高二新人教版物理選修3-3同步練習(xí)8-2 氣體的等容變化和等壓變化 Word版含答案

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1、 第二節(jié)　氣體的等容變化和等壓變化 基礎(chǔ)夯實(shí) 1．(2012·臨朐實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二檢測(cè))一定質(zhì)量的氣體保持壓強(qiáng)不變，它從0℃升到5℃的體積增量為ΔV1；從10℃升到15℃的體積增量為ΔV2，則(　　) A．ΔV1＝ΔV2 B．ΔV1>ΔV2 C．ΔV1<ΔV2 D．無法確定 答案：A 解析：由蓋·呂薩克定律＝＝可知ΔV1＝ΔV2，A正確。 2.(新海高二檢測(cè))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

2、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)減小而溫度沒變，也可能是壓強(qiáng)沒變而氣溫升高，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)。 3．如圖所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C的V－T圖象，由圖象可知(　　) A．pA>pB　　　　　　 B．pC

3、圖可以看出由A→B是等容過程，TB>TA，故pB>pA，A、C錯(cuò)誤，D正確；由B→C為等壓過程pB＝pC，故B錯(cuò)誤。 4．如圖所示，是一定質(zhì)量的理想氣體三種升溫過程，那么，以下四種解釋中，哪些是正確的(　　) A．a(chǎn)→d的過程氣體體積增加 B．b→d的過程氣體體積不變 C．c→d的過程氣體體積增加 D．a(chǎn)→d的過程氣體體積減小 答案：AB 解析：在p－T圖上的等容線的延長(zhǎng)線是過原點(diǎn)的直線，且體積越大，直線的斜率越小。由此可見，a狀態(tài)對(duì)應(yīng)體積最小，c狀態(tài)對(duì)應(yīng)體積最大。所以選項(xiàng)A、B是正確的。 5．對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，壓強(qiáng)增大到原來的二倍，則氣體溫度的變化情況是(

4、　　) A．氣體的攝氏溫度升高到原來的二倍 B．氣體的熱力學(xué)溫度升高到原來的二倍 C．氣體的攝氏溫度降為原來的一半 D．氣體的熱力學(xué)溫度降為原來的一半 答案：B 解析：一定質(zhì)量的氣體體積不變時(shí)，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比， 即＝，得T2＝＝2T1，B正確。 6．2009年2月2日中午中國(guó)南極昆侖站正式開始并投入使用，它將幫助我們占據(jù)南極科考制高點(diǎn)，對(duì)我國(guó)空間科學(xué)研究和空間安全監(jiān)測(cè)具有重要意義。在南極，考察隊(duì)員要忍受－50℃～－60℃的溫度。假設(shè)一考察隊(duì)員攜帶一密閉儀器，原先在溫度是27℃時(shí)，內(nèi)部壓強(qiáng)為1×105Pa，當(dāng)在南極溫度為－53℃時(shí)，其內(nèi)部壓強(qiáng)變?yōu)槎嗌伲? 答案：7.3×10

5、4Pa 解析：密閉儀器，體積一定，根據(jù)查理定律＝得p2＝p1＝×1×105Pa≈×1×105Pa≈7.3×104Pa 7．(嘉定模擬)如圖所示，上端開口的光滑圓柱形汽缸豎直放置，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封閉在汽缸內(nèi)。在汽缸內(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.現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，當(dāng)溫度為330K，活塞恰好離開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

6、：(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為等壓過程＝ 代入數(shù)據(jù)得ΔV＝640cm3 能力提升 1．粗細(xì)均勻，兩端封閉的細(xì)長(zhǎng)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程中，水銀將(　　) A．向A端

7、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 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)。 2．(?？诟叨z測(cè))如圖所示，某同學(xué)用封有氣體的玻璃管來測(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．如圖為0.

8、2mol的某種理想氣體壓強(qiáng)和溫度關(guān)系圖線，p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，則在狀態(tài)B時(shí)，氣體體積為多少？ 答案：5.6L 解析：由圖可知理想氣體在C點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，又知?dú)怏w的物質(zhì)的量為0.2mol，故氣體體積VC＝0.2mol×22.4L/mol＝4.48L。氣體從C→A為等容變化，故VC＝VA＝4.48L，而從A→B為等壓變化，由蓋·呂薩克定律知：＝，所以＝得：VB＝5.6L。 4．(2012·濰坊模擬)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)

9、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。 5．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)畫出整個(gè)過程的p－V圖線；

10、答案：(1)363K　(2)如圖所示 解析：(1)活塞由A移動(dòng)到B的過程中，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 6．(2012·濟(jì)南高三檢測(cè))1697年法國(guó)物理學(xué)家帕平發(fā)明了高壓鍋，高壓鍋與普通鋁鍋不同，鍋蓋通過幾個(gè)牙齒似的鍋齒與鍋體鑲嵌旋緊，加上鍋蓋與鍋體之間有橡皮制的密封圈，所以鍋蓋與鍋體之間不會(huì)漏氣，在鍋蓋中間有一排氣孔，上面再套上類似砝碼的限壓閥，將排氣孔堵住(如圖)。當(dāng)加熱高壓鍋，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增加到一定程度時(shí)，氣體就把限壓閥頂起來，這時(shí)蒸氣就從排氣孔向外排出。由于高壓鍋內(nèi)的壓強(qiáng)大，溫度高，食物容易煮爛。若已知排氣孔的直徑為0.3cm，外界大氣壓為1.0×105Pa，溫度為20℃，要使高壓鍋內(nèi)的溫度達(dá)到120℃，則限壓閥的質(zhì)量應(yīng)為多少？ 答案：0.024kg 解析：選鍋內(nèi)氣體為研究對(duì)象，則 初狀態(tài)：T1＝293K，p1＝1.0×105Pa 末狀態(tài)：T2＝393K 由查理定律得 p2＝＝Pa＝1.34×105Pa。 對(duì)限壓閥受力分析可得 mg＝p2S－p1S＝(p2－p1)S＝(p2－p1)π· ＝(1.34×105－1.0×105)×3.14×N＝0.24N， 所以m＝0.024kg。