习题课理想气体状态方程的应用课件-高二下学期物理人教版选择性

第二章气体、固体和液体习题课理想气体状态方程的应用课内互动探究探究

气体状态变化的图像问题典|例|剖|析1．(2024·上海高二下期中)某研究性学习小组在做“研究等容情况下气体压强随温度的变化关系”实验的过程中，先后用了大小不同的两个试管甲、乙，封闭了质量不同但温度和压强都相同的同种气体，将测得的实验数据在同一p－T坐标系中作图，得到的图像是(

)答案：C2．(多选)一定质量的气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四段过程在

V－T图像中都是直线段，

ab和cd的延长线通过坐标原点

O,bc垂直于ab，由图可以判断(

)A．ab过程中气体压强不断减小B．bc过程中气体压强不断减小C．cd过程中气体压强不断增大D．da过程中气体压强不断增大答案：BD解析：在V－T图像中，过原点的倾斜直线是等压线，所以ab、cd为两条等压线，即pa＝pb，pc＝pd，A、C错误；在V－T图像中，斜率越大压强越小，所以得到pa＝pb>pc＝pd。则由b到c的过程，压强变小，由d到a的过程，压强变大，B、D正确。探究

气体实验定律的理解与应用(1)活塞A刚接触矩形重物时甲中气体的温度T1；(2)开始报警时甲中气体的温度T甲。4．为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为1.0×105Pa，护士把注射器内横截面积为0.3cm2、长度为0.4cm、压强为1.0×105Pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。答案：1.3×105Pa解析：以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体积为V1，有V1＝0.9mL－0.5mL＝0.4mL＝0.4cm3，注射器内气体体积为V2，有V2＝0.3×0.4cm3＝0.12cm3，根据理想气体状态方程有p0(V1＋V2)＝p1V1，代入数据解得p1＝1.3×105Pa。探究

关联气体状态变化问题典|例|剖|析5．(2024·甘肃高三上期末)如图，竖直放置的玻璃管由内半径为2r、长度为16cm的B管和内半径为r、长度大于16cm的A管组成。管内空气被一段水银柱隔开，初始状态水银柱在两管中的长度均为L＝8cm，B管下方空间气体压强为pB＝82.5cmHg，A管上方的活塞下表面与水银柱上表面的距离为L＝8cm。现缓慢将活塞向上拉，直到A管中的水银增加一倍，保持该新状态稳定。(A、B管中气体温度保持不变，以cmHg为压强单位)求：(1)新状态下，B管中的气体压强pB′的大小；(2)活塞向上移动的距离x。答案：(1)66cmHg

(2)12.09cm解析：(1)A管内半径为r，B管内半径为2r，则有SA＝πr2SB＝π(2r)2即有4SA＝SB，设SA＝S当A管中水银增加一倍，则有V＝SA·L＝SBΔL解得ΔL＝2cm即B管中水银减少ΔL＝2cm，根据玻意耳定律可得pBL·4S＝pB′(L＋ΔL)·4S解得pB′＝66cmHg。(2)初始状态下A管中气柱长度为L＝8cm，气体压强为pA＝pB－16cmHg＝66.5cmHg设新状态下A管中气柱长度为LA，气体压强为pA′＝pB′－22cmHg＝44cmHg根据pAL·S＝pA′LA·S由于新状态水银柱上表面恰好位于初始状态活塞下表面处，可知活塞上移的距离为x＝LA＝12.09cm。6．(2024·吉林长春高二下阶段练习)如图，上端封闭的连通管道A、B中用水银柱封闭着两段气体，A、B内的气柱长度LB>LA，两侧水银面相平，连通管道下部有阀门K，初始状态两气柱温度相同。下列说法正确的是(

)A．A、B气体同时缓慢升温ΔT后，A管的液面将高于B管的液面B．A、B气体同时缓慢降温ΔT后，A管的液面将高于B管的液面C．打开阀门缓慢放出少量水银后，A管的液面将高于B管的液面D．打开阀门缓慢放出少量水银后，A管的液面将低于B管的液面答案：C课堂达标检测一、气体状态变化的图像问题1．(多选)(2024·四川遂宁高二阶段练习)如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中(

)A．气体分子的数密度增大B．气体分子的平均动能增大C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力增大D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减少答案：BC2．(2024·广东广州大学附中高二下月考)如图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图像，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C。设A、B、C状态对应温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是(

)A．TA<TB，TB<TC

B．TA>TB，TB＝TCC．TA>TB，TB<TC

D．TA＝TB，TB>TC答案：C二、气体实验定律的理解与应用3．(2024·河北石家庄高二下阶段练习)如图所示，一开口向下、导热均匀的直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定的水银槽中，管内封闭有一定量气体，且管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是(

)A．大气压强减小B．环境温度升高C．向水银槽内注入水银D．略微减少细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽上移答案：D解析：由题意，令封闭气体的压强为p，玻璃管质量为m，则有对玻璃管受力分析，根据平衡条件可知，绳的拉力T＝(p0－p)S＋mg＝ρghS＋mg，即绳的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水银的重力。大气压强减小时，液柱高度h减小，所以拉力T减小，故A错误；环境温度升高，封闭气体压强增大，h减小，故拉力T减小，故B错误；向水银槽内注入水银，封闭气体压强增大，体积减小，水银面高度差h减小，故拉力减小，故C错误；略微减少细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽上移，封闭气体体积增大，压强减小，水银面高度差h增大，故绳拉力增大，故D正确。4．已知湖水深度为20m，湖底水温为4℃，水面温度为17℃，大气压强为1.0×105Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(g取球10m/s2，ρ水＝1.0×103kg/m3)(

)A．12.8倍

B．8.5倍C．3.1倍

D．2.1倍答案：C三、关联气体状态变化问题5．(多选)(2023·厦门一中高二期末)如图，长为h的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分割成两部分，A处管内外水银面相平。将玻璃管缓慢向上提升H高度(管下端未离开水银面)，上下两部分气体的压强变化分别为Δp1和Δp2，体积变化分别为ΔV1和ΔV2。已知水银密度为ρ，玻璃管截面积为S，则(

)A．Δp2一定等于Δp1B．ΔV2一定等于ΔV1C．Δp2一定大于Δp1D．ΔV2与ΔV1之和小于HS答案：AD6．(