【物理】2020届一轮复习人教版气体实验定律的综合应用课时作业 11页

‎2020届一轮复习人教版 气体实验定律的综合应用 课时作业 一、选择题 ‎1．对于一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，当它的体积减小时，下列说法正确的是(　　)‎ ‎①单位体积内分子的个数增加　②在单位时间、单位面积上气体分子对器壁碰撞的次数增多　③在单位时间、单位面积上气体分子对器壁的作用力不变　④气体的压强增大 A．①④ 　　　　　　　　　 B．①②④ ‎ ‎ C．①③④ D．①②③④‎ 解析：选B　在温度不变的条件下，当它的体积减小时，单位体积内分子的个数增加，气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多，气体压强增大，故B正确，A、C、D错误．‎ ‎2.(多选)如图所示，一定质量的理想气体，沿状态A、B、C变化，下列说法中正确的是(　　)‎ A．沿A→B→C变化，气体温度不变 B．A、B、C三状态中，B状态气体温度最高 C．A、B、C三状态中，B状态气体温度最低 D．从A→B，气体压强减小，温度升高 E．从B→C，气体密度减小，温度降低 解析：选BDE　由理想气体状态方程＝常数可知，B状态的pV乘积最大，则B状态的温度最高，A到B的过程是升温过程，B到C的过程是降温过程，体积增大，密度减小，选项B、D、E正确，选项A、C错误．‎ ‎3.如图所示，U形汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦．初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板．现缓慢升高汽缸内气体的温度，则选项图中能反映汽缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是(　　)‎ 解析：选B　当缓慢升高汽缸内气体温度时，开始一段时间气体发生等容变化，根据查理定律可知，缸内气体的压强p与汽缸内气体的热力学温度T成正比，在p T图象中，图线是过原点的倾斜的直线；当活塞开始离开小挡板时，缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在p T图象中，图线是平行于T轴的直线，B正确．‎ 二、非选择题 ‎4.(2018届宝鸡一模)如图所示，两端开口的汽缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，面积分别为S1＝‎20 cm2，S2＝‎10 cm2，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的重物C连接，静止时汽缸中的空气压强p＝1.3×105 Pa，温度T＝540 K，汽缸两部分的气柱长均为L.已知大气压强p0＝1×105 Pa，取g＝‎10 m/s2，缸内空气可看作理想气体，不计一切摩擦．求：‎ ‎(1)重物C的质量M；‎ ‎(2)逐渐降低汽缸中气体的温度，活塞A将向右缓慢移动，当活塞A刚靠近D处而处于平衡状态时缸内气体的温度．‎ 解析：(1)活塞整体受力处于平衡状态，则有 pS1＋p0S2＝p0S1＋pS2＋Mg 代入数据解得M＝3 kg.‎ ‎(2)当活塞A靠近D处时，活塞整体受力的平衡方程没变，气体压强不变，根据气体的等压变化有 ＝ 解得T′＝360 K.‎ 答案：(1)3 kg　(2)360 K ‎5.(2018届鹰潭一模)如图所示，是一个连通器装置，连通器的右管半径为左管的两倍，左端封闭，封有长为‎30 cm的气柱，左右两管水银面高度差为‎37.5 cm，左端封闭端下‎60 cm处有一细管用开关D封闭，细管上端与大气联通，若将开关D打开(空气能进入但水银不会入细管)，稳定后会在左管内产生一段新的空气柱．已知外界大气压强p0＝75 cmHg.求：稳定后左端管内的所有气柱的总长度为多少？‎ 解析：空气进入后将左端水银柱隔为两段，上段仅30 cm，初始状态对左端上面空气有p1＝p0－h1＝75 cmHg－37.5 cmHg＝37.5 cmHg 末状态左端上面空气柱压强p2＝p0－h2＝75 cmHg－30 cmHg＝45 cmHg 由玻意耳定律p1L1S＝p2L2S 解得L2＝＝ cm＝25 cm 上段水银柱上移，形成的空气柱长为5 cm，下段水银柱下移，与右端水银柱等高 设下移的距离为x，‎ 由于U形管右管内径为左管内径的2倍，则右管横截面积为左管的4倍，‎ 由等式7.5－x＝，解得x＝6 cm 所以产生的空气柱总长为L＝(6＋5＋25)cm＝36 cm.‎ 答案：36 cm ‎6.(2019届河北四市调研)如图，横截面积相等的绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦，两汽缸内都装有理想气体，初始时体积均为V0、温度为T0且压强相等，缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强变为原来的1.5倍，设环境温度始终保持不变，求汽缸A中气体的体积VA和温度TA.