2019—2020学年高中物理沪科版选修3-3：2.3查理定律和盖—吕萨克定律 课时作业1（解析版）

2.3查理定律和盖—吕萨克定律
课时作业（解析版)
1．一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其p—T图像如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．状态a的体积小于状态b的体积
B．状态b的体积小于状态c的体积
C．状态a分子的平均动能最大
D．状态c分子的平均动能最小
2．下列反映一定质量理想气体状态变化的图象中，能正确反映物理规律的是（　　）
A．图（a）反映了气体的等容变化规律
B．图（b）反映了气体的等容变化规律
C．图（c）反映了气体的等压变化规律
D．图（d）反映了气体的等温变化规律
3．如图所示，一定质量的理想气体，从图示
A
状态开始，经历了
B、C
状态，最后到
D
状态，下列判断中正确的是(
)
A．A→B
温度升高，压强变大
B．B→C
体积不变，压强不变
C．B→C
体积不变，压强变小
D．C→D
体积变小，压强变小
4．如图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图像，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C。设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则以下判断正确的是（　　）
A．TA>TB；TBB．TA>TB；TB>TC
C．TAD．TATC
5．如图所示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．pC＜pB
C．VA＜VB
D．TA＜TB
6．一定质量理想气体的状态变化如图所示，则该气体（
）
A．状态b的压强大于状态c的压强
B．状态a的压强大于状态b的压强
C．从状态c到状态d，体积减小
D．从状态a到状态c，温度不变
7．如图所示，一开口向右的气缸固定在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，气缸中间位置有一挡板，外界大气压为p0。初始时，活塞紧压挡板处；现缓慢升高缸内气体温度，则图中能正确反应缸内气体压强变化情况的p﹣T图象是（）
A．
B．
C．D．
8．如图，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，开始时活塞放置在卡环a、b上，下方封闭了一定质量的气体。现缓慢加热缸内气体，直到活塞到达气缸口之前，下列能正确反映缸内气体体积压强变化的图象是（
）
A．
B．
C．D．
9．如图所示，一定质量的理想气体先保持体积不变由状态A变到状态B，再保持压强不变由状态B变到状态C，其中A、C两点在同一条双曲线上，在这一变化过程中，下列说法正确的是（　　）
A．从状态A→状态B的过程，气体的温度保持不变
B．从状态B→状态C的过程，气体的内能不断增大
C．从状态A→状态B→状态C的过程，气体分子的平均动能先减小后增大
D．从状态A→状态B→状态C的过程，所有气体分子的速率都保持不变
10．一定质量的理想气体被封闭在容器中，其p－V图如图所示，气体状态从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B和C→D为等温过程，温度分别为T1和T2。D→A为等压过程，B→C为等容过程。下列判断正确的是（　　）
A．T1>T2
B．气体分子的平均速率vA
=
vB
<
vC
=
vD
C．从微观角度讲B→C过程压强降低是由于分子的密集程度减少引起的
D．气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数ND>NA>NB>NC
11．简易温度计构造如图所示．两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入水银后，将左管的上端通过橡皮塞插入玻璃泡．在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度．多次改变温度，重复上述操作．
