【同步】高中物理鲁科版(2019)选择性必修3：第1章分子动理论与气体实验定律习题课分层作业课件

第1章习题课123456789101112131415A级必备知识基础练1.用打气筒将压强为1×105Pa的空气打进自行车轮胎内,如果打气筒容积ΔV=500cm3,轮胎容积V=3L,原来压强p=1.5×105Pa。现要使轮胎内压强变为p'=4×105Pa,若用这个打气筒给自行车轮胎打气,则要打气的次数为(设打气过程中空气的温度不变)(

)A.10次

B.15次 C.20次

D.25次B解析

温度不变,由玻意耳定律得pV+np1ΔV=p'V,代入数据解得n=15次。

1234567891011121314152.如图所示,两端开口的U形管,用两段水银密闭了一段空气,下列做法能使两管液面差h增大的是(

)A.环境温度升高B.大气压强减小C.从管口A注入水银D.从管口B注入水银C123456789101112131415解析

以左侧管中封闭气体作为研究对象,设左侧上方水银柱长度为h左,封闭气体的压强p=p0+h=p0+h左,要使两侧水银面高度差h增大,即封闭气体的压强p=p0+h变大。使气体升温,h左不变,封闭气体的压强p=p0+h左不变,两侧水银面高度差h不变,故A错误;减小大气压强,封闭气体的压强p=p0+h=p0+h左,h=h左不变,故B错误;从左侧管口滴入水银,h左变大,封闭气体的压强p=p0+h左变大,由p=p0+h可知,两侧水银面高度差h增大,故C正确;从右侧管口滴入水银,h左不变,封闭气体的压强p=p0+h左不变,两侧水银面高度差h不变,故D错误。1234567891011121314153.(2023陕西咸阳高二期中)如图所示,A、B是两个容积相同的密闭容器,由细玻璃管连通,管内有一段水银柱。当A容器气体温度为0℃、B容器气体温度为10℃时,水银柱在管中央静止。若分别给A、B容器加热,使它们温度都升高20℃,管内水银柱将(

)A.向左移动B.保持不动C.向右移动D.无法确定C123456789101112131415解析

假设两部分气体体积不变,对A进行状态分析,根据查理定律可知

根据初始状态pA=pB可知pA'>pB'所以管内水银柱将向右移动,故选C。1234567891011121314154.如图所示,一向右开口的气缸平放在水平地面上,活塞可无摩擦移动且不漏气,气缸中间位置有小挡板。外界大气压为p0,初始时,活塞紧压挡板,现缓慢升高缸内气体温度,则能正确反映缸内气体压强和体积随温度变化情况的p-T图像是(

)B123456789101112131415解析

当缓慢升高缸内气体温度时,气体先发生等容变化,根据查理定律,缸内气体的压强p与热力学温度T成正比,图线是过原点的倾斜的直线,故C、D错误;当缸内气体的压强等于外界的大气压时,气体发生等压膨胀,图线是平行于T轴的直线,故A错误,B正确。1234567891011121314155.(多选)如图所示,一定质量的理想气体,从图示A状态开始,经历了B、C状态,最后到D状态,下列判断正确的是(

)A.A→B温度升高,压强不变B.B→C体积不变,压强变大C.B→C体积不变,压强不变D.C→D体积变小,压强变大AD1234567891011121314151234567891011121314156.(2023浙江宁波高二期中)一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C,其

图像如图所示,已知C点对应的温度为300K。(1)求B点对应的温度;(2)在V-T图上作出从状态A变化到状态C的图像,并在图中标出A、B、C三个状态;(3)求状态A变化到状态C的过程中气体吸收的热量Q。123456789101112131415答案

(1)600K

(2)见解析(3)2×105

J123456789101112131415(2)V-T图像如图所示。

(3)A和C温度相同,内能相同,所以气体吸收的热量等于气体对外所做的功,Q=WAB=pΔV=2×105×(2-1)

J=2×105

J。1234567891011121314157.如图所示,一个密闭的气缸,被活塞分成体积相等的左、右两室,气缸壁与活塞是不导热的,它们之间没有摩擦,两室中气体的温度相等。现利用右室中的电热丝对右室加热一段时间,活塞达到平衡后,左室的体积变为原来的,气体的温度T1=300K,求右室气体的温度。答案

500K123456789101112131415解析

根据题意对气缸中左、右两室中气体的状态进行分析

解得T2=500

K。

1234567891011121314158.(多选)如图所示,四个两端密闭、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(

