2024-2025学年高中物理第八章气体3理想气体的状态方程分层训练含解析新人教版选修3-3

PAGE8-志向气体的状态方程基础达标练1．(多选)关于志向气体的相关说法正确的是()A．志向气体分子本身的大小比起分子之间的平均距离来可以忽视不计B．志向气体的分子不再做无规则运动了C．志向气体的分子间除碰撞外不存在相互作用力D．志向气体没有分子势能，内能只由温度和物质的量来确定2．关于肯定质量的志向气体发生状态改变时，其状态参量p、V、T的改变状况不行能的是()A．p、V、T都减小B．V减小，p和T增大C．p和V增大，T减小D．p增大，V和T减小3．(多选)志向气体的状态方程可以写成eq\f(pV,T)＝C，对于常量C，下列说法正确的是()A．对质量相同的任何气体都相同B．对质量相同的同种气体都相同C．对质量不同的不同气体可能相同D．对质量不同的不同气体肯定不同4．如图所示，肯定质量的志向气体沿图线从状态a经状态b改变到状态c，在整个过程中，其体积()A．渐渐增大B．渐渐减小C．先减小后增大D．先增大后减小5．如图所示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，玻璃泡中封闭有肯定量的空气．若玻璃管中水柱上升，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6．(多选)如图所示，表示肯定质量的志向气体沿途径a→b→c→d→a发生状态改变的过程，则该气体压强的改变状况是()A．从状态c到状态d，压强减小B．从状态d到状态a，压强增大C．从状态a到状态b，压强增大D．从状态b到状态c，压强不变7．如图所示，U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，外界大气压为76cmHg.若给左管的封闭气体加热，使管内空气柱长度变为30cm，则此时左管内气体的温度为多少？

8.如图所示，一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M＝10kg，活塞质量m＝4kg，活塞横截面积S＝2×10－3m2，活塞上面的汽缸内封闭了肯定质量的志向气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强p0＝1.0×105Pa.活塞下面与劲度系数k＝2×103N/m的轻弹簧相连．当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1＝20cm，g取10m/s2，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．求：当缸内气柱长度L2＝实力提升练9．(多选)如图所示，肯定质量的志向气体，从图示A状态起先，经验了B、C状态，最终到D状态，下列推断正确的是()A．A→B温度上升，压强不变B．B→C体积不变，压强变大C．B→C体积不变，压强不变D．C→D体积变小，压强变大10．如图为一简易火灾报警装置．其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度上升时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声.27℃时，空气柱长度L1为20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度h为13cm，大气压强p0＝75cmHg.(1)当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？

