“四翼”檢測評價（五） 氣體實驗定律（Ⅱ）

PAGE第6頁共7頁“四翼”檢測評價（五）氣體實驗定律（Ⅱ）eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．某同學(xué)家一臺新電冰箱能顯示冷藏室的溫度。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，通電時顯示溫度為27℃，通電一段時間后顯示溫度為6℃，則此時冷藏室中氣體的壓強是()A．2.2×104Pa B．9.3×105PaC．1.0×105Pa D．9.3×104Pa解析：選D由查理定律得p2＝eq\f(T2,T1)p1＝eq\f(279,300)×1.0×105Pa＝9.3×104Pa，故D正確。2．一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強不變的條件下，溫度為0℃時，其體積為V0，當(dāng)溫度升高為T(K)時，體積為V，那么每升高1℃，增大的體積等于()A.eq\f(V,T) B.eq\f(V0,T)C.eq\f(V,273K) D.eq\f(V－V0,T)解析：選A由蓋-呂薩克定律可得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)＝eq\f(ΔV,ΔT)＝eq\f(ΔV,Δt)，可得eq\f(V0,273K)＝eq\f(V,T)＝eq\f(V－V0,T－273K)＝eq\f(ΔV,1K)，則每升高1℃增大的體積ΔV＝eq\f(V,T)＝eq\f(V0,273K)＝eq\f(V－V0,T－273K)，故A正確。3．對于一定質(zhì)量的氣體，以下說法正確的是()A．氣體做等容變化時，氣體的壓強和溫度成正比B．氣體做等容變化時，溫度升高1℃，增加的壓強是原來壓強的eq\f(1,273)C．氣體做等容變化時，氣體壓強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，氣體壓強由p1增加到p2，且p2＝p1eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(t2－t1,273)))解析：選C一定質(zhì)量的氣體做等容變化，氣體的壓強跟熱力學(xué)溫度成正比，跟攝氏溫度不成正比關(guān)系，選項A錯誤；根據(jù)查理定律eq\f(Δp,ΔT)＝eq\f(p,T)，T＝t＋273K，所以eq\f(Δp,p)＝eq\f(ΔT,273＋t)，溫度升高1℃，增加的壓強Δp＝eq\f(1,273＋t)p，B選項錯誤；由公式eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)＝eq\f(Δp,ΔT)可知選項C正確；D項中由eq\f(p1,p2)＝eq\f(273＋t1,273＋t2)，得p2＝p1eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(t2－t1,273＋t1)))，故D項錯誤。4．(多選)如圖所示，在一只燒瓶上連一根玻璃管，把它跟一個水銀壓強計連在一起，燒瓶里封閉著一定質(zhì)量的氣體，開始時水銀壓強計U形管兩端水銀面一樣高。下列情況下，為使U形管兩端水銀面一樣高，管A的移動方向是()A．如果把燒瓶浸在熱水中，應(yīng)把A向下移B．如果把燒瓶浸在熱水中，應(yīng)把A向上移C．如果把燒瓶浸在冷水中，應(yīng)把A向下移D．如果把燒瓶浸在冷水中，應(yīng)把A向上移解析：選AD使U形管兩端水銀面一樣高，即保持封閉氣體的壓強始終等于外界大氣壓且不變，若把燒瓶浸在熱水中，氣體體積增大，A中水銀面上升，為使兩管水銀面等高，應(yīng)把A向下移，故A正確，B錯誤；若把燒瓶浸在冷水中，氣體體積減小，B管中水銀面上升，為使兩管水銀面等高，應(yīng)把A向上移，故C錯誤，D正確。5.如圖所示，兩個水平固定的氣缸由管道連通?；钊鸻、b用剛性桿相連，可在氣缸內(nèi)無摩擦地移動，缸內(nèi)及管中封有一定質(zhì)量的理想氣體。整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，大氣壓強不變?，F(xiàn)令缸內(nèi)氣體的溫度緩慢升高一點。則系統(tǒng)再次達到平衡狀態(tài)時()A．活塞向左移動一點，缸內(nèi)氣體壓強不變B．活塞向左移動一點，缸內(nèi)氣體壓強增大C．活塞向右移動一點，缸內(nèi)氣體壓強不變D．活塞的位置沒有改變，缸內(nèi)氣體壓強增大解析：選A因左、右氣缸中的氣體的壓強相等，若缸內(nèi)氣體的溫度緩慢升高一點時，則氣體體積變大，因右側(cè)氣缸橫截面積較大，則活塞向左移動一點，故選A。6.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過程，ab、bc、cd和da這四段過程在V-T圖像中都是直線，ab和cd的延長線通過坐標(biāo)原點O，bc垂直于ab，由圖可以判斷()A．a(chǎn)b過程中氣體壓強不斷減小B．bc過程中氣體壓強不斷減小C．cd過程中氣體壓強不斷增大D．