8.2 气体的等容变化和等压变化 课堂限时训练（Word版，含解析）
文档属性
| 名称 | 8.2 气体的等容变化和等压变化 课堂限时训练（Word版，含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 262.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-22 13:22:26 | ||
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文档简介
气体的等容变化和等压变化
基础巩固
1.拔火罐的一种方法是将点燃的纸片放入一个小罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。其原因是,当火罐内的气体( )
A.温度不变时,体积减小,压强增大
B.体积不变时,温度降低,压强减小
C.压强不变时,温度降低,体积减小
D.质量不变时,压强增大,体积减小
2.一定质量的气体,保持体积不变,温度从1 ℃升高到5 ℃,压强的增量为2.0×103 Pa,则( )
A.它从5 ℃升高到10 ℃,压强增量为2.0×103 Pa
B.它从15 ℃升高到20 ℃,压强增量为2.0×103 Pa
C.它在0 ℃时,压强约为1.4×105 Pa
D.每升高1 ℃,压强增量为 Pa
3.(多选)下列各图中,能正确表示一定质量气体的等压变化的过程的图象是( )
4.一定质量的气体,在体积不变的条件下,温度由0 ℃升高到10 ℃时,其压强的增量为Δp1;当它由100 ℃升高到110 ℃时,所增压强为Δp2,则Δp1与Δp2之比是( )
A.10∶1 B.373∶273
C.1∶1 D.383∶283
5.某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度,存放食物之前该同学进行试通电,该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压为1.0×105 Pa,刚通电时显示温度为27 ℃,通电一段时间后显示温度为7 ℃,则此时密封的冷藏室中气体的压强是( )
A.0.26×105 Pa B.0.93×105 Pa
C.1.07×105 Pa D.3.86×105 Pa
6.
(多选)如图所示,在汽缸中用活塞封闭一定质量的气体,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,且不漏气,将活塞用绳子悬挂在天花板上,使汽缸悬空静止。若大气压不变,温度降低到某一值,则此时与原来相比较( )
A.绳子张力不变 B.缸内气体压强变小
C.绳子张力变大 D.缸内气体体积变小
7.(多选)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( )
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
8.
如图所示,汽缸A中封闭有一定质量的气体,活塞B与A的接触是光滑的且不漏气,B上放一重物C,B与C的总重力为G,大气压为p0。当汽缸内气体温度是20 ℃时,活塞与汽缸底部距离为h1;当汽缸内气体温度是100 ℃时活塞与汽缸底部的距离是多少
9.如图甲所示是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。
(1)说出A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图中TA的温度值;
(2)请在图乙坐标系中画出由状态A经过状态B变为状态C的p-T的图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定有关坐标值,请写出计算过程。
能力提升
1.(多选)如图所示,是一定质量的气体的三种变化过程,下列四种解释中,说法正确的是( )
A.a→d过程气体体积增加
B.b→d过程气体体积不变
C.c→d过程气体体积增加
D.a→d过程气体体积减小
2.(多选)如图所示,四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开,按图中标明的条件,当玻璃管水平放置时,水银柱处于静止状态。如果管内两端的空气都升高相同的温度,则水银柱向左移动的是( )
3.如图所示,某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度。当容器中的水温是30 ℃时,空气柱的长度为30 cm;当容器中的水温是90 ℃时,空气柱的长度为36 cm。则该同学测得的绝对零度相当于( )
A.-273 ℃ B.-270 ℃
C.-268 ℃ D.-271 ℃
4.对于一定质量的理想气体,以p、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系,在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值。如图所示,三个坐标系中,两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态。根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小。
