高中物理人教版选修3-3课时训练7气体的化Word版含解析92

课时训练7 气体的等容变化和等压变化
题组一 气体的等容变化与液柱移动
1.一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度由 0 ℃ 升高到10 ℃时,其压强的增加量为Δp 1,当它由100 ℃升高到110 ℃时,其压强的增加量为Δp 2,则Δp 1与Δp 2之比为( ) **∶1 B.1∶10 **∶110
D.110∶10
解析:此过程为等容变化,因ΔT 相同,所以Δp 也相同。

答案:A
2.在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来,主要原因是( ) A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.白天气温升高,大气压强变大
D.瓶内气体因温度降低压强减小 答案:D
3.图中描述一定质量的气体做等容变化的图线是( )
解析:由查理定律知,一定质量的气体,在体积不变时,其压强和热力学温度成正比,C 正确,A 、B 错误;在p -t 图象中,直线与横轴的交点表示热力学温度的零度,D 正确。

答案:CD
4.在寒冷的冬天气温零下33 ℃,某钢瓶内的液化气将用完时内部气体压强为1.2×105 Pa,现用热水加热液化气钢瓶使瓶内气压上升,以便继续使用一段时间。

已知热水温度77 ℃,则加热后瓶内气体压强约为( ) **×105 Pa B.1.8×105 Pa **×106 Pa
D.1.8×106 Pa
解析:由p
1T 1
=p
2T 2
,代入数据得p 2≈1.8×105 Pa,选项B 正确。

答案:B
5.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
解析:由Δp=ΔT
T p ,可知Δp ∝1
T ,所以A 部分气体压强减小的多,水银将向左移动,选项A 正确。

答案:A
6.两端封闭的玻璃管,中间有一段水银把空气分割为两部分,当玻璃管竖直时,上、下两部分的空气体积相等,如果将玻璃管倾斜,则( ) A.水银柱下降,上面空气体积增大 B.水银柱上升,上面空气体积减小 C.水银柱不动,上面空气体积不变 D.下面部分的空气压强减小
解析:将玻璃管倾斜,下面部分的空气压强减小,由 pV=C 得下方气体体积增大,故选项B 、D 正确。

答案:BD
7.汽车行驶时轮胎的胎压过高易造成爆胎事故,太低又会造成油耗上升。

已知某型号轮胎能在-40~90 ℃的环境中正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过标准大气压的 3.5 倍,最低胎压不低于标准大气压的1.6倍,那么在t=20 ℃ 时给轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适?(设轮胎的容积不变)
解析:设在T=293 K 时充气后的最小胎压为p min ,最大胎压为p max ,
由
p min T
=p
1T 1
=
1.6atm
233K
, 可得p min =2.01 atm 。

由
p max T
=p
2T 2
=
3.5atm 363K
, 可得p max =2.83 atm 。

故充气后的胎压在2.01 atm 到2.83 atm 之间比较合适。

答案:在2.01 atm 到2.83 atm 之间比较合适 题组二 等压变化
8.下列各图中,能正确表示一定质量气体的等压变化的过程的图象是( )
解析:根据一定质量的气体的等压状态方程,即 p=C (常数),V
T =k (恒量),或者V=k (t+273)。

所以选项A 、C 、D 正确。

答案:ACD 9.
如图所示,在汽缸中用活塞封闭一定质量的气体,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,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( ) A.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,故选项A 正确,C 错误;取活塞为研究对象,气体降温前后均处于静止,mg 和p 0S 及F T 均不变,故pS 不变,p 不变,故选项B 错;由盖—吕萨克定律可知V T
=C ,当T 减小时V 一定减小,故选项D 正确。

答案:AD
10.如图(a)所示,一支上端开口、粗细均匀的足够长玻璃管竖直放置,玻璃管内一段长度为10 cm 的水银柱封闭了一段长度为5 cm 的空气柱,环境温度为27 ℃,外界大气压强为p 0(p 0大小等同于75 cm 高水银柱产生的压强)。

(1)求管内封闭气体的压强。

(2)若将玻璃管插入某容器的液体中,如图(b)所示,这时空气柱的长度增大了2 cm,则该液体的温度为多少?
解析:(1)对液柱受力分析,由平衡条件得
p=p 0+p h =p 0+1075p 0=1715
p 0。

(2)气体做等压变化 T 1=(273+27) K =300 K V 1=5S V 2=7S
由V 1V 2
=T 1T 2
得5S
7S =
300
T 2
故T 2=420 K 。

答案:(1)17
15p 0 (2)420 K
(建议用时:30分钟)
1.一定质量的气体在体积不变时,下列有关气体的状态变化的说法正确的是()
A.温度每升高1 ℃,压强的增量是原来压强的1
273
B.温度每升高1 ℃,压强的增量是0 ℃时压强的1
273
C.气体的压强和热力学温度成正比
D.气体的压强和摄氏温度成正比
解析:根据查理定律:p=CT,知C正确;将T=(273+t) K代入得p=C(273+t) K,升高1 ℃时的压强为
p1=C(274+t) K,所以Δp=C=p
(273+t)K =p0
273
,B正确。

