2.5.2 气体的等容变化和等压变化 课时检测 -2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第三册

第5节 气体的等容变化和等压变化 课时检测 基础对点练 1、 选择题: 题组一　气体实验定律的微观解释 1.一定质量的某种理想气体的压强为p，热力学温度为T，单位体积内的气体分子数为n，则(　　) A.p增大，n一定增大 B.T减小，n一定增大 C.增大时，n一定增大 D.增大时，n一定减小 2.(多选)一定质量的理想气体，体积变大的同时，温度也升高了，那么下面判断正确的是(　　) A.气体分子平均动能增大 B.单位体积内分子数目增多 C.气体的压强一定保持不变 D.气体的压强可能变大 3.(多选)关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　) A.体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大 B.温度不变，压强减小时，气体分子的数密度一定减小 C.压强不变，温度降低时，气体分子的数密度一定减小 D.温度升高，压强和体积可能都不变 题组二　理想气体 4.对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能实现的是(　　) 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 5.如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的空气，若玻璃管中水柱上升，则外界大气的变化可能是(　　) A.温度降低，压强增大 B.温度升高，压强不变 C.温度升高，压强减小 D.温度不变，压强减小 6.一定质量的理想气体，经历了如图所示的状态变化过程，则此三个状态的温度之比是(　　) A.1∶3∶5 B.3∶6∶5 C.3∶2∶1 D.5∶6∶3 7.如图所示为一定质量的理想气体状态变化时的p－T图像，由图像可知，此气体的体积(　　) A.先不变后变大 B.先不变后变小 C.先变大后不变 D.先变小后不变 8.如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为T1、T2、T3，则T1、T2、T3的大小关系为(　　) A.T1＝T2＝T3 B.T1＜T2＜T3 C.T1＞T2＞T3 D.T1＜T2＝T3 能力综合练 一、选择题: 9.一定质量的理想气体沿如图所示状态变化，方向从状态a到状态b(ba延长线过坐标原点)，到状态c再回到状态a。气体在三个状态的体积分别为Va、Vb、Vc，则它们的关系正确的是(　　) A.Va＝Vb B.Va＞Vc C.Vb＝Va D.Vc＝Va 二、填空与计算题： 10.如图所示p－V图，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1________N2，T1________T3，N2________N3。(填“大于”“小于”或“等于”) 11.某医院有一容积为40 L的氧气钢瓶，在夏季某天测得瓶内的氧气压强为1.2×107 Pa，这天的环境温度为27 ℃；由于长时间未用，某天测得该氧气瓶内的压强为8×106 Pa，这天环境的温度为－23 ℃。钢瓶内氧气视为理想气体。 (1)通过计算证明该氧气瓶已经漏气； (2)为了使该氧气瓶中氧气恢复原来的质量，求需要对其充入多少升温度为－23 ℃、压强为1×105 Pa的氧气。 12.如图所示，粗细均匀的、一端封闭一端开口的U形玻璃管，当t1＝31 ℃、大气压强p0＝1 atm(1 atm＝76 cmHg)时，两管水银面相平，这时左管被封闭气柱长l1＝8 cm。求： (1)当温度t2等于多少时，左管气柱长l2为9 cm? (2)当温度达到(1)问中温度t2时，为使左管气柱长l3为8 cm，则应在右管再加多高的水银柱？ 参考答案： 1. 答案　C解析　只有p或T变化，不能得出体积的变化情况，A、B错误；增大时，V一定减小，单位体积内的气体分子数一定增大，C正确，D错误。 