2.3.2 气体的等压变化和等容变化 课时对点练2 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第3节 气体的等压变化和等容变化 课时对点练2 理想气体、气体实验定律的微观解释 基础对点练 一、选择题: 考点一　理想气体及理想气体状态方程的理解 1．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 2．(多选)关于理想气体的性质，下列说法正确的是(　　) A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在 B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体 C．一定质量的理想气体，平均动能增大，其温度一定升高 D．氦气是液化温度最低的气体，任何情况下均可当作理想气体 考点二　理想气体状态方程的应用 3.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 4．一定质量的理想气体，经历了如图2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 5.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 考点三　气体实验定律的微观解释 6．一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 7．(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 能力综合练 一、选择题: 8.如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论正确的是(　　) A．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些 B．若外界大气压增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大 C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小 D．若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大 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 10．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 2． 计算题： 11.如图所示，U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26 cm、温度为280 K的空气柱，左右两管水银面高度差为36 cm，外界大气压为76 cmHg.若给左管的封闭气体加热，使管内空气柱长度变为30 cm，(忽略温度对水银体积的影响)则此时左管内气体的温度为多少？ 12.一定质量的理想气体由状态A经状态B、C变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104 Pa. (1)求状态A的压强； (2)请在乙图中画出该状态变化过程的p－T图像，并分别标出A、B、C、D各个状态，不要求写出计算过程． 尖子生选练 13.如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S＝50 cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k＝1 400 N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m＝14 kg的物块B.与活塞、弹簧相连的轻绳都竖直． 开始时，缸内气体的温度t＝27 ℃，活塞到缸底的距离L1＝120 cm，弹簧恰好处于原长状态．已知外界大气压强恒为p＝1.0×105 Pa，取重力加速度g＝10 m/s2，不计一切摩擦．现使缸内气体缓慢冷却，求： (1)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度； (2)气体的温度冷却到－93 ℃时B离桌面的高度H. 参考答案： 1.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． 2.答案　ABC 3.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． 4.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． 5.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． 6.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． 7.答案　AD 8.答案　D解析　以活塞和汽缸整体为研究对象可知，整体重力等于弹簧弹力，跟外界大气压无关，即弹簧压缩量不变，A错误；因为弹力不变，故活塞距地面的高度不变，C错误；以汽缸为研究对象，若外界大气压增大，则汽缸内气体压强增大，体积减小，所以汽缸的上底面距地面的高度将减小，B错误；若气温升高，汽缸内气体压强不变，故气体的体积增大，所以汽缸的上底面距地面的高度将增大，D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·，Vc＝＝300 K·，则Va＝Vc. 由理想气体状态方程可知Vb＝＝＝Va，故A、B、D错误，C正确． 10.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． 11.答案　420 K 解析　以封闭气体为研究对象，设左管横截面积为S，当左管封闭的空气柱长度变为30 cm时，左管水银柱下降4 cm；右管水银柱上升8 cm，即两端水银柱高度差为：h′＝24 cm，由题意得：V1＝L1S＝26S，p1＝p0－ph＝76 cmHg－36 cmHg＝40 cmHg，T1＝280 K，p2＝p0－ph′＝52 cmHg，V2＝L2S＝30S.由理想气体状态方程：＝，解得T2＝420 K. 12.答案　(1)4×104 Pa　(2)见解析图 解析　(1)根据理想气体状态方程＝，则 pA＝＝ Pa＝4×104 Pa. (2)A→B等容变化、B→C等温变化、C→D等容变化，根据理想气体状态方程可求得各状态的参量．p－T图像及A、B、C、D各个状态如图所示． 13.答案　(1)198 K　(2)10 cm 解析　(1)B刚要离开桌面时弹簧拉力为kx1＝mg 解得x1＝0.1 m＝10 cm 由活塞受力平衡得p2S＝pS－kx1 根据理想气体状态方程有＝ 代入数据解得T2＝198 K. (2)当温度降至198 K之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变， 根据盖－吕萨克定律，则有＝ 代入数据解得H＝10 cm. 学科网（北京）股份有限公司 $