2.3 气体的等压变化和等容变化 同步练习 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

2.3气体的等压变化和等容变化同步练习 2025-2026学年高二下学期人教版选择性必修三 一、单选题 1．一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度为0℃时，其体积为，当温度升高为时，体积为V，那么每升高1℃增大的体积等于（　　） A． B． C． D． 2．真空胎没有内胎，直接在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起胎内表面形成一定的压力，提高了对破口的自封能力，不会像自行车轮胎那样瞬间漏气，从而提高了车辆行驶安全性。如图所示真空胎，胎内充入一定质量的理想空气，把汽车开到室外，胎内的温度降低，假设此过程胎内气体的体积不变，下列说法正确的是（　　）    A．分子的平均动能减小，每个分子运动的动能都减小 B．分子的平均动能不变，气体的压强增大 C．速率大区间的分子数减少，分子平均速率减小 D．气体的温度降低，分子势能减小 3．如图所示，A、B是两个容积相同的密闭容器，由细玻璃管连通，管内有一段汞柱。当A容器气体温度为、B容器内气体温度为时，汞柱在管中央静止。若分别给A、B容器加热，使它们温度都升高，管内汞柱将（　　） A．向左移动 B．保持不动 C．向右移动 D．无法确定 4．“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，在罐中气体逐渐冷却的过程中，罐中气体质量和体积均可视为不变，若罐中气体可视为理想气体。气体冷却后下列说法正确的是（    ） A．每个分子的运动动能均减少 B．分子的数密度变小 C．罐内的压强等于大气压强 D．单位时间内气体分子碰撞器壁的次数减少 5．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程如图所示，则（　　） A．在过程A→C中，气体的压强不变 B．在过程C→B中，气体的压强不断变小 C．在状态A时，气体的压强最大 D．在状态B时，气体的压强最大 6．一位同学自制一简易气温计：向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明细吸管，接口用密封胶密封，在吸管内引入一小段染色的液柱（长度可忽略，在吸管上标注温度值）。如果不计大气压的变化，即形成了一个简易气温计。已知罐的容积为360cm3，吸管有效长度为20cm，横截面积为0.2cm2，当气温为25℃时，液柱离管口10cm，标准大气压为，。下列说法正确的是（　　） A．该“气温计”所能测量的最高气温约为32℃ B．在其他条件不变的情况下换用更粗的吸管，可以扩大测量范围 C．该“气温计”刻度左疏右密 D．如果气压降低了，则测量值将较真实值偏小 7．密闭容器内一定质量的理想气体经历如图所示的ab、bc、cd、da四个状态变化过程。已知bc延长线过坐标原点，ab竖直，cd水平，da和bc平行。下列说法正确的是（　　） A．ab过程中气体从外界吸收热量 B．bc过程中单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增加 C．cd过程中气体分子数密度不断增大 D．da过程中气体压强不断减小 二、多选题 8．如图，绝热汽缸竖直放置，质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内。现在通过电热丝缓慢加热汽缸内的气体，不计一切摩擦，大气压强恒定，活塞始终未从汽缸中滑出，经过一段时间，关于汽缸内的气体，下列说法正确的是（　　） A．气体的压强增大 B．气体的体积增大 C．气体的内能增大 D．气体分子的平均动能增大 9．如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中（　　） A．气体分子的数密度不变 B．气体分子的平均动能增大 C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小 D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 10．如图所示，在一个圆柱形的导热汽缸中，用活塞封闭了一部分空气，活塞与汽缸壁间是密封而光滑的，一弹簧秤挂在活塞上，将整个汽缸悬吊在天花板上，当外界气温升高(大气压不变)时(　　) A．弹簧秤示数变大 B．弹簧秤示数变小 C．弹簧秤示数不变 D．汽缸的底部下降 三、实验题 11．利用如图所示的装置研究气体等压变化的规律时，将注射器的下端用胶塞塞住，沿竖直方向固定在铁架台上，柱塞上端与压力表相接，现用柱塞将一定质量的气体封闭在注射器中，注射器导热性能良好。现将注射器空气柱部分浸入温水中，记录下温水的温度以及封闭气体的体积V，通过所学知识回答下列问题： (1)下列对该实验的理解正确的是________（填字母）。 A．应保持柱塞与注射器筒壁间的良好润滑，否则会影响到实验结果的准确性 B．处理实验数据时，温度T和体积V必须用国际单位制 C．需考虑柱塞的重力对实验结果的影响 D．需气压表、温度计及气柱长度稳定后才能读数 (2)在实验时，逐次升高水温，获取多组实验数据描出图像，发现图像弯曲，在操作正常的情况下，则下列图像合理的是_____（填字母），弯曲的原因可能为______。 A．          B． 12．