【同步】高中物理鲁科版(2019)选择性必修3：第1章第5节第二课时气体的等压变化和等容变化分层作业课件

第1章第5节第二课时气体的等压变化和等容变化12345678910111213A级必备知识基础练1.“拔火罐”是将点燃的纸片放入一个小罐内,在纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。其原因是,当火罐内的气体(

)A.温度不变时,体积减小,压强增大B.体积不变时,温度降低,压强减小C.压强不变时,温度降低,体积减小D.质量不变时,压强增大,体积减小B12345678910111213解析

纸片燃烧时,罐内气体的温度升高,将罐压在皮肤上后,封闭气体的体积几乎不变,温度降低时,由查理定律知封闭气体压强减小,火罐紧紧“吸”在皮肤上,B项正确。123456789101112132.某同学家的电冰箱能显示冷藏室内的温度,存放食物之前该同学进行试通电,将打开的冰箱密封门关闭并给冰箱通电。若大气压强为1.0×105Pa,刚通电时显示温度为27℃,通电一段时间后显示温度为7℃,则此时密封在冷藏室中气体的压强是(

)A.0.26×105Pa B.0.93×105PaC.1.07×105Pa D.3.86×105PaB解析

冷藏室气体的初状态T1=(273+27)K=300

K,p1=1×105

Pa,末状态T2=(273+7)K=280

K,压强为p2,一定质量的气体体积不变,根据查理定律得

,代入数据得p2=0.93×105

Pa。123456789101112133.一定质量的气体,在体积不变的条件下,温度由0℃升高到10℃时,其压强的增量为Δp1,当它由100℃升高到110℃时,其压强的增量为Δp2,则Δp1与Δp2之比是(

)A.10∶1 B.373∶273C.1∶1 D.383∶283C度由0

℃升高到10

℃和由100

℃升高到110

℃,ΔT=10

K相同,故压强的增量Δp1=Δp2,C项正确。123456789101112134.一定质量的气体在等压变化中体积增大了,若气体原来温度为27℃,则温度的变化是(

)A.升高了450K B.升高了150℃C.降低了150℃ D.降低了450℃B123456789101112135.如图所示,一导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的气体(不计活塞与缸壁的摩擦),温度降低时,下列说法正确的是(

)A.气体压强减小B.气缸高度H减小C.活塞高度h减小D.气体体积增大B解析

对气缸受力分析有mg+p0S=pS,可知当温度降低时,气体的压强不变;对活塞和气缸的整体有(m+M)g=kx,可知当温度变化时,x不变,即h不变;根据盖—吕萨克定律可得

,故温度降低时,气体的体积减小,因h不变,故气缸高度H减小,选项B正确,A、C、D错误。123456789101112136.如图所示,一竖直放置的气缸上端开口,气缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和气缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦,重力加速度大小为g。开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体,直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度。12345678910111213解析

开始时活塞位于a处,加热后,气缸中的气体先经历等容过程,直至活塞开始运动。设此时气缸中气体的温度为T1,压强为p1,根据查理定律有12345678910111213此后,气缸中的气体经历等压过程,直至活塞刚好到达b处,设此时气缸中气体的温度为T2,活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2,根据盖—123456789101112137.(2023湖南部分学校高三联考)如图所示,一导热性能良好的气缸开口竖直向上静置在水平面上,缸口处固定有卡环(大小不计),卡环距气缸底部的高度H=12cm,质量m=0.5kg、横截面积S=1.5cm2的光滑薄活塞下方封闭一定质量的理想气体,活塞上表面有一用竖直轻绳悬挂的重物,轻绳上端与固定的拉力传感器相连。当封闭气体的热力学温度T1=300K时,活塞距气缸底部的高度h=10cm,重物对活塞恰好无压力;当封闭气体的热力学温度缓慢上升至T2=600K时,传感器的示数恰好为零。已知大气压恒为p0=1×105Pa,重力加速度g取10m/s2。求:(1)重物的质量M;(2)当封闭气体的热力学温度缓慢上升至T3=900K时,封闭气体的压强p。12345678910111213解析

