2020-2021学年鲁科版选择性必修第三册 1.5气体实验定律 同步课时作业(含解析)

2020-2021学年鲁科版（2019）选择性必修第三册 1.5气体实验定律 同步课时作业（含解析）
1.一定质量的理想气体，在温度保持不变的条件下，若气体体积减小，则( ) A ．气体的内能增大 B ．外界一定对气体做正功 C ．气体的压强可能不变
D ．气体压强与体积的乘积变小
2.一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示。

下列说法中正确的是( )
A ．c a →过程中，气体压强增大，体积变小
B ．c a →过程中，气体压强增大，体积变大
C ．a b →过程中，气体体积增大，压强减小
D ．b c →过程中，气体压强不变，体积增大
3.用活塞式抽气机抽气，在温度不变的情况下，从玻璃瓶中抽气，第一次抽气后，瓶内气体的压强减小到原来的45，要使容器内剩余气体的压强减小为原来的256625
，抽气次数应为( ) A.3
B.4
C.5
D.6
4.如图所示，A B 、两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管连接，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A 中气体的温度为0 ℃，B 中气体温度为20 ℃，如果将它们的温度都降低10 ℃，则水银柱将( )
A.向A 移动
B.向B 移动
C.不动
D.不能确定
5.如图所示，一定质量的理想气体用质量为M 的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为123T T T 、、，体积分别为123V V V 、、且123V V V <=，则123T T T 、、的大小关系为( )
A.123T T T ==
B.123T T T <<
C.123T T T >>
D.123T T T <=
6.如图所示是一定质量的气体从状态A 经状态B 到状态C 的V T -图像，由图像可知( )
A.A B p p >
B.C B p p <
C.A B V V <
D.A B T T <
7.A B 、为两个相同的固定在地面上的汽缸，内部有质量相等的同种气体，且温度相同，C D 、为两重物，质量C D m m >，按如图所示方式连接并保持平衡。

现使A B 、汽缸内气体
的温度都升高10 ℃，不计活塞及滑轮系统的质量和摩擦，则系统重新平衡后( )
A.C 下降的高度比D 下降的高度大
B.C 下降的高度比D 下降的高度小
C.C D 、下降的高度一样大
D.A B 、汽缸内气体的最终压强与初始压强不相同
8.如图所示，一定质量的理想气体由状态A 变化到状态B 的过程中( )
A.气体的密度一直在增大
B.气体的内能一直在增大
C.气体的压强一直在增大
D.气体的体积一直在增大
9.如图所示是一定质量的理想气体的p V -图像，气体状态从A B C D A →→→→完成一次循环，A B →（图中实线）和C D →为等温过程，温度分别为1T 和2T .下列判断正确的是( )
A.D A →过程为等容过程、B C →为等压过程
B.12T T >
C.A B →过程中，若2B A V V =，则2B A p p =（A A B B V p V p 、、、分别为A B 、两点的体积和压强）
D.若气体状态沿图中虚线由A B →变化，则气体的温度先升高后降低
10.如图所示，汽缸内用厚度不计、质量为m 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S ，到汽缸底部距离为L ，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，汽缸导热性能良好，现缓慢地在活塞上加一定质量的细砂，活塞下移3
L
达到稳定，环境温度保持不变，大气压强为0p ，重力加速度为g ，则( )
A.细砂质量为01()2p S
m g
+ B.汽缸内分子平均动能增大 C.汽缸内气体分子密度不变
D.单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多
11.如图所示，表示一定质量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强变化情况是( )
A.从状态c到状态d，压强减小
B.从状态d到状态e，压强增大
C.从状态e到状态a，压强减小
D.从状态a到状态b，压强不变
12.一定质量的理想气体在a状态体积
12L
V=，压强
13atm
p=，温度
1450K
T=；在b状态
下气体的体积
26L
V=，压强
21atm
p=.该气体的p V
-图像如图所示，让该气体沿图中线段缓慢地从a状态变化到b状态，求：
（1）气体处于b状态时的温度
2
T.
（2）从a状态到b状态的过程中，气体的最高温度
max
T.
答案以及解析
1.答案：B
解析：A.理想气体的内能只与温度有关，在理想气体中，分子势能为0，内能就等于分子动能，由于温度不变，故气体的内能不变，故A 错误； BC 、由理想气体状态方程：
pV
C T
=知，在温度不变，体积V 减小，则压强一定增大，即压缩气体，故外界对气体做正功，故B 正确，C 错误；
D.气体压强与体积的乘积pV TC =，温度不变，C 为常数，pV 不变，故D 错误； 故选：B 。

2.答案：C 解析：A.B.根据
PV C T =可得P C
T V
=可知，c a →过程中气体的体积保持不变，即发生等容变化，由c a →的过程中，气体的体积不变，故A.B 错误。

C.由图可知a b →过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化，由图可知a b P P >，根据玻意耳定律a a b b PV PV =可得a b V V <，即压强减小，体积增大。

