2024-2025學(xué)年高中物理第八章氣體2氣體的等容變化和等壓變化課后作業(yè)含解析新人教版選修3-3

PAGEPAGE6氣體的等容改變和等壓改變eq\o(\s\up7(限時(shí)：45分鐘總分：100分),\s\do5())一、單項(xiàng)選擇題(每小題7分，共49分)1.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，依據(jù)圖線所示，從p0到A狀態(tài)，氣體是等容改變，A狀態(tài)的體積為6.72L，溫度為(127＋273)K＝400K，從A狀態(tài)到B狀態(tài)為等壓改變，B狀態(tài)的溫度為(227＋273)K＝500K，依據(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.2．肯定質(zhì)量的氣體，假如保持它的壓強(qiáng)不變，降低溫度，使它的體積變?yōu)?℃時(shí)體積的eq\f(1,n)，則此時(shí)氣體的溫度為(C)A．－eq\f(273,n)℃ B．－eq\f(2731－n,n)℃C．－eq\f(273n－1,n)℃ D．－273n(n－1)℃解析：依據(jù)蓋—呂薩克定律，在壓強(qiáng)不變的條件下V1＝V0(1＋eq\f(t,273K))，依據(jù)題意eq\f(V0,n)＝V0(1＋eq\f(t,273K))，整理后得t＝－eq\f(273n－1,n)℃.3．肯定質(zhì)量的志向氣體，在壓強(qiáng)不變的狀況下，溫度由5℃上升到10℃，體積的增量為ΔV1；溫度由10℃上升到15℃，體積的增量為ΔV2，則(A)A．ΔV1＝ΔV2 B．ΔV1>ΔV2C．ΔV1<ΔV2 D．無(wú)法確定解析：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(5K,278K)×V1，ΔV2＝eq\f(5K,283K)×V2(V1、V2分別是氣體在5℃和10℃時(shí)的體積)，而eq\f(V1,278K)＝eq\f(V2,283K)，所以ΔV1＝ΔV2，A正確．4．一個(gè)密封的鋼管內(nèi)裝有空氣，在溫度為20℃時(shí)，壓強(qiáng)為1atm，若溫度上升到80℃，管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為(C)A．4atm B．14atmC．1.2atm D．56atm解析：由eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)得：eq\f(1,p2)＝eq\f(273＋20K,273＋80K)，p2≈1.2atm.5.如圖所示是肯定質(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：連OA，由斜率越大，壓強(qiáng)越小，故pA＜pB＝pC，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)；由圖知VA＝VB，TA＜TB，故選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì)．6．中國(guó)放射的第一個(gè)目標(biāo)飛行器“天宮一號(hào)”順當(dāng)實(shí)現(xiàn)與“神舟八號(hào)”飛船的對(duì)接任務(wù)．假設(shè)高空試驗(yàn)火箭起飛前，儀器艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p0＝1atm，溫度t0＝27℃，在火箭加速豎直向上飛行的過(guò)程中，加速度的大小等于重力加速度g，儀器艙內(nèi)水銀氣壓計(jì)的示數(shù)為p＝0.6p0，已知儀器艙是密封的，那么，這段過(guò)程中艙內(nèi)的溫度是(C)A．16.2℃ B．32.4℃C．360K D．180K解析：加速前后，儀器艙內(nèi)氣體做的是等容改變，可以用查理定律求加速時(shí)艙內(nèi)的溫度．取艙內(nèi)氣體為探討對(duì)象，由查理定律得eq\f(300,T2)＝eq\f(p0,p2)取氣壓計(jì)內(nèi)水銀面差為探討對(duì)象，由牛頓其次定律得p2S－m水銀g＝m水銀a，其中a＝g，則p2＝2ρgh，又p＝ρgh＝0.6p0，解得p2＝1.2p0，T2＝360K，故C正確．7.如圖所示，A、B兩容器容積相等，用粗細(xì)勻稱的細(xì)玻璃管連接，兩容器內(nèi)裝有不同氣體，細(xì)管中心有一段水銀柱，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℃，假如將它們的溫度都降低10℃，則水銀柱將(A)A．向A移動(dòng) B．向B移動(dòng)C．不動(dòng) D．不能確定解析：假設(shè)水銀柱不動(dòng)，由查理定律eq\f(p,T)＝eq\f(p′,T′)，得p′－p＝eq\f(T′－T,T)p，即Δp＝eq\f(ΔT,T)p，可知Δp∝eq\f(1,T)，而TA＝273.15K，TB＝293.15K，所以A部分氣體壓強(qiáng)削減的較多，故水銀柱左移．二、多項(xiàng)選擇題(每小題9分，共27分)8．