2019-2020学年高中物理 第8章 气体 3 理想气体的状态方程提能训练（含解析）新人教版选修3-3

理想气体的状态方程基础达标1一定质量的理想气体，经历了如图所示的状态变化过程，则三个状态的温度之比是()a135b365c321d563【答案】b解析：由状态方程知，代入数据可以得出，t1t2t33652(2018徐州名校质检)一定质量的理想气体，状态变化由a到b到c，其pt图中直线ab平行p坐标轴(t为摄氏温标)，直线bc通过坐标原点，三状态的体积分别为va、vb、vc，则根据图象可以判定()avavbbvavbcvbvcdvbvc【答案】c解析：根据理想气体的状态方程有c，其中ab温度不变，压强减少，即体积增大，故vavc，故c正确3(2019韶关名校月考)如图所示，表示一定质量的气体的状态由a经b到c回到a的图象，其中ab延长线通过坐标原点bc和ac分别与t轴和v轴平行则下列描述正确的是()aab过程气体压强增加bbc过程气体压强不变cca过程气体分子密度减小dab过程气体分子平均动能增加【答案】d解析：过各点的等压线如图，从状态a到状态b，同一条斜线上，压强相等，故a错误；从状态b到状态c，斜率变大，则压强变小，故b错误；从状态c到状态a，温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数增大，故c错误；从状态a到状态b，温度升高，则分子平均动能增大，故d正确4(2019梧州名校检测)如图所示，三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，且v1v2v3，h1h2h3.若升高相同的温度，则管中水银柱向上移动最多的是()a丙管b甲管和乙管c乙管和丙管d三管中水银柱上移一样多【答案】b解析：以汞柱高度为气压单位，甲、乙、丙中的气体压强分别为p1p0h1，p2p0h2，p3p0h3.由于h1h2h3，故p1v3，t相同，故v1v2v3，即甲管与乙管中水银柱上升最多故b正确，a、c、d错误5(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【答案】bd解析：根据理想气体状态方程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bd6(多选)对一定质量的理想气体，下列状态变化中不可能的是()a使气体体积增大，同时温度降低、压强减小b使气体温度升高，体积不变、压强减小c使气体温度不变，而压强、体积同时增大d使气体温度降低，压强减小、体积减小【答案】bc解析：根据理想气体状态方程c知，v增大，t降低，如果压强减小，a可以实现；同理，d可以实现，b、c不可以实现，故选bc能力提升7(2019崇明二模)如图为质量一定的某种气体状态变化的pt图线，在a、b、c和d四状态中，体积最大的状态应是()aa态bb态cc态dd态【答案】d解析：根据理想气体的状态方程可得c，其中c为一定值，分析可知，当最小时，体积v最大，根据图象可知各个点的为各点到原点连线的斜率，如图所示，可知d点的斜率最小，故d状态时气体的最小，体积v最大故a、b、c错误，d正确8如图所示，一根上细下粗、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端开口、下端封闭，上端足够长，下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升，则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近哪个图象()abcd【答案】a解析：当水银柱未进入细管时，封闭气体压强不变，发生等压变化，根据盖吕萨克定律，体积与热力学温度成正比，c，vt图象是过原点的倾斜的直线；当水银柱进入细管时，封闭气体的压强逐渐增大，由题可知，t增大，v增大，由气态方程nr得，图线上的点与原点连线的斜率k，当p增大时k减小；当水银柱完全进入粗管时，封闭气体压强不变，发生等压变化，根据盖吕萨克定律，体积与热力学温度成正比，c，vt图象也是过原点的倾斜的直线，因为p1p2，则这段直线斜率减小故选a9如图所示为一定质量气体的等容线，下面说法中不正确的是()a直线ab的斜率是b0 时气体的压强为p0c温度在接近0 k时气体的压强为零dba延长线与横轴交点为273 【答案】c解析：在pt图上，等容线的延长线与t轴的交点坐标为273 ，从图中可以看出，0 时气体压强为p0，因此直线ab的斜率为，a、b、d正确；在接近0 k时，气体已液化，因此不满足查理定律，压强不为零，c错误10若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是_(选填“a”“b”或“c”)，该过程中气体的内能_(选填“增加”“减少”或“不变”)abc【答案】c增加解析：由理想气体状态方程c，得vt，在 vt 图象中等压线是一条过原点的直线，故c正确c中12理想气体温度升高，内能增加11(2019乐山模拟)如图所示，竖直放置的汽缸，活塞横截面积为s0.01 m2，厚度不计可在汽缸内无摩擦滑动汽缸侧壁有一个小孔，与装有水银的u形玻璃管相通汽缸内封闭了一段高为l50 cm的气柱(u形管内的气体体积不计)此时缸内气体温度为27 ，u形管内水银面高度差h15 cm.已知大气压强p01.0105 pa，水银的密度13.6103kg/m3，重力加速度g取10 m/s2(1)求活塞的质量m；(2)若在活塞上缓慢添加m26.7 kg的沙粒时，活塞下降到距汽缸底部h45 cm处，求此时汽缸内气体的温度【答案】(1)6.8 kg(2)64.5 解析：(1)汽缸内气体的压强为p1p0gh1活塞受力平衡，有p0smgp1s联立解得m6.8 kg(2)活塞下降后气体的压强为p2，则有p0s(mm)gp2s以汽缸内封闭气体为研究对象，根据理想气体状态方程，有解得t2337.5 k即t264.5 12(2019海南卷)一储存氮气的容器被一绝热轻活塞分隔成两个气室a和b，活寨可无摩擦地滑动开始时用销钉固定活塞，a中气体体积为2.5104 m3，温度为27 ，压强为6.0104 pa；b中气体体积为4.0104m3，温度为17 ，压强为2.0104 pa.现将a中气体的温度降至17 ，然后拔掉销钉，并保持a、b中气体温度不变，求稳定后a和b中气体的压强【答案】3.2104 pa解析：对a中气体，初态：pa6.0104 pa，va2.5104 m3，ta273 k27 k300 k末态：pa，va，ta273