（1）玻璃泡内封闭气体发生的状态变化可近似的认为是_______变化．初始温度为t1＝0oC，当温度为t2＝25
oC，则封闭气体的压强为_______cmHg．
（2）（单选题）此温度计的特点是（__________）
A．刻度均匀，刻度值上小下大
B．刻度均匀，刻度值上大下小
C．刻度不均匀，刻度值上小下大
D．刻度不均匀，刻度值上大下小
（3）当大气压减小时，左右两管的液面相比________（选填“左管高”“一样高”或“右管高”），用该温度计测得的温度值_______（选填“偏大”或“偏小”）．
12．一端封闭的圆筒内用活塞封闭着一定质量的理想气体，它分别处在如图所示的三种状态时的温度、和的大小关系是_________
13．一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C、D再回到A，体积V与温度T的关系如图所示。图中、和为已知量。
(1)从状态A到B，气体经历的是_______（选填“等温”，“等容”，或“等压”）过程。
(2)从B到C的过程中，气体的内能_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
(3)从C到D的过程中，气体对外界_______（选填“做正功”“做负功”或“不做功”），同时
________（选填“吸热”或“放热”）。
14．如图为某高压锅结构示意图，锅盖上有两个气孔，气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气体与外界大气压强相等。当锅内温度达到40℃时，气孔1会封闭，将锅内外隔离。若锅内温度继续升高，锅内气体压强增大，当压强增大到设计的最大值时，气体会顶起气孔2上的限压阀。已知限压阀的质量为20g，气孔2的横截面积为，锅的容积为，现在锅内放入20℃、极少量的水，然后盖好锅盖加热，很快水完全汽化后气孔1封闭。求：（气体可视为理想气体，大气压强）
(1)气孔2上的限压阀被顶起时，锅内气体的温度是多少？
(2)从气孔1封闭到温度升到120℃，漏出的气体占气孔1封闭时锅内气体的百分比。
15．如图所示，一定质量的理想气体密封在体积为的容器中，室温为，有一光滑导热活塞（不占体积）将容器分成、两室，室的体积是室的两倍，室容器连接有一形管（形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为76cm，室容器连接有一阀门K，可与大气相通。（外界大气压强）
(1)将阀门K打开后，室的体积变成多大？
(2)在(1)的情况下，将容器加热到，形管内两边水银面的高度差为多少？（结果保留两位有效数字）
参考答案
1．B
【解析】
A．根据可知，ab在同一条等容线上，即状态a的体积等于状态b的体积，选项A错误；
B．因b点与原点连线的斜率大于c点与原点连线的斜率，可知状态b的体积小于状态c的体积，选项B正确；
CD．因为a点对应的温度最低，bc两态对应的温度最高，可知状态a分子的平均动能最小，状态bc分子的平均动能最大，选项CD错误；
故选B。
2．B
【解析】
A．图（a）温度不变，根据气体状态方程得体积增大，压强减小，反映了气体的等温变化规律，故A错误；
B．在等容变化过程中，则
则图（b）反映了气体的等容变化规律，故B正确；
C．在p－T图象中过原点的直线表示等容变化，故C错误；
D．图（d）不能反映压强与体积成反比，所以图（d）可能是等温线，也有可能不是等温线，故D错误。
故选B。
3．C
【解析】
由图象可知，由A→B过程中，温度升高体积变大，体积与热力学温度成正比，由，可知，气体压强不变，是等压变化，故A错误；由图象可知，在B→C过程中，气体体积不变温度降低，由可知，气体压强变小，故B错误，C正确；由图象可知，在C→D过程中，气体温度不变体积减小，由可知，压强变大，故D错误。
4．A
【解析】
ABCD．根据理想气体状态方程
可知：从A到B，体积不变，压强减小，故温度降低，即TA>TB；从B到C，压强不变，体积增大，故温度升高，即TB故选A。
5．D
【解析】
过A点作出等压变化线，保持体积不变，温度越高，则压强越大可知，在V=T图象中，倾角越大，压强越小，所以，故AB错误；由图象可知，状态A到状态B体积不变，故C错误；由图象可知，状态A到状态B体积不变，温度升高，故D正确，ABC错误。
6．A
【解析】