(1)p-T图象(图甲)中A、B两个状态, 状态体积小。
(2)V-T图象(图乙)中C、D两个状态, 状态压强小。
(3)p-V图象(图丙)中E、F两个状态, 状态温度低。
5.用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V=355 mL。假设在室温(17 ℃)罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满CO2气体,气体压强为100 kPa。若易拉罐承受的压强为120 kPa,则保存温度不能超过多少
6.(2020全国卷Ⅲ)如图所示,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18 cm的U形管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h0=4 cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l=12 cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283 K,大气压强p0相当于76 cm水银柱产生的压强。
(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少
(2)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少
参考答案：
基础巩固
1.拔火罐的一种方法是将点燃的纸片放入一个小罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。其原因是,当火罐内的气体( )
A.温度不变时,体积减小,压强增大
B.体积不变时,温度降低,压强减小
C.压强不变时,温度降低,体积减小
D.质量不变时,压强增大,体积减小
解析纸片燃烧时,罐内气体的温度升高,将罐压在皮肤上后,封闭气体的体积不再改变,温度降低时,由查理定律知封闭气体压强减小,罐紧紧“吸”在皮肤上,B选项正确。
答案B
2.一定质量的气体,保持体积不变,温度从1 ℃升高到5 ℃,压强的增量为2.0×103 Pa,则( )
A.它从5 ℃升高到10 ℃,压强增量为2.0×103 Pa
B.它从15 ℃升高到20 ℃,压强增量为2.0×103 Pa
C.它在0 ℃时,压强约为1.4×105 Pa
D.每升高1 ℃,压强增量为 Pa
解析根据查理定律可知压强的变化Δp与摄氏温度的变化Δt成正比。根据题意可知,每升高1℃,压强的增量为500Pa,则可知选项A、B、D错误;由查理定律可得,代入数据解得p1=1.37×105Pa,则p0=p1-500Pa=1.365×105Pa,故选项C正确。
答案C
3.(多选)下列各图中,能正确表示一定质量气体的等压变化的过程的图象是( )
解析根据盖—吕萨克定律,=C(恒量),或者V=C(t+273.15℃),所以选项A、C、D正确。
答案ACD
4.一定质量的气体,在体积不变的条件下,温度由0 ℃升高到10 ℃时,其压强的增量为Δp1;当它由100 ℃升高到110 ℃时,所增压强为Δp2,则Δp1与Δp2之比是( )
A.10∶1 B.373∶273
C.1∶1 D.383∶283
解析气体做等容变化,由查理定律可得Δp=p,=1∶1。
答案C
5.某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度,存放食物之前该同学进行试通电,该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压为1.0×105 Pa,刚通电时显示温度为27 ℃,通电一段时间后显示温度为7 ℃,则此时密封的冷藏室中气体的压强是( )
A.0.26×105 Pa B.0.93×105 Pa
C.1.07×105 Pa D.3.86×105 Pa
解析冷藏室气体的初状态:T1=(273+27)K=300K,p1=1×105Pa
末状态:T2=(273+7)K=280K,压强为p2
气体体积不变,根据查理定律得:
代入数据得:p2≈0.93×105Pa。
答案B
6.
(多选)如图所示,在汽缸中用活塞封闭一定质量的气体,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,且不漏气,将活塞用绳子悬挂在天花板上,使汽缸悬空静止。若大气压不变,温度降低到某一值,则此时与原来相比较( )
A.绳子张力不变 B.缸内气体压强变小
C.绳子张力变大 D.缸内气体体积变小
解析由整体法可知绳子的张力不变,故选项A正确,C错误;取活塞为研究对象,气体降温前后均处于静止,mg和p0S及FT均不变,故pS不变,p不变,故选项B错误;由盖—吕萨克定律可知=C,当T减小时V一定减小,故选项D正确。
答案AD
7.(多选)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( )
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。
答案BC
8.
