高中物理 3《理想氣體的狀態(tài)方程》課時練3 選修

PAGEPAGE5高中物理選修3-3同步訓練試題解析一、選擇題1．對一定質量的理想氣體，下列狀態(tài)變化中不可能的是()A．使氣體體積增大，同時溫度降低、壓強減小B．使氣體溫度升高，體積不變、壓強減小C．使氣體溫度不變，而壓強、體積同時增大D．使氣體溫度降低，壓強減小、體積減小解析：根據理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C知，V增大，T降低，如果壓強減小，A可以實現；同理．D可以實現，B、C不可以實現，因此選B、C.答案：BC2.一定質量的某種氣體自狀態(tài)A經狀態(tài)C變化到狀態(tài)B，這一過程在V－T圖上如圖所示，則()A．在過程AC中，氣體的壓強不斷變大B．在過程CB中，氣體的壓強不斷變小C．在狀態(tài)A時，氣體的壓強最大D．在狀態(tài)B時，氣體的壓強最大答案：AD3.如圖所示，內壁光滑的氣缸和活塞都是絕熱的，缸內被封閉的理想氣體原來體積為V，壓強為p，若用力將活塞向右壓，使封閉的氣體體積變?yōu)閑q\f(V,2)，缸內被封閉氣體的()A．壓強等于2p B．壓強大于2pC．壓強小于2p D．分子勢能增大了解析：氣缸絕熱，壓縮氣體，其溫度必然升高，由狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝恒量可知T增大，體積變?yōu)閑q\f(V,2)，則壓強大于2p，故B正確，A、C錯，理想氣體分子無勢能，D錯．答案：B4．已知理想氣體的內能與溫度成正比．如圖所示的實線為汽缸內一定質量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線，則在整個過程中汽缸內氣體的內能()A．先增大后減小 B．先減小后增大C．單調變化 D．保持不變解析：由圖知汽缸內理想氣體狀態(tài)的pV變化特點是先減小后增大，又因為eq\f(pV,T)＝C(常量)可知溫度T先減小后增大，故氣體內能先減小后增大，B正確．答案：B5．甲、乙兩個相同的密閉容器中分別裝有等質量的同種氣體，已知甲、乙容器中氣體的壓強分別為p甲、p乙，且p甲<p乙，則()A．甲容器中氣體的溫度高于乙容器中氣體的溫度B．甲容器中氣體的溫度低于乙容器中氣體的溫度C．甲容器中氣體分子的平均動能小于乙容器中氣體分子的平均動能D．甲容器中氣體分子的平均動能大于乙容器中氣體分子的平均動能解析：甲、乙兩容器中的氣體由于質量相等，可以看成同一氣體的兩個不同狀態(tài)．則eq\f(p甲V甲,T甲)＝eq\f(p乙V乙,T乙)，由于V甲＝V乙，所以T甲<T乙，B、C正確．答案：BC6.一定質量的氣體做等壓變化時，其V－t圖象如圖所示，若保持氣體質量不變，使氣體的壓強增大后，再讓氣體做等壓變化，則其等壓線與原來相比，下列可能正確的是()A．等壓線與t軸之間夾角變大 B．等壓線與t軸之間夾角不變C．等壓線與t軸交點的位置不變 D．等壓線與t軸交點的位置一定改變解析：對于一定質量氣體的等壓線，其V－t圖線的延長線一定過－273℃的點，故C項正確，D錯．氣體壓強增大后，溫度還是0℃時，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，V0減小，等壓線與t軸夾角減小，A、B錯．答案：C7.如圖所示為一定質量的理想氣體沿著所示的方向發(fā)生狀態(tài)變化的過程，則該氣體壓強變化是()A．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強減小 B．從狀態(tài)d到狀態(tài)a，壓強不變C．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強增大 D．從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強不變解析：在V－T圖象中，過原點的直線表示等壓變化，直線的斜率越大，氣體的壓強越?。