2022-2022学年高中物理第8章气体课时作业6气体的等容变化和等压变化含解析新人教版选修3-3.doc

课时作业(六)
1．冬天有这样的现象：剩有半瓶水的热水瓶经过一个夜晚，第二天拔瓶口的软木塞时不易拔出来，主要原因是瓶内气体(　　)
A．温度不变，体积减小，压强增大
B．体积不变，温度降低，压强减小
C．温度降低，体积减小，压强不变
D．质量不变，体积减小，压强增大
解析　由于暖水瓶内气体的体积不变，经过一晚的时间，瓶内的温度会降低，即气体的温度降低，根据查理定律得温度降低，压强减小．即暖瓶内的压强减小，气体向外的压力减小，所以拔出瓶塞更费力．
答案　B
2．一定质量的气体，保持体积不变，当它的温度从100 ℃升高到200 ℃时，它的压强(　　)
A．改变为原来的　　　 B．改变为原来的2倍
C．改变为原来的 D．改变为原来的
解析　根据查理定律，一定质量的气体，保持体积不变，温度升高时气体的压强跟它的热力学温度成正比，即：＝，初状态：T0＝100 ℃＝373 K，末状态：T1＝200 ℃＝473 K；所以得：＝＝.即温度从100 ℃升高到200 ℃时，它的压强改变为原来的.故正确的选项为D，A、B、C项都错误．
答案　D
3．一定质量的气体，在压强不变时，温度每升高1 ℃，它的体积的增加量(　　)
A．相同 B．逐渐增大
C．逐渐减小 D．成正比例地增大
解析　气体等压变化，根据盖－吕萨克定律＝C，有：＝，故ΔV＝ΔT，故温度每升高1 ℃，它的体积的增加量相同．
答案　A
4．如下图甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图像，关于这两个图像的正确说法是(　　)
A．甲是等压线，乙是等容线
B．乙图中p－t线与t轴交点对应的温度是－273.15 ℃，而甲图中V－t线与t轴的交点不一定是－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．乙图说明随温度每升高1 ℃，压强增加相同，但甲图随温度的升高压强不变
解析　　由查理定律p＝CT＝C(t＋273.15)及盖—吕萨克定律V＝CT＝C(t＋273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A项正确；两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为－273.15 ℃，即热力学温度的0 K，故B项错；查理定律及盖—吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低，压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，故C项错；由于图线是直线，故D项正确．
答案　AD
5.
如下图是一定质量的气体从状态A经B到状态C的p－T图像，由图像可知(　　)
A．VA＝VB
B．VB＝VC
C．VB<VC
D．VA>VC
解析　图线AB的延长线过p－T图像的坐标原点，说明从状态A到状态B是等容变化，故A项正确；连接OC，该直线也是一条等容线，且直线的斜率比AB小，那么C状态的体积要比A、B状态大，故C项也正确；也可以由玻意耳定律来分析B到C的过程，该过程是等温变化，由pV＝C知，压强p减小，体积V必然增大，同样可得C项是正确的．
答案　AC
6.
如图，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强(　　)
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．始终不变
D．先增大后减小
解析　在V－T图像中，各点与坐标原点连线的斜率表示压强的大小，斜率越小，压强越大，应选A项．
答案　A
7．如下图，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，那么水银柱向左移动的是(　　)
解析　假设水银柱不动，那么两端封闭气体，发生等容变化，根据查理定律有Δp＝p，再根据各选项条件判断，C、D项正确．
答案　CD
8.
如下图，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30 ℃时，空气柱长度为30 cm，当水温是90 ℃时，空气柱的长度是36 cm，那么该同学测得的绝对零度相当于多少摄氏度(　　)
A．－273 ℃ B．－270 ℃
C．－268 ℃ D．－271 ℃
解析　由等压变化知＝所以有＝，
即＝，ΔT＝300，所以绝对零度应是30 ℃－300 ℃＝－270 ℃，B项正确．
答案　B
9.
