2.3 气体的等压变化和等容变化专题复习 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） 1．三根粗细一样上端开口的玻璃管，中间都有一段汞柱封住一段空气柱，如图所示，若 h1  h2  h3 ，三者原先温度都相同，后来又升高相同温度，则管中汞柱向上移动是（ A．甲管最少 B．丙管最少 C．甲管比乙管少 D．乙管和丙管一样多 V1  V2  V3 ， ）． 2．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 3．一定量的气体在体积不变时，当温度升高 TK( t℃) 压强增加了 p ，则有（ ）． B． p �t A． p  T C． p �t  273 D．以上都不对  5L 的小瓶中 4．容积 V=20L 的钢瓶充满氧气后，压强 p=10atm，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为 V � 去，小瓶子已抽成真空。分装完成后，每个小钢瓶的压强 p� =2atm。在分装过程中无漏气现象，且温度保 持不变，那么最多可能装的瓶数是（　　） A．4 瓶 B．10 瓶 C．16 瓶 D．20 瓶 5．如图所示，圆柱形导热汽缸内有一光滑活塞，密封了一定质量的理想气体。用一弹簧测力计挂在活塞 上，将整个汽缸悬挂在天花板上。测得此时弹簧测力计的示数为 F ，汽缸内气体的压强为 p 。若外界大气 压始终保持不变，那么随着外界温度的升高（　　） A． F 变大 p 变大 B． F 变大 p 不变 C． F 不变 p 变大 D． F 不变 p 不变 6．如图为一简易恒温控制装置，一根足够长的玻璃管竖直放置在水槽中，玻璃管内装有一段长 L＝4cm 的 水银柱，水银柱下方封闭有一定质量的理想气体（气体始终处在恒温装置中且均匀受热）．开始时，开关 S 断开，水温为 27℃，水银柱下方空气柱的长度为 L0＝20cm，电路中的 A、B 部分恰好处于水银柱的正中 央．闭合开关 S 后，电热丝对水缓慢加热使管内气体温度升高；当水银柱最下端恰好上升到 A、B 处时， 电路自动断开，电热丝停止加热．大气压强 p0＝76cmHg．则水温为多少时电路自动断开（ A．320K B．340K C．330K D．333K 7．一定质量的理想气体经过如图所示的一系列过程：下列说法正确的是______． ） A．由 a→b 过程，气体内能增加 B．由 a→b 过程，气体分子热运动加剧 C．当分子热运动减缓时，压强必定减小 D．当分子平均动能增大时，气体体积可以保持不变 8．如图所示 U 型玻璃管静置于竖直平面，右管封闭一定质量的空气，左管上端开口且足够长，左管内水 银面比右管内水银面高 h，能使 h 变小的是（　　） A．使 U 型管自由下落 B．外界大气压强升高 C．使 U 型管静置于水平面内 D．沿管壁向左管内加注水银 9．如图，一定质量的理想气体从状态 A 沿直线变化到状态 B 的过程中，其体积（　　） A．保持不变 B．逐渐变大 C．逐渐变小 D．先变小后变大 10．某同学用如图装置“研究一定质量气体在体积不变时，其压强与温度的关系”。测得初始状态的压强为 p0 t0 p t ，温度为 。现逐渐加入热水使水温升高，同时测量压强 和温度 ， 并记录下每次测量结果与初始值 的差值 p 和 t 。该过程中下列图像一定正确的是（　　） A． B． C． D． 11．如图所示的两图线分别为 a、b 两气体的等压线，根据图中所给条件可知，当 t  273 ℃时，气体 a 的体 积比气体 b 的体积大（取 T  273K+t ）（　　） A．0.1m3 B．0.2m3 C．0.3m3 D．0.4m3 12．如图所示，左端封闭右侧开口的 U 型管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为 p1，水银面高度差为 h。当左侧部分气体温度升高较小的 t ，重新达到平衡后，h 和 p1 的变化是（　　） A．h 不变，p1 不变 B．h 不变，p1 变大 C．h 变小，p1 变小 D．h 变小，p1 不变 13．如图，两端开口的 U 形管中装有水银，在右管中用水银封闭着一段空气，要使图中两侧水银面高度差 h 增大，应( ) A．从左侧管口滴入水银 B．从右侧管口滴入水银 C．让气体升温 D．让气体降温 14．如图是表示一定质量的理想气体的状态变化过程图像，变化过程如图中箭头所示，则下列说法中，正 确的是（ ） A．ab 过程中单位体积内气体的分子数增大 B．bc 过程气体分子的平均速率减小 C．cd 过程中气体的密度减小，分子的平均动能增大 D．da 过程中气体的总分子数不变，所有分子的总动能减小 15．一定质量的理想气体，下列说法中正确的是（　　） A．