AB．分别过abcd四个点作出等压变化线，如下图所示；
保持体积不变，温度越高，则压强越大可知，在图象中，倾角越大，压强越小，所以，故A正确，B错误；
C．由图象可知，状态c到状态d体积增大，故C错误；
D．从状态a到状态c，温度升高，故D错误；
7．C
【解析】
BD．在p—T图象中，开始一段时间内，随着温度的升高，气体发生的等容变化，即，图象为一条过坐标原点的直线，BD错误；
AC．当压强增加到内外压强相等时，温度再升高，活塞将向右移动，气体发生等压变化，图象是一条水平时温度轴的直线，因此A错误，C正确。
8．D
【解析】
现缓慢加热缸内气体，直到活塞到达气缸口之前，先经历一个等容过程，温度升高，压强变大，减小；活塞离开卡环a、b后，缓慢加热缸内气体，直到活塞到达气缸口之前，是一个等压过程，温度升高，不变，体积变大。
A.A图与上述分析结论不相符，故A错误；
B.B图与上述分析结论不相符，故B错误；
C.C图与上述分析结论不相符，故C错误；
D.D图与上述分析结论相符，故D正确。
9．BC
【解析】
A．从状态A→状态B的过程，气体发生等容变化，根据
可知由于压强减小，温度降低，A错误；
B．从状态B→状态C的过程，气体发生等压变化，根据
由于体积增大，温度升高，因此气体的内能增大，B正确；
CD．温度是分子平均动能的标志，从状态A→状态B→状态C的过程，由于气体温度先降低后升高，因此气体分子的平均动能先减小后增大，分子平均速率先减小后增大，C正确，D错误。
故选BC。
10．AD
【解析】
A．由图示图像可知，D→A过程为等压过程，气体体积变大，由盖吕萨克定律可知，气体温度升高，即A点的温度高于D点的温度，则
故A正确；
B．B→C为等容过程且压强减小，由可知，温度降低，即C的温度比B的温度低，根据温度越高分子平均动能越大即平均速率也越大，则有
故B错误；
C．从B→C过程，气体体积不变，压强减小，由查理定律可知，气体的温度T降低，分子的平均动能减小，由于气体体积不变，分子数密度不变，单位时间内撞击器壁的分子数不变，分子平均动能减小，分子撞击器壁的作用力变小，气体压强减小，故C错误；
D．由图可知
，
则每个分子与器壁的撞击力
由公式可知
故D正确。
故选AD。
11．等容（等体积）
82.96
A
右管大
偏大
【解析】
（1）[1][2]．由于竖直玻璃管较细，所以玻璃泡内封闭气体发生的状态变化可近似的认为是等容变化，初始温度为t1＝0oC，当温度为t2＝25
oC，由公式
可解的封闭气体的压强为
（2）[2]．改变温度后，左右两管的液面始终相平，可知玻璃泡中的气体做等压变化，
根据盖-吕萨克定律
设玻璃管的横截面积为S，温度变化过程中，左管液面下降h高度，则有
温度变化与液面高度变化呈线性函数，故此温度计刻度均匀，温度升高，液面下降，故刻度值上小下大，故A项正确．
（3）[4][5]．当大气压减小时，左边的压强高于左边的压强所以液柱右移，左右两管的液面相比右管高，在用公式
V1测量偏小，导致温度测量偏高．
12．
【解析】
[1]状态A和状态C的压强相等，根据盖—吕萨克定律得
由于得
状态A和状态B体积相等，根据查理定律
由于得
综合可得
13．等容
不变
做负功
放热
【解析】
(1)[1]
从状态A到B，由于体积没变，因此发生的是等容过程。
(2)[2]
从B到C的过程，由于气体温度不变，因此气体的内能不变。
(3)[3]
[4]从C到D的过程中，由于体积减小，因此气体对外界做负功；而温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，一定放出热量。
14．(1)118.25℃；(2)0.50%
【解析】
(1)气体在气孔1封闭到气孔2上的限压阀被顶起的过程中，据查理定律
限压阀
解得
(2)密封的气体在限压阀顶起至升温到120℃进行等压变化，据盖吕萨克定律
漏出的气体的占气孔1封闭后锅内气体的百分比为
代入数据解得
15．(1)；(2)8.4cm
【解析】
(1)打开阀门，室内气体压强最终会与外界相同，气体做等温变化。则初始状态
体积
最终与外界大气压强相同，有
由玻意耳定律得
代入数据解得
(2)从升高到，体积变为，气体做等压变化，由盖一吕萨克定律得
代入数据解得
因为
故从升高到，气体做等容变化，由查理定律得
代入数据解得
则
加热到时，水银面高度差为。