2024-2025學(xué)年高中物理第八章氣體3理想氣體的狀態(tài)方程分層訓(xùn)練含解析新人教版選修3-3

PAGE8-志向氣體的狀態(tài)方程基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1．(多選)關(guān)于志向氣體的相關(guān)說法正確的是()A．志向氣體分子本身的大小比起分子之間的平均距離來可以忽視不計(jì)B．志向氣體的分子不再做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)了C．志向氣體的分子間除碰撞外不存在相互作用力D．志向氣體沒有分子勢(shì)能，內(nèi)能只由溫度和物質(zhì)的量來確定2．關(guān)于肯定質(zhì)量的志向氣體發(fā)生狀態(tài)改變時(shí)，其狀態(tài)參量p、V、T的改變狀況不行能的是()A．p、V、T都減小B．V減小，p和T增大C．p和V增大，T減小D．p增大，V和T減小3．(多選)志向氣體的狀態(tài)方程可以寫成eq\f(pV,T)＝C，對(duì)于常量C，下列說法正確的是()A．對(duì)質(zhì)量相同的任何氣體都相同B．對(duì)質(zhì)量相同的同種氣體都相同C．對(duì)質(zhì)量不同的不同氣體可能相同D．對(duì)質(zhì)量不同的不同氣體肯定不同4．如圖所示，肯定質(zhì)量的志向氣體沿圖線從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b改變到狀態(tài)c，在整個(gè)過程中，其體積()A．漸漸增大B．漸漸減小C．先減小后增大D．先增大后減小5．如圖所示為伽利略設(shè)計(jì)的一種測(cè)溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有肯定量的空氣．若玻璃管中水柱上升，則外界大氣的改變可能是()A．溫度降低，壓強(qiáng)增大B．溫度上升，壓強(qiáng)不變C．溫度上升，壓強(qiáng)減小D．溫度不變，壓強(qiáng)減小6．(多選)如圖所示，表示肯定質(zhì)量的志向氣體沿途徑a→b→c→d→a發(fā)生狀態(tài)改變的過程，則該氣體壓強(qiáng)的改變狀況是()A．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強(qiáng)減小B．從狀態(tài)d到狀態(tài)a，壓強(qiáng)增大C．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強(qiáng)增大D．從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強(qiáng)不變7．如圖所示，U形管左端封閉，右端開口，左管橫截面積為右管橫截面積的2倍，在左管內(nèi)用水銀封閉一段長(zhǎng)為26cm、溫度為280K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為36cm，外界大氣壓為76cmHg.若給左管的封閉氣體加熱，使管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?0cm，則此時(shí)左管內(nèi)氣體的溫度為多少？

8.如圖所示，一汽缸豎直放在水平地面上，缸體質(zhì)量M＝10kg，活塞質(zhì)量m＝4kg，活塞橫截面積S＝2×10－3m2，活塞上面的汽缸內(nèi)封閉了肯定質(zhì)量的志向氣體，下面有氣孔O與外界相通，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa.活塞下面與勁度系數(shù)k＝2×103N/m的輕彈簧相連．當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為127℃時(shí)彈簧為自然長(zhǎng)度，此時(shí)缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度L1＝20cm，g取10m/s2，活塞不漏氣且與缸壁無摩擦．求：當(dāng)缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度L2＝實(shí)力提升練9．(多選)如圖所示，肯定質(zhì)量的志向氣體，從圖示A狀態(tài)起先，經(jīng)驗(yàn)了B、C狀態(tài)，最終到D狀態(tài)，下列推斷正確的是()A．A→B溫度上升，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10．如圖為一簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警裝置．其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當(dāng)溫度上升時(shí)，水銀柱上升，使電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的響聲.27℃時(shí)，空氣柱長(zhǎng)度L1為20cm，水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離L2為10cm，管內(nèi)水銀柱的高度h為13cm，大氣壓強(qiáng)p0＝75cmHg.(1)當(dāng)溫度達(dá)到多少攝氏度時(shí)，報(bào)警器會(huì)報(bào)警？

