选修3-3 8.3 理想气体的状态方程 同步练习(word含答案)

选修3-3 8.3 理想气体的状态方程 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 描述气体状态的参量是指
A. 质量、温度、密度 B. 温度、体积、压强
C. 质量、压强、温度 D. 密度、压强、温度
2. 光滑绝热的轻质活塞把密封的圆筒容器分成 、 两部分，这两部分充有温度相同的气体，平衡时 ，现将 中气体温度加热到 ， 中气体温度降低到 ，待重新平衡后，这两部分气体体积的比 为
A. B. C. D.
3. 已知湖水深度为 ，湖底水温为 ，水面温度为 ，大气压强为 。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的 （取 ，）
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
4. 一定质量的理想气体，初始状态的参量为 、 、 ，经过一系列状态变化后，压强仍为 ，下列可以实现的过程是
A. 先等温压缩，再等容降温 B. 先等温膨胀，再等容降温
C. 先等容升温，再等温压缩 D. 先等容降温，再等温膨胀
5. 已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为气缸内一定质量的理想气体由状态 到状态 的变化曲线，则在整个过程中气缸内气体的内能
A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 单调变化 D. 保持不变
6. 一定质量的理想气体，其状态变化过程的 关系图象如图所示，该过程的 图象应是
A. B.
C. D.
7. 如图所示为用导热性良好的注射器和压强传感器探究气体等温变化的规律，分别记录均匀注射器内空气柱的压强 和空气柱的体积 ，实验数据如表所示。数据中 和 的乘积越来越小，造成这一现象的原因可能是
A. 实验环境温度升高
B. 外界大气压强变小
C. 注射器内的气体向外发生了泄漏
D. 注射器活塞与筒壁间的摩擦力变大
8. 一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为 ，，，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为 ，，，下列关系可能正确的是
A. ，， B. ，，
C. ，， D. ，，
9. 一定质量理想气体的状态变化如图所示，则该气体
A. 状态 的压强大于状态 的压强
B. 状态 的压强大于状态 的压强
C. 从状态 到状态 ，体积减小
D. 从状态 到状态 ，温度不变
10. 一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其 图线如图所示，变化顺序由 ，图中 线段延长线过坐标原点， 线段与 轴垂直， 线段与 轴垂直。气体在此状态变化过程中
A. ，压强减小、温度不变、体积减小
B. ，压强增大、温度升高、体积增大
C. ，压强不变、温度升高、体积减小
D. ，压强减小、温度升高、体积不变
二、填空题（共4小题；共24分）
11. 如图所示，粗细均匀的细 形管竖直放置，左右两侧管中各有一段水银柱，长度如图所示，水平管中封闭 长的空气柱，设大气压强为 ，环境温度为 ，此时管中气体的压强等于 ，温度升到 ，左侧水银柱刚好全部进入竖直管。
12. 如图所示为一定质量气体的 图线，从图线可知， 气体状态是 变化过程， 是 变化过程， 是 变化过程。
13. 一玻璃管竖直插在液体中，管内液面比管外液面高 ，顶端封闭空气柱长度为 ，若将玻璃管偏转一点而保持露出液面的管长不变，则 将 ， 将 ；若将玻璃管偏转一点而保持露出液面的高度不变，则 将 ， 将 。（均选填“变大”“变小”或“不变”）
14. 对于一定质量的理想气体，以 、 、 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.
