高中物理 第8章 第3節(jié)理想氣體的狀態(tài)方程隨堂課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-2

"【成才之路】-學(xué)年高中物理第8章第3節(jié)理想氣體的狀態(tài)方程隨堂課時(shí)作業(yè)新人教版選修3-2"基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．關(guān)于理想氣體，下列說(shuō)法正確的是()A．理想氣體能?chē)?yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律B．實(shí)際氣體在溫度不太高、壓強(qiáng)不太大的情況下，可看成理想氣體C．實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太小的情況下，可看成理想氣體D．所有的實(shí)際氣體任何情況下，都可以看成理想氣體答案：A解析：理想氣體是在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都能遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，A選項(xiàng)正確。它是實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大情況下的抽象。2．有一定質(zhì)量的理想氣體，如果要使它的密度減小，可能的辦法是()A．保持氣體體積一定，升高溫度B．保持氣體的壓強(qiáng)和溫度一定，增大體積C．保持氣體的溫度一定，增大壓強(qiáng)D．保持氣體的壓強(qiáng)一定，升高溫度答案：D解析：由ρ＝m/V可知，ρ減小，V增大，又由eq\f(pV,T)＝C可知A、B、C錯(cuò)，D對(duì)。3．一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷一膨脹過(guò)程，這一過(guò)程可以用下圖上的直線(xiàn)ABC來(lái)表示，在A、B、C三個(gè)狀態(tài)上，氣體的溫度TA、TB、TC相比較，大小關(guān)系為()A．TB＝TA＝TC B．TA>TB>TCC．TB>TA＝TC D．TB<TA＝TC答案：C解析：由圖中各狀態(tài)的壓強(qiáng)和體積的值可知：pA·VA＝pC·VC<pB·VB，因?yàn)閑q\f(pV,T)＝恒量，可知TA＝TC<TB。另外從圖中也可知A、C處在同一等溫線(xiàn)上，而B(niǎo)處在離原點(diǎn)更遠(yuǎn)的一條等溫線(xiàn)上，所以TB>TA＝TC。4．關(guān)于理想氣體的狀態(tài)變化，下列說(shuō)法中正確的是()A．一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)壓強(qiáng)不變而溫度由100℃上升到200℃時(shí)，其體積增大為原來(lái)的2倍B．氣體由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2時(shí)，一定滿(mǎn)足方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)C．一定質(zhì)量的理想氣體體積增大到原來(lái)的4倍，可能是壓強(qiáng)減半，熱力學(xué)溫度加倍D．一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)增大到原來(lái)的2倍，可能是體積不變，熱力學(xué)溫度加倍答案：CD解析：一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變，體積與熱力學(xué)溫度成正比。溫度由100℃上升到200℃時(shí)，體積增大為原來(lái)的1.27倍，故A錯(cuò)誤；理想氣體狀態(tài)方程成立的條件為質(zhì)量不變，B項(xiàng)缺條件，故錯(cuò)誤。由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝恒量可知，C、D正確。5.如圖所示，一定質(zhì)量的空氣被水銀封閉在靜置于豎直平面的U形玻璃管內(nèi)，右管上端開(kāi)口且足夠長(zhǎng)，右管內(nèi)水銀面比左管內(nèi)水銀面高h(yuǎn)，能使h變大的原因是()A．環(huán)境溫度升高B．大氣壓強(qiáng)升高C．沿管壁向右管內(nèi)加水銀D．U形玻璃管自由下落答案：ACD解析：對(duì)于左端封閉氣體，溫度升高，由理想氣體狀態(tài)方程可知：氣體發(fā)生膨脹，h增大，故A對(duì)。大氣壓升高，氣體壓強(qiáng)將增大，體積減小，h減小，故B錯(cuò)。向右管加水銀，氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)、外壓強(qiáng)差增大，h將增大，所以C對(duì)。當(dāng)管自由下落時(shí)，水銀不再產(chǎn)生壓強(qiáng)，氣壓壓強(qiáng)減小，h變大，故D正確。二、非選擇題6．如圖所示，1、2、3為p－V圖中一定量理想氣體的三種狀態(tài)，該理想氣體由狀態(tài)1經(jīng)過(guò)程1→3→2到達(dá)狀態(tài)2。試?yán)脷怏w實(shí)驗(yàn)定律證明：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)。答案：證明：由題圖可知1→3是氣體等壓過(guò)程，據(jù)蓋—呂薩克定律有：eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T)①3→2是等容過(guò)程，據(jù)查理定律有：eq\f(p1,T)＝eq\f(p2,T2)②由①②式合并消去T可得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)。7．某同學(xué)用吸管吹出一球形肥皂泡，開(kāi)始時(shí)，氣體在口腔中的溫度為37℃，壓強(qiáng)為1.1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，吹出后的肥皂泡體積為0.5L，溫度為0℃。(1)肥皂泡內(nèi)、外壓強(qiáng)差別不大，均近似等于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。試估算肥皂泡內(nèi)的氣體分子個(gè)數(shù)；(2)肥皂泡內(nèi)壓強(qiáng)近似等于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。求這部分氣體在口腔內(nèi)的體積。