2.气体的等温变化 课后训练提升 基础巩固 一、选择题（第1~5题为单选题，第6~8题为多选题） 1.一端开口，另一端封闭的玻璃管内用水银封住一定质量的气体，保持温度不变，将 管子以封闭端为圆心，从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置过程中，如图所 示，正确描述气体状态变化的图像是( D 答案：C 解析：玻璃管以封闭端为圆心，从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置过程 中，理想气体的压强增大，由理想气体等温变化p=C可知，在温度不变的情况下， 压强增大，体积会减小，故理想气体等温压缩。故选项A、B、D错误，C正确。 2.如图所示，竖直放置、开口向上的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落， 管内的封闭气体() 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
2.气体的等温变化 课后· 基础巩固 一、选择题(第 1~5 题为单选题,第 6~8 题为多选题) 1.一端开口,另一端封闭的玻璃管内用水银封住一定质量的气体,保持温度不变,将 管子以封闭端为圆心,从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置过程中,如图所 示,正确描述气体状态变化的图像是( ) 答案:C 解析:玻璃管以封闭端为圆心,从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置过程 中,理想气体的压强增大,由理想气体等温变化 pV=C 可知,在温度不变的情况下, 压强增大,体积会减小,故理想气体等温压缩。故选项 A、B、D 错误,C 正确。 2.如图所示,竖直放置、开口向上的试管内用水银封闭一段气体,若试管自由下落, 管内的封闭气体( ) 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
答案：C 解析：设竖直放置、开口向上的试管保持静止时，试管内封闭气体压强为卫，大气压 强为p0,水银对试管内气体产生压强为p,则有p=p0+p',当试管自由下落时，水银 完全失重P=p0,所以试管内气体压强减小，试管自由下落可看作是等温过程，由 pV=C可知气体的体积增大，选项A、B、D错误，C正确。 3.在标准大气压p0下，把粗细均匀的玻璃管开口向下竖直地压入水中，管中共有号 部分充满水，假设温度不变，则此时管内空气压强为( ) A.3po B.2po C.o D.0 答案B 解析：设管中的气体的初始压强为标准大气压p0,体积为S,压缩后的压强为卫，体 积为S,根据玻意耳定律有poS=p2S,解得p=2p0,故选项B正确，A、C、D错 误。 4.为了直观地描述一定质量理想气体的等温变化时压强p与体积V的关系，通常 建立p-V坐标系来研究。该气体在T、T2温度下的等温线如图所示。则它的p 图像应为 ) 答案B 解析p之积越大表示温度越高，则T>Tp图线的斜率表示p的乘积，即表示 温度的高低，图像的延长线过原点，且温度越高直线的斜率越大，故选项B正确。 5.研学小组对自行车打气过程进行实验研究。首先设法测得拔下气门芯状态下 内胎的容积是打足气状态的容积的一半（考虑到外胎的束缚，设打足气状态的容积 不变，大小为)。安好气门芯后给自行车胎缓慢地打气（保证打气筒温度不变）
答案:C 解析:设竖直放置、开口向上的试管保持静止时,试管内封闭气体压强为 p,大气压 强为 p0,水银对试管内气体产生压强为 p',则有 p=p0+p',当试管自由下落时,水银 完全失重,p=p0,所以试管内气体压强减小,试管自由下落可看作是等温过程 ,由 pV=C 可知气体的体积增大,选项 A、B、D 错误,C 正确。 3.在标准大气压 p0 下,把粗细均匀的玻璃管开口向下竖直地压入水中,管中共有1 2 部分充满水,假设温度不变,则此时管内空气压强为( ) A.3p0 B.2p0 C. 2 3 p0 D. 1 3 p0 答案:B 解析:设管中的气体的初始压强为标准大气压 p0,体积为 Sl,压缩后的压强为 p,体 积为1 2 Sl,根据玻意耳定律有 p0Sl=p· 1 2 Sl,解得 p=2p0,故选项 B 正确,A、C、D 错 误。 4.为了直观地描述一定质量理想气体的等温变化时压强 p 与体积 V 的关系,通常 建立 p-V 坐标系来研究。该气体在 T1、T2 温度下的等温线如图所示。则它的 p- 1 𝑉 图像应为( ) 答案:B 解析:pV 之积越大表示温度越高,则 T2>T1;p- 1 𝑉图线的斜率表示 pV 的乘积,即表示 温度的高低,图像的延长线过原点,且温度越高直线的斜率越大,故选项 B 正确。 5.研学小组对自行车打气过程进行实验研究。首先设法测得拔下气门芯状态下 内胎的容积是打足气状态的容积的一半(考虑到外胎的束缚,设打足气状态的容积 不变,大小为 V0)。安好气门芯后给自行车胎缓慢地打气(保证打气筒温度不变)
