人教新课标3理想气体的状态方程导学案 省赛获奖

更上一层楼基础·巩固1.如图8-2-18所示的四个图象是一定质量的气体，按不同的方式由状态图8解析:A为等温线，故A图所示变化过程既不吸热也不放热，故A错.B为等温线的变式，故结果同为等压线，故由=常数，得当V增大时，T升高，在ab的过程中V减小，故系统放热.D为等容线，故由=常数，得当V增大时T升高，故ab过程中系统吸热，故D正确.答案：D2.如图8-2-19所示，左侧封口的U形玻璃管中的水银柱，封住A、B两段空气柱，静止时弯曲的水银柱两个端面的高度差为h，较短的直水银柱长为图8A.只对空气柱A加热，h将变小，空气柱B也变短B.只对空气柱B加热时，空气柱B变长，但h不变C.对空气柱A、B同时加热，使它们的温度升高相同，在水银不溢出的情况下，h将变小D.从开口管外缓慢注入一些水银，使l增大，h也将增大解析:只对A加热时，其温度将升高，压强变大，体积增大，h变小；对B而言，其温度不变，压强为p0+l，不变，故空气柱B的长度不会变，可知选项A错误.只对B加热，其温度升高，体积变大，但压强（p0+l）不变，选项B正确.同时对A、B加热，A的温度升高、压强增大、体积膨胀，导致h必减小；在水银不溢出的情况下，空气柱B的压强不变，对它加热，只是体积膨胀，选项C也正确.从开口管处加水银，l变长，使空气柱B的压强增大，h随着增大，选项D也正确.答案：BCD3.一定质量的理想气体，经过一个压缩过程后，体积减小为原来的一半，这个过程可以是等温的、绝热的或等压的过程.在这三个过程中（如图8-图8-2-20A.绝热过程做功最多B.等温过程做功最多C.等压过程内能减小D.等温过程对外放热解析:在p-V图象上等压、等温、绝热压缩过程可分别用ab、ac、ad表示，根据图象不难看出，做功的关系为Wab＜Wac＜Wad，b、c、d三点的温度Tb＜Tc＜Td，即等压过程内能减小，等温过程内能不变，绝热过程内能增大.答案：ACD4.一个开着窗户的房间，温度为7℃时室内空气质量为mkg，当温度升高到27℃时，室内空气的质量为解析:应用盖·吕萨克定律，以跑到室外气体与室内气体整体为研究对象，设原来体积为V1，温度升高后体积为V2，已知T1=280K，T2=300K，根据盖·吕萨克定律：V1/T1=V2/T2得V2=V1=V1=V1因温度升高后留在室内的气体体积仍为V1，点总体积的比例为所以m2=mkg.答案：m综合·应用5.一定质量的理想气体经过一系列过程，如图8-图8-2-21→b过程中，气体体积增大，压强减小→c过程中，气体压强不变，体积增大→a过程中，气体压强增大，体积变小→a过程中，气体内能增大，体积不变解析:a→b过程中，T不变，分子平均动能不变，p减小，分子密集程度变小，气体体积变大，A正确.b→c过程中，压强不变，温度降低，分子平均动能变小，分子密集程度相应变大，故体积减小，B错误.c→a过程中，压强与温度成正比，体积不变，温度升高，内能增大，所以C错误，D正确.答案：AD6.如图8-2-22甲所示，两端封闭的图8A.气柱B的体积变小B.气柱A的体积变小C.气柱B的体积变大D.无法判断气柱体积的变化过程解析:如题图甲所示，设气体的初温为T，同时升高相同温度ΔT时假定水银柱不动，A、B两部分气体发生等容变化，以气柱A为对象，据查理定律=即=ΔpA=×pA同理，得ΔpB=×pB依题pA＞pB，所以ΔpA＞ΔpB，即温度升高相同时，水银柱向压强增加小的一方移动，气柱B的体积变小，A的体积变大，选项A正确.答案：A7.（经典回放）图8-2-23中，p表示压强，V表示体积，图8解析:一定质量的理想气体等压变化中，压强p不变，体积V与绝对温度T成正比，符合题干要求的选项为A、C.其中B图表示等温变化，D图中的图线在t轴上的交点如果是-273℃，则D表示等容变化，显然B、D不符合题干要求.答案：AC8.（经典回放）如图8-2-24所示，1、2、3为p-V图中一定量理想气体的三种状态，该理想气体由状态1经过程1→3→2到达状态2.试利用气体实验定律证明：图8证明：由图可知1→3是气体等压过程，据盖·吕萨克定律有：=①3→2是等容过程，据查理定律有：=②由①②式合并消去T可得=.9.如图8-2-25所示是一定质量的气体从状态A经状态B到状态C的p-T图象.已知气体在状态B时的体积是8L，求VA图8-2-25解析:根据题图可以看出A→B是一个等温过程，根据玻意耳定律,由B→C是一个等容过程.由题图可以看出，（1）从A→B是一个等温过程，根据玻意耳定律可得：pAVA=pBVB所以Va==L=4L.