8.2 氣體的等容變化和等壓變化 習(xí)題.doc

8.2 氣體的等容變化和等壓變化 習(xí)題 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題) 1．(張店2013～2014學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))在冬季，剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過(guò)一個(gè)夜晚后，第二天拔瓶口的軟木塞時(shí)覺(jué)得很緊，不易拔出來(lái)，這種現(xiàn)象的主要原因是(　　) A．軟木塞受潮膨脹 B．瓶口因溫度降低而收縮變小 C．白天氣溫升高，大氣壓強(qiáng)變大 D．瓶?jī)?nèi)氣體因溫度降低而壓強(qiáng)減小 答案：D 解析：冬季氣溫較低，瓶中的氣體在V不變時(shí)，因T減小而使p減小，這樣瓶外的大氣壓力將瓶塞位置下推，使瓶塞蓋得緊緊的，所以拔起來(lái)就感到很吃力，故正確答案為D。 2．對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，體積增大到原來(lái)的兩倍，則下列正確說(shuō)法的是(　　) 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．溫度每升高1 K體積增加原來(lái)的 D．體積的變化量與溫度的變化量成反比 答案：B 解析：由蓋·呂薩克定律可知A錯(cuò)誤，B正確；溫度每升高1 ℃即1 K，體積增加0 ℃體積的，C錯(cuò)誤；由蓋·呂薩克定律的變形式＝可知D錯(cuò)誤。 3．一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度由0 ℃升高到10 ℃時(shí)，其壓強(qiáng)的增加量為Δp1，當(dāng)它由100 ℃升高到110 ℃時(shí)，其壓強(qiáng)的增加量為Δp2，則Δp1與Δp2之比是(　　) A．11 B．110 C．10110 D．11010 答案：A 解析：等容變化，這四個(gè)狀態(tài)在同一條等容線上，因Δt相同，所以Δp也相同，故A正確。 4.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(shuō)法正確的是(　　) A．現(xiàn)發(fā)現(xiàn)水銀柱緩慢上升了一小段距離，這表明氣溫一定上升了 B．若外界大氣壓強(qiáng)不變，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)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)現(xiàn)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(shí)管中空氣的體積將大于原來(lái)豎直狀態(tài)的體積 答案：BCD 解析：若水銀柱上移，表示氣體體積增大，可能的原因是外界壓強(qiáng)減小而溫度沒(méi)變，也可能是壓強(qiáng)沒(méi)變而氣溫升高，A錯(cuò)，B對(duì)，同理水銀柱下降可能是氣溫下降或外界壓強(qiáng)變大所致，C對(duì)，管子置于水平時(shí)，壓強(qiáng)減小，體積增大，D對(duì)。 5．如圖所示為一定質(zhì)量的某種氣體的等容或等壓變化圖象，關(guān)于這兩個(gè)圖象的正確說(shuō)法是(　　) A．甲是等壓線，乙是等容線 B．乙圖中p­t線與t軸交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度是－273.15℃，而甲圖中V­t線與t軸的交點(diǎn)不一定是－273.15℃ C．由乙圖可知，一定質(zhì)量的氣體，在任何情況下都是p 與t成直線關(guān)系 D．乙圖表明溫度每升高1℃，壓強(qiáng)增加相同，但甲圖表明隨溫度的升高壓強(qiáng)不變 答案：AD 解析：由查理定律p＝CT＝C(t＋273.15)及蓋·呂薩克定律V＝CT＝C(t＋273.15)可知，甲圖是等壓線，乙圖是等容線，故A正確；由“外推法”可知兩種圖線的反向延長(zhǎng)線與t軸的交點(diǎn)溫度為－273.15℃，即熱力學(xué)溫度的0K，故B錯(cuò)；查理定律及蓋·呂薩克定律是氣體的實(shí)驗(yàn)定律，都是在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的條件下得出的，當(dāng)壓強(qiáng)很大，溫度很低時(shí)，這些定律就不成立了，故C錯(cuò)；由于圖線是直線，故D正確。 二、非選擇題 6．燈泡內(nèi)充有氮?dú)寤旌蠚怏w，如果要使燈泡內(nèi)的混合氣體在500℃時(shí)的壓強(qiáng)不超過(guò)1atm，在20℃下充氣，燈泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)至多能充到多少？ 答案：0.38atm 解析：以燈泡內(nèi)氣體為研究對(duì)象，溫度升高時(shí)體積不變，初狀態(tài)為20℃，末狀態(tài)溫度為500℃，壓強(qiáng)為1atm。應(yīng)用查理定律即可求出初狀態(tài)的壓強(qiáng)。 則以燈泡內(nèi)氣體為研究對(duì)象。由查理定律可得＝，可求得p1＝p2 把T1＝(273＋20)K＝293K，T2＝(273＋500)K＝773K和p2＝1atm代入得 p1＝×1atm＝0.38atm。 7.如圖所示，上端開(kāi)口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，截面積為40cm2的活塞將一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內(nèi)。在氣缸內(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(dòng)。開(kāi)始時(shí)活塞擱在a、b上，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0(p0＝1.0×105Pa為大氣壓強(qiáng))，溫度為300K?，F(xiàn)緩慢加熱氣缸內(nèi)氣體，當(dāng)溫度為330K，活塞恰好離開(kāi)a、b；當(dāng)溫度為360K時(shí)，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。 