高中物理人教版选修3-3作业题 第八章2气体的等容变化和等压变化 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-3作业题 第八章2气体的等容变化和等压变化 Word版含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 143.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-16 16:14:34 | ||
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文档简介
2 气体的等容变化和等压变化
1.一定质量的气体，压强保持不变，下列过程可以实现的是（ ）
A.温度升高，体积增大 B.温度升高，体积减小
C.温度不变，体积增大 D.温度不变，体积减小
解析：一定质量的气体，压强保持不变时，其体积和热力学温度成正比，则温度升高，体积增大；温度降低，体积减小；温度不变，体积也不发生变化，故A正确.
答案：A
2.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：一定质量的气体体积不变时，压强与热力学温度成正比，即＝，得T2＝＝2T1，B正确.
答案：B
3.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
C.降低为原来的 D.升高为原来的
解析：气体体积不变，由查理定律＝得＝＝＝，故D对.
答案：D
4.（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.升高到450 ℃
解析：气体做等压变化，由盖－吕萨克定律＝得＝，T2＝450 K，ΔT＝（450－300）K＝150 K＝150 ℃，故A、B对.
答案：AB
5.如图为0.3 mol的某种气体的压强和温度关系的pt图线，p0表示1个标准大气压，则在状态B时气体的体积为（ ）
A.5.6 L
B.3.2 L
C.1.2 L
D.8.4 L
解析：此气体在0 ℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×0.3 L＝6.72 L.根据图线所示，从p0到A状态，气体是等容变化，A状态的体积为6.72 L，温度为（127＋273）K＝400 K.从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为（227＋273）K＝500 K，根据盖－吕萨克定律＝，
得VB＝＝ L＝8.4 L.
答案：D
6.用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸.我们通常用的可乐易拉罐容积V＝355 mL.假设在室温（17 ℃）罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为1 atm.若易拉罐承受的压强为1.2 atm，则保存温度不能超过多少？
解析：取CO2气体为研究对象，则：
初态：p1＝1 atm，
T1＝（273＋17） K＝290 K.
末态：p2＝1.2 atm，T2＝未知量.
气体发生等容变化，
由查理定律＝得：
T2＝T1＝ K＝348 K，
t＝（348－273） ℃＝75 ℃.
答案：75 ℃
B级 提能力
7.一个密封的钢管内装有空气，在温度为20 ℃时，压强为1 atm，若温度上升到80 ℃，管内空气的压强约为（ ）
A.4 atm B. atm
C.1.2 atm D. atm
解析：由＝得：＝，
p2≈1.2 atm.
答案：C
8.一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0 ℃升高到10 ℃时，其压强的增量为Δp1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，所增压强Δp2，则Δp1与Δp2之比是（ ）
A.10∶1 B.373∶273
C.1∶1 D.383∶283
解析：由查理定律得Δp＝ΔT，一定质量的气体在体积不变的条件下，＝恒量，温度由0 ℃升高到10 ℃和由100 ℃升高到110 ℃，ΔT＝10 K相同，故压强的增量Δp1＝Δp2，C项正确.
答案：C
9.如图所示，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30刻度线时，空气柱长度为30 cm；当水温是90刻度线时，空气柱的长度是36 cm，则该同学测得的绝对零度相当于刻度线（ ）
A.－273 B.－270
C.－268 D.－271
解析：当水温为30刻度线时，V1＝30S；当水温为90刻度线时，V2＝36S，设T＝t刻线＋x，由盖－吕萨克定律得＝，即＝，解得x＝270刻线，故绝对零度相当于－270刻度，故选B.
答案：B
10.（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
11.如图所示，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，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
12.容积为2 L的烧瓶，在压强为1.0×105 Pa时，用塞子塞住，此时温度为27 ℃，当把它加热到127 ℃时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27 ℃，求：
（1）塞子打开前的最大压强；
（2）27 ℃时剩余空气的压强.
解析：塞子打开前，瓶内气体的状态变化为等容变化.塞子打开后，瓶内有部分气体会逸出，此后应选择瓶中剩余气体为研究对象，再利用查理定律求解.
（1）塞子打开前，选瓶中气体为研究对象
初态：p1＝1.0×105 Pa，T1＝（273＋27）K＝300 K.
末态：p2＝？，T2＝（273＋127）K＝400 K.
由查理定律，可得
p2＝＝ Pa
≈1.33×105Pa.
（2）塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为研究对象.
初态：p′1＝1.0×105Pa，T′1＝400 K.
末态：p′2＝？T′2＝300 K.
由查理定律，可得
p′2＝＝ Pa
＝0.75×105Pa.
