气体，忽略体积变化。则加热温度t为（　　） A．87℃ B．102℃ C．207℃ D．227℃ 4．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内吸入一小段油柱，不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知吸管的横截面积为S，封闭气体温度为T、体积为V，当温度变化量为时，油柱移动的距离为（　　） A． B． C． D． 5．一定质量的理想气体从初状态a经b、c、d最终回到状态a，该过程中气体的体积（V）随热力学温度（T）的变化规律如图所示。则与该变化过程相对应的变化过程正确的是（　　） A． B． C． D． 6．一定质量的理想气体用横截面积为的活塞封闭在汽缸内，汽缸内壁光滑。如图甲所示，用轻质细线系在活塞的正中央，然后将整个装置悬挂在天花板上处于静止状态，此时缸内气体的压强为；如图乙所示，用竖直杆固定在地面，让汽缸开口向下，活塞放置在竖直杆上，整个装置处于静止状态时，此时缸内气体的温度为；如图丙所示，汽缸开口水平向右放置在水平面上，处于静止状态。已知大气压强为，活塞与汽缸的质量相等，活塞及汽缸壁的厚度均不计，汽缸未漏气。下列说法正确的是（　　） A．图乙中缸内气体压强为 B．图乙中缸内气体压强为 C．若三图中缸内气体的体积均相等，则图丙与图甲中缸内气体温度相等 D．若三图中缸内气体的体积均相等，则图丙与图甲中缸内气体温度差为 二、多选题 7．下面关于气体压强的说法正确的是（　　） A．气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的 B．气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力 C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关 D．从宏观角度看，气体压强的大小只跟气体的温度有关 8．关于理想气体，下面说法正确的是（　　） A．理想气体是严格遵从气体实验定律的气体模型 B．理想气体的分子大小可以忽略不计 C．理想气体是一种理想模型，没有实际意义 D．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可当成理想气体 9．下列说法正确的是（    ） A．物理性质表现为各向同性的物体可能是晶体 B．温度越高，布朗运动越不明显 C．的0.5kg氢气的分子平均动能与的2kg水的分子平均动能相等 D．一定质量的理想气体等容降压时内能一定减小 E．小昆虫可以停在水面上是由于其重力与水的表面张力平衡 三、解答题 10．某同学探究一封闭汽缸内理想气体的状态变化特性，得到压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为的等容过程，当温度为时气体的压强为；图线Ⅱ描述的是压强为的等压过程。取为，求 ①等容过程中，温度为时气体的压强； ②等压过程中，温度为时气体的体积。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2.5课 气体的等压变化和等容变化 ID： 一、单选题 1．关于质量一定的气体在压强保持不变时，它的状态变化规律是（　　） A．它的体积与摄氏温度成正比 B．当温度每变化1℃，它的体积变化量都相等 C．当温度每变化1℃，它的体积变化量都为原来的 D．以上说法都不对 【答案】B 【详解】A．由盖吕萨克定律可知，它的体积与热力学温度成正比，故A错误； BCD．由可知，当温度每变化或1℃，它的体积变化量都相等，只有当初状态温度时，温度每变化或1℃，它的体积变化量都为原来的，故B正确，CD错误。 故选B。 2．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。 3．如图的“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。在拔火罐操作中，医生需将罐内空气加热至某一温度t，随后迅速把火罐倒扣在皮肤上，当温度降至室温27℃时，罐内气体压强为大气压的0.8倍。已知大气压p0=1.0×105Pa，罐内封闭气体视为理想气体，忽略体积变化。则加热温度t为（　　） A．87℃ B．102℃ C．207℃ D．227℃ 【答案】B 【详解】由查理定律得 其中，， 解得t=102℃ 故选B。 4．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内吸入一小段油柱，不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知吸管的横截面积为S，封闭气体温度为T、体积为V，当温度变化量为时，油柱移动的距离为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】饮料罐中气体的压强与外界大气压是相同的，饮料罐中的气体做等压变化，根据 可得 解得 故选A。 5．一定质量的理想气体从初状态a经b、c、d最终回到状态a，该过程中气体的体积（V）随热力学温度（T）的变化规律如图所示。