高中物理人教版3第八章氣體單元測(cè)試 課時(shí)作業(yè)氣體的等容變化和等壓變化

第2節(jié)氣體的等容變化和等壓變化1．查理定律(等容變化)：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，________與________成正比．表達(dá)式p＝________或eq\f(p1,T1)＝________或eq\f(p1,p2)＝________，此定律的適用條件為：氣體的________不變，氣體的________不變，請(qǐng)用p—T圖和p—t圖表達(dá)等容變化：___________.2．蓋—呂薩克定律(等壓變化)：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其________與________________成正比．表達(dá)式V＝________或eq\f(V1,T1)＝____________或eq\f(V1,V2)＝__________，此定律的適用條件為：氣體________不變，氣體________不變．請(qǐng)用V—T圖和V—t圖表達(dá)等壓變化：____________________________.3．對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)增大到原來的兩倍，則氣體溫度的變化情況是()A．氣體的攝氏溫度升高到原來的兩倍B．氣體的熱力學(xué)溫度升高到原來的兩倍C．氣體的攝氏溫度降為原來的一半D．氣體的熱力學(xué)溫度降為原來的一半4．一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)保持不變，下列過程可以實(shí)現(xiàn)的是()A．溫度升高，體積增大B．溫度不變，體積增大C．溫度升高，體積減小D．溫度不變，體積減小5.圖1如圖1所示，直線a和b分別表示同一氣體在不同體積V1和V2下的等容變化圖線，試比較V1和V2的關(guān)系．6.圖2如圖2所示，直線a和b分別表示同一氣體在壓強(qiáng)p1和p2下做等壓變化的圖象．試比較p1和p2的大小．【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一等容變化規(guī)律1．電燈泡內(nèi)充有氮、氬混合氣體，如果要使電燈泡內(nèi)的混合氣體在500℃時(shí)的壓強(qiáng)不超過一個(gè)大氣壓，則在20℃的室溫下充氣，電燈泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)至多能充到多少？2．一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的條件下，溫度由0℃升高到10℃時(shí)，其壓強(qiáng)的增量為Δp1，當(dāng)它由100℃升高到110℃時(shí)，所增壓強(qiáng)為Δp2，則Δp1與Δp2之比是()A．10∶1B．373∶273C．1∶1D．383∶283知識(shí)點(diǎn)二等壓變化規(guī)律3.圖3如圖3所示，一端開口的鋼制圓筒，在開口端上面放一活塞．活塞與筒壁間的摩擦及活塞的重力不計(jì)，現(xiàn)將其開口端向下，豎直緩慢地放入7℃的水中，在筒底與水面相平時(shí)，恰好靜止在水中，這時(shí)筒內(nèi)氣柱長(zhǎng)為14cm，當(dāng)水溫升高到27℃時(shí)，鋼筒露出水面的高度為多少？(筒的厚度不計(jì))4．一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度由5℃升高到10℃，體積的增量為ΔV1；溫度由10℃升高到15℃，體積的增量為ΔV2，則()A．ΔV1＝ΔV2B．ΔV1>ΔV2C．ΔV1<ΔV2D．無(wú)法確定知識(shí)點(diǎn)三圖象問題5.圖4如圖4所示是一定質(zhì)量的理想氣體的三種升溫過程，那么，以下四種解釋中，正確的是()A．a(chǎn)→d的過程氣體體積增加B．b→d的過程氣體體積不變C．c→d的過程氣體體積增加D．a(chǎn)→d的過程氣體體積減小6.圖5一定質(zhì)量的某種氣體自狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)C變化到狀態(tài)B，這一過程在V－T圖上表示如圖5所示，則()A．在過程AC中，氣體的壓強(qiáng)不斷變大B．