2024-2025學年高中物理第八章氣體3理想氣體的狀態(tài)方程分層訓練含解析新人教版選修3-3

PAGE8-志向氣體的狀態(tài)方程基礎達標練1．(多選)關于志向氣體的相關說法正確的是()A．志向氣體分子本身的大小比起分子之間的平均距離來可以忽視不計B．志向氣體的分子不再做無規(guī)則運動了C．志向氣體的分子間除碰撞外不存在相互作用力D．志向氣體沒有分子勢能，內能只由溫度和物質的量來確定2．關于肯定質量的志向氣體發(fā)生狀態(tài)改變時，其狀態(tài)參量p、V、T的改變狀況不行能的是()A．p、V、T都減小B．V減小，p和T增大C．p和V增大，T減小D．p增大，V和T減小3．(多選)志向氣體的狀態(tài)方程可以寫成eq\f(pV,T)＝C，對于常量C，下列說法正確的是()A．對質量相同的任何氣體都相同B．對質量相同的同種氣體都相同C．對質量不同的不同氣體可能相同D．對質量不同的不同氣體肯定不同4．如圖所示，肯定質量的志向氣體沿圖線從狀態(tài)a經狀態(tài)b改變到狀態(tài)c，在整個過程中，其體積()A．漸漸增大B．漸漸減小C．先減小后增大D．先增大后減小5．如圖所示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，玻璃泡中封閉有肯定量的空氣．若玻璃管中水柱上升，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6．(多選)如圖所示，表示肯定質量的志向氣體沿途徑a→b→c→d→a發(fā)生狀態(tài)改變的過程，則該氣體壓強的改變狀況是()A．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強減小B．從狀態(tài)d到狀態(tài)a，壓強增大C．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強增大D．從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強不變7．如圖所示，U形管左端封閉，右端開口，左管橫截面積為右管橫截面積的2倍，在左管內用水銀封閉一段長為26cm、溫度為280K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為36cm，外界大氣壓為76cmHg.若給左管的封閉氣體加熱，使管內空氣柱長度變?yōu)?0cm，則此時左管內氣體的溫度為多少？

8.如圖所示，一汽缸豎直放在水平地面上，缸體質量M＝10kg，活塞質量m＝4kg，活塞橫截面積S＝2×10－3m2，活塞上面的汽缸內封閉了肯定質量的志向氣體，下面有氣孔O與外界相通，大氣壓強p0＝1.0×105Pa.活塞下面與勁度系數(shù)k＝2×103N/m的輕彈簧相連．當汽缸內氣體溫度為127℃時彈簧為自然長度，此時缸內氣柱長度L1＝20cm，g取10m/s2，活塞不漏氣且與缸壁無摩擦．求：當缸內氣柱長度L2＝實力提升練9．(多選)如圖所示，肯定質量的志向氣體，從圖示A狀態(tài)起先，經驗了B、C狀態(tài)，最終到D狀態(tài)，下列推斷正確的是()A．A→B溫度上升，壓強不變B．B→C體積不變，壓強變大C．B→C體積不變，壓強不變D．C→D體積變小，壓強變大10．如圖為一簡易火災報警裝置．其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當溫度上升時，水銀柱上升，使電路導通，蜂鳴器發(fā)出報警的響聲.27℃時，空氣柱長度L1為20cm，水銀上表面與導線下端的距離L2為10cm，管內水銀柱的高度h為13cm，大氣壓強p0＝75cmHg.(1)當溫度達到多少攝氏度時，報警器會報警？

