2019-2020学年粤教版选修3-3 2.6气体状态参量 达标作业（解析版)

2.6气体状态参量
达标作业（解析版)
1．如图所示，一端开口一端封闭的长直玻璃管，灌满水银后，开口端向下竖直插入水银槽中，稳定后管内外水银面高度差为h，水银柱上端真空部分长度为L．现将玻璃管竖直向上提一小段，且开口端仍在水银槽液面下方，则（　　）
A．h变大，L变大 B．h变小，L变大
C．h不变，L变大 D．h变大，L不变
2．如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝20cm.活塞A上方的水银深H＝10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平．现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0相当于75cm高的水银柱产生的压强，则此时气体的压强为(　　)
A．100cmHg B．95cmHg C．85cmHg D．75cmHg
3．关于分子动理论，下列说法正确的是
A．液体分子的无规则运动被称为布朗运动
B．分子间距离减小时，引力增大，斥力减小
C．物体温度升高，所有分子的热运动都加快
D．温度是物体分子热运动平均动能的标志
4．如图所示，气缸内装有一定质量的气体，气缸的截面积为S，其活塞为梯形，它的一个面与气缸成θ角，活塞与器壁间的摩擦忽略不计，现用一水平力F缓慢推活塞，汽缸不动，此时大气压强为P0，则气缸内气体的压强P为：（ ）
A．P=P0+ B．P=P0+
C．P=P0+ D．P=P0+
5．如图所示，一弹簧秤上端固定，下端拉住活塞提起气缸，活塞与气缸间无摩擦，气缸内装一定质量的理想气体，系统处于静止状态，现使缸内气体的温度升高，则在此过程中，气体体积V与弹簧秤拉力F的变化情况是（ ）
A．V增大，F增大 B．V增大，F减小
C．V不变，F不变 D．V增大，F不变
6．两个容器A、B用截面均匀的水平玻璃管相通，如图所示，A、B中所装气体温度分别为100℃和200℃，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高100℃，则水银将( )
A．向左移动 B．向右移动
C．不动 D．无法确定
7．如图所示，在U型管的封闭端A内有一部分气体，管中标斜线部分均为水银，则A内气体的压强p应为下述关系式中是
A．p＝h2
B．p＝p0－h2
C．p＝p0－h1－h2
D．p＝p0＋h1
8．关于平衡态和热平衡下列说法正确的是(?? )
A．热平衡就是平衡态
B．只要系统的温度不变化，系统就处于平衡态
C．处于热平衡的两个系统内能一定相同
D．处于热平衡的两个系统温度一定相同
9．如图所示，一定质量的理想气体，经过图线A→B→C→A的状态变化过程，AB的延长线过O点，CA与纵轴平行。由图线可知 (　 　)
A．A→B过程压强不变，外界对气体做功
B．B→C过程压强增大，外界对气体做功
C．C→A过程压强不变，气体对外做功
D．C→A过程压强减小，外界对气体做功
10．在标准大气压(相当于76 cmHg产生的压强)下做托里拆利实验时，由于管中混有少量空气，水银柱上方有一段空气柱，如图所示，则管中稀薄气体的压强相当于下列哪个高度的水银柱产生的压强(　　)
A．0 cm
B．60 cm
C．30 cm
D．16 cm
11．一定质量的理想气体经历了如图所示的ABCDA循环，p1、p2、V1、V2均为已知量．已知A状态的温度为T0，求：
①C状态的温度T；
②成一个循环，气体与外界热交换的热量Q．
12．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其p -V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27 ℃，求：
(ⅰ)该气体在状态B和C时的温度分别为多少K?
(ⅱ)该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？
13．如图所示，水平放置的一根玻璃管和几个竖直放置的U形管内都有一段水银柱，封闭端里有一定质量的气体，图(a)中的水银柱长度和图(b)、(c)、(d)中U形管两臂内水银柱高度差均为h=10cm，外界大气压强p0＝76cmHg，则四部分气体的压强分别为pa=________cmHg，pb=________cmHg，pc=________cmHg，pd=________cmHg．
14．如图所示，在左端封闭的U形管中，用水银封住了A、B两段空气柱，外界大气压强为76cmHg，则PA=_________，PB=_________．
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
因为实验中，玻璃管内封闭了一段空气，因此，大气压等于玻璃管中水银柱产生的压强，大气压不变的情况下，向上提起一段距离，管口未离开水银面，水银柱的高度差h不变，产生压强始终等于大气压，管内封闭水银柱长度不变，真空部分长度变大；
A．h变大，L变大，与结论不相符，选项A错误；
B．h变小，L变大，与结论不相符，选项B错误；
C．h不变，L变大，与结论相符，选项C正确；
D．h变大，L不变，与结论不相符，选项D错误；
故选C．
【点睛】
在本实验中，玻璃管内水银柱的高度h主要受内外压强差的影响，管内封闭部分为真空无压强，大气压不变，水银柱产生的压强等于大气压，故高度不变．
2．B
【解析】
【详解】
当有一半的水银被推入细筒中时，由于粗筒横截面积是细筒横截面积的3倍，因此，细筒中水银柱的高度为，活塞A上方水银柱的总高度，因活塞A的重力不计，所以气体的压强.
A.100cmHg与分析结果不相符；故A项不合题意.
B.95cmHg与分析结果相符；故B项符合题意.
C.85cmHg与分析结果不相符；故C项不合题意.
D.75cmHg与分析结果不相符；故D项不合题意.
