高中物理 第二章 固體、液體和氣體 第八節(jié) 氣體實(shí)驗(yàn)定律Ⅱ分層訓(xùn)練 粵教版選修33

第八節(jié) 氣體實(shí)驗(yàn)定律(Ⅱ) [A級　抓基礎(chǔ)] 1．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大，從分子微觀角度來分析，這是因?yàn)?　　) A．氣體分子的平均動能增大 B．單位時(shí)間內(nèi)器壁單位面積上分子碰撞的次數(shù)增多 C．氣體分子數(shù)增加 D．氣體分子對器壁的碰撞力變大 解析：溫度不發(fā)生變化，分子的平均動能不變，分子對器壁的碰撞力不變，故A、D錯(cuò)；質(zhì)量不變，分子總數(shù)不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；體積減小，氣體分子密集程度增大，單位時(shí)間內(nèi)器壁單位面積上分子碰撞次數(shù)增多，故B正確． 答案：B 2．(多選)一定質(zhì)量的理想氣體在等壓變化中體積增大了，若氣體原來溫度是27 ℃，則溫度的變化是(　　) A．升高到 450 K　　　 B．升高了 150 ℃ C．升高到 40.5 ℃ D．升高了450 ℃ 解析：由＝ 得＝，則T2＝450 K Δt＝450－300＝150(℃)． 答案：AB 3．一定質(zhì)量的理想氣體被一絕熱氣缸的活塞封在氣缸內(nèi)，氣體的壓強(qiáng)為p0，如果外界突然用力壓活塞，使氣體的體積縮小為原來的一半，則此時(shí)壓強(qiáng)的大小為(　　) A．p＜2p0　　　　 B．p＝2p0 C．p＞2p0 D．各種可能均有，無法判斷 解析：外界突然用力壓活塞，使氣體的體積瞬間減小，表明該過程中氣體和外界沒有熱變換，所以氣體的內(nèi)能將會變大，相應(yīng)氣體的溫度會升高，若溫度不變時(shí)，p＝2p0，因?yàn)闇囟茸兏?，壓?qiáng)增大，則p＞2p0，故選項(xiàng)C正確． 答案：C 4．如圖所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B到狀態(tài)C的VT圖象，由圖象可知(　　) A．pA>pB B．pC<pB C．VA<VB D．TA<TB 解析：由VT圖象可以看出由A→B是等容過程，TB>TA，故pB>pA，A、C錯(cuò)誤，D正確；由B→C為等壓過程pB＝pC，故B錯(cuò)誤． 答案：D 5．如圖所示的四個(gè)圖象中，有一個(gè)是表示一定質(zhì)量的某種理想氣體從狀態(tài)a等壓膨脹到狀態(tài)b的過程，這個(gè)圖象是(　　) 解析：A項(xiàng)中由狀態(tài)a到狀態(tài)b為等容變化，A錯(cuò)；B項(xiàng)中由狀態(tài)a到狀態(tài)b為等壓壓縮，B錯(cuò)；C項(xiàng)中由狀態(tài)a到狀態(tài)b為等壓膨脹，C對；D項(xiàng)中由狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強(qiáng)增大，體積增大，D錯(cuò)． 答案：C 6．一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在27 ℃，外界大氣壓為758 mmHg時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為738 mmHg，此時(shí)管中水銀面距管頂80 mm，當(dāng)溫度降至－3℃時(shí)，這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為743 mmHg.求此時(shí)的實(shí)際大氣壓值． 解析：初狀態(tài)：p1＝(758－738)mmHg＝20 mmHg， V1＝80S mm3(S是管的橫截面積)， T1＝(273＋27)K＝300 K. 末狀態(tài)：p2＝p－743 mmHg， V2＝(738＋80)S mm3－743S mm3＝75S mm3， T2＝273 K＋(－3)K＝270 K. 根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程＝得 ＝. 解得：p＝762.2 mmHg. 答案：762.2 mmHg [B級　提能力] 7.如圖是一定質(zhì)量的某種氣體的等壓線，等壓線上的a、b兩個(gè)狀態(tài)比較，下列說法正確的是(　　) A．在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)b狀態(tài)較多 B．在相同時(shí)間內(nèi)撞在單位面積上的分子數(shù)a狀態(tài)較多 C．在相同時(shí)間內(nèi)撞在相同面積上的分子兩狀態(tài)一樣多 D．單位體積的分子數(shù)兩狀態(tài)一樣多 解析：b狀態(tài)比a狀態(tài)體積大，故單位體積分子數(shù)b比a少，D錯(cuò)；b狀態(tài)比a狀態(tài)溫度高，其分子平均動能大，而a、b壓強(qiáng)相等，故相同時(shí)間內(nèi)撞到單位面積上的分子數(shù)a狀態(tài)較多，B對，A、C均錯(cuò)． 答案：B 8．(2016上海卷)如圖，粗細(xì)均勻的玻璃管A和B由一橡皮管連接，一定質(zhì)量的空氣被水銀柱封閉在A管內(nèi)，初始時(shí)兩管水銀面等高，B管上方與大氣相通．