最新精编高中人教版选修33高中物理过关习题第八章 第3节及解析Word下载.docx
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知识点一 想气体的状态方程
1.一定质量的想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系中正确的是( )
A.p1=p2,V1=2V2,T1=T2
B.p1=p2,V1=V2,T1=2T2
.p1=2p2,V1=2V2,T1=2T2
D.p1=2p2,V1=V2,T1=2T2
2.对一定质量的想气体( )
A.若保持气体的温度不变,则当气体的压强减小时,气体的体积一定会增大
B.若保持气体的压强不变,则当气体的温度减小时,气体的体积一定会增大
.若保持气体的体积不变,则当气体的温度减小时,气体的压强一定会增大
D.若保持气体的温度和压强都不变,则气体的体积一定不变
知识点二 想气体状态变图象
3
图1
如图1所示,A、B两点代表一定质量想气体的两个不同的状态,状态A的温度为TA,状态B的温度为TB由图可知( )
A.TA=2TBB.TB=4TA
.TB=6TAD.TB=8TA
4
图2
一定质量的想气体经历了如图2所示的一系列过程,b、bc、cd和d这四个过程在p—T图上都是直线段,其中b的延长线通过坐标原点O,bc垂直于b而cd平行于b,由图可以判断( )
A.b过程中气体体积不断减小
B.bc过程中气体体积不断减小
.cd过程中气体体积不断增大
D.d过程中气体体积不断增大
【方法技巧练】
一、气体状态变图象转的方法
5.使一定质量的想气体按图3甲中箭头所示的顺序变,图中B段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线.
图3
(1)已知气体在状态A的温度TA=300,求气体在状态B、和D的温度各是多少?
(2)将上述状态变过程在图乙中画成用体积V和温度T表示的图线(图中要标明A、B、、D四点,并且要画箭头表示变的方向).说明每段图线各表示什么过程.
6
图4
如图4所示,是一定质量的气体从状态A经状态B、到状态D的p—T图象,已知气体在状态B时的体积是8L,求VA和V、VD,并画出此过程的V—T图.
二、解决变质量问题的方法
7.钢筒内装有3g气体,当温度是-23℃时,压强为4,如果用掉1g后温度升高到27℃,求筒内气体的压强.
8.房间的容积为203,在温度为7℃、大气压强为98×
104P时,室内空气质量是25g当温度升高到27℃,大气压强变为10×
105P时,室内空气的质量是多少?
1.关于想气体,下列说法正确的是( )
A.温度极低的气体也是想气体
B.压强极大的气体也遵从气体实验定律
.想气体是对实际气体的抽象模型
D.想气体实际并不存在
2.关于想气体,下列说法中哪些是正确的( )
A.想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型
B.想气体的分子没有体积
.想气体是一种想模型,没有实际意义
D.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可当成想气体
3.甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙,且p甲<
p乙,则( )
A.甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度
B.甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度
.甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能
D.甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
4.一定质量的想气体,初始状态为p、V、T经过一系列状态变后,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
.先等容升温,再等温压缩D.先等容降温,再等温压缩
5.下列图中,p表示压强,V表示体积,T表示热力温度,表示摄氏温度.各图中正确描述一定质量的想气体等压变规律的是( )
6.在下列图中,不能反映一定质量的想气体经历了等温变→等容变→等压变后,又可以回到初始状态的图是( )
7
图5
一定质量的想气体沿着图5所示的方向发生状态变的过程中,该气体压强的变是( )
A.从状态c到状态d,压强减小
B.从状态d到状态,压强不变
.从状态到状态b,压强增大
D.从状态b到状态c,压强不变
8
图6
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6所示,当在活塞下方注入一定质量的想气体后,温度为T时,气柱高为,则温度为T′时,气柱的高为(活塞与圆筒间摩擦不计)( )
A.T′/TB.T/T′
.D.
题号
1
2
5
答案
9
图7
如图7所示,装有水银的细U形管与巨大的密封气罐A相连,左端封闭有一段空气柱,在气温为-23℃时,空气柱长为62c,右端水银面比左端低40c,当气温升到27℃时,U形管两边高度差增加了4c,则气罐内气体在-23℃时的压强为________cHg
10.内燃机汽缸里的混合气体,在吸气冲程之末,温度为50℃,压强为10×
105P,体积为093L.在压缩冲程中,把气体的体积压缩为0155L时,气体的压强增大到12×
106P这时混合气体的温度升高到多少摄氏度?
11
图8
用销钉固定的活塞把容器分成A、B两部分,其容积之比VA∶VB=2∶1如图8所示,起初A中空气温度为127℃,压强为18×
105P,B中空气温度为27℃,压强为12×
105P,拔去销钉,使活塞可以无摩擦地移动但不漏气,由于容器缓慢导热,最后都变成室温27℃,活塞也停住,求最后A、B中气体的压强.
12
图9
某压缩式喷雾器储液桶的容量为57×
10-33往桶内倒入42×
10-33的药液后开始打气,假设打气过程中药液不会向外喷出,如图9所示.如果每次能打进25×
10-43的空气,要使喷雾器内空气的压强达到4,应打气几次?
这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完?
(设标准大气压强为1)
第3节 想气体的状态方程
课前预习练
1.气体实验定律 不太大 不太低 很大 很低 不太低不太大
2.压强 体积 热力温度
3= =
4.
