高中物理 第8章 第3节理想气体的状态方程随堂课时作业 新人教版选修3-2

"【成才之路】-学年高中物理第8章第3节理想气体的状态方程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．关于理想气体，下列说法正确的是()A．理想气体能严格遵守气体实验定律B．实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下，可看成理想气体C．实际气体在温度不太低、压强不太小的情况下，可看成理想气体D．所有的实际气体任何情况下，都可以看成理想气体答案：A解析：理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体，A选项正确。它是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象。2．有一定质量的理想气体，如果要使它的密度减小，可能的办法是()A．保持气体体积一定，升高温度B．保持气体的压强和温度一定，增大体积C．保持气体的温度一定，增大压强D．保持气体的压强一定，升高温度答案：D解析：由ρ＝m/V可知，ρ减小，V增大，又由eq\f(pV,T)＝C可知A、B、C错，D对。3．一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这一过程可以用下图上的直线ABC来表示，在A、B、C三个状态上，气体的温度TA、TB、TC相比较，大小关系为()A．TB＝TA＝TC B．TA>TB>TCC．TB>TA＝TC D．TB<TA＝TC答案：C解析：由图中各状态的压强和体积的值可知：pA·VA＝pC·VC<pB·VB，因为eq\f(pV,T)＝恒量，可知TA＝TC<TB。另外从图中也可知A、C处在同一等温线上，而B处在离原点更远的一条等温线上，所以TB>TA＝TC。4．关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是()A．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100℃上升到200℃时，其体积增大为原来的2倍B．气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)C．一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍D．一定质量的理想气体压强增大到原来的2倍，可能是体积不变，热力学温度加倍答案：CD解析：一定质量的理想气体压强不变，体积与热力学温度成正比。温度由100℃上升到200℃时，体积增大为原来的1.27倍，故A错误；理想气体状态方程成立的条件为质量不变，B项缺条件，故错误。由理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝恒量可知，C、D正确。5.如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是()A．环境温度升高B．大气压强升高C．沿管壁向右管内加水银D．U形玻璃管自由下落答案：ACD解析：对于左端封闭气体，温度升高，由理想气体状态方程可知：气体发生膨胀，h增大，故A对。大气压升高，气体压强将增大，体积减小，h减小，故B错。向右管加水银，气体压强增大，内、外压强差增大，h将增大，所以C对。当管自由下落时，水银不再产生压强，气压压强减小，h变大，故D正确。二、非选择题6．如图所示，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：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)。答案：证明：由题图可知1→3是气体等压过程，据盖—吕萨克定律有：eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T)①3→2是等容过程，据查理定律有：eq\f(p1,T)＝eq\f(p2,T2)②由①②式合并消去T可得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)。7．某同学用吸管吹出一球形肥皂泡，开始时，气体在口腔中的温度为37℃，压强为1.1标准大气压，吹出后的肥皂泡体积为0.5L，温度为0℃。(1)肥皂泡内、外压强差别不大，均近似等于1标准大气压。试估算肥皂泡内的气体分子个数；(2)肥皂泡内压强近似等于1标准大气压。求这部分气体在口腔内的体积。答案：(1)1.32×1022个(2)0.52L解析：(1)肥皂泡内气体的摩尔数n＝eq\f(V,22.4)＝0.022mol分子数N＝nNA＝0.022×6.02×1023个＝1.32×1022个(2)T1＝273＋37K＝310K，T2＝273K由理想气体状态方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)V1＝eq\f(p2V2T1,p1T2)＝eq\f(1×0.5×310,1.1×273)L＝0.52L能力提升一、选择题(1～3题为单选题，4题为多选题)1．(吉林一中～学年高二下学期期末)如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是()A．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些B．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小D．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大答案：D解析：以活塞和气缸整体为研究对象可知，重力等于弹簧弹力，跟外界大气压无关，即弹簧压缩量不变，A错。以气缸为研究对象，若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将减小，B错。若气温升高，因为弹力不变活塞距地面的高度不变，C错。若气温升高，气体压强增大故气缸上升所以上底面距地面的高度将增大，D对。2．在下图中，不能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化，又回到原来状态的图是()答案：D解析：根据p－V，p－T、V－T图象的意义可以判断，其中选项D显示的理想气体经历了等温变化→等压变化→等容变化，与题意不符。3．下图中A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为TA，状态B的温度为TB；由图可知()A．TB＝2TA B．TB＝4TAC．TB＝6TA D．TB＝8TA答案：C解析：对于A、B两个状态应用理想气体状态方程eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pBVB,TB)可得：eq\f(TB,TA)＝eq\f(pBVB,pAVA)＝eq\f(3×4,2×1)＝6，即TB＝6TA，C项正确。4．一定质量的某实际气体，处在某一状态，经下列哪个过程后会回到原来的温度()A．先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强B．先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强C．先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀D．先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀答案：AD解析：由于此题要经过一系列状态变化后回到初始温度，所以先在p－V坐标中画出等温变化图线，然后在图线上任选中间一点代表初始状态，根据各个选项中的过程画出图线，如图所示。从图线的发展趋势来看，有可能与原来的等温线相交说明经过变化后能够回到原来的温度。选项A、D正确。二、非选择题5.如图，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为5×10－3m2，一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在气缸内，其压强为________Pa(大气压强取1.01×105Pa，g取10N/kg)。若从初温27℃开始加热气体，使活塞离气缸底部的高度由0.5m缓慢变为0.51m答案：1.05×10533解析：p＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.05×105Paeq\f(pV1,T1)＝eq\f(pV2,T2)，T2＝306K，t2＝33℃6．如图所示，带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，其下部放入盛水的烧杯中。注射器活塞的横截面积S＝5×10－5m2，活塞及框架的总质量m0＝5×10－2kg，大气压强p0＝1.0×105Pa.当水温为t0＝13℃时，注射器内气体的体积为5.5mL。(g＝10m(1)向烧杯中加入热水，稳定后测得t1＝65℃时，气体的体积为多大？(2)保持水温t1＝65℃不变，为使气体的体积恢复到5.5mL，则要在框架上挂质量多大的钩码？答案：(1)6.5mL(2)0.1kg解析：(1)由盖·吕萨克定律eq\f(V0,T0)＝eq\f(V1,T1)得V1＝6.5mL(2)由查理定律eq\f(p0＋\f(m0g,s),T0)＝eq\f(p0＋\f(m＋m0g,s),T1)解得m＝0.1kg。7.一端开口的U形管内由水银柱封有一段空气柱，大气压强为76cmHg，当气体温度为27℃时空气柱长为8cm，开口端水银面比封闭端水银面低2cm,如右图所示，求：(1)当气体温度上升到多少℃时，空气柱长为10cm?(2)若保持温度为27℃不变，在开口端加入多长的水银柱能使空气柱长为6cm?答案：(1)122.3℃(2)28.7cm解析：(1)p1＝p0－p