如图所示,汽缸A中封闭有一定质量的气体,活塞B与A的接触是光滑的且不漏气,B上放一重物C,B与C的总重力为G,大气压为p0。当汽缸内气体温度是20 ℃时,活塞与汽缸底部距离为h1;当汽缸内气体温度是100 ℃时活塞与汽缸底部的距离是多少
解析汽缸内气体温度发生变化时,汽缸内气体的压强保持不变,大小为p=p0+,其中S为活塞的横截面积。
以汽缸内气体为研究对象,初状态温度T1=(273+20)K,体积V1=h1S;末状态温度T2=(273+100)K=373K。由盖—吕萨克定律可得
(式中温度为热力学温度)
求得V2=V1=h1S
变化后活塞与汽缸底部的距离
h2=h1≈1.3h1。
答案1.3h1
9.如图甲所示是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。
(1)说出A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图中TA的温度值;
(2)请在图乙坐标系中画出由状态A经过状态B变为状态C的p-T的图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定有关坐标值,请写出计算过程。
解析(1)由题图甲可以看出,A与B的连线的延长线过原点,所以A→B是一个等压变化,即pA=pB。根据盖—吕萨克定律可知,所以TA=·TB=×300K=200K。
(2)由题图甲可知,B→C是等容变化,根据查理定律,得,则pC=·pB=·pB=pB=pA=×1.5×105Pa=2.0×105Pa。状态A→B→C的p-T图象如图所示。
答案(1)200 K (2)见解析
能力提升
1.(多选)如图所示,是一定质量的气体的三种变化过程,下列四种解释中,说法正确的是( )
A.a→d过程气体体积增加
B.b→d过程气体体积不变
C.c→d过程气体体积增加
D.a→d过程气体体积减小
解析在p-T图象中等容线是延长线过原点的直线,且体积越大,直线的斜率越小。因此,a状态对应的体积最小,c状态对应的体积最大,b、d状态对应的体积相等,故A、B正确。
答案AB
2.(多选)如图所示,四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开,按图中标明的条件,当玻璃管水平放置时,水银柱处于静止状态。如果管内两端的空气都升高相同的温度,则水银柱向左移动的是( )
解析假设升温后,水银柱不动,则压强要增加,由查理定律有,压强的增加量Δp=,而各管原p相同,所以Δp∝,即T高,Δp小,也就可以确定水银柱应向温度高的方向移动,故选项C、D正确。
答案CD
3.如图所示,某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度。当容器中的水温是30 ℃时,空气柱的长度为30 cm;当容器中的水温是90 ℃时,空气柱的长度为36 cm。则该同学测得的绝对零度相当于( )
A.-273 ℃ B.-270 ℃
C.-268 ℃ D.-271 ℃
解析设绝对零度相当于t0,则T1=-t0+30K,V1=30S,T2=-t0+90K,V2=36S,由盖—吕萨克定律得,代入数据解得t0=-270℃,故选项B正确。
答案B
4.对于一定质量的理想气体,以p、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系,在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值。如图所示,三个坐标系中,两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态。根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小。
(1)p-T图象(图甲)中A、B两个状态, 状态体积小。
(2)V-T图象(图乙)中C、D两个状态, 状态压强小。
(3)p-V图象(图丙)中E、F两个状态, 状态温度低。
解析(1)甲图画出的倾斜直线为等容线,斜率越小,体积越大,所以VB>VA,故A状态体积小;(2)乙图画出的倾斜直线为等压线,斜率越小,压强越大,所以pD>pC,故C状态压强小;(3)丙图画出的双曲线为等温线,离原点越远,温度越高,所以TE>TF,故F状态温度低。
答案(1)A (2)C (3)F
5.用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V=355 mL。假设在室温(17 ℃)罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满CO2气体,气体压强为100 kPa。若易拉罐承受的压强为120 kPa,则保存温度不能超过多少
解析取CO2气体为研究对象,则有
初态:p1=100kPa,T1=(273+17)K=290K
末态:p2=120kPa,T2为未知量
气体发生等容变化,由查理定律得
T2=T1=K=348K,
t=(348-273)℃=75℃。
答案75 ℃
6.(2020全国卷Ⅲ)如图所示,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18 cm的U形管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h0=4 cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l=12 cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283 K,大气压强p0相当于76 cm水银柱产生的压强。