（） 图象（图甲）中 、 两个状态， 状态体积小；
（） 图象（图乙）中 、 两个状态， 状态压强小；
（） 图象（图丙）中 、 两个状态， 状态温度低。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 贮气桶的容积为 ，贮有温度为 、压强为 的氢气，使用后氢气温度降为 ，压强降为 ，求用掉的氢气占原有氢气的百分比。（结果保留一位小数）
16. 如图所示，一个密闭的汽缸，被活塞分成体积比为 的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的，它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等。现利用右室中的电热丝对右室加热一段时间，活塞达到平衡后，左室的体积变为原来的 ，气体的温度 ，求右室气体的温度。
17. 一定质量的理想气体从状态 经状态 变化到状态 ，其 图象如图所示，求该过程中气体吸收的热量 。
答案
第一部分
1. B
【解析】气体状态的参量是指温度、压强和体积，B 对。
2. B
【解析】对 部分气体有：
对 部分气体有：
因为 ，，，所以由 得
所以
3. C
【解析】湖底压强大约为 ，即 个大气压，由气体状态方程，，当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的 倍，选项C正确。
4. A
【解析】根据理想气体状态方程 可知，理想气体先等温压缩，压强增大，再等容降温，压强减小，压强可以回到初始值，A正确；同理，理想气体先等温膨胀，压强减小，再等容降温，压强减小，压强不能回到初始值，B错误；理想气体先等容升温压强增大，再等温压缩压强增大，压强不能回到初始值，C错误；理想气体先等容降温，压强减小，再等温膨胀，压强减小，压强不能回到初始值，D错误。
5. B
【解析】根据等温线可知，从 到 变化过程中温度先降低再升高，变化规律复杂，由此判断B项正确。
6. C
【解析】根据理想气体状态方程 ，由图象可知 ，则 ，由数学知识可知，该过程的 图象为选项C所示图象，故选C。
7. C
【解析】实验时环境温度升高，则根据理想气体状态方程 ， 乘积应变大，故A错误；
根据实验操作图可知，外力作用在活塞上，使得该封闭气体压强与体积发生变化，封闭气体的压强和体积之积与外界大气压强无关，故B错误；
实验时注射器的空气向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程 可知，常数 与质量有关，质量变小，则常数 减小， 乘积减小，故C正确；
根据实验操作图可知，外力作用使得气体体积和压强发生变化，采集器记录下压强值，通过注射器上刻度得到空气柱体积，实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积的乘积，故D错误。
8. B
【解析】根据理想气体状态方程 ，若 ，，则 ，故A错误；若 ，，则 ，故B正确；若 ，，则 ，故C、D错误。
9. A
【解析】分别过 四个点作出等压变化线，如图所示。
保持体积不变，温度越高，则压强越大，可知在 图象中，等压线倾角越大，压强越小，所以 ，故A正确，B错误；
由图象可知，状态 到状态 体积增大，故C错误；
从状态 到状态 ，温度升高，故D错误。
10. B
【解析】由图象可知， 过程，气体压强减小而体积增大，故A错误；由图象可知， 过程，压强 变大、体积 增大，由理想气体状态方程 知，温度一定升高，故B正确；由图象可知， 过程，气体压强 不变而体积 变小，由理想气体状态方程 可知，气体温度降低，故C错误；由图象可知， 过程，气体体积 不变，压强 变小，由理想气体状态方程 可知，气体温度降低，故D错误。
第二部分
11. ；
【解析】封闭气体在加热前为初状态，体积 ，温度 ，压强 。左侧水银柱刚好全部进入竖直管为末状态，此时左侧水银柱进入竖直管的长度为 ，所以压强 ，则右侧水银柱进入竖直管的长度也为 ，水平部分的水银柱减少了 ，所以封闭气体的体积 ；由理想气体的状态方程有 ，解得 ，所以 。
12. 等压膨胀；等温膨胀；等容升温
13. 变小；变小；变大；变大
14. （）
（）
（）
【解析】甲图画出的倾斜直线为等容线，斜率越小，体积越大，所以 。
乙图画出的倾斜直线为等压线，斜率越小，压强越大，所以 。
丙图画出的双曲线为等温线，离原点越远，温度越高，所以 。
第三部分
15.
【解析】解法一：选取桶内原有的全部氢气为研究对象，且把没用掉的氢气包含在末状态中，则初状态有 ，，；末状态有 ，，
由 得 。
用掉的氢气占原有氢气的百分比为
。
解法二：取剩下的气体为研究对象，
初状态有 ，；末状态有 ，，，
由 得 ，
用掉的氢气占原有氢气的百分比为
。
16.
【解析】由题意可知，左、右两室内气体初始状态压强和温度相同，设为 、 ，体积分别为 和 ；以左室气体为研究对象，由理想气体状态方程可得 ；以右室气体为研究对象有 ，代入数据解得 。
17.
【解析】由题图可知 、 两状态气体的温度相同，内能相同。由 到 的过程，气体发生等压变化，体积增大，外界对气体做的功 ，由 到 ，气体发生等容变化，，从 到 全过程根据热力学第一定律 ，解得该过程吸收的热量 。
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