2017-2018学年粤教版高中物理选修3-3习题：第二章+第八节气体实验定律（Ⅱ）+Word版含答案

第二章
固体、液体和气体
第八节
气体实验定律(Ⅱ)
A级　抓基础
1．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化情况是(　　)
A．气体的摄氏温度升高到原来的二倍
B．气体的热力学温度升高到原来的二倍
C．气体的摄氏温度降为原来的
D．气体的热力学温度降为原来的
解析：由查理定律知，压强增大到原来的二倍，则气体的热力学温度升高为原来的二倍，而摄氏温度不是升高为原来的二倍，则B正确．
答案：B
2．(多选)一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了，若气体原来温度是27
℃，则温度的变化是(　　)
A．升高到
450
K　　　
B．升高了
150
℃
C．升高到
40.5
℃
D．升高了450
℃
解析：由＝
得＝，则T2＝450
K
Δt＝450－300＝150(℃)．
答案：AB
3．一定质量的理想气体被一绝热气缸的活塞封在气缸内，气体的压强为p0，如果外界突然用力压活塞，使气体的体积缩小为原来的一半，则此时压强的大小为(　　)
A．p＜2p0　　　　
B．p＝2p0
C．p＞2p0
D．各种可能均有，无法判断
解析：外界突然用力压活塞，使气体的体积瞬间减小，表明该过程中气体和外界没有热变换，所以气体的内能将会变大，相应气体的温度会升高，若温度不变时，p＝2p0，因为温度变高，压强增大，则p＞2p0，故选项C正确．
答案：C
4．(多选)一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V T图上的表示如图所示，则(　　)
A．在过程AC中，气体的压强不断变大
B．在过程CB中，气体的压强不断变小
C．在状态A时，气体的压强最大
D．在状态B时，气体的压强最大
解析：气体在过程AC中发生等温变化，由pV＝C可知，体积减小，压强增大，故A正确．在CB变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由＝C可知，温度升高，压强增大，故B错误．综上所述，在ACB过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故C错误，D正确．
答案：AD
5．如图为0.3
mol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(　　)
A．5.6
L　　　B．3.2
L　　　C．1.2
L　　　D．8.4
L
解析：此气体在0
℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×0.3
L＝6.72
L．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6.72
L，温度为(127＋273)K＝400
K．从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为(227＋273)K＝500
K，根据盖·吕萨克定律＝，得VB＝＝
L＝8.4
L.
答案：D
6．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1
atm.若易拉罐承受的压强为1.2
atm，则保存温度不能超过多少？
解析：取CO2气体为研究对象，则：
初态：p1＝1
atm，T1＝(273＋17)
K＝290
K.
末态：p2＝1.2
atm，T2＝未知量．
气体发生等容变化，由查理定律＝得：
T2＝T1＝K＝348
K，
t＝(348－273)
℃＝75
℃.
答案：75
℃
B级　提能力
7．一个密封的钢管内装有空气，在温度为20
℃时，压强为1
atm，若温度上升到80
℃，管内空气的压强约为(　　)
A．4
atm
B.
atm
C．1.2
atm
D.
atm
解析：由＝得：＝，p2≈1.2
atm.
答案：C
8．(2016·上海卷)如图，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，初始时两管水银面等高，B管上方与大气相通．若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H，A管内的水银面高度相应变化h，则(　　)
A．h＝H
B．h＜
C．h＝
D.＜h＜H
解析：封闭气体是等温变化，B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H，压强变小，故气体体积要增大，但最终平衡时，封闭气体的压强比大气压小，一定是B侧水银面低，B侧水银面下降的高度(H－h)大于A侧水银面下降的高度h，故有H－h＞h，得h＜.
答案：B
9．(多选)如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是(　　)
A．环境温度升高
B．大气压强升高
C．沿管壁向右管内加水银
D．U形玻璃管自由下落
解析：对左管被封气体：p＝p0＋ph，由＝k，可知当温度T升高，大气压p0不变时，h增加，故A正确；大气压升高，h减小，B错；向右管加水银时，由温度T不变，p0不变，V变小，p增大，即h变大，C正确；U形管自由下落，水银完全失重，气体体积增加，h变大，D正确．
答案：ACD
10．如图所示，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，横截面积为5×10－3
m2，一定质量的气体被质量为2.0
kg的光滑活塞封闭在气缸内，其压强为________
Pa(大气压强取1.01×105
Pa，g取10
m/s2)．若从初温27
℃开始加热气体，使活塞离气缸底部的高度由0.50
m缓慢地变为0.51
m，则此时气体的温度为________
℃.
解析：p1＝＝＝
Pa＝0.04×105
Pa，
所以p＝p1＋p0＝0.04×105
Pa＋1.01×105
Pa＝1.05×105
Pa，由盖·吕萨克定律得＝，
即＝，所以t＝33
℃.
答案：1.05×105　33
11．如图所示，一端开口的钢制圆筒，在开口端上面放一活塞．活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计，现将其开口端向下，竖直缓慢地放入7
℃的水中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，这时筒内气柱长为14
cm，当水温升高到27
℃时，钢筒露出水面的高度为多少(筒的厚度不计)
解析：设筒底露出水面的高度为h.
当t1＝7
℃时，H1＝14
cm，当t2＝27
℃时，H2＝(14＋h)cm，由等压变化规律＝，得＝，
解得h＝1
cm，也就是钢筒露出水面的高度为1
cm.
答案：1
cm
12．如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40
cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内．在气缸内距缸底60
cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105
Pa，为大气压强)，温度为300
K．现缓慢加热气缸内气体，当温度为330
K，活塞恰好离开a、b；当温度为360
K时，活塞上升了4
cm.g取10
m/s2求：
(1)活塞的质量；
(2)物体A的体积．
解析：(1)设物体A的体积为ΔV.
T1＝300
K，p1＝1.0×105
Pa，V1＝60×40－ΔV，
T2＝330
K，p2＝Pa，V2＝V1，
T3＝360
K，p3＝p2，V3＝64×40－ΔV，
由状态1到状态2为等容过程＝，
代入数据得m＝4
kg.
(2)由状态2到状态3为等压过程＝，
代入数据得ΔV＝640
cm3.
答案：(1)4
kg　(2)640
cm3