答案：(1)4kg　(2)640cm3 解析：(1)設(shè)物體A的體積為ΔV。 T1＝300K，p1＝1.0×105Pa，V1＝60×40－ΔV T2＝330K，p2＝(1.0×105＋)Pa，V2＝V1 T3＝360K，p3＝p2，V3＝64×40－ΔV 由狀態(tài)1到狀態(tài)2為等容過(guò)程＝ 代入數(shù)據(jù)得m＝4kg (2)由狀態(tài)2到狀態(tài)3為等壓過(guò)程＝ 代入數(shù)據(jù)得ΔV＝640cm3 能力提升 一、選擇題(1、2題為單選題，3題為多選題) 1．如圖，一導(dǎo)熱性良好的氣缸內(nèi)用活塞封住一定量的氣體(不計(jì)活塞與缸壁摩擦)，當(dāng)溫度升高時(shí)，改變的量有(　　) A．活塞高度h B．氣缸體高度H C．氣體壓強(qiáng)p D．彈簧長(zhǎng)度L 答案：B 解析：氣體做等壓變化，溫度升高時(shí)，體積變大，所以氣缸距地面高度H減小。 2.如圖所示，某同學(xué)用封有氣體的玻璃管來(lái)測(cè)絕對(duì)零度，當(dāng)容器水溫是30℃時(shí)，空氣柱長(zhǎng)度為30cm，當(dāng)水溫是90℃時(shí)，空氣柱的長(zhǎng)度是36cm，則該同學(xué)測(cè)得的絕對(duì)零度相當(dāng)于多少攝氏度(　　) A．－273℃ B．－270℃ C．－268℃ D．－271℃ 答案：B 解析：由等壓變化知＝所以有＝， 即＝，ΔT＝300， 所以絕對(duì)零度應(yīng)是30℃－300℃＝－270℃，B對(duì)。 3．一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程，其中bc的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在(　　) A．a(chǎn)b過(guò)程中不斷增加 B．bc過(guò)程中保持不變 C．cd過(guò)程中不斷增加 D．da過(guò)程中保持不變 答案：AB 解析：首先，因?yàn)閎c的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)，所以bc是等容線，即氣體體積在bc過(guò)程中保持不變，B正確；ab是等溫線，壓強(qiáng)減小則體積增大，A正確；cd是等壓線，溫度降低則體積減小，C錯(cuò)誤；連接aO交cd于e，則ae是等容線，即Va＝Ve，因?yàn)閂d<Ve，所以Vd<Va，所以da過(guò)程中體積不是保持不變，D錯(cuò)誤。 二、非選擇題 4．如圖所示，水平放置的氣缸內(nèi)壁光滑，活塞的厚度不計(jì)，在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運(yùn)動(dòng)，A左側(cè)氣缸的容積為V0，A、B之間容積為0.1V0，開(kāi)始時(shí)活塞在A處，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0.9p0(p0為大氣壓強(qiáng))，溫度為297K，現(xiàn)通過(guò)對(duì)氣體緩慢加熱使活塞恰好移動(dòng)到B。求： (1)活塞移動(dòng)到B時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度TB； (2)畫(huà)出整個(gè)過(guò)程的p－V圖線。 答案：(1)363K　(2)如圖所示 解析：(1)活塞由A移動(dòng)到B的過(guò)程中，先做等容變化，后做等壓變化。由氣態(tài)方程得 ＝?。浇獾肨B＝363K。 (2)如上圖所示 5.如圖所示，A氣缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，溫度為27℃，活塞與氣缸底部距離為h，活塞截面積為S。氣缸中的活塞通過(guò)滑輪系統(tǒng)掛一重物，質(zhì)量為m。若不計(jì)一切摩擦，當(dāng)氣體的溫度升高10℃且系統(tǒng)穩(wěn)定后，求重物m下降的高度。 答案：h 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)生等壓變化。由蓋·呂薩克定律知： ＝＝，V1＝Sh，ΔV＝SΔh T1＝300K，解得Δh＝ΔT＝h。 6.(大慶鐵人中學(xué)2014～2015學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖所示為驗(yàn)證查理定律的實(shí)驗(yàn)裝置，A為燒瓶，內(nèi)貯空氣。B為U形管，下部與較長(zhǎng)的軟橡膠管相連。由于組裝不慎，U形管左側(cè)10cm水銀柱的下方混入一段長(zhǎng)為4cm的空氣柱，左側(cè)水銀柱上表面與標(biāo)志線E對(duì)齊。開(kāi)始時(shí)燒瓶所在水槽內(nèi)水溫為7℃，U形管兩邊水銀面相平。當(dāng)水溫升至63℃時(shí)，調(diào)整右邊開(kāi)口水銀管的高度，使左側(cè)水銀柱上表面仍與標(biāo)志線E對(duì)齊。已知大氣壓p0＝76cmHg。試求此時(shí)： (1)燒瓶A中的氣體壓強(qiáng)； (2)左側(cè)管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度；(保留2位有效數(shù)字) (3)右側(cè)管內(nèi)水銀面升高的高度。(保留3位有效數(shù)字) 答案：(1)96cmHg　(2)3.4cm　(3)16.6cm 解析：(1)設(shè)燒瓶?jī)?nèi)空氣為A，U形管中混入的空氣柱為B，它們初始狀態(tài)的壓強(qiáng)分別為pA和pB。 由圖得：pB＝p0＋ρgh＝(76＋14)cmHg＝90cmHg pA＝pB－ρgh′＝(90－10)cmHg＝80cmHg。 燒瓶?jī)?nèi)空氣發(fā)生等容變化，由查理定律得： pA′＝·pA＝×80cmHg＝96cmHg (2)空氣柱B末態(tài)壓強(qiáng)為： pB′＝pA′＋ρgh′＝(96＋10)cmHg＝106Hg 空氣柱B發(fā)生等溫變化，則有： pBLB＝pB′LB′ 代入解得：LB′＝3.4cm (3)在末態(tài)時(shí)，右側(cè)管內(nèi)水銀面高度將升高x，則： pB′＝p0＋x＋10＋3.4 得：x＝16.6cm。 6