2.3 《气体的等压变化和等容变化》筑基提能同步练习高中...

更新时间：2024-10-10 浏览次数：3 类型：同步测试

一、筑基培根——建立物理观念

1. (2024高二下·沧州月考) 如图所示。一导热性良好且足够长的汽缸，倒置悬挂于天花板下，汽缸内被活塞封闭一定质量的理想气体。活塞质量为m，横截面积为S。当地大气压强为p且不变，重力加速度为g，忽略一切摩擦。当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是（）

A . 悬线的拉力变小 B . 被封闭的理想气体的内能不变 C . 被封闭的理想气体的压强大小不变，且始终为 $\text{[math]}$ D . 外界对气体做功

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2. (2024高二下·北京市月考) 如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，吸管的容积远小于饮料罐的容积，二者间的接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱。如果不计大气压强的变化，并依据制作时的气温和气压在吸管上等间距画出刻度线，这就是一个简易的温度计。下列说法正确的是（）

A . 图中由左向右刻度线对应的示数减小 B . 相邻刻度线对应的示数差值相同 C . 为提高测量精度，应该用粗一点的吸管 D . 冬天气压比夏天大，若温度计在夏天制作，则冬天使用时测量值会偏大

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3. (2024高二下·宿迁期末) 一定质量的理想气体，体积不变，温度升高，则（　　）

A . 分子数密度不变，压强不变 B . 分子平均动能变大，压强变大 C . 分子平均动能变小，压强变小 D . 单位时间、单位面积上碰撞器壁的分子数减少

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4. (2024高二下·西安期末) 如图所示，两个容器A和B容积不同，内部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。当A中气体温度为t_A ， B中气体温度为t_B ，且t_A>t_B ，水银柱恰好在管的中央静止。若对两部分气体加热，使它们的温度都升高相同的温度，下列说法正确的是（　　）

A . 水银柱将向上移动 B . 水银柱一定保持不动 C . 水银柱将向下移动 D . 水银柱的移动情况无法判断

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5. (2024高二下·汉寿月考) 如图所示，容器A、B中盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管连通，管内有一段水银柱将两种气体隔开。当氢气的温度为10℃、氧气的温度为30℃时，水银柱保持静止。当两气体均减少5℃时，水银柱将怎样移动（　　）

A . 向B方移动 B . 向A方移动 C . 静止不动 D . 无法判断

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6. (2024高二下·滨江期中) 如图所示，一水槽内盛有某种液体，一粗细均匀的导热良好的玻璃瓶底朝上漂浮在液体中，玻璃瓶内外液面高度差为h，若环境温度缓慢升高，大气压强始终不变，下列说法正确的是（　　）

A . 玻璃瓶内外液面高度差h变大 B . 玻璃瓶内气体压强变大 C . 玻璃瓶逐渐上浮 D . 玻璃瓶受到的浮力变大

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7. (2024高二下·旺苍期末) 如图所示为汽车的真空胎，胎内充入一定质量的理想空气，夜间由于气温降低，胎内的气体压强变低。假设此过程胎内气体的体积不变且不漏气，与白天相比，夜间轮胎内的气体（　　）

A . 单位体积内分子的个数更少 B . 单位时间碰撞胎内壁单位面积的分子数不变 C . 分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大 D . 速率大的分子占比变少，分子平均速率变小

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二、能力发展——科学探究与思维

8. (2024高二下·旺苍期末) 在“探究气体等温变化的规律”的实验中，如图所示，导热性能良好的注射器下端口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中，以这段空气柱为研究对象，实验过程中它的质量不变。空气柱的压强p可以从压力表直接读出，空气柱的体积V可从注射器标度读出，用手把柱塞向下或向上拉，读出体积与压强的几组数据。
以p为纵坐标，以 $\text{[math]}$ 为横坐标，把实验得到的各组数据在坐标系中描点。小样、小真和小超同学所在小组在某次实验过程中，环境温度前期正常，后期突然降低，其他操作均规范，则该小组最后得到的 $\text{[math]}$ 图像可能是图中的（　　）

A . B . C . D .