(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少
(2)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少
解析(1)设密封气体初始体积为V1,压强为p1,左、右管的横截面积均为S,密封气体先经等温压缩过程体积变为V2,压强变为p2。由玻意耳定律有
p1V1=p2V2①
设注入水银后水银柱高度为h,水银的密度为ρ,按题设条件有
p1=p0+ρgh0②
p2=p0+ρgh③
V1=(2H-l-h0)S,V2=HS④
联立①②③④式并代入题给数据得
h=12.9cm。⑤
(2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3,温度变为T2,由盖—吕萨克定律有⑥
按题设条件有V3=(2H-h)S⑦
联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得T2=363K。⑧
答案(1)12.9 cm (2)363 K
基础巩固
1.拔火罐的一种方法是将点燃的纸片放入一个小罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。其原因是,当火罐内的气体( )
A.温度不变时,体积减小,压强增大
B.体积不变时,温度降低,压强减小
C.压强不变时,温度降低,体积减小
D.质量不变时,压强增大,体积减小
2.一定质量的气体,保持体积不变,温度从1 ℃升高到5 ℃,压强的增量为2.0×103 Pa,则( )
A.它从5 ℃升高到10 ℃,压强增量为2.0×103 Pa
B.它从15 ℃升高到20 ℃,压强增量为2.0×103 Pa
C.它在0 ℃时,压强约为1.4×105 Pa
D.每升高1 ℃,压强增量为 Pa
3.(多选)下列各图中,能正确表示一定质量气体的等压变化的过程的图象是( )
4.一定质量的气体,在体积不变的条件下,温度由0 ℃升高到10 ℃时,其压强的增量为Δp1;当它由100 ℃升高到110 ℃时,所增压强为Δp2,则Δp1与Δp2之比是( )
A.10∶1 B.373∶273
C.1∶1 D.383∶283
5.某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度,存放食物之前该同学进行试通电,该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压为1.0×105 Pa,刚通电时显示温度为27 ℃,通电一段时间后显示温度为7 ℃,则此时密封的冷藏室中气体的压强是( )
A.0.26×105 Pa B.0.93×105 Pa
C.1.07×105 Pa D.3.86×105 Pa
6.
(多选)如图所示,在汽缸中用活塞封闭一定质量的气体,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,且不漏气,将活塞用绳子悬挂在天花板上,使汽缸悬空静止。若大气压不变,温度降低到某一值,则此时与原来相比较( )
A.绳子张力不变 B.缸内气体压强变小
C.绳子张力变大 D.缸内气体体积变小
7.(多选)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( )
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
8.
如图所示,汽缸A中封闭有一定质量的气体,活塞B与A的接触是光滑的且不漏气,B上放一重物C,B与C的总重力为G,大气压为p0。当汽缸内气体温度是20 ℃时,活塞与汽缸底部距离为h1;当汽缸内气体温度是100 ℃时活塞与汽缸底部的距离是多少
9.如图甲所示是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。
(1)说出A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图中TA的温度值;
(2)请在图乙坐标系中画出由状态A经过状态B变为状态C的p-T的图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定有关坐标值,请写出计算过程。
能力提升
1.(多选)如图所示,是一定质量的气体的三种变化过程,下列四种解释中,说法正确的是( )
A.a→d过程气体体积增加
B.b→d过程气体体积不变
C.c→d过程气体体积增加
D.a→d过程气体体积减小
2.(多选)如图所示,四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开,按图中标明的条件,当玻璃管水平放置时,水银柱处于静止状态。如果管内两端的空气都升高相同的温度,则水银柱向左移动的是( )
3.如图所示,某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度。当容器中的水温是30 ℃时,空气柱的长度为30 cm;当容器中的水温是90 ℃时,空气柱的长度为36 cm。则该同学测得的绝对零度相当于( )
A.-273 ℃ B.-270 ℃
C.-268 ℃ D.-271 ℃