答案:BC
2.如图所示,甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象,关于这两个图象的正确说法是()
A.甲是等压线,乙是等容线
B.乙图中p-t线与t轴的交点对应的温度是-273.15 ℃,而甲图中V-t线与t轴的交点对应的温度不是-273.15 ℃
C.由乙图可知,一定质量的气体,在任何情况下都是p与t成直线关系
D.乙图表明随温度每升高1 ℃,压强增加量相同,但甲图随温度的升高,压强不变
解析:由查理定律和盖—吕萨克定律可知,甲图是等压线,乙图是等容线,A正确;由“外推法”知,两种图线的反向延长线与t轴的交点温度都是-273.15 ℃,B错误;查理定律和盖—吕萨克定律的成立条件都是压强不太大、温度不太低,当压强很大、温度很低时,这些定律就不成立了,C错误;由于图线是直线,D正确。

答案:AD
3.
如图所示,一小段水银封闭了一段空气,玻璃管竖直静放在室内。

下列说法正确的是()
A.现发现水银柱缓慢上升了一小段距离,这表明气温一定上升了
B.若外界大气压强不变,现发现水银柱缓慢上升了一小段距离,这表明气温上升了
C.若发现水银柱缓慢下降一小段距离,这可能是外界的气温下降所致
D.若把管子转至水平状态,稳定后水银未流出,此时管中空气的体积将大于原来竖直状态时的体积
解析:若水银柱上移,表示气体体积增大,可能的原因是外界压强减小而温度没变,也可能是压强没变
而气温升高,A错误,B正确;同理水银柱下降可能是气温下降或外界压强变大所致,C正确;管子置于水平时,压强减小,体积增大,D正确。

答案:BCD
4.
如图所示,两端开口的U形管,右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开,若在左管中再注入一些水银,平衡后则()
A.下部两侧水银面A、B高度差h减小
**增大
C.右侧封闭气柱体积变小
D.水银面A、B高度差h不变
解析:右管中的封闭气体的压强不变,所以水银面A、B高度差h不变。

答案:D
5.
如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图象。

由图象可知()
**>pB
**<pB
**>pC
**>pB
解析:A、B在同一等压线上,所以p A=p B,A错误;连接O、C得到另一条等压线,此等压线的斜率比A、B所在等压线的斜率小,而V-T图中直线的斜率表示压强的倒数,所以C点所在的等压线对应的压强大于A、B所在等压线对应的压强,即p C>p B,p C>p A,D正确,B、C错误。

答案:D
6.
粗细均匀、两端封闭的细长玻璃管中,有一段水银柱将管中气体分为A 和B 两部分,如图所示,已知现价部分气体A 和B 的体积关系是V B =3V A ,将玻璃管温度均升高相同温度的过程中,水银将( ) A.向A 端移动
B.向B 端移动
C.始终不动
D.以上三种情况都有可能
解析:由于两部分气体体积不同,则假设发生等容变化,由p 2p 1
=T
2T 1
,得
p 2-p 1p 1
=
T 2-T 1
T 1
,即Δp=p
1T 1
ΔT 。

因为两
边气体初状态的温度和压强相同,所以升温后,增加的压强也相同,因此,水银不移动。

答案:C 7.
有人设计了一种测温装置,其结构如图所示,玻璃泡A 内封有一定量气体,与A 相连的B 管插在水银槽中,管内水银面的高度x 即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B 管上的刻度直接读出。

设B 管的体积与A 泡的体积相比可略去不计。

在 1标准大气压p 0下对B 管进行温度刻度(1标准大气压相当于76 cm 高的水银柱产生的压强)。

已知当温度t 1=27 ℃时,管内水银面高度x 1=16 cm,此高度即为27 ℃的刻度线,问t=0 ℃的刻度线对应水银面的高度是多少?
解析:应选玻璃泡A 内的一定量的气体为研究对象,对于B 管的体积略去不计,温度变化时A 内气体经历的是一个等容过程。

玻璃泡A 内气体的初始状态: T 1=300 K,p 1=
76-1676·p 0=15
19
p 0。

末态,即t=0 ℃的状态:T=273 K
由查理定律得p=T T 1
p 1=273300×1519p 0=273
380p 0,即相当于54.6 cm 高水银柱产生的压强,
所以t=0 ℃时水银面高度,即刻度线的位置是 x 0=(76-54.6) cm =21.4 cm 。

答案:21.4 cm
8.用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。

我们通常用的可乐易拉罐容积V=355 mL 。

假设在室温(17 ℃)下,易拉罐内装有0.9V 的饮料,剩余空间充满CO 2气体,气体压强为1 atm 。

若易拉罐能承受的最大压强为1.2 atm,则保存温度不能超过多少摄氏度? 解析:取剩余空间充满的CO 2气体为研究对象,则
初态:p 1=1 atm,T 1=(273+17) K=290 K
末态:p 2=1.2 atm
气体发生等容变化,由查理定律p 2p 1
=T
2T 1
得
T 2=p
2p 1
T 1=
1.2×290
1
K=348 K t=(348-273) ℃=75 ℃。

答案:75 ℃。