高中人教版 (2019)3 气体的等压变化和等容变化练习

这是一份高中人教版 (2019)3 气体的等压变化和等容变化练习，共9页。
A．先等温膨胀，再等容降温
B．先等温压缩，再等容降温
C．先等容升温，再等温压缩
D．先等容降温，再等温压缩
E．先等容降温，再等温膨胀
2．（3分）如图为一定质量的理想气体两次不同体积下的等容变化图线，有关说法正确的是（ ）
A．a点对应的气体分子密集程度大于b点对应的气体分子密集程度
B．a点对应的气体状态其体积等于b点对应的气体体积
C．由状态a沿直线ab到状态b，气体经历的是等容过程
D．由状态a沿直线ab到状态b，气体经历的是等温过程
E．气体在状态a时的值等于气体在状态b时的值
3．（3分）关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是（ ）
A．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100℃上升到200℃时，其体积增大为原来的2倍
B．一定质量的气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程＝
C．一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍
D．一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半
E．一定质量的理想气体热力学温度增大为原来的4倍，可能是压强加倍，体积加倍
4．（3分）如图所示是理想气体经历的两个状态的p﹣T图象，对应的p﹣V图象和V﹣T图象不正确的是（ ）
A．B．C．D．
E．
5．（3分）（2013•上海高考）已知湖水深度为20m，湖底水温为4℃，水面温度为17℃，大气压强为1.0×105Pa．当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的 倍。（取g＝10m/s2，ρ水＝1.0×103kg/m3）
6．（3分）在下列图中，能反映一定质量的理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化后，又回到初始状态的图是（ ）
A．B．C．D．
E．
7．（3分）用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积△V＝500cm3，轮胎容积V＝3L，原来压强p＝1.5atm。现要使轮胎内压强变为p′＝4atm，问用这个打气筒要打气（设打气过程中空气的温度不变） 次。
8．（3分）一定质量的理想气体，经历了如图所示的变化，A→B→C，这三个状态下的温度之比TA：TB：TC为 。
[能力提升]
9．（3分）如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在导热汽缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，由状态①变化到状态②．如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度。气体从状态①变化到状态②，此过程可用下图中哪几个图象表示（ ）
A．B．
C．D．
E．
10．（3分）如图所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h。若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则h （填变大或变小），l （填变大或变小）
11．（3分）一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示。若状态D的压强是2×104Pa。
（1）求状态A的压强。
（2）请在乙画中出该状态变化过程的P一T图象，并分别标出A、B、C、D箭个状态，不要求写出计算过程。
12．（3分）如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管，当t1＝31℃，大气压强p0＝76cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长8cm，则：
（ⅰ）当温度t2是多少摄氏度时，左管气柱长为9cm？
（ⅱ）当温度达到上问中的温度t2时，为使左管气柱长再次为8cm，应在右管中加入多长的水银柱？
参考答案与试题解析
[学业达标]
1．【分析】根据理想气体的状态方程＝C分析即可。
【解答】解：A、根据理想气体状态方程公式＝C可知，先等温膨胀压强减小，再等容降温压强减小，不能回到初始值，所以A错误。
B、同理，先等温压缩压强增大，再等容降温压强减小，可以回到初始值，B正确；
C、先等容升温压强增大，再等温压缩压强增大，不能回到初始值，所以C错误。
DE、先等容降温压强减小，再等温压缩压强增大，可以回到初始值，D正确E错误；
本题选不可实现的
故选：ACE。
2．【分析】根据理想气体状态方程，一定质量的理想气体＝C为常数。PV＝CT，变形P＝T，P﹣T图象斜率越大对应体积V越小。
【解答】解：AB、由＝C，a点对应的气体状态其体积小于b点对应的气体体积，故a点对应的气体分子密集程度大于b点对应的气体分子密集程度，故A正确B错误；
CD、由状态a沿直线ab到状态b，气体经历的是等温过程，故C错误D正确；
E、气体在状态a时的值等于气体在状态b时的值，故E正确。
故选：ADE。
3．【分析】对于一定质量的理想气体＝C，各个选项逐一分析。
