【同步】高中物理魯科版(2019)選擇性必修3：第1章分子動(dòng)理論與氣體實(shí)驗(yàn)定律習(xí)題課分層作業(yè)課件

第1章習(xí)題課123456789101112131415A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.用打氣筒將壓強(qiáng)為1×105Pa的空氣打進(jìn)自行車(chē)輪胎內(nèi),如果打氣筒容積ΔV=500cm3,輪胎容積V=3L,原來(lái)壓強(qiáng)p=1.5×105Pa?，F(xiàn)要使輪胎內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)閜'=4×105Pa,若用這個(gè)打氣筒給自行車(chē)輪胎打氣,則要打氣的次數(shù)為(設(shè)打氣過(guò)程中空氣的溫度不變)(

)A.10次

B.15次 C.20次

D.25次B解析

溫度不變,由玻意耳定律得pV+np1ΔV=p'V,代入數(shù)據(jù)解得n=15次。

1234567891011121314152.如圖所示,兩端開(kāi)口的U形管,用兩段水銀密閉了一段空氣,下列做法能使兩管液面差h增大的是(

)A.環(huán)境溫度升高B.大氣壓強(qiáng)減小C.從管口A注入水銀D.從管口B注入水銀C123456789101112131415解析

以左側(cè)管中封閉氣體作為研究對(duì)象,設(shè)左側(cè)上方水銀柱長(zhǎng)度為h左,封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h=p0+h左,要使兩側(cè)水銀面高度差h增大,即封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h變大。使氣體升溫,h左不變,封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h左不變,兩側(cè)水銀面高度差h不變,故A錯(cuò)誤;減小大氣壓強(qiáng),封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h=p0+h左,h=h左不變,故B錯(cuò)誤;從左側(cè)管口滴入水銀,h左變大,封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h左變大,由p=p0+h可知,兩側(cè)水銀面高度差h增大,故C正確;從右側(cè)管口滴入水銀,h左不變,封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+h左不變,兩側(cè)水銀面高度差h不變,故D錯(cuò)誤。1234567891011121314153.(2023陜西咸陽(yáng)高二期中)如圖所示,A、B是兩個(gè)容積相同的密閉容器,由細(xì)玻璃管連通,管內(nèi)有一段水銀柱。當(dāng)A容器氣體溫度為0℃、B容器氣體溫度為10℃時(shí),水銀柱在管中央靜止。若分別給A、B容器加熱,使它們溫度都升高20℃,管內(nèi)水銀柱將(

)A.向左移動(dòng)B.保持不動(dòng)C.向右移動(dòng)D.無(wú)法確定C123456789101112131415解析

假設(shè)兩部分氣體體積不變,對(duì)A進(jìn)行狀態(tài)分析,根據(jù)查理定律可知

根據(jù)初始狀態(tài)pA=pB可知pA'>pB'所以管內(nèi)水銀柱將向右移動(dòng),故選C。1234567891011121314154.如圖所示,一向右開(kāi)口的氣缸平放在水平地面上,活塞可無(wú)摩擦移動(dòng)且不漏氣,氣缸中間位置有小擋板。外界大氣壓為p0,初始時(shí),活塞緊壓擋板,現(xiàn)緩慢升高缸內(nèi)氣體溫度,則能正確反映缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)和體積隨溫度變化情況的p-T圖像是(

)B123456789101112131415解析

當(dāng)緩慢升高缸內(nèi)氣體溫度時(shí),氣體先發(fā)生等容變化,根據(jù)查理定律,缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比,圖線(xiàn)是過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線(xiàn),故C、D錯(cuò)誤;當(dāng)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于外界的大氣壓時(shí),氣體發(fā)生等壓膨脹,圖線(xiàn)是平行于T軸的直線(xiàn),故A錯(cuò)誤,B正確。1234567891011121314155.(多選)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,從圖示A狀態(tài)開(kāi)始,經(jīng)歷了B、C狀態(tài),最后到D狀態(tài),下列判斷正確的是(

)A.A→B溫度升高,壓強(qiáng)不變B.B→C體積不變,壓強(qiáng)變大C.B→C體積不變,壓強(qiáng)不變D.C→D體積變小,壓強(qiáng)變大AD1234567891011121314151234567891011121314156.(2023浙江寧波高二期中)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,其

圖像如圖所示,已知C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為300K。(1)求B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度;(2)在V-T圖上作出從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的圖像,并在圖中標(biāo)出A、B、C三個(gè)狀態(tài);(3)求狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過(guò)程中氣體吸收的熱量Q。123456789101112131415答案

