【步步高】（新课标）2021-2021学年高中物理 8.3 理想气体的状态方程每课一练1 新人教版选修3-3.doc

8.3 理想气体的状态方程 每课一练1（人教版选修3-3）题组一对理想气体的理解1关于理想气体，下列说法正确的是()A理想气体也不能严格地遵守气体实验定律B实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下，可看成理想气体C实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体D所有的实际气体在任何情况下，都可以看成理想气体答案C解析理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵从气体实验定律的气体，A错误；它是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的抽象，故C正确，B、D错误2关于理想气体的性质，下列说法中正确的是()A理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在B理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体C一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高D氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可当做理想气体答案ABC解析理想气体是在研究气体的性质过程中建立的一种理想化模型，现实中并不存在，其具备的特性均是人为规定的，A、B选项正确对于理想气体，分子间不存在相互作用力，也就没有分子势能的变化，其内能的变化即为分子动能的变化，宏观上表现为温度的变化，C选项正确实际中的不易液化的气体，包括液化温度最低的氦气，只有在温度不太低、压强不太大的条件下才可当作理想气体，在压强很大和温度很低的情形下，分子的大小和分子间的相互作用力就不能忽略，D选项错误故正确答案为A、B、C.题组二理想气体状态方程的基本应用3一定质量的某种理想气体的压强为p，热力学温度为T，单位体积内的气体分子数为n，则()Ap增大，n一定增大BT减小，n一定增大C.增大时，n一定增大D.增大时，n一定减小答案C解析只有p或T增大，不能得出体积的变化情况，A、B错误；增大，V一定减小，单位体积内的分子数一定增大，C正确，D错误4关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是()A一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100 上升到200 时，其体积增大为原来的2倍B气体由状态1变到状态2时，一定满足方程C一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是因为压强减半，热力学温度加倍D一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍，可能是因为体积加倍，热力学温度减半答案C解析一定质量的理想气体压强不变，体积与热力学温度成正比温度由100 °C上升到200 °C时，体积增大为原来的1.27倍，故A项错误理想气体状态方程成立的条件为质量不变，B项缺条件，故B项错误由理想气体状态方程C，得C项正确，D项错误5一定质量的理想气体，初始状态为p、V、T.经过一系列状态变化后，压强仍为p，则下列过程中可以实现的是()A先等温膨胀，再等容降温B先等温压缩，再等容降温C先等容升温，再等温压缩D先等容降温，再等温压缩答案BD解析质量一定的理想气体状态无论怎样变化，其pV/T的值都不改变A项中，T不变，V增大，则压强p减小；之后V不变，T降低，则压强p减小；压强降了再降，不可能回到初态压强，A项不可能实现B项中，T不变，V减小，则压强p增大；之后V不变，T降低，则压强p减小；压强先增后减，可能会回到初态压强，即B项正确C项中，V不变，T升高，则压强p增大；之后T不变，V减小，则压强p增大；压强增了再增，末态压强必大于初态压强，C项不可能实现D项中，V不变，T降低，则p减小；之后T不变，V减小，则压强p增大；压强先减后增，末态压强可能等于初态压强，D项正确6某房间的容积为20 m3，在温度为7 、大气压强为9.8×104 Pa时，室内空气质量是25 kg.当温度升高到27 、大气压强变为1.0×105 Pa时，室内空气的质量是多少？答案23.8 kg解析室内空气的温度、压强均发生了变化，原空气的体积不一定还是20 m3，可能增大有空气流出，可能减小有空气流入，因此仍以原25 kg空气为研究对象，通过计算才能确定空气初态：p19.8×104 Pa，V120 m3，T1280 K；空气末态：p21.0×105 Pa，V2？，T2300 K.由理想气体状态方程有：所以V2V1m321 m3，因V2V1，故有空气从房间内流出房间内空气质量m2m1×25 kg23.8 kg.图17.一定质量的理想气体，经历了如图1所示的状态变化123过程，则三个状态的温度之比是()A135B365C321D563答案B解析由C得T1T2T3365，故选项B正确图28.一圆筒形真空容器，在筒顶系着的轻弹簧下挂一质量不计的活塞，弹簧处于自然长度时，活塞正好触及筒底，如图2所示，当在活塞下方注入一定质量的理想气体后，温度为T时，气柱高为h，则温度为T时，气柱高为(活塞与圆筒间摩擦不计)()ATh/T BTh/TCh Dh答案C解析设弹簧的劲度系数为k，当气柱高为h时，弹簧弹力Fkh，由此产生的压强(S为容器的横截面积)取封闭的气体为研究对象，初状态为(T、hS、)，末状态为(T、hS、)，由理想气体状态方程有，得hh ，故选项C正确题组三理想气体状态方程的综合应用9一个半径为0.1 cm的气泡，从18 m深的湖底上升如果湖底水的温度是8 ，湖面水的温度是24 ，湖面的大气压强是76 cmHg，那么气泡升至湖面时的体积是多少？(水1.0 g/cm3、汞13.6 g/cm3)答案0.012 cm3解析由题意可知V1r34.19×103 cm3p1p0 cmHg(76)cmHg208 cmHgT1(2738) K281 Kp276 cmHgT2(27324) K297 K根据理想气体状态方程得V2cm30.012 cm3.图310.如图3所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管，当t131 ，大气压强p076 cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L18 cm，则当温度t2是多少时，左管气柱L2为9 cm?答案78 解析初状态：p1p076 cmHg，V1L1·S8 cm·S，T1304 K；末状态：p2p02 cmHg78 cmHg，V2L2·S9 cm·S，T2？根据理想气体状态方程代入数据得：解得：T2351 K，则t2(351273) 78 .图411.如图4所示，竖直放置在水平面上的汽缸，其缸体质量M10 kg，活塞质量m5 kg，横截面积S2×103 m2，活塞上部的汽缸里封闭一部分理想气体，下部有气孔a与外界相通，大气压强p01.0×105 Pa，活塞的下端与劲度系数k2×103 N/m的弹簧相连当汽缸内气体温度为127 时，弹簧的弹力恰好为零，此时缸内气柱长为L20 cm.求当缸内气体温度升高到多少时，汽缸对地面的压力为零(g取10 m/s2，活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦)答案827 解析缸内气体初态：V1LS20S，p1p07.5×104 Pa，T1(273127) K400 K.末态：p2p01.5×105 Pa.汽缸和活塞整体受力平衡：kx(mM)g，则x0.075 m7.5 cm.缸内气体体积V2(Lx)S27.5S，对缸内气体根据理想气体状态方程有，即，解得：T21 100 K，即t827 12如图5甲所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0.开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现缓慢加热汽缸内的气体，直至达到399.3 K求：甲 乙图5(1)活塞刚离开B处时的温度TB；(2)缸内气体最后的压强p；(3)在图乙中画出整个过程的pV图象答案(1)330 K(2)1.1p0(3)见解析图解析 (1)汽缸内的气体初态时p10.9p0，V1V0，T1297 K当活塞刚离开B处时，气体的状态参量p2p0，V2V0，T2TB.根据，得，所以TB330 K.(2)随着温度不断升高，活塞最后停在A处，此时气体的状态参量p4p，V41.1V0，T4399.3 K根据，得，解得p1.1p0.(3)随着温度的升高，当活塞恰好停在A处时，气体的状态参量p3p0，V31.1V0，T3TA，由得，解得TA363 K综上可知，气体在温度由297 K升高到330 K过程中，气体做等容变化；由330 K升高到363 K过程中，气体做等压变化；由363 K升高到399.3 K过程中，气体做等容变化故整个过程的pV图象如图所示6