如下图，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，那么以下结论中正确的选项是(　　)
A．假设外界大气压增大，那么弹簧将压缩一些
B．假设外界大气压增大，那么气缸的上底面距地面的高度将增大
C．假设气温升高，那么活塞距地面的高度将减小
D．假设气温升高，那么气缸的上底面距地面的高度将增大
解析　假设外界大气压增大或气温升高，因弹簧的弹力总等于活塞与气缸的总重力保持不变，那么弹簧长度不变，A、C项错；对气缸分析，据平衡条件可知大气压增大，密封气体的压强增大，又气体温度不变，那么体积减小，而活塞的位置不变，所以气缸的上底面距地面的高度将减小，B项错；假设气温升高，分析气缸的平衡可知密封气体发生等压变化，根据盖－吕萨克定律知体积增大，气缸的上底面距地面的高度将增大，D项正确．
答案　D
10．为了测试某种平安阀在外界环境为一个大气压时所能承受的最大内部压强，某同学自行设计制作了一个简易的测试装置．该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器．测试过程可分为如下操作步骤：
a．记录密闭容器内空气的初始温度t1；
b．当平安阀开始漏气时，记录容器内空气的温度t2；
c．用电加热器加热容器内的空气；
d．将待测平安阀安装在容器盖上；
e．盖紧装有平安阀的容器盖，将一定量空气密闭在容器内．
(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序排列：______；
(2)假设测得的温度分别为t1＝27 ℃，t2＝87 ℃，大气压强为1.0×105 Pa，那么这个平安阀能承受的最大内部压强的测试结果是________．
解析　(1)将平安阀安装在容器盖上，密封空气，记录其初始温度t1，然后加热密封空气，待漏气时记录容器内的空气温度t2，故正确的操作顺序为deacb.
(2)T1＝300 K，T2＝360 K，p0＝1.0×105 Pa，由于密封空气的体积不变，由查理定律可得＝，故p＝＝ Pa＝1.2×105 Pa.
答案　(1)deacb　(2)1.2×105 Pa
11.
如下图，水平放置的气缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，A左侧气缸的容积为V0，A、B之间容积为0.1V0，开始时活塞在A处，缸内气体压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B.求：
(1)活塞移动到B时，缸内气体温度TB；
(2)画出整个过程的p－V图线．
解析　(1)活塞由A移动到B的过程中，先做等容变化，后做等压变化．
由气态方程得
＝
＝解得TB＝363 K.
(2)如下图
12.
如下图，这是一种气体温度计的示意图，测温泡B内存储有一定气体，经毛细管与水银压强计的左臂M相连，测温时，使测温泡与待测系统做热接触．上下移动压强计的右臂M′，使左臂中的水银面在不同温度下始终固定在同一位置O处，以保持气体的体积不变．在标准状态下大气压强为p0，左、右臂水银面的高度差为h0，实际测温时，大气压强为p1，左、右臂水银面的高度差为h1，试用上述物理量推导所测摄氏温度t的表达式．(压强单位都是 cmHg)
解析　B经毛细管与M相连，那么可近似认为测温泡B内气体的体积不变，
满足查理定律．
初态时：p初＝p0＋h0，T0＝273 K；末态时：p末＝p1＋h1
由查理定律得＝，
又t＝T1－273，
联立各式解得t＝.
13.
如下图，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规那么的固体A封闭在气缸内．在气缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105 Pa为大气压强)，温度为300 K．现缓慢加热气缸内气体，当温度为330 K，活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时，活塞上升了4 cm.g取10 m/s2求：
(1)活塞的质量；
(2)物体A的体积．
解析　(1)设物体A的体积为ΔV.
T1＝300 K，p1＝1.0×105 Pa，V1＝60×40－ΔV
T2＝330 K，p2＝(1.0×105＋) Pa，V2＝V1
T3＝360 K，p3＝p2，V3＝64×40－ΔV
由状态1到状态2为等容过程＝
代入数据得m＝4 kg
(2)由状态2到状态3为等压过程＝
代入数据得ΔV＝640 cm3
答案　(1)4 kg　(2)640 cm3
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