答案：（1）1.33×105Pa （2）0.75×105Pa
1.一定质量的气体，压强保持不变，下列过程可以实现的是（ ）
A.温度升高，体积增大 B.温度升高，体积减小
C.温度不变，体积增大 D.温度不变，体积减小
解析：一定质量的气体，压强保持不变时，其体积和热力学温度成正比，则温度升高，体积增大；温度降低，体积减小；温度不变，体积也不发生变化，故A正确.
答案：A
2.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：一定质量的气体体积不变时，压强与热力学温度成正比，即＝，得T2＝＝2T1，B正确.
答案：B
3.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
C.降低为原来的 D.升高为原来的
解析：气体体积不变，由查理定律＝得＝＝＝，故D对.
答案：D
4.（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.升高到450 ℃
解析：气体做等压变化，由盖－吕萨克定律＝得＝，T2＝450 K，ΔT＝（450－300）K＝150 K＝150 ℃，故A、B对.
答案：AB
5.如图为0.3 mol的某种气体的压强和温度关系的pt图线，p0表示1个标准大气压，则在状态B时气体的体积为（ ）
A.5.6 L
B.3.2 L
C.1.2 L
D.8.4 L
解析：此气体在0 ℃时，压强为标准大气压，所以它的体积应为22.4×0.3 L＝6.72 L.根据图线所示，从p0到A状态，气体是等容变化，A状态的体积为6.72 L，温度为（127＋273）K＝400 K.从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为（227＋273）K＝500 K，根据盖－吕萨克定律＝，
得VB＝＝ L＝8.4 L.
答案：D
6.用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸.我们通常用的可乐易拉罐容积V＝355 mL.假设在室温（17 ℃）罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为1 atm.若易拉罐承受的压强为1.2 atm，则保存温度不能超过多少？
解析：取CO2气体为研究对象，则：
初态：p1＝1 atm，
T1＝（273＋17） K＝290 K.
末态：p2＝1.2 atm，T2＝未知量.
气体发生等容变化，
由查理定律＝得：
T2＝T1＝ K＝348 K，
t＝（348－273） ℃＝75 ℃.
答案：75 ℃
B级 提能力
7.一个密封的钢管内装有空气，在温度为20 ℃时，压强为1 atm，若温度上升到80 ℃，管内空气的压强约为（ ）
A.4 atm B. atm
C.1.2 atm D. atm
解析：由＝得：＝，
p2≈1.2 atm.
答案：C
8.一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由0 ℃升高到10 ℃时，其压强的增量为Δp1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，所增压强Δp2，则Δp1与Δp2之比是（ ）
A.10∶1 B.373∶273
C.1∶1 D.383∶283
解析：由查理定律得Δp＝ΔT，一定质量的气体在体积不变的条件下，＝恒量，温度由0 ℃升高到10 ℃和由100 ℃升高到110 ℃，ΔT＝10 K相同，故压强的增量Δp1＝Δp2，C项正确.
答案：C
9.如图所示，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30刻度线时，空气柱长度为30 cm；当水温是90刻度线时，空气柱的长度是36 cm，则该同学测得的绝对零度相当于刻度线（ ）
A.－273 B.－270
C.－268 D.－271
解析：当水温为30刻度线时，V1＝30S；当水温为90刻度线时，V2＝36S，设T＝t刻线＋x，由盖－吕萨克定律得＝，即＝，解得x＝270刻线，故绝对零度相当于－270刻度，故选B.
答案：B
10.（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
11.如图所示，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，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
12.容积为2 L的烧瓶，在压强为1.0×105 Pa时，用塞子塞住，此时温度为27 ℃，当把它加热到127 ℃时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27 ℃，求：
（1）塞子打开前的最大压强；
（2）27 ℃时剩余空气的压强.
解析：塞子打开前，瓶内气体的状态变化为等容变化.塞子打开后，瓶内有部分气体会逸出，此后应选择瓶中剩余气体为研究对象，再利用查理定律求解.
（1）塞子打开前，选瓶中气体为研究对象
初态：p1＝1.0×105 Pa，T1＝（273＋27）K＝300 K.
末态：p2＝？，T2＝（273＋127）K＝400 K.
由查理定律，可得
p2＝＝ Pa
≈1.33×105Pa.
（2）塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为研究对象.
初态：p′1＝1.0×105Pa，T′1＝400 K.
末态：p′2＝？T′2＝300 K.
由查理定律，可得
p′2＝＝ Pa
＝0.75×105Pa.
答案：（1）1.33×105Pa （2）0.75×105Pa