5.A
6.AD
课堂探究练
1.D
方法总结 在确定气体质量不变的条件下,才可用想气体状态方程.它是一定质量想气体的几个状态参量之间的关系,与变过程无关.
2.AD
方法总结 应用想气体状态方程判断状态变问题时,应注意:
(1)三个状态参量压强、体积和温度中至少有两个状态参量发生变.
(2)状态参量变的分析可根据=常量进行分析.
3.
方法总结 解想气体状态方程的实质,即一定质量的想气体在状态参量变时有=,为常量.解题时应明确初、末状态的参量,而后再列方程求解.
4.BD
方法总结 由解题过程可以看出:
利用图象解题,常常需添加辅助线,适当地添加辅助线,可利用图象有关特点,使解题过程更加简捷.
5.
(1)TB=600 T=600 TD=300
(2)见解析
解析 由p-V图可以直观地看出气体在A、B、、D各状态下压强和体积:
VA=10L,pA=4,pB=4,p=2,V=40L,pD=2,VD=20L
(1)根据想气体状态方程有==
可得T=TA=×
300=600TD=TA=×
300=300,B是等温膨胀过程,故TB=T=600
(2)由状态B到状态为等温变,由玻意耳定律有pBVB=pV
得VB==L=20L
在V-T图上,状态变过程的图线由A、B、、D各状态点依次连接,如右图所示,AB是等压膨胀过程,B是等温膨胀过程,D是等压压缩过程.
方法总结 涉及图象问题时,要明确图象的物意义和特点,区分不同的物过程,根据想气体状态方程确定各状态的状态参量.
6.VA=4L,V=VB=8L,VD=107L V—T图见解析
解析 A→B为等温过程,由玻意耳定律pAVA=pBVB
所以VA=VB=L=4L
B→为等容过程,所以V=VB=8L
→D为等压过程有=,VD=V=×
8L=L=107L.此过程的V—T图如下:
方法总结
(1)首先要利用想气体状态方程准确地求出各状态的状态参量.
(2)其次要熟练掌握三个实验定律图象的特点,根据状态变过程画图象.
(3)注意过原点的直线要用虚线表示.
7.32
解析 以2g气体为研究对象,设钢筒的容积为V
初状态:
p1=4,V1=2V/3,T1=250
末状态:
V2=V,T2=300
由想气体状态方程得:
=
筒内气体压强p2==4×
2×
300/(3×
250)=32
方法总结 对于变质量问题,如果在研究对象上做一下处,可以使变质量问题转变为定质量的问题.如本题的做法是选取筒内的2/3质量为研究对象,这样,初始状态体积占钢筒体积的2/3,终了状态占钢筒的全部体积.
8.238g
解析 气体初态:
p1=98×
104P,V1=203,T1=280
末态:
p2=10×
105P,体积V2,T2=300
由状态方程:
所以V2=V1=3=2103
因V2>
V1,故有气体从房间内流出.
房间内的气体质量2=1=×
25g=238g
方法总结
(1)选房间内原空气为研究对象.
(2)由状态方程求状态变后的体积.
(3)根据体积变判断气体流入、流出房间的情况.
(4)由比例式求室内空气的质量.
课后巩固练
3.B
5.AD
7.A
8.
9.140
解析 因汽缸体积大,与细U形管相比,可认为状态发生变时气体体积是不变的.汽缸中的气体在T1=273-23=250时,压强为p1,当温度升到27℃即T2=300时,压强为p2,根据查定律=,有p2=p1
以左边细管中的气柱为研究对象T1′=250,p1′=p1-40,V1′=62S,当T2′=300时,p2′=p2-44,V2′=S=60S
根据想气体状态方程=,代入据得=,
整后得:
31p1-25p2=140,将p2=p1代入解得p1=140cHg
10.373℃
解析 找出汽缸内混合气体初、末状态的参量,运用想气体状态方程即可求解.气体初状态的状态参量为
p1=10×
105P,V1=093L,T1=(50+273)=323
气体末状态的状态参量为
p2=12×
106P,V2=0155L,T2为末知量.
由=可求得T2=T1
将已知量代入上式,得
T2=×
323=646
混合气体的温度
=(646-273)℃=373℃
11.A、B中气体的最后压强均为13×
105P
解析 对A气体,初态:
pA=18×
105P,VA=2V,TA=400
pA′=?
,VA′=?
,TA′=300
由想气体状态方程=得
=①
对B气体,初态:
pB=12×
105P,VB=V,TB=300
pB′=?
,VB′=?
TB′=300
由气态方程=得=②
又VA+VB=VA′+VB′,③
pA′=pB′④
由①②③④得pA′=pB′=13×
12.18次 可以全部喷出
解析 设标准大气压为p0,药桶中空气的体积为V,打气N次后,喷雾器中的空气压强达到4个标准大气压,打入的气体在1下的体积为V′
根据想气体状态方程的分列式,得
p0V+p0NV′=4p0V
其中V=57×
10-33-42×
10-33=15×
10-33
V′=025×
代入值,解得N=18
当空气完全充满储液桶后,如果空气压强仍然大于标准大气压,则药液可以全部喷出.
由于温度不变,根据玻意耳定律p1V1=p2V2,得p=
解得p=1053p0>
p0
所以药液可以全部喷出.
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