2.3 气体的等压变化和等容变化 精选练习 3（解析版） 一、选择题 1．如图所示，两根粗细不同，两端开口的直玻璃管 A 和 B 竖直插入同一水银槽中， 各用一段水银柱封闭着一定质量温度相同的理想气体，气柱长度 h1  h2 H1  H 2 ，水银柱长度 ，现使封闭空气降低相同的温度（大气压保持不变），则两管中空气柱上方水 银柱的移动情况是（　　） A．均向下移动，A 管移动较多 B．均向下移动，B 管移动较多 C．均向下移动，两管移动的一样多 D．水银柱的移动距离与管的粗细有关 2．如图所示，A，B 两个大容器装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有 一水银滴 D 做活塞，当左边容器的温度为-10℃，右边容器的温度为 10℃时，水银滴 刚好在玻璃管中央保持平衡，当两个容器的温度都下降 10℃时，下列说法正确的是（ ） A．水银滴将不移动 B．水银滴将向右运动 C．水银滴将向左运动 D．水银滴的运动方向无法判断 3．汽缸内封闭着一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高（　　） A．气体的分子数密度增大 B．气体的压强减小 C．气体分子的平均速率减小 D．每秒钟撞击器壁单位面积上的气体分子数增多 4．两端封闭的 U 型管中有一些水银将空气隔为两部分，环境温度为 10℃。U 型管竖 直放置，左、右两气柱的长度分别为 L1 和 L2，如图所示。现将环境温度逐渐升高，则 （　　） A．L1 变长，L2 变短 B．L2 变长，L1 变短 C．L1 和 L2 不变化 D．条件不足，无法判定 5．如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化为 a→b→c→a，其中纵坐标表示气 体压强 p、横坐标表示气体体积 V，a→b 是以 p 轴和 V 轴为渐近线的双曲线。则下列结 论正确的是（　　） A．状态 a→b，理想气体的内能减小 B．状态 b→c，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少 C．状态 b→c，外界对理想气体做正功 D．状态 c→a，理想气体的温度降低 6．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 和 B 瓶中的药液一起下降 B．A 瓶中的药液用完后 B 瓶药液才开始下降 C．A 瓶上方的气压始终小于 B 瓶上方的气压 D．随着 B 瓶液面下降，注射速度变慢 7．在一个密封的钢瓶内充有一定质量的氧气，当 7℃时，瓶内氧气的压强为 2 个大气 压；当压强增大到 2.2 大气压时，氧气的温度为（　　） A．35K B．70K C．35℃ D．70℃ 8．下列各图中，p 表示压强，V 表示体积，T 表示热力学温度，t 表示摄氏温度，各图 中正确描述一定质量理想气体等温变化规律的是（　　） A． B． C． D． 9．如图，内壁光滑的汽缸中有一个活塞，活塞下方封闭有一定量的理想气体。开始时 活塞处于平衡状态，气体状态为 a．现给活塞下方的气体加热，使活塞缓慢移动到汽 缸顶部并被挡住；继续加热一段时间后，气体达到状态 b．在气体外 a 状态到 b 状态的 过程中，下列描述气体状态变化的压强~体积（p~V）图像正确的是（　　） A． B． C． D． 10．下列关于温度及内能的说法中，正确的是（　　） A．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的 B．理想气体的温度升高，每个气体分子的动能增大 C．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化 D．质量相同，温度相同，可看成理想气体的氢气和氧气，它们的内能相同 11．开尔文借鉴他人的研究成果，合理外推，建立了热力学温标，他所依据的实验事 实是（　　） A．一定质量的气体，体积不变，压强与摄氏温度成线性关系 B．一定质量的气体，压强不变，体积与摄氏温度成线性关系 C．一定质量的气体，温度不变，压强与体积成反比 D．一定质量的气体，压强不变，体积与温度成正比 12．一个瓶子里装有空气，瓶上有一个小孔跟外面大气相通，原来瓶里气体的温度是 7℃，如果把它加热到 47℃，瓶里留下的空气的质量是原来质量的（　　） A． 1 8 B． 3 4 C． 5 6 D． 7 8 13．如图为伽利略设计的一种测温装置结构示意图，玻璃泡 A 内封有一定质量的气体， 与 A 相连的 B 管竖直插在水银槽中，管内外水银面的高度差 x 即可反映泡内气体的温 度，即环境温度，并可由 B 管上的刻度直接读出。设 B 管的体积与 A 泡的体积相比可 略去不计，在 1 标准大气压（相当于 76cmHg 的压强）下，当温度 外水银面的高度差 x1  16cm 。下列说法正确的是（　　） A．若外界大气压不变，细管中水银柱上升，可知温度降低 t1  27� C 时，管内 B．若外界大气压不变，细管中水银柱上升，可知温度升高 C．在 1 标准大气压下， t  0� C 时管内外水银面的高度差 x0  21.4cm D．若环境真实压强比标准大气压小，管内外水银面的高度差仍为 16cm 时，实际温度 C 大于 27� c d 再回到 a ，它的压强 p 与热力 14．