（2）由B→C是一个等容过程，气体的体积没有发生变化，所以有VC=VB=8L.10.电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内的混合气体在500℃时的压强不超过一个大气压，则在20解析:灯泡容积不变，气体为等容变化，应用查理定律计算.由于电灯泡容积不变，故气体为等容变化，设500℃时压强为p1,t2=20℃时的压强为p2.由题意可知：T1=（500+273）K=773Kp1=1atmT2=（20+273）K=293Kp2=？由查理定律：=所以p1=T2=×293atm=atm.11.如图8-2-26是一定质量的理想气体状态按图中箭头顺序变化，状态D的温度为27℃，BC为一段双曲线.试求出TA、TB、TC,并画出气体状态变化的图8解析:TD=（273+27）K=300K由图知C→D为等容变化且pC=2×105Pa，pD=1×105Pa根据查理定律可得：=TC=TD=×300K=600K由图可知B→C为等温变化.TB=TC=600K由图可知A→B为等压变化且VA=1L，VB=2L根据盖·吕萨克定律可得：=TA=×TB=×600K=300Kp-T图象如图所示.12.有一组同学对温度计进行专题研究.他们通过查阅资料得到17世纪时伽利略曾设计过一个温度计，其结构为：一麦秆粗细的玻璃管，一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管内吸入一段水柱，根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度.为了研究“伽利略温度计”，同学们按照资料中的描述自制了如图8-2-27所示的测温装置，图中A为一塑料小瓶，B为一吸管，通过软木塞与A连通，管的下端竖直插在大水槽中图8-2-27（1）在不同温度下分别测出对应的水柱高度h，记录的实验数据如下表所示.温度/℃171921232527h/cmΔh=hn-1-hn根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差，并填入表内的空格，由此可得结论：①当温度升高时，管内水柱高度h将____________________（选填“变大”“变小”或“不变”）.②水柱高度h随温度的变化而________________（选填“均匀”或“不均匀”）变化；试从理论上分析并证明结论②的正确性（提示：管内水柱产生的压强远远小于一个大气压）.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（2）通过实验，同学们发现用“伽利略温度计”来测温度，还存在一些不足之处，其中主要的不足之处有：①____________________________________________________________________________；②____________________________________________________________________________.解析:根据Δh=hn-1-hn可依次计算出相邻两次测量水柱的高度差，根据测得的数据，可以得到管内水柱高度随温度的升高而下降，水柱高度h随温度的变化而均匀变化.证明时可将被封闭的气体选作研究对象，因为管内水柱产生的压强远远小于一个大气压，所以封闭气体的压强近似等于大气压强，其发生的变化看作等压变化，即可证出.其不足之处一是测量温度的范围小，二是当大气压强改变时，h的高度将随着改变.答案：（1）5.25.15.①变小②均匀V/T=ΔV/ΔT=k（k为常数）ΔV=k·ΔT=k·Δt所以Δh=×Δt（S为管的横截面积），即h随温度的变化而均匀变化.（2）①测量温度范围小；②温度读数受大气压影响.13.如图8-2-28所示，一端开口的钢制圆筒，在开口端上面放一活塞，活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计.现将其开口端向下，竖直缓慢地深入到7℃的水中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，这时筒内气柱长为图8-2-28解析:当水的温度上升时，圆筒的受力情况没有变化，圆筒受到的重力总是与水对它的浮力相等，也就是圆筒中排开水的体积不变.由于筒的厚度不计，圆筒排开水的体积也就是圆筒内在水面以下部分