压强增大、体积增大，分子平均动能一定减小 B．压强增大、体积减小，分子平均动能一定减小 C．压强减小、体积增大，分子平均动能一定减小 D．压强减小、体积减小，分子平均动能一定减小 二、填空题（共 4 题） 16．一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中，管竖直放置时，管内水银面比管外高 hcm ，上端空气柱长为 Lcm ， 如图所示，已知大气压强为 HcmHg ，此时封闭气体的压强是______ cmHg 。 17．一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由 0℃升高到 10℃时，其压强的增加量为 p1 ，当它由 100℃升高到 110℃时，其压强的增加量为 p2 ，则 p1 与 p2 之比为________。 18．密封食品直接利用微波炉加热时容易出现炸开现象，原因是包装袋内部温度急剧升高时，内部气体压 强______（填“增大”、“减小”或“不变”）。所以在加热食物时，必须留一些透气孔，缓慢加热时，内部气体 压强______（填“大于”、“小于”或“等于”）外界气体压强，此过程内部气体密度______（填“增大”、“减小”或 “不变”）。 19．取一根两端开口的细玻璃管，一端通过橡皮塞与一个玻璃泡相连，另一端竖直插入水槽，并使管内吸 人一段水柱。这就是一支伽利略验温器（如图）。一位同学认为，利用这个装置，也可以粗略地验证查理 定律。 你认为上述看法是否合理，请说明你的理由。如认为合理，请提出实验方案。 三、综合题（共 4 题） 20．工业测量中，常用充气的方法较精确地测量特殊容器的容积和检测密封性能．为测量某空香水瓶的容 积，将该瓶与一带活塞的气缸相连，气缸和香水瓶内气体压强均为 P0 ，气缸内封闭气体体积为 V0 ，推动活 塞将气缸内所有气体缓慢推入瓶中，测得此时瓶中气体压强为 P，香水瓶导热性良好，环境温度保持不变． （1）求香水瓶容积 V； （2）若密封程度合格标准为：在测定时间内，漏气质量小于原密封质量的 1% 视为合格．将该空香水瓶封 装并静置较长一段时间，现使瓶内气体温度从 300K 升高到 360K ，测得其压强由 P 变为 1.15P ，试判断该 瓶密封性能是否合格。 21．某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热气缸，把它放在大气压强 p0＝1 atm、 温度 t0＝27 ℃的环境中自然冷却．该气缸内壁光滑，容积 V＝1 m3，开口端有一厚度可忽略的活塞．开始 时，气缸内密封有温度 t＝447 ℃、压强 p＝1.2 atm 的理想气体，将气缸开口向右固定在水平面上，假设气 缸内气体的所有变化过程都是缓慢的．求： （i）活塞刚要向左移动时，气缸内气体的温度 t1； （ii）最终气缸内气体的体积 V1. 22．如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量 M=400kg，活塞质量 m=10kg，活塞面 积 S=200cm2 活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为 7℃，活塞正位于气缸正中，整个装 置都静止。已知大气压恒为 p0=1.0×105Pa，重力加速度为 g=10m/s2，求： （1）缸内气体的压强 p1； （2）缸内气体的温度升高到多少℃时，活塞恰好会静止在气缸缸口 AB 处？ 23．一定质量的气体，在状态变化过程中的 pT 图像如图所示，在 A 状态时的体积为 V0，试画出对应的 VT 图像和 pV 图像（标注字母和箭头）。 参考答案： 1．B 2．C 3．B 4．C 5．D 6．C 7．D 8．B 9．B 10．C 11．D 12．D 13．B 14．D 15．D 16． H  h 17．1:1 18． 增大 等于 减小 19． 合理，可以粗略的验证查理定律。 理由是：当温度变化时，玻璃管内的水柱高度会发生变化，导致容器内的压强发生变化，但由于玻璃管比 较细，被封闭气体的体积变化很小，可以忽略，认为是等容变化； 实验方案：用压力计测出大气压为 p0，用温度计测量出环境温度 t1，此时热力学温度为 T1=（273+t1）K 用刻度尺测量出细玻璃管内水柱的高度 h1，此时被封闭气体的压强为 p1=p0-ρgh1 改变环境温度，测量出温度为 t2，此时热力学温度为 T2=（273+t2）K 此时水柱的高度为 h2，此时被封闭气体的压强为 p2=p0-ρgh2 p1 p2  验证 T1 T2 即可。 20．（1） V p0V0 p  p0 ；（2）该香水瓶瓶盖密封性不合格 21．（i）327℃；（ii）0.5m3． 22．（1）3×105Pa；（2）287℃ 23．