2024高中物理第八章課時(shí)作業(yè)七2氣體的等容變化和等壓變化含解析新人教版選修3-3

PAGEPAGE42氣體的等容改變和等壓改變[全員參加·基礎(chǔ)練]1．肯定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)，溫度每上升1℃()A．相同 B．漸漸增大C．漸漸減小 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)為定值，A選項(xiàng)正確．【答案】A2．描述肯定質(zhì)量的氣體作等容改變的過(guò)程的圖線(xiàn)是圖中的()【解析】等容改變的過(guò)程的p-t圖象在t軸上的交點(diǎn)坐標(biāo)是(－273℃，0)，D正確．【答案】D3．(2015·三亞高二檢測(cè))在冬季，剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過(guò)一個(gè)夜晚后，其次天拔瓶口的軟木塞時(shí)感覺(jué)很緊，不易拔出來(lái)，這主要是因?yàn)?)A．軟木塞受潮膨脹B．瓶口因溫度降低而收縮變小C．白天氣溫上升，大氣壓強(qiáng)變大D．瓶?jī)?nèi)氣體因溫度降低而壓強(qiáng)變小【解析】暖水瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降低，壓強(qiáng)減小，外部大氣壓強(qiáng)大于內(nèi)部氣體壓強(qiáng)，所以不易拔出來(lái)，D正確，A、B、C錯(cuò)誤．【答案】D4．肯定質(zhì)量的氣體保持壓強(qiáng)不變，它從0℃升到5℃的體積增量為ΔV1；從10℃升到15℃的體積增量為ΔV2，則()A．ΔV1＝ΔV2 B．ΔV1＞ΔV2C．ΔV1＜ΔV2 D．無(wú)法確定【解析】由蓋—呂薩克定律eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)＝eq\f(ΔV,ΔT)可知ΔV1＝ΔV2，A正確．【答案】A5．(多選)如圖所示，四個(gè)兩端封閉、粗細(xì)勻稱(chēng)的玻璃管內(nèi)的空氣被一段水銀柱隔開(kāi)，按圖中標(biāo)明的條件，當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，水銀柱處于靜止?fàn)顟B(tài)．假如管內(nèi)兩端的空氣都上升相同的溫度，則水銀柱向左移動(dòng)的是()【解析】假設(shè)水銀柱不動(dòng)，則兩端封閉氣體發(fā)生等容改變，依據(jù)查理定律有Δp＝eq\f(ΔT,T)p，再依據(jù)各選項(xiàng)條件推斷，C、D正確．【答案】CD6．(多選)如圖8-2-12所示，在汽缸中用活塞封閉肯定質(zhì)量的氣體，活塞與缸壁間的摩擦不計(jì)，且不漏氣，將活塞用繩子懸掛在天花板上，使汽缸懸空靜止．若大氣壓不變，溫度降低到某一值，則此時(shí)與原來(lái)相比較()圖8-2-12A．繩子張力不變B．缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小C．繩子張力變大D．缸內(nèi)氣體體積變小【解析】由整體法可知繩子的張力不變，故A對(duì)，C錯(cuò)；取活塞為探討對(duì)象，氣體降溫前后均處于靜止，mg、p0S和T均不變，故pS不變，p不變，故B選項(xiàng)錯(cuò)；由蓋—呂薩克定律可知eq\f(V,T)＝C，當(dāng)T減小時(shí)，V肯定減小，故D選項(xiàng)正確．【答案】AD7．如圖8-2-13所示，上端開(kāi)口的圓柱形汽缸豎直放置，截面積為5×10－3m2，肯定質(zhì)量的氣體被質(zhì)量為2.0kg的光滑活塞封閉在汽缸內(nèi)，其壓強(qiáng)為_(kāi)_______Pa(大氣壓強(qiáng)取1.01×105Pa，g取10m/s圖8-2-13若從初溫27℃起先加熱氣體，使活塞離汽缸底部的高度由0.50m緩慢地變?yōu)?.51m，則此時(shí)氣體的溫度為_(kāi)_______℃.【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，由蓋—呂薩克定律得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．用易拉罐盛裝碳酸飲料特別衛(wèi)生和便利，但假如猛烈碰撞或嚴(yán)峻受熱會(huì)導(dǎo)致爆炸．我們通常用的可樂(lè)易拉罐容積V＝355mL.假設(shè)在室溫(17℃)下罐內(nèi)裝有0.9V的飲料，剩余空間充溢CO2氣體，氣體壓強(qiáng)為1atm.若易拉罐能承受的最大壓強(qiáng)為1.2atm，則保存溫度不能超過(guò)多少？【解析】取CO2氣體為探討對(duì)象，則：初態(tài)：p1＝1atm，T1＝(273＋17)K＝290K，末態(tài)：p2＝1.2atm，T2未知．氣體發(fā)生等容改變，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·提升練]9．(多選)肯定質(zhì)量的某種氣態(tài)自狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)C改變到狀態(tài)B，這一過(guò)程在V－T圖上表示如圖所示，則()圖8-2-14A．