2024高中物理第八章课时作业七2气体的等容变化和等压变化含解析新人教版选修3-3

PAGEPAGE42气体的等容改变和等压改变[全员参加·基础练]1．肯定质量的气体，在体积不变时，温度每上升1℃()A．相同 B．渐渐增大C．渐渐减小 D．成正比例增大【解析】由查理定律得eq\f(P1,T1)＝eq\f(P2,T1＋1)ΔP＝P2－P1＝eq\f(P1,T1)为定值，A选项正确．【答案】A2．描述肯定质量的气体作等容改变的过程的图线是图中的()【解析】等容改变的过程的p­t图象在t轴上的交点坐标是(－273℃，0)，D正确．【答案】D3．(2015·三亚高二检测)在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，其次天拔瓶口的软木塞时感觉很紧，不易拔出来，这主要是因为()A．软木塞受潮膨胀B．瓶口因温度降低而收缩变小C．白天气温上升，大气压强变大D．瓶内气体因温度降低而压强变小【解析】暖水瓶内气体的温度降低，压强减小，外部大气压强大于内部气体压强，所以不易拔出来，D正确，A、B、C错误．【答案】D4．肯定质量的气体保持压强不变，它从0℃升到5℃的体积增量为ΔV1；从10℃升到15℃的体积增量为ΔV2，则()A．ΔV1＝ΔV2 B．ΔV1＞ΔV2C．ΔV1＜ΔV2 D．无法确定【解析】由盖—吕萨克定律eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)＝eq\f(ΔV,ΔT)可知ΔV1＝ΔV2，A正确．【答案】A5．(多选)如图所示，四个两端封闭、粗细匀称的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．假如管内两端的空气都上升相同的温度，则水银柱向左移动的是()【解析】假设水银柱不动，则两端封闭气体发生等容改变，依据查理定律有Δp＝eq\f(ΔT,T)p，再依据各选项条件推断，C、D正确．【答案】CD6．(多选)如图8­2­12所示，在汽缸中用活塞封闭肯定质量的气体，活塞与缸壁间的摩擦不计，且不漏气，将活塞用绳子悬挂在天花板上，使汽缸悬空静止．若大气压不变，温度降低到某一值，则此时与原来相比较()图8­2­12A．绳子张力不变B．缸内气体压强变小C．绳子张力变大D．缸内气体体积变小【解析】由整体法可知绳子的张力不变，故A对，C错；取活塞为探讨对象，气体降温前后均处于静止，mg、p0S和T均不变，故pS不变，p不变，故B选项错；由盖—吕萨克定律可知eq\f(V,T)＝C，当T减小时，V肯定减小，故D选项正确．【答案】AD7．如图8­2­13所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－3m2，肯定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为________Pa(大气压强取1.01×105Pa，g取10m/s图8­2­13若从初温27℃起先加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50m缓慢地变为0.51m，则此时气体的温度为________℃.【解析】p1＝eq\f(F,S)＝eq\f(mg,S)＝eq\f(2.0×10,5×10－3)Pa＝0.04×105Pa，所以p＝p1＋p0＝0.04×105Pa＋1.01×105Pa＝1.05×105Pa，由盖—吕萨克定律得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，即eq\f(0.5S,273＋27)＝eq\f(0.51S,273＋t)，所以t＝33℃.【答案】1.05×105338．用易拉罐盛装碳酸饮料特别卫生和便利，但假如猛烈碰撞或严峻受热会导致爆炸．我们通常用的可乐易拉罐容积V＝355mL.假设在室温(17℃)下罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充溢CO2气体，气体压强为1atm.若易拉罐能承受的最大压强为1.2atm，则保存温度不能超过多少？【解析】取CO2气体为探讨对象，则：初态：p1＝1atm，T1＝(273＋17)K＝290K，末态：p2＝1.2atm，T2未知．气体发生等容改变，由查理定律eq\f(p2,p1)＝eq\f(T2,T1)得T2＝eq\f(p2,p1)T1＝eq\f(1.2×290,1)K＝348K，t＝(348－273)℃＝75℃.【答案】75℃[超越自我·提升练]9．(多选)肯定质量的某种气态自状态A经状态C改变到状态B，这一过程在V－T图上表示如图所示，则()图8­2­14A．在过程AC中，气体的压强不断变大B．在过程CB中，气体的压强不断变小C．在状态A时，气体的压强最大D．在状态B时，气体的压强最大【解析】气体在过程AC中，图线上的点到原点连线的斜率渐渐减小，所以气体的压强不断变大，故A项正确．在CB改变过程中，情形与过程AC类似，即在过程CB中，气体的压强不断变大，故B项错误．综上所述，在ACB过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故C项错误，D项正确．【答案】AD10.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有肯定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的改变可能是()图8­2­15A．温度降低，压强增大B．温度上升，压强不变C．温度上升，压强减小D．温度不变，压强减小【解析】对被封闭的气体探讨，当水柱上升时，封闭气体的体积V减小，结合志向气体的状态方程eq\f(pV,T)＝C得，当外界大气压强P0不变时，封闭气体的压强p减小，则温度T肯定降低；当外界大气压强p0减小时，封闭气体的压强p减小，则温度T肯定降低；当外界大气压强p0增大时，封闭气体的压强p存在可能增大、可能不变、可能减小三种状况．当封闭气体的压强p增大时，温度T可能上升、不变或降低，封闭气体的压强p不变时，温度肯定降低，封闭气体的压强p减小时，温度肯定降低．故只有选项A可能．【答案】A11．(2015·金山区高二检测)如图所示，竖直放置的汽缸内有一可做无摩擦滑动的活塞，活塞面积为2.0×10－3m2，活塞质量可忽视，汽缸内封闭肯定质量的气体，气体体积为V，温度是27℃，大气压强为1.0×10图8­2­16(1)在活塞上放一个质量为多少千克的砝码，使汽缸内气体的体积变为原来体积的eq\f(4,5)；(2)要使体积复原到V，应使气体温度上升到多少摄氏度？【解析】(1)放上砝码后，封闭气体做等温改变，设放上砝码的质量为m，则平衡后，汽缸内封闭气体的压强为p2＝p0＋eq\f(mg,S)，由题意可知：初状态：p1＝p0＝1.0×105PaV1＝V末状态：p2＝p0＋eq\f(mg,S)V2＝eq\f(4,5)V由玻意耳定律p1V1＝p2V2得：p0V＝(p0＋eq\f(mg,S))×eq\f(4,5)V代数解得：m＝5kg(2)气体升温过程为等压改变，由盖—吕萨克定律eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)代数解得：T2＝375Kt2＝T2－273℃＝102℃【答案】(1)5kg(2)102℃12．容积为2L的烧瓶，在压强为1.0×105Pa时，用塞子塞住瓶口，此时温度为27℃，当把它加热到127℃时，塞子被弹开了，稍过一会儿，重新把塞子塞好，停止加热并使它渐渐降温到27℃，求：(1)塞子弹开前的最大压强；(2)27℃时剩余空气的压强．【解析】塞子弹开前，瓶内气体的状态改变为等容改变．塞子打开后，瓶内有部分气体会逸出，此后应选择瓶中剩余气体为探讨对象，再利用查理定律求解．(1)塞子打开前，选瓶中气体为探讨对象：初态：p1＝1.0×105Pa，T1＝(273＋27)K＝300K末态：p2＝？T2＝(273＋127)K＝400K由查理定律可得p2＝eq\f(T2p1,T1)＝eq\f(400×1.0×105,300)Pa≈1.33×1