(2)假如要使該裝置在87℃時(shí)報(bào)警，則應(yīng)當(dāng)再往玻璃管內(nèi)注入多高的水銀柱？11．(1)(多選)對(duì)于肯定量的志向氣體()A．若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也肯定不變B．若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也肯定不變C．若氣體的溫度隨時(shí)間不斷上升，其壓強(qiáng)也肯定不斷增大D．氣體溫度每上升1K所汲取的熱量與氣體經(jīng)驗(yàn)的過程有關(guān)E．當(dāng)氣體溫度上升時(shí)，氣體的內(nèi)能肯定增大(2)型號(hào)是LWH159－10.0－15的醫(yī)用氧氣瓶，容積是10L，內(nèi)裝有1.80kg的氧氣．運(yùn)用前，瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.4×107Pa，溫度為37℃.當(dāng)用這個(gè)氧氣瓶給患者輸氧后，發(fā)覺瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)變?yōu)?.0×106Pa，溫度降為27℃，試求患者消耗的氧氣的質(zhì)量．分層訓(xùn)練(八)志向氣體的狀態(tài)方程1．解析：全部物質(zhì)的分子包括志向氣體的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．答案：ACD2．解析：由志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，C選項(xiàng)不行能，因?yàn)閜和V增大，則pV增大，T應(yīng)增大．答案：C3．解析：志向氣體的狀態(tài)方程的適用條件就是肯定質(zhì)量的志向氣體，常量C僅與氣體的種類和質(zhì)量有關(guān)，事實(shí)上也就是只與氣體的物質(zhì)的量有關(guān)．對(duì)質(zhì)量相同的同種氣體當(dāng)然常量是相同的，而對(duì)質(zhì)量不同的不同氣體，只要物質(zhì)的量是相同的，那么常量C也是相同的．答案：BC4．解析：在整個(gè)過程中，氣體的溫度漸漸上升，壓強(qiáng)漸漸減小，依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C(常量)可知，其體積漸漸增大，選項(xiàng)A正確．答案：A5．解析：由題意可知，封閉空氣溫度與大氣溫度相同，封閉空氣體積隨水柱的上升而減小，將封閉空氣近似看作志向氣體，依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝常量，若溫度降低，體積減小，則壓強(qiáng)可能增大、不變或減小，A項(xiàng)正確；若溫度上升，體積減小，則壓強(qiáng)肯定增大，B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤；若溫度不變，體積減小，則壓強(qiáng)肯定增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：A6．解析：在氣體的V-T圖象中，過原點(diǎn)的直線表示等壓改變，直線的斜率越大，氣體的壓強(qiáng)越小，分別作出過a、b、c、d四點(diǎn)的等壓線，如答圖所示，則有pa＜pd＜pc＜Pb，所以A、C正確，B、D錯(cuò)誤．答案：AC7．解析：以封閉氣體為探討對(duì)象，設(shè)左管橫截面積為S，當(dāng)左管封閉的空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?0cm時(shí)，左管水銀柱下降4cm，右管水銀柱上升8cm，即兩端水銀柱高度差為：h′＝24cm，由題意得：V1＝L1S＝26S，p1＝p0－h(huán)1＝76cmHg－36cmHg＝40cmHg，T1＝280K，p2＝p0－h(huán)′＝52cmHg，V2＝L2S＝30S.由志向氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)解得：T2＝420K.答案：420K8．解析：彈簧為自然長(zhǎng)度時(shí)，活塞的受力狀況如圖甲所示．氣柱長(zhǎng)度L2＝24cm時(shí)，活塞的受力狀況如圖乙所示．V1＝L1S，V2＝L2S，T1＝400Kp1＝p0－eq\f(mg,S)＝0.8×105Pa彈簧彈力F＝k(L2－L1)＝80Np2＝p0＋eq\f(F－mg,S)＝1.2×105Pa依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程，得：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)解得T2＝720K.答案：720K9．解析：由圖象可知，在A→B的過程中，氣體溫度上升、體積變大，且體積與溫度成正比，由eq\f(pV,T)＝C，氣體壓強(qiáng)不變，是等壓過程，故選項(xiàng)A正確；由圖象可知，在B→C是等容過程，體積不變，而熱力學(xué)溫度降低，由eq\f(pV,T)＝C可知，壓強(qiáng)p減小，故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；由圖象可知，在C→D是等溫過程，體積減小，由eq\f(pV,T)＝C可知，壓強(qiáng)p增大，故選項(xiàng)D正確．答案：AD10．解析：(1)依據(jù)等壓改變得：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，則：t2＝450－273＝177(℃)(2)設(shè)加入xcm的水銀柱，在87℃時(shí)會(huì)報(bào)警，依據(jù)志向氣體狀態(tài)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)對(duì)于志向氣體而言，內(nèi)能是由溫度確定的，依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程，eq\f(pV,T)＝C(恒量)可知，當(dāng)體積不變，壓強(qiáng)不變時(shí)，其溫度也不發(fā)生改變，因此內(nèi)能不變，A正確；而反過來，內(nèi)能不變，只能說明溫度不變，可能發(fā)生等溫改變，也就是氣體壓強(qiáng)和體積可能發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程，eq\f(pV,T)＝C(恒量)，溫度上升，只能是pV乘積變大，至于壓強(qiáng)可能增加也可能減小，C錯(cuò)誤；氣體每上升1K，內(nèi)能增量相同，外界對(duì)它做功與汲取的熱量之和保持不變，但所汲取的熱量不肯定相同，與經(jīng)驗(yàn)的過程有關(guān)，D正確；內(nèi)能是由溫度確定的，當(dāng)溫度上升時(shí)，內(nèi)能肯定增加，E正確．(2)以氧氣瓶