2022學(xué)年高中物理 第二章 氣體 等容變化和等壓變化習(xí)題 教科版選修3-3

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1、2022學(xué)年高中物理 第二章 氣體 等容變化和等壓變化習(xí)題 教科版選修3-3 一、選擇題 1．對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)增大到原來(lái)的兩倍，則氣體溫度的變化情況是（ ）． A．氣體的攝氏溫度升高到原來(lái)的兩倍 B．氣體的熱力學(xué)溫度升高到原來(lái)的兩倍 C．氣體的攝氏溫度降為原來(lái)的一半 D．氣體的熱力學(xué)溫度降為原來(lái)的一半 2．對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，以下說(shuō)法正確的是（ ）． A．氣體做等容變化時(shí)，氣體的壓強(qiáng)和溫度成正比 B．氣體做等容變化時(shí)，溫度升高l℃，增加的壓強(qiáng)是原來(lái)壓強(qiáng)的1／273 C．氣體做等容變

2、化時(shí)，氣體壓強(qiáng)的變化量與溫度的變化量成正比 D．由查理定律可知，等容變化中，氣體溫度從t1升高到t2時(shí)，氣體壓強(qiáng)由p1增加到p2，且p2=p1[1+(t2－t1)／273] 3．一定質(zhì)量的氣體做等壓變化時(shí)，其V-t圖象如圖所示，若保持氣體質(zhì)量不變，而改變氣體的壓強(qiáng)，再讓氣體做等壓變化，則其等壓線與原來(lái)相比，下列可能正確的是（ ）． A．等壓線與y軸之間夾角變小 B．等壓線與y軸之間夾角變大 C．等壓線與t軸交點(diǎn)的位置不變 D．等壓線與t軸交點(diǎn)的位置一定改變 4．圖為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V關(guān)系圖象,它由

3、狀態(tài)A經(jīng)等容過(guò)程到狀態(tài)B,再經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)C。設(shè)A、B、C狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度分別為T(mén)A、TB、TC，則下列關(guān)系式中正確的是（ ）． A．TATB，TB=TC C．TA>TB，TBTC 5．如圖所示，將盛有溫度為T(mén)的同種氣體的兩容器用水平細(xì)管相連，管中有一小段水銀將A、B兩部分氣體隔開(kāi)，現(xiàn)使A、B同時(shí)升高溫度，若A升高至T+ΔTA，B升高至T+ΔTB，已知VA=2VB，要使水銀保持不動(dòng)，則（ ）． A．ΔTA=ΔTB B．ΔTA=2Δ

4、TB C． D． 6．一定質(zhì)量的氣體做等容變化時(shí)，其p-t圖象如圖8-3-24所示，若保持氣體質(zhì)量不變，而改變?nèi)萜鞯娜莘e，再讓氣體做等容變化，則其等容線與原來(lái)相比，下列說(shuō)法可能正確的是（ ）． A．等容線與p軸之間夾角變小 B．等容線與p軸之間夾角變大 C．等容線與t軸交點(diǎn)的位置不變 D．等容線與t軸交點(diǎn)的位置一定改變 7．在密封容器中裝有某種氣體，當(dāng)溫度從50℃升高到100℃時(shí)，氣體的壓強(qiáng)從p1變到p2，則（ ）． A． B． C． D． 8．粗細(xì)均勻，兩端封閉的細(xì)長(zhǎng)

5、玻璃管中，有一段水銀柱將管中氣體分為A和B兩部分，如圖8-3-25所示．已知兩部分氣體A和B的體積關(guān)系是VB=3VA，將玻璃管溫度均升高相同溫度的過(guò)程中，水銀將（ ）． A．向A端移動(dòng) B．向B端移動(dòng) C．始終不動(dòng) D．以上三種情況都有可能 二、填空題 　 9．如圖所示，在球形容器內(nèi)充有一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)大氣壓強(qiáng)是760mmHg，氣體溫度是27℃時(shí)，從接在容器下端U形管水銀壓強(qiáng)計(jì)可以確定氣體的壓強(qiáng)是___________mmHg； 　　如果大氣壓強(qiáng)保持不變，而氣體的溫度升高到47℃時(shí)，氣體的壓強(qiáng)將變?yōu)開(kāi)________

6、__mmHg，壓強(qiáng)計(jì)左側(cè)管內(nèi)水銀面將___________(填“上升”或“下降”)___________mm。(假設(shè)壓強(qiáng)計(jì)細(xì)管的容積很小，球形容器的熱膨也很小都可以不考慮) 　　 三、解答題 　　10．一定質(zhì)量的空氣，時(shí)的體積為1.0×10-2m3，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度升高時(shí)，體積是多大？ 11．如圖所示，一個(gè)粗細(xì)均勻的平底網(wǎng)管水平放置，右端用一橡皮塞塞住，氣柱長(zhǎng)20cm，此時(shí)管內(nèi)、外壓強(qiáng)均為1.0×10Pa，溫度均為27℃；當(dāng)被封閉氣體的溫度緩慢降至─3℃時(shí)，橡皮塞剛好被推動(dòng)；繼續(xù)緩慢降溫，直到橡皮塞向內(nèi)推進(jìn)5cm．已知圓管的橫截面積為4.0×10m，橡皮與網(wǎng)管間的滑動(dòng)摩擦力等于

