学年人教版选修3383理想气体的状态方程课时作业.docx

1、学年人教版选修3383理想气体的状态方程课时作业第八章 气体第3节 理想气体的状态方程1向固定容器内充气，当气体压强为p、温度为27时气体的密度为，当温度为327、气体压强为1.5p时，气体的密度为A0.25 B0.5C0.75 D【答案】C【解析】由理想气体状态方程得，所以V=V，所以=0.75，应选C。2一定质量的理想气体从状态M到达状态N，有两个过程可以经历，其pV图象如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是A气体经历过程1，其温度降低，内能减少B气体经历过程1，对外做功，内能不一定减少C气体在过程2中

2、，先向外放热后吸热D气体在过程2中，一直对外做功【答案】AC想气体状态方程，刚开始时，体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热，然后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，则温度升高，吸热，故C正确，D错误。3在图中，不能反映理想气体经历了等温变化等容变化等压变化，又回到原来状态的图是【答案】D【解析】根据pV、pT、VT图象的意义可以判断，其中选项D显示的是理想气体经历了等温变化等压变化等容变化，又回到原来状态的图，与题意不符。4一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在Aab过程中不断

3、增加Bbc过程中不断减小Ccd过程中不断增加 Dda过程中保持不变【答案】A气体的体积等于c状态气体的体积，则bc过程中体积不变，故B错误；cd过程是等压变化，温度降低，由盖吕萨克定律分析可知体积减小，故C错误；过d点的斜率大于过a点的斜率，则d点的体积小于a点的体积，da过程体积增大，故D错误。5甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲p乙。则A甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子

4、的平均动能【答案】BC【解析】根据理想气体的状态方程可知，因为p甲p乙，且V甲=V乙，则可判断出T甲T乙，B正确；气体的温度直接反映出气体分子的平均动能的大小，故C对。 学 6一定质量的理想气体，处于某一状态，经下列过程后会回到原来的温度的是A先保持压强不变，使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强B先保持压强不变，使它的体积缩小，接着保持体积不变而减小压强C先保持体积不变，增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀D先保持体积不变，减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀【答案】AD7一定质量的理想气体经历如图所示的一系列变化过程，ab、bc、cd和da这四个过程中在pT图上都是直线段，

5、其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab而cd平行于ab，由图可以判断Aab过程中气体体积不变Bbc过程中气体体积不断减小Ccd过程中气体体积不断增大Dda过程中气体体积不断减小【答案】ABC8已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为气缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中气缸内气体的内能A先增大后减小B先减小后增大C单调变化D保持不变【答案】B【解析】由图知气缸内理想气体状态的pV变化特点是先减小后增大，又因为常量)可知温度T先降低后升高，故气体内能先减小后增大，B正确。9如图所示，在固定的汽缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为S

6、A:SB=1:2。两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动。两个汽缸都不漏气。初始时，A、B中气体的体积皆为V0，温度皆为T0=300 。A中气体压强pA=1.5p0，p0是汽缸外的大气压强。现对A加热，使其中气体的压强升到，同时保持B中气体的温度不变。求此时A中气体温度TA。【答案】500 10一气象探测气球，在充有压强为1.00 atm(即76.0 cmHg)、温度为27.0的氦气时，体积为3.50 m3.在上升至海拔6.50 m高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压36.0 cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不

7、变已知在这一海拔高度气温为48.0。求：（1）氦气在停止加热前的体积；（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。【答案】（1）7.39 m3 （2）5.54 m3【解析】（1）在气球上升至海拔6.50 m高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程根据玻意耳定律有：p1V1=p2V2式中，p1=76.0 cmHg，V1=3.50 m3，p2=36.0 cmHg，V2是在此等温过程氦气末状态的体积由式得V2=7.39 m3 学 （2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T1=300 下降到与外界气体温度相同即T2=225 这是一等压过程根据盖吕萨克定律有式中，V3是在此等压过程氦气末状态的体积由

