新教材高中物理選擇性課時(shí)作業(yè)5理想氣體狀態(tài)方程

課時(shí)分層作業(yè)(五)理想氣體狀態(tài)方程(建議用時(shí)：25分鐘)1．(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)為p、V、T，經(jīng)過一系列狀態(tài)變化后，壓強(qiáng)仍為p，則下列過程中不可實(shí)現(xiàn)的是()A．先等溫膨脹，再等容降溫B．先等溫壓縮，再等容降溫C．先等容升溫，再等溫壓縮D．先等容降溫，再等溫壓縮AC[根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，若經(jīng)過等溫膨脹，則T不變，V增加，p減小，再等容降溫，則V不變，T降低，p減小，最后壓強(qiáng)p肯定不是原來值，A不可實(shí)現(xiàn)；同理可以確定C不可實(shí)現(xiàn)．]2．(多選)如圖為一定質(zhì)量的理想氣體兩次不同體積下的等容變化圖線，有關(guān)說法正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)對應(yīng)的氣體分子密集程度大于b點(diǎn)對應(yīng)的氣體分子密集程度B．a(chǎn)點(diǎn)對應(yīng)的氣體狀態(tài)其體積等于b點(diǎn)對應(yīng)的氣體體積C．由狀態(tài)a沿直線ab到狀態(tài)b，氣體經(jīng)歷的是等容過程D．由狀態(tài)a沿直線ab到狀態(tài)b，氣體經(jīng)歷的是等溫過程AD[由eq\f(pV,T)＝C，a點(diǎn)對應(yīng)的氣體狀態(tài)其體積小于b點(diǎn)對應(yīng)的氣體體積，故a點(diǎn)對應(yīng)的氣體分子密集程度大于b點(diǎn)對應(yīng)的氣體分子密集程度，故A正確，B錯(cuò)誤；由狀態(tài)a沿直線ab到狀態(tài)b，氣體經(jīng)歷的是等溫過程，故C錯(cuò)誤，D正確．]3．(多選)關(guān)于理想氣體的狀態(tài)變化，下列說法正確的是()A．一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)壓強(qiáng)不變而溫度由100℃上升到200℃時(shí)，其體積增大為原來的2倍B．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2時(shí)，一定滿足方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)C．一定質(zhì)量的理想氣體體積增大到原來的4倍，可能是壓強(qiáng)減半，熱力學(xué)溫度加倍D．一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)增大到原來的4倍，可能是體積加倍，熱力學(xué)溫度減半BC[一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變，體積與熱力學(xué)溫度成正比．溫度由100℃上升到200℃時(shí)，體積增大為原來的1.27倍，A錯(cuò)誤；理想氣體狀態(tài)方程成立的條件為質(zhì)量不變，B正確；由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝恒量可知，C正確，D錯(cuò)誤．]4．(多選)如圖所示是理想氣體經(jīng)歷的兩個(gè)狀態(tài)的p-T圖像，對應(yīng)的p-V圖像和V-T圖像不正確的是()ABCDAB[由p-T圖像可知，氣體先經(jīng)歷等容變化，后經(jīng)歷等溫膨脹，所以對應(yīng)的p-V圖像是C，所以C正確，對應(yīng)的V-T圖像是D，所以D正確．]5．(多選)在下列圖中，能反映一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了等溫變化→等容變化→等壓變化后，又回到初始狀態(tài)的圖是()ABCDACD[根據(jù)p-V、p-T、V-T圖像的物理意義可以判斷，其中B反映的是理想氣體經(jīng)歷了等溫變化→等壓變化→等容變化，與題意不符，故A、C、D項(xiàng)符合要求．]6．如圖為醫(yī)院給病人輸液的部分裝置，A為輸液瓶，B為滴壺，C為進(jìn)氣管，與大氣相通。在輸液過程中(假設(shè)病人保持不動(dòng)、瓶A液體未流完)()A．瓶A上方的氣體壓強(qiáng)、滴壺B中的氣體壓強(qiáng)均減小B．瓶A上方的氣體壓強(qiáng)、滴壺B中的氣體壓強(qiáng)均增大C．瓶A上方的氣體壓強(qiáng)增大，滴壺B中的氣體壓強(qiáng)不變D．瓶A上方的氣體壓強(qiáng)減小，滴壺B中的氣體壓強(qiáng)不變C[瓶A中上方氣體的壓強(qiáng)為外界大氣壓與瓶A中的液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)差，瓶A中的液面下降，液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)就減小，所以瓶A上方氣體的壓強(qiáng)會(huì)增大．進(jìn)氣管C處的壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)，不變化，從C到滴壺B之間的液柱高度不變，所以滴壺B中的氣體壓強(qiáng)在瓶中藥液輸完以前是不變的，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．]7．如圖為伽利略設(shè)計(jì)的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量的空氣．若玻璃管內(nèi)水柱上升，則外界大氣的變化可能是()A．溫度降低，壓強(qiáng)增大B．溫度升高，壓強(qiáng)不變C．溫度升高，壓強(qiáng)減小D．溫度不變，壓強(qiáng)減小A[對于一定質(zhì)量的理想氣體pV＝CT，得出V＝Ceq\f(T,p)．