在過程CB中，氣體的壓強(qiáng)不斷變小C．在狀態(tài)A中，氣體的壓強(qiáng)最大D．在狀態(tài)B中，氣體的壓強(qiáng)最大【方法技巧練】用控制變量法分析液柱移動(dòng)問題7.圖6兩端封閉的內(nèi)徑均勻的直玻璃管，水平放置，如圖6所示，V左<V右，溫度均為20℃，現(xiàn)將右端空氣柱降為0℃，左端空氣柱降為10℃，則管中水銀柱將()A．不動(dòng)B．向左移動(dòng)C．向右移動(dòng)D．無(wú)法確定是否移動(dòng)8.圖7如圖7所示，兩端封閉、粗細(xì)均勻、豎直放置的玻璃管內(nèi)有一段長(zhǎng)為h的水銀柱，將管內(nèi)氣體分為兩部分．已知l2＝2l1，若使兩部分氣體同時(shí)升高相同的溫度，管內(nèi)水銀柱將如何移動(dòng)？(設(shè)原來溫度相同)1．對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，以下說法正確的是()A．氣體做等容變化時(shí)，氣體的壓強(qiáng)和溫度成正比B．氣體做等容變化時(shí)，溫度升高1℃，增加的壓強(qiáng)是原來壓強(qiáng)的1/273C．氣體做等容變化時(shí)，氣體壓強(qiáng)的變化量與溫度的變化量成正比D．由查理定律可知，等容變化中，氣體溫度從t1升高到t2時(shí)，氣體壓強(qiáng)由p1增加到p2，且p2＝p1[1＋(t2－t1)/273]2．一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，溫度由50℃加熱到100℃，氣體的壓強(qiáng)變化情況是()A．氣體壓強(qiáng)是原來的2倍B．氣體壓強(qiáng)比原來增加了eq\f(50,273)C．氣體壓強(qiáng)是原來的3倍D．氣體壓強(qiáng)比原來增加了eq\f(50,323)3.圖8如圖8所示是一定質(zhì)量的理想氣體的p－t圖象，在氣體由狀態(tài)A變化到B的過程中，其體積()A．一定不變B．一定減小C．一定增大D．不能判定怎樣變化4.圖9一定質(zhì)量的氣體做等壓變化時(shí)，其V－t圖象如圖9所示，若保持氣體質(zhì)量不變，而改變氣體的壓強(qiáng)，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V軸之間夾角變小B．等壓線與V軸之間夾角變大C．等壓線與t軸交點(diǎn)的位置不變D．等壓線與t軸交點(diǎn)的位置一定改變5．如圖10所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C再到狀態(tài)A的p－T圖象，由圖可知()圖10A．VA＝VBB．VB>VCC．VB＝VCD．VA>VC6.圖11如圖11所示是一定質(zhì)量的理想氣體的兩種升溫過程，對(duì)兩種升溫過程的正確解釋是()A．a(chǎn)、b所在的圖線都表示等容變化B．Va∶Vb＝3∶1C．pa∶pb＝3∶1D．兩種過程中均升高相同溫度，氣體壓強(qiáng)的增量Δpa∶Δpb＝3∶17.圖12如圖12所示，某同學(xué)用封有氣體的玻璃管來測(cè)絕對(duì)零度，當(dāng)容器水溫是30刻度線時(shí)，空氣柱長(zhǎng)度為30cm；當(dāng)水溫是90刻度線時(shí)，空氣柱的長(zhǎng)度是36cm，則該同學(xué)測(cè)得的絕對(duì)零度相當(dāng)于刻度線()A．－273B．－270C．－268D．－2718.圖13如圖13所示，兩根粗細(xì)相同、兩端開口的直玻璃管A和B，豎直插入同一水銀槽中，各用一段水銀柱封閉著一定質(zhì)量同溫度的空氣，空氣柱長(zhǎng)度H1>H2，水銀柱長(zhǎng)度h1>h2，今使封閉氣柱降低相同的溫度(大氣壓保持不變)，則兩管中氣柱上方水銀柱的移動(dòng)情況是()A．均向下移動(dòng)，A管移動(dòng)較多B．均向上移動(dòng)，A管移動(dòng)較多C．A管向上移動(dòng)，B管向下移動(dòng)D．無(wú)法判斷9.圖14如圖14所示，A、B兩容器容積相等，用粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管連接，兩容器內(nèi)裝有不同氣體，細(xì)管中央有一段水銀柱，在兩邊氣體作用下保持平衡時(shí)，A中氣體的溫度為0℃，B中氣體溫度為20℃，如果將它們的溫度都降低10℃，則水銀柱將()A．