8、式得V3=5.54 m311如图甲所示为“”型上端开口的玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗细部分截面积分别为S1=2 cm2、S2=1 cm2。封闭气体初始温度为57 ，气体长度为L=22 cm，乙图为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线。（大气压强，摄氏温度t与热力学温度T的关系是T=t+273 ）。求：（1）和的值；（2）若缓慢升高气体温度，升高至多少摄氏度方可将所有水银全部压入细管内。【答案】（1） （2）369 12如图，可自由移动的活塞将密闭汽缸分为体积相等的上下两部分A和B，初始时A、B中密封的理想气体温度均为800 ，B中气体压强p=1.25l0

9、5 Pa，活塞质量m=2.5 g，汽缸横截面积S=10 cm2，汽缸和活塞均由绝热材料制成。现利用控温装置（未画出）保持B中气体温度不变，缓慢降低A中气体温度，使A中气体体积变为原来的3/4 ，若不计活塞与汽缸壁之间的摩擦，求稳定后A中气体的温度。（g=10 m/s2）【答案】450 13如图所示，一个开口向上的导热汽缸处于水平面上，截面积为10 cm2的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，气柱长度为15 cm，温度为27 。重力加速度取g=10 m/s2，大气压强恒为1.0105 Pa，不计活塞的重力及与汽缸之间的摩擦，现在活塞上缓慢倒上质量为5 g的沙子，试求：（1）稳定后气柱的长度是多

10、少？（2）若逐渐撤去沙子，对汽缸缓慢加热到一定温度，稳定后气柱长度为20 cm，则此时的温度是多少？【答案】（1） （2）【解析】（1）由等温过程可知解得气柱长度由理想气体状态方程可知解得T=400 （t=127）14一容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为27，如果把它加热到127，从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少倍？【答案】倍15如图所示，导热性能良好的汽缸开口向上，用轻质活塞封闭有体积为V0的理想气体，外界大气压强为P0，环境温度为T0，轻质活塞横截面积为S，与汽缸之间的摩擦不计。现在活塞上面放一质量为m的物块，活塞缓慢下移，并最终静止在某一位置

11、。重力加速度为g。求：（1）活塞精止时，离汽缸底端的距离是多少？（2）如果拿掉物块，要保持活塞位置不变，环境温度需要改变到多少？汽缸吸热还是放热？【答案】（1） （2） 气体向外放热【解析】（1）放上物块并稳定后，由平衡条件得达到稳定过程，根据玻意耳定律得p0V0=pSx解得（2）拿掉物块后的稳定过程，根据查理定律得 学 解得理想气体温度降低，根据热力学第一定律U=Q+W知，气体向外放热16如图甲所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m。现使汽缸内的气体缓缓按图乙所示的规律变化，汽缸内的气体从状态A变化到状态B。若该过程中气体内能发生了变化

12、，气体柱高度增加了L，设外界大气压强为p0，重力加速度为g。求：（1）汽缸内气体的温度为T1时，气体柱的高度 （用T1、T2及L表示）；（2）若气体从状态A变化到状态B的过程中从外界吸收的热量为Q，则被封闭气体的内能变化了多少？【答案】（1） （2）Q(mg+p0S)L17如图，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用刚性轻杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气。已知大活塞的质量为2m、横截面积为2S，小活塞的质量为m、横截面积为S，两活塞间距为L，大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝热，初始时氮气和汽缸外大气的压强均为p0，氮气的温度为T0，大活塞与大圆

13、筒底部相距为，小活塞与小圆筒底部相距为L。两活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g。现通过电阻丝缓慢加热氮气，当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时，求：（1）两活塞间氧气的压强；（2）小活塞下方氮气的温度。【答案】（1） （2）18如图甲所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0。A、B之间的容积为0.1V0，开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0（p0为大气压强），温度为297 ，现缓慢加热汽缸内的理想气体，直至399.3 。求：（1）活塞刚离开B处时的温度TB。（2）缸内气体最后的压强p。（3）在图乙中画出整个过程的pV图线。【答案】（1）330 （2）1.1p0 （3）见解析图