3．D
【解析】
【详解】
A.布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，而是液体分子的无规则运动的间接反映，故选项A错误；
B.分子间的引力和斥力总是同时存在，并且都随分子间的距离的减小而增大，斥力增大得快，故选项B错误；
CD.温度是分子平均动能的标志，温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大，物体中分子热运动加剧，不是所有分子的热运动都加快，故选项D正确，C错误。
4．B
【解析】
【详解】
在力F作用下气缸不动，内外压强平衡，外部压强为F作用在截面积为S上产生的压强和大气压强之和，故封闭气体压强P=P0+，选B
5．D
【解析】
【详解】
设活塞与气缸的质量分别为m和M，活塞的横截面积为S，大气压为 ，封闭气体的压强为P．
以气缸为研究对象，根据平衡条件得：，得：，可知，封闭气体的压强P保持不变，使气缸内气体的温度升高时，气体发生等压变化，由盖?吕萨克定律分析得知气缸内气体的温度升高，体积V增大．对活塞与气缸为研究对象，由平衡条件得，弹簧秤拉力F=（M+m）g，则得F保持不变．
A. V增大，F增大，与上述结论不符，故A错误
B. V增大，F减小，与上述结论不符，故B错误
C. V不变，F不变，与上述结论不符，故C错误
D. V增大，F不变，与上述结论相符，故D正确。
6．B
【解析】
假定两个容器的体积不变，即不变，A、B中所装气体温度分别为283k和293k，当温度升高时，容器A的压强由增至，，容器B的压强由增至，，由查理定律得：，因为，所以，即水银柱应向右移动。故选B。
7．B
【解析】
【详解】
设内气体的压强，由题意可知，解得：，故选项B正确，A、C、D错误。
8．D
【解析】
【详解】
A．平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，故A错误；
B．一个系统的温度、压强、体积都不变化，系统才处于平衡态，仅仅根据温度不变且处处相等不能得出系统一定处于平衡态的结论，故B错误；
CD．如果两个系统处于热平衡状态，则它们的温度一定相同，但是内能不一定相同；故C错误，D正确.
9．B
【解析】
【详解】
如图做过C的等容线，则体积相等的情况下，C的温度高，所以C的压强一定比AB两点的压强大。
由图示可知，AB过程，气体体积与热力学温度成正比，则气体发生等压变化，气体压强不变，体积减小，外界对气体做功，故A错误；如图做过C的等容线，则体积相等的情况下，C的温度高，所以C的压强一定比AB的压强大，由图可知体积减小，外界对气体做功；故B正确；C的压强一定比AB两点的压强大，所以C→A过程压强减小；由图可知气体的体积增大，气体对外界做功，故CD错误。故选B。
【点睛】
本题考查气体的状态方程中对应的图象，要抓住在P-T图象中等压线为过原点的直线.解决此类题目得会从图象中获取有用信息，判断出气体情况，内能变化情况，然后利用热力学第一定律即可做出正确得分析。
10．D
【解析】
设管内气体压强为p，则有：p+60cmHg=76cmHg，可得管中稀薄气体的压强相当于16cmHg，选项ABC错误，D正确.
故选：D
11．①②，吸热
【解析】
试题分析：①根据图示图象判断出气体状态变化过程，然后应用查理定律与盖吕萨克定律求出气体的温度；②根据图示图象求出整个过程气体对外做功，然后应用热力学第一定律求出气体与外界交换的热量．
①由图示图象可知，从C到D过程为等容变化，由查理定律得：
由图示图象可知，从D到A过程为等压变化，由盖吕萨克定律得：
解得：
②由C到D过程与由A到B过程气体体积不变，气体不做功
从B到C过程气体对外做功：
从D到A过程外界对气体做功：
对全过程气体做功：
整个过程气体温度不变，
由热力学第一定律得：
则，气体吸热
【点睛】本题考查了求气体的温度与气体与外界交换的热量，分析清楚图示图象、分析清楚气体状态变化过程是解题的前提与关键；应用查理定律、盖吕萨克定律与热力学第一定律可以解题．
12．（1）600K，300K （2）放热，1000J
【解析】
【详解】
（1）根据图象可知A到B过程发生等容变化，
A状态：压强pA=2×105 Pa，温度：TA=（27+273）K=300 K
B状态：压强pB=4×105 Pa，温度：TB
根据查理定律可得：
解得：TB=600 K，tB=327 ℃
根据图象可知B到C过程发生等压变化，
B状态：体积VB=4.0×10–3 m3，温度：TB=600 K
C状态：体积VC=2.0×10–3 m3，温度：TC
根据盖–吕萨克定律可得：
解得：TC=300 K，即tC=27 ℃
（2）由于TA=TC，一定质量理想气体在状态A和状态C内能相等，ΔU=0
从A到B气体体积不变，外界对气体做功为0，从B到C气体体积减小，外界对气体做正功，由p–V图线与横轴所围矩形的面积可得外界对气体做功：
W=PC（VB–VC）=4.0×105×（4.0×10–3–2.0×10–3）J=8×102 J
由热力学第一定律：ΔU=W+Q
可得：Q=–8×102 J，即气体向外界放出热量。
13．76 86 66 86
【解析】
【详解】
由平衡条件可知，封闭气体的压强：
如图a所示，玻璃管水平，水银柱平衡,其两侧压强相等，
则p1=p0=76cmHg；
如图b所示,水银柱自由端比封闭端高,封闭气体的压强比大气压大,
则p2=p0+h=76+10=86cmHg;
如图c所示：水银柱自由端比封闭端低，封闭气体的压强比大气压小，
则p3=p0-h=76-10=66cmHg；
如图d所示：水银柱自由端比封闭端高，封闭气体的压强比大气压大，
则p4=p0+h=76+10=86cmHg．
14．75cmHg 81cmHg
【解析】
【详解】
对于B部分气体，气体的压强为：；
对于A部分气体，气体的压强为：。