则与该变化过程相对应的变化过程正确的是（　　） A．B．C．D． 【答案】D 【详解】A．图中横坐标表示摄氏温度，由于 可知，将图像的 纵轴水平向右平移便得到图像，此时图像不会经过坐标原点，故A错误； B．根据理想气体状态方程有 可知，是等压过程，图像平行于轴，是等容过程，温度升高，压强增大，该图像中压强减小，不符合题意，故B错误； C．是等压过程，图像平行于轴，是等容过程，温度升高，压强增大，该图像中压强减小，不符合题意，故C错误； D．是等压过程，图像平行于轴，是等容过程，温度升高，压强增大，图像的延长线经过坐标原点，过程是等温过程，图像平行于轴，过程是等压过程，图像平行于轴，该图像符合题意，故D正确。 故选D。 6．一定质量的理想气体用横截面积为的活塞封闭在汽缸内，汽缸内壁光滑。如图甲所示，用轻质细线系在活塞的正中央，然后将整个装置悬挂在天花板上处于静止状态，此时缸内气体的压强为；如图乙所示，用竖直杆固定在地面，让汽缸开口向下，活塞放置在竖直杆上，整个装置处于静止状态时，此时缸内气体的温度为；如图丙所示，汽缸开口水平向右放置在水平面上，处于静止状态。已知大气压强为，活塞与汽缸的质量相等，活塞及汽缸壁的厚度均不计，汽缸未漏气。下列说法正确的是（　　） A．图乙中缸内气体压强为 B．图乙中缸内气体压强为 C．若三图中缸内气体的体积均相等，则图丙与图甲中缸内气体温度相等 D．若三图中缸内气体的体积均相等，则图丙与图甲中缸内气体温度差为 【答案】A 【详解】AB．设活塞与汽缸的质量均为m，对甲图的汽缸受力分析，由三力平衡可得 对图乙的汽缸受力分析，由三力平衡可得 综合解得 故A正确，B错误； CD．图丙缸内气体的压强为 若三图中气体的体积相等，由等容变化可得， 综合解得、 则有 故CD错误。故选A。 二、多选题 7．下面关于气体压强的说法正确的是（　　） A．气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的 B．气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力 C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关 D．从宏观角度看，气体压强的大小只跟气体的温度有关 【答案】ABC 【详解】A．压强产生的根本原因为气体分子与容器壁发生碰撞，A正确； B．气体对器壁产生的压强等于作用在器壁单位面积上的平均作用力，B正确； C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关，C正确； D．从宏观的角度看，一定质量的气体压强与温度和体积有关，D错误。 故选ABC。 8．关于理想气体，下面说法正确的是（　　） A．理想气体是严格遵从气体实验定律的气体模型 B．理想气体的分子大小可以忽略不计 C．理想气体是一种理想模型，没有实际意义 D．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可当成理想气体 【答案】ABD 【详解】AC．理想气体是物理学上为了简化为题而引入的一个理想化模型，虽然在现实生活中不存在，但仍有实际意义；在任何条件下都遵守气体实验三定律的气体，叫做理想气体，故A正确，C错误。 B．理想气体的分子大小可以忽略不计，选项B正确； D．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可当成理想气体，选项D正确。 故选ABD。 9．下列说法正确的是（    ） A．物理性质表现为各向同性的物体可能是晶体 B．温度越高，布朗运动越不明显 C．的0.5kg氢气的分子平均动能与的2kg水的分子平均动能相等 D．一定质量的理想气体等容降压时内能一定减小 E．小昆虫可以停在水面上是由于其重力与水的表面张力平衡 【答案】ACD 【详解】 A．物理性质表现为各向同性的物体可能是非晶体或多晶体，故A正确； B．温度越高，布朗运动越明显，故B错误； C．由于温度是分子平均动能的标志，的0.5kg氢气与的2kg水的温度相同，分子平均动能相等，故C正确； D．一定质量的理想气体等容降压时，根据查理定律知气体温度降低，则内能一定减小，故D正确； E．表面张力的作用是使液体表面具有收缩的趋势，小昆虫可以停在水面上是由于其重力与水面对它的支持力平衡，故E错误。 故选ACD。 三、解答题 10．某同学探究一封闭汽缸内理想气体的状态变化特性，得到压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为的等容过程，当温度为时气体的压强为；图线Ⅱ描述的是压强为的等压过程。取为，求 ①等容过程中，温度为时气体的压强； ②等压过程中，温度为时气体的体积。 【答案】①；② 【详解】①在等容过程中，设0℃时气体压强为p0；根据查理定律有 解得 ②当压强为p2，温度为0℃时，设此时体积为V2，则根据理想气体状态方程有 解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$