向A移動(dòng)B．向B移動(dòng)C．不動(dòng)D．不能確定題號(hào)123456789答案10.圖15如圖15所示，圓柱形汽缸倒置在水平粗糙的地面上，汽缸內(nèi)被活塞封閉著一定質(zhì)量的空氣．汽缸質(zhì)量為M＝10kg，缸壁厚度不計(jì)，活塞質(zhì)量m＝kg，其圓面積S＝50cm2，與缸壁摩擦不計(jì)．在缸內(nèi)氣體溫度為27℃時(shí)，活塞剛好與地面接觸并對(duì)地面恰好無(wú)壓力．現(xiàn)設(shè)法使缸內(nèi)氣體溫度升高，問當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度升高到多少攝氏度時(shí)，汽缸對(duì)地面恰好無(wú)壓力？(大氣壓強(qiáng)p0＝105Pa，g取10m/s2)11．一定質(zhì)量的空氣，27℃時(shí)的體積為×10－2m3，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度升高100℃時(shí)體積是多大？12.圖16如圖16所示為mol的某種氣體的壓強(qiáng)和溫度關(guān)系的p－t圖線．p0表示1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，則在狀態(tài)B時(shí)氣體的體積為多少？13.圖17如圖17所示，一定質(zhì)量的某種氣體從狀態(tài)A經(jīng)B、C、D再回到A，問AB、BC、CD、DA各是什么過程？已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)體積為1L，求其在狀態(tài)B、C、D時(shí)的體積各為多少，并把此圖改畫為p－V圖．第2節(jié)氣體的等容變化和等壓變化課前預(yù)習(xí)練1．壓強(qiáng)p熱力學(xué)溫度TCTeq\f(p2,T2)eq\f(T1,T2)質(zhì)量體積.2．體積V熱力學(xué)溫度TCTeq\f(V2,T2)eq\f(T1,T2)質(zhì)量壓強(qiáng)3．B[一定質(zhì)量的氣體體積不變時(shí)，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，即eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，得T2＝eq\f(p2T1,p1)＝2T1，B正確．]4．A[一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)保持不變時(shí)，其熱力學(xué)溫度和體積成正比，則溫度升高，體積增大；溫度降低，體積減??；溫度不變，體積也不發(fā)生變化，故A正確．]5．V2<V1解析如題圖所示，讓氣體從體積為V1的某一狀態(tài)開始做一等溫變化，末狀態(tài)體積為<p2，根據(jù)玻意耳定律可知V1>V2.直線斜率越大，表示體積越?。畡t在p—T圖中斜率大的V小，故V2<V1.6．p1>p2解析讓氣體從壓強(qiáng)為p1的某一狀態(tài)開始做一等容變化，末狀態(tài)的壓強(qiáng)為p2.由圖象可知T1>T2.根據(jù)查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)可得p1>p2.所以直線斜率越大，表示變化過程的壓強(qiáng)越?。n堂探究練1．a(chǎn)tm解析忽略燈泡容積的變化，氣體為等容變化，找出氣體的初、末狀態(tài)，運(yùn)用查理定律即可求解．燈泡內(nèi)氣體初、末狀態(tài)的參量分別為氣體在500℃，p1＝1atm，T1＝(273＋500)K＝773K.氣體在20℃時(shí)，熱力學(xué)溫度為T2＝(273＋20)K＝293K.由查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)得p2＝eq\f(T2,T1)p1＝eq\f(293,773)×1atm≈atm方法總結(jié)一定質(zhì)量的某種氣體在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，即eq\f(p,T)＝C(常數(shù))或eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2).2．C[由查理定律得Δp＝eq\f(p,T)ΔT.