打气筒的总容积是的十分之一，每次将打气筒活塞拉到最顶端缓慢压到最底 端，保证气筒内气体全部进入车胎。假设打气过程中各个衔接处不漏气，也不考虑 打气筒与轮胎连接管内的微量气体影响。这样连续打气20次后胎内气体压强为 (设当地大气压强为p0() A.2po B.2.5po C.0.4po D.0.5po 答案B 解析：设车胎容积为o,开始时体积为0，打入车胎内的体积为20×品0=20 打气20次后胎内气体压强为p1,根据玻意耳定律可得p(+20×品)=p1% 解得打气20次后胎内气体压强为p1=2.50,故选项B正确。 6.在做托里拆利实验时，玻璃管内有些残存的空气，此时玻璃管竖直放置，如图所 示。假如把玻璃管竖直向上提起一段距离，玻璃管下端仍浸在水银中，则管内 A.空气体积不变 B.空气体积变大 C,水银柱长度变大 D.空气压强变大 答案BC 解析：在实验中，水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压， 如果将玻璃管向上提，则管内水银柱上方空气的体积增大，故选项A错误，B正确： 因为管内空气的体积增大且温度保持不变，由玻意耳定律可知，压强减小，管内空 气的压强p=p0p*解gh,因为压强p变小且大气压强p0不变，所以h变大，即管内 水银柱长度变大，故选项C正确，D错误。 7如图所示，在一端封闭的玻璃管中，用一段水银将管内气体与外界隔绝，管口向下 放置，若将管倾斜，待稳定后则呈现的物理现象是( A封闭端内气体的压强增大 B封闭端内气体的压强减小 C.封闭端内气体的压强不变 D封闭端内气体的体积减小 答案：AD
打气筒的总容积是 V0 的十分之一,每次将打气筒活塞拉到最顶端缓慢压到最底 端,保证气筒内气体全部进入车胎。假设打气过程中各个衔接处不漏气,也不考虑 打气筒与轮胎连接管内的微量气体影响。这样连续打气 20 次后胎内气体压强为 (设当地大气压强为 p0)( ) A.2p0 B.2.5p0 C.0.4p0 D.0.5p0 答案:B 解析:设车胎容积为 V0,开始时体积为1 2 V0 ,打入车胎内的体积为 20× 1 10 V0=2V0 打气 20 次后胎内气体压强为 p1 ,根据玻意耳定律可得 p0( 1 2 𝑉0 + 20 × 1 10 𝑉0 )=p1V0 解得打气 20 次后胎内气体压强为 p1=2.5p0,故选项 B 正确。 6.在做托里拆利实验时,玻璃管内有些残存的空气,此时玻璃管竖直放置,如图所 示。假如把玻璃管竖直向上提起一段距离,玻璃管下端仍浸在水银中,则管内 ( ) A.空气体积不变 B.空气体积变大 C.水银柱长度变大 D.空气压强变大 答案:BC 解析:在实验中,水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压, 如果将玻璃管向上提,则管内水银柱上方空气的体积增大,故选项 A 错误,B 正确; 因为管内空气的体积增大且温度保持不变,由玻意耳定律可知,压强减小,管内空 气的压强 p = p0-ρ 水银 gh,因为压强 p 变小且大气压强 p0 不变,所以 h 变大,即管内 水银柱长度变大,故选项 C 正确,D 错误。 7.如图所示,在一端封闭的玻璃管中,用一段水银将管内气体与外界隔绝,管口向下 放置,若将管倾斜,待稳定后则呈现的物理现象是( ) A.封闭端内气体的压强增大 B.封闭端内气体的压强减小 C.封闭端内气体的压强不变 D.封闭端内气体的体积减小 答案:AD
解析：设水银柱的高度为h,由图示可知，气体压强间的关系为p2=p0p*银gh,如果玻 璃管倾斜，h变小，玻璃管中的气体压强变大；由于气体温度不变，压强增大，由玻意 耳定律pV=C可知，气体体积变小，故选项A、D正确，B、C错误。 8.某同学用带有刻度的注射器做验证玻意耳定律的实验，温度不变，由图中的图线 可以得出( A.如果实验是从E状态→F状态，则表示外界有空气进入注射器内 B.如果实验是从E状态→F状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来 C.如果实验是从F状态→E状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来 D.如果实验是从F状态→E状态，则表示外界有空气进入注射器内 答案：AC 解析：连接OE、OF,因为OF的斜率大于OE的斜率，表示pEV'E>pFVF,说明如果实 验是从E状态→F状态，则表示外界有空气进入注射器内：如果实验是从F状态 →E状态，则表示注射器内有部分空气漏了出来，故选项A、C正确B、D错误。 二、实验题 9.某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 压力表 4 柱塞 2 0 空气柱 橡胶塞 (1)在实验中，下列哪些操作不是必需的 A.用橡胶塞密封注射器的下端 B.用游标卡尺测量柱塞的直径 C.读取压力表上显示的气压值 D读取刻度尺上显示的空气柱长度 (2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓 慢推动活塞，这些要求的目的是