2. 答案　AD 3. 答案　AB解析　体积不变，分子的数密度就保持不变，压强增大，说明分子的平均撞击力变大了，即分子的平均动能增大了，A正确；温度不变，分子平均动能不变，压强减小，说明单位时间内撞击器壁的分子数在减小，表明气体分子的数密度减小了，B正确；温度降低，分子平均动能减小，分子撞击器壁的作用力减小，要保持压强不变，则要增大单位时间内撞击器壁的分子数，即气体分子的数密度要增大，C错误；温度升高，压强、体积中至少有一个发生改变，D错误。 4. 答案　A解析　由理想气体状态方程＝C得，A项中若使压强减小就有可能，故A项正确；体积不变，温度与压强应同时变大或同时变小，故B项错误；温度不变，压强与体积成反比，故不能同时增大，故C项错误；温度升高，压强减小，体积不可能减小，故D项错误。 5. 答案　A解析　由题意可知，封闭空气温度与大气温度相同，封闭空气体积随水柱的上升而减小，将封闭空气近似看作理想气体，根据理想气体状态方程＝C，若温度降低，体积减小，则压强可能增大、不变或减小，A正确；若温度升高，体积减小，则压强一定增大，B、C错误；若温度不变，体积减小，则压强一定增大，D错误。 6. 答案　B解析　由理想气体状态方程得＝C(C为常量)，可见pV＝TC，即pV的乘积与温度T成正比，故B项正确。 7. 答案　B解析　根据理想气体状态方程＝C可得p＝T，可知第一阶段为等容变化，体积不变；第二阶段为等温变化，压强变大，体积变小，所以气体的体积先不变后变小，故B正确，A、C、D错误。 8. 答案　B解析　以活塞为研究对象，对T1、T2状态下的气体有：p1S＝Mg＋p0S，p0S＋Mg＝p2S，对T3状态下的气体有：p0S＋Mg＋mg＝p3S，可以得出：p1＝p2＜p3；根据理想气体状态方程：＝＝，因V1＜V2，p1＝p2，则T1＜T2，因V2＝V3，p2＜p3，则T2＜T3，即T1＜T2＜T3，B正确。 9. 答案　C解析　由题图可知，pa＝p0，pb＝pc＝2p0，Ta＝300 K，Tc＝600 K，tb＝2ta＝54 ℃，Tb＝327 K；由理想气体状态方程得Va＝＝300 K·，V c＝＝300 K·，则Va＝Vc，由理想气体状态方程＝ Vb＝Va＝＝Va，A、B、D错误，C正确。 10. 答案　大于　等于　大于 解析　对一定质量的理想气体，为定值，由p－V图像可知，2p1·V1＝p1·2V1＞p1·V1，所以T1＝T3＞T2。状态1与状态2时气体体积相同，单位体积内分子数相同，但状态1下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多，即N1＞N2；状态2与状态3时气体压强相同，状态3下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少，即N2＞N3。 11. 答案　(1)见解析　(2)800 L 解析　(1)假设没有漏气，根据等容变化有＝ 解得p2′＝T2＝×1.2×107 Pa＝1.0×107 Pa＞8×106 Pa 该氧气瓶已经漏气。 (2)设充入x L该气体，根据理想气体状态方程得＝＋ 解得x＝800 L。 12. 答案　(1)78 ℃　(2)11.75 cm 解析　(1)取左管中气体为研究对象，初状态p1＝1 atm＝76 cmHg，T1＝t1＋273 K＝304 K，V1＝l1S＝(8 cm)·S(设横截面积为S)，因为左管水银面下降1 cm，右管水银面一定上升1 cm，则左右两管高度差为2 cm， 因而末状态p2＝(76＋2)cmHg＝78 cmHg，V2＝(9 cm)·S。 由＝ 代入数据解得T2＝351 K 从而知t2＝78 ℃。 (2)在78 ℃情况下，气柱长从9 cm减小到8 cm，体积减小，压强一定增大，即压强大于78 cmHg，故要往右管加水银。由＝，且V1＝V3，T2＝T3 有p3＝＝76× cmHg＝87.75 cmHg， 故应在右管加水银柱的高度为(87.75－76) cm＝11.75 cm。 学科网（北京）股份有限公司 $