2020高中物理 第二章 气体 等容变化和等压变化习题 教科版选修3-3

2020高中物理 第二章 气体 等容变化和等压变化习题 教科版选修3-3

等容变化和等压变化 一、选择题 ‎1．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的两倍，则气体温度的变化情况是（ ）．‎ ‎ A．气体的摄氏温度升高到原来的两倍 ‎ B．气体的热力学温度升高到原来的两倍 ‎ C．气体的摄氏温度降为原来的一半 ‎ D．气体的热力学温度降为原来的一半 ‎2．对于一定质量的气体，以下说法正确的是（ ）．‎ ‎ A．气体做等容变化时，气体的压强和温度成正比 ‎ B．气体做等容变化时，温度升高l℃，增加的压强是原来压强的1／273‎ ‎ C．气体做等容变化时，气体压强的变化量与温度的变化量成正比 ‎ D．由查理定律可知，等容变化中，气体温度从t‎1升高到t2时，气体压强由p1增加到p2，且p2=p1[1+(t2－t1)／273]‎ ‎3．一定质量的气体做等压变化时，其V-t图象如图所示，若保持气体质量不变，而改变气体的压强，再让气体做等压变化，则其等压线与原来相比，下列可能正确的是（ ）．‎ ‎ ‎ ‎ A．等压线与y轴之间夹角变小 B．等压线与y轴之间夹角变大 ‎ C．等压线与t轴交点的位置不变 D．等压线与t轴交点的位置一定改变 ‎4．图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象,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状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是（ ）．‎ ‎ ‎ A．TATB，TB=TC C．TA>TB，TBTC 6‎ ‎5．如图所示，将盛有温度为T的同种气体的两容器用水平细管相连，管中有一小段水银将A、B两部分气体隔开，现使A、B同时升高温度，若A升高至T+ΔTA，B升高至T+ΔTB，已知VA=2VB，要使水银保持不动，则（ ）．‎ ‎ ‎ ‎ A．ΔTA=ΔTB B．ΔTA=2ΔTB C． D．‎ ‎6．一定质量的气体做等容变化时，其p-t图象如图‎8-3-24‎所示，若保持气体质量不变，而改变容器的容积，再让气体做等容变化，则其等容线与原来相比，下列说法可能正确的是（ ）．‎ ‎ ‎ ‎ A．等容线与p轴之间夹角变小 ‎ B．等容线与p轴之间夹角变大 ‎ C．等容线与t轴交点的位置不变 ‎ D．等容线与t轴交点的位置一定改变 ‎7．在密封容器中装有某种气体，当温度从‎50℃‎升高到‎100℃‎时，气体的压强从p1变到p2，则（ ）．‎ ‎ A． B． C． D．‎ ‎8．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‎8-3-25‎所示．已知两部分气体A和B的体积关系是VB=3VA，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 二、填空题 ‎　 9．如图所示，在球形容器内充有一定质量的气体，当大气压强是760mmHg，气体温度是‎27℃‎时，从接在容器下端U形管水银压强计可以确定气体的压强是___________mmHg； 　　如果大气压强保持不变，而气体的温度升高到‎47℃‎时，气体的压强将变为___________mmHg，压强计左侧管内水银面将___________(填“上升”或“下降”)___________mm。(假设压强计细管的容积很小，球形容器的热膨也很小都可以不考虑) 　　‎ 三、解答题 ‎　　10．一定质量的空气，时的体积为1.0×10‎-2m3‎，在压强不变的情况下，温度升高 6‎ 时，体积是多大？‎ ‎11．如图所示，一个粗细均匀的平底网管水平放置，右端用一橡皮塞塞住，气柱长‎20cm，此时管内、外压强均为1.0×10Pa，温度均为‎27℃‎；当被封闭气体的温度缓慢降至─‎3℃‎时，橡皮塞刚好被推动；继续缓慢降温，直到橡皮塞向内推进‎5cm．