故C 正确。

D.由图可知b c →过程中，气体压强不变，温度降低，即b c T T >，根据b c
b c
V V T T =可得b c V V >，即体积减小。

故D 错误。

故选：C. 3.答案：B
解析：设玻璃瓶的容积是V ，抽气机的容积是0V ，抽气前瓶内气体的压强为p 。

气体发生等温变化，根据玻意耳定律有()045pV p V V =+，解得01
4
V V =。

设抽n 次后，气体压强变为原来的
256625，由玻意耳定律可得，抽一次时()10pV p V V =+，解得14
5
p p =，抽两次时()120p V p V V =+，解得224()5p p =，抽n 次时4256()5625
n n p p p ==，解得4n =，故B 正确。

4.答案：A
解析：两个容器的容积相等且不发生变化，所装气体温度分别为273 K 和293 K ，当温度降低ΔT 时，由查理定律可知
ΔΔp p T T =，可得ΔΔp p T T
=，因为2121,p p T T =>，所以12ΔΔp p >，即A 内压强减小得更多，所以最终A 中气体压强更小，水银柱应向A 移动，故选A.
5.答案：B
解析：设三种稳定状态下气体的压强分别为123p p p 、、，以活塞为研究对象，三种稳定状态下分别有0102,Mg p S p S p S Mg p S +=+=，03p S Mg mg p S ++=，可以得出123p p p =<;根据理想气体的状态方程
33
112
2123
p V p V p V T T T ==，由12V V <得12T T <;由23V V =得23T T <，即123T T T <<，故选项B 正确。

6.答案：D
解析：由体积不变，温度越高，压强越大可知，在V T -图像中，各点与坐标原点连线的斜率越大，压强越小，所以A C B p p p <=，故A 、B 错误；由图像可知，气体从状态A 到状态B 体积不变，则温度升高，故C 错误，D 正确. 7.答案：A
解析：以活塞为研究对象，在气体温度变化前后，活塞受外界大气压力和绳子拉力是不变的，所以在温度升高前后气体的压强不变，所以选项D 错误。

封闭气体的压强0mg
p p S
=-，由于C D m m >，则A B p p <，所以A B V V >;根据
V V T T ∆=∆可得V T
V T
∆∆=，由于A B A B A B T T T T V V =∆=∆>、、，所以A B V V ∆>∆，即C 下降的高度比D 下降的高度大，所以
选项A 正确，B 、C 错误。

8.答案：BCD
解析：分别过A B 、两点作等容线如图所示，由C
p T V
=
可知，因OA 的斜率大于OB 的斜率，则A B V V <，即理想气体从状态A 变化到状态B ，气体体积增大，密度减小，A 错误，D 正确；从A 到B 温度升高，则气体的内能一直在增大，B 正确；由图像可知，气体的压强一直在增大，C 正确.
9.答案：BD
解析：由题图可知，D A →过程压强不变，为等压过程;B C →的体积不变，为等容过程，
故A 项错误；由题图可知，,A D A D V V p p >=，根据盖–吕萨克定律得
12
A D
V V T T
=，则12T T >，故B 项正确；A B →过程中，温度不变，根据玻意耳定律得B A A B p V p V =，若2B A V V =，则1
2
B A p p =
，故C 项错误；图像中的等温线是双曲线的一支，由B 项分析可知图线离原点越远气体温度越高，A B 、两点在同一条等温线上.所以从A 沿虚线到B 的过程中，温度先升高，
后降低，故D 项正确. 10.答案：AD
解析：设细砂质量为0m ，由题意可知，气体发生等温变化，初状态有10p S mg p S =+，末状态有200p S mg m g p S =++，由玻意耳定律得122
3
p SL p S L =⨯，联立解得001()2p S m m g =+，故A 正确；由于汽缸导热性能良好且环境温度保持不变即缸内气体温度不变，则分子平均动能不变，故B 错误；汽缸内封闭气体被压缩，体积减小，而质量不变，则汽缸内气体分子密度增大，故C 错误；温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变，等温压缩时，根据玻意耳定律得知，压强增大，则单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多，故D 正确. 11.答案：AC
解析：在V T -图像中等压线是过坐标原点的直线。

由理想气体的状态方程知V C
T p
=。

可见当压强增大时，等压线的斜率V C
k T p
==变小，由图可确定a e d c b p p p p p <<<<，故A 、C 正确。

12.答案：（1）450 K （2）600 K
解析：（1）根据题意，由理想气体状态方程有1122
12
p V p V T T =， 解得2450K T =.
（2）由题图可知，气体压强p 与体积V 之间的关系为
42
V p =-
， 由理想气体状态方程有111p V pV
T T
=， 联立解得275
(4)162
T V ⎡⎤=
--+⎣⎦， 当4L V =时，气体有最高温度，可得max 600K T =.。