解析:设水银柱的高度为 h,由图示可知,气体压强间的关系为 p2=p0-ρ 水银 gh,如果玻 璃管倾斜,h 变小,玻璃管中的气体压强变大;由于气体温度不变,压强增大,由玻意 耳定律 pV=C 可知,气体体积变小,故选项 A、D 正确,B、C 错误。 8.某同学用带有刻度的注射器做验证玻意耳定律的实验,温度不变,由图中的图线 可以得出( ) A.如果实验是从 E 状态→F 状态,则表示外界有空气进入注射器内 B.如果实验是从 E 状态→F 状态,则表示注射器内有部分空气漏了出来 C.如果实验是从 F 状态→E 状态,则表示注射器内有部分空气漏了出来 D.如果实验是从 F 状态→E 状态,则表示外界有空气进入注射器内 答案:AC 解析:连接 OE、OF,因为 OF 的斜率大于 OE 的斜率,表示 pEVE>pFVF,说明如果实 验是从 E 状态→F 状态,则表示外界有空气进入注射器内;如果实验是从 F 状态 →E 状态,则表示注射器内有部分空气漏了出来,故选项 A、C 正确,B、D 错误。 二、实验题 9.某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 (1)在实验中,下列哪些操作不是必需的, 。 A.用橡胶塞密封注射器的下端 B.用游标卡尺测量柱塞的直径 C.读取压力表上显示的气压值 D.读取刻度尺上显示的空气柱长度 (2)实验装置用铁架台固定,而不是用手握住玻璃管(或注射器),并且在实验中要缓 慢推动活塞,这些要求的目的是
(3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是 D B (4)一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A、B位于同一双曲线 上，则此变化过程中，温度( D B 02468立 A.一直下降 B.先上升后下降 C.先下降后上升 D.一直上升 答案：(1)B(2)保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变(3)C(4B 解析：(1)用橡胶塞密封注射器的下端，是为了封住一定量的气体，故选项A是必需 的：没有必要测量柱塞的直径，由于整个过程中，截面不变，知道长度就可以，列方程 时，可以把两边截面消掉，故选项B不是必需的：读取压力表上显示的气压值，知道 初末状态的气压值，故选项C是必需的：读取刻度尺上显示的空气柱长度来表示 空气的体积，故选项D是必需的。 (2)不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目 的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变。 (3)图像中直线比曲线直观，在等温变化中P与二成正比，因此作p图像，应是一条 过坐标原点的直线，故选项C正确，A、B、D错误。 02468
(3)下列图像中,最能直观反映气体做等温变化的规律的是 。 (4)一定质量的气体由状态 A 变到状态 B 的过程如图所示,A、B 位于同一双曲线 上,则此变化过程中,温度( ) A.一直下降 B.先上升后下降 C.先下降后上升 D.一直上升 答案:(1)B (2)保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变 (3)C (4)B 解析:(1)用橡胶塞密封注射器的下端,是为了封住一定量的气体,故选项 A 是必需 的;没有必要测量柱塞的直径,由于整个过程中,截面不变,知道长度就可以,列方程 时,可以把两边截面消掉,故选项 B 不是必需的;读取压力表上显示的气压值,知道 初末状态的气压值,故选项 C 是必需的;读取刻度尺上显示的空气柱长度来表示 空气的体积,故选项 D 是必需的。 (2)不是用手握住玻璃管(或注射器),并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目 的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变。 (3)图像中直线比曲线直观,在等温变化中,p 与 1 𝑉 成正比,因此作 p- 1 𝑉 图像,应是一条 过坐标原点的直线,故选项 C 正确,A、B、D 错误