da過程中氣體壓強不斷增大解析：選BD在V-T圖像中，過原點的傾斜直線是等壓線，所以ab、cd為兩條等壓線，即pa＝pb，pc＝pd，故A、C錯誤；在V-T圖像中，斜率越大表示壓強越小，得pa＝pb＞pc＝pd，即由b到c的過程，壓強變小，由d到a的過程，壓強變大，故B、D正確。7.一定質(zhì)量的某理想氣體的狀態(tài)變化如圖所示，則該氣體()A．狀態(tài)b的壓強大于狀態(tài)c的壓強B．狀態(tài)a的壓強大于狀態(tài)b的壓強C．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，體積減小D．從狀態(tài)a到狀態(tài)c，溫度不變解析：選A分別過a、b、c、d四個點作出等壓變化線，如圖所示。保持體積不變，溫度越高，則壓強越大，可知在V-T圖像中，等壓線傾角越大，壓強越小，所以pa＜pd＜pc＜pb，故A正確，B錯誤；由圖像可知，從狀態(tài)c到狀態(tài)d體積增大，故C錯誤；從狀態(tài)a到狀態(tài)c，溫度升高，故D錯誤。8．(多選)如圖所示，由U形管和細管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0℃的水槽中，B的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開。A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體。U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開閥門S，整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細管中的氣體體積遠小于玻璃泡的容積。下列說法正確的是()A．C中氣體壓強為180mmHgB．打開S前，B中氣體壓強為120mmHgC．為使左右水銀柱高度差仍為60mm，可將右側(cè)水的溫度加熱到364KD．為使左右水銀柱高度差仍為60mm，可將右側(cè)水的溫度降低到182K解析：選ACDC中氣體壓強始終不變，B內(nèi)封閉氣體初狀態(tài)pB＝pC＋60mmHg，打開閥門后pB′＝pC，由題意知VB′＝eq\f(4,3)VB，由玻意耳定律有pBVB＝pB′VB′，得pB′＝180mmHg＝pC，pB＝240mmHg，A正確，B錯誤。改變C內(nèi)氣體溫度，C內(nèi)封閉氣體做等容變化，若水銀柱左高右低，加熱后C內(nèi)氣體壓強pC′＝pC＋60mmHg，eq\f(pC,T)＝eq\f(pC′,T′)，代入數(shù)據(jù)可得eq\f(180mmHg,273K)＝eq\f(180＋60mmHg,T′)，得T′＝364K；若水銀柱右高左低，降溫后壓強pC″＝pC－60mmHg，eq\f(pC,T)＝eq\f(pC″,T″)，代入數(shù)據(jù)可得eq\f(180mmHg,273K)＝eq\f(180－60mmHg,T″)，解得T″＝182K，C、D正確。9.某同學(xué)利用DIS實驗系統(tǒng)研究一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化，實驗后計算機屏幕顯示如圖的pt圖像。已知在狀態(tài)B時氣體的體積VB＝3L，求：(1)氣體在狀態(tài)A的壓強；(2)氣體在狀態(tài)C的體積。解析：(1)從題圖中可知氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B是等容變化。pB＝1.0atm，TB＝(273＋91)K＝364K，TA＝273K，由eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)解得pA＝0.75atm。(2)氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C是等溫變化，pB＝1.0atm，VB＝3L，pC＝1.5atm，由pBVB＝pCVC，解得VC＝2L。答案：(1)0.75atm(2)2Leq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10．(多選)如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的p-V圖像，氣體狀態(tài)從A→B→C→D→A完成一次循環(huán)，A→B(圖中實線)和C→D為等溫過程，溫度分別為T1和T2。下列判斷正確的是()A．D→A過程為等容過程、B→C為等壓過程B．T1＞T2C．A→B過程中，若VB＝2VA，則pB＝2pA(VA、pA、VB、pB分別為A、B兩點的體積和壓強)D．若氣體狀態(tài)沿圖中虛線由A→B變化，則氣體的溫度先升高后降低解析：選BD由題圖可知，D→A過程壓強不變，為等壓過程；B→C過程中體積不變，為等容過程，故A項錯誤。由題圖可知，VA＞VD，pA＝pD，根據(jù)蓋-呂薩克定律得eq\f(VA,T1)＝eq\f(VD,T2)，則T1＞T2，故B項正確。A→B過程中，溫度不變，根據(jù)玻意耳定律得pAVA＝pBVB，若VB＝2VA，則pB＝eq\f(1,2)pA，故C項錯誤。圖像中的等溫線是雙曲線的一支，由B項分析可知圖線離原點越遠氣體溫度越高，A、B兩點在同一條等溫線上，所以從A沿虛線到B的過程中，溫度先升高，后降低，故D項正確。