新教材2023年高中物理课时分层作业5气体实验定律(Ⅱ)粤教版选择性必修第三册

课时分层作业(五)气体实验定律(Ⅱ)◎题组一查理定律1．(多选)关于热力学温度和摄氏温度，下列说法中正确的是()A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位B．温度升高1℃就是升高1KC．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关D．0℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273KABD[热力学温度K是国际单位制中七个基本物理量之一，其单位称为基本单位，A正确；用摄氏温标与热力学温标表示同一物体的温度数值不同，必有T＝t＋273.15K，可知C错误，D正确；两种温标的每一分度的含义相同，即1℃＝1K，B正确．故答案为A、B、D．]2．某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度，存放食物之前该同学进行试通电，该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电．若大气压为1.0×105Pa，刚通电时显示温度为27℃，通电一段时间后显示温度为7℃，则此时密封的冷藏室中气体的压强是()A．0.26×105Pa B．0.93×105PaC．1.07×105Pa D．3.86×105PaB[冷藏室气体的初状态：T1＝(273＋27)K＝300K，p1＝1×105Pa，末状态：T2＝(273＋7)K＝280K，压强为p2，气体体积不变，根据查理定律得：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，代入数据得：p2≈0.93×105Pa．]3．一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为Δp1，当它由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为Δp2，则Δp1与Δp2之比是()A．1∶1 B．1∶10C．10∶1 D．10∶110A[等容变化，这四个状态在同一条等容线上，因Δt相同，所以Δp也相同，故A正确．]4．(多选)p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，选项图中能正确描述一定质量的气体等容变化规律的是()ABCDAC[根据一定质量的气体发生等容变化时的等容线特征可知，选项A、C正确，B错误；D选项没有明确标明图像与t轴的交点坐标(－273.15℃，0)，因此不能算正确．]◎题组二盖­吕萨克定律5．一定质量的气体，如果保持它的压强不变，降低温度，使它的体积为0℃时体积的eq\f(1,n)倍，则此时气体的温度为()A．eq\f(－273,n)℃B．eq\f(－2731－n,n)℃C．eq\f(－273n－1,n)℃D．－273n(n－1)℃C[根据盖—吕萨克定律，在压强不变的条件下V1＝V0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(t,273)))，即根据题意eq\f(V0,n)＝V0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(t,273)))，整理后得t＝eq\f(－273n－1,n)℃．]6．如图所示，一导热性良好的气缸内用活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦)，温度升高时，改变的量有()A．活塞高度h B．气缸高度HC．气体压强p D．弹簧长度LB[以汽缸整体为研究对象，由受力平衡知弹簧弹力等于总重力，故L、h不变，设缸壁的重力为G1，则封闭气体的压强p＝p0－eq\f(G1,S)保持不变，当温度升高时，由盖－吕萨克定律知气体体积增大，H将减小，故只有B项正确．]7．如图所示，a、b表示两部分气体的等压线，根据图中所给条件可知，当t＝273℃，气体a的体积比气体b的体积大()A．0.1m3 B．0.2m3C．0.3m3 D．0.4m3D[在0℃到273℃的温度区间上应用盖－吕萨克定律分别研究气体a和b可得到方程eq\f(Va,273＋273)＝eq\f(0.3,273)，eq\f(Vb,273＋273)＝eq\f(0.1,273)，解得Va＝0.6m3，Vb＝0.2m3，ΔV＝Va－Vb＝0.4m3，正确选项为D．]8．用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸．我们通常用的可乐易拉罐容积V＝355mL．假设在室温(17℃)下罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为1atm．若易拉罐能承受的最大压强为1.2atm，则保存温度不能超过多少？[解析]取CO2气体为研究对象，则：初态：p1＝1atm，T1＝(273＋17)K＝290K，末态：p2＝1.2atm．气体发生等容变化，由查理定律eq\f(p2,p1)＝eq\f(T2,T1)得T2＝eq\f(p2,p1)T1＝eq\f(1.2×290,1)K＝348K．t＝(348－273)℃＝75℃．