某同学利用图示装置研究一定质量气体等容变化规律。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。将烧瓶浸入热水中，待烧瓶中气体温度稳定后，保持C管竖直并再次调节C管高度，使B管水银液面仍处于初始位置，然后记下B、C两管水银液面高度差及烧瓶内气体热力学温度T； (1)温度稳定后，应将C管________（填“向上”或“向下”）调节，才能使B管水银液面处于初始位置； (2)若温度过高出现漏气现象，则图2中的图像末段应为曲线________；（填“①”“②”或“③”） (3)实验中使烧瓶内气体的体积不变，多次改变气体温度，用表示气体升高的摄氏温度，用p表示烧瓶内气体压强。根据测量数据作出的图线是________。 A． B． C． D． (4)已知图2中图像直线段的斜率为k，纵轴截距绝对值为b，水银密度为ρ，重力加速度为g，则大气压强________，实验室热力学温度________。（用k、b、ρ、g表示） 四、解答题 13．如图甲所示，高为H圆柱形汽缸底部安装有电热丝（体积可忽略），可以通过加热来改变缸内的温度，汽缸口有固定卡销。汽缸内用质量为、横截面积为s的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞刚好在汽缸口，汽缸内气体温度为，大气压强恒为，重力加速度为g。不计活塞及固定卡销厚度，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。求： (1)保持气体温度不变，将汽缸竖直放置如图乙所示，求活塞距缸底的距离h； (2)在汽缸竖直放置时，接通汽缸底部的电热丝缓慢给气体加热，一直到气体温度升高到。求此时汽缸内气体的压强。 14．如图，容积均为、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为、温度为的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通：B汽缸的顶部有一阀门K，初始处于关闭状态,两个活塞将两个汽缸分成I、II、III、IV四个部分，其中II、III部分体积分别为和、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。用气象从开口C向的缸内缓慢注气体，封闭开口C，再将环境温度缓慢升高至2，A汽缸中的活塞刚好到达汽缸底部。求： （1）A汽缸第Ⅰ部分原有气体与注入气体的质量比； （2）打开阀门K，稳定时B汽缸中活塞的位置。 15．如图有一热气球停在地面，下端开口使球内外的空气可以流通，球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度，设气球的总体积V1＝400m3球壳体积忽略不计，除球内空气外，热气球总质量M＝150kg．已知地面附近大气的温度T1＝300K，密度ρ1＝1.20kg/m3，大气可视为理想气体，重力加速度g＝10m/s2． （1）.求当气球内温度调节到多少K时，气球内剩余气体质量占原来球内气体质量的80%? （2）.当气球内温度调节到500K时，判断热气球是否会升起？若不能升起，请说明理由；若能升起，求出上升时加速度大小（保留两位小数）． 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C C D D B B BCD AB CD 11．(1)AD (2) A 漏气 12．(1)向上 (2)③ (3)C (4) ρgb 13．(1) (2) 【详解】（1）由水平到竖直位置为等温过程，由玻意耳定律 活塞受力平衡 解得 （2）假设活塞刚好到达汽缸口时，气体温度为，由盖—吕萨克定律 解得 此后气体体积不再变化，由查理定律得 解得 或由气体实验定律得 解得 14．（1）5：2；（2）稳定时B汽缸中活塞刚好到达顶部 【详解】（1）设当A中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为p，则此时Ⅳ内的气体压强也等于p，设此时Ⅳ内的气体的体积为V，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体被压缩的体积为，则对气体Ⅳ 对Ⅱ、Ⅲ两部分气体 联立解得 此时Ⅰ内的气体压强也等于p，设此时Ⅰ内原有气体的体积为，则对气体Ⅰ，有 解得 可知打入的气体此时的体积为 故A汽缸第Ⅰ部分原有气体与注入气体的质量比5:2。 （2）由第一问方程可求得打开阀门前，Ⅳ的气体体积，Ⅱ、Ⅲ部分气体体积为 对Ⅱ、Ⅲ部分气体，有 解得 故稳定时B汽缸中活塞刚好到达顶部。 15．（1）375K   （2）0.96m/s2 【详解】（1）球内气体有等压变化，气球内剩余气体质量占原来球内气体质量的80%时，原球内气体体积为： 由等压变化规律可知： 代入数据可得 （2）．设气球刚好从地面飘起时气球内的气体温度为T，密度为，则气球升起时浮力等于气球和内部气体的总重力即： 因为气球内的气体温度升高时压强并没有变化，则原来的气体温度升高时体积设为V，根据质量相等则有： 原来的气体温度升高后压强不变，体积从变为V，根据等压变化关系得： 联立计算得出：，由500K>436K知热气球会升起. 当球内温度为500K时，气体由升高前体积V1，温度T1，密度的气体变为体积为V3、温度等于、密度为的气体，则有 代入数据联立解得 对气体受到自身重力、空气浮力根据牛顿第二定律有： 代入数据计算得出： 学科网（北京）股份有限公司 $