课时作业8 气体的等压变化和等容变化（Word练习）-【金榜题名】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册同步学案（人教版）

课时作业(八)　气体的等压变化和等容变化 [基础达标练] 1．(多选)一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，体积增大，则(　　) A.气体分子的平均动能增大 B.气体分子的平均动能减小 C.气体分子的平均动能不变 D.分子的密集程度减小，平均速率增大 解析：选AD　一定质量的理想气体，在压强不变时，由盖一吕萨克定律可知＝C，体积增大，温度升高，所以气体分子的平均动能增大，平均速率增大，分子的密集程度减小，故AD正确，BC错误。 故选AD。 2．(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 C.温度每升高1 K体积增加是原来的 D.体积的变化量与温度的变化量成正比 解析：选BD　AB.由盖—吕萨克定律＝可知，在压强不变时，体积与热力学温标成正比，故A错误，B正确；C.温度每升高1 ℃即1 K，体积增加是0 ℃体积的，故C错误；D.由盖—吕萨克定律的变形式＝可知，体积的变化量与温度的变化量成正比，故D正确。 故选BD。 3．封闭在氧气筒内的氧气，当温度从20 ℃升高到40 ℃时，它的压强(　　) A.变为原来的2倍 B.变为原来的 C.增加了原来的 D.增加了原来的 解析：选D　氧气发生等容变化，则有＝＝＝即p2＝p1 则有p2－p1＝p1＝p1 故选D。 4．查理定律的正确说法是一定质量的气体，在体积保持不变的情况下(　　) A.气体的压强跟摄氏温度成正比 B.气体温度每升高1 ℃，增加的压强等于它原来压强的 C.气体温度每降低1 ℃，减小的压强等于它原来压强的 D.以上说法都不正确 解析：选D　A．查理定律的内容是：一定质量的气体，在体积保持不变的情况下气体的压强跟热力学温度成正比，选项A错误； BC.查理定律的内容是：任何理想气体都是温度每升高(或降低)1 ℃增加(或减小)的压强Δp等于它在0 ℃时压强p0的，故BC错误； D.以上说法都不正确，故D正确。 故选D。 5．一定量气体的体积保持不变，其压强随温度变化关系的图像是(　　 ) A.　　B． C. D． 解析：选C　一定质量气体体积不变，压强与热力学温度成正比，故C正确。 故选C。 6．(多选)某同学利用DIS实验系统研究一定质量气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示的p－t图像如图所示。已知在状态B时气体的体积为VB＝3 L，则下列说法正确的是(　　) A.从状态A到状态B气体的体积不变 B.从状态A到状态B气体的体积增大 C.状态B到状态C气体体积增大 D.状态C气体的体积是2 L 解析：选AD　AB.因BA的延长线过绝对零点，则状态A到状态B是等容变化，故气体的体积不变，A正确，B错误； C.状态B到状态C的过程中，气体温度不变，压强增大，体积减小，C错误； D.从题图中可知，pB＝1.0 atm，VB＝3 L，pC＝1.5 atm，根据玻意耳定律，有pBVB＝pCVC 解得VC＝2 L，D正确。故选AD。 7．(多选)一定质量的理想气体，由状态a经b变化到c，如图甲所示，则图中有可能正确反映出这一变化过程的(　　) A. B． C. D． 解析：选BC　状态a到b的过程，体积不变，温度升高，压强升高，状态b到c温度不变，压强减小，体积增大，B正确，C正确，A错误，D错误。 故选BC。 8．(多选)如图所示，甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图像，关于这两个图像的正确说法是(　　) A.甲是等压线，乙是等容线 B.乙图中p ­t线与t轴交点对应的温度是－273.15 ℃，而甲图中V­t线与t轴的交点不一定是－273.15 ℃ C.由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成直线关系 D.