一定質(zhì)量的氣體在體積不變的條件下eq\f(Δp,ΔT)＝恒量，溫度由0℃升高到10℃和由100℃升高到110℃，ΔT＝10K相同，故壓強(qiáng)的增量Δp1＝Δp2，C項(xiàng)正確．]方法總結(jié)查理定律的重要推論：一定質(zhì)量的氣體，從初狀態(tài)(p、T)開始，發(fā)生一個(gè)等容變化過程，其壓強(qiáng)的變化量Δp與溫度的變化量ΔT間的關(guān)系為：eq\f(Δp,ΔT)＝eq\f(p,T)或eq\f(Δp1,ΔT1)＝eq\f(Δp2,ΔT2).3．1cm解析當(dāng)水溫升高時(shí)，筒內(nèi)的氣體發(fā)生的一個(gè)等壓變化過程．設(shè)筒底露出水面的高度為h.當(dāng)t1＝7℃即T1＝280K時(shí)，V1＝14cm長(zhǎng)氣柱；當(dāng)T2＝300K時(shí)，V2＝(14cm＋h)長(zhǎng)氣柱．由等壓過程的關(guān)系有eq\f(V2,T2)＝eq\f(V1,T1)，即eq\f(14＋h,300)＝eq\f(14,280)，解得h＝1cm，也就是鋼筒露出水面的高度為1cm.方法總結(jié)一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比，即eq\f(V,T)＝C(常數(shù))或eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2).4．A[由蓋—呂薩克定律eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)可得eq\f(V1,T1)＝eq\f(ΔV,ΔT)，即ΔV＝eq\f(ΔT,T1)·V1，所以ΔV1＝eq\f(5,278)×V1，ΔV2＝eq\f(5,283)×V2(V1、V2分別是氣體在5℃和10℃時(shí)的體積)，而eq\f(V1,278)＝eq\f(V2,283)，所以ΔV1＝ΔV2，A正確．]方法總結(jié)蓋—呂薩克定律的重要推論：一定質(zhì)量的氣體從初狀態(tài)(V、T)開始發(fā)生等壓變化，其體積的改變量ΔV與溫度的變化量ΔT之間的關(guān)系是：eq\f(ΔV,ΔT)＝eq\f(V,T)或eq\f(ΔV1,ΔT1)＝eq\f(ΔV2,ΔT2)5．AB[p—T圖的等容線是延長(zhǎng)線過原點(diǎn)的直線，且體積越大，直線的斜率越小．由此可見，a狀態(tài)對(duì)應(yīng)體積最小，c狀態(tài)對(duì)應(yīng)體積最大，所以選項(xiàng)A、B是正確的．]方法總結(jié)一定質(zhì)量的氣體，等容過程中p—T圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線，其斜率越大，體積越小．6．AD[氣體在AC變化過程中是等溫變化，由pV＝C可知，體積減小，壓強(qiáng)增大，故A正確；在CB變化過程中，氣體的體積不發(fā)生變化，即為等容變化，由p/T＝C可知，溫度升高，壓強(qiáng)增大，故B錯(cuò)誤；綜上所述，在ACB過程中氣體的壓強(qiáng)始終增大，所以氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)最大，故C錯(cuò)誤，D正確．]方法總結(jié)在V－T圖象中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)大小，還可以用這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率大小來判斷，斜率越大，壓強(qiáng)越?。恍甭试叫?，壓強(qiáng)越大．7．C[設(shè)降溫后水銀柱不動(dòng)，則兩段空氣柱均為等容變化，初始狀態(tài)左右壓強(qiáng)相等，即p左＝p右＝p對(duì)左端eq\f(Δp左,ΔT左)＝eq\f(p左,T左)，則Δp左＝eq\f(ΔT左,T左)p左＝eq\f(10,293)p同理右端Δp右＝eq\f(20,293)p所以Δp右>Δp左即右側(cè)壓強(qiáng)降低得比左側(cè)多，故液柱向右移動(dòng)，選項(xiàng)C正確．]8．水銀柱將向上移動(dòng)解析假設(shè)上、下兩部分氣體的體積不變，由查理定律得到Δp＝eq\f(ΔT上,T)p，則對(duì)上端Δp上＝eq\f(ΔT,T上)p上對(duì)下端Δp下＝eq\f(ΔT下,T下)p下其中ΔT上＝ΔT下，T上＝T下，p上<p下所以Δp上<Δp下，即下端壓強(qiáng)升高得比上端多，故液柱向上移動(dòng)．