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9. (2024高二下·天河期中) 如图所示，一端封闭、一端开口的U形管竖直放置，管中有两段水银柱封闭着a、b两部分气体，若保持a部分气体温度不变，使b部分气体温度升高，则（　　）

A . a的体积和压强不变；b的体积变大，压强不变 B . a的体积变小，压强变大；b的体积变大，压强变小 C . a的体积变小，压强变大；b的体积变大，压强不变 D . a和b的体积都变大，压强都变小

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10. (2024高二下·海安月考) 如图，一两端封闭的玻璃管在竖直平面内倾斜放置，与水平面间的夹角为θ，一段水银柱将管内一定质量气体分割成两部分。在下列各种情况中，能使管中水银柱相对玻璃管向a端移动的情况是（）

A . 降低环境温度 B . 在竖直平面内以b点为轴逆时针缓慢转动玻璃管 C . 保持θ角不变，使玻璃管减速上升 D . 使玻璃管垂直纸面向外做加速运动

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11. (2024高二下·长沙月考) 竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 空气柱b的压强为 $\text{[math]}$ B . 空气柱b的压强为 $\text{[math]}$ C . 空气柱a的压强为 $\text{[math]}$ D . 空气柱a的压强为 $\text{[math]}$

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12. (2024高二下·凯里月考) 如图是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百比由图可知（　　）

A . 同一温度下氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律 B . 随着温度的升高每一个氧气分子的速率都增大 C . 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D . ①状态的温度比②状态的温度高

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13. (2022高二下·抚州期末) “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”实验中，实验装置如图。
1. （1）保持温度不变，封闭气体的压强p用测量，其体积V由读出。
2. （2）小红按实验步骤开始实验，但最后得到p和V的乘积逐渐增大。
  ①由此可推断，她的实验结果可能为图。
  ②图线弯曲的可能原因是在实验过程中。
  A．注射器中有异物
  B．连接软管中存在气体
  C．注射器内气体温度升高
  D．注射器内气体温度降低
  ③根据②的回答，可采取的改正措施是。（写出一种即可）
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三、科学本质——质疑交流与创新

14. (2022·广州模拟) 如图所示，导热气缸开口向右水平放置，缸内活塞密闭效果良好且能无摩擦滑动。开始时活塞在虚线位置静止（状态I），封闭气体体积为V=1L，通过给缸体缓慢加热，气体膨胀至体积加倍（状态Ⅱ），此时气缸内壁的卡销自动开启，同时停止加热，待气缸慢慢冷却至环境温度（状态Ⅲ）。若封闭气体可视为理想气体，环境温度为27℃，外界大气压强为p₀=1.0×10⁵Pa。求：
1. （1）请在坐标图上画出封闭气体的压强p随热力学温度T的变化图像，并通过计算说明作图所需的关键状态参量；
2. （2）若给缸体缓慢加热的过程，气体吸收的热量为Q=220J，则在气缸冷却的过程气体放出的热量是多少？
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15. (2022高二下·武汉期末) 如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①把注射器活塞推至注射器中间某一位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；
③重复上述步骤②，多次测量；
④根据记录的数据，作出 $\text{[math]}$ 图线，如图乙所示。
1. （1）完成本实验的基本要求是____（填正确答案标号）；
  
  A . 在等温条件下操作 B . 封闭气体的注射器密封良好 C . 必须弄清所封闭气体的质量 D . 气体的压强和体积必须用国际单位
2. （2）理论上由 $\text{[math]}$ 图线分析可知：如果该图线，就说明气体的体积跟压强的倒数成正比，即体积与压强成反比；
3. （3）若实验操作规范正确，则图乙中 $\text{[math]}$ 代表。
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16. (2024高二下·重庆市月考) 如图所示，一内径均匀的导热 $\text{[math]}$ 形管竖直放置，右侧管口封闭，左侧上端与大气相通，一段水银柱 $\text{[math]}$ 和一个光滑轻质活塞 $\text{[math]}$ 将 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两部分空气封在管内。初始稳定状态下， $\text{[math]}$ 气柱长度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 气柱长度为 $\text{[math]}$ ，两管内水银面的高度差 $\text{[math]}$ 。已知大气压强恒为 $\text{[math]}$ ，环境温度恒为 $\text{[math]}$ 。回答下列问题：
1. （1）求初始稳定状态下 $\text{[math]}$ 气体的压强 $\text{[math]}$ ；
2. （2）为使左右两管内液面等高，现仅对 $\text{[math]}$ 气体缓慢加热，求两液面等高时，气体的温度 $\text{[math]}$ 。
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17. (2020·襄阳模拟) 如图所示，固定的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的活塞用劲度系数为k＝200N/cm的轻质弹簧相连，两活塞横截面积的大小满足S₁＝2S₂ ，其中S₂＝20cm² ．两气缸均用导热材料制成，内壁光滑，两活塞可自由移动。初始时两活塞静止不动，与气缸底部的距离均为L₀＝30cm，环境温度为T₀＝300K，外界大气压强为 $\text{[math]}$ ，弹簧处于原长。现只给气缸Ⅰ缓慢加热，使气缸Ⅱ的活塞缓慢移动了15cm。已知活塞没有到达气缸口，弹簧能保持水平，气缸内气体可视为理想气体。求此时：

（a）弹簧的形变量；

（b）气缸Ⅰ内气体的温度。

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