3氣體的等壓變化和等容變化課后·訓(xùn)練提升基礎(chǔ)鞏固一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的)1.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷下列過(guò)程,其壓強(qiáng)有可能回到初始?jí)簭?qiáng)的是()A.先等溫壓縮,后等容升溫B.先等容降溫,后等溫膨脹C.先等容升溫,后等溫膨脹D.先等容升溫,后等溫壓縮答案:C解析:根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知等溫壓縮、等容升溫過(guò)程中,氣體壓強(qiáng)增大,而等容降溫、等溫膨脹過(guò)程中,氣體壓強(qiáng)減小,當(dāng)氣體先等溫壓縮,后等容升溫時(shí),分析可知,氣體壓強(qiáng)一直增大,其壓強(qiáng)不可能回到初始?jí)簭?qiáng),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;氣體先等容降溫,后等溫膨脹,同理分析可知,氣體壓強(qiáng)一直減小,其壓強(qiáng)不可能回到初始?jí)簭?qiáng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;氣體先等容升溫,后等溫膨脹,同理分析可知,氣體壓強(qiáng)先增大后減小,其壓強(qiáng)有可能回到初始?jí)簭?qiáng),故選項(xiàng)C正確;氣體先等容升溫,后等溫壓縮,同理分析可知,氣體壓強(qiáng)一直增大,其壓強(qiáng)不可能回到初始?jí)簭?qiáng),故選項(xiàng)D2.一定質(zhì)量的理想氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,溫度由5℃升高到10℃,體積的增量為ΔV1;溫度由10℃升高到15℃,體積的增量為ΔV2,則()A.ΔV1=ΔV2 B.ΔV1>ΔV2C.ΔV1<ΔV2 D.無(wú)法確定答案:A解析:由蓋-呂薩克定律V1T即ΔV=ΔTT所以ΔV1=5278V1,ΔV2=5283V2(V1、V2分別是氣體在5℃和10℃而V所以ΔV1=ΔV2故選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。3.如圖所示,A、B是兩個(gè)容積相同的密閉容器,由細(xì)玻璃管連通,管內(nèi)有一段汞柱。當(dāng)A容器氣體溫度為0℃,B容器內(nèi)氣體溫度為10℃時(shí),汞柱在管中央靜止。若分別給A、B容器加熱,使它們的溫度都升高10℃,管內(nèi)汞柱將()A.向右移動(dòng) B.向左移動(dòng)C.保持不動(dòng) D.無(wú)法確定答案:A解析:假設(shè)氣體體積不變,對(duì)A進(jìn)行狀態(tài)分析,根據(jù)查理定律可知p解得pA'=pATATA'=273+10273pA=1對(duì)B進(jìn)行狀態(tài)分析,根據(jù)查理定律可知p得pB'=pBTBTB'=273+20273+10pB=1由于pA=pB,則pA'>pB'所以管內(nèi)汞柱將向右移動(dòng),故選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。4.房間里氣溫升高3℃時(shí),房間內(nèi)的空氣將有1%逸出到房間外,由此可計(jì)算出房間內(nèi)原來(lái)的溫度是()A.-7℃ B.7℃ C.17℃ D.24℃答案:D解析:設(shè)初始房間內(nèi)的氣體體積為V,溫度為T(mén),逸出氣體的體積為ΔV,溫度變化量ΔT=3℃=3K,選擇初始房間內(nèi)的氣體為研究對(duì)象,氣體發(fā)生等壓變化。設(shè)初態(tài)體積為V,溫度為T(mén);末態(tài)體積為V+ΔV,溫度為T(mén)+ΔT。根據(jù)蓋-呂薩克定律可得V房間內(nèi)的空氣有1%逸出到房間外,考慮末態(tài)的所有氣體有ΔVV由上式可得ΔTT又由于溫度變化量ΔT=3K,因此T=297K,t=24℃故選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的)5.一定質(zhì)量的理想氣體()A.若保持氣體的溫度不變,則氣體的壓強(qiáng)減小時(shí),氣體的體積一定會(huì)增大B.若保持氣體的壓強(qiáng)不變,則氣體的溫度減小時(shí),氣體的體積一定會(huì)增大C.若保持氣體的體積不變,則氣體的溫度減小時(shí),氣體的壓強(qiáng)一定會(huì)增大D.