发布时间 : 星期三 文章2020最新高中物理 第8章 气体 第2节 气体的等容变化和等压变化课堂作业 新人教版必备3-3更新完毕开始阅读98cff6650522192e453610661ed9ad51f11d544b
第八章 第2节 气体的等容变化和等压变化
基础夯实
一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来，这种现象的主要原因是( D )
A．软木塞受潮膨胀
B．瓶口因温度降低而收缩变小 C．白天气温升高，大气压强变大 D．瓶内气体因温度降低而压强减小
解析：冬季气温较低，瓶中的气体在V不变时，因温度T减小而使压强p减小，这样瓶外的大气压力将瓶塞位置下推，使瓶塞盖得紧紧的，所以拔起来就感到很吃力，故正确答案为D。
2．对于一定质量的气体，在压强不变时，体积增大到原来的两倍，则下列正确说法的是( B )
A．气体的摄氏温度升高到原来的两倍 B．气体的热力学温度升高到原来的两倍 1
C．温度每升高1 K体积增加原来的
273D．体积的变化量与温度的变化量成反比
解析：由盖·吕萨克定律可知A错误，B正确；温度每升高1 ℃即1 K，体积增加0 ℃1VΔV体积的，C错误；由盖·吕萨克定律的变形式＝可知D错误。
273TΔT3．(徐州市2016年高二下学期期末)如图所示是一定质量的气体从状态
A经B到状态C的V－T图象，由图象可知( C )
A．pA>pB B．pC C．AB过程的变化遵循查理定律 D．BC过程的变化遵循玻意耳定律 解析：A→B是等容升压过程，B→C是等压压缩过程，故只有选项C正确。 4．如图所示为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，关于这两个图象的正确说法是( AD ) 1 A．甲是等压线，乙是等容线 B．乙图中p-t线与t轴交点对应的温度是－273.15℃，而甲图中V-t线与t轴的交点不一定是－273.15℃ C．由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成直线关系 D．乙图表明温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变 解析：由查理定律p＝CT＝C(t＋273.15)及盖·吕萨克定律V＝CT＝C(t＋273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A正确；由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为－273.15℃，即热力学温度的0K，故B错；查理定律及盖·吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，故C错；由于图线是直线，故D正确。 5．某校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，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( BC ) A．甲同学：把烧瓶浸在热水中，同时把A向下移 B．乙同学：把烧瓶浸在热水中，同时把A向上移 C．丙同学：把烧瓶浸在冷水中，同时把A向下移 D．丁同学：把烧瓶浸在冷水中，同时把A向上移 解析：浸在热水中，温度升高，p＝p0＋h，上移A管保持体积不变；浸在冷水中，温度降低，p＝p0－h，下移A管保持体积不变。 二、非选择题 6．灯泡内充有氮氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在500℃时的压强不超过1atm，在20℃下充气，灯泡内气体的压强至多能充到多少？ 答案：0.38atm 解析：以灯泡内气体为研究对象，温度升高时体积不变，初状态为20℃，末状态温度为500℃，压强为1atm。应用查理定律即可求出初状态的压强。 则以灯泡内气体为研究对象。由查理定律可得＝，可求得p1＝p2 p1p2 T1T2T1T2 2 293 把T1＝(273＋20)K＝293K，T2＝(273＋500)K＝773K和p2＝1atm代入得p1＝×1atm 773＝0.38atm。 7．如图所示，带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，其下部放入盛水的烧杯中。注射器活塞的横截面积S＝5×10m，活塞及框架的总质量m0＝5×10kg，大气压强p0＝1.0×10Pa。当水温为t0＝13℃时，注射器内气体的体积为5.5mL。(g＝10m/s) (1)向烧杯中加入热水，稳定后测得t1＝65℃时，气体的体积为多大？ (2)保持水温t1＝65℃不变，为使气体的体积恢复到5.5mL，则要在框架上挂质量多大的钩码？ 答案：(1)6.5mL (2)0.1kg 解析：(1)由盖·吕萨克定律＝得V1＝6.5mL 2 －2 5 －52 V0V1 T0T1 m0gm＋m0gp0＋p0＋ SS(2)由查理定律＝ T0T1 解得m＝0.1kg。 能力提升 一、选择题(单选题) 1.如图所示，容器A和B分别盛有氢气和氧气，用一段竖直细玻璃管连通，管内有一段水银柱将两种温度相同的气体隔开。如果将两气体均降低10℃时，水银柱将( B ) A．向上移动 C．不动 B．向下移动 D．无法确定 ΔT解析：由查理定律的推论关系式Δp＝p得 T1010 ΔpA＝－pA<0，ΔpB＝－pB<0， TT因pA>pB，故|ΔpA|>|ΔpB|水银柱向A容器一方(向下)移动。故选项B正确。 2．(河北省冀州中学2017年高二下学期期中)2011年9月29日中国发射的第一个目标飞行器“天宫一号”在11月顺利实现与“神舟八号”飞船的对接任务。假设高空实验火箭起飞前，仪器舱内气体的压强p0＝1atm，温度t0＝27℃，在火箭加速竖直向上飞行的过程中，加速度的大小等于重力加速度g，仪器舱内水银气压计的示数为p＝0.6p0，已知仪器舱是密封的，那么，这段过程中舱内的温度是( C ) A．16.2℃ B．32.4℃ 3 C．360K D．180K 解析：加速前后，仪器舱内气体做的是等容变化，可以用查理定律求加速时舱内的温度。 300p0取舱内气体为研究对象，由查理定律得＝ T2p2 取气压计内水银面差为研究对象，由牛顿第二定律得p2S－m水银g＝m水银a，其中a＝g，则p2＝2ρgh，又p＝ρgh＝0.6p0，解得p2＝1.2p0，T2＝360K，故C正确。 3．如图所示为0.3mol的某种气体的压强和温度关系的p－t图线。 p0表示1个标准大气压，则在状态B时气体的体积为( D ) A．5.6L C．1.2L B．3.2L D．8.4L 解析：此气体在0℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×0.3L＝6.72L，根据图线所示，从p0到A状态，气体是等容变化，A状态的体积为6.72L，温度为127K＋273K＝400K，从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为227K＋273K＝500K，根据盖·吕萨克定律＝得，VB＝ 二、非选择题 4.(福建省漳州市2018届高三毕业班5月质量检查)竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB段处于水平状态。将竖直管BC灌满水银，使气体封闭在水平管内，各部分尺寸如图所示，此时气体温度T1＝300K，外界大气压强P0＝75cmHg。现缓慢加热封闭气体，使AB段的水银恰好排空，求： (1)此时气体温度T2； (2)此后再让气体温度缓慢降至初始温度T1，气体的长度L3多大。 答案：(1)394.7K (2)20cm 解析：以cmHg为压强单位，设玻璃管截面积为S (1)在AB段液柱排空的过程中气体是恒压变化过程 VAVBTATBVATB6.72×500 ＝L＝8.4L。 TA400 L1＝19cm，L2＝25cm，T1＝300K 由盖—吕萨克定律得 SL1SL2 ＝ T1T2 代入数据求得T2＝394.7K (2)当温度又降回室温时，T2＝300K，设最终气体长度为L3，与开始时的状态相比是做恒温变化过程，此时BC管中液柱长h3＝L3 气体压强为p3＝(75＋L3)cmHg 又开始时气体压强为p1＝(75＋25)cmHg＝100cmHg 由玻意耳定律得p3SL3＝p1SL1 4