7、最大靜摩擦力，大氣壓強(qiáng)保持不變．求： (1)橡皮與圓管間的最大靜摩擦力； (2)被封閉氣體最終的溫度． 12．如圖所示，兩端開(kāi)口的氣缸水平固定，A、B是兩個(gè)厚度不計(jì)的活塞，可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)。面積分別為S1=20cm2，S2=10cm2，它們之間用一根細(xì)桿連接，B通過(guò)水平細(xì)繩繞過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量為M=2kg的重物C連接，靜止時(shí)氣缸中的氣體溫度T1=600K，氣缸兩部分的氣柱長(zhǎng)均為L(zhǎng)，已知大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa，取g=10m/s2, 缸內(nèi)氣體可看作理想氣體。 （1）活塞靜止時(shí)，求氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)； （2）若降低氣缸內(nèi)氣體的溫度，當(dāng)活塞A緩慢向右移動(dòng)時(shí)，求氣缸內(nèi)氣體

8、的溫度。 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】B 【解析】由查理定律知，一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，注意公式中T為熱力學(xué)溫度． 2．【答案】C 【解析】一定質(zhì)量的氣體做等容變化，氣體的壓強(qiáng)是跟熱力學(xué)溫度成正比，跟攝氏溫度不是正比關(guān)系，答案A錯(cuò)；根據(jù)公式pt=p0(1+t／273)，其中p0是0℃時(shí)的壓強(qiáng)，答案B錯(cuò)誤；氣體壓強(qiáng)的變化量，總是跟溫度的變化量成正比，這里所講溫度既包括攝氏溫度，又包括熱力學(xué)溫度，答案C正確；根據(jù)公式pt=p0(1+t／273)，判斷D答案錯(cuò)誤． 3．【答案】A、B、C 【解析】對(duì)于一定質(zhì)量氣體

9、的等壓線，其V-T圖象的延長(zhǎng)線一定過(guò)－273.15℃的點(diǎn)，故C正確；由于題目中沒(méi)有給定壓強(qiáng)p的變化情況，因此A、B都有可能，故選A、B、C． 4．【答案】C 【解析】A→B為等容變化,根據(jù)查理定律：，pBVB，所以TC>TB，C正確。 5．【答案】A 【解析】水銀不移動(dòng)時(shí)，A、B兩部分氣體的體積都不變，則兩邊增加的壓強(qiáng)都相等，即，又因?yàn)?，即，A選項(xiàng)正確． 6．【答案】A、B、C 【解析】對(duì)于定質(zhì)量一定的氣體的等容變化的圖線，總是要經(jīng)過(guò)－273.15℃的點(diǎn)，因此，選項(xiàng)C正確；由于題目沒(méi)有給定體積變化

10、的關(guān)系，所以A、B、C都有可能． 7．【答案】C 8．【答案】C 【解析】由于兩邊氣體初狀態(tài)的溫度和壓強(qiáng)相同，所以升溫后，增加的壓強(qiáng)也相同，因此，水銀不移動(dòng)． 二、填空題 　　9．【答案】600，640，下降，20 【解析】在壓強(qiáng)計(jì)左管中取與右管上端水銀面等高的液片為研究對(duì)象， 由壓強(qiáng)平衡得p0＝p1+ph1 　　∴p1＝p0-ph1＝600mmHg 以球形容器內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象，氣體做等容變化， 初態(tài)： p1＝600mmHg，T1=27℃=300K 末態(tài)： p2＝？，T1=47℃=320K 根據(jù)查理定律有 　　 由于外界大氣壓不變，而p2＞

11、p1，故左側(cè)水銀面將下降。 設(shè)溫度升高后，水銀面高度差為h2，則 p2＝p0-ph2 解得 ph2＝p0-p2＝120mmHg， 所以 h2＝120mm， 則左側(cè)水銀面下降高度 　 三、解答題 　 10．【答案】氣體溫度升高時(shí)體積為 【解析】空氣初態(tài)下，，溫度升高時(shí)，即溫度變?yōu)椤? 　　根據(jù)蓋-呂薩克定律可得： 　　 　 11．【答案】(1) 0.4N；(2) 202.5K 【解析】(1)由題意知，氣體先發(fā)生等容變化，有：， ， 由，得： 對(duì)橡皮塞分析，有： 解得：f=0.4N (2)氣體后發(fā)生等壓變化，有：， 由，解得： 12．【答案】（1）1.2×105Pa；（2）500K 【解析】（1）設(shè)靜止時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為P1，活塞受力平衡： p1S1+ p0S2= p0S1+ p1S2+Mg， 代入數(shù)據(jù)解得壓強(qiáng)p1=1.2×105Pa； ? ? (2)由活塞A受力平衡可知缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)沒(méi)有變化，由蓋—呂薩克定律得： 代入數(shù)據(jù)解得T2=500K