2020-2021高中物理3-3課時(shí)強(qiáng)化作業(yè)：第8章 第2節(jié) 氣體的等容變化和等壓變化含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年高中物理人教版選修3-3課時(shí)強(qiáng)化作業(yè)：第8章第2節(jié)氣體的等容變化和等壓變化含解析第八章第二節(jié)(時(shí)間：30分鐘總分：50分）基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4題為多選題）1．對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，體積增大到原來的兩倍,則下列正確說法的是（B)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．溫度每升高1K體積增加原來的eq\f(1,273）D．體積的變化量與溫度的變化量成反比解析:由蓋·呂薩克定律可知A錯(cuò)誤，B正確；溫度每升高1℃即1K，體積增加0℃體積的eq\f（1，273)，C錯(cuò)誤；由蓋·呂薩克定律的變形式eq\f（V，T)＝eq\f（ΔV，ΔT)可知D錯(cuò)誤.2．某同學(xué)家一臺(tái)新電冰箱能顯示冷藏室內(nèi)的溫度.存放食物之前，該同學(xué)關(guān)閉冰箱密封門并給冰箱通電.若大氣壓為1.0×105Pa，則通電時(shí)顯示溫度為27℃，通電一段時(shí)間后顯示溫度為6℃，則此時(shí)冷藏室中氣體的壓強(qiáng)是(D）A．2.2×104Pa B．9。3×105PaC．1.0×105Pa D．9。3×104Pa解析：由查理定律得p2＝eq\f(T2，T1)p1＝eq\f(279，300）×1.0×105Pa＝9.3×104Pa。3．(2020·江蘇省常州高二下學(xué)期期中)如圖所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C的V—T圖象，由圖象可知（D)A．pA〉pB B．pC〈pBC．VA<VB D．TA<TB解析：由V—T圖象可以看出由A→B是等容過程,TB〉TA，故pB>pA，AC錯(cuò)誤，D正確；由B→C為等壓過程,pB＝pC，故B錯(cuò)誤。4．某校外學(xué)習(xí)小組在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探討，如圖所示，在燒瓶上連著一根玻璃管，用橡皮管把它跟一個(gè)水銀壓強(qiáng)計(jì)連在一起,在燒瓶中封入了一定質(zhì)量的理想氣體，整個(gè)燒瓶浸沒在溫水中。用這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置來研究一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)隨溫度的變化情況。開始時(shí)水銀壓強(qiáng)計(jì)U形管兩端水銀面一樣高，在下列幾種做法中,能使U形管左側(cè)水銀面保持原先位置(即保持瓶內(nèi)氣體體積不變)的是(BC)A．甲同學(xué)：把燒瓶浸在熱水中，同時(shí)把A向下移B．乙同學(xué):把燒瓶浸在熱水中，同時(shí)把A向上移C．丙同學(xué)：把燒瓶浸在冷水中,同時(shí)把A向下移D．丁同學(xué)：把燒瓶浸在冷水中，同時(shí)把A向上移解析:浸在熱水中，溫度升高,p＝p0＋h，上移A管保持體積不變;浸在冷水中，溫度降低，p＝p0－h(huán)，下移A管保持體積不變。二、非選擇題5．（2020·湖北省武漢市高二下學(xué)期期中聯(lián)考)如圖所示，A是容積很大的玻璃容器,B是內(nèi)徑很小的玻璃管(忽略玻璃管體積），B的左端與A相通，右端開口，B中有一段水銀柱將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在A中，當(dāng)把A放在冰水混合物里，開始時(shí)B的左管比右管中水銀高20cm;當(dāng)B的左管比右管的水銀面低20cm時(shí)：（1)求A中氣體前后的氣壓分別是多少？(2)當(dāng)B的左管比右管的水銀面低20cm時(shí)，A中氣體的溫度是多少?(設(shè)大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg)答案：(1）56cmHg，96cmHg；(2）468K解析：（1）初狀態(tài)壓強(qiáng)p1＝p0－h(huán)＝56cmHg，末狀態(tài)壓強(qiáng)p2＝p0＋h＝96cmHg(2）由于A的體積很大而B管很細(xì),所以A容器的體積可認(rèn)為不變。以A中氣體為研究對(duì)象,由查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f（p2,T2),已知T1＝273K，解得T2＝468K6．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/s2）（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。能力提升一、選擇題(1、2題為單選題，3題為多選題)1。如圖所示,容器A和B分別盛有氫氣和氧氣，用一段豎直細(xì)玻璃管連通，管內(nèi)有一段水銀柱將兩種溫度相同的氣體隔開。