《人教版高中物理选修3-3课后作业第八章第3节理想气体的状态方程（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修3-3课后作业第八章第3节理想气体的状态方程（解析版）（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、人教版选修3-3课后作业第八章理想气体的状态方程一、选择题1.为了控制温室效应,各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实,设想将CO2液化后,送入深海海底,以减小大气中的CO2的浓度。为使CO2液化,最有效的措施是()A.减压、升温B.增压、升温C.减压、降温D.增压、降温2.(多选)对一定质量的理想气体()A.若保持气体的温度不变,则当气体的压强减小时,气体的体积一定会增大B.若保持气体的压强不变,则当气体的温度减小时,气体的体积一定会增大C.若保持气体的体积不变,则当气体的温度减小时,气体的压强一定会增大D.若保持气体的温度和压强都不变,则气体的体积一定不变
2、3.(多选)关于理想气体的状态变化,下列说法中正确的是()A.一定质量的理想气体,当压强不变而温度由100 上升到200 时,其体积增大为原来的2倍B.一定质量的理想气体由状态1变到状态2时,一定满足方程p1V1T1=p2V2T2C.一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍,可能是压强减半,热力学温度加倍D.一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍,可能是体积加倍,热力学温度减半4.图为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定质量的空气。若玻璃管内水柱上升,则外界大气的变化可能是()A.温度降低,压强增大B.温度升高,压强不变C.温度升高
3、,压强减小D.温度不变,压强减小5.已知湖水深度为20 m,湖底水温为4 ,水面温度为17 ,大气压强为1.0105 Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积约为原来的(取g=10 m/s2,水=1.0103 kg/m3)()A.12.8倍B.8.5倍C.3.1倍D.2.1倍6.(多选)如图所示,用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中,用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢向右移动,由状态变化到状态,如果环境保持恒温,分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度。气体从状态变化到状态的过程中,可用下图中哪几个图象表示() 7.某课外学习小组在进行实验探讨,如图所示,在烧瓶上连着一根玻璃管,
4、用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起,在烧瓶中封入了一定质量的理想气体,整个烧瓶浸没在温水中,用这个实验装置来研究一定质量的气体在体积不变时压强随温度的变化情况。开始时水银压强计的U形管两端水银面一样高,在下列几种做法中,能使U形管左侧水银面保持原先位置(即保持瓶内气体体积不变)的是() 甲同学:把烧瓶浸在热水中,同时把A向下移乙同学:把烧瓶浸在热水中,同时把A向上移丙同学:把烧瓶浸在冷水中,同时把A向下移丁同学:把烧瓶浸在冷水中,同时把A向上移A.B.C.D.8.如图所示,一根上细下粗的玻璃管上端开口、下端封闭,上端足够长,下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体。现对气体缓慢加热
5、,气体温度不断升高,水银柱上升,则被封闭气体的体积和热力学温度的关系最接近选项中的()9.一定质量的理想气体,经历一膨胀过程,此过程可以用图中的线段ABC来表示,在A、B、C三个状态下,气体的温度TA、TB、TC相比较,大小关系为() A.TB=TA=TCB.TATBTCC.TBTA=TCD.TBTA=TC10.一定质量的气体在T1、 T2不同温度下的等温变化图线如图所示,A、B和C、D分别为两条等温线上的点。在下面p-T和V-T图象中,能正确表示图中气体状态变化过程的是()11.(多选)一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程,ab、bc、cd和da这四段过程在p-T图上都是线段,ab和c
6、d的延长线通过坐标原点O,bc垂直于ab,由图可以判断()A.ab过程中气体体积不断减小B.bc过程中气体体积不断减小C.cd过程中气体体积不断增大D.da过程中气体体积不断增大二、非选择题12.如图,A、B是体积相同的汽缸,B内有一导热性良好、可在汽缸内无摩擦滑动且体积不计的活塞C,D为不导热的阀门。起初,阀门关闭,A内装有压强为p1=2.0105 Pa、温度为T1=300 K的氮气。B内装有压强为p2=1.0105 Pa,温度为T2=600 K的氧气。打开阀门D,活塞C向右移动,最后达到平衡,以VA和VB分别表示平衡后氮气和氧气的体积,则VAVB=(假定氧气和氮气均为理想气体,并与外界无热
7、交换,连接汽缸的管道体积可忽略)。13.如图所示,竖直放置的圆柱形汽缸内有一不计质量的活塞,可在汽缸内无摩擦滑动,活塞下方封闭一定质量的气体。已知活塞横截面积为100 cm2,大气压强为1.0105 Pa,汽缸内气体温度为27 。(1)若保持温度不变,在活塞上放一重物,使汽缸内气体的体积减小一半,求这时气体的压强和所加重物的重力大小;(2)在加压重物的情况下,要使汽缸内的气体恢复原来体积,应对气体加热,使温度升高到多少摄氏度?14.如图所示,圆柱形汽缸A中用质量为2m的活塞封闭了一定质量的理想气体,气体温度为27 ,汽缸中的活塞通过滑轮系统悬挂一质量为m的重物,稳定时活塞与汽缸底部的距离为h,
