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時作業(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時間：45分鐘一、單項選擇題1．對于肯定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，壓強增大到原來的二倍，則氣體溫度的改變狀況是(B)A．氣體的攝氏溫度上升到原來的二倍B．氣體的熱力學(xué)溫度上升到原來的二倍C．氣體的攝氏溫度降為原來的一半D．氣體的熱力學(xué)溫度降為原來的一半解析：肯定質(zhì)量的氣體體積不變時，壓強與熱力學(xué)溫度成正比，即eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，得T2＝eq\f(p2T1,p1)＝2T1，B正確．2．肯定質(zhì)量的氣體，假如保持它的壓強不變，降低溫度，使它的體積變?yōu)?℃時體積的eq\f(1,n)，則此時氣體的溫度為(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，在壓強不變的條件下V1＝V0(1＋eq\f(t,273))，依據(jù)題意eq\f(V0,n)＝V0(1＋eq\f(t,273))，整理后得t＝－eq\f(273n－1,n)℃.3．肯定質(zhì)量的志向氣體，在壓強不變的狀況下，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(5,278)×V1，ΔV2＝eq\f(5,283)×V2(V1、V2分別是氣體在5℃和10℃時的體積)，而eq\f(V1,278)＝eq\f(V2,283)，所以ΔV1＝ΔV2，A正確．4．一個密封的鋼管內(nèi)裝有空氣，在溫度為20℃時，壓強為1atm，若溫度上升到80℃，管內(nèi)空氣的壓強為(C)A．4atmB.eq\f(1,4)atmC．1.2atmD.eq\f(5,6)atm解析：由eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)得：eq\f(1,p2)＝eq\f(273＋20,273＋80)，p2＝1.2atm.5．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，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 B．向B移動C．不動 D．不能確定解析：假設(shè)水銀柱不動，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部分氣體壓強削減的較多，故水銀柱左移．二、多項選擇題6.如圖所示，一小段水銀封閉了一段空氣，玻璃管豎直靜放在室內(nèi)．下列說法正確的是(BCD)A．現(xiàn)發(fā)覺水銀柱緩慢上升了一小段距離，這表明氣溫肯定上升了B．若外界大氣壓強不變，現(xiàn)發(fā)覺水銀柱緩慢上升了一小段距離，這表明氣溫上升了C．若發(fā)覺水銀柱緩慢下降一小段距離，這可能是外界的氣溫下降所至D．若把管子轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)，穩(wěn)定后水銀未流出，此時管中空氣的體積將大于原來豎直狀態(tài)的體積解析：若水銀柱上移，表示氣體體積增大，可能的緣由是外界壓強減小而溫度沒變，也可能是壓強沒變而氣溫上升，A錯，B對，同理水銀柱下降可能是氣溫下降或外界壓強變大所致，C對，管子置于水平常，壓強減小，體積增大，D對．7．如圖所示是肯定質(zhì)量的志向氣體的p－V圖線，若其狀態(tài)由A→B→C→A，且A→B等容，B→C等壓，C→A等溫，則氣體在A、B、C三個狀態(tài)時(CD)A．單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)nA＝nB＝nCB．氣體分子的平均速率vA>vB>vCC．氣體分子在單位時間內(nèi)，對器壁的平均作用力FA>FB，F(xiàn)B＝FCD．氣體分子在單位時間內(nèi)，對器壁單位面積碰撞的次數(shù)是NA>NB，NA>NC解析：由題圖可知B→C，體積增大，密度減小，A錯．C→A等溫改變，分子平均速率vA＝vB，B錯．而氣體分子對器壁產(chǎn)生作用力，B→C為等壓過程，pB＝pC，則FB＝FC，而pA>pB，則FA>FB，C正確．A→B為等容降壓過程，密度不變，溫度降低，NA>NB，C→A為等溫壓縮過程，溫度不變，密度增大，應(yīng)有NA>NC，D正確．8.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，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，則此時與原來相比較(AD)A．繩子張力不變B．缸內(nèi)氣體壓強變小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，C錯；取活塞為探討對象，氣體降溫前后均處于靜止，mg和p0S和T均不變，故pS不變，p不變，故B選項錯；由蓋—呂薩克定律可知eq\f(V,T)＝C，當(dāng)T減小時，V肯定減小，故D選項正確．三、非選擇題9.如圖所示，A汽缸中用活塞封閉有肯定質(zhì)量的志向氣體，溫度為27℃，活塞與汽缸底部距離為h，活塞截面積為S.汽缸中的活塞通過滑輪系統(tǒng)掛一重物，質(zhì)量為m.若不計一切摩擦，當(dāng)氣體的溫度上升10℃且系統(tǒng)穩(wěn)定后，求重物m下降的高度．解析：初末狀態(tài)，物塊靜止，可知繩中拉力大小相等，分析活塞可知，氣體發(fā)生等壓改變．由蓋—呂薩克定律知：eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)＝eq\f(ΔV,ΔT)，V1＝Sh，ΔV＝SΔhT1＝300K，解得Δh＝eq\f(h,T1)ΔT＝eq\f(1,30)h.答案：eq\f(1,30)h10．汽車行駛時輪胎的胎壓太高簡單造成爆胎事故，太低會造成耗油上升．已知某型號輪胎能在－40℃～90℃正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.5atm，最低胎壓不低于1.6atm，那么t＝20℃時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適？(設(shè)輪胎容積不變)解析：由于輪胎容積不變，輪胎內(nèi)氣體做等容改變設(shè)在T0＝293K充氣后的最小胎壓為pmin最大胎壓為pmax.依題意知，當(dāng)T1＝233K時胎壓為p1＝1.6atm.依據(jù)查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(pmin,T0)，即eq\f(1.6,233)＝eq\f(pmin,293)解得：pmin＝2.01atm當(dāng)T2＝363K時胎壓為p2＝3.5atm.依據(jù)查理定律eq\f(p2,T2)＝eq\f(pmax,T0)，即eq\f(3.5,363)＝eq\f(pmax,293)解得：pmax＝2.83atm答案：2.01atm～2.83atm11.如圖所示，上端開口的光滑圓柱形汽缸豎直放置，截面積為40cm2的活塞將肯定質(zhì)量的氣體和一形態(tài)不規(guī)則的固體A封閉在汽缸內(nèi)．在汽缸內(nèi)距缸底60cm處設(shè)有a、b兩限制裝置，使活塞只能向上滑動．起先時活塞擱在a、b上，缸內(nèi)氣體的壓強為p0(p0＝1.0×105Pa為大氣壓強)，溫度為300K．現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，當(dāng)溫度為330K時，活塞恰好離開a、b；當(dāng)溫度為360K時，活塞上升了4cm.g取10m/s2求：(1)活塞的質(zhì)量；(2)物體A的體積．解析：(1)設(shè)物體A的體積為ΔV.T1＝300K，p1＝1.0×105Pa，V1＝60×40－ΔVT2＝330K，p2＝(1.0×105＋eq\f(mg,40×