2016-2017学年高中物理第4章气体第1节气体实验定律学业分层测评鲁科版选修.docx

气体实验定律(建议用时：45分钟)学业达标1对一定质量的气体，其中正确的是()A温度发生变化时，体积和压强可以不变B温度发生变化时，体积和压强至少有一个发生变化C如果温度、体积和压强三个量都不变化，我们就说气体状态不变D只有温度、体积和压强三个量都发生变化，我们才说气体状态变化了E温度、体积、压强三个量中，有两个量发生了变化，则气体的状态就变化了【解析】p、V、T三个量中，可以两个量发生变化，一个量恒定，也可以三个量同时发生变化，而一个量变化，另外两个量不变的情况是不存在的，气体状态的变化就是p、V、T的变化故B、C、E说法正确【答案】BCE2一定质量的气体，在温度不变的条件下，将其压强变为原来的2倍，则()A气体分子的平均动能增大B气体分子的平均动能不变C气体的密度变为原来的2倍D气体的体积变为原来的一半E气体的分子总数变为原来的2倍【解析】温度是分子平均动能的标志，由于温度不变，故分子的平均动能不变，据玻意耳定律得p1V12p1V2，解得：V2V1，1，2可得：12，即221，故B、C、D正确【答案】BCD3如图4116所示是一定质量的理想气体的三种变化过程，那么下列四种解释中，哪些说法是正确的()【导学号：30110040】图4116Aad的过程气体体积增加Bbd的过程气体体积不变Ccd的过程气体体积增加Dad的过程气体体积减小Ecd的过程气体体积减小【解析】在pT图上的等容线是延长线过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小因此，a状态对应的体积最小，c状态对应的体积最大，b、d状态对应的体积是相等的，故A、B、E正确【答案】ABE4如图4117所示为一定质量的某种气体等容变化的图线，下列说法中正确的有()图4117A不管体积如何，图线只有一条B图线1和图线2体积不同，且有V1V2C两条图线气体体积V2V1D两图线必交于t轴上的同一点E0 时的压强p1p2【解析】一定质量的气体，在不同体积下进行等容变化，图象不同，图象的斜率越大，体积越小，所以V1p2，E正确【答案】CDE5如图4118所示是一定质量的气体状态A经B到状态C的VT图象，由图象可知()图4118ApApBBpCpBCVAVBDTATA，故pBpA，A、C两项错误，D、E两项正确；由BC为等压过程，pBpC，故B项正确【答案】BDE6如图4119所示，一个壁厚可以不计、质量为M的气缸放在光滑的水平地面上，活塞的质量为m，面积为S，内部封有一定质量的气体活塞不漏气，摩擦不计，外界大气压强为p0.若在活塞上加一水平向左的恒力F(不考虑气体温度的变化)，求气缸和活塞以共同加速度运动时，缸内气体的压强多大？图4119【解析】设稳定时气缸和活塞共同以加速度a向左做匀加速运动，这时缸内气体的压强为p，由牛顿第二定律列方程气缸：pSp0SMa，活塞：Fp0SpSma，将上述两式相加，可得系统加速度a.将其代入式，化简即得封闭气体的压强为pp0p0.【答案】p07有一导热气缸，气缸内用质量为m的活塞密封一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，大气压强为p0.如图4120所示，气缸水平放置时，活塞距离气缸底部的距离为L，现将气缸竖立起来，活塞将缓慢下降，不计活塞与气缸间的摩擦，不计气缸周围环境温度的变化，求活塞静止时到气缸底部的距离图4120【解析】由于气缸导热，且不计环境温度的变化，将气缸由水平放置变成竖直放置，直到活塞不再下降的过程中，缸内密闭的气体经历的是等温过程，设此时活塞到气缸底部的距离为h.气缸水平放置时，对活塞有：p1Sp0S0气缸竖直放置后活塞静止时，对活塞有：p2Smgp0S0对上述过程中的气体，据玻意耳定律有：p1LSp2hS解得：hL.【答案】L能力提升8内径均匀两端开口的V形管如图4121所示，支管B竖直插入水银槽中，支管A与支管B之间的夹角为，支管A中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中正确的是 ()【导学号：30110041】图4121AB管内水银面比管外水银面高hBB管内水银面比管外水银面高hcosCB管内水银面比管外水银面低hcosD管内封闭气体的压强比大气压强小hcos高的水银柱产生的压强EB管内各处气体的压强都一样【解析】支管A中的水银柱呈倾斜状态，所能产生的压强相当于竖直方向上hcos高的水银柱产生的压强，管中封闭的气体压强比大气压小hcos高的水银柱产生的压强，故D正确；从竖直支管B分析，管内外水银面存在高度差，由于管内气体压强比大气压小hcos高的水银柱产生的压强，所以管内水银面比管外高hcos，故B正确；因被封闭气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，故E正确【答案】BDE9某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0，体积为_的空气【解析】本题考查理想气体状态关系，意在考意考生对理想气体状态的理解设所求体积为Vx，由玻意耳定律，p0(VxV)pV，可得VxV.【答案】V10如图4122所示，圆柱体气缸倒置在水平地面上，气缸内部封闭有一定质量空气，气缸质量M10 kg，缸壁厚度忽略不计，活塞质量m5 kg，其横截面积S50 cm2，活塞与缸壁的摩擦不计在缸内气体的温度为27 时，活塞刚好与地面相接触，但对地面无压力现在对气缸传热，使缸内气体温度上升，求当气缸对地面刚好无压力时，缸内气体温度是多少摄氏度？(大气压强p01.0105 Pa，g取10 N/kg)【导学号：30110042】图4122【解析】T1300 K活塞对地面无压力，对活塞有：P1SmgP0S即：P1P00.9105 Pa当温度升为T2时气缸对地面无压力，对气缸有：P2SP0SMg即：P2P01.2105 Pa对缸内气体由查理定律得：联立求解得：T2400 K即t2127【答案】12711如图4123所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M200 kg，活塞质量m10 kg，活塞面积S100 cm2.活塞与气缸壁无摩擦且不漏气此时，缸内气体的温度为27，活塞位于气缸正中，整个装置都静止已知大气压恒为p01.0105 Pa，重力加速度g取10 m/s2.求：图4123(1)缸内气体的压强p1；(2)缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处？【解析】(1)以气缸为对象(不包括活塞)列气缸受力平衡方程：p1SMgp0S解之得：p13105 Pa.(2)当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为T2，压强为p2.此时仍有p2SMgp0S，即缸内气体为等压变化对这一过程研究缸内气体，由状态方程得：所以T22T1600 K故t2(600273)327.【答案】(1)p13105 Pa(2)32712如图4124所示为一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0，经过太阳曝晒，气体温度由T0300 K升至T1350 K.图4124(1)求此时气体的压强；(2)保持T1350 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p