2.2、气体的等温变化 一、选择题（共 16 题) 1．如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体 A．压强增大，体积增大 B．压强增大，体积减小 C．压强减小，体积增大 D．压强减小，体积减小 5 5 2．空气压缩机的储气罐中储有 1.0 �10 Pa 的空气 6.0L ，现在想使罐内的空气压强变为 2.5 �10 Pa 。设充气 5 过程为等温过程，空气可看作理想气体，则应向储气罐中打入 1.0 �10 Pa 的空气的体积为（　　） A． 6.0L B． 9.0L C． 12.0L D． 15.0L 3．如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中，在某一深度静止时， 管内有一定的空气。若向广口 瓶中缓慢倒入一些水，则试管将（　　） A．加速上浮 B．加速下沉 C．保持静止 D．以原静止位置为平衡位置上下振动 4．如图，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，管内外水银面高度差为 h1 ，右侧管有一段水银柱，两端 液面高度差为 h2 ，中间封有一段空气，则（　　） A．若环境温度升高，则 B．若大气压强增大，则 h1 h1 不变， 减小， C．若把弯管向下移少许距离，则 h2 h2 h1 增大 减小 增大， h2 D．若在右管开口端沿管壁加入少许水银，则 不变 h1 不变， h2 增大 5．如图所示为一定质量的理想气体在 p－V 图象中的等温变化图线，A、B 是双曲线上的两点，△OAD 和 △OBC 的面积分别为 S1 和 S2，则(　　) A．S1<S2 B．S1＝S2 C．S1>S2 D．S1 与 S2 的大小关系无法确定 6．一个气泡由湖面下 20 m 深处上升到湖面下 10 m 深处，它的体积约变为原来体积的（温度不变，水的密 度为 1.0×103 kg/m3，g 取 10 m/s2）（　　） A．3 倍 B．2 倍 C．1.5 倍 D． 7 10 7．如图所示，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为 l1 和 l2 的两段理想气 体。外界温度和大气压均不变，当将管慢慢地向上提起时，管内气柱的长度（　　） A．l1 变小，l2 变大 B．l1 变大，l2 变小 C．l1、l2 都变小 D．l1、l2 都变大 8．如图所示，两端开口的玻璃管插入汞槽内，在管中有一段空气柱被汞柱封住。当管内气体温度升高 时，图中所示的高度 h1 和 h2 变化情况是（　　） A．h1 不变，h2 变大 B．h1 不变，h2 变小 C．h1 变大，h2 不变 D．h1 变小，h2 不变 9．空气压缩机的储气罐中储有 1.0 atm 的空气 6.0 L，现再充入 1.0 atm 的空气 9.0 L。设充气过程为等温过 程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（　　） A．2.5 atm B．2.0 atm C．1.5 atm D．1.0 atm 10．如图所示，开口向上的气缸内用质量为 m 的活塞封闭一定质量的理想气体，现让气缸做自由落体运 动。气缸导热良好，不计活塞与气缸间的摩擦，环境温度不变。在下落过程中当活塞再次相对气缸静止 时，下列说法正确的是（　　） A．活塞仍在原位置 B．活塞在原位置上方 C．活塞在原位置下方 D．从开始运动到活塞再次相对气缸静止的过程中，气体放热 11．只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时如图甲，抽气时如图乙），其筒内体积为 V0，现将它与另一 只容积为 V 的容器相连接，气筒和容器内的空气压强为 p0，已知气筒和容器导热性能良好，当分别作为打 气筒和抽气筒时，活塞工作 n 次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为（　　） A． nV0 1 p0 ， p0 V n B． n � V0 � � nV0 � 1 p0 ， � 1  � p0 � C． � � V � � V � nV0 V p0 ， 0 p0 V nV n �V � � nV0 � 1  p � p0 0 � � D． � V � ， � V  V0 � � 12．竖直的玻璃管，封闭端在上，开口端在下，中间有一段水银，若把玻璃管稍倾斜一些，但保持温度不 变，则（　　） A．封闭在管内的气体压强增大 B．封闭在管内的气体体积增大 C．封闭在管内的气体体积减小 D．封闭在管内的气体体积不变 13．各种卡通形状的氢气球，受到孩子们的喜欢，特别是年幼的小孩，若小孩一不小心松手，氢气球会飞 向天空，上升到一定高度会胀破，关于其胀破的原因下列说法中正确的是（　　） A．球内氢气温度升高 B．球内氢气压强增大 C．球外空气压强减小 D．球内气体体积增大 14．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦， 可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的 是 A．若外界大气压增大，则弹簧压缩量保持不变 B．若外界大气压增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大 C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小 D．