8、现在重物m上加挂一个质量为m3的小物体,已知大气压强为p0,活塞横截面积为S,m=p0Sg,不计一切摩擦,求当气体温度升高到37 且系统重新稳定后,重物m下降的高度。15.如图,绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦。两汽缸内装有处于平衡状态的理想气体,开始时体积均为V0、温度均为T0。缓慢加热A中气体,停止加热达到稳定后,A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变,求汽缸A中气体的体积VA和温度TA。16.如图所示,足够长的圆柱形汽缸开口向上直立于水平面上,汽缸的底面积为S=2.010-3 m2。缸内有两个质量为m=1 kg可沿缸内无摩擦滑动的
9、活塞,封闭着两部分理想气体,两活塞间连着一根劲度系数为k=1.05103 N/m的轻质弹簧,当温度为T0=300 K时两部分气柱的长度均等于弹簧的自由长度l0=0.1 m,当气体升温后,B室的气柱长度变为l2=0.2 m。(已知大气压强为p0=1.0105 Pa,g=10 m/s2,弹簧始终在弹性限度内)求:(1)初始状态时A中的气体压强;(2)气体升温后的温度。答案一、选择题1.D要将CO2液化需减小体积,根据pVT=C可知需要增大压强或降低温度,故D正确。2.AD气体的三个状态参量变化时,至少有两个同时参与变化,故D对;T不变时,由pV为恒量知A对;p不变时,由VT为恒量知B错;V不变时,
10、由pT为恒量知C错。3.BC理想气体状态方程p1V1T1=p2V2T2中的温度是热力学温度,不是摄氏温度,A错误,B正确;由理想气体状态方程及各量的比例关系可判断C正确,D错误。4.A玻璃泡中气体与外界大气温度相同,液柱上升,则气体体积减小,对于一定质量的理想气体有pVT=C,得出V=CTp。当温度降低,压强增大时,体积减小;当温度升高,压强不变时,体积增大;当温度升高,压强减小时,体积增大;当温度不变,压强减小时,体积增大;因玻璃管内水柱上升,所以玻璃泡中气体体积减小,故A正确。5.C将气泡内气体视为理想气体,根据理想气体状态方程可计算气泡体积之比。气泡在湖底时气体的压强p1=p0+gh=3
11、105 Pa,温度T1=(273+4)K=277 K,气泡在水面时气体的压强p2=p0=1105 Pa,温度T2=(273+17)K=290 K,根据理想气体状态方程有p1V1T1=p2V2T2,得V2V1=p1T2p2T13.1,选项C正确。6.AD由题意知,由状态到状态过程中,温度不变,体积增大,根据pVT=C可知压强将减小。对选项A图象进行分析,p-V图象是双曲线即等温线,且由到体积增大,压强减小,故A正确;对选项B图象进行分析,p-V图象是直线,温度会发生变化,故B错误;对选项C图象进行分析,可知温度不变,体积却减小,故C错误;对选项D图象进行分析,可知温度不变,压强减小,体积增大,故
12、D正确。7.B将烧瓶浸入热水中时,气体的温度升高,由于气体的体积不变,所以气体的压强要变大,应将A管向上移动,所以正确,错误;将烧瓶浸入冷水中时,气体的温度降低,由于气体的体积不变,所以气体的压强要减小,应将A管向下移动,所以正确,错误。故选B。8.A当水银柱未进入细管时,封闭气体压强不变,发生等压变化,根据盖吕萨克定律,气体的体积与热力学温度成正比,VT=C,V-T图象是过原点的倾斜直线。当水银柱进入细管时,封闭气体的压强逐渐增大,由题可知,T增大,V增大,由理想气体状态方程pVT=C,得VT=Cp,图线上的点与原点连线的斜率k=Cp,当p增大时,k减小。当水银柱完全进入细管时,封闭气体压强
13、不变,发生等压变化,根据盖吕萨克定律,气体的体积与热力学温度成正比,V-T图象也是过原点的倾斜直线,因为p1p2,则这段直线斜率较小,故选A。9.C由题图中各状态的压强和体积的值得:pAVA=pCVCpBVB,因为pVT=C,可知TA=TCTB,故C正确。10.AA、B和C、D分别为两条等温线上的点,故TA=TB、TC=TD;由题图可知,由A到B和由C到D均为等温膨胀过程,且压强减小;又在p-V图象中离坐标原点越远的等温线温度越高,可知TATC,由此可知A正确,B、C、D错误。11.BD由题图可知a、b在同一条等容线上,则ab过程中气体体积不变,故A错;c、d在同一条等容线上,则cd过程中气体
14、体积不变,故C错;在p-T图线中,图线的斜率越大与之对应的体积越小,因此bc过程气体体积减小,同理da过程气体体积增大,故B、D均正确。二、非选择题12.答案41解析对于A中的氮气初状态:p1=2.0105 Pa,V1=V,T1=300 K,末状态:p1=p,V1=VA,T1=T由气体状态方程可知:p1VT1=pVAT对于B中的氧气初状态:p2=1.0105 Pa,V2=V,T2=600 K末状态:p2=p,V2=VB,T2=T由气态方程可知:p2VT2=pVBT联立消去p、T、V,可得:VAVB=p1T2p2T1=2.0105 Pa600K1.0105 Pa300K=41。13.答案(1)2
15、105 Pa1 000 N(2)327 解析(1)p1=1105 Pa,V1=V,V2=V2气体等温变化,有p1V1=p2V2解得p2=2105 Pa活塞面积S=10010-4 m2=110-2 m2因为p2=p0+GS,解得重物重力G=1 000 N(2)p3=2105 Pa,V3=V根据理想气体状态方程:p3V3T3=p1V1T1解得T3=600 K所以t=327 14.答案0.24h解析以汽缸内气体为研究对象,初状态下:p1S+mg=p0S+2mgV1=hS,T1=300 K末状态下:p2S+43mg=p0S+2mgV2=(h+h)S,T2=310 K由题意知m=p0Sg,解得p1=2p0,p2=53p0根据理想气体状态方程:p1V1T1=p2V2T2解得:h=0.24h。15.答案76
