学教科版选修33 2.3气体实验定律 作业（1）.docx

2017-2018学年度教科版选修3-3 2.3气体实验定律 作业（1）1一定质量的理想气体，从一个状态变化到另一个状态，在如图所示的四个图中，描述的变化过程可能相同的是 （ ） a. b. c. d. 2关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是 （ ） a. 在一定条件下气体的温度可以降到0 kb. 气体的体积指的是该气体所有分子体积之和c. 气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大d. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力3如图所示，竖直放置的弯曲管a端开口，b端封闭，密度为的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2和h3，则b端气体的压强为（已知大气压强为p0）（）a. p0g（h1+h2h3） b. p0g（h1+h3）c. p0g（h1+h3h2） d. p0g（h1+h2）4如图所示为一定质量的理想气体的p1v图象，图中bc为过原点的直线，a、b、c为气体的三个状态，则下列说法中正确的是()a. tatb=tc b. tatbtc c. ta=tbtc d. tatbmb，现使两气缸中气体降低相同的温度，不计活塞摩擦，系统重新平衡后（ ）a. a活塞下降的高度比b活塞大b. a活塞下降的高度比b活塞小c. a、b活塞下降的高度相等d. 以上三种情况均有可能6如图，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中a、b两轻质活塞间封有气体，气柱长l19 cm，活塞a上方的水银深h10 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞b，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平现使活塞b缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0=75 cmhg，则此时气柱的长为（ ）a. 16 cmb. 17 cmc. 18 cmd. 19 cm7下列说法正确的是( )a. 相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近,分子势能先增加后减小b. 气体的温度不变,某个分子的动能可能改变c. 对于一定量的理想气体,如果体积不变,压强减小,那么它的内能一定减小d. 理想气体,分子之间的引力、斥力依然同时存在,且分子力表现为斥力8下列关于热学问题的说法正确的是（ ）a. 草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中水分子间的引力、斥力都会增大b. 晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大c. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势d. 密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力一定增大9如图所示，u形管a、b内装有一部分水银，通过橡胶软管与玻璃管c相连，c管竖直插入水银槽中，若a、b、c三管内径相同，u形管两侧液面高度差为h，中间封有一段空气，则（ ）a. c管内外水银面的高度差小于hb. 若将c管向下移动少许，稳定后h变大，气体体积变小c. 若环境温度降低，则a管水银面上升的高度等于c管水银面上升的高度d. 若再往水银槽内注入一些水银，则c管水银面上升的高度大于a管水银面下降的高度10如图所示，一定质量的理想气体在封闭容器中，从图示a状态开始，经历了b、c，最后到d状态，下列判断中正确的是（ ）a. ab过程，单位时间内气体分子对单位面积容器壁平均撞击次数减小b. ab过程，气体吸收热量c. bc体积不变，压强不变d. cd体积变小，内能不变11如图所示，水平放置且两端开口的柱形气缸ab由左右两部分组成，两部分气缸截面积分表为s、2s，缸内有两个厚度不计的活塞，两活塞间封闭着一定质量的理想气体，平衡时两活塞距连接处的距离均为l，气体温度为t0，已知外界气体压强恒为p0，b部分气缸和活塞之间的最大静摩擦力为2p0s，a部分气缸内壁光滑，且距气缸连接处左侧2l处有一活塞销，现缓慢升高气体温度，求：（1）a中活塞刚好被活塞销卡住时，此时温度为多少。