高三物理第一轮复习气体实验定律理想气体状态方程课后练习有答案

1、气体实验定律和理想气体状态方程的综合应用一、选择题(本题共7小题,每小题10分,共70分.在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第67题有多项符合题目要求.全部选对的得10分,选对但不全的得5分,有选错的得0分)1.(2014重庆理综,10(1)重庆出租车常以天然气作为燃料.加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)()A.压强增大,内能减小B.吸收热量,内能增大C.压强减小,分子平均动能增大D.对外做功,分子平均动能减小解析:气体发生等容变化,根据查理定律可知,温度升高,则压强增大;气体体积不变,则对外不做功;

2、温度升高,内能增加,根据热力学第一定律可知,从外界吸收热量,B项正确.答案:B2.已知理想气体的内能与温度成正比.如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线,则在整个过程中汽缸内气体的内能()A.先增大后减小B.先减小后增大C.单调变化D.保持不变解析:理想气体的内能只与温度有关,温度升高(或降低),则内能增大(或减小).根据题中图象可知,气体从状态1到状态2,pV的乘积(图中各点与坐标轴所围面积)先减小后增大,结合气态方程pVT=C可知,温度先减小后增大,则内能先减小后增大,选项B正确.答案:B3.(2014北京顺义测试)如图所示,固定在水平面上的汽缸内封闭着一定质量

3、的理想气体,汽缸壁和活塞绝热性能良好,汽缸内气体分子间相互作用的势能忽略不计,则以下说法正确的是()A.使活塞向左移动,汽缸内气体对外界做功,内能减少B.使活塞向左移动,汽缸内气体内能增大,温度升高C.使活塞向左移动,汽缸内气体压强减小D.使活塞向左移动,汽缸内气体分子无规则运动的平均动能减小解析:使活塞向左移动,外界对汽缸内气体做功,活塞绝热,Q=0,由热力学第一定律可知,内能增大,温度升高,缸内气体分子无规则运动的平均动能增大,又由pVT=C可知,压强增大,故选项B正确,A、C、D均错误.答案:B4.如图所示,一根上细下粗、粗端与细端都均匀的玻璃管,上端开口、下端封闭,上端足够长,下端(粗

4、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图中的()解析:根据气体状态方程pVT=C(常数)得V=CpT,图线的斜率为Cp.在水银柱升入细管前,封闭气体先做等压变化,斜率不变,图线为直线;水银柱部分进入细管后,气体压强增大,斜率减小;当水银柱全部进入细管后,气体的压强又不变,V-T图线又为直线,只是斜率比原来的小.A图正确.答案:A5.容积V=20 L的钢瓶充满氧气后,压强为p=30个大气压,打开钢瓶阀门,让氧气分装到容积为V=5 L的小瓶子中去.若小瓶子已抽成真空,分装到小瓶中的氧气压强均为p=2个大气

5、压.在分装过程中无漏气现象,且温度保持不变,那么最多可能装的瓶数是()A.4瓶B.50瓶C.56瓶D.60瓶解析:当钢瓶中气体的压强随着充气过程的进行而下降,质量也随之变化,不能直接利用玻意耳定律求解.但若将气体先假设膨胀到一个新的体积(压强为p),然后再考虑如何分装,即可将问题简化.当钢瓶中的气体压强降至2个大气压时,已无法使小瓶继续充气,达到2个大气压,即充最后一瓶后,钢瓶中还剩下一满瓶压强为2个大气压的气体.设最多可装的瓶子数为n,由玻意耳定律得pV=p(V+nV),即n=(p-p)VpV解得n=56(瓶).答案:C6.如图所示,A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态,当气体自状

6、态A变化到状态B时()A.体积必然变大B.有可能经过体积减小的过程C.外界必然对气体做功D.气体必然从外界吸热解析:分别连接OA、OB,则OA、OB表示等容变化,因为该连线的斜率表示体积,且斜率越小体积越大,故选项A正确;体积变大,气体对外界做功(W0,选项D正确;从A到B变化,气体的体积可以有减小的过程,选项B正确.答案:ABD7.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,如图所示,则对应的压强关系和该过程中气体吸收和放出热量情况为()A.pApBC.吸收热量D.放出热量解析:题中图象的函数式为V=kt=k(T-273),k为比例常数,结合气态方程有pVT=C,即pk(1-273T)=C,可见

7、,温度升高,压强减小,选项B正确;气体温度升高,内能增加;体积增大,对外做功,根据热力学第一定律U=W+Q可知,一定吸收热量.答案:BC二、论述计算题(共30分)8.一定质量的理想气体压强p与热力学温度T的关系图象如图所示,AB、BC分别与p轴和T轴平行,气体在状态A时的压强为p0、体积为V0,在状态B时的压强为2p0,则: (1)气体在状态B时的体积为多少?(2)气体在状态C时的体积为多少?(3)气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中,对外做的功为W,内能增加了U,则此过程气体是吸收还是放出热量,大小为多少?解析:(1)根据题图可知,气体从AB做等温变化,由玻意耳定律有,p0V0=2p0V

8、B得VB=V02.(2)气体从BC做等压变化,由盖吕萨克定律有VBT0=VC2T0,得VC=V0.(3)气体从ABC的过程中,对外做的功为W,内能增加了U,由热力学第一定律,则此过程气体吸收热量Q=U+W.答案:(1)V02(2)V0(3)吸收U+W三、选做题(10分)9.一粗细均匀的J形玻璃管竖直放置,短臂端封闭,长臂端(足够长)开口向上,短臂内封有一定质量的理想气体,初始状态时管内各段长度如图所示,密闭气体的温度为27 ,大气压强为75 cmHg. (1)若沿长臂的管壁缓慢加入5 cm长的水银柱并与下方的水银合为一体,为使密闭气体保持原来的长度,应使气体的温度变为多少?(2)在第(1)问的情况下,再使玻璃管沿绕过最低点的水平轴在竖直平面内逆时针转过180,稳定后密闭气体的长度为多少?(3)在下图所给的p-T坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程.解析:(1)已知p1=p0=75cmHg,T1=(273+27)K=300K,p2=p0+5cmHg=80cmHg,则由查理定律有p1T1=p2T2解得T2=320K.(2)假设玻璃管旋转180后短臂内无水银,水平管内水银柱长为xcm,则有p2=80cmHg,V2=(18cm)Sp3=p0-(10+10+5+