2020高中物理第八章课时作业(八)3理想气体的状态方程(含解析)新人教版选修3_3

1、3理想气体的状态方程全员参与基础练1. （多选）关于理想气体，下列说法正确的是 （）A. 理想气体能严格遵守气体实验定律B. 实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下，可看成理想气体C. 实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体D. 所有的实际气体在任何情况下，都可以看成理想气体【解析】 理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体，A选项正确它是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象，故C正确.【答案】 AC2. （多选）一定质量的理想气体，初始状态为p、V T,经过一系列状态变化后，压强仍为p,则下列过程中可以实现的是 （）A. 先等温膨胀，再等容降温B

2、. 先等温压缩，再等容降温C. 先等容升温，再等温压缩D. 先等容降温，再等温压缩pV【解析】 根据理想气体的状态方程 Y = C若经过等温膨胀，则 T不变，V增加，p 减小，再等容降温，则 V不变，T降低，p减小，最后压强 p肯定不是原来值，A错；同理 可以确定C也错，正确选项为 B D.【答案】BD3. （多选）一定质量的理想气体经过如图所示的一系列过程，下列说法中正确的是（）图 8-3-7A. b过程中，气体体积增大，压强减小B. c过程中，气体压强不变，体积增大C. ct a过程中，气体压强增大，体积变小D. cta过程中，气体内能增大，体积不变【解析】 图中给出的是p-T图象，由图可

3、以看出，aT b过程，温度不变，压强减小, 由=C知，气体体积增大，故 A正确.bf c过程，压强不变，温度减小，则体积减小，故B错误.cfa过程，图象为过原点的直线，气体在做等容变化，由于理想气体不考虑分子势 能，内能由分子总动能决定，温度升高，内能增大，故C错误，D正确.【答案】 AD4. 关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是()A. 定质量的理想气体，当压强不变而温度由100 C上升到200 C时，其体积增大为 原来的2倍B. 气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程 弾=学TiI2C. 一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍D. 定质量的理想气体压

4、强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半【解析】一定质量的理想气体压强不变，体积与热力学温度成正比温度由100 C上升到200 C时，体积增大为原来的1.27倍，故A错误；理想气体状态方程成立的条件为质量不变，B项缺条件，故错误.由理想气体状态方程琴=恒量可知，C正确，D错误.【答案】 C5. 如图为一定质量的理想气体两次不同体积下的等容变化图线，有关说法正确的是( )图 8-3-8A. a点对应的气体分子密集程度大于b点对应的气体分子密集程度B. a点对应的气体状态其体积等于b点对应的气体体积C. 由状态a沿直线ab到状态b,气体经历的是等容过程D. 气体在状态a时pV的值大于气体

5、在状态 b时pV的值TaTbpV【解析】由学=C, a点对应的气体状态其体积小于b点对应的气体体积，故 a点对应的气体分子密集程度大于b点对应的气体分子密集程度，故A正确，B错误；由状态a沿直线ab到状态b,气体经历的是等温过程，故 C错误；气体在状态 a时刍的值等于气体在状态b时竽的值，故TbD错误.【答案】A6. （2013 上海高考）已知湖水深度为20 m,湖底水温为4C,水面温度为17C，大气 压强为1.0 x 105 Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的（取g= 10 m/s2,33P 水=1.0 x 10 kg/m ）（）C. 3.1 倍A. 12.8 倍B. 8.

6、5 倍17+ 273，当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的3.1倍，选项C正确.【解析】湖底压强大约为 p0 + P水gh,即3个大气压，由气体状态方程，3p0V4 + 273D. 2.1 倍【答案】C7. （2013 山东高考）我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过7000 m再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m深处的海水温度为 280 K .某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如图3所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度To= 300 K,压强pc= 1 atm,封闭气体的体积V0= 3卅,如果将

7、该汽缸下潜至 990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体.求990 m深处封闭气体的体积（1 atm相当于10 m深的海水产生的压强）.图 8-3-9【解析】当汽缸下潜至990 m时，设封闭气体的压强为 p,温度为T,体积为V,由题意可知p= 100 atm根据理想气体状态方程得业=皿To代入数据得 _ 23V= 2.8 XI 0 m .【答案】2.8 X 10 _2 m3&贮气筒的容积为 100 L ,贮有温度为27 C、压强为30 atm的氢气，使用后温度降为20 C,压强降为20 atm，求用掉的氢气占原有气体的百分比.【解析】解法一 选取筒内原有的全部氢气为研究对象，且把没用掉的氢