（2）b中活塞刚好滑动时，此时温度为多少。12如图所示为存放某种特殊物品的储藏室及其相应的温度报警系统,当储藏室的温度高于或低于特定的温度时,报警系统就会发出报警信号。其中汽缸壁用导热性能良好的材料制成,活塞绝缘且通过一个轻质绝缘细杆与一金属片连接,当储藏室内温度变化时,活塞带动金属片移动分别与支路1、2构成闭合回路,相应的红灯或绿灯就会发出报警信号。当储藏室内的温度为t。=300k时,测得活塞与汽缸底部间距为l=5cm,金属片与左侧支路1的距离为x1=0.5cm,活塞与汽缸间的摩擦不计。求：（1）红灯发出报警信号时,此时储藏室的温度？（2）为使储藏室内的温度低至15时绿灯发出报警信号,则左右两支路1、2间的距离为多少？13潜艇采用压缩空气排出海水控制浮沉，在海面上，潜艇将压强为1.0105pa、总体积为600m3的空气（包含贮气筒内空气，视为理想气体）压入容积为3m3贮气筒。潜至海面下方190m水平航行时，为控制姿态，将贮气筒内一部分压缩空气通过节流阀压入水舱，使15m3的水通过排水孔排向与之相通的大海。已知海面处大气压p0=1.0105pa，取海水的密度=1.0103kg/m3，g=10m/s2（i）潜艇下潜前贮气筒内气体的压强；（ii）排出水后贮气筒内剩余气体的压强。14如图所示，质量为m、足够长的薄壁导热汽缸平放在光滑的水平面上，一厚度不计的活塞将缸内封闭一段气体，活塞与缸内壁无摩擦且气密性好，活塞的横截面积为s，活塞通过轻弹簧与左侧竖直墙相连，弹簧的劲度系数为k，开始时轻弹簧处于原长，活塞离汽缸底部的水平距离为l，大气压强为p0。现给汽缸一个向右的拉力，并使拉力从0缓慢增大，当拉力增大到f0时，保持拉力不变，求：整个过程汽缸向右移动的距离；撤去拉力f0的一瞬间，汽缸和活塞的加速度分别为多大?试卷第5页，总5页参考答案1b【解析】图描述的等容变化过程，图描述的等温变化过程，图描述的等容变化过程，图描述的等压变化过程，故b正确，acd错误；故选b。2d【解析】a、根据热力学定律得知，绝对零度ok只能接近，不能达到，故a错误；b、气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和，故b错误；c、气体的温度随时间不断升高，则pv乘积变大，其压强不一定不断增大，故c错误；d、由于大量气体分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强，根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积，即气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，故d正确；故选d。3b【解析】对右侧液面分析，与之相平的左侧液面压强相等，而左测液面受到大气压强，中间气体压强及上部液柱的压强；故有p0=p2+gh3，以中间气柱的最低液面分析，同理可得pb+gh1=p2，联立解得pb=p0gh1+h3，b正确【点睛】本题中注意中间气柱两端虽然高度不等，但两部分液面受气体的压强相等，故不必再分析h24a【解析】p1v图象上某点与原点连线的斜率越大表示温度越高，如图故tatb=tc，故选a。【点睛】根据理想气体状态方程pvt=c，得：p=ct1v，即p1v图象上某点与原点连线的斜率大小代表温度的大小，由此分析解题。5b【解析】气体的压强p=p0+mgs，由于mamb，所以papb，所以vavb，根据vt=vt，可得：v=vtt，由于t和t相同，vavb，所以vavb，即b下降的比a下降的多，故b正确，acd错误。点睛：本题的关键是分析气体的体积的变化情况，首先要分析出气体的压强是不变的，根据vt=vt即可解题。6b【解析】使活塞b缓慢上移，当水银的一半被推入细筒中时，粗铜内的水银柱高5cm，因粗筒横截面积是细筒的3倍，所以进入细桶内的水银柱高为15cm，水银柱的总高度为h=20cm，所以此时气体的压强为p2=p0+gh=95cmhg，根据玻意耳定律：p1v1=p1v1，可得：8519s=95l1s，解得此时气柱的长为：l1=17cm，故b正确，acd错误。点睛：解答该题的关键是分析水银柱高度的变化，要熟练的掌握被封闭气体的压强大小的计算方法及玻意耳定律的应用。