2024-2025学年新教材高中物理课时作业5理想气体状态方程含解析鲁科版选择性必修3

PAGE6-课时分层作业(五)志向气体状态方程(建议用时：25分钟)1．(多选)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，则下列过程中不行实现的是()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AC[依据志向气体的状态方程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不行实现；同理可以确定C不行实现．]2．(多选)如图为确定质量的志向气体两次不同体积下的等容改变图线，有关说法正确的是()A．a点对应的气体分子密集程度大于b点对应的气体分子密集程度B．a点对应的气体状态其体积等于b点对应的气体体积C．由状态a沿直线ab到状态b，气体经验的是等容过程D．由状态a沿直线ab到状态b，气体经验的是等温过程AD[由eq\f(pV,T)＝C，a点对应的气体状态其体积小于b点对应的气体体积，故a点对应的气体分子密集程度大于b点对应的气体分子密集程度，故A正确，B错误；由状态a沿直线ab到状态b，气体经验的是等温过程，故C错误，D正确．]3．(多选)关于志向气体的状态改变，下列说法正确的是()A．确定质量的志向气体，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．确定质量的志向气体由状态1改变到状态2时，确定满意方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)C．确定质量的志向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．确定质量的志向气体压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半BC[确定质量的志向气体压强不变，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，A错误；志向气体状态方程成立的条件为质量不变，B正确；由志向气体状态方程eq\f(pV,T)＝恒量可知，C正确，D错误．]4．(多选)如图所示是志向气体经验的两个状态的p­T图像，对应的p­V图像和V­T图像不正确的是()ABCDAB[由p­T图像可知，气体先经验等容改变，后经验等温膨胀，所以对应的p­V图像是C，所以C正确，对应的V­T图像是D，所以D正确．]5．(多选)在下列图中，能反映确定质量的志向气体经验了等温改变→等容改变→等压改变后，又回到初始状态的图是()ABCDACD[依据p­V、p­T、V­T图像的物理意义可以推断，其中B反映的是志向气体经验了等温改变→等压改变→等容改变，与题意不符，故A、C、D项符合要求．]6．如图为医院给病人输液的部分装置，A为输液瓶，B为滴壶，C为进气管，与大气相通。在输液过程中(假设病人保持不动、瓶A液体未流完)()A．瓶A上方的气体压强、滴壶B中的气体压强均减小B．瓶A上方的气体压强、滴壶B中的气体压强均增大C．瓶A上方的气体压强增大，滴壶B中的气体压强不变D．瓶A上方的气体压强减小，滴壶B中的气体压强不变C[瓶A中上方气体的压强为外界大气压与瓶A中的液体产生的压强差，瓶A中的液面下降，液体产生的压强就减小，所以瓶A上方气体的压强会增大．进气管C处的压强为大气压强，不改变，从C到滴壶B之间的液柱高度不变，所以滴壶B中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的，故A、B、D错误，C正确．]7．如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有确定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的改变可能是()A．温度降低，压强增大B．温度上升，压强不变C．温度上升，压强减小D．温度不变，压强减小A[对于确定质量的志向气体pV＝CT，得出V＝Ceq\f(T,p)．当温度降低，压强增大时，体积减小，故A正确；当温度上升，压强不变时，体积增大，故B错；当温度上升，压强减小时，体积增大，故C错；当温度不变，压强减小时，体积增大，故D错．]8．(多选)如图所示，用活塞把确定质量的志向气体封闭在气缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，由状态①改变到状态②，假如环境保持恒温，分别用p、V、T表示该志向气体的压强、体积、温度．气体从状态①改变到状态②，此过程可用下图中哪几个图像表示()ABCDAD[由题意知，由状态①到状态②过程中，温度不变，体积增大，依据eq\f(pV,T)＝C可知压强将减小．对A图像进行分析，p­V图像是双曲线即等温线，且由①到②体积增大，压强减小，故A正确；对B图像进行分析，p­V图像是直线，温度会发生改变，故B错误；对C图像进行分析，可知温度不变，体积却减小，故C错误；对D图像进行分析，可知温度不变，压强是减小的，故体积增大，D选项正确．]9．如图所示，一粗细匀称的导热U形玻璃管，其右端开口，左端由水银柱封有一段志向气体。当大气压强为76cmHg，环境温度为27℃时，气柱长为16cm，开口端水银面比封闭端水银面低4cm，求：(1)该状态下封闭气体的压强p1和热力学温度T1；(2)对封闭气体缓慢加热，当其温度上升到多少℃时，气柱长变为20cm．[解析](1)由p1＋ph1＝p0，得p1＝p0－ph1＝72cmHg，T1＝(273＋27)K＝300K．(2)p2＝p0＋ph2＝80cmHg，由eq\f(p2V2,T2)＝eq\f(p1V1,T1)，得T2＝eq\f(p2V2,p1V1)T1＝416.7K，t2＝(416.7－273)℃＝143.7℃．[答案](1)72cmHg300K(2)143.7℃(建议用时：15分钟)10．已知湖水深度为20m，湖底水温为4℃，水面温度为17℃，大气压强为1.0×105Pa．当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g＝10m/s2，ρ水＝1.0×103kg/m3)()A．12.8倍 B．8.5倍C．3.1倍 D．2.1倍C[湖底压强大约为p0＋ρ水gh，即3个大气压，由气体状态方程：eq\f(3p0V1,4＋273)＝eq\f(p0V2,17＋273)，则求得当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的3.1倍，选项C正确．]11．确定质量的志向气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104Pa．甲乙(1)求状态A的压强；(2)请在乙图中画出该状态改变过程的p­T图像，并分别标出A、B、C、D各个状态，不要求写出计算过程．[解析](1)据志向气体状态方程：eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pDVD,TD)，则pA＝eq\f(pDVDTA,VATD)＝eq\f(2×104×4×2×102,1×4×102)Pa＝4×104Pa．(2)A→B等容改变、B→C等温改变、C→D等容改变，依据志向气体状态方程可求得各状态的参量．p­T图像及A、B、C、D各个状态如图所示．[答案](1)4×104Pa(2)见解析图12．如图所示，横截面积相同的绝热气缸A与导热气缸B固定于水平面上，由刚性轻杆连接的两绝热活塞与气缸间无摩擦．两气缸内装有志向气体，初始时A、B气缸内气体的体积均为V0、温度均为T0．现缓慢加热A中气体，达到稳定后停止加热，此时A中气体压强变为原来的1.5倍．设环境温度保持不变，求这时气缸A中气体的体积V和温度T．[解析]设初态压强为p0，膨胀后A、B压强相等pB＝1.5p0，B中气体始、末状态温度相等，有p0V0＝1.5p0(2V0－VA)，解得VA＝eq\f(4,3)V0，A部分气体满意eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(1.5p0VA,TA)，解得TA＝2T0．[答案]eq\f(4,3)V02T013．如图所示，粗细匀称一端封闭一端开口的U形玻璃管，当t1＝31℃、大气压强p0＝76cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L1＝8cm，求：(1)当温度t2是多少时，左管气柱L2为9cm；(2)当温度达到上问中的温度t2时，为使左管气柱长L为8cm，应在右管中加入多长的水银柱．[解析](1)初状态：p1＝p0＝76cmHg，V1＝L1S，T1＝304K，末状态：p2＝p0＋2cmHg＝78cmHg，V2＝L2S，T2＝？依据志向气体状态方程eq\f(