2024-2025学年高中物理第八章气体3理想气体的状态方程课后作业含解析新人教版选修3-3

PAGEPAGE6志向气体的状态方程eq\o(\s\up7(限时：45分钟总分：100分),\s\do5())一、单项选择题(每小题7分，共49分)1．关于志向气体，下列说法正确的是(A)A．志向气体能严格遵守气体试验定律B．实际气体在温度不太高、压强不太大的状况下，可看成志向气体C．实际气体在温度不太低、压强不太小的状况下，可看成志向气体D．全部的实际气体任何状况下，都可以看成志向气体解析：志向气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体试验定律的气体，A选项正确．它是实际气体在温度不太低、压强不太大状况下的抽象．2．确定质量的志向气体，经验一膨胀过程，这一过程可以用图上的直线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(C)A．TB＝TA＝TC B．TA>TB>TCC．TB>TA＝TC D．TB<TA＝TC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.3．在下图中，不能反映志向气体经验了等温改变→等容改变→等压改变，又回到原来状态的图是(D)解析：依据p－V，p－T、V－T图象的意义可以推断，其中选项D显示的志向气体经验了等温改变→等压改变→等容改变，与题意不符.4.如图所示，确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变小的缘由是(B)A．环境温度上升B．大气压强上升C．沿管壁向右管内加水银D．U形玻璃管自由下落解析：对于左端封闭气体，温度上升，由志向气体状态方程可知：气体发生膨胀，h增大，故A错．大气压上升，气体压强将增大，体积减小，h减小，故B对．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错．当管自由下落时，水银不再产生压强，气体压强减小，h变大，故D错．5.如图所示，三根粗细一样的玻璃管中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，空气柱体积V甲＝V乙>V丙，水银柱长度h甲<h乙＝h丙．若上升相同的温度，则管中水银柱向上移动最多的是(B)A．丙管B．甲管和乙管C．乙管和丙管D．三管上移一样多解析：甲、乙、丙三管中的气体均发生等压改变，由盖—吕萨克定律推论eq\f(V,T)＝eq\f(ΔV,ΔT)得ΔV＝eq\f(V,T)ΔT，由题意可知V甲＝V乙>V丙T甲＝T乙＝T丙，ΔT甲＝ΔT乙＝ΔT丙，所以ΔV甲＝ΔV乙>ΔV丙，故选项B正确．6．确定质量的气体，从初态(p0、V0、T0)先经等压改变使温度上升到eq\f(3,2)T0，再经等容改变使压强减小到eq\f(1,2)p0，则气体最终状态为(B)A.eq\f(1,2)p0、V0、eq\f(3,2)T0B.eq\f(1,2)p0、eq\f(3,2)V0、eq\f(3,4)T0C.eq\f(1,2)p0、V0、eq\f(3,4)T0D.eq\f(1,2)p0、eq\f(3,2)V0、T0解析：在等压过程中，V∝T，有eq\f(V0,T0)＝eq\f(V3,\f(3T0,2))，V3＝eq\f(3,2)V0，再经过一个等容过程，有：eq\f(p0,\f(3,2)T0)＝eq\f(\f(p0,2),T3)，T3＝eq\f(3,4)T0，所以B项正确．7．钢瓶中装有确定质量的气体，现在用两种方法抽钢瓶中的气体：第一种方法是用小抽气机，每次抽出1L气体，共抽取三次；其次种方法是用大抽气机，一次抽取3L气体，这两种抽法中，抽取气体质量较大的是(A)A．第一种抽法B．其次种抽法C．两种抽法抽出的气体质量一样大D．无法判定解析：初态气体压强为p0，抽出气体后压强变为p，对气体状态改变应用玻意耳定律，则第一种抽法：p0V＝p1(V＋1)p1＝p0·eq\f(V,1＋V)；同理p2＝p1eq\f(V,V＋1)＝p0(eq\f(V,1＋V))2；三次抽完后的压强p3＝p0(eq\f(V,1＋V))3.其次种抽法：p0V＝p′(V＋3)，得p′＝p0eq\f(V,V＋3).比较可知：p3＝p0(eq\f(V,1＋V))3<p′＝p0eq\f(V,V＋3).即第一种抽法抽出气体后，剩余气体的压强小，即抽出的气体质量大．二、多项选择题(每小题9分，共27分)8．关于志向气体，下列说法正确的是(CD)A．温度极低的气体也是志向气体B．压强极大的气体也遵从气体试验定律C．志向气体是对实际气体的抽象化模型D．志向气体实际并不存在解析：气体试验定律是在压强不太大、温度不太低的状况下得出的，温度极低、压强极大的气体在微观上分子间距离变小，趋向于液体，故答案为C、D.9．确定质量的志向气体，初始状态为p、V、T经过一系列状态改变后，压强仍为p，则下列过程中可以实现的是(BD)A．先等温膨胀，再等容降温B．先等温压缩，再等容降温C．先等容升温，再等温压缩D．先等容降温，再等温压缩解析：依据志向气体状态方程eq\f(pV,T)＝C，若经过等温膨胀，则T不变，V增加，p减小，再等容降温，则V不变，T降低，p减小，最终压强p确定不是原来值，A项错，同理可以确定C项也错，正确选项为B、D.10．确定质量志向气体，状态改变过程如图中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线．若将这一状态改变过程表示在下图中的p－T图象或V－T图象上，其中正确的是(AC)三、非选择题(共24分)11．(12分)如图所示，在两端封闭的匀称半圆(圆心为O)管道内封闭确定质量的志向气体，管内有不计质量、可自由移动的活塞P，将管内气体分成两部分，OP与管道的水平直径的夹角θ＝45°.其中两部分气体的温度均为T0＝300K，压强均为p0＝1×105Pa，现对活塞左侧气体缓慢加热，而保持活塞右侧气体温度不变，当可动活塞缓慢移到管道最低点时(不计摩擦)，求：(1)活塞右侧气体的压强；(2)活塞左侧气体的温度．答案：(1)1.5×105Pa(2)900K解析：(1)对于管道右侧气体，因为气体做等温改变，则有：p0V1＝p2V2V2＝eq\f(2,3)V1解得p2＝1.5×105Pa.(2)对于管道左侧气体，依据志向气体状态方程，有eq\f(p0V1′,T0)＝eq\f(p2′V2′,T)V2′＝2V1′当活塞P移动到最低点时，对活塞P受力分析可得出两部分气体的压强p2′＝p2解得T＝900K.12．(12分)两个相同的上端开口的柱状容器用带有活栓的细管(细管中容积不计)相连，起先时活栓是关闭的，如图所示，容器1中在质量为m的活塞下方封闭有确定质量的志向气体，气体体积为eq\f(V0,2)；容器2中质量为eq\f(m,2)的活塞位于容器底且没有气体，每个容器内都能保持与外界环境温度相同．现保持环境温度不变，打开活栓，使两容器中气体达到稳定状态．已知环境温度为T0，容器的容积都为V0，活塞横截面积S满意关系：mg＝eq\f(p0S,2)(p0为外界大气压强)．不计活塞与容器间摩擦，活塞与容器间密封性能良好．求：(1)稳定后容器1内和容器2内气体的体积各为多少？(2)稳定后固定容器2中活塞的位置，再缓慢上升环境温度使容器1中的活塞回到最初的位置，求此时的环境温度．答案：(1)V1＝0；V2＝0.6V0(2)T＝2.2T0解析：(1)打开活栓后，左侧容器中活塞究竟．由等温改变知(eq\f(p0,2)＋p0)