乙图表明温度每升高1 ℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变 解析：选AD　A．由查理定律p＝CT＝C(t＋273.15)及盖—吕萨克定律V＝CT＝C(t＋273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A正确； B.由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为－273.15 ℃，即热力学温度的0 K，故B错误； C.查理定律及盖—吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，故C错误； D.由于图线是直线，乙图表明温度每升高1 ℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变，故D正确。 故选AD。 9．如图所示为一定质量理想气体的三种变化过程，则下列说法正确的是(　　) A.a→d过程气体体积增加 B.b→d过程气体体积增加 C.c→d过程气体体积增加 D.a→d过程气体体积不变 解析：选A　根据理想气体状态方程＝C，可得p＝T 在p－T图像中，等容线是过原点的倾斜直线，且气体体积越大，直线的斜率越小。因此，a状态对应的体积最小，c状态对应的体积最大，b、d状态对应的体积相等。 A.a→d过程气体体积增加，故A正确； B.b→d过程气体体积不变，故B错误； C.c→d过程气体体积减小，故C错误； D.a→d过程气体体积增加，故D错误。故选A。 [能力提升练] 10．(多选)如图所示，容器A和容器B分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管相通，管内有一段水银柱将两种气体隔开，当氢气的温度为0 ℃， 氧气温度是20 ℃时，水银柱静止。下列说法正确的是(　　) A.两气体均升高温度20 ℃时，水银柱向右边移动 B.两气体均升高温度20 ℃时，水银柱向左边移动 C.如果将容器在竖直平面内缓慢逆时针转动90°，保持各自温度不变(水银全部在细管中)，现让温度都升高10 ℃，则水银柱向下移动 D.如果将容器在竖直平面内缓慢逆时针转动90°，保持各自温度不变(水银全部在细管中)，现让温度都升高10 ℃，则水银柱向上移动 解析：选AD　AB.假设两个容器体积不变，根据查理定律＝ 可知两气体均升高温度20 ℃时，氢气压强的增加量 Δp1＝p＝p 氧气压强的增加量Δp2＝p＝p 可知两气体均升高温度20 ℃时，氢气压强的增加量大于氧气压强的增加量，所以水银柱向右边移动，故A正确，B错误； CD.如果将容器在竖直平面内缓慢逆时针转动90 °，稳定时氢气的压强大于氧气，假设两个容器体积不变，根据查理定律＝ 现让温度都升高10 ℃，氢气压强的增加量Δp′1＝pH＝pH 氧气压强的增加量Δp′2＝pO＝pO 初始时氢气的压强大于氧气，可知两气体均升高温度10 ℃时，氢气压强的增加量大于氧气压强的增加量，所以水银柱向上边移动，故D正确，C错误。 故选AD。 11．U形玻璃管两端封闭，竖直放置时管内水银柱把管内气体分成两部分，如图所示，当温度为t时，两边水银面高度差为h，如果要使左右水银面高度差变大，下列方法可行的是(　　) ①同时使两边降低同样的温度 ②同时使两边升高同样温度 ③使管保持竖直状态突然加速下降 ④使玻璃管保持竖直状态突然加速上升 A.①③　　　　　　B．①④ C.②③ D．②④ 解析：选B　设右边的空气记为A，左边的空气记为B，则pB＝pA＋h 如果使左右水银面高度差h变小，则A的体积减小，B的体积增大，A、B气体压强差减小，假设气体体积不变，由查理定律计算得出压强变化量Δp＝p′－p＝p 初状态时pB>pA T相等，如果同时使两边空气柱升高相同的温度，则B增加的压强大于A增加的压强，两水银面高度差将会减小；如果同时使两边空气柱降低相同的温度，则B减小的压强大于A减小的压强，两水银面高度差将会增大，故①正确，②错误； 使玻璃管保持竖直状态突然加速上升，水银处于超重状态，B的压强增大，由玻意耳定律可以知道，B的体积减小，则高度差将会增大；使玻璃管保持竖直状态突然加速下降，水银处于失重状态，B的压强减小，由玻意耳定律可以知道，B的体积增大，高度差将会减小，故③错误，④正确，故B正确，ACD错误。 