(2)假如要使该装置在87℃时报警，则应当再往玻璃管内注入多高的水银柱？11．(1)(多选)对于肯定量的志向气体()A．若气体的压强和体积都不变，其内能也肯定不变B．若气体的内能不变，其状态也肯定不变C．若气体的温度随时间不断上升，其压强也肯定不断增大D．气体温度每上升1K所汲取的热量与气体经验的过程有关E．当气体温度上升时，气体的内能肯定增大(2)型号是LWH159－10.0－15的医用氧气瓶，容积是10L，内装有1.80kg的氧气．运用前，瓶内氧气压强为1.4×107Pa，温度为37℃.当用这个氧气瓶给患者输氧后，发觉瓶内氧气压强变为7.0×106Pa，温度降为27℃，试求患者消耗的氧气的质量．分层训练(八)志向气体的状态方程1．解析：全部物质的分子包括志向气体的分子都在不停地做无规则运动．答案：ACD2．解析：由志向气体状态方程eq\f(pV,T)＝C可知，C选项不行能，因为p和V增大，则pV增大，T应增大．答案：C3．解析：志向气体的状态方程的适用条件就是肯定质量的志向气体，常量C仅与气体的种类和质量有关，事实上也就是只与气体的物质的量有关．对质量相同的同种气体当然常量是相同的，而对质量不同的不同气体，只要物质的量是相同的，那么常量C也是相同的．答案：BC4．解析：在整个过程中，气体的温度渐渐上升，压强渐渐减小，依据志向气体状态方程eq\f(pV,T)＝C(常量)可知，其体积渐渐增大，选项A正确．答案：A5．解析：由题意可知，封闭空气温度与大气温度相同，封闭空气体积随水柱的上升而减小，将封闭空气近似看作志向气体，依据志向气体状态方程eq\f(pV,T)＝常量，若温度降低，体积减小，则压强可能增大、不变或减小，A项正确；若温度上升，体积减小，则压强肯定增大，B、C两项错误；若温度不变，体积减小，则压强肯定增大，D项错误．答案：A6．解析：在气体的V­T图象中，过原点的直线表示等压改变，直线的斜率越大，气体的压强越小，分别作出过a、b、c、d四点的等压线，如答图所示，则有pa＜pd＜pc＜Pb，所以A、C正确，B、D错误．答案：AC7．解析：以封闭气体为探讨对象，设左管横截面积为S，当左管封闭的空气柱长度变为30cm时，左管水银柱下降4cm，右管水银柱上升8cm，即两端水银柱高度差为：h′＝24cm，由题意得：V1＝L1S＝26S，p1＝p0－h1＝76cmHg－36cmHg＝40cmHg，T1＝280K，p2＝p0－h′＝52cmHg，V2＝L2S＝30S.由志向气体状态方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)解得：T2＝420K.答案：420K8．解析：弹簧为自然长度时，活塞的受力状况如图甲所示．气柱长度L2＝24cm时，活塞的受力状况如图乙所示．V1＝L1S，V2＝L2S，T1＝400Kp1＝p0－eq\f(mg,S)＝0.8×105Pa弹簧弹力F＝k(L2－L1)＝80Np2＝p0＋eq\f(F－mg,S)＝1.2×105Pa依据志向气体状态方程，得：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)解得T2＝720K.答案：720K9．解析：由图象可知，在A→B的过程中，气体温度上升、体积变大，且体积与温度成正比，由eq\f(pV,T)＝C，气体压强不变，是等压过程，故选项A正确；由图象可知，在B→C是等容过程，体积不变，而热力学温度降低，由eq\f(pV,T)＝C可知，压强p减小，故选项B、C错误；由图象可知，在C→D是等温过程，体积减小，由eq\f(pV,T)＝C可知，压强p增大，故选项D正确．答案：AD10．解析：(1)依据等压改变得：eq\f(T1,T2)＝eq\f(V1,V2)T1＝300K，V1＝20S，V2＝30S即：eq\f(300,T2)＝eq\f(20,30)得：T2＝450K，则：t2＝450－273＝177(℃)(2)设加入xcm的水银柱，在87℃时会报警，依据志向气体状态方程得：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T3)p1＝p0＋h＝88cmHg，V1＝20S，T1＝300K，p3＝(88＋x)cmHg，T3＝(273＋87)K＝360K，V3＝(43－x－13)S即：eq\f(88×20,300)＝eq\f(88＋x×43－x－13,360)解得：x＝8cm答案：(1)177℃(2)8cm11．解析：(1)对于志向气体而言，内能是由温度确定的，依据志向气体状态方程，eq\f(pV,T)＝C(恒量)可知，当体积不变，压强不变时，其温度也不发生改变，因此内能不变，A正确；而反过来，内能不变，只能说明温度不变，可能发生等温改变，也就是气体压强和体积可能发生改变，B错误；依据志向气体状态方程，eq\f(pV,T)＝C(恒量)，温度上升，只能是pV乘积变大，至于压强可能增加也可能减小，C错误；气体每上升1K，内能增量相同，外界对它做功与汲取的热量之和保持不变，但所汲取的热量不肯定相同，与经验的过程有关，D正确；内能是由温度确定的，当温度上升时，内能肯定增加，E正确．(2)以氧气瓶