人教版 (2019)选择性必修 第三册2 气体的等温变化同步测试题

2.2气体的等温变化同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．物理学是一门建立在实验基础上的学科，很多定律是可以通过实验进行验证的。下列定律中不可以通过实验直接验证的是（　　）

A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律

C．万有引力定律 D．玻意耳定律

2．如图所示，把装有气体的上端封闭的玻璃管竖直插入水银槽内，管内水银面与槽内水银面的高度差为h，当玻璃管缓慢竖直向下插入一些，问h怎样变化？气体体积怎样变化？（　　）

A．变小，变小 B．变大，变小 C．不变，不变 D．变小，变大

3．容积V=10L的钢瓶充满氧后，压强p=20atm，打开钢瓶盖阀门，让氧气分别装到容积为V0=5L的小瓶子中去，若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶子中的氧气压强均为p0=2atm。在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可装的瓶数是（　　）

A．2瓶 B．18瓶 C．0.10瓶 D．20瓶

4．呼吸机在抗击新冠肺炎的战疫中发挥了重要的作用。呼吸机的工作原理可以简述为：吸气时会将气体压入患者的肺内，当压力上升到一定值时，呼吸机会停止供气，呼气阀也会相继打开，患者的胸廓和肺就会产生被动性的收缩，进行呼气。若吸气前肺内气体的体积为，肺内气体压强为（大气压强）。吸入一些压强为的气体后肺内气体的体积变为，压强为，若空气视为理想气体，整个过程温度保持不变，则吸入气体的体积为（　　）

A． B． C． D．

5．如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置，右管开口，左管内封闭着一段长为l、压强为2p0（p0为大气压强）的气柱，两管水银面高度差为h，现保持右管不动，为了使两管内水银面一样高，把左管竖直（　　）

A．向上移动h+l B．向下移动2h+l

C．向上移动h+2l D．向下移动2h+2l

6．如图所示，两端封闭的形管中，初始时连接处有一段水银将气体分为、两部分，现打开阀门一段时间后关闭，期间无水银漏出，则关闭阀门后气体的体积相比初始时（　　）

A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判断

7．如图，两端开口的均匀弯管竖直放置，管中有两段水银柱封闭了一段空气柱，若现往b管中注入一些水银，则（　　）

A．a管内水银面上升的距离等于c管中水银面下降的距离

B．a管内水银面上升的距离小于c管中水银面下降的距离

C．注入b管内的水银和c管下降的水银一样多

D．注入b管内的水银比d管上升的水银多

8．一定质量的理想气体，由状态A经状态B沿直线AC变化到状态C，如图所示，气体在A、B、C三个状态中的温度之比是（       ）

A．1：3：5 B．2：4：6 C．3：4：3 D．4：3：4

9．一位质量为60kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体），然后将这4只气球以相同的方式放在水平木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示．在这位同学慢慢站上轻质塑料板正中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是（   ）

A．球内气体体积变大 B．球内气体体积变小

C．球内气体内能变大 D．球内气体内能变小

10．如图所示，一竖直放置的气缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，当气室2中的压强大于气室1中的压强时，单向阀门向下开启。已知开始时，气室1内气体压强为2p0，气室2内气体压强为p0，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与气缸间无摩擦，气缸导热性能良好，重力加速度为g。现在活塞上方缓慢放置质量为m的细砂后，下列说法正确的是（　　）

A．当时，气室1的压强为4p0

B．当时，气室2的压强为

C．当时，活塞向下移动

D．当时，活塞向下移动

11．如图，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，初始时两管水银面等高，B管上方与大气相通．若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H，A管内的水银面高度相应变化h，则

A．h=H B．h<

C．h= D．<h<H

12．如图1、图2、图3所示，三根完全相同的玻璃管，上端开口，管内用相同长度的水银柱封闭着质量相等的同种气体．已知图1玻璃管沿倾角为的光滑斜面以某一初速度上滑，图2玻璃管由静止自由下落，图3玻璃管放在水平转台上开口向内做匀速圆周运动，设三根玻璃管内的气体长度分别为、、，则三个管内的气体长度关系是（       ）

A． B． C． D．

13．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．体积不变，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

14．如图所示，在柱形容器中装有部分水，容器上方有一可自由移动的活塞．容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空气，系统稳定时，玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a，空气柱在管外水面下方的长度为b，水面上方木块的高度为c，水面下方木块的高度为d．现在活塞上方施加竖直向下、且缓缓增大的力F，使活塞下降一小段距离（未碰及玻璃管和木块），下列说法中正确的是（ ）

