2024-2025學年新教材高中物理課時作業(yè)5理想氣體狀態(tài)方程含解析魯科版選擇性必修3

PAGE6-課時分層作業(yè)(五)志向氣體狀態(tài)方程(建議用時：25分鐘)1．(多選)確定質(zhì)量的志向氣體，初始狀態(tài)為p、V、T，經(jīng)過一系列狀態(tài)改變后，壓強仍為p，則下列過程中不行實現(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[依據(jù)志向氣體的狀態(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，最終壓強p確定不是原來值，A不行實現(xiàn)；同理可以確定C不行實現(xiàn)．]2．(多選)如圖為確定質(zhì)量的志向氣體兩次不同體積下的等容改變圖線，有關說法正確的是()A．a(chǎn)點對應的氣體分子密集程度大于b點對應的氣體分子密集程度B．a(chǎn)點對應的氣體狀態(tài)其體積等于b點對應的氣體體積C．由狀態(tài)a沿直線ab到狀態(tài)b，氣體經(jīng)驗的是等容過程D．由狀態(tài)a沿直線ab到狀態(tài)b，氣體經(jīng)驗的是等溫過程AD[由eq\f(pV,T)＝C，a點對應的氣體狀態(tài)其體積小于b點對應的氣體體積，故a點對應的氣體分子密集程度大于b點對應的氣體分子密集程度，故A正確，B錯誤；由狀態(tài)a沿直線ab到狀態(tài)b，氣體經(jīng)驗的是等溫過程，故C錯誤，D正確．]3．(多選)關于志向氣體的狀態(tài)改變，下列說法正確的是()A．確定質(zhì)量的志向氣體，當壓強不變而溫度由100℃上升到200℃時，其體積增大為原來的2倍B．確定質(zhì)量的志向氣體由狀態(tài)1改變到狀態(tài)2時，確定滿意方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)C．確定質(zhì)量的志向氣體體積增大到原來的4倍，可能是壓強減半，熱力學溫度加倍D．確定質(zhì)量的志向氣體壓強增大到原來的4倍，可能是體積加倍，熱力學溫度減半BC[確定質(zhì)量的志向氣體壓強不變，體積與熱力學溫度成正比．溫度由100℃上升到200℃時，體積增大為原來的1.27倍，A錯誤；志向氣體狀態(tài)方程成立的條件為質(zhì)量不變，B正確；由志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝恒量可知，C正確，D錯誤．]4．(多選)如圖所示是志向氣體經(jīng)驗的兩個狀態(tài)的p-T圖像，對應的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)驗等容改變，后經(jīng)驗等溫膨脹，所以對應的p-V圖像是C，所以C正確，對應的V-T圖像是D，所以D正確．]5．(多選)在下列圖中，能反映確定質(zhì)量的志向氣體經(jīng)驗了等溫改變→等容改變→等壓改變后，又回到初始狀態(tài)的圖是()ABCDACD[依據(jù)p-V、p-T、V-T圖像的物理意義可以推斷，其中B反映的是志向氣體經(jīng)驗了等溫改變→等壓改變→等容改變，與題意不符，故A、C、D項符合要求．]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為進氣管，與大氣相通。在輸液過程中(假設病人保持不動、瓶A液體未流完)()A．瓶A上方的氣體壓強、滴壺B中的氣體壓強均減小B．瓶A上方的氣體壓強、滴壺B中的氣體壓強均增大C．瓶A上方的氣體壓強增大，滴壺B中的氣體壓強不變D．瓶A上方的氣體壓強減小，滴壺B中的氣體壓強不變C[瓶A中上方氣體的壓強為外界大氣壓與瓶A中的液體產(chǎn)生的壓強差，瓶A中的液面下降，液體產(chǎn)生的壓強就減小，所以瓶A上方氣體的壓強會增大．進氣管C處的壓強為大氣壓強，不改變，從C到滴壺B之間的液柱高度不變，所以滴壺B中的氣體壓強在瓶中藥液輸完以前是不變的，故A、B、D錯誤，C正確．]7．如圖為伽利略設計的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有確定量的空氣．若玻璃管內(nèi)水柱上升，則外界大氣的改變可能是()A．溫度降低，壓強增大B．溫度上升，壓強不變C．溫度上升，壓強減小D．