故选B。 12．如图甲所示，在光滑水平面上有一个质量为m、内外壁均光滑的汽缸，汽缸内活塞的质量也为m，活塞的横截面积为S，汽缸内密封一定质量的理想气体，理想气体的温度为T0，体积为V，整体静止在水平面上，大气压强为p0。如图乙所示，对活塞施加一方向水平向左、大小为mg的推力，整体向左做匀加速直线运动，若此时气体的体积仍然为V，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A.此时气体的温度为T0 B.此时气体的温度为T0 C.此种情况下，气体的压强为 D.此种情况下，气体的压强为 解析：选A　对题图甲，设气体的压强为p1，以活塞为研究对象，由二力平衡可p1S＝p0S 对题图乙，对汽缸与活塞组成的整体，由牛顿第二定律可得F＝(m＋m)a，F＝mg 设气体的压强为p2，温度为T，对汽缸受力分析，由牛顿第二定律可得(p2－p0)S＝ma 比较甲、乙两种气体的状态，由等容变化规律可得 ＝ 解得T＝T0，p2＝p0＋ 故A正确，BCD错误。 故选A。 13．如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积－温度(V－t)图上的两条直线I和Ⅱ表示，V1和V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0＝－273.15 ℃；a、b为直线I上的两点。由图可知，气体在状态a和b的压强之比及气体在状态b和c的压强之比分别为(　　) A.1∶1　V1∶V2 B．2∶1　V1∶V2 C.1∶2　V2∶V1 D．1∶1　V2∶V1 解析：选D　根据盖－吕萨克定律有＝k 整理得V＝kt＋273k 由体积－温度(V－t)图像可知，直线Ⅰ为等压线，则a、b两点压强相等，则有＝1 设t＝0 ℃时，当气体体积为V1时其压强为p1，当气体体积为V2时其压强为p2，根据等温变化，有p1V1＝p2V2，由于直线Ⅰ和Ⅱ各为两条等压线，则有p1＝pb，p2＝pc，联立解得＝＝ 故选D。 14．如图，一个粗细均匀、导热良好的U形细玻璃管竖直放置，A端封闭，D端开口。玻璃管内通过水银柱封闭a、b两段气体，a气体下端浮有一层体积、质量均可忽略的隔热层，各段长度如图。已知大气压强p0＝75 cmHg，环境温度为17 ℃。取T＝t＋273 K。 (1)通过加热器对b气体缓慢加热，使其温度升高到191 ℃时玻璃管内剩余水银柱的总长度为多少？ (2)保持b气体温度191 ℃不变，以BC为轴将玻璃管缓慢旋转90°至U形管躺平且不漏气，则玻璃管内剩余水银柱的总长度为多少？ 解析：(1)假设b气体膨胀过程中未到达C，膨胀过程中水银不断从D口流出但水银柱高度不变，气体b的压强不变，a气体体积不变，b做等压膨胀，对b气体由盖－吕萨克定律＝得＝ 解得l2＝16 cm 故b气体的长度变为16 cm，而因为b的气压没有改变，所以a的气压也不变，即a的体积不会发生变化，所以b只会向右移动，故16 cm－10 cm＝6 cm<11 cm 故假设成立，玻璃管内剩余水银柱的总长度为： l2＝10 cm＋11 cm＋ cm＋25 cm＝51 cm (2)以BC为轴将玻璃管旋转到水平状态，a、b两部分气体均做等温变化，且压强均变为75 cmHg，a气体初状态的压强pa＝pb－10 cmHg＝90 cmHg 根据玻意耳定律paVa＝p′aV′a，p′a＝75 cmHg 得l′a＝18 cm 对b气体，初状态的压强为pa＝p0＋25 cmHg＝100 cmHg 根据玻意耳定律有pbVb＝p′bV′b 得l′b＝ cm 则剩余水银柱的长度 l′余＝ cm＝ cm＝42.7 cm 答案：(1)51 cm　(2)42.7 cm 学科网（北京）股份有限公司 $