4.对于一定质量的理想气体,以p、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系,在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值。如图所示,三个坐标系中,两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态。根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小。
(1)p-T图象(图甲)中A、B两个状态, 状态体积小。
(2)V-T图象(图乙)中C、D两个状态, 状态压强小。
(3)p-V图象(图丙)中E、F两个状态, 状态温度低。
5.用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V=355 mL。假设在室温(17 ℃)罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满CO2气体,气体压强为100 kPa。若易拉罐承受的压强为120 kPa,则保存温度不能超过多少
6.(2020全国卷Ⅲ)如图所示,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18 cm的U形管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h0=4 cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l=12 cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283 K,大气压强p0相当于76 cm水银柱产生的压强。
(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少
(2)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少
参考答案：
基础巩固
1.拔火罐的一种方法是将点燃的纸片放入一个小罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。其原因是,当火罐内的气体( )
A.温度不变时,体积减小,压强增大
B.体积不变时,温度降低,压强减小
C.压强不变时,温度降低,体积减小
D.质量不变时,压强增大,体积减小
解析纸片燃烧时,罐内气体的温度升高,将罐压在皮肤上后,封闭气体的体积不再改变,温度降低时,由查理定律知封闭气体压强减小,罐紧紧“吸”在皮肤上,B选项正确。
答案B
2.一定质量的气体,保持体积不变,温度从1 ℃升高到5 ℃,压强的增量为2.0×103 Pa,则( )
A.它从5 ℃升高到10 ℃,压强增量为2.0×103 Pa
B.它从15 ℃升高到20 ℃,压强增量为2.0×103 Pa
C.它在0 ℃时,压强约为1.4×105 Pa
D.每升高1 ℃,压强增量为 Pa
解析根据查理定律可知压强的变化Δp与摄氏温度的变化Δt成正比。根据题意可知,每升高1℃,压强的增量为500Pa,则可知选项A、B、D错误;由查理定律可得,代入数据解得p1=1.37×105Pa,则p0=p1-500Pa=1.365×105Pa,故选项C正确。
答案C
3.(多选)下列各图中,能正确表示一定质量气体的等压变化的过程的图象是( )
解析根据盖—吕萨克定律,=C(恒量),或者V=C(t+273.15℃),所以选项A、C、D正确。
答案ACD
4.一定质量的气体,在体积不变的条件下,温度由0 ℃升高到10 ℃时,其压强的增量为Δp1;当它由100 ℃升高到110 ℃时,所增压强为Δp2,则Δp1与Δp2之比是( )
A.10∶1 B.373∶273
C.1∶1 D.383∶283
解析气体做等容变化,由查理定律可得Δp=p,=1∶1。
答案C
5.某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室内的温度,存放食物之前该同学进行试通电,该同学将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压为1.0×105 Pa,刚通电时显示温度为27 ℃,通电一段时间后显示温度为7 ℃,则此时密封的冷藏室中气体的压强是( )
A.0.26×105 Pa B.0.93×105 Pa
C.1.07×105 Pa D.3.86×105 Pa
解析冷藏室气体的初状态:T1=(273+27)K=300K,p1=1×105Pa
末状态:T2=(273+7)K=280K,压强为p2
气体体积不变,根据查理定律得:
代入数据得:p2≈0.93×105Pa。
答案B
6.
(多选)如图所示,在汽缸中用活塞封闭一定质量的气体,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,且不漏气,将活塞用绳子悬挂在天花板上,使汽缸悬空静止。若大气压不变,温度降低到某一值,则此时与原来相比较( )
A.绳子张力不变 B.缸内气体压强变小
C.绳子张力变大 D.缸内气体体积变小
解析由整体法可知绳子的张力不变,故选项A正确,C错误;取活塞为研究对象,气体降温前后均处于静止,mg和p0S及FT均不变,故pS不变,p不变,故选项B错误;由盖—吕萨克定律可知=C,当T减小时V一定减小,故选项D正确。
答案AD
7.(多选)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( )
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。
答案BC
8.