)B级关键能力提升练CD123456789101112131415解析

假设升温后,水银柱不动,则两边压强都要增加,由查理定律有,压强的增加量

,而各管两端空气原压强相同,ΔT相同,所以

,即T越高,Δp越小,也就可以确定水银柱要向温度高的方向移动,故C、D项正确。1234567891011121314159.(多选)2021年11月7日,王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱,成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服是密封一定气体的装置,用来提供适合人体生存的气压。王亚平先在节点舱(航天员出舱前的气闸舱)穿上舱外航天服,航天服密闭气体的体积约为V1=2L,压强p1=1.0×105Pa,温度t1=27℃。她穿好航天服后,需要把节点舱的气压不断降低,以便打开舱门。若节点舱气压降低到能打开舱门时,密闭航天服内气体体积膨胀到V2=2.5L,温度变为t2=-3℃,此时航天服内气体压强为p2。为便于舱外活动,航天员把航天服内的一部分气体缓慢放出,使气压降到p3=4.0×104Pa。假设释放气体过程中温度不变,体积变为V3=3L。下列说法正确的是(

)123456789101112131415A.p2=0.72×105PaB.p2=0.82×105Pa答案

AC123456789101112131415解析

由题意可知密闭航天服内气体初、末状态温度分别为T1=300

K,

确,B错误;设航天服需要放出的气体在压强为p3状态下的体积为ΔV,根据玻意耳定律有p2V2=p3(V3+ΔV),解得ΔV=1.5

L,则放出的气体与原来气体的质12345678910111213141510.如图所示,容积为V的气缸由导热性能良好的材料制成,横截面积为S的活塞(体积可忽略不计)将气缸分成体积相等的上下两部分,气缸上部通过单向阀门K(气体只能进气缸,不能出气缸)与一打气筒相连。开始时气缸内上部分气体的压强为p0,现用打气筒向容器内打气。已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为

的空气,当打气49次后,稳定时气缸上下两部分的体积之比为9∶1,重力加速度大小为g,外界温度恒定,不计活塞与气缸间的摩擦。求活塞的质量m。12345678910111213141512345678910111213141511.如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管横截面积是细管的2倍。管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12cm,大气压强为p0=75cmHg。现将粗管管口密闭,然后将细管管口用一活塞(图中未画出)密闭并将活塞缓慢推入管中,直至两管中水银面高度差达6cm为止,求活塞下移的距离(假设环境温度不变)。123456789101112131415答案

6.625cm解析

设粗管中气体为气体1,细管中气体为气体2。对粗管中气体1,有p0L1=p1L1'右侧液面上升h1,左侧液面下降h2,有S1h1=S2h2,h1+h2=6

cm,得h1=2

cm,h2=4

cmL1'=L1-h1解得p1=90

cmHg对细管中气体2,有p0L1=p2L2'123456789101112131415p2=p1+Δh解得L2'=9.375

cm因为h=L1+h2-L2'解得h=6.625

cm。12345678910111213141512.(2022全国甲卷)如图所示,容积均为V0、缸壁可导热的A、B两气缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中:两气缸的底部通过细管连通,A气缸的顶部通过开口C与外界相通;气缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为

。环境压强保持不变,不计活塞的质量和体积,忽略摩擦。(1)将环境温度缓慢升高,求B气缸中的活塞刚到达气缸底部时的温度。(2)将环境温度缓慢改变至2T0,然后用气泵从开口C向气缸内缓慢注入气体,求A气缸中的活塞到达气缸底部后,B气缸内第Ⅳ部分气体的压强。123456789101112131415解析

(1)环境温度升高,气缸内气体发生等压变化

12345678910111213141512345678910111213141513.如图所示,开口向上的气缸C静置于水平桌面上,用一横截面积S=50cm2的轻质活塞密闭了一定质量的理想气体,一轻绳一端系在活塞上,另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=2800N/m的竖直轻弹簧A,A下端系有一质量m=14kg的物块B。开始时,缸内气体的温度t1=27℃,活塞到缸底的距离L1=120cm,弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2,不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却,求:(1)当B刚要离开桌面时,气缸内封闭气体的温度(用摄氏温度表示);(2)气体的温度冷却到-93℃时,B离桌面的高度H。123456789101112131415答案

(1)-66℃

(2)15cm解析

(1)B刚要离开桌面时弹簧拉力为kx1=mg,代入数据解得T2=207

K当B刚要离开桌面时缸内气体的温度t2=-66

℃。(2)由(1)得x1=5

cm,当温度降至-66

℃之后,若继续降温,则缸内气体的压强不变,根据盖—吕萨克定律,代入数据解得H=15

cm。

12345678910111213141514.如图所示,一圆柱形气缸直立在水平地面上,内有质量不计的可上下移动的薄活塞,在距缸底高为2H的缸口处有固定的卡环,使活塞不会从气缸中顶出,气缸壁和活塞都是绝热的,活塞与气缸壁之间没有摩擦。活塞下方距缸底高为H处还有一固定的导热性能良好的薄隔板,将容器内的同种理想气体分为A、B两部分,开始时A、B中气体的温度均为27℃,压强均等于外界大气压强p0,活塞距气缸底的高度为1.3H,现通过B中的电热丝缓慢加热,规定0℃为273K,则:(1)当B中气体的压强为3p0时,活塞距隔板的高度是多少?(2)当A中气体的压强为1.5p0时,B中气体的温度是多少?123456789101112131415答案

(1)0.9H

(2)1500K12345678910111213141512345678910111213