高中物理.理想气体的状态方程

高中物理选修3-3同步训练试题解析

一、选择题

1．对一定质量的理想气体，下列状态变化中不可能的是( )

A ．使气体体积增大，同时温度降低、压强减小

B ．使气体温度升高，体积不变、压强减小

C ．使气体温度不变，而压强、体积同时增大

D ．使气体温度降低，压强减小、体积减小

解析： 根据理想气体状态方程pV T ＝C 知，V 增大，T 降低，如

果压强减小，A 可以实现；同理．D 可以实现，B 、C 不可以实现，因此选B 、C.

答案： BC

2.一定质量的某种气体自状态A 经状态C 变化到状态B ，这一过程在V －T 图上如图所示，则( )

A ．在过程AC 中，气体的压强不断变大

B ．在过程CB 中，气体的压强不断变小

C ．在状态A 时，气体的压强最大

D ．在状态B 时，气体的压强最大

答案： AD

3.如图所示，内壁光滑的气缸和活塞都是绝热的，缸内被封闭的理想气体原来体积为V ，压强为p ，若用力将活塞向右压，使封闭的

气体体积变为V 2，缸内被封闭气体的( )

A ．压强等于2p

B ．压强大于2p

C ．压强小于2p

D ．分子势能增大了

解析： 气缸绝热，压缩气体，其温度必然升高，由状态方程pV T

＝恒量可知T 增大，体积变为V 2，则压强大于2p ，故B 正确，A 、C

错，理想气体分子无势能，D 错．

答案： B

4．已知理想气体的内能与温度成正比．如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能( )

A ．先增大后减小

B ．先减小后增大

C ．单调变化

D ．保持不变

解析： 由图知汽缸内理想气体状态的pV 变化特点是先减小后

增大，又因为pV T ＝C (常量)可知温度T 先减小后增大，故气体内能先

减小后增大，B 正确．

答案： B

5．甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p 甲、p 乙，且p 甲

A ．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度

B ．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度

C ．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能

D ．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能

解析： 甲、乙两容器中的气体由于质量相等，可以看成同一气

体的两个不同状态．则p 甲V 甲T 甲＝p 乙V 乙T 乙

，由于V 甲＝V 乙，所以T 甲

答案： BC

6.一定质量的气体做等压变化时，其V －t 图象如图所示，若保持气体质量不变，使气体的压强增大后，再让气体做等压变化，则其等压线与原来相比，下列可能正确的是( )

A ．等压线与t 轴之间夹角变大

B ．等压线与t 轴之间夹角不变

C ．等压线与t 轴交点的位置不变

D ．等压线与t 轴交点的位置一定改变

解析： 对于一定质量气体的等压线，其V －t 图线的延长线一定过－273 ℃的点，故C 项正确，D 错．气体压强增大后，温度还是

0 ℃时，由理想气体状态方程pV T ＝C 可知，V 0减小，等压线与t 轴夹

角减小，A 、B 错．

答案： C

7.如图所示为一定质量的理想气体沿着所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强变化是( )

A ．从状态c 到状态d ，压强减小

B ．从状态d 到状态a ，压强不变

C ．从状态a 到状态b ，压强增大

D ．从状态b 到状态c ，压强不变

解析： 在V －T 图象中，过原点的直线表示等压变化，直线的斜率越大，气体的压强越小．分别做过a 、b 、c 、d 四点的等压线，则有p b >p c >p d >p a ，故A 、C 正确．

答案： AC

8．如图所示，一定质量的某种理想气体，由状态A 沿直线AB 变化到状态B ，A 、C 、B 三点所对应的热力学温度分别记为T A 、T C 、T B ，在此过程中，气体的温度之比T A ∶T B ∶T C 为( )

A ．1∶1∶1

B ．1∶2∶3

C ．3∶3∶4

D ．4∶4∶3

解析： 由p －V 图象可知，p A ＝3 atm ，V A ＝1 L ，p B ＝1 atm ，

V B ＝3 L ，p C ＝2 atm ，V C ＝2 L ，由理想气体状态方程可得p A V A T A ＝p B V B T B

＝p C V C T C

，代入数据得T A ∶T B ∶T C ＝3∶3∶4. 答案： C

9.如图所示是一定质量的理想气体的p －V 图线，若其状态由A →B →C →A ，且A →B 等容，B →C 等压，C →A 等温，则气体在ABC 三个状态时( )

A ．单位体积内气体的分子数n a ＝n

B ＝n C

B ．气体分子的平均速率v A ＞v B ＞v C

C ．气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力F A ＞F B ，F B ＝F C

D ．气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数是N A ＞N B ，N A ＞N C

解析： 由图可知B →C ，体积增大，密度减小，A 错．C →A 等温变化，分子平均速率v A ＝v C ，B 错．而气体分子对器壁产生作用力，B →C 为等压过程，p B ＝p C ，F B ＝F C ，F A ＞F B ，则C 正确．A →B 为等容降压过程，密度不变，温度降低，N A ＞N B ，C →A 为等温压缩过程，温度不变，密度增大，应有N A ＞N C .

答案： CD

10．光滑绝热的活塞把密封的圆筒容器分成A 、B 两部分，这两部分充有温度相同的气体，平衡时V A ∶V B ＝1∶2，现将A 中气体加热到127 ℃，B 中气体降低到27 ℃，待重新平衡后，这两部分气体体积的比V ′A ∶V ′B 为( )

A ．1∶1

B ．2∶3

C ．3∶4

D ．2∶1

解析： 对A 部分气体有：p A V A T A

＝p ′A V ′A T ′A ① 对B 部分气体有：p B V B T B

＝p ′B V ′B T ′B ② 因为p A ＝p B ，p ′A ＝p ′B ，T A ＝T B ，所以将①式÷②式得

V A /V B ＝V ′A T ′B /V ′B T ′A .

所以V ′A /V ′B ＝V A T ′A /V B T ′B ＝1×4002×300

＝2/3. 答案： B