如图所示,汽缸A中封闭有一定质量的气体,活塞B与A的接触是光滑的且不漏气,B上放一重物C,B与C的总重力为G,大气压为p0。当汽缸内气体温度是20 ℃时,活塞与汽缸底部距离为h1;当汽缸内气体温度是100 ℃时活塞与汽缸底部的距离是多少
解析汽缸内气体温度发生变化时,汽缸内气体的压强保持不变,大小为p=p0+,其中S为活塞的横截面积。
以汽缸内气体为研究对象,初状态温度T1=(273+20)K,体积V1=h1S;末状态温度T2=(273+100)K=373K。由盖—吕萨克定律可得
(式中温度为热力学温度)
求得V2=V1=h1S
变化后活塞与汽缸底部的距离
h2=h1≈1.3h1。
答案1.3h1
9.如图甲所示是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。
(1)说出A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图中TA的温度值;
(2)请在图乙坐标系中画出由状态A经过状态B变为状态C的p-T的图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定有关坐标值,请写出计算过程。
解析(1)由题图甲可以看出,A与B的连线的延长线过原点,所以A→B是一个等压变化,即pA=pB。根据盖—吕萨克定律可知,所以TA=·TB=×300K=200K。
(2)由题图甲可知,B→C是等容变化,根据查理定律,得,则pC=·pB=·pB=pB=pA=×1.5×105Pa=2.0×105Pa。状态A→B→C的p-T图象如图所示。
答案(1)200 K (2)见解析
能力提升
1.(多选)如图所示,是一定质量的气体的三种变化过程,下列四种解释中,说法正确的是( )
A.a→d过程气体体积增加
B.b→d过程气体体积不变
C.c→d过程气体体积增加
D.a→d过程气体体积减小
解析在p-T图象中等容线是延长线过原点的直线,且体积越大,直线的斜率越小。因此,a状态对应的体积最小,c状态对应的体积最大,b、d状态对应的体积相等,故A、B正确。
答案AB
2.(多选)如图所示,四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开,按图中标明的条件,当玻璃管水平放置时,水银柱处于静止状态。如果管内两端的空气都升高相同的温度,则水银柱向左移动的是( )
解析假设升温后,水银柱不动,则压强要增加,由查理定律有,压强的增加量Δp=,而各管原p相同,所以Δp∝,即T高,Δp小,也就可以确定水银柱应向温度高的方向移动,故选项C、D正确。
答案CD
3.如图所示,某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度。当容器中的水温是30 ℃时,空气柱的长度为30 cm;当容器中的水温是90 ℃时,空气柱的长度为36 cm。则该同学测得的绝对零度相当于( )
A.-273 ℃ B.-270 ℃
C.-268 ℃ D.-271 ℃
解析设绝对零度相当于t0,则T1=-t0+30K,V1=30S,T2=-t0+90K,V2=36S,由盖—吕萨克定律得,代入数据解得t0=-270℃,故选项B正确。
答案B
4.对于一定质量的理想气体,以p、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系,在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值。如图所示,三个坐标系中,两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态。根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小。
(1)p-T图象(图甲)中A、B两个状态, 状态体积小。
(2)V-T图象(图乙)中C、D两个状态, 状态压强小。
(3)p-V图象(图丙)中E、F两个状态, 状态温度低。
解析(1)甲图画出的倾斜直线为等容线,斜率越小,体积越大,所以VB>VA,故A状态体积小;(2)乙图画出的倾斜直线为等压线,斜率越小,压强越大,所以pD>pC,故C状态压强小;(3)丙图画出的双曲线为等温线,离原点越远,温度越高,所以TE>TF,故F状态温度低。
答案(1)A (2)C (3)F
5.用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V=355 mL。假设在室温(17 ℃)罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满CO2气体,气体压强为100 kPa。若易拉罐承受的压强为120 kPa,则保存温度不能超过多少
解析取CO2气体为研究对象,则有
初态:p1=100kPa,T1=(273+17)K=290K
末态:p2=120kPa,T2为未知量
气体发生等容变化,由查理定律得
T2=T1=K=348K,
t=(348-273)℃=75℃。
答案75 ℃
6.(2020全国卷Ⅲ)如图所示,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18 cm的U形管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h0=4 cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l=12 cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283 K,大气压强p0相当于76 cm水银柱产生的压强。
(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少
(2)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少
解析(1)设密封气体初始体积为V1,压强为p1,左、右管的横截面积均为S,密封气体先经等温压缩过程体积变为V2,压强变为p2。由玻意耳定律有
p1V1=p2V2①
设注入水银后水银柱高度为h,水银的密度为ρ,按题设条件有
p1=p0+ρgh0②
p2=p0+ρgh③
V1=(2H-l-h0)S,V2=HS④
联立①②③④式并代入题给数据得
h=12.9cm。⑤
(2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3,温度变为T2,由盖—吕萨克定律有⑥
按题设条件有V3=(2H-h)S⑦
联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得T2=363K。⑧
答案(1)12.9 cm (2)363 K