若保持氣體的溫度和壓強(qiáng)都不變,則氣體的體積一定不變答案:AD解析:根據(jù)pVT=C可知,若保持氣體的溫度不變,則氣體的壓強(qiáng)減小時(shí),氣體的體積一定會(huì)增大,選項(xiàng)A正確;根據(jù)pVT=C可知,若保持氣體的壓強(qiáng)不變,則氣體的溫度減小時(shí),氣體的體積一定會(huì)減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)pVT=C可知,若保持氣體的體積不變,則氣體的溫度減小時(shí),氣體的壓強(qiáng)一定會(huì)減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)pVT=C可知,若保持氣體的溫度和壓強(qiáng)都不變,則氣體的體積一定不變6.如圖所示,豎直放置的汽缸內(nèi),用質(zhì)量為m的活塞封閉著一定量的理想氣體,活塞與汽缸間無(wú)摩擦且導(dǎo)熱良好,已知外界大氣壓強(qiáng)不變。下列說(shuō)法正確的是()A.若環(huán)境溫度緩慢升高,氣體的壓強(qiáng)增大B.若環(huán)境溫度緩慢升高,氣體的體積增大C.若環(huán)境溫度緩慢升高,氣體的內(nèi)能增大D.若在活塞上放一個(gè)重物,穩(wěn)定后氣體體積不變答案:BC解析:因?yàn)榛钊c汽缸間無(wú)摩擦且導(dǎo)熱良好,外界大氣壓強(qiáng)不變,所以氣體做等壓變化,若環(huán)境溫度緩慢升高,由蓋-呂薩克定律V=CT可知,氣體體積隨溫度升高而增大,同時(shí)氣體溫度升高,分子平均動(dòng)能增大,故其內(nèi)能增大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B、C正確;若在活塞上放一個(gè)重物,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大,且做等溫變化,由玻意耳定律pV=C可知,氣體體積會(huì)減小,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.下圖是醫(yī)務(wù)人員為患者輸液的示意圖,在輸液的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.B瓶中的藥液先用完B.隨著液面下降,A瓶?jī)?nèi)C氣體壓強(qiáng)逐漸增大C.隨著液面下降,B瓶上方的氣體體積增大,壓強(qiáng)減小D.只要B瓶中還有液體,滴壺D中的氣體壓強(qiáng)不變答案:BD解析:在藥液從B瓶中流下時(shí),封閉氣體體積增大,溫度不變,根據(jù)玻意耳定律知?dú)怏w壓強(qiáng)減小,A瓶中空氣將A瓶中藥液壓入B瓶,補(bǔ)充B瓶流失的藥液,即B瓶藥液液面保持不變,直到A瓶中藥液全部流入B瓶,即A瓶藥液先用完,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。A瓶瓶口處壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)相等,但A瓶中液面下降,由液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)減小,因此A瓶中氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)逐漸增大,故選項(xiàng)B正確。B瓶管口處的壓強(qiáng)始終等于大氣壓,即p0=pB+ρghB,開(kāi)始時(shí),B瓶液體沒(méi)有減少,ρghB不變,則上方氣體壓強(qiáng)pB不變;當(dāng)A瓶中液體流完后,隨著B(niǎo)瓶中的液體減少,ρghB減小,B瓶上方的氣體壓強(qiáng)pB增大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。B瓶管口處的壓強(qiáng)始終等于大氣壓,滿足p0=pD-ρghD,其中hD為滴壺D中空氣上方到B瓶?jī)?nèi)管口處的液體高度,只要B瓶中還有液體,液體高度hD不變,滴壺D中的氣體壓強(qiáng)pD就不變,故選項(xiàng)D正確。三、非選擇題8.如圖所示,圓柱形導(dǎo)熱汽缸長(zhǎng)l0=60cm,缸內(nèi)用活塞(質(zhì)量和厚度均不計(jì))密閉了一定質(zhì)量的理想氣體,缸底裝有一個(gè)觸發(fā)器D,當(dāng)缸內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到p=1.5×105Pa時(shí),D被觸發(fā),不計(jì)活塞與缸壁的摩擦。初始時(shí),活塞位于缸口處,環(huán)境溫度t0=27℃,壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa。(1)若環(huán)境溫度不變,緩慢向下推活塞,求D剛好被觸發(fā)時(shí),活塞到缸底的距離。