溫度不變，壓強減小A[對于確定質(zhì)量的志向氣體pV＝CT，得出V＝Ceq\f(T,p)．當溫度降低，壓強增大時，體積減小，故A正確；當溫度上升，壓強不變時，體積增大，故B錯；當溫度上升，壓強減小時，體積增大，故C錯；當溫度不變，壓強減小時，體積增大，故D錯．]8．(多選)如圖所示，用活塞把確定質(zhì)量的志向氣體封閉在氣缸中，用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢向右移動，由狀態(tài)①改變到狀態(tài)②，假如環(huán)境保持恒溫，分別用p、V、T表示該志向氣體的壓強、體積、溫度．氣體從狀態(tài)①改變到狀態(tài)②，此過程可用下圖中哪幾個圖像表示()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，依據(jù)eq\f(pV,T)＝C可知壓強將減?。畬圖像進行分析，p-V圖像是雙曲線即等溫線，且由①到②體積增大，壓強減小，故A正確；對B圖像進行分析，p-V圖像是直線，溫度會發(fā)生改變，故B錯誤；對C圖像進行分析，可知溫度不變，體積卻減小，故C錯誤；對D圖像進行分析，可知溫度不變，壓強是減小的，故體積增大，D選項正確．]9．如圖所示，一粗細勻稱的導熱U形玻璃管，其右端開口，左端由水銀柱封有一段志向氣體。當大氣壓強為76cmHg，環(huán)境溫度為27℃時，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p1和熱力學溫度T1；(2)對封閉氣體緩慢加熱，當其溫度上升到多少℃時，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：15分鐘)10．已知湖水深度為20m，湖底水溫為4℃，水面溫度為17℃，大氣壓強為1.0×105Pa．當一氣泡從湖底緩慢升到水面時，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[湖底壓強大約為p0＋ρ水gh，即3個大氣壓，由氣體狀態(tài)方程：eq\f(3p0V1,4＋273)＝eq\f(p0V2,17＋273)，則求得當一氣泡從湖底緩慢升到水面時，其體積約為原來的3.1倍，選項C正確．]11．確定質(zhì)量的志向氣體由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關數(shù)據(jù)如圖甲所示，若狀態(tài)D的壓強是2×104Pa．甲乙(1)求狀態(tài)A的壓強；(2)請在乙圖中畫出該狀態(tài)改變過程的p-T圖像，并分別標出A、B、C、D各個狀態(tài)，不要求寫出計算過程．[解析](1)據(jù)志向氣體狀態(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等容改變、B→C等溫改變、C→D等容改變，依據(jù)志向氣體狀態(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)裝有志向氣體，初始時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，達到穩(wěn)定后停止加熱，此時A中氣體壓強變?yōu)樵瓉淼?.5倍．設環(huán)境溫度保持不變，求這時氣缸A中氣體的體積V和溫度T．[解析]設初態(tài)壓強為p0，膨脹后A、B壓強相等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部分氣體滿意eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(1.5p0VA,TA)，解得TA＝2T0．[答案]eq\f(4,3)V02T013．如圖所示，粗細勻稱一端封閉一端開口的U形玻璃管，當t1＝31℃、大氣壓強p0＝76cmHg時，兩管水銀面相平，這時左管被封閉的氣柱長L1＝8cm，求：(1)當溫度t2是多少時，左管氣柱L2為9cm；(2)當溫度達到上問中的溫度t2時，為使左管氣柱長L為8cm，應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＝？依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程eq\f(