如果將兩氣體均降低10℃時(shí)，水銀柱將(B)A．向上移動(dòng) B．向下移動(dòng)C．不動(dòng) D．無法確定解析:由查理定律的推論關(guān)系式Δp＝eq\f（ΔT，T)p得ΔpA＝－eq\f(10,T)pA〈0，ΔpB＝－eq\f（10,T）pB<0，因pA>pB，故|ΔpA｜〉|ΔpB｜水銀柱向A容器一方（向下)移動(dòng)。故選項(xiàng)B正確.2．如圖所示為0。3mol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（D）A．5。6L B．3。2LC．1。2L D．8。4L解析:此氣體在0℃時(shí)，壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，所以它的體積應(yīng)為22.4×0.3L＝6.72L，根據(jù)圖線所示,從p0到A狀態(tài)，氣體是等容變化,A狀態(tài)的體積為6.72L,溫度為127K＋273K＝400K,從A狀態(tài)到B狀態(tài)為等壓變化，B狀態(tài)的溫度為227K＋273K＝500K,根據(jù)蓋·呂薩克定律eq\f(VA,TA)＝eq\f（VB，TB)得，VB＝eq\f(VATB,TA）＝eq\f(6.72×500,400）L＝8.4L。3.(2020·重慶市第一中學(xué)高二下學(xué)期檢測(cè))如圖所示，豎直放置的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)用活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，缸內(nèi)氣體高度為2h?，F(xiàn)在活塞上緩慢添加砂粒,直至缸內(nèi)氣體的高度變?yōu)閔。然后再對(duì)氣缸緩慢加熱,以使缸內(nèi)氣體溫度逐漸升高，讓活塞恰好回到原來位置。已知大氣壓強(qiáng)為p0，大氣溫度恒為T0，重力加速度為g，不計(jì)活塞與氣缸間摩擦。下列說法正確的是（AD）A．所添加砂粒的總質(zhì)量m＋eq\f(p0S，g)B．所添加砂粒的總質(zhì)量2m＋eq\f（p0S，g)C．活塞返回至原來位置時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度為eq\f（3，2)T0D．活塞返回至原來位置時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度為2T0解析:初態(tài)氣體壓強(qiáng)：p1＝p0＋eq\f(mg，S),添加沙粒后氣體壓強(qiáng)：p2＝p0＋eq\f（m＋m′g,S）對(duì)氣體用玻意耳定律得：p1S·2h＝p2Sh，解得m′＝m＋eq\f（p0S，g），A正確B錯(cuò)誤;設(shè)活塞回到原來位置時(shí)氣體溫度為T1,該過程為等壓變化,有eq\f（V1，T1）＝eq\f（V2,T2），解得T1＝2T0，C錯(cuò)誤D正確。二、非選擇題4．（2020·湖北省名校聯(lián)盟高二下學(xué)期期中聯(lián)考）如圖所示，水平放置的氣缸內(nèi)壁光滑，活塞的厚度不計(jì)，在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運(yùn)動(dòng)，A左側(cè)氣缸的容積為V0，A、B之間容積為0。1V0,開始時(shí)活塞在A處,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0。9p0(p0為大氣壓強(qiáng)）,溫度為297K，現(xiàn)通過對(duì)氣體緩慢加熱使活塞恰好移動(dòng)到B。求：（1)活塞移動(dòng)到B時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度TB；（2)畫出整個(gè)過程的p－V圖線。答案:(1)363K(2)如圖所示解析：(1）活塞由A移動(dòng)到B的過程中，先做等容變化，后做等壓變化。由氣態(tài)方程得eq\f(pA，TA）＝eq\f(p0,T)eq\f(VA，T)＝eq\f（VA＋ΔV,TB)解得TB＝363K.（2）如上圖所示5。如圖所示，氣缸開口向右、固定在水平桌面上,氣缸內(nèi)用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S＝1×10－3m2；活塞與氣缸壁導(dǎo)熱良好,輕繩跨過定滑輪將活塞和地面上的質(zhì)量為m＝1kg重物連接。開始時(shí)繩子剛好伸直且張力為零，活塞離缸底距離為L1＝27cm,被銷子K固定在圖示位置，此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1＝1。1×105Pa，溫度T1＝330K,外界大氣壓強(qiáng)p0＝1。0×105Pa,g＝10m/s2，不計(jì)一切摩擦和阻力;若在此時(shí)拔去銷子K,降低氣缸內(nèi)氣體的溫度，求:(1)重物剛好離開地面時(shí)，氣體的溫度為多少？（2)重物緩慢上升2cm，氣體的溫度為多少？答案：(1)270K（2)250K解析:（1)設(shè)重物剛好離開地面時(shí)，氣體壓強(qiáng)為p2，活塞受力平衡，故p2＝p0－eq\f（mg,S)＝0.9×105Pa等容變化，根據(jù)查理定律，有eq\f(p1，T1)＝eq\f（p2，T2)解得T2＝270K