高中物理 第8章 第2节气体的等容变化和等压变化随堂课时作业 新人教版选修3-2

"【成才之路】-学年高中物理第8章第2节气体的等容变化和等压变化随堂课时作业新人教版选修3-2"基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．对于一定质量的气体，以下说法正确的是()A．气体做等容变化时，气体的压强和温度成正比B．气体做等容变化时，温度升高1℃，增大的压强是原来压强的eq\f(1,273)C．气体做等容变化时，气体压强的变化量与温度的变化量成正比D．由查理定律可知，等容变化中，气体温度从t1升高到t2时，气体压强由p1增加到p2，且p2＝p1(1＋eq\f(t2－t1,273))答案：C解析：一定质量的气体做等容变化时，气体的压强跟热力学温度成正比，跟摄氏温度不是正比关系，A错误；公式pt＝p0(1＋eq\f(t,273))中，p0是0℃时气体的压强，B错误；因为eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)＝eq\f(p2－p1,T2－T1)＝常量，可知气体压强的变化量总是跟温度的变化量成正比，无论是摄氏温度，还是热力学温度，C正确；p2＝p1(1＋eq\f(t2－t1,t1＋273))，D错误。2．一定质量的气体，如果保持它的压强不变，降低温度，使它的体积变为0℃时体积的eq\f(1,n)，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)℃答案：C解析：根据盖—吕萨克定律，在压强不变的条件下V1＝V0(1＋eq\f(t,273))，根据题意eq\f(V0,n)＝V0(1＋eq\f(t,273))，整理后得t＝－eq\f(273n－1,n)℃。3．粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分，如图所示，已知两部分气体A和B的体积关系是VB＝3VA，将玻璃管温度均升高相同温度的过程中，水银将()A．向A端移动B．向B端移动C．始终不动D．以上三种情况都有可能答案：C解析：由于两边气体初状态的温度和压强相同，所以升温后，增加的压强也相同，因此，水银不移动。4.如图所示，一小段水银封闭了一段空气，玻璃管竖直静放在室内。下列说法正确的是()A．现发现水银柱缓慢上升了一小段距离，这表明气温一定上升了B．若外界大气压强不变，现发现水银柱缓慢上升了一小段距离，这表明气温上升了C．若发现水银柱缓慢下降一小段距离，这可能是外界的气温下降所至D．若把管子转至水平状态，稳定后水银未流出，此时管中空气的体积将大于原来竖直状态的体积答案：BCD解析：若水银柱上移，表示气体体积增大，可能的原因是外界压强减小而温度没变，也可能是压强没变而气温升高，A错，B对，同理水银柱下降可能是气温下降或外界压强变大所致，C对，管子置于水平时，压强减小，体积增大，D对。5．如图所示，是一定质量的理想气体三种升温过程，那么，以下四种解释中，哪些是正确的()A．a→d的过程气体体积增加B．b→d的过程气体体积不变C．c→d的过程气体体积增加D．a→d的过程气体体积减小答案：AB解析：在p－T图上的等容线的延长线是过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小。由此可见，a状态对应体积最小，c状态对应体积最大。所以选项A、B是正确的。二、非选择题6．汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低会造成耗油上升。已知某型号轮胎能在－40℃～90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么t＝20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？(设轮胎容积不变)答案：2.01atm～2.83atm解析：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化设在T0＝293K充气后的最小胎压为pmin最大胎压为pmax。依题意知，当T1＝233K时胎压为p1＝1.6atm。根据查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(pmin,T0)，即eq\f(1.6,233)＝eq\f(pmin,293)解得：pmin＝2.01atm当T2＝363K时胎压为p2＝3.5atm。根据查理定律eq\f(p2,T2)＝eq\f(pmax,T0)，即eq\f(3.5,363)＝eq\f(pmax,293)解得：pmax＝2.83atm7.如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内。在气缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105Pa为大气压强)，温度为300K。现缓慢加热气缸内气体，当温度为330K，活塞恰好离开a、b；当温度为360K时，活塞上升了4cm。g取10m/s2求：(1)活塞的质量；(2)物体A的体积。答案：(1)4kg(2)640cm3解析：(1)设物体A的体积为ΔV。T1＝300K，p1＝1.0×105Pa，V1＝60×40－ΔVT2＝330K，p2＝(1.0×105＋eq\f(mg,40×10－4))Pa，V2＝V1T3＝360K，p3＝p2，V3＝64×40－ΔV由状态1到状态2为等容过程eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)代入数据得m＝4kg(2)由状态2到状态3为等压过程eq\f(V2,T2)＝eq\f(V3,T3)代入数据得ΔV＝640cm3能力提升一、选择题(1、2题为单选题，3题为多选题)1．(·潍坊市一模)如图，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)，当温度升高时，改变的量有()A．活塞高度hB．气缸体高度HC．气体压强pD．弹簧长度L答案：B解析：气体做等压变化，温度升高时，体积变大，所以气缸体高度H减小。2．如图所示，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30℃时，空气柱长度为30cm，当水温是90℃时，空气柱的长度是36cm，则该同学测得的绝对零度相当于多少摄氏度()A．－273℃ B．－270℃C．－268℃ D．－271℃答案：B解析：由等压变化知eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)所以有eq\f(ΔV1,ΔT1)＝eq\f(ΔV2,ΔT2)，即eq\f(36－30,90－30)＝eq\f(30,ΔT)，ΔT＝300，所以绝对零度应是30℃－300℃＝－270℃，B对。3．一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在()A．ab过程中不断增加 B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增加 D．da过程中保持不变答案：AB解析：首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接aO交cd于e，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为Vd<Ve，所以Vd<Va，所以da过程中体积不是保持不变，D错误。二、非选择题4．如图所示，水平放置的气缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，A左侧气缸的容积为V0，A、B之间容积为0.1V0，开始时活塞在A处，缸内气体压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297K，现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B。求：(1)活塞移动到B时，缸内气体温度TB；(2)画出整个过程的p－V图线。答案：(1)363K(2)如图所示解析：(1)活塞由A移动到B的过程中，先做等容变化，后做等压变化。由气态方程得eq\f(pA,TA)＝eq\f(p0,T)eq\f(VA,T)＝eq\f(VA＋ΔV,TB)解得TB＝363K。(2)如上图所示5．如图所示，A气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体，温度为27℃，活塞与气缸底部距离为h，活塞截面积为S。气缸中的活塞通过滑轮系统挂一重物，质量为m。若不计一切摩擦，当气体的温度升高10℃且系统稳定后，求重物m下降的高度。答案：eq\f(1,30)h解析：初末状态，物块静止，可知绳中拉力大小相等，分析活塞可知，气体发生等压变化。由盖·吕萨克定律知：eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)＝eq\f(ΔV,ΔT)，V1＝Sh，ΔV＝SΔhT1＝300K，解得Δh＝eq\f(h,T1)ΔT＝eq\f(1,30)h。6．(德州～学年高三联考)容积为2L的烧瓶，在压强为1.0×105Pa时，用塞子塞住，此时温度27℃，当把它加热到127℃时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把塞子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27℃，求：(1)塞子打开前的最大压强。(2)27℃时剩余空气的压强。答案：(1)1.33×105Pa(2)0.75×105Pa解析：塞子打开前，瓶内气体的状态变化为等容变化。塞子打开后，瓶内有部分气体会逸出，此后应选择瓶中剩余气体为研究对象，再利用查理定律求解。(1)塞子打开前：选瓶中气体为研究对象，初态：p1＝1.0×105Pa，T1＝273＋27＝300(K)末态：p2＝？，T2＝273＋