(2)若活塞固定在缸口位置,緩慢升高環(huán)境溫度,求D剛好被觸發(fā)時(shí)的環(huán)境溫度。答案:(1)0.4m(2)450K解析:(1)設(shè)汽缸橫截面積為S,D剛好被觸發(fā)時(shí),活塞到缸底的距離為l,根據(jù)玻意耳定律得p0Sl0=pSl代入數(shù)據(jù)解得l=p0pl0=1×1051(2)此過(guò)程為等容變化,根據(jù)查理定律得p代入數(shù)據(jù)解得T=pp0T0=1.5×能力提升一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的)1.拔罐是中醫(yī)傳統(tǒng)養(yǎng)生療法之一,以罐為工具,將點(diǎn)燃的紙片放入一個(gè)小罐內(nèi),當(dāng)紙片燃燒完時(shí),迅速將火罐開(kāi)口端緊壓在皮膚上,火罐就會(huì)緊緊地“吸”在皮膚上,造成局部瘀血,以達(dá)到通經(jīng)活絡(luò)、祛風(fēng)散寒等作用的療法。封閉氣體質(zhì)量變化不計(jì),可以看作理想氣體?；鸸蕖拔钡狡つw上之后,下列說(shuō)法正確的是()A.火罐內(nèi)的氣體內(nèi)能增大B.火罐內(nèi)的氣體溫度降低,壓強(qiáng)減小C.火罐內(nèi)的氣體溫度降低,壓強(qiáng)不變D.火罐內(nèi)的氣體單位體積分子數(shù)增大,壓強(qiáng)不變答案:B解析:在剛開(kāi)始的很短時(shí)間內(nèi),火罐內(nèi)部氣體體積不變,由于火罐導(dǎo)熱性良好,所以火罐內(nèi)氣體溫度迅速降低,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知,氣體壓強(qiáng)減小,在外界大氣壓的作用下火罐“吸”在皮膚上,故選項(xiàng)B正確,A、C、D2.負(fù)壓救護(hù)車(chē)、負(fù)壓病房在疫情防治中發(fā)揮了重要的作用,負(fù)壓是指空間內(nèi)的氣壓略低于外界環(huán)境的大氣壓。若負(fù)壓空間的溫度和外界溫度相同,負(fù)壓空間中的氣體和外界環(huán)境中的氣體都可以看成理想氣體,則下列說(shuō)法正確的是()A.負(fù)壓空間中氣體分子的平均動(dòng)能小于外界環(huán)境中氣體分子的平均動(dòng)能B.負(fù)壓空間中氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)小于外界環(huán)境中氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)C.負(fù)壓空間中每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率都小于外界環(huán)境中每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率D.負(fù)壓空間中氣體的內(nèi)能等于外界環(huán)境中同體積的氣體的內(nèi)能答案:B解析:因負(fù)壓空間的溫度和外界溫度相同,則負(fù)壓空間中氣體分子的平均動(dòng)能等于外界環(huán)境中氣體分子的平均動(dòng)能,負(fù)壓空間中氣體分子的平均速率等于外界環(huán)境中氣體分子的平均速率,而不是負(fù)壓空間中每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率都小于外界環(huán)境中每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;根據(jù)pVT=C可知,因負(fù)壓空間中相同質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)小,則體積較大,分子數(shù)密度小,則負(fù)壓空間中氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)小于外界環(huán)境中氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù),選項(xiàng)B正確;負(fù)壓空間與外界環(huán)境中比較,相同體積的氣體在負(fù)壓空間的質(zhì)量較小,分子數(shù)較少,而分子平均動(dòng)能相同,則負(fù)壓空間中氣體的內(nèi)能小于外界環(huán)境中同體積的氣體的內(nèi)能,選項(xiàng)D3.一定質(zhì)量的理想氣體自狀態(tài)A沿直線變化到狀態(tài)B,如圖所示,在此過(guò)程中其壓強(qiáng)()A.逐漸增大 B.逐漸減小C.始終不變 D.先增大后減小答案:B解析:將t軸上絕對(duì)零度(-273.15℃)的點(diǎn)D與A、B連接起來(lái),如圖所示。