新课标人教版选修3-33理想气体的状态方程 5页

1 高中物理选修 3-3 同步训练试题解析 一、选择题 1．对一定质量的理想气体，下列状态变化中不可能的是( ) A．使气体体积增大，同时温度降低、压强减小 B．使气体温度升高，体积不变、压强减小 C．使气体温度不变，而压强、体积同时增大 D．使气体温度降低，压强减小、体积减小 解析： 根据理想气体状态方程pV T ＝C 知，V 增大，T 降低，如果压强减小，A 可以实 现；同理．D 可以实现，B、C 不可以实现，因此选 B、C. 答案： BC 2.一定质量的某种气体自状态 A 经状态 C 变化到状态 B，这一过程在 V－T 图上如图所 示，则( ) A．在过程 AC 中，气体的压强不断变大 B．在过程 CB 中，气体的压强不断变小 C．在状态 A 时，气体的压强最大 D．在状态 B 时，气体的压强最大 答案： AD 3.如图所示，内壁光滑的气缸和活塞都是绝热的，缸内被封闭的理想气体原来体积为 V， 压强为 p，若用力将活塞向右压，使封闭的气体体积变为V 2 ，缸内被封闭气体的( ) A．压强等于 2p B．压强大于 2p C．压强小于 2p D．分子势能增大了 解析： 气缸绝热，压缩气体，其温度必然升高，由状态方程pV T ＝恒量可知 T 增大， 体积变为V 2 ，则压强大于 2p，故 B 正确，A、C 错，理想气体分子无势能，D 错． 答案： B 4．已知理想气体的内能与温度成正比．如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体 由状态 1 到状态 2 的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能( ) 2 A．先增大后减小 B．先减小后增大 C．单调变化 D．保持不变 解析： 由图知汽缸内理想气体状态的 pV 变化特点是先减小后增大，又因为pV T ＝C(常 量)可知温度 T 先减小后增大，故气体内能先减小后增大，B 正确． 答案： B 5．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

pc>pd>pa，故 A、C 正确． 答案： AC 8．如图所示，一定质量的某种理想气体，由状态 A 沿直线 AB 变化到状态 B，A、C、B 三点所对应的热力学温度分别记为 TA、TC、TB，在此过程中，气体的温度之比 TA∶TB∶TC 为( ) A．1∶1∶1 B．1∶2∶3 C．3∶3∶4 D．4∶4∶3 解析： 由 p－V 图象可知，pA＝3 atm，VA＝1 L，pB＝1 atm，VB＝3 L，pC＝2 atm，VC ＝2 L，由理想气体状态方程可得pAVA TA ＝pBVB TB ＝pCVC TC ，代入数据得 TA∶TB∶TC＝3∶3∶4. 答案： C 9.如图所示是一定质量的理想气体的 p－V 图线，若其状态由 A→B→C→A，且 A→B 等 容，B→C 等压，C→A 等温，则气体在 ABC 三个状态时( ) A．单位体积内气体的分子数 na＝nB＝nC B．气体分子的平均速率 vA＞vB＞vC C．气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力 FA＞FB，FB＝FC D．气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数是 NA＞NB，NA＞NC 解析： 由图可知 B→C，体积增大，密度减小，A 错．C→A 等温变化，分子平均速率 vA＝vC，B 错．而气体分子对器壁产生作用力，B→C 为等压过程，pB＝pC，FB＝FC，FA＞ FB，则 C 正确．A→B 为等容降压过程，密度不变，温度降低，NA＞NB，C→A 为等温压缩 过程，温度不变，密度增大，应有 NA＞NC. 答案： CD 10．光滑绝热的活塞把密封的圆筒容器分成 A、B 两部分，这两部分充有温度相同的气 体，平衡时 VA∶VB＝1∶2，现将 A 中气体加热到 127 ℃，B 中气体降低到 27 ℃，待重新平 4 衡后，这两部分气体体积的比 V′A∶V′B 为( ) A．1∶1 B．2∶3 C．3∶4 D．2∶1 解析： 对 A 部分气体有：pAVA TA ＝p′AV′A T′A ① 对 B 部分气体有：pBVB TB ＝p′BV′B T′B ② 因为 pA＝pB，p′A＝p′B，TA＝TB，所以将①式÷②式得 VA/VB＝V′AT′B/V′BT′A. 所以 V′A/V′B＝VAT′A/VBT′B＝1×400 2×300 ＝2/3. 答案： B 二、非选择题 11．一个半径为 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 面的温度是 24 ℃，湖面的大气压强是 76 cmHg，那么气泡升至湖面时体积是多少？ 解析： 由题意可知 V1＝4 3πr3≈4.19×10－3 cm3 p1＝p0＋ρ水 h 水 ρ汞 ＝ 76＋1.0×18×102 13.6 cmHg≈208 cmHg T1＝(273＋8) K＝281 K p2＝76 cmHg T2＝(273＋24) K＝297 K 根据理想气体的状态方程p1V1 T1 ＝p1V2 T2 得 V2＝p1V1T2 p2T1 ＝208×4.19×10－3×297 76×281 cm3≈0.012 cm3. 答案： 0.012 cm3 12．一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，初始时气体体积为 3.0×10－3 m3.用 DIS 实验系统测得此时气体的温度和压强分别为 300 K 和 1.0×105 Pa.推动活塞压缩气体， 测得气体的温度和压强分别为 320 K 和 1.0×105 Pa.求： (1)求此时气体的体积； (2)保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为 8.0×104 Pa，求此时 气体的体积． 5 解析： (1)由理想气体状态方程得p0V0 T0 ＝p1V1 T1 所以此时气体的体积为 V1＝p0V0T1 T0p1 ＝1.0×105×3.0×10－3×320 300×1.0×105 m3＝3.2×10－3 m3 (2)由玻意耳定律得 p1V1＝p2V2，所以 V2＝p1V1 p2 ＝1.0×105×3.2×10－3 8.0×104 m3＝4.0×10－3 m3. 答案： (1)3.2×10－3 m3 (2)4.0×10－3 m3