若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大 15．如图甲所示，一汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不可忽略的活塞．将一定质量的气体封闭在汽缸内， 活塞与汽缸壁无摩擦，气体处于平衡状态．现保持温度不变，把汽缸向右倾斜 90°（如图乙所示），达到 平衡后，与原来相比（　　） A．气体的压强变大 B．气体的压强变小 C．气体的体积变大 D．气体的体积变小 16．如图（甲）所示，竖直放置的均匀细管上端封闭，下端开口，在玻璃管上、水银柱下端做一标记 A， 轻弹图（甲）中细管使两段水银柱及被封闭的两段气柱分别合在一起成图（乙）状，发现稳定后水银下端 仍在 A 处，则该过程中（　　） A．可能发生了漏气 B．气体温度可能升高了 C．乙图中玻璃管倾斜了 D．可能有部分水银流出玻璃管 二、综合题（共 5 题） 17．如图为“用 DIS 研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验装置图．图中，实验器材 A 是_______．所研究的对象是_______； 18．如图所示，是一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，用一段 h = 19.0cm 的水银柱将一部分空气封闭在 细玻璃管里．当玻璃管开口向上竖直放置时（见图甲），管内空气柱长 L1 = 15.0cm，当时的大气压强为 p0 =" 76cmHg" ，.那么，当玻璃管开口向下竖直放置时（见图乙），管内空气柱的长度该是多少？ 19．如图，左端封闭、右端开口且两端平齐，粗细均匀的 U 型管竖直放置，管中储有部分水银，图中已标 出一些有用尺寸．现在右管的开口处用一不计厚度的活塞封闭；将活塞缓慢下推，当左管液面上升 h  10cm 时停止推动活塞．已知在推动活塞的过程中不漏气，大气压强为 76cmHg，U 形管导热良好、环境温 度不变．求活塞在右管内下移的距离？ 20．为做好新型冠状病毒肺炎（ COVID-19 ）疫情的常态化防控工作，学校组织工作人员每天对校园进行 严格的消毒，如图是某喷雾消毒桶的原理图。喷雾器的容积为 次使用时，装入了 p1  3.6atm V2  8L V1  10L ，打气筒的容积为 V0  200cm 3 。某 药液，然后关闭所有阀门及加水口，并通过打气筒打气使筒内上方气体压强达到 时，停止打气并打开喷雾阀门开始喷雾，当气体压强降为 p2  1.2atm 时，喷雾器不能正常喷 雾。要使喷雾器能再次喷雾，需要用打气筒再向里打气，提高桶内的压强。已知外界大气压为 p0  1.0atm ，不考虑桶内药液产生的压强，整个过程可视为温度不变。 （1）喷雾器从开始喷雾，到不能正常喷雾，桶内剩余药液有多少？ （2）要把桶内剩余药液全部喷完，需用打气筒至少再打多少次气？ 21．如图所示，两个边长为 10cm 的正方体密闭导热容器 A、B，用一很细的玻璃管连接，玻璃管的下端刚 好与 B 容器的底部平齐，玻璃管竖直部分长为 L=30cm，初始时刻阀门 K1、K2 均关闭，B 容器中封闭气体 的压强为 15 cmHg．外界环境温度保持不变． I.打开阀门 K1，让水银缓慢流入 B 容器，求最终 B 容器中水银的高度； II.再打开阀门 K2，向 B 容器中充入 p0=75cmHg 的气体，使 B 容器中恰好没有水银，求充入气体的体积． 参考答案： 1．B 【详解】 设大气压为 p0，试管内封闭气体压强为 p1，水银重力为 G，试管横截面积为 S，根据平衡则有 p0 S  p1S  G 自由下落时，水银处于完全失重状态，对下表面没有压力，根据受力平衡则有 p0 S  p2 S 对比可得 p 2 > p1 ，即压强增大．根据理想气体状态方程，温度不变则有 p1v1  p2 v2 所以 v1  v2 ，体积变小． A．压强增大，体积增大，与结论不相符，选项 A 错误； B．压强增大，体积减小，与结论相符，选项 B 正确； C．压强减小，体积增大，与结论不相符，选项 C 错误； D．压强减小，体积减小，与结论不相符，选项 D 错误； 故选 B。 2．B 【详解】 根据玻意耳定律可知 p0V1  p0V2  p1V1 即 1.0 �105 �6+1.0 �105 �V2  2.5 �105 �6 解得 V2  9.0L 故选 B。 3．B 【详解】 向广口瓶中缓慢倒入一些水，水的深度增加，对试管内空气柱的压强增大，使空气的体积被压缩，则它排 开的水的体积减小，浮力减小，重力大于水的浮力，故物体会加速下沉，ACD 错误，B 正确。 故选 B。 4．B 【详解】 设大气压为 p0，水银的密度为 ρ，则管中封闭气体的压强 p=p0+ρgh1=p0+ρgh2 解得 h1=h2 A．如果温度升高，封闭气体压强与体积都增大，h1、h2 都增大，故 A 错误； B．若大气压升高时，封闭气体的压强增大，由玻意耳定律 pV=C 可知，封闭气体的体积减小，水银柱将 发生移动，使 h1 和 h2 同时减小，故 B 正确； C．若把弯管向下移动少许，封闭气体的体积减小，由玻意耳定律 pV=C 可知，气体压强增大，h1、h2 都增 大，故 C 错误； D．右管中滴入少许水银，封闭气体压强增大，封闭气体体积减小，h1、h2 都增大，故 D 错误。 故选 B。 5．B 【详解】 1 1 1 △OBC 的面积为 2 OC·BC= 2 pBVB，同理△OAD 的面积为 2 pAVA，而 A、B 为等温线上的两点，即 pAVA=pBVB，所以，两个三角形的面积相