如圖所示為肯定質(zhì)量的某種氣體的等容或等壓改變圖象，關(guān)于這兩個(gè)圖象的正確說(shuō)法是(AD)A．甲是等壓線，乙是等容線B．乙圖中p-t線與t軸交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度是－273.15℃，而甲圖中V-t線與t軸的交點(diǎn)不肯定是－273.15℃C．由乙圖可知，肯定質(zhì)量的氣體，在任何狀況下都是p與t成直線關(guān)系D．乙圖表明溫度每上升1℃，壓強(qiáng)增加相同，但甲圖表明隨溫度的上升壓強(qiáng)不變解析：由查理定律p＝CT＝C(t＋273.15)及蓋—呂薩克定律V＝CT＝C(t＋273.15)可知，甲圖是等壓線，乙圖是等容線，故A正確；由“外推法”可知兩種圖線的反向延長(zhǎng)線與t軸的交點(diǎn)溫度為－273.15℃，即熱力學(xué)溫度的0K，故B錯(cuò)；查理定律及蓋—呂薩克定律是氣體的試驗(yàn)定律，都是在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的條件下得出的，當(dāng)壓強(qiáng)很大，溫度很低時(shí)，這些定律就不成立了，故C錯(cuò)；由于圖線是直線，故D正確．9.某校外學(xué)習(xí)小組在進(jìn)行試驗(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，在燒瓶中封入了肯定質(zhì)量的志向氣體，整個(gè)燒瓶浸沒(méi)在溫水中．用這個(gè)試驗(yàn)裝置來(lái)探討肯定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)隨溫度的改變狀況．起先時(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?jī)?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，溫度上升，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．10.如圖所示，在汽缸中用活塞封閉肯定質(zhì)量的氣體，活塞與缸壁間的摩擦不計(jì)，且不漏氣，將活塞用繩子懸掛在天花板上，使汽缸懸空靜止．若大氣壓不變，溫度降低到某一值，則此時(shí)與原來(lái)相比較(AD)A．繩子張力不變 B．缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小C．繩子張力變大 D．缸內(nèi)氣體體積變小解析：由整體法可知繩子的張力不變，故A對(duì)，C錯(cuò)；取活塞為探討對(duì)象，氣體降溫前后均處于靜止，mg和p0S和T拉均不變，故pS不變，p不變，故B選項(xiàng)錯(cuò)；由蓋－呂薩克定律可知eq\f(V,T)＝C，當(dāng)T減小時(shí)，V肯定減小，故D選項(xiàng)正確．三、非選擇題(共24分)11．(12分)豎直平面內(nèi)有始終角形內(nèi)徑到處相同的細(xì)玻璃管，A端封閉，C端開(kāi)口，AB段處于水平狀態(tài)．將豎直管BC灌滿水銀，使氣體封閉在水平管內(nèi)，各部分尺寸如圖所示，此時(shí)氣體溫度T1＝300K，外界大氣壓強(qiáng)p0＝75cmHg.現(xiàn)緩慢加熱封閉氣體，使AB段的水銀恰好排空，求：(1)此時(shí)氣體溫度T2；(2)此后再讓氣體溫度緩慢降至初始溫度T1，氣體的長(zhǎng)度L3多大．答案：(1)394.7K(2)20cm解析：以cmHg為壓強(qiáng)單位，設(shè)玻璃管截面積為S(1)在AB段液柱排空的過(guò)程中氣體是恒壓改變過(guò)程L1＝19cm，L2＝25cm，T1＝300K由蓋—呂薩克定律得eq\f(SL1,T1)＝eq\f(SL2,T2)代入數(shù)據(jù)求得T2≈394.7K.(2)當(dāng)溫度又降回室溫時(shí)，T2＝300K，設(shè)最終氣體長(zhǎng)度為L(zhǎng)3，與起先時(shí)的狀態(tài)相比是恒溫改變過(guò)程，此時(shí)BC管中液柱長(zhǎng)h3＝L3，氣體壓強(qiáng)為p3＝(75＋L3)cmHg，又起先時(shí)氣體壓強(qiáng)為p1＝(75＋25)cmHg＝100cmHg，由玻意耳定律得p3SL3＝p1SL1，代入數(shù)據(jù)求得L3＝20cm.12．(12分)如圖所示，氣缸開(kāi)口向右、固定在水平桌面上，氣缸內(nèi)用活塞封閉了肯定質(zhì)量的志向氣體，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(guò)定滑輪將活塞和地面上的質(zhì)量為m＝1kg重物連接．起先時(shí)繩子剛好伸直且張力為零，活塞離缸底距離為L(zhǎng)1＝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(1)重物剛好離開(kāi)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(kāi)地面時(shí)，氣體壓強(qiáng)為p