當(dāng)溫度降低，壓強(qiáng)增大時(shí)，體積減小，故A正確；當(dāng)溫度升高，壓強(qiáng)不變時(shí)，體積增大，故B錯(cuò)；當(dāng)溫度升高，壓強(qiáng)減小時(shí)，體積增大，故C錯(cuò)；當(dāng)溫度不變，壓強(qiáng)減小時(shí)，體積增大，故D錯(cuò)．]8．(多選)如圖所示，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸中，用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢向右移動(dòng)，由狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，如果環(huán)境保持恒溫，分別用p、V、T表示該理想氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度．氣體從狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，此過程可用下圖中哪幾個(gè)圖像表示()ABCDAD[由題意知，由狀態(tài)①到狀態(tài)②過程中，溫度不變，體積增大，根據(jù)eq\f(pV,T)＝C可知壓強(qiáng)將減?。畬圖像進(jìn)行分析，p-V圖像是雙曲線即等溫線，且由①到②體積增大，壓強(qiáng)減小，故A正確；對B圖像進(jìn)行分析，p-V圖像是直線，溫度會(huì)發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤；對C圖像進(jìn)行分析，可知溫度不變，體積卻減小，故C錯(cuò)誤；對D圖像進(jìn)行分析，可知溫度不變，壓強(qiáng)是減小的，故體積增大，D選項(xiàng)正確．]9．如圖所示，一粗細(xì)均勻的導(dǎo)熱U形玻璃管，其右端開口，左端由水銀柱封有一段理想氣體。當(dāng)大氣壓強(qiáng)為76cmHg，環(huán)境溫度為27℃時(shí)，氣柱長為16cm，開口端水銀面比封閉端水銀面低4cm，求：(1)該狀態(tài)下封閉氣體的壓強(qiáng)p1和熱力學(xué)溫度T1；(2)對封閉氣體緩慢加熱，當(dāng)其溫度上升到多少℃時(shí)，氣柱長變?yōu)?0cm．[解析](1)由p1＋ph1＝p0，得p1＝p0－ph1＝72cmHg，T1＝(273＋27)K＝300K．(2)p2＝p0＋ph2＝80cmHg，由eq\f(p2V2,T2)＝eq\f(p1V1,T1)，得T2＝eq\f(p2V2,p1V1)T1＝416.7K，t2＝(416.7－273)℃＝143.7℃．[答案](1)72cmHg300K(2)143.7℃(建議用時(shí)：15分鐘)10．已知湖水深度為20m，湖底水溫為4℃，水面溫度為17℃，大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa．當(dāng)一氣泡從湖底緩慢升到水面時(shí)，其體積約為原來的(取g＝10m/s2，ρ水＝1.0×103kg/m3)()A．12.8倍 B．8.5倍C．3.1倍 D．2.1倍C[湖底壓強(qiáng)大約為p0＋ρ水gh，即3個(gè)大氣壓，由氣體狀態(tài)方程：eq\f(3p0V1,4＋273)＝eq\f(p0V2,17＋273)，則求得當(dāng)一氣泡從湖底緩慢升到水面時(shí)，其體積約為原來的3.1倍，選項(xiàng)C正確．]11．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖甲所示，若狀態(tài)D的壓強(qiáng)是2×104Pa．甲乙(1)求狀態(tài)A的壓強(qiáng)；(2)請?jiān)谝覉D中畫出該狀態(tài)變化過程的p-T圖像，并分別標(biāo)出A、B、C、D各個(gè)狀態(tài)，不要求寫出計(jì)算過程．[解析](1)據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pDVD,TD)，則pA＝eq\f(pDVDTA,VATD)＝eq\f(2×104×4×2×102,1×4×102)Pa＝4×104Pa．(2)A→B等容變化、B→C等溫變化、C→D等容變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可求得各狀態(tài)的參量．p-T圖像及A、B、C、D各個(gè)狀態(tài)如圖所示．[答案](1)4×104Pa(2)見解析圖12．如圖所示，橫截面積相同的絕熱氣缸A與導(dǎo)熱氣缸B固定于水平面上，由剛性輕桿連接的兩絕熱活塞與氣缸間無摩擦．兩氣缸內(nèi)裝有理想氣體，初始時(shí)A、B氣缸內(nèi)氣體的體積均為V0、溫度均為T0．現(xiàn)緩慢加熱A中氣體，達(dá)到穩(wěn)定后停止加熱，此時(shí)A中氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?.5倍．設(shè)環(huán)境溫度保持不變，求這時(shí)氣缸A中氣體的體積V和溫度T．[解析]設(shè)初態(tài)壓強(qiáng)為p0，膨脹后A、B壓強(qiáng)相等pB＝1.5p0，B中氣體始、末狀態(tài)溫度相等，有p0V0＝1.5p0(2V0－VA)，解得VA＝eq\f(4,3)V0，A部分氣體滿足eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(1.5p0VA,TA)，解得TA＝2T0．[答案]eq\f(4,3)V02T013．如圖所示，粗細(xì)均勻一端封閉一端開口的U形玻璃管，當(dāng)t1＝31℃、大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg時(shí)，兩管水銀面相平，這時(shí)左管被封閉的氣柱長L1＝8cm，求：(1)當(dāng)溫度t2是多少時(shí)，左管氣柱L2為9cm；(2)當(dāng)溫度達(dá)到上問中的溫度t2時(shí)，為使左管氣柱長L為8cm，應(yīng)在右管中加入多長的水銀柱．[解析](1)初狀態(tài)：p1＝p0＝76cmHg，V1＝L1S，T1＝304K，末狀態(tài)：p2＝p0＋2cmHg＝78cmHg，V2＝L2S，T2＝？根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p