(1)600K

(2)見(jiàn)解析(3)2×105

J123456789101112131415(2)V-T圖像如圖所示。

(3)A和C溫度相同,內(nèi)能相同,所以氣體吸收的熱量等于氣體對(duì)外所做的功,Q=WAB=pΔV=2×105×(2-1)

J=2×105

J。1234567891011121314157.如圖所示,一個(gè)密閉的氣缸,被活塞分成體積相等的左、右兩室,氣缸壁與活塞是不導(dǎo)熱的,它們之間沒(méi)有摩擦,兩室中氣體的溫度相等?，F(xiàn)利用右室中的電熱絲對(duì)右室加熱一段時(shí)間,活塞達(dá)到平衡后,左室的體積變?yōu)樵瓉?lái)的,氣體的溫度T1=300K,求右室氣體的溫度。答案

500K123456789101112131415解析

根據(jù)題意對(duì)氣缸中左、右兩室中氣體的狀態(tài)進(jìn)行分析

解得T2=500

K。

1234567891011121314158.(多選)如圖所示,四個(gè)兩端密閉、粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)的空氣被一段水銀柱隔開(kāi),按圖中標(biāo)明的條件,當(dāng)玻璃管水平放置時(shí),水銀柱處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果管內(nèi)兩端的空氣都升高相同的溫度,則水銀柱向左移動(dòng)的是(

)B級(jí)關(guān)鍵能力提升練CD123456789101112131415解析

假設(shè)升溫后,水銀柱不動(dòng),則兩邊壓強(qiáng)都要增加,由查理定律有,壓強(qiáng)的增加量

,而各管兩端空氣原壓強(qiáng)相同,ΔT相同,所以

,即T越高,Δp越小,也就可以確定水銀柱要向溫度高的方向移動(dòng),故C、D項(xiàng)正確。1234567891011121314159.(多選)2021年11月7日,王亞平身穿我國(guó)自主研發(fā)的艙外航天服“走出”太空艙,成為我國(guó)第一位在太空“漫步”的女性。艙外航天服是密封一定氣體的裝置,用來(lái)提供適合人體生存的氣壓。王亞平先在節(jié)點(diǎn)艙(航天員出艙前的氣閘艙)穿上艙外航天服,航天服密閉氣體的體積約為V1=2L,壓強(qiáng)p1=1.0×105Pa,溫度t1=27℃。她穿好航天服后,需要把節(jié)點(diǎn)艙的氣壓不斷降低,以便打開(kāi)艙門(mén)。若節(jié)點(diǎn)艙氣壓降低到能打開(kāi)艙門(mén)時(shí),密閉航天服內(nèi)氣體體積膨脹到V2=2.5L,溫度變?yōu)閠2=-3℃,此時(shí)航天服內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2。為便于艙外活動(dòng),航天員把航天服內(nèi)的一部分氣體緩慢放出,使氣壓降到p3=4.0×104Pa。假設(shè)釋放氣體過(guò)程中溫度不變,體積變?yōu)閂3=3L。下列說(shuō)法正確的是(

)123456789101112131415A.p2=0.72×105PaB.p2=0.82×105Pa答案

AC123456789101112131415解析

由題意可知密閉航天服內(nèi)氣體初、末狀態(tài)溫度分別為T(mén)1=300

K,

確,B錯(cuò)誤;設(shè)航天服需要放出的氣體在壓強(qiáng)為p3狀態(tài)下的體積為ΔV,根據(jù)玻意耳定律有p2V2=p3(V3+ΔV),解得ΔV=1.5

L,則放出的氣體與原來(lái)氣體的質(zhì)12345678910111213141510.如圖所示,容積為V的氣缸由導(dǎo)熱性能良好的材料制成,橫截面積為S的活塞(體積可忽略不計(jì))將氣缸分成體積相等的上下兩部分,氣缸上部通過(guò)單向閥門(mén)K(氣體只能進(jìn)氣缸,不能出氣缸)與一打氣筒相連。開(kāi)始時(shí)氣缸內(nèi)上部分氣體的壓強(qiáng)為p0,現(xiàn)用打氣筒向容器內(nèi)打氣。已知打氣筒每次能打入壓強(qiáng)為p0、體積為

的空氣,當(dāng)打氣49次后,穩(wěn)定時(shí)氣缸上下兩部分的體積之比為9∶1,重力加速度大小為g,外界溫度恒定,不計(jì)活塞與氣缸間的摩擦。求活塞的質(zhì)量m。12345678910111213141512345678910111213141511.如圖所示,兩端開(kāi)口的U形玻璃管兩邊粗細(xì)不同,粗管橫截面積是細(xì)管的2倍。管中裝入水銀,兩管中水銀面與管口距離均為12cm,大氣壓強(qiáng)為p0=75cmHg?，F(xiàn)將粗管管口密閉,然后將細(xì)管管口用一活塞(圖中未畫(huà)出)密閉并將活塞緩慢推入管中,直至兩管中水銀面高度差達(dá)6cm為止,求活塞下移的距離(假設(shè)環(huán)境溫度不變)。123456789101112131415答案

