物理选择性必修三2.3 气体的等压变化和等容变化同步练习（优生加练 ）（学生版+教师版）

中小学教育资源及组卷应用平台 物理选择性必修三2.3 气体的等压变化和等容变化同步练习（优生加练 ） 一、选择题 1．如图，“胜哥”用一根带阀门的细管联通两个同一材质做成的气球a、b，此时阀门关闭，。两气球与外界热交换足够充分，且外界温度一定。已知球形弹性容器内外压强差，R为容器半径，k为与容器材质有关的常数。现在“胜哥”打开阀门，则（　　） A．a中气体全部进入b B．b中气体全部进入a C．a略变大，b略变小 D．b略变大，a略变小 【答案】D 【知识点】气体热现象的微观意义 【解析】【解答】 两气球与外界热交换足够充分，且外界温度一定 ，说明系统发生的是等温变化。 由题目给出的公式可知，气球内外压强差 ΔpΔp 与气球半径 RR 成反比： Δp=kRΔp=Rk 其中 kk 为常数。这意味着半径越小的气球，其内部与外部的压强差反而越大。 从图中可以看出，气球 aa 的半径 RaRa 小于气球 bb 的半径 RbRb 。根据上述反比关系，初始状态下，小气球 aa 的压强差 ΔpaΔpa 大于大气球 bb 的压强差 ΔpbΔpb 。 由于气球外部均连通大气，压强差大即意味着气球内部压强大。因此，阀门打开后，气体将从压强大的小气球 aa 流向压强小的大气球 bb。 随着气体从 aa 流向 bb：aa 因气体流失，体积会变小。bb 因气体注入，体积会变大。 这一过程将持续到两气球内部压强相等为止。然而，由于两气球的压强差与其半径始终满足 Δp=k/RΔp=k/R，若要压强相等，则意味着压强差也必须相等，这就要求两气球的半径也相等。因此，系统的最终平衡状态是两气球半径变得一样大，气体停止流动。 故选D 。 【分析】初始 ，气体将从气球 流向气球 ，最终，两个气球内的压强相等。 2．如图所示是某气体经历的两个状态变化过程的图像，对应的图像应是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学图像类问题 【解析】【解答】根据理想气体状态方程 可得 过程中图像的斜率不变，即为定值，所以气体做的是等容变化，p-V图为平行于p轴的直线，且压强增大，由图可知过程，气体做等温变化，p-V图为双曲线，C符合题意，ABD不符合题意。 故答案为：C。 【分析】根据理想气体状态方程判断过程气体体积的变化，确定对应的p-V图像，根据所给p-T图像可以判断出过程为等温变化，等温变化的p-V图像为双曲线。 3． 一定质量的理想气体从状态a开始，经b、、三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知初始状态气体的温度为T，三个状态的坐标分别为a(V0，5P0)、b(5V0，5p0)、c(5V0，p0)，下列说法正确的是（　　） A．气体在c状态的温度与a状态的温度一定相等 B．气体在b状态的温度与a状态的温度可能相等 C．在过程中，封闭气体的温度一定不变 D．在过程中，气体分子的平均动能一定增大 【答案】A 【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学图像类问题 【解析】【解答】A、由理想气体实验定律有 其中 ，，， 可得 所以气体在c状态的温度与a状态的温度一定相等，故A正确； BD、c→b等容变化，压强增大，温度升高，有 所以 所以b→c温度降低，气体分子的平均动能一定减少，故BD错误； C、在c→a过程封闭气体的温度先升高再减少，故C错误。 故答案为：A。 【分析】根据理想气体状态方程及图像确定各状态下封闭气体的参数，继而确定封闭气体在各阶段的变化类型。温度升高，分子的平均动能增大。 4．1934年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律。氧气在不同温度下的分子速率分布规律如图所示，图中实线1、2对应氧气的温度分别为，，下列说法正确的是（　　） A．小于 B．同一温度下，氧气分子的速率分布呈现出“中间少，两头多”的分布规律 C．实线1与横轴围成的面积大于实线2与横轴围成的面积 D． ... ...