AD與BD均表示氣體的等壓變化。由數(shù)學(xué)知識(shí)知,等壓線斜率越大,VT越大,由pVT=C可知壓強(qiáng)越小。AD線斜率較小,BD線斜率較大,則AD線對(duì)應(yīng)的氣體壓強(qiáng)較大,BD線對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)較小,故氣體由A變化到B,壓強(qiáng)減小,故選項(xiàng)B正確,A、C、4.如圖所示,容積為100cm3的球形容器與一粗細(xì)均勻的豎直長(zhǎng)管相連,管上均勻刻有從0到100刻度,兩個(gè)相鄰刻度之間的管道的容積等于0.25cm3,有一滴水銀(體積可忽略)將球內(nèi)氣體與外界隔開(kāi)。當(dāng)溫度為20℃時(shí),該滴水銀位于刻度40處。若不計(jì)容器及管子的熱膨脹,將0到100的刻度替換成相應(yīng)的溫度刻度,則相鄰刻度線所表示的溫度之差,在此溫度計(jì)刻度內(nèi)可測(cè)量的溫度范圍分別是()A.相等;266.4~333KB.相等;233~393.3KC.不相等;233~393.3KD.不相等;266.4~333K答案:A解析:相鄰刻度線所表示的溫度之差相等,因?yàn)槭堑葔鹤兓?溫度變化與體積變化比值恒定,或溫度數(shù)值與0到100的刻度數(shù)值呈線性關(guān)系。水銀由0刻度到40刻度處,氣體發(fā)生等壓變化V1T1=V2T所以T1=V1T2水銀由0刻度到100刻度過(guò)程,VT3=V3溫度測(cè)量的范圍為266.4~333K所以選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的)5.右圖為豎直放置的上粗下細(xì)的密閉細(xì)管,水銀柱將氣體分隔為A、B兩部分,初始溫度相同。使A、B升高相同溫度達(dá)到穩(wěn)定后,體積變化量為ΔVA、ΔVB,壓強(qiáng)變化量為ΔpA、ΔpB,則下列說(shuō)法正確的是()A.初始狀態(tài)滿足pB=pA+ρ水銀gh,h為水銀柱長(zhǎng)度B.ΔVA>ΔVBC.ΔpA<ΔpBD.液柱將向上移動(dòng)答案:AD解析:初始狀態(tài)滿足pB=pA+ρ水銀gh①,h為水銀柱長(zhǎng)度,選項(xiàng)A正確;由于氣體的總體積不變,因此ΔVA=ΔVB,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;首先假設(shè)液柱不動(dòng),則A、B兩部分氣體發(fā)生等容變化,由查理定律,對(duì)氣體A有ΔpA0=pATΔT,對(duì)氣體B有ΔpB0=pBTΔT,由于pB>pA,所以ΔpB0>ΔpA0,則液柱將向上移動(dòng),選項(xiàng)D正確;水銀柱向上移動(dòng)一段距離重新平衡后,由于細(xì)管的上部分的橫截面積比較大,結(jié)合ΔV=S·Δh,所以細(xì)管的下部水銀柱減小的長(zhǎng)度大于細(xì)管上部的水銀柱增大的長(zhǎng)度,所以在水銀柱向上移動(dòng)一段后,水銀柱的長(zhǎng)度減小,即后來(lái)的長(zhǎng)度h'<h,則pA'+ρ水銀gh'=pB'②,②-①可得pA'-pA+ρ水銀g(h'-h)=pB'-pB,即ΔpA+ρ水銀g(h'-h)=ΔpB,即ΔpA-ΔpB=ρ水銀g(h-h')>0,ΔpA>ΔpB6.如圖所示,內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸中,用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p、體積V、內(nèi)能E、分子勢(shì)能Ep隨熱力學(xué)溫度T變化的圖像正確的是()答案:BC解析:汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓與活塞重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和,可知汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變。根據(jù)理想氣體狀態(tài)變化方程可知pVT=C,得V=CpT,則V-T圖像是過(guò)原點(diǎn)的直線,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;缸內(nèi)氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),溫度升高,內(nèi)能增加,故選項(xiàng)C正確;理想氣體分子間的作用力不計(jì),分子勢(shì)能為零,故選項(xiàng)三、非選擇題7.如圖所示,水平放置的長(zhǎng)為l、左端開(kāi)口的汽缸與大氣相通,大氣壓強(qiáng)