方法總結(jié)此類問題研究三個(gè)狀態(tài)參量(p、V、T)之間的相互關(guān)系，我們可以先保持其中一個(gè)物理量不變，從而確定其它兩個(gè)量之間的相互關(guān)系，進(jìn)而研究各量之間的關(guān)系．在液柱移動(dòng)問題中，我們可以先假設(shè)兩邊氣體體積不變，由eq\f(Δp,ΔT)＝C分別研究?jī)蛇厜簭?qiáng)與溫度的關(guān)系，得到兩邊壓強(qiáng)變化量Δp的大小關(guān)系，從而確定液柱移動(dòng)情況．課后鞏固練1．C[一定質(zhì)量的氣體做等容變化，氣體的壓強(qiáng)是跟熱力學(xué)溫度成正比，跟攝氏溫度不是正比關(guān)系，A錯(cuò)；根據(jù)Δp＝eq\f(ΔT,T)p知，只有0℃時(shí)，B選項(xiàng)才成交，故B錯(cuò)誤；氣體壓強(qiáng)的變化量，總是跟變化的溫度成正比，無(wú)論是攝氏溫度，還是熱力學(xué)溫度，C正確；eq\f(p2,p1)＝eq\f(t2＋273,t1＋273)，解得p2＝p1(1＋eq\f(t2－t1,273＋t1))，由此可判斷D錯(cuò)誤．]2．D[根據(jù)查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)得p2＝eq\f(T2,T1)p1＝eq\f(373,323)p1，即壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼膃q\f(373,323)倍．p2－p1＝(eq\f(373,323)－1)p1＝eq\f(50,323)p1，氣體壓強(qiáng)比原來增加了eq\f(50,323)，所以正確答案為D.]3．D[圖中橫坐標(biāo)表示的是攝氏溫度t.若BA的延長(zhǎng)線與t軸相交在－℃，則表示A到B過程中體積是不變的．但是，由圖中無(wú)法做出這樣的判定．所以，應(yīng)選D.]4．ABC[對(duì)于定質(zhì)量的等壓線，其V－t圖象的延長(zhǎng)線一定過－℃的點(diǎn)，故C正確；由于題目中沒有給定壓強(qiáng)p的變化情況，因此A、B都有可能，故選A、B、C.]5．A6．ACD[在p－T圖象中，過原點(diǎn)的直線表示等容變化．圖線斜率k＝eq\f(p,T)∝eq\f(1,V)；在T相同的條件下，p∝k＝tanα，即pa∶pb＝tan60°∶tan30°＝3∶1，Va∶Vb＝1∶3，故選A、C、D.]7．B[此情景為等壓過程，有兩個(gè)狀態(tài)．t1＝30刻線，V1＝30S和t2＝90刻線，V2＝36S設(shè)T＝t刻線＋x，則由蓋—呂薩克定律得eq\f(V1,t1＋x)＝eq\f(V2,t2＋x)即eq\f(30S,30刻線＋x)＝eq\f(36S,90刻線＋x)解得x＝270刻線，所以絕對(duì)零度相當(dāng)于－270刻線，選B.]8．A[因?yàn)樵跍囟冉档瓦^程中，被封閉氣柱的壓強(qiáng)恒等于大氣壓強(qiáng)與水銀柱因自重而產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和，故封閉氣柱均做等壓變化．并由此推知，封閉氣柱下端的水銀面高度不變．根據(jù)蓋—呂薩克定律的分比形式ΔV＝eq\f(ΔT,T)·V，因A、B管中的封閉氣柱，初溫T相同，溫度降低量ΔT也相同，且ΔT<0，所以ΔV<0，即A、B管中氣柱的體積都減?。挥忠?yàn)镠1>H2，A管中氣柱的體積較大，|ΔV1|>|ΔV2|，A管中氣柱減小得較多，故A、B兩管氣柱上方的水銀柱均向下移動(dòng)，且A管中的水銀柱下移得較多．本題的正確答案是選項(xiàng)A.]9．A[由Δp＝eq\f(ΔT,T)p，可知Δp∝eq\f(1,T)，而TA＝K，TB＝K，所以A部分氣體壓強(qiáng)減小的多，水銀柱將向A移動(dòng)．]10．127℃解析因?yàn)楫?dāng)溫度T1＝(273＋27)K＝300K時(shí)，活塞對(duì)地面恰好無(wú)壓力，列平衡方程：p1S＋mg＝p0S，解得p1＝p0－eq\f(mg,S)＝105Pa－eq\f(5×10,50×10－4)Pa＝×105Pa若溫度升高，氣體壓強(qiáng)增大，汽缸恰對(duì)地面無(wú)壓力時(shí)，列平衡方程：p2S＝p0S＋Mg，解