高中物理粤教版选修3-3作业题 第二章第八节气体实验定律（Ⅱ） Word版含解析

第二章 固体、液体和气体
第八节 气体实验定律(Ⅱ)
1．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体的压强增大，从分子微观角度来分析，这是因为(　　)
A．气体分子的平均动能增大
B．单位时间内器壁单位面积上分子碰撞的次数增多
C．气体分子数增加
D．气体分子对器壁的碰撞力变大
解析：温度不发生变化，分子的平均动能不变，分子对器壁的碰撞力不变，故A、D错；质量不变，分子总数不变，C项错误；体积减小，气体分子密集程度增大，单位时间内器壁单位面积上分子碰撞次数增多，故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．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．pCC．VA解析：由V?T图象可以看出由A→B是等容过程，TB>TA，故pB>pA，A、C错误，D正确；由B→C为等压过程pB＝pC，故B错误．
答案：D
5．如图所示的四个图象中，有一个是表示一定质量的某种理想气体从状态a等压膨胀到状态b的过程，这个图象是(　　)
解析：A项中由状态a到状态b为等容变化，A错；B项中由状态a到状态b为等压压缩，B错；C项中由状态a到状态b为等压膨胀，C对；D项中由状态a到状态b，压强增大，体积增大，D错．
答案：C
6．一水银气压计中混进了空气，因而在27 ℃，外界大气压为758 mmHg时，这个水银气压计的读数为738 mmHg，此时管中水银面距管顶80 mm，当温度降至－3℃时，这个气压计的读数为743 mmHg.求此时的实际大气压值．
解析：初状态：p1＝(758－738)mmHg＝20 mmHg，
V1＝80S mm3(S是管的横截面积)，
T1＝(273＋27)K＝300 K.
末状态：p2＝p－743 mmHg，
V2＝(738＋80)S mm3－743S mm3＝75S mm3，
T2＝273 K＋(－3)K＝270 K.
根据理想气体的状态方程＝得
＝.
解得：p＝762.2 mmHg.
答案：762.2 mmHg
[B级　提能力]
7.如图是一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是(　　)
A．在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多
B．在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多
C．在相同时间内撞在相同面积上的分子两状态一样多
D．单位体积的分子数两状态一样多
解析：b状态比a状态体积大，故单位体积分子数b比a少，D错；b状态比a状态温度高，其分子平均动能大，而a、b压强相等，故相同时间内撞到单位面积上的分子数a状态较多，B对，A、C均错．
答案：B
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，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动．面积分别为S1＝20 cm2，S2＝10 cm2，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M＝2 kg的重物C连接，静止时气缸中的气体温度T1＝600 K，气缸两部分的气柱长均为L，已知大气压强p0＝1×105 Pa，g取10 m/s2，缸内气体可看作理想气体．
(1)活塞静止时，求气缸内气体的压强；
(2)若降低气缸内气体的温度，当活塞A缓慢向右移动L时，求气缸内气体的温度．
解析：(1)设静止时气缸内气体压强为p1，活塞受力平衡：
p1S1＋p0S2＝p0S1＋p1S2＋Mg,
代入数据解得压强p1＝1.2×105 Pa.
(2)由活塞A受力平衡可知缸内气体压强没有变化，
初：V1＝S1L＋S2 L　　　 T1＝600 K
末：V2＝＋　　　T2＝？
由盖·吕萨克定律得： ＝，
代入数据解得：T2＝500 K.
答案：(1)1.2×105 Pa　(2)500 K
12．(2017·海南卷)一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭，D端与大气相通，用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧，并将两端向下竖直放置，如图所示．此时AB侧的气体柱长度l1＝25 cm.管中AB、CD两侧的水银面高度差h1＝5 cm.现将U形管缓慢旋转180°，使A、D两端在上，在转动过程中没有水银漏出．已知大气压强p0＝76 cmHg.求旋转后，AB、CD两侧的水银面高度差．
解析：对封闭气体研究，初状态时，压强为：p1＝p0＋h1＝76＋5 cmHg＝81 cmHg，
体积为：V1＝l1S＝25S，
设旋转后，气体长度增加Δx，则高度差变为(5－2Δx) cm，此时气体的压强为：
p2＝p0－(5－2Δx)＝(71＋2Δx)cmHg，体积为：V2＝(25＋Δx)S，
根据玻意耳定律得：p1V1＝p2V2，即：81×25＝(71＋2Δx)(25＋Δx)，
解得：Δx＝2 cm，
根据几何关系知，AB、CD两侧的水银面高度差为：Δh＝5－2Δx＝1 cm.
答案：1 cm