‎ 解析：设初态压强为p0，对汽缸A加热后A、B压强相等：‎ pB＝1.5p0‎ B中气体始、末状态温度相等，由玻意耳定律得 p0V0＝1.5p0VB ‎2V0＝VA＋VB 解得VA＝V0‎ 对A部分气体，由理想气体状态方程得 ＝ 解得TA＝2T0.‎ 答案：V0　2T0‎ ‎7.(2018年全国卷Ⅲ)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气．当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1＝‎18.0 cm和l2＝‎12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边．求U形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变．‎ 解析：设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2.U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边空气柱长度分别变为l1′和l2′.由力的平衡条件有 p1＝p2＋ρg(l1－l2)①‎ 式中ρ为水银密度，g为重力加速度．‎ 由玻意耳定律有 p‎1l1＝pl1′②‎ p‎2l2＝pl2′③‎ l1′－l1＝l2－l2′④‎ 由①②③④式和题给条件得 l1′＝‎‎22.5 cm l2′＝‎7.5 cm.‎ 答案：22.5 cm　7.5 cm ‎8.(2019届福州质检)如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑绝热汽缸，汽缸下面有加热装置．开始时整个装置处于平衡状态，缸内理想气体Ⅰ、Ⅱ两部分高度均为L0，温度均为T0.已知活塞A导热、B绝热，A、B质量均为m、横截面积为S，外界大气压强为p0保持不变，环境温度保持不变．现对气体Ⅱ缓慢加热，当A上升h时停止加热，求：‎ ‎(1)此时气体Ⅱ的温度；‎ ‎(2)若在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于m时，气体Ⅰ的高度．‎ 解析：(1)气体Ⅱ这一过程为等压变化 初状态：温度T0、体积V1＝L0S 末状态：温度T、体积V2＝(L0＋h)S 根据查理定律可得＝ 解得T＝T0.‎ ‎(2)气体Ⅰ这一过程做等温变化 初状态：压强p1′＝p0＋ 体积V1′＝L0S 末状态：压强p2′＝p0＋ 体积V2′＝L1′S 由玻意耳定律得p1′L0S＝p2′L1′S 解得L1′＝L0.‎ 答案：(1)T0　(2)L0‎ ‎|学霸作业|——自选 一、选择题 ‎1.(多选)(2018届兰州一中月考)如图所示，密闭容器内可视为理想气体的氢气温度与外界空气的温度相同，现对该容器缓慢加热，当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时，则(　　)‎ A．氢分子的平均动能增大　　 B．氢分子的势能增大 C．氢气的内能增大 D．氢气的内能可能不变 E．氢气的压强增大 解析：‎ 选ACE　温度是分子的平均动能的标志，氢气的温度升高，则分子的平均动能一定增大，故A正确；氢气视为理想气体，气体分子势能忽略不计，故B错误；密闭容器内气体的内能由分子动能决定，氢气的分子动能增大，则内能增大，故C正确，D错误；根据理想气体的状态方程＝C可知，氢气的体积不变，温度升高则压强增大，故E正确．‎ ‎2．(多选)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是(　　)‎ A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈 B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈 C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小 D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小 解析：选BD　根据理想气体的状态方程＝C可知，当压强变大时，气体的温度不一定变大，分子热运动也不一定变得剧烈，选项A错误；当压强不变时，气体的温度可能变大，分子热运动也可能变得剧烈，选项B正确；当压强变大时，气体的体积不一定变小，分子间的平均距离也不一定变小，选项C错误；当压强变小时，气体的体积可能变小，分子间的平均距离也可能变小，选项D正确．‎ ‎3.如图所示为一定质量理想气体的体积V与温度T的关系图象，它由状态A经等温过程到状态B，再经等容过程到状态C.设A、B、C状态对应的压强分别为pA、pB、pC，则下列关系式中正确的是(　　)‎ A．pApB，pB＝pC C．pA>pB，pBpC 解析：选A　由＝常量，得A到B过程，T不变，体积减小，则压强增大，所以pA