已知圆管的横截面积为4.0×‎10‎m，橡皮与网管间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，大气压强保持不变．求：‎ ‎(1)橡皮与圆管间的最大静摩擦力；‎ ‎(2)被封闭气体最终的温度．‎ ‎12．如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动。面积分别为S1=‎20cm2，S2=‎10cm2，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=‎2kg的重物C连接，静止时气缸中的气体温度T1=600K，气缸两部分的气柱长均为L，已知大气压强p0=1×105Pa，取g=‎10m/s2, 缸内气体可看作理想气体。‎ ‎（1）活塞静止时，求气缸内气体的压强；‎ ‎（2）若降低气缸内气体的温度，当活塞A缓慢向右移动时，求气缸内气体的温度。‎ ‎【答案与解析】‎ 一、选择题 ‎1．【答案】B ‎ ‎【解析】由查理定律知，一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比，注意公式中T为热力学温度．‎ ‎2．【答案】C ‎ ‎【解析】一定质量的气体做等容变化，气体的压强是跟热力学温度成正比，跟摄氏温度不是正比关系，答案A错；根据公式pt=p0(1+t／273)，其中p0是‎0℃‎时的压强，答案B错误；气体压强的变化量，总是跟温度的变化量成正比，这里所讲温度既包括摄氏温度，又包括热力学温度，答案C正确；根据公式pt=p0(1+t／273)，判断D答案错误．‎ 6‎ ‎3．【答案】A、B、C ‎ ‎【解析】对于一定质量气体的等压线，其V-T图象的延长线一定过－‎273.15℃‎的点，故C正确；由于题目中没有给定压强p的变化情况，因此A、B都有可能，故选A、B、C．‎ ‎4．【答案】C ‎【解析】A→B为等容变化,根据查理定律：，pBVB，所以TC>TB，C正确。‎ ‎5．【答案】A ‎ ‎【解析】水银不移动时，A、B两部分气体的体积都不变，则两边增加的压强都相等，即，又因为，即，A选项正确．‎ ‎6．【答案】A、B、C ‎ ‎【解析】对于定质量一定的气体的等容变化的图线，总是要经过－‎273.15℃‎的点，因此，选项C正确；由于题目没有给定体积变化的关系，所以A、B、C都有可能．‎ ‎7．【答案】C ‎8．【答案】C ‎ ‎【解析】由于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．‎ 二、填空题 ‎　　9．【答案】600，640，下降，20 【解析】在压强计左管中取与右管上端水银面等高的液片为研究对象， 由压强平衡得p0＝p1+ph1 　　∴p1＝p0-ph1＝600mmHg 以球形容器内封闭气体为研究对象，气体做等容变化， 初态：‎ p1＝600mmHg，T1=‎27℃‎=300K 末态：‎ p2＝？，T1=‎47℃‎=320K 根据查理定律有 ‎ 　　 由于外界大气压不变，而p2＞p1，故左侧水银面将下降。 设温度升高后，水银面高度差为h2，则 ‎ p2＝p0-ph2‎ 6‎ ‎ 解得 ph2＝p0-p2＝120mmHg， 所以 h2＝‎120mm， 则左侧水银面下降高度 ‎ 　‎ 三、解答题 ‎　 10．【答案】气体温度升高时体积为 【解析】空气初态下，，温度升高时，即温度变为。 　　根据盖-吕萨克定律可得： 　　 　‎ ‎11．【答案】(1) 0.4N；(2) 202.5K ‎【解析】(1)由题意知，气体先发生等容变化，有：，‎ ‎，‎ 由，得：‎ 对橡皮塞分析，有：‎ 解得：f=0.4N ‎ ‎(2)气体后发生等压变化，有：，‎ 由，解得：‎ ‎12．【答案】（1）1.2×105Pa；（2）500K ‎【解析】（1）设静止时气缸内气体压强为P1，活塞受力平衡：‎ p1S1+ p0S2= p0S1+ p1S2+Mg，‎ 代入数据解得压强p1=1.2×105Pa；    ‎ ‎(2)由活塞A受力平衡可知缸内气体压强没有变化，由盖—吕萨克定律得：‎ 6‎ 代入数据解得T2=500K 6‎