8、气包含在末状态中，则初状态 pi = 30 atm , Vi= 100 L ,= 300 K ;末状态 p2= 20 atm , V2 =? T2= 293K,根据piVT=P2V2V=P1V1T2P2T130X 100X 29320 X 300L = 146.5 L用掉的占原有的百分比为V- V146.5 100X 100%FX 100%F 31.7%7146.5解法二取剩下的气体为研究对象初状态：p1= 30 atm，体积 V1=?, T = 300 K末状态：p2= 20 atm，体积 V2= 100 L , T2= 293 K吗V =四T2P1T220X 100X 30030X 293

9、=68.3 L9.一定质量的理想气体,Ta : Tb： Tc 为（）A. 1 : 3 : 5C. 5 : 6 : 3B. 3 : 2 : 1D. 3 : 6 : 5【解析】由pV= C可知D选项正确.用掉的占原有的百分比U V100 68.3f-x 100%= rrX 100%= 317%【答案】31.7%超越自我提升练经历了如图所示的变化，At B- C,这三个状态下的温度之比【答案】Dl，管内外水银面高度10如图8-3-11所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为差为h.若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则A. h、I均变大B. h、I均变小C. h变大，I变小D. h变小，I变

10、大【解析】 开始时，玻璃管中的封闭气体的压强 pi = po- p gh,上提玻璃管，假设 h不 变，I变长，由玻意耳定律得， pil S= p2（ I + A I） S,所以气体内部压强小了，大气压 po 必然推着液柱上升，假设不成立， h必然升高一些最后稳定时，封闭气体的压强 P2= po - p g（ h+A h）减小，再根据玻意耳定律， piI 1 S= P2l 2 s, 12 Il, I变大，故A对.【答案】A11. 用销钉固定的活塞把容器分成A B两部分，其容积之比 S： Vb= 2 : 1，如图8-3-12所示起初 A中空气温度为127 C,压强为1.8 X 105Pa, B中空

11、气温度为 27 C,压强为 1.2 X 105Pa.拔去销钉，使活塞可以无摩擦地移动（不漏气），由于容器缓慢导热，最后都变成室温27 C,活塞也停止，求最后 A中气体的压强.图 8-3-12【解析】 设开始时气体 A和B的压强、体积、温度分别为 pa、VA、Ta和pB、Tb, 最终活塞停止时，两部分气体压强相等，用 P表示；温度相同，用 T表示；A和B的体积分 别为A和V/ .根据理想气体状态方程可得气体A卑=吟，气体B：譽吟，TbT活塞移动前后总体积不变，则 A+ Vb= Va+ Vb-由和已知2乂可得P= T(2Pa3TA4里)=300 x2X 1.83X40055E)x10 p朴3 x1

12、0 Pa.【答案】1.3 x 105Pa12. (2015 九江高二检测)如图8-3-13所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为 V0.A、B之间的容积为 0.1 V0,开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9 p(p为大气压强)，温度为297 K，P1V pVs 亠P1VT3=IT故 p3=_v3T1 =0 0.9Vo图 8-3-13(1) 活塞刚离开B处时的温度Tb.(2) 缸内气体最后的压强 P3.(3) 在图中画出整个过程的p V图线.【解析】 (1)活塞刚离开 B处时，体积不变，圭寸闭气体的压强为P2 = Po，由查理定律+0.9 p0 p0 得：，解得 Tb= 330 K.297 Ib 以封闭气体为研究对象，活塞开始在B处时，p1= 0.9 p0, V1 = V0, T1= 297 K ;活塞 最后在A处时，V3= 1.1 V), T3= 399.3 K，由理想气体状态方程得0.9 p0V)x 399.31.1 V0X 297(3)如图所示，封闭气体由状态1保持体积不变，温度升高，压强增大到p2= p0达到状态2,再由状态2先做等压变化，温