2.2 气体的等温变化 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

2．2气体的等温变化同步练习 2025-2026学年高二下学期人教版选择性必修三 一、单选题 1．下列四幅插图中包含的物理思想正确的是（　　） A．图甲采用了转化法 B．图乙采用了放大思想方法 C．图丙采用了控制变量法 D．图丁采用了等效法 2．如图所示，下端封闭、上端开口且粗细均匀的玻璃管与水平方向成角倾斜放置，管内用长度为的水银柱封闭了长度为的空气柱，大气压强恒为，将该玻璃管绕其下端缓慢逆时针旋转至竖直，空气柱可看作理想气体且温度不变，则密闭空气柱的长度将变为（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，水平地面上固定一导热良好的气缸，用活塞封闭一定质量的理想气体。若气缸周围环境温度和大气压强保持不变，现向左缓慢推动活塞，则气缸内的气体（    ） A．压强变大 B．压强变小 C．温度降低 D．温度升高 4．如图所示，竖直放置的粗细均匀玻璃管中用水银封闭一定质量的理想气体，水银柱长度为，被封闭气柱长度为。环境温度保持不变，大气压强恒为。将玻璃管绕底端缓慢转过180°，使玻璃管开口向下，此过程中无水银溢出，此时被封闭气柱长度为（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气。通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气（　　） A．体积变大，压强变小 B．体积变小，压强变大 C．体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小 6．如图所示，一根粗细均匀的U形玻璃管在竖直平面内放置，左端封闭，右端通大气，大气压强p=75cmHg。管内左右水平面的高度差h=15cm，左管内空气柱的长度L=20cm。如果让该管在原来的竖直平面内自由下落，稳定时两边水银面的高度差为（　　） A．8cm B．19cm C．23cm D．24cm 7．一定质量的理想气体由状态A沿直线变到状态B的过程如图所示，A、B两点位于同一双曲线上，则此变化过程中气体（　　） A．温度一直下降 B．内能先减小后增大 C．温度先上升后下降 D．内能一直增大 二、多选题 8．如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是（　　） A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比 B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的 C．一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越小 D．由图可知T1>T2 9．如图所示是一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中（　　） A．从A到B的过程温度升高 B．从B到C的过程温度升高 C．从A到B再到C的过程温度先降低再升高 D．A、C两点的温度相等 10．如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图，在输液过程中　　 A．A瓶中的药液先用完 B．当A瓶中液面下降时，B瓶内液面高度保持不变 C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大 D．随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变 三、实验题 11．如图（a）所示，某一小组用气体压强传感器、标号为25mL的注射器等器材探究气体等温变化的规律，主要实验步骤如下： ①测出软管内空气的体积为0.9mL； ②在注射器内用活塞封闭一定量的气体，将注射器、软管、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ③缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录注射器和软管内封闭气体的总体积和由计算机显示的气体压强； ④重复上述步骤③，多次测量并记录； ⑤计算机根据p、V值，作出图像。 (1)实验操作中除了保证封闭气体的温度恒定以外，还需要在活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了______； (2)根据记录数据，作出如图（b）所示的图。对图线进行分析，若在实验误差允许范围内，、、、之间满足关系式_____，则说明一定质量的气体在温度不变时压强与体积成反比。 12．某同学做探究气体等温变化的规律实验的装置如图甲所示。 (1)关于该实验，下列说法正确的是（　　）。 A．实验前应检查注射器气密性，确保无漏气现象 B．向下压或向上拉柱塞时，动作要缓慢，以保证气体温度恒定 C．柱塞移动过程中，需用手握住注射器筒体，防止其受热膨胀 D．记录数据时，应待压力表读数稳定后再读取 E．若注射器内有少量空气未排出，将导致实验结果出现系统误差 F．绘制图像时，若图线不通过原点，说明气体质量不守恒 (2)该同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图乙所示，则可能原因是（　　）。 A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中气体温度降低 C．实验过程中气体温度升高 D．注射器内壁存在摩擦阻力 (3)为了探究气体在不同温度时发生等温度变化是否遵循相同的规律，他进行了两次实验，得到的图像如图丙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为________（选填“<”“=”或“>”）。 四、解答题 13．如图甲所示，一端封闭、粗细均匀、导热性能良好的细玻璃管开口向上竖直放置，管长L = 56cm，横截面积S = 1cm2，管中一段h = 24cm的水银柱将长L1 = 24cm空气柱封闭在管内。大气压强p0 = 76cmHg。 (1)若将甲状态的气体缓慢加热使水银柱刚好到达管口，求被封闭气体对外做的功（取1cmHg = 1333Pa，结果保留一位有效数字）； (2)若将甲状态的玻璃管缓慢旋至开口竖直向下，如图乙，旋转过程中无空气进入，求稳定后管内空气柱的长度L2。 14．如图所示，竖直放置在水平桌面上的左、右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降，左侧活塞上升。已知大气压强为，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求： （1）最终汽缸内气体的压强； （2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。 15．水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求： （1）此时上、下部分气体的压强； （2）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C A B B C C AB AD ABC 11．(1)增强气密性，保持气体质量不变 (2) 12．(1)ABDE (2)C (3)> 13．(1)1J (2)40cm 【详解】（1）根据甲图可得p = p0＋ρgh 代入数据解得p = 100cmHg 根据W = pS(L－h－L1) 代入数据解得W = 1J （2）由题知，从甲图变到乙图，气体发生等温变化，在乙图中，假设水银柱刚好在管口，根据玻意耳定律有 解得 因为L2＋h > 56cm，故有水银溢出。根据玻意耳定律有 解得L2 = 40cm 14．（1）；（2）， 【详解】（1）对左右汽缸内所封的气体，初态压强 体积 末态体积 设末态压强，根据玻意耳定律可得 解得 （2）对右边活塞受力分析可知 解得 对左侧活塞受力分析可知 解得 15．（1），；（2） 【详解】（1）旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知 解得旋转后上部分气体压强为 旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为，则 解得旋转后下部分气体压强为 （2）对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知 解得活塞的质量为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $