2024-2025学年高中物理第八章气体2气体的等容变化和等压变化课时作业含解析新人教版选修3-3

PAGEPAGE6气体的等容改变和等压改变时间：45分钟一、单项选择题1．对于肯定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的改变状况是(B)A．气体的摄氏温度上升到原来的二倍B．气体的热力学温度上升到原来的二倍C．气体的摄氏温度降为原来的一半D．气体的热力学温度降为原来的一半解析：肯定质量的气体体积不变时，压强与热力学温度成正比，即eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，得T2＝eq\f(p2T1,p1)＝2T1，B正确．2．肯定质量的气体，假如保持它的压强不变，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(C)A．－eq\f(273,n)℃ B．－eq\f(2731－n,n)℃C．－eq\f(273n－1,n)℃ D．－273n(n－1)℃解析：依据盖—吕萨克定律，在压强不变的条件下V1＝V0(1＋eq\f(t,273))，依据题意eq\f(V0,n)＝V0(1＋eq\f(t,273))，整理后得t＝－eq\f(273n－1,n)℃.3．肯定质量的志向气体，在压强不变的状况下，温度由5℃上升到10℃，体积的增量为ΔV1；温度由10℃上升到15℃，体积的增量为ΔV2，则(A)A．ΔV1＝ΔV2 B．ΔV1>ΔV2C．ΔV1<ΔV2 D．无法确定解析：由盖—吕萨克定律eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)可得eq\f(V1,T1)＝eq\f(ΔV,ΔT)，即ΔV＝eq\f(ΔT,T1)·V1，所以ΔV1＝eq\f(5,278)×V1，ΔV2＝eq\f(5,283)×V2(V1、V2分别是气体在5℃和10℃时的体积)，而eq\f(V1,278)＝eq\f(V2,283)，所以ΔV1＝ΔV2，A正确．4．一个密封的钢管内装有空气，在温度为20℃时，压强为1atm，若温度上升到80℃，管内空气的压强为(C)A．4atmB.eq\f(1,4)atmC．1.2atmD.eq\f(5,6)atm解析：由eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)得：eq\f(1,p2)＝eq\f(273＋20,273＋80)，p2＝1.2atm.5．如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细匀称的细玻璃管连接，两容器内装有不同气体，细管中心有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0℃，B中气体温度为20℃，假如将它们的温度都降低10℃，则水银柱将(A)

A．向A移动 B．向B移动C．不动 D．不能确定解析：假设水银柱不动，由查理定律eq\f(p,T)＝eq\f(p′,T′)，得p′－p＝eq\f(T′－T,T)p，即Δp＝eq\f(ΔT,T)p，可知Δp∝eq\f(1,T)，而TA＝273.15K，TB＝293.15K，所以A部分气体压强削减的较多，故水银柱左移．二、多项选择题6.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(BCD)A．现发觉水银柱缓慢上升了一小段距离，这表明气温肯定上升了B．若外界大气压强不变，现发觉水银柱缓慢上升了一小段距离，这表明气温上升了C．若发觉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解析：若水银柱上移，表示气体体积增大，可能的缘由是外界压强减小而温度没变，也可能是压强没变而气温上升，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，管子置于水平常，压强减小，体积增大，D对．7．如图所示是肯定质量的志向气体的p－V图线，若其状态由A→B→C→A，且A→B等容，B→C等压，C→A等温，则气体在A、B、C三个状态时(CD)A．单位体积内气体的分子数nA＝nB＝nCB．气体分子的平均速率vA>vB>vCC．气体分子在单位时间内，对器壁的平均作用力FA>FB，FB＝FCD．气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数是NA>NB，NA>NC解析：由题图可知B→C，体积增大，密度减小，A错．C→A等温改变，分子平均速率vA＝vB，B错．而气体分子对器壁产生作用力，B→C为等压过程，pB＝pC，则FB＝FC，而pA>pB，则FA>FB，C正确．A→B为等容降压过程，密度不变，温度降低，NA>NB，C→A为等温压缩过程，温度不变，密度增大，应有NA>NC，D正确．8.如图所示，在汽缸中用活塞封闭肯定质量的气体，活塞与缸壁间的摩擦不计，且不漏气，将活塞用绳子悬挂在天花板上，使汽缸悬空静止．若大气压不变，温度降低到某一值，则此时与原来相比较(AD)A．绳子张力不变B．缸内气体压强变小C．绳子张力变大D．缸内气体体积变小解析：由整体法可知绳子的张力不变，故A对，C错；取活塞为探讨对象，气体降温前后均处于静止，mg和p0S和T均不变，故pS不变，p不变，故B选项错；由盖—吕萨克定律可知eq\f(V,T)＝C，当T减小时，V肯定减小，故D选项正确．三、非选择题9.如图所示，A汽缸中用活塞封闭有肯定质量的志向气体，温度为27℃，活塞与汽缸底部距离为h，活塞截面积为S.汽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，当气体的温度上升10℃且系统稳定后，求重物m下降的高度．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，气体发生等压改变．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.答案：eq\f(1,30)h10．汽车行驶时轮胎的胎压太高简单造成爆胎事故，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)解析：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容改变设在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.依据查理定律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.依据查理定律eq\f(p2,T2)＝eq\f(pmax,T0)，即eq\f(3.5,363)＝eq\f(pmax,293)解得：pmax＝2.83atm答案：2.01atm～2.83atm11.如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40cm2的活塞将肯定质量的气体和一形态不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．起先时活塞搁在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．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K时，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．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×