【解答】解：A、一定质量的理想气体，压强不变时，体积与热力学温度成正比，温度由100K上升到200K时，体积增大到原来的2倍，故A错误；
B、一定质量的气体由状态1到状态2，一定满足方程＝，故B正确；
C、根据气体状态方程＝C，一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍，故C正确；
D、根据理想气体状态方程＝C，“压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半”则比值增大，故D错误；
E、据理想气体状态方程＝C，若热力学温度增大为原来的4倍，可能是压强加倍，体积加倍，比值恒定，故E正确；
故选：BCE。
4．【分析】根据气体的状态方程＝C，分析P﹣T图象中AB、BC的状态变化过程中体积的变化，再根据选项中要求作答。
【解答】解：由p﹣T图象可知，气体先经历等容变化，后经历等温压缩，所以对应的p﹣V图象是C，对应的V﹣T图象是D，故CD正确，ABE不值钱。
本题选图象不正确的，故选：ABE。
5．【分析】找出气泡在湖底的压强、温度和在水面的压强、温度，然后直接根据理想气体状态方程列式求解即可。
【解答】解：气泡在湖底的压强P1＝P0+ρgh＝105+103×10×20＝3×105Pa；
气泡在湖底的温度为：T1＝273+4＝277K；
气泡在水面的压强为：P2＝P0＝105Pa；
气泡在水面的温度为：T2＝273+17＝290K；
根据理想气体状态方程，有：＝
解得：≈3.1
故答案为：3.1
6．【分析】根据气体状态变化的图象特点分析。
【解答】解：A、P﹣V图中，曲线为等温变化，竖直线为等容变化，水平线为等压变化，反应了要求的变化，故A正确；
B、P﹣V图中，曲线为等温变化，水平线为等压变化，竖直线为等容变化，不能反应要求的变化，故B错误；
C、P﹣T图中，竖直线为等温变化，斜线为等容变化，水平线为等压变化，反应了要求的变化，故C正确；
D、V﹣T图中 竖直线为等温变化，水平线为等容变化，斜线为等压变化，反应了要求的变化，故D正确；
E、V﹣T图中 竖直线为等温变化，斜线为等压变化，水平线为等容变化，不能反应要求的变化，故E错误。
故选：ACD。
7．【分析】向车胎内打气，车胎内的气体体积不变，压强增大。根据玻意耳定律求解。
【解答】解：打气N次后，空气压强达到4标准大气压，打入的气体在标准大气压下的体积为n△V．因为温度不变，可应用玻意耳定律的分态气态方程求解。pV+np1△V＝p′V。
代入数据得1.5atm×3L+n×1atm×0.5L＝4atm×3L，解得n＝15。
故答案为：15。
8．【分析】根据理想气体状态方程可判断出温度之比。
【解答】解：根据理想气体状态方程知：＝C，所以：＝＝
解得：TA：TB：TC＝3：6：5。
故答案为：3：6：5
[能力提升]
9．【分析】气缸导热，如果环境保持恒温，则气体做等温变化，然后结合理想气体的状态方程，逐个选项分析即可。
【解答】解：AB：双曲线的方程：PV＝恒量，故A正确，B错误；
C：①到②的过程虽然温度不变，但体积减小，与题意相悖，故C错误；
D：①到②的过程温度不变，压强减小，根据玻意耳定律，气体的体积增大，故D正确；
E：①到②的过程温度不变，体积增大，与题意相符合，故E正确；
故选：ADE。
10．【分析】在本实验中，玻璃管内水银柱的高度h受外界大气压和玻璃管内封闭了一段气体压强的影响。
玻璃管封闭了一段气体，这一部分空气也会产生一定的压强，而且压强的大小会随着体积的变化而改变，据此来分析其变化的情况即可。
【解答】解：开始时，玻璃管中的封闭气体的压强p1＝p0﹣ρgh，上提玻璃管，假设h不变，l变长，由玻意耳定律得，p1l•S＝p2（l+△l）•S，所以内部气体压强小了，大气压p0必然推着液柱上升，假设不成立，h必然升高一些。
最后稳定时，封闭气体的压强p2＝p0﹣ρg（h+△h）减小，再根据玻意耳定律，p1l1•S＝p2l2•S，l2＞l1，l变大。
故答案为：变大；变大。
11．【分析】①由A到D根据理想气体状态方程列方程；
②由A到B为等容变化，等容线为过原点的直线，由B到C做等温变化，C到D做等容变化。
【解答】解：①A状态：PA＝？VA＝1m3 TA＝200K
D状态：PD＝2×104Pa VD＝4m3 TD＝400K
根据理想气体状态方程：＝
代入数据：＝
得：PA＝4×104Pa
②A到B做等容变化，等容线在P﹣T图象中为过原点的直线，
B到C做等温变化，由甲图AC连线为过原定的直线，则C的压强与A压强相等，
C到D做等容变化。
故图线为：
答：①状态A的压强4×104Pa。
②如图。
12．【分析】（i）根据气体状态方程求出被封闭的气柱长变为L2＝9cm时气体的温度；
（ii）根据玻意耳定律求出气柱长可变回8cm从开口端注入水银柱的高度。
【解答】解：（i）以封闭气体为研究对象，
初状态：P1＝76cmHg V1＝L1S＝8S T1＝304K
末状态：P2＝78cmHg V2＝L2S＝9S T2＝？
根据理想气体状态方程得：
代入数据解得：T2＝351K
则有：t2＝351﹣273＝78℃
（ii）使左管气柱长L恢复为8cm的过程为等温变化，
初状态：P2＝78cmHg V2＝L2S＝9S
末状态：P3＝（76+h）cmHg V3＝L1S＝8S
根据玻意耳定律：78×9S＝（76+h）×8S
解得：h＝11.75cm
答：（i）当温度t2是78摄氏度时，左管气柱长为9cm；
（ii）当温度达到上问中的温度t2时，为使左管气柱长L为8cm，应在右管中加入11.75cm的水银柱。