2.8 气体实验定律（Ⅱ）+ 同步练习 Word版含解析

（十二） 气体实验定律（Ⅱ）
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一半
D．气体的热力学温度降为原来的一半
解析：选B　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。
2．贮气罐内的某种气体，在密封的条件下，温度从13 ℃上升到52 ℃，则气体的压强(　　)
A．升高为原来的4倍　　　 B．降低为原来的1/4
C．降低为原来的 D．升高为原来的
解析：选D　由＝得：＝＝＝。
3．[多选]一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，体积增大，则(　　)
A．气体分子的平均动能增大
B．气体分子的平均动能减小
C．气体分子的平均动能不变
D．分子密度减小，平均速率增大
解析：选AD　一定质量的理想气体，在压强不变时，由盖·吕萨克定律＝C可知，体积增大，温度升高，所以气体分子的平均动能增大，平均速率增大，分子密度减小，A、D对，B、C错。
4．一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：选C　外界突然用力压活塞，使气体的体积瞬时减小，表明该过程中气体和外界没有热交换，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，因温度变高，压强增大，则p>2p0，故选项C正确。
5.一定质量的理想气体的p -t图像如图所示，在气体由状态A变化到状态B的过程中，体积(　　)
A．一定不变
B．一定减小
C．一定增加
D．不能判定怎样变化
解析：选D　图中横坐标表示的是摄氏温度t。若BA的延长线与t轴相交在－273 ℃，则表示A到B过程中体积是不变的。但是，由图中无法作出这样的判定。
6.如图所示，a、b表示两部分气体的等压线，根据图中所给条件可知，当t＝273 ℃，气体a的体积比气体b的体积大(　　)
A．0.1 m3　　　　 B．0.2 m3
C．0.3 m3 D．0.4 m3
解析：选D　在0 ℃到273 ℃的温度区间上应用盖吕萨克定律分别研究气体a和b可得到方程
＝，＝。
解得Va＝0.6 m3，Vb＝0.2 m3，ΔV＝Va－Vb＝0.4 m3，正确选项为D。
7．对于一定质量的气体，以下说法正确的是(　　)
A．气体作等容变化时，气体的压强和温度成正比
B．气体作等容变化时，温度升高1 ℃，增加的压强是原来压强的1/273
C．气体作等容变化时，气体压强的变化量与温度的变化量成正比
D．由查理定律可知，等容变化中，气体温度从t1升高到t2时，气体压强由p1增加到p2，且p2＝p1·[1＋(t2－t1)/273]
解析：选C　气体等容变化时，压强与热力学温度成正比，但与摄氏温度不成正比，A错，由p＝p0，其中p0是0 ℃时的压强，B错。D选项中，由查理定理得：＝得，p2＝，D错。
8.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到C的V -T图像，由图像可知(　　)
A．pA>pB B．pCC．VA解析：选D　由A到B是等容变化，根据查理定律＝C(恒量)知，TB>TA，所以pB>pA，故D正确，A、C错误；由B到C是等压变化，所以pC＝pB，故B错误。
9.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程ab、bc、cd和da，这四段过程在p -T图上都是直线，其中ab的延长线通过坐标原点，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由图不能判断(　　)
A．ab过程中气体体积不断减小
B．bc过程中气体体积不断减小
C．cd过程中气体体积不断增大
D．da过程中气体体积不断增大
解析：选A　由于ab的延长线过坐标原点，斜率不变，ab过程是等容变化，A错误；把c、d与O连线，可得两条等容线，斜率关系是kOc>kOd>kab，故bc过程体积减小，cd过程体积增大，da过程体积增大。
10.(上海高考)如图，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强(　　)
A．逐渐增大　　　　　 B．逐渐减小
C．始终不变 D．先增大后减小
解析：选A　在V -T图像中，各点与坐标原点连线的斜率表示压强的大小。斜率越小，压强越大。
11.如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止。设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好。使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是(　　)
A．若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些
B．若外界大气压强增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大
C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
D．若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大
解析：选D　取活塞及汽缸为研究对象，其重力和弹簧弹力平衡，无论气体怎样变化，弹力不变，其长度不变，A错误；p气＝p0＋，大气压强p0增大，气体压强变大，温度不变，由玻意耳定律知气柱变短，即汽缸上底面离地高度变小，B错误；气体压强不变，温度升高，根据盖吕萨克定律知体积增大，气柱变长，知C错误，D正确。
12.粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分，如图所示。已知两部分气体A和B的体积关系是VB＝3VA，将玻璃管温度均升高相同温度的过程中，水银柱将(　　)
A．向A端移动 B．向B端移动
C．始终不动 D．以上三种情况都有可能
解析：选C　设水银柱不移动，由查理定律可知Δp＝p，ΔT、T、p相同，Δp相同，所以水银柱不移动，C对。
13．如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度与质量均不计，在B处设有限制装置，使活塞只能在B以上运动，B以下汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.2V0。开始时活塞在A处，温度为87 ℃，大气压强为p0，现缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，然后再缓慢降低汽缸内气体的温度，直到－3 ℃。求：
(1)活塞刚到达B处时的温度TB；
(2)缸内气体最后的压强p；
(3)在图乙中画出整个过程的p-V图线。
解析：(1)先是等压过程：＝，TB＝330 K。
(2)再是等温过程：p0×1.1V0＝p1×V0，
p1＝1.1p0，再等容过程：＝，p＝0.9p0。
(3)整个过程的p-V图线如图所示。
答案：(1)330 K　(2)0.9p0　(3)见解析
14．(2017·全国卷Ⅱ)一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压，温度T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。
(ⅰ)求该热气球所受浮力的大小；
(ⅱ)求该热气球内空气所受的重力；
(ⅲ)设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。
解析：(ⅰ)设1个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0，密度为ρ0＝①
在温度为T时的体积为VT，密度为
ρ(T)＝ ②
由盖-吕萨克定律得＝ ③
联立①②③式得ρ(T)＝ρ0 ④
气球所受到的浮力为f＝ρ(Tb)gV ⑤
联立④⑤式得f＝Vgρ0。 ⑥
(ⅱ)气球内热空气所受的重力为
G＝ρ(Ta)Vg ⑦
联立④⑦式得
G＝Vgρ0。 ⑧
(ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得
mg＝f－G－m0g ⑨
联立⑥⑧⑨式得m＝Vρ0T0－m0。
答案：(ⅰ)Vgρ0　(ⅱ)Vgρ0　
(ⅲ)Vρ0T0－m0