若固定A管，將B管沿豎直方向緩慢下移一小段距離H，A管內(nèi)的水銀面高度相應(yīng)變化h，則(　　) A．h＝H B．h＜ C．h＝ D.＜h＜H 解析：封閉氣體是等溫變化，B管沿豎直方向緩慢下移一小段距離H，壓強(qiáng)變小，故氣體體積要增大，但最終平衡時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)比大氣壓小，一定是B側(cè)水銀面低，B側(cè)水銀面下降的高度(H－h(huán))大于A側(cè)水銀面下降的高度h，故有H－h(huán)＞h，得h＜. 答案：B 9．(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的空氣被水銀封閉在靜置于豎直平面的U形玻璃管內(nèi)，右管上端開口且足夠長，右管內(nèi)水銀面比左管內(nèi)水銀面高h(yuǎn)，能使h變大的原因是(　　) A．環(huán)境溫度升高 B．大氣壓強(qiáng)升高 C．沿管壁向右管內(nèi)加水銀 D．U形玻璃管自由下落 解析：對左管被封氣體：p＝p0＋ph，由＝k，可知當(dāng)溫度T升高，大氣壓p0不變時(shí)，h增加，故A正確；大氣壓升高，h減小，B錯(cuò)；向右管加水銀時(shí)，由溫度T不變，p0不變，V變小，p增大，即h變大，C正確；U形管自由下落，水銀完全失重，氣體體積增加，h變大，D正確． 答案：ACD 10．如圖所示，上端開口的圓柱形氣缸豎直放置，橫截面積為510－3 m2，一定質(zhì)量的氣體被質(zhì)量為2.0 kg的光滑活塞封閉在氣缸內(nèi)，其壓強(qiáng)為________ Pa(大氣壓強(qiáng)取1.01105 Pa，g取10 m/s2)．若從初溫27 ℃開始加熱氣體，使活塞離氣缸底部的高度由0.50 m緩慢地變?yōu)?.51 m，則此時(shí)氣體的溫度為________ ℃. 解析：p1＝＝＝ Pa＝0.04105 Pa， 所以p＝p1＋p0＝0.04105 Pa＋1.01105 Pa＝1.05105 Pa，由蓋呂薩克定律得＝， 即＝，所以t＝33 ℃. 答案：1.05105　33 11．如圖所示，兩端開口的氣缸水平固定，A、B是兩個(gè)厚度不計(jì)的活塞，可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動．面積分別為S1＝20 cm2，S2＝10 cm2，它們之間用一根細(xì)桿連接，B通過水平細(xì)繩繞過光滑的定滑輪與質(zhì)量為M＝2 kg的重物C連接，靜止時(shí)氣缸中的氣體溫度T1＝600 K，氣缸兩部分的氣柱長均為L，已知大氣壓強(qiáng)p0＝1105 Pa，g取10 m/s2，缸內(nèi)氣體可看作理想氣體． (1)活塞靜止時(shí)，求氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)； (2)若降低氣缸內(nèi)氣體的溫度，當(dāng)活塞A緩慢向右移動L時(shí)，求氣缸內(nèi)氣體的溫度． 解析：(1)設(shè)靜止時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1，活塞受力平衡： p1S1＋p0S2＝p0S1＋p1S2＋Mg, 代入數(shù)據(jù)解得壓強(qiáng)p1＝1.2105 Pa. (2)由活塞A受力平衡可知缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)沒有變化， 初：V1＝S1L＋S2 L　　　 T1＝600 K 末：V2＝＋　　　T2＝？ 由蓋呂薩克定律得： ＝， 代入數(shù)據(jù)解得：T2＝500 K. 答案：(1)1.2105 Pa　(2)500 K 12．(2017海南卷)一粗細(xì)均勻的U形管ABCD的A端封閉，D端與大氣相通，用水銀將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在U形管的AB一側(cè)，并將兩端向下豎直放置，如圖所示．此時(shí)AB側(cè)的氣體柱長度l1＝25 cm.管中AB、CD兩側(cè)的水銀面高度差h1＝5 cm.現(xiàn)將U形管緩慢旋轉(zhuǎn)180，使A、D兩端在上，在轉(zhuǎn)動過程中沒有水銀漏出．已知大氣壓強(qiáng)p0＝76 cmHg.求旋轉(zhuǎn)后，AB、CD兩側(cè)的水銀面高度差． 解析：對封閉氣體研究，初狀態(tài)時(shí)，壓強(qiáng)為：p1＝p0＋h1＝76＋5 cmHg＝81 cmHg， 體積為：V1＝l1S＝25S， 設(shè)旋轉(zhuǎn)后，氣體長度增加Δx，則高度差變?yōu)?5－2Δx) cm，此時(shí)氣體的壓強(qiáng)為： p2＝p0－(5－2Δx)＝(71＋2Δx)cmHg，體積為：V2＝(25＋Δx)S， 根據(jù)玻意耳定律得：p1V1＝p2V2，即：8125＝(71＋2Δx)(25＋Δx)， 解得：Δx＝2 cm， 根據(jù)幾何關(guān)系知，AB、CD兩側(cè)的水銀面高度差為：Δh＝5－2Δx＝1 cm. 答案：1 cm 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375