A．d和b都减小

B．只有b减小

C．只有a减小

D．a和c都减小

15．如图中，b的图是双曲线的一支，正确表示一定质量理想气体的等温变化过程的图线是图（       ）．

A． B．

C． D．

二、填空题（共4题）

16．如图所示，固定的竖直圆筒由上段细筒和下段粗筒组成，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质光滑活塞间封有空气，活塞A上方有水银．用外力向上托住活塞B，使之处于静止状态，活塞A上方的水银面与粗筒上端相平，水银深H=10cm，气柱长l=20cm，大气压强p0=75cmHg．现使活塞B缓慢上移，当粗桶中水银还剩5cm时，则此时粗筒内气体的压强为_____cmHg，气柱长度为_____cm．

17．一只装有水银的玻璃管插入装有水银的水槽中，玻璃管内上方有少量空气，如果把玻璃管向上拉起一些（不离开液面），等到重新平衡后,玻璃管中空气柱长度将_________（选填“增大”“减小”“不变”）玻璃管内外液面高度差将______（选填“增大”“减小”“不变”）

18．活塞式抽气筒的原理如图所示，待抽容器B容积为3L，内部气压强为p0，若将它与容积为1L的抽气筒A相连，（设在工作时温度不变），抽气一次后B中压强变为______；抽气三次后B 中压强变为______。

19．某班级各实验小组利用如图甲所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验，实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器中间某位置，将注射器与导气管、压强传感器逐一连接；

②移动活塞，记录注射器的刻度值同时记录对应的由压强传感器显示的气体压强值p；

③用图像处理实验数据。

（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是___________；为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是___________和___________；

（2）如果实验操作规范，某小组描绘图线如乙图所示，则图中的代表_____；

（3）另一小组所做的实验中，画出的图像如图丙所示，则图线发生弯曲的原因可能是___________；

A．各组的V、取值范围太小

B．实验过程中气体温度降低

C．实验过程中有漏气现象

D．实验过程中气体温度升高

三 、综合题（共4题）

20．吸盘挂钩给人们的生活带来了便利，某次使用时，先将吸盘自然扣在墙壁上，吸盘内气体体积为V0，接着按住锁扣把吸盘紧压在墙壁上（如图甲所示），吸盘中的空气被挤出一部分，然后将锁扣扳下（如图乙所示），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，吸盘就被牢牢地固定在墙壁上，吸盘内剩余气体的压强为0.1p0、体积为0.8V0。已知大气压强为p0，气体可视为理想气体，忽略整个过程气体温度的变化。求吸盘内被挤出气体的质量与紧压前吸盘内气体质量的比值。

21．如图所示，竖直放置的导热气缸A和B底面积相同，高度都为L，气缸侧壁分别安装阀门和。两气缸通过长度也为L的绝热管道连接，厚度不计的绝热轻活塞a、b可以上下无摩擦地移动，活塞a的横截面积为b的两倍。气缸外面大气压强为、温度恒为，开始时A、B内都封闭有压强为、温度为的空气，活塞a在气缸A最上端活塞在管道最上端。若先用一细软管（软管图中未画出）将阀门和连在一起后再分别打开，用力向下缓慢推动活塞a，使活塞a先向下移动，而后关闭阀门和，继续向下缓慢推动活塞a，当活塞b移动到管道中时（活塞a仍在阀门的上端），停止推动活塞a并将其固定，接着缓慢加热气缸B中的气体，直到活塞回到最初始的位置。求

（1）从气缸A移动到气缸B中气体质量占气缸A、B内气体总质量的比值；

（2）活塞a向下移动的总位移；

（3）活塞b回到初始位置时，气缸B中气体的温度。

22．如图所示，劲度系数k=500N/m的弹簧下端固定在水平地面上，上端与一活塞相连，导热良好的汽缸内被活塞密封了一定质量的理想气体，整个装置处于静止状态．已知汽缸质量m1=5kg，汽缸底面积S=10cm2，大气压强，此时活塞离汽缸底部的距离h1=40cm．现在汽缸顶部加一质量m2=5kg的重物．忽略汽缸壁厚度以及活塞与汽缸之间的摩擦力，汽缸下端离地足够高，环境温度保持不变，取g=10m/s2．求汽缸稳定时下降的距离．

23．如图所示，一定质量的理想的气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动，开始时气柱高度为，若在活塞上放上一个质量为的砝码，再次平衡后气柱高度变为，去掉砝码，将气缸倒转过来，再次平衡后气柱高度变为，已知气体温度保持不变，气缸横截面积为S，重力加速度为，求：

①活塞的质量；

②大气压强．

参考答案：

1．A

2．A

3．B

4．D

5．C

6．D

7．D

8．C

9．B

10．D

11．B

12．B

13．B

14．C

15．B

16．     100；     17；

17．     增大     增大

18．         

19．     在注射器活塞上涂一些润滑油     注意手不能握住注射器的封闭气体部分     缓慢推动活塞     注射器与压强传感器连接处的气体体积     BC

20．

21．（1）3:20；（2）；（3）3T0

22．0.2m

23．①；②