高中物理粤教版3-3作业 　气体实验定律（Ⅱ） Word版含解析

　气体实验定律(Ⅱ)

1.(多选)一定质量的气体在体积不变时,下列有关气体的状态变化的说法正确的是(　　)
A.温度每升高1 ℃,压强的增量是原来压强的
1
273
B.温度每升高1 ℃,压强的增量约是0 ℃时压强的
1
273
C.气体的压强和热力学温度成正比
D.气体的压强和摄氏温度成正比
答案BC
解析根据查理定律p=CT,知C正确;将T=(273+t) K 代入,得p=C(273+t) K,升高1 ℃时的压强为p1=C(274+t) K,所以Δp=C=
??
(273+??)K
=
??
0
273
,B正确.
2.(多选)图中描述一定质量的气体做等容变化的图线是(　　)
/
答案CD
解析由查理定律知,一定质量的气体,在体积不变时,其压强和热力学温度成正比,C正确,A、B错误;在p-t图象中,直线与横轴的交点表示热力学温度的零度,D正确.
3.在寒冷的冬天气温零下33 ℃,某钢瓶内的液化气将用完时内部气体压强为1.2×105 Pa,现用热水加热液化气钢瓶使瓶内气压上升,以便继续使用一段时间.已知热水温度77 ℃,则加热后瓶内气体压强约为(　　)
A.2.8×105 Pa B.1.8×105 Pa
C.2.8×106 Pa D.1.8×106 Pa
答案B
解析由
??
1
??
1
=
??
2
??
2
,代入数据,得p2≈1.8×105 Pa,选项B正确.
4.(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(　　)
/
答案ACD
解析根据一定质量的气体的等压状态方程,即p=C(常数),
??
??
=k(恒量),或者V=k(t+273.15).所以选项A、C、D正确.
能力提升
5.如图所示,A、B两容器容积相等,用粗细均匀的细玻璃管连接,两容器内装有不同气体,细管中央有一段水银柱,在两边气体作用下保持平衡时,A中气体的温度为0 ℃,B中气体温度为20 ℃,如果将它们的温度都降低10 ℃,则水银柱将(　　)
/
A.向A移动 B.向B移动
C.不动 D.不能确定
答案A
解析由Δp=
Δ??
??
p,可知Δp∝
1
??
,所以A部分气体压强减小的多,水银将向左移动,选项A正确.
6.(多选)两端封闭的玻璃管,中间有一段水银把空气分割为两部分,当玻璃管竖直时,上、下两部分的空气体积相等,如果将玻璃管倾斜,则(　　)
A.水银柱下降,上面空气体积增大
B.水银柱上升,上面空气体积减小
C.水银柱不动,上面空气体积不变
D.下面部分的空气压强减小
答案BD
解析将玻璃管倾斜,下面部分的空气压强减小,由 pV=C得下方气体体积增大,故选项B、D正确.
7.(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
答案AD
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.
8.(多选)如图所示,甲、乙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(　　)
/
A.甲是等压线,乙是等容线
B.乙图中p-t线与t轴的交点对应的温度是 -273.15 ℃,而甲图中V-t线与t轴的交点对应的温度不是-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.乙图表明随温度每升高1 ℃,压强增加量相同,但甲图随温度的升高,压强不变
答案AD
解析由查理定律和盖—吕萨克定律可知,甲图是等压线,乙图是等容线,A正确;由“外推法”知,两种图线的反向延长线与t轴的交点温度都是-273.15 ℃,B错误;查理定律和盖—吕萨克定律的成立条件都是压强不太大、温度不太低,当压强很大、温度很低时,这些定律就不成立了,C错误;由于图线是直线,D正确.
9.(多选)如图所示,一小段水银封闭了一段空气,玻璃管竖直静放在室内.下列说法正确的是(　　)
/
A.现发现水银柱缓慢上升了一小段距离,这表明气温一定上升了
B.若外界大气压强不变,现发现水银柱缓慢上升了一小段距离,这表明气温上升了
C.若发现水银柱缓慢下降一小段距离,这可能是外界的气温下降所致
D.若把管子转至水平状态,稳定后水银未流出,此时管中空气的体积将大于原来竖直状态时的体积
答案BCD
解析若水银柱上移,表示气体体积增大,可能的原因是外界压强减小而温度没变,也可能是压强没变而气温升高,A错误,B正确;同理水银柱下降可能是气温下降或外界压强变大所致,C正确;管子置于水平时,压强减小,体积增大,D正确.
10.如图所示,两端开口的U形管,右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开,若在左管中再注入一些水银,平衡后则(　　)
/
A.下部两侧水银面A、B高度差h减小
B.h增大
C.右侧封闭气柱体积变小
D.水银面A、B高度差h不变
答案D
解析右管中的封闭气体的压强不变,所以水银面A、B高度差h不变.
11.右图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(　　)
/
A.pA>pB B.pCC.pA>pC D.pC>pB
答案D
解析A、B在同一等压线上,所以pA=pB,A错误;连接O、C得到另一条等压线,此等压线的斜率比A、B所在等压线的斜率小,而V-T图中直线的斜率表示压强的倒数,所以C点所在的等压线对应的压强大于A、B所在等压线对应的压强,即pC>pB,pC>pA,D正确,B、C错误.
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
答案C
解析由于两部分气体体积不同,则假设发生等容变化,由
??
2
??
1
=
??
2
??
1
,得
??
2
-
??
1
??
1
=
??
2
-
??
1
??
1
,即Δp=
??
1
??
1
ΔT.因为两边气体初状态的温度和压强相同,所以升温后,增加的压强也相同,因此,水银不移动.
13.如图所示,汽缸中封闭着温度为100 ℃的空气,一重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接,重物和活塞都处于平衡状态,这时活塞离汽缸底的高度为10 cm.如果缸内空气温度变为0 ℃,重物将上升多少厘米?(保留三位有效数字,取T=t+273 K)
/
答案2.68 cm
解析这是一个等压变化过程,设活塞的横截面积为S.
初态:T1=273 K+100 ℃=373 K,V1=10 cm×S;
末态:T2=273 K,V2=lS.
由盖—吕萨克定律
??
1
??
1
=
??
2
??
2
,得
lS=
??
2
??
1
V1,l=
273
373
×10 cm≈7.32 cm.
重物上升高度为10 cm-7.32 cm=2.68 cm.
14.汽车行驶时轮胎的胎压过高易造成爆胎事故,太低又会造成油耗上升.已知某型号轮胎能在-40~90 ℃的环境中正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过标准大气压的3.5倍,最低胎压不低于标准大气压的1.6倍,那么在t=20 ℃ 时给轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适?(设轮胎的容积不变)
答案在2.01 atm到2.83 atm之间比较合适
解析设在T=293 K时充气后的最小胎压为pmin,最大胎压为pmax,
由
??
min
??
=
??
1
??
1
=
1.6atm
233K
,
可得pmin=2.01 atm.
由
??
max
??
=
??
2
??
2
=
3.5atm
363K
,
可得pmax=2.83 atm.
故充气后的胎压在2.01 atm到2.83 atm之间比较合适.