高中物理选择性必修第三册课后习题 第2章 气体、固体和液体 3 气体的等压变化和等容变化 (2).docVIP

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3气体的等压变化和等容变化

课后·训练提升

基础巩固

一、单项选择题

1.一定质量的理想气体经历下列过程,其压强有可能回到初始压强的是()

A.先等温压缩,后等容升温

B.先等容降温,后等温膨胀

C.先等容升温,后等温膨胀

D.先等容升温,后等温压缩

答案:C

解析:根据理想气体状态方程pVT

2.一定质量的理想气体,在压强不变的情况下,温度由5℃升高到10℃,体积的增量为ΔV1;温度由10℃升高到15℃,体积的增量为ΔV2,则()

A.ΔV1=ΔV2

B.ΔV1ΔV2

C.ΔV1ΔV2

D.无法确定

答案:A

解析:由盖-吕萨克定律V1T

即ΔV=ΔTT1

所以ΔV1=5278V1,ΔV2=5283V2(V1、V2分别是气体在5℃和10

而V

所以ΔV1=ΔV2

故选项A正确,B、C、D错误。

3.如图所示,A、B是两个容积相同的密闭容器,由细玻璃管连通,管内有一段汞柱。当A容器气体温度为0℃,B容器内气体温度为10℃时,汞柱在管中央静止。若分别给A、B容器加热,使它们的温度都升高10℃,管内汞柱将()

A.向右移动 B.向左移动

C.保持不动 D.无法确定

答案:A

解析:假设气体体积不变,对A进行状态分析,根据查理定律可知p

解得pA=pATATA=273+10273

对B进行状态分析,根据查理定律可知p

得pB=pBTBTB=273+20273+10

由于pA=pB,则pApB

所以管内汞柱将向右移动,故选项A正确,B、C、D错误。

4.如图所示,一开口向右的汽缸固定在水平地面上,活塞可无摩擦移动且不漏气,汽缸中间位置有一挡板,外界大气压强为p0。初始时,活塞紧压挡板处。现缓慢升高缸内气体温度,则下列能正确反映缸内气体压强变化情况的p-T图像是()

答案:C

解析:在p-T图像中,开始一段时间内,随着温度的升高,气体发生等容变化,根据pT=C,可知图像为一条过坐标原点的直线;当气体压强增加到与外界大气压强相等时,温度再升高,活塞将向右移动,气体发生等压变化,即气体压强等于大气压强p0

二、多项选择题

5.一定质量的理想气体()

A.若保持气体的温度不变,则气体的压强减小时,气体的体积一定会增大

B.若保持气体的压强不变,则气体的温度减小时,气体的体积一定会增大

C.若保持气体的体积不变,则气体的温度减小时,气体的压强一定会增大

D.若保持气体的温度和压强都不变,则气体的体积一定不变

答案:AD

解析:根据pVT=C可知,若保持气体的温度不变,则气体的压强减小时,气体的体积一定会增大,选项A正确;根据pVT=C可知,若保持气体的压强不变,则气体的温度减小时,气体的体积一定会减小,选项B错误;根据pVT

6.如图所示,竖直放置的汽缸内,用质量为m的活塞封闭着一定量的理想气体,活塞与汽缸间无摩擦且导热良好,已知外界大气压强不变。下列说法正确的是()

A.若环境温度缓慢升高,气体的压强增大

B.若环境温度缓慢升高,气体的体积增大

C.若环境温度缓慢升高,气体的内能增大

D.若在活塞上放一个重物,稳定后气体体积不变

答案:BC

解析:因为活塞与汽缸间无摩擦且导热良好,外界大气压强不变,所以气体做等压变化,若环境温度缓慢升高,由盖-吕萨克定律V=CT可知,气体体积随温度升高而增大,同时气体温度升高,分子平均动能增大,故其内能增大,故选项A错误,B、C正确;若在活塞上放一个重物,缸内气体压强变大,且做等温变化,由玻意耳定律pV=C可知,气体体积会减小,故选项D错误。

三、计算题

7.如图所示,圆柱形导热汽缸长l0=60cm,缸内用活塞(质量和厚度均不计)密闭了一定质量的理想气体,缸底装有一个触发器D,当缸内压强达到p=1.5×105Pa时,D被触发,不计活塞与缸壁的摩擦。初始时,活塞位于缸口处,环境温度t0=27℃,压强p0=1.0×105Pa。

(1)若环境温度不变,缓慢向下推活塞,求D刚好被触发时,活塞到缸底的距离。

(2)若活塞固定在缸口位置,缓慢升高环境温度,求D刚好被触发时的环境温度。

答案:(1)0.4m(2)450K

解析:(1)设汽缸横截面积为S,D刚好被触发时,活塞到缸底的距离为l,根据玻意耳定律得

p0Sl0=pSl

代入数据解得

l=p0pl0=

(2)此过程为等容变化,根据查理定律得p

代入数据解得T=pp0T0=

8.图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像。已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa。

(1)A→B过程中为等压变化的情形,根据图像提供的信息,计算图中TA的值。

(2)B→C过程为等容过程,根据图像提供的信息,计算图中C点的压强pC。

(3)请在图乙坐标