一定质量的理想气体，从初始状态 a 经状态 b、、 学温度 T 的变化关系如图所示，其中 ba 和 cd 的延长线过坐标原点，状态 a、d 的温度 相等。下列判断正确的是（　　） A．气体在状态 a 的体积小于在状态 c 的体积 B．从状态 d 到 a ，气体与外界无热交换 C．从状态 b 到 c ，气体吸收的热量大于它对外界做的功 D．从状态 a 到 b ，气体吸收的热量不等于它增加的内能 E.从状态 a 到 c ，气体吸收的热量不等于从状态 c 到 a 放出的热量 15．一定质量的气体经历如图所示的一系列过程， ab 、 bc 、 cd 和 da 这四个过程在 p T 图像上都是直线段，其中 ab 的延长线通过坐标原点 O， bc 垂直于 ab ，而 cd 平 行于 ab ，由图可以判断（　　） A． ab 过程中气体体积不断减小 B． bc 过程中气体体积不断减小 C． cd 过程中气体体积不断增大 D． da 过程中气体体积不断增大 二、解答题 16．新冠病毒具有很强的传染性，转运新冠病人时需要使用负压救护车，其主要装置 为车上的负压隔离舱（即舱内气体压强低于外界的大气压强），这种负压舱既可以让 3 外界气体流入，也可以将舱内气体过滤后排出。若该负压舱容积为 0.6m ，初始时温 度为 1.006 �105 Pa 27℃ 600Pa ，大气压强为 ，隔离舱内负压为 。转运到某地区后，外 界温度变为 15℃ 0.906 �105 Pa ，大气压强为 ，已知负压舱导热性良好，气体均可视为 理想气体，绝对零度取 273℃。 （1）若负压舱运输过程中与外界没有气体交换，求运送到该地区后负压舱内的压强； （2）若转运过程中负压舱内始终保持 600Pa 的稳定负压，求转运前后负压舱内气体的 质量之比。 17．已知晚上空气柱的长度 l  19cm ，晚上的温度为 12℃，气体长度比中午缩短了 l  1cm ，若当地的大气压强 p0  1�105 Pa 保持不变，饮料管的横截面积 S  5 �105 m 2 饮料管粗细均匀，且不变形。求： （i）中午的温度 t � ； （ii）饮料管中封闭的空气柱缩短的过程中，外界对饮料管内空气做的功 W。 。 参考答案 1．B 【详解】 对于管内封闭气体的压强可得 p1  p0  h1 对气体 2 也可以有 p2  p0  h2 因为 h1  h2 故 p1  p2 封闭气柱降低相同的温度，两部分气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律得 V1 V1' V   T1 T1' T 解得 V1  V1 T T1 V2  V2 T T2 同理 又因为 H1  H 2 即 V1  V2 T1  T2 所以 V1  V2 故气柱上方水银柱均向下移动，B 管移动较多。 故选 B。 2．C 【详解】 假设水银滴不动，两边气体都发生等容变化，根据 p C T 可知对左侧气体 p左 p0  273  10 273  20 对右侧气体 p p0  右 273  10 273 整理可得 p左  p右 因此水银滴将向左移动。 故选 C。 3．D 【详解】 A．当温度升高时，由于气体的体积均不变，因此气体的分子数密度不变，A 错误； BD．保持气体体积不变，当温度升高时，气体的压强增大，因此每秒钟撞击器壁单位面积 上的气体分子数增多，B 错误，D 正确； C．当温度升高时，分子的平均动能增大，平均速率增大，C 错误； 故选 D。 4．B 【详解】 假设左、右两气柱的长度不变，由图可知，原来两气柱的压强关系 p 2 > p1 由等容变化可得 p1 p1' p1  = T0 T1 T 由于温度升高，则压强增大，且得 p1  Tp1 T0 p2  Tp2 T0 同理可知 由题意可知，温度变化相同，起始温度也相同，且 p 2 > p1 ，则 p2  p1 则 L2 变长，L1 变短。 故选 B。 5．C 【详解】 A．因为 a→b 是以 p 轴和 V 轴为渐近线的双曲线，所以 a→b 是等温过程，温度不变，理想 气体的内能不变，故 A 错误； B．状态 b→c，压强不变，体积变小，所以单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变多， 故 B 错误； C．状态 b→c，压强不变，体积变小，所以外界对理想气体做正功，故 C 正确； D．状态 c→a，体积不变，压强升高，理想气体的温度升高，故 D 错误； 故选 C。 6．B 【详解】 AB．在药液从 B 瓶流出后，封闭气体体积增大，温度不变，据 pV C T 可知，气体压强减小，A 瓶中的药液被压入 B 瓶，所以 B 中流出多少，A 瓶就补充过来多 少，故 B 瓶药液液面保持不变，直到 A 瓶药液全部流入 B 瓶后，B 瓶药液才开始下降，A 错误，B 正确； C.A 瓶瓶口与大气相通，压强等于大气压，但液面下降，液体产生的压强减小，因此 A 瓶 中封闭的气体压强增大，B 瓶液面未下降时，封闭气体压强不变，故 A 瓶上方的气压大于 B 瓶上方的气压，C 错误； D．由于两瓶口通过细管与外界相连，压强始终等于大气压，因此注射速度保持不变，D 错误。 故选 B。 7．C 【详解】 由题可知，为等容变化，由 2 p0 2.2 p0 p2 p2    T1 T2 273  7 T2 解得 T2  308K=35� C 故 C 正确，ABD 错误。 故选 C。 8．