在過(guò)程AC中，氣體的壓強(qiáng)不斷變大B．在過(guò)程CB中，氣體的壓強(qiáng)不斷變小C．在狀態(tài)A時(shí)，氣體的壓強(qiáng)最大D．在狀態(tài)B時(shí)，氣體的壓強(qiáng)最大【解析】氣體在過(guò)程AC中，圖線(xiàn)上的點(diǎn)到原點(diǎn)連線(xiàn)的斜率漸漸減小，所以氣體的壓強(qiáng)不斷變大，故A項(xiàng)正確．在CB改變過(guò)程中，情形與過(guò)程AC類(lèi)似，即在過(guò)程CB中，氣體的壓強(qiáng)不斷變大，故B項(xiàng)錯(cuò)誤．綜上所述，在ACB過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)始終增大，所以氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)最大，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．【答案】AD10.如圖為伽利略設(shè)計(jì)的一種測(cè)溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有肯定量的空氣．若玻璃管內(nèi)水柱上升，則外界大氣的改變可能是()圖8-2-15A．溫度降低，壓強(qiáng)增大B．溫度上升，壓強(qiáng)不變C．溫度上升，壓強(qiáng)減小D．溫度不變，壓強(qiáng)減小【解析】對(duì)被封閉的氣體探討，當(dāng)水柱上升時(shí)，封閉氣體的體積V減小，結(jié)合志向氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C得，當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)P0不變時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)p減小，則溫度T肯定降低；當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)p0減小時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)p減小，則溫度T肯定降低；當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)p0增大時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)p存在可能增大、可能不變、可能減小三種狀況．當(dāng)封閉氣體的壓強(qiáng)p增大時(shí)，溫度T可能上升、不變或降低，封閉氣體的壓強(qiáng)p不變時(shí)，溫度肯定降低，封閉氣體的壓強(qiáng)p減小時(shí)，溫度肯定降低．故只有選項(xiàng)A可能．【答案】A11．(2015·金山區(qū)高二檢測(cè))如圖所示，豎直放置的汽缸內(nèi)有一可做無(wú)摩擦滑動(dòng)的活塞，活塞面積為2.0×10－3m2，活塞質(zhì)量可忽視，汽缸內(nèi)封閉肯定質(zhì)量的氣體，氣體體積為V，溫度是27℃，大氣壓強(qiáng)為1.0×10圖8-2-16(1)在活塞上放一個(gè)質(zhì)量為多少千克的砝碼，使汽缸內(nèi)氣體的體積變?yōu)樵瓉?lái)體積的eq\f(4,5)；(2)要使體積復(fù)原到V，應(yīng)使氣體溫度上升到多少攝氏度？【解析】(1)放上砝碼后，封閉氣體做等溫改變，設(shè)放上砝碼的質(zhì)量為m，則平衡后，汽缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)為p2＝p0＋eq\f(mg,S)，由題意可知：初狀態(tài)：p1＝p0＝1.0×105PaV1＝V末狀態(tài)：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代數(shù)解得：m＝5kg(2)氣體升溫過(guò)程為等壓改變，由蓋—呂薩克定律eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)代數(shù)解得：T2＝375Kt2＝T2－273℃＝102℃【答案】(1)5kg(2)102℃12．容積為2L的燒瓶，在壓強(qiáng)為1.0×105Pa時(shí)，用塞子塞住瓶口，此時(shí)溫度為27℃，當(dāng)把它加熱到127℃時(shí)，塞子被彈開(kāi)了，稍過(guò)一會(huì)兒，重新把塞子塞好，停止加熱并使它漸漸降溫到27℃，求：(1)塞子彈開(kāi)前的最大壓強(qiáng)；(2)27℃時(shí)剩余空氣的壓強(qiáng)．【解析】塞子彈開(kāi)前，瓶?jī)?nèi)氣體的狀態(tài)改變?yōu)榈热莞淖儯哟蜷_(kāi)后，瓶?jī)?nèi)有部分氣體會(huì)逸出，此后應(yīng)選擇瓶中剩余氣體為探討對(duì)象，再利用查理定律求解．(1)塞子打開(kāi)前，選瓶中氣體為探討對(duì)象：初態(tài)：p1＝1.0×105Pa，T1＝(273＋27)K＝300K末態(tài)：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