(1)设当热力学温度T1=300

K时,封闭气体的压强为p1,根据物体的平衡条件有p1S=mg+p0S设当热力学温度T2=600

K时,封闭气体的压强为p2,根据物体的平衡条件有p2S=(M+m)g+p0S根据查理定律有12345678910111213(2)设当活塞刚到达卡环处时,封闭气体的热力学温度为T0,根据盖—吕萨克定律有解得T0=720

K因为T3>T0,所以此后封闭气体的体积不变,根据查理定律有123456789101112138.关于气体的状态变化,下列说法正确的是(

)A.一定质量的理想气体,当压强不变而温度由100℃上升到200℃时,其体积增大为原来的2倍B.任何气体由状态1变化到状态2时,一定满足方程C.一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍,则气体可能压强减半,热力学温度加倍D.一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍,则气体可能体积加倍,热力学温度减半B级关键能力提升练C12345678910111213解析

一定质量的理想气体压强不变,体积与热力学温度成正比,温度由100

℃上升到200

℃时,体积增大为原来的1.27倍,故A错误;理想气体状态方程成立的条件为气体可看作理想气体且质量不变,故B错误;由理想气体状态方程

=C可知,C正确,D错误。123456789101112139.(多选)一定质量气体的等容线如图所示,下列说法正确的是(

)A.直线AB的斜率是B.0℃时气体的压强为p0C.温度在接近0K时气体的压强为零D.BA延长线与横轴交点为-273℃ABD解析

在p-t图像上,等容线的延长线与t轴的交点坐标为(-273

℃,0),从题图中可以看出,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。1234567891011121310.如图所示,一定质量的气体的状态沿1→2→3→1的顺序循环变化,若用p-V或V-T图像表示这一循环,则下图表示正确的是(

)B12345678910111213解析

在题图p-T图像中,气体在1→2过程是等容变化,且压强、温度均增大,2→3过程是等温变化,且压强减小、体积增大,3→1过程是等压变化,且温度减小、体积减小,结合各过程状态参量的变化特点,可知B正确。1234567891011121311.如图所示,p-t图像中的两条直线Ⅰ和Ⅱ分别表示一定量的理想气体经历的两个不同过程,p1和p2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标,t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标,t0=-273.15℃,a、b为直线Ⅰ上的两点。由图可知,气体在状态a和b的体积之比Va∶Vb=

;气体在状态b和c的体积之比Vb∶Vc=

。

1∶1p2∶p112345678910111213解析

题图中两条直线是等容线,所以a、b两个状态下的气体体积相同,则Va∶Vb=1∶1;b、c两个状态下的气体温度相等,由图像可得p1Vb=p2Vc,即Vb∶Vc=p2∶p1。1234567891011121312.(2022全国乙卷)如图所示,一竖直放置的气缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,气缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体,两活塞用一轻质弹簧连接,气缸连接处有小卡销,活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m,面积分别为2S、S,弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态,此时弹簧的伸长量为0.1l,活塞Ⅰ、Ⅱ到气缸连接处的距离相等,两活塞间气体的温度为T0。已知活塞外大气压强为p0,忽略活塞与缸壁间的摩擦,气缸无漏气,不计弹簧的体积。(1)求弹簧的劲度系数。(2)缓慢加热两活塞间的气体,求当活塞Ⅱ刚运动到气缸连接处时,活塞间气体的压强和温度。12345678910111213解析

(1)设封闭气体的压强为p1,对两活塞和弹簧的整体受力分析,由平衡条件有mg+p0·2S+2mg+p1S=p0S+p1·2S123456789101112131234567891011121313.如图所示,绝热性能良好的气缸固定放置,其内壁光滑,开口向右,气缸中密闭一定质量的理想气体,活塞(绝热)通过水平轻绳跨过滑轮与重物相连,已知活塞的面积S=10cm2,重物的质量m=2kg,重力加速度g取10m/s2,大气压强p0=1.0×105Pa,滑轮摩擦不计。稳定时,活塞与气缸底部间的距离为L1=12cm,气缸内温度T1=300K。(1)通过电热丝对气缸内气体加热,气体温度缓慢上升到T2=400K时停止加热,求加热