7bc【解析】a、两分子相距无穷远时分子势能为零，由静止开始相互接近，在rr0阶段，分子力做正功，分子势能势能减小，在rr0阶段，分子力做负功，分子势能势能增加，所以，当r=r0时，分子势能最小。故a错误；b、温度是分子无规则热运动激烈程度的反映，温度不变说明分子的平均动能不变，但这是一个统计规律，由于分子运动是杂乱无章的，不是每个分子的动能都不变，某个分子的动能可能减小或增大，故b正确。c、根据理想气体的状态方程可知pvt=nr，对于一定量的理想气体，如果体积不变，压强减小，那么它的温度一定降低，内能一定减小，故c错误；d、理想气体分子之间的距离较大，分子引力和斥力很小可以忽略不计，而分子力为零，d错误。故选bc。【点睛】该题考查多个3-3的知识点的内容，要注意分子间的势能及分子力虽然属于微观世界的关系，但是可运用我们所学过的力学中功能关系进行分析。8acd【解析】草叶上的露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠。这一物理过程中水分子间的引力、斥力在气态下忽略不计，液化后同时存在，故都增大，故a正确；晶体熔化时吸收热量，温度不变，分子平均动能不变，b错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，c正确；密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力一定增大，d正确。故选acd。点睛：此题考查物态变化吸放热现象、表面张力、气体压强和晶体的有关知识，比较全面深入，关键是知道这些物理现象中包含的物理概念，能用相关的知识来解释9bd【解析】设c管内外水银面的高度差为h，则封闭气体的压强为p0+h=p0+h，则有h=h，即c管内外水银面的高度差为h，故a错误；若将c管向下移动少许，封闭气体的压强增大，c管内水银面沿管壁下降，稳定后h变大，气体体积变小，故b正确；若环境温度降低，封闭气体的压强减小，a管水银面上升的高度大于c管水银面上升的高度，故c错误；若往b管注入一些水银，封闭气体的压强增大，根据玻意耳定律可知，气体的体积减小，c管水银面上升的高度大于a管水银面下降的高度，故d正确。所以bd正确，ac错误。10abd【解析】直线ab的体积与热力学温度的比值相等，所以直线ab表示等压变化，由图可知ab温度升高，压强不变，所以单位时间内气体分子对单位面积容器壁平均撞击次数减小，根据理想气体状态方程：pvt=c，可知体积增大，气体对外做功，温度升高内能增大，根据热力学第一定律可知，气体将会吸热，故ab正确；b与c比较，b点的压强大，所以bc体积不变，压强减小，故c错误；d点与a点的体积比较，d点的体积大，温度不变，压强减小，内能不变，故d正确。所以abd正确，c错误。11(1) 43t0 (2) 83t0【解析】a中活塞被活塞卡住之前，b中静止不动，理想气体做等压变化，压强始终为p0初态：体积v1=ls+l2s=3ls，温度为t1=t0，a中活塞刚好被活塞销卡住时，体积v2=2ls+l2s=4ls，温度为t2，则v2t2=v1t1解得t2=43t0b中活塞刚要滑动时，设被封闭气体压强为p，对b中活塞受力分析可得p2s=p02s+f解得p=2p0从a中活塞刚好被活塞销卡住到b中活塞刚好滑动，被封闭气体做等容变化，设此时温度为t3则p0t2=pt3，解得t3=83t012（1）570c（2）0.7cm【解析】（1）设活塞的横截面积为s，当红灯发出报警信号时，此时封闭气体的体积为：v1=(x1+l)s初态：v0=ls t0=300k 根据盖吕萨克定律：v0t0=v1t1 解得t1=330k=57（2）当绿灯发出报警信号时，此时封闭气体的温度t2=288k，v2=(l-x2)s封闭气体做等压变化，根据盖吕萨克定律：v0t0=v2t2解得x2=0.2cm左右两支路间的距离：x1+x2=0.7cm13（i）p1=2.0107pa （ii）p2=1.0107pa【解析】（i）潜艇下潜前贮气筒内气体的压强为p1，p1v1=p0v0，解得p1=2.0107pa（ii）设得出水的压强为p3，贮气筒内剩余气体的压强为p2，p3v3+p2v2=p0v0，p3=p0+gh=2.0106pa解得：p2=1.0107pa故本题答案是：（i）p1=2.0107pa （ii）p2=1.0107pa点睛：找准状态参量利用玻意耳定律解题14（1）x2=f0k+f0lp0sf0；