2019-2020学年高中物理 第二章 气体 第4节 气体实验定律的图像表示及微观解释随堂演练（含解析）教科版选修3-3

气体实验定律的图像表示及微观解释随堂检测 1为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体下列图像能正确表示该过程中空气的压强p和体积v关系的是()解析：选b.气体做等温变化，遵守玻意耳定律由pvc知，p与成正比，故选项b正确2.如图所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强()a逐渐增大b逐渐减小c始终不变 d先增大后减小解析：选a.本题解题关键是明确图像中各线的意义和斜率由c知c，从状态a到b由等压线知，斜率减小即压强增大，故选a选项3.如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的pv图像，气体由状态a变化到状态b的过程中，气体分子平均速率的变化情况是()a一直保持不变b一直增大c先减小后增大d先增大后减小解析：选d.由题图可知，pavapbvb，所以a、b两状态的温度相等，在同一等温线上由于离原点越远的等温线温度越高，如图所示，所以从状态a到状态b温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小4(多选)如图所示，实线表示一定质量的理想气体状态变化的pt图像，变化过程如图中箭头所示，则下列说法中正确的是()aab过程中气体内能增加，密度不变bbc过程中气体内能增加，密度也增大ccd过程中，分子平均动能不变，密度减小dda过程中，气体内能增加，密度不变解析：选ac.理想气体没有分子势能，因此只要温度升高，内能就增加，因此ab、bc过程内能增加，cd过程内能不变，da过程内能减小，由于ab过程体积不变，故气体密度不变，a对；bc过程体积增大，密度减小，b错；cd过程体积增大，密度减小，c对；da过程，体积减小，密度增大，d错；只有a、c对5一定质量的理想气体由状态a经状态b变成状态c，其中ab过程为等压变化，bc过程为等容变化已知va0.3 m3，tatc300 k，tb400 k.(1)求气体在状态b时的体积(2)说明bc过程压强变化的微观原因解析：(1)ab过程，由盖吕萨克定律知vbva0.3 m30.4 m3.(2)bc过程，气体体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子平均动能减小，压强减小答案：(1)0.4 m3(2)见解析课时作业 一、单项选择题1如图所示为一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态相比较，下列说法正确的是()a在相同时间内撞在单位面积上的分子数b状态较多b在相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态较多c在相同时间内撞在相同面积上的分子数两状态一样多d单位体积的分子数两状态一样多解析：选b.由题图可知一定质量的气体在a、b两个状态压强相等，而a状态温度低，分子的平均动能小，平均每个分子对器壁的撞击力小，而压强不变，则相同时间内撞在单位面积上的分子数a状态一定较多，故a、c错，b对，一定质量的气体，分子总数不变，vbva，单位体积的分子数a状态较多，故d错2.如图所示，一定质量的理想气体由状态a沿平行于纵轴的直线变化到状态b，则它的状态变化过程是()a气体的温度不变b气体的内能增加c气体分子的平均速率减小d气体分子在单位时间内与器壁在单位面积上碰撞的次数不变解析：选b.从pv图像中的ab图线看，气体由状态a变到b为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时，压强与绝对温度成正比，故a错气体的温度升高，内能增加，故b对气体的温度升高，分子平均速率增加，故c错气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁在单位面积上碰撞的次数增多，故d错3.如图所示是一定质量的气体从状态a经b到状态c的vt图像，由图像可知()apapbbpcpbcvavbdtatb解析：选d.由a到b的过程是等容变化，由c，因tbta，所以pbpa，故a、c项错误，d正确；由b到c的过程是等压变化，由c，因tbtc，所以vbvc，故b项错误4.如图所示，dabc表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是()ada是一个等温过程bab是一个等温过程ca与b的状态参量相同dbc体积减小，压强减小，温度不变解析：选a.da是一个等温过程，a对；a、b两状态温度不同，ab是一个等容过程(体积不变)，b、c错；bc，v增大，p减小，t不变，d错5.如图所示，一定质量的理想气体，由状态a沿直线ab变化到b，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是()a不断增大b不断减小c先减小后增大d先增大后减小解析：选d.图像问题的解答，首先要明确图像的物理意义由题图可知，a、b两点的pv乘积相同，因此a、b两点的温度也相同，在ab直线的中点c，其pv乘积比a、b两点要大，所以c点温度比a、b两点高，即tatbtc，又因为气体分子的平均速率随温度升高而增大，所以气体分子的平均速率是先增大后减小，故应选d.6.如图所示为a、b两部分理想气体的vt图像，设两部分气体是质量相同的同种气体，根据图中所给条件，可知()a当t273.15 时，气体的体积a比b大0.2 m3b当tatb时，vavb31c当tatb时，vavb13da、b两部分气体都作等压变化，它们的压强之比papb31解析：选b.由题中图像可知，a、b两部分气体都发生等压变化，由c知它们在相同温度下体积之比不变选择0 读数，由纵轴可知vavb31，所以papbvbva13.二、多项选择题7.如图所示，是一定质量的理想气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中正确的是()aad的过程气体体积增大bbd的过程气体体积不变ccd的过程气体体积增大dad的过程气体体积减小解析：选ab.在pt图线上等容线的延长线是过坐标原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小如图所示，过o点作a、c两点的等容线，可知：a状态对应的体积最小，c状态对应的体积最大所以选项a、b正确8如图所示甲、乙为一定质量的某种气体的等容和等压变化图像，关于这两个图像的正确说法是() a甲是等压线，乙是等容线b乙图中pt线与t轴交点对应的温度是273.15 ，而甲图中vt线与t轴的交点不一定是273.15 c由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成直线关系d乙图表明随温度每升高1 ，压强增加相同，但甲图随温度的升高压强不变解析：选ad.由查理定律pctc(t273.15)及盖吕萨克定律vctc(t273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故a正确；由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为273.15 ，即热力学温度的0 k，故b错；查理定律及盖吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低，压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，故c错；由于图线是直线，故d正确三、非选择题9用dis研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：甲乙把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；移动活塞，记录注射器的刻度值v，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；用v图像处理实验数据，得出如图乙所示图线(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_；(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_和_；(3)如果实验操作规范正确，但如图乙所示的v图线不过原点，则v0代表_解析：(1)用润滑油涂活塞(2)慢慢抽动活塞活塞导热(3)体积读数值比实际值大v0.根据p(vv0)c，c为定值，则vv0，即v0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积答案：见解析10如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vt图像，已知气体在状态a时的压强是1.5105 pa.(1)说出ab过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图中ta的温度值(2)请在图乙坐标系中，作出由状态a经过状态b变为状态c的pt图像，并在图线相应位置上标出字母a、b、c，如果需要计算才能确定