答案：(1)1.32×1022個(gè)(2)0.52L解析：(1)肥皂泡內(nèi)氣體的摩爾數(shù)n＝eq\f(V,22.4)＝0.022mol分子數(shù)N＝nNA＝0.022×6.02×1023個(gè)＝1.32×1022個(gè)(2)T1＝273＋37K＝310K，T2＝273K由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)V1＝eq\f(p2V2T1,p1T2)＝eq\f(1×0.5×310,1.1×273)L＝0.52L能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4題為多選題)1．(吉林一中～學(xué)年高二下學(xué)期期末)如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空而靜止。設(shè)活塞與缸壁間無(wú)摩擦，可以在缸內(nèi)自由移動(dòng)，缸壁導(dǎo)熱性良好使缸內(nèi)氣體的溫度保持與外界大氣溫度相同，則下列結(jié)論中正確的是()A．若外界大氣壓增大，則彈簧將壓縮一些B．若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距地面的高度將增大C．若氣溫升高，則活塞距地面的高度將減小D．若氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將增大答案：D解析：以活塞和氣缸整體為研究對(duì)象可知，重力等于彈簧彈力，跟外界大氣壓無(wú)關(guān)，即彈簧壓縮量不變，A錯(cuò)。以氣缸為研究對(duì)象，若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距地面的高度將減小，B錯(cuò)。若氣溫升高，因?yàn)閺椓Σ蛔兓钊嗟孛娴母叨炔蛔儯珻錯(cuò)。若氣溫升高，氣體壓強(qiáng)增大故氣缸上升所以上底面距地面的高度將增大，D對(duì)。2．在下圖中，不能反映理想氣體經(jīng)歷了等溫變化→等容變化→等壓變化，又回到原來(lái)狀態(tài)的圖是()答案：D解析：根據(jù)p－V，p－T、V－T圖象的意義可以判斷，其中選項(xiàng)D顯示的理想氣體經(jīng)歷了等溫變化→等壓變化→等容變化，與題意不符。3．下圖中A、B兩點(diǎn)代表一定質(zhì)量理想氣體的兩個(gè)不同的狀態(tài)，狀態(tài)A的溫度為T(mén)A，狀態(tài)B的溫度為T(mén)B；由圖可知()A．TB＝2TA B．TB＝4TAC．TB＝6TA D．TB＝8TA答案：C解析：對(duì)于A、B兩個(gè)狀態(tài)應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pBVB,TB)可得：eq\f(TB,TA)＝eq\f(pBVB,pAVA)＝eq\f(3×4,2×1)＝6，即TB＝6TA，C項(xiàng)正確。4．一定質(zhì)量的某實(shí)際氣體，處在某一狀態(tài)，經(jīng)下列哪個(gè)過(guò)程后會(huì)回到原來(lái)的溫度()A．先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)B．先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積減小，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)C．先保持體積不變而增大壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹D．先保持體積不變而減小壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹答案：AD解析：由于此題要經(jīng)過(guò)一系列狀態(tài)變化后回到初始溫度，所以先在p－V坐標(biāo)中畫(huà)出等溫變化圖線(xiàn)，然后在圖線(xiàn)上任選中間一點(diǎn)代表初始狀態(tài)，根據(jù)各個(gè)選項(xiàng)中的過(guò)程畫(huà)出圖線(xiàn)，如圖所示。從圖線(xiàn)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，有可能與原來(lái)的等溫線(xiàn)相交說(shuō)明經(jīng)過(guò)變化后能夠回到原來(lái)的溫度。選項(xiàng)A、D正確。二、非選擇題5.如圖，上端開(kāi)口的圓柱形氣缸豎直放置，截面積為5×10－3m2，一定質(zhì)量的氣體被質(zhì)量為2.0kg的光滑活塞封閉在氣缸內(nèi)，其壓強(qiáng)為_(kāi)_______Pa(大氣壓強(qiáng)取1.01×105Pa，g取10N/kg)。若從初溫27℃開(kāi)始加熱氣體，使活塞離氣缸底部的高度由0.5m緩慢變?yōu)?.51m答案：1.05×10533解析：p＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.05×105Paeq\f(pV1,T1)＝eq\f(pV2,T2)，T2＝306K，t2＝33℃6．如圖所示，帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)上，其下部放入盛水的燒杯中。注射器活塞的橫截面積S＝5×10－5m2，活塞及框架的總質(zhì)量m0＝5×10－2kg，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa.當(dāng)水溫為t0＝13℃時(shí)，注射器內(nèi)氣體的體積為5.5mL。(g＝10m(1)向燒杯中加入熱水，穩(wěn)定后測(cè)得t1＝65℃時(shí)，氣體的體積為多大？(2)保持水溫t1＝65℃不變，為使氣體的體積恢復(fù)到5.5mL，則要在框架上掛質(zhì)量多大的鉤碼？答案：(1)6.5mL(2)0.1kg解析：(1)由蓋·呂薩克定律eq\f(V0,T0)＝eq\f(V1,T1)得V1＝6.5mL(2)由查理定律eq\f(p0＋\f(m0g,s),T0)＝eq\f(p0＋\f(m＋m0g,s),T1)解得m＝0.1kg。7.一端開(kāi)口的U形管內(nèi)由水銀柱封有一段空氣柱，大氣壓強(qiáng)為76cmHg，當(dāng)氣體溫度為27℃時(shí)空氣柱長(zhǎng)為8cm，開(kāi)口端水銀面比封閉端水銀面低2cm,如右圖所示，求：(1)當(dāng)氣體溫度上升到多少℃時(shí)，空氣柱長(zhǎng)為10cm?(2)若保持溫度為27℃不變，在開(kāi)口端加入多長(zhǎng)的水銀柱能使空氣柱長(zhǎng)為6cm?答案：(1)122.3℃(2)28.7cm解析：(1)p1＝p0－p