6.625cm解析

設(shè)粗管中氣體為氣體1,細(xì)管中氣體為氣體2。對(duì)粗管中氣體1,有p0L1=p1L1'右側(cè)液面上升h1,左側(cè)液面下降h2,有S1h1=S2h2,h1+h2=6

cm,得h1=2

cm,h2=4

cmL1'=L1-h1解得p1=90

cmHg對(duì)細(xì)管中氣體2,有p0L1=p2L2'123456789101112131415p2=p1+Δh解得L2'=9.375

cm因?yàn)閔=L1+h2-L2'解得h=6.625

cm。12345678910111213141512.(2022全國(guó)甲卷)如圖所示,容積均為V0、缸壁可導(dǎo)熱的A、B兩氣缸放置在壓強(qiáng)為p0、溫度為T(mén)0的環(huán)境中:兩氣缸的底部通過(guò)細(xì)管連通,A氣缸的頂部通過(guò)開(kāi)口C與外界相通;氣缸內(nèi)的兩活塞將缸內(nèi)氣體分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第Ⅱ、Ⅲ部分的體積分別為

。環(huán)境壓強(qiáng)保持不變,不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積,忽略摩擦。(1)將環(huán)境溫度緩慢升高,求B氣缸中的活塞剛到達(dá)氣缸底部時(shí)的溫度。(2)將環(huán)境溫度緩慢改變至2T0,然后用氣泵從開(kāi)口C向氣缸內(nèi)緩慢注入氣體,求A氣缸中的活塞到達(dá)氣缸底部后,B氣缸內(nèi)第Ⅳ部分氣體的壓強(qiáng)。123456789101112131415解析

(1)環(huán)境溫度升高,氣缸內(nèi)氣體發(fā)生等壓變化

12345678910111213141512345678910111213141513.如圖所示,開(kāi)口向上的氣缸C靜置于水平桌面上,用一橫截面積S=50cm2的輕質(zhì)活塞密閉了一定質(zhì)量的理想氣體,一輕繩一端系在活塞上,另一端跨過(guò)兩個(gè)定滑輪連著一勁度系數(shù)k=2800N/m的豎直輕彈簧A,A下端系有一質(zhì)量m=14kg的物塊B。開(kāi)始時(shí),缸內(nèi)氣體的溫度t1=27℃,活塞到缸底的距離L1=120cm,彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)。已知外界大氣壓強(qiáng)恒為p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)一切摩擦?，F(xiàn)使缸內(nèi)氣體緩慢冷卻,求:(1)當(dāng)B剛要離開(kāi)桌面時(shí),氣缸內(nèi)封閉氣體的溫度(用攝氏溫度表示);(2)氣體的溫度冷卻到-93℃時(shí),B離桌面的高度H。123456789101112131415答案

(1)-66℃

(2)15cm解析

(1)B剛要離開(kāi)桌面時(shí)彈簧拉力為kx1=mg,代入數(shù)據(jù)解得T2=207

K當(dāng)B剛要離開(kāi)桌面時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度t2=-66

℃。(2)由(1)得x1=5

cm,當(dāng)溫度降至-66

℃之后,若繼續(xù)降溫,則缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變,根據(jù)蓋—呂薩克定律,代入數(shù)據(jù)解得H=15

cm。

12345678910111213141514.如圖所示,一圓柱形氣缸直立在水平地面上,內(nèi)有質(zhì)量不計(jì)的可上下移動(dòng)的薄活塞,在距缸底高為2H的缸口處有固定的卡環(huán),使活塞不會(huì)從氣缸中頂出,氣缸壁和活塞都是絕熱的,活塞與氣缸壁之間沒(méi)有摩擦?；钊路骄喔椎赘邽镠處還有一固定的導(dǎo)熱性能良好的薄隔板,將容器內(nèi)的同種理想氣體分為A、B兩部分,開(kāi)始時(shí)A、B中氣體的溫度均為27℃,壓強(qiáng)均等于外界大氣壓強(qiáng)p0,活塞距氣缸底的高度為1.3H,現(xiàn)通過(guò)B中的電熱絲緩慢加熱,規(guī)定0℃為273K,則:(1)當(dāng)B中氣體的壓強(qiáng)為3p0時(shí),活塞距隔板的高度是多少?(2)當(dāng)A中氣體的壓強(qiáng)為1.5p0時(shí),B中氣體的溫度是多少?123456789101112131415答案

(1)0.9H

(2)1500K12345678910111213141512345678910111213