(2)假如要使該裝置在87℃時報警，則應當再往玻璃管內注入多高的水銀柱？11．(1)(多選)對于肯定量的志向氣體()A．若氣體的壓強和體積都不變，其內能也肯定不變B．若氣體的內能不變，其狀態(tài)也肯定不變C．若氣體的溫度隨時間不斷上升，其壓強也肯定不斷增大D．氣體溫度每上升1K所汲取的熱量與氣體經驗的過程有關E．當氣體溫度上升時，氣體的內能肯定增大(2)型號是LWH159－10.0－15的醫(yī)用氧氣瓶，容積是10L，內裝有1.80kg的氧氣．運用前，瓶內氧氣壓強為1.4×107Pa，溫度為37℃.當用這個氧氣瓶給患者輸氧后，發(fā)覺瓶內氧氣壓強變?yōu)?.0×106Pa，溫度降為27℃，試求患者消耗的氧氣的質量．分層訓練(八)志向氣體的狀態(tài)方程1．解析：全部物質的分子包括志向氣體的分子都在不停地做無規(guī)則運動．答案：ACD2．解析：由志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，C選項不行能，因為p和V增大，則pV增大，T應增大．答案：C3．解析：志向氣體的狀態(tài)方程的適用條件就是肯定質量的志向氣體，常量C僅與氣體的種類和質量有關，事實上也就是只與氣體的物質的量有關．對質量相同的同種氣體當然常量是相同的，而對質量不同的不同氣體，只要物質的量是相同的，那么常量C也是相同的．答案：BC4．解析：在整個過程中，氣體的溫度漸漸上升，壓強漸漸減小，依據志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C(常量)可知，其體積漸漸增大，選項A正確．答案：A5．解析：由題意可知，封閉空氣溫度與大氣溫度相同，封閉空氣體積隨水柱的上升而減小，將封閉空氣近似看作志向氣體，依據志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝常量，若溫度降低，體積減小，則壓強可能增大、不變或減小，A項正確；若溫度上升，體積減小，則壓強肯定增大，B、C兩項錯誤；若溫度不變，體積減小，則壓強肯定增大，D項錯誤．答案：A6．解析：在氣體的V-T圖象中，過原點的直線表示等壓改變，直線的斜率越大，氣體的壓強越小，分別作出過a、b、c、d四點的等壓線，如答圖所示，則有pa＜pd＜pc＜Pb，所以A、C正確，B、D錯誤．答案：AC7．解析：以封閉氣體為探討對象，設左管橫截面積為S，當左管封閉的空氣柱長度變?yōu)?0cm時，左管水銀柱下降4cm，右管水銀柱上升8cm，即兩端水銀柱高度差為：h′＝24cm，由題意得：V1＝L1S＝26S，p1＝p0－h(huán)1＝76cmHg－36cmHg＝40cmHg，T1＝280K，p2＝p0－h(huán)′＝52cmHg，V2＝L2S＝30S.由志向氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)解得：T2＝420K.答案：420K8．解析：彈簧為自然長度時，活塞的受力狀況如圖甲所示．氣柱長度L2＝24cm時，活塞的受力狀況如圖乙所示．V1＝L1S，V2＝L2S，T1＝400Kp1＝p0－eq\f(mg,S)＝0.8×105Pa彈簧彈力F＝k(L2－L1)＝80Np2＝p0＋eq\f(F－mg,S)＝1.2×105Pa依據志向氣體狀態(tài)方程，得：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)解得T2＝720K.答案：720K9．解析：由圖象可知，在A→B的過程中，氣體溫度上升、體積變大，且體積與溫度成正比，由eq\f(pV,T)＝C，氣體壓強不變，是等壓過程，故選項A正確；由圖象可知，在B→C是等容過程，體積不變，而熱力學溫度降低，由eq\f(pV,T)＝C可知，壓強p減小，故選項B、C錯誤；由圖象可知，在C→D是等溫過程，體積減小，由eq\f(pV,T)＝C可知，壓強p增大，故選項D正確．答案：AD10．解析：(1)依據等壓改變得：eq\f(T1,T2)＝eq\f(V1,V2)T1＝300K，V1＝20S，V2＝30S即：eq\f(300,T2)＝eq\f(20,30)得：T2＝450K，則：t2＝450－273＝177(℃)(2)設加入xcm的水銀柱，在87℃時會報警，依據志向氣體狀態(tài)方程得：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T3)p1＝p0＋h＝88cmHg，V1＝20S，T1＝300K，p3＝(88＋x)cmHg，T3＝(273＋87)K＝360K，V3＝(43－x－13)S即：eq\f(88×20,300)＝eq\f(88＋x×43－x－13,360)解得：x＝8cm答案：(1)177℃(2)8cm11．解析：(1)對于志向氣體而言，內能是由溫度確定的，依據志向氣體狀態(tài)方程，eq\f(pV,T)＝C(恒量)可知，當體積不變，壓強不變時，其溫度也不發(fā)生改變，因此內能不變，A正確；而反過來，內能不變，只能說明溫度不變，可能發(fā)生等溫改變，也就是氣體壓強和體積可能發(fā)生改變，B錯誤；依據志向氣體狀態(tài)方程，eq\f(pV,T)＝C(恒量)，溫度上升，只能是pV乘積變大，至于壓強可能增加也可能減小，C錯誤；氣體每上升1K，內能增量相同，外界對它做功與汲取的熱量之和保持不變，但所汲取的熱量不肯定相同，與經驗的過程有關，D正確；內能是由溫度確定的，當溫度上升時，內能肯定增加，E正確．(2)以氧氣瓶