[答案]75℃9．小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示．导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量m1＝600g、截面积S＝20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦．一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量m2＝1200g的铁块，并将铁块放置到电子天平上．当电子天平示数为600.0g时，测得环境温度T1＝300K．设外界大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2．(1)当电子天平示数为400.0g时，环境温度T2为多少？(2)该装置可测量的最高环境温度Tmax为多少？[解析](1)当电子天平的示数为m＝600.0g时，以铁块为研究对象，由力的平衡条件有FT＋mg＝m2g以活塞为研究对象，由力的平衡条件有FT＋p1S＝p0S＋m1g，解得p1＝p0＋eq\f(m＋m1－m2g,S)，当电子天平的示数为m′＝400.0g时，同理得p2＝p0＋eq\f(m′＋m1－m2g,S)，气体的体积不变，根据查理定律有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，解得T2＝297K．(2)当细绳对活塞的拉力为零时，气体的压强最大，为p3＝p0＋eq\f(m1g,S)＝1.03×105Pa，气体的体积不变，根据查理定律有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p3,Tmax)，得Tmax＝309K．[答案](1)297K(2)309K10．(多选)如图所示，四支两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是()ABCDCD[假设升温后，水银柱不动，则两边压强要增加，由查理定律有，压强的增加量Δp＝eq\f(pΔT,T)，而各管原压强p相同，所以Δp∝eq\f(1,T)，即T高，Δp小，也就可以确定水银柱应向温度高的方向移动，故C、D项正确．]11．(多选)p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度，下列图中能正确描述一定质量的理想气体等压变化规律的是()ABCDAC[根据一定质量的理想气体的等压变化线的特征可知，A、C正确，B错误；D选项中没有明确标明图像与t轴交点的坐标为(－273.15℃，0)，因此，不能算正确．]12．如图所示，容积为V的气缸由导热材料制成，面积为S的活塞将气缸分成容积相等的上下两部分，气缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K．开始时，K关闭，气缸内上下两部分气体的压强均为p0．现将K打开，容器内的液体缓慢地流入气缸，当流入的液体体积为eq\f(V,8)时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了eq\f(V,6)．不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g．求流入气缸内液体的质量．[解析]设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为p1；下方气体的体积为V2，压强为p2．在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得p0eq\f(V,2)＝p1V1，p0eq\f(V,2)＝p2V2，由已知条件得V1＝eq\f(V,2)＋eq\f(V,6)－eq\f(V,8)＝eq\f(13,24)V，V2＝eq\f(V,2)－eq\f(V,6)＝eq\f(V,3)，设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得p2S＝p1S＋mg，联立以上各式得m＝eq\f(15p0S,26g)．[答案]eq\f(15p0S,26g)13．如图是一个大号的拔罐容器，容器口的表面积为12cm2，把一个点燃的酒精棉球放入到容器中，稍停片刻后把点燃的酒精棉球拿出，容器内温度升高31℃，容器内的空气将有10%从容器内溢出．(1)在给拔罐容器内的空气加热后，容器内温度升高，容器内的压强怎样变化？(2)把拔罐容器放在人的后背，拔罐容器为什么能吸附在后背上？(不考虑后背皮肤的形变)(3)此时把拔罐容器迅速放在人的后背，气体不再溢出，当恢复到原来的温度时，拔罐容器对人体皮肤的吸附力的大小是多少？(设开始外界的大气压强为1×105Pa)[解析](1)容器开口与外界连通，压强保持不变．(2)此过程是等容变化，拔罐容器的温度降低，压强减小，内外存在压强差，所以拔罐容器能吸附在人的后背上．(3)设原来的温度为T，拔罐容器的总体积为V，点燃后拔罐容器的温度为(T＋31)K，以此状态的气体为研究对象，根据eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)可得，eq\f(0.9V,T)＝eq\f(V,T＋31)，解得T＝279K＝6℃，拨罐容器吸附