謩e做過a、b、c、d四點的等壓線，則有pb>pc>pd>pa，故A、C正確．答案：AC8．如圖所示，一定質量的某種理想氣體，由狀態(tài)A沿直線AB變化到狀態(tài)B，A、C、B三點所對應的熱力學溫度分別記為TA、TC、TB，在此過程中，氣體的溫度之比TA∶TB∶TC為()A．1∶1∶1 B．1∶2∶3C．3∶3∶4 D．4∶4∶3解析：由p－V圖象可知，pA＝3atm，VA＝1L，pB＝1atm，VB＝3L，pC＝2atm，VC＝2L，由理想氣體狀態(tài)方程可得eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pBVB,TB)＝eq\f(pCVC,TC)，代入數據得TA∶TB∶TC＝3∶3∶4.答案：C9.如圖所示是一定質量的理想氣體的p－V圖線，若其狀態(tài)由A→B→C→A，且A→B等容，B→C等壓，C→A等溫，則氣體在ABC三個狀態(tài)時()A．單位體積內氣體的分子數na＝nB＝nCB．氣體分子的平均速率vA＞vB＞vCC．氣體分子在單位時間內對器壁的平均作用力FA＞FB，FB＝FCD．氣體分子在單位時間內，對器壁單位面積碰撞的次數是NA＞NB，NA＞NC解析：由圖可知B→C，體積增大，密度減小，A錯．C→A等溫變化，分子平均速率vA＝vC，B錯．而氣體分子對器壁產生作用力，B→C為等壓過程，pB＝pC，FB＝FC，FA＞FB，則C正確．A→B為等容降壓過程，密度不變，溫度降低，NA＞NB，C→A為等溫壓縮過程，溫度不變，密度增大，應有NA＞NC.答案：CD10．光滑絕熱的活塞把密封的圓筒容器分成A、B兩部分，這兩部分充有溫度相同的氣體，平衡時VA∶VB＝1∶2，現將A中氣體加熱到127℃，B中氣體降低到27℃，待重新平衡后，這兩部分氣體體積的比V′A∶V′A．1∶1 B．2∶3C．3∶4 D．2∶1解析：對A部分氣體有：eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(p′AV′A,T′A)①對B部分氣體有：eq\f(pBVB,TB)＝eq\f(p′BV′B,T′B)②因為pA＝pB，p′A＝p′B，TA＝TB，所以將①式÷②式得VA/VB＝V′AT′B/V′BT′A.所以V′A/V′B＝VAT′A/VBT′B＝eq\f(1×400,2×300)＝2/3.答案：B二、非選擇題11．一個半徑為0.1cm的氣泡，從18m深的湖底上升．如果湖底水的溫度是8℃，湖面的溫度是24℃解析：由題意可知V1＝eq\f(4,3)πr3≈4.19×10－3cm3p1＝p0＋eq\f(ρ水h水,ρ汞)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(76＋\f(1.0×18×102,13.6)))cmHg≈208cmHgT1＝(273＋8)K＝281Kp2＝76cmHgT2＝(273＋24)K＝297K根據理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p1V2,T2)得V2＝eq\f(p1V1T2,p2T1)＝eq\f(208×4.19×10－3×297,76×281)cm3≈0.012cm3.答案：0.012cm312．一活塞將一定質量的理想氣體封閉在汽缸內，初始時氣體體積為3.0×10－3m3.用DIS實驗系統(tǒng)測得此時氣體的溫度和壓強分別為300K和1.0×105Pa.推動活塞壓縮氣體，測得氣體的溫度和壓強分別為320K和1.0×10(1)求此時氣體的體積；(2)保持溫度不變，緩慢改變作用在活塞上的力，使氣體壓強變?yōu)?.0×104Pa，求此時氣體的體積．解析：(1)由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(p1V1,T1)所以此時氣體的體積為V1＝eq\f(p0V0T1,T0p1)＝eq\f(1.0×105×