11.如圖所示，兩根粗細相同，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，空氣柱長度H1>H2，水銀柱長度h1>h2。今使封閉的氣體降低相同的溫度(大氣壓保持不變)，則兩管中氣柱上方水銀柱的移動情況是()A．均向下移動，A管移動較多B．均向上移動，A管移動較多C．A管向上移動，B管向下移動D．均向下移動，B管移動較多解析：選A因為在溫度降低過程中封閉氣體的壓強恒等于大氣壓強與水銀柱因自身重力而產(chǎn)生的壓強之和，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-呂薩克定律得ΔV＝eq\f(V,T)ΔT，因A、B兩管中的封閉氣體初始溫度T相同，溫度降低量ΔT相同，且ΔT<0，所以ΔV<0，即A、B兩管中的封閉氣體的體積都減小；又因為H1>H2，故A管中封閉氣體的體積較大，所以|ΔV1|>|ΔV2|，A管中氣柱長度減小得較多，故A、B兩管中封閉氣柱上方的水銀柱均向下移動，且A管中的水銀柱下移得較多。12.如圖所示為一簡易火災(zāi)報警裝置，其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當(dāng)溫度升高時，水銀柱上升，使電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報警的響聲。27℃時，被封閉的理想氣體氣柱長L1為20cm，水銀柱上表面與導(dǎo)線下端的距離L2為5cm。問：(1)當(dāng)溫度變化時，封閉氣柱的壓強是否變化？(水銀不會溢出試管)(2)當(dāng)溫度達到多少攝氏度時，報警器會報警？解析：(1)封閉氣柱的壓強為p＝p0＋ρgh，當(dāng)溫度變化時，p0與h均不變，故封閉氣柱的壓強不變；(2)設(shè)試管橫截面積為S，對水銀封閉的氣體，初狀態(tài)：V1＝L1S＝20cm·S，T1＝(273＋27)K＝300K。末狀態(tài)：V2＝(L1＋L2)S＝25cm·S，T2＝273K＋t2，由蓋-呂薩克定律得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，代入數(shù)據(jù)解得t2＝102℃。答案：(1)不變(2)102℃13．在某高速公路發(fā)生一起車禍，車禍系輪胎爆胎所致。已知汽車行駛前輪胎內(nèi)氣體壓強為2.5atm，溫度為27℃，爆胎時胎內(nèi)氣體的溫度為87℃，輪胎中的空氣可視為理想氣體，且爆胎前輪胎內(nèi)氣體的體積不變。(1)求爆胎時輪胎內(nèi)氣體的壓強；(2)從微觀上解釋爆胎前胎內(nèi)壓強變化的原因。解析：(1)氣體做等容變化，初態(tài)：p1＝2.5atm，T1＝(27＋273)K＝300K末態(tài)：p2未知，T2＝(87＋273)＝360K由查理定律得：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)解得p2＝3atm。(2)爆胎前胎內(nèi)氣體體積不變，分子數(shù)密度不變，溫度升高，分子平均動能增大，分子對輪胎內(nèi)壁的平均作用力增大，導(dǎo)致氣體壓強增大。答案：(1)3atm(2)見解析14.如圖所示，帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，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p0＝1.0×105Pa。當(dāng)水溫為t0＝13℃時，注射器內(nèi)氣體的體積為5.5mL。求：(g取10m/s2)(1)向燒杯中加入熱水，穩(wěn)定后測得t1＝65℃時，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？解析：(1)注射器內(nèi)氣體做等壓變化，初態(tài)：V0＝5.5mL，T0＝(13＋273)K＝286K，末態(tài)：T1＝(65＋273)K＝338K由蓋-呂薩克定律eq\f(V0,T0)＝eq\f(V1,T1)，得V1＝6.5mL。(2)保持水溫t1＝65℃不變，氣體做等溫變化，由玻意耳定律得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(p0＋\f(m0g,S)))V1＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(p0＋\f(m＋m0g,S)))V0，解得m＝0.1kg。答案：(1)6.5mL(2)0.1kg15．小贊同學(xué)設(shè)計了一個用電子天平測量環(huán)境溫度的實驗裝置，如圖所示。導(dǎo)熱氣缸開口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量m1＝600g、截面積S＝20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸壁間無摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點A上，左端用不可伸長的細繩豎直懸掛活塞，右端用相同細