1、【成才之路】2016 高中物理 第 8 章 第 3 节 理想气体的状态方程同步练习 新人教版选修 3-3基础夯实一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题)1为了控制温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态 CO2密度大于海水密度的事实，设想将 CO2液化后，送入深海海底，以减小大气中的 CO2的浓度。为使CO2液化，最有效的措施是( )A减压、升温 B增压、升温C减压、降温 D增压、降温答案：D解析：要将 CO2液化需减小体积，根据 C，知 D 选项正确。pVT2有一定质量的理想气体，如果要使它的密度减小，可能的办法是( )A保持气体体积一定，升高温度B保持气体的压强和温
2、度一定，增大体积C保持气体的温度一定，增大压强D保持气体的压强一定，升高温度答案：D解析：由 m/V 可知， 减小， V 增大，又由 C 可知 A、B、C 错，D 对。pVT3一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这一过程可以用下图上的直线 ABC 来表示，在 A、 B、 C 三个状态上，气体的温度 TA、 TB、 TC相比较，大小关系为( )A TB TA TC B TATBTCC TBTA TC D TBTA TC。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 变化到状态 2 时
3、，一定满足方程 p1V1T1 p2V2T2C一定质量的理想气体体积增大到原来的 4 倍，可能是压强减半，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 2 倍，可能是体积不变，热力学温度加倍答案：CD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上升到 200时，体积增大为原来的 1.27 倍，故 A 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，故错误。由理想气体状态方程 恒量可知，C、D 正确。pVT5.如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的 U 形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高 h，能使 h 变大的原因
4、是( )A环境温度升高B大气压强升高C沿管壁向右管内加水银DU 形玻璃管自由下落答案：ACD解析：对于左端封闭气体，温度升高，由理想气体状态方程可知：气体发生膨胀， h增大，故 A 对。大气压升高，气体压强将增大，体积减小， h 减小，故 B 错。向右管加水银，气体压强增大，内、外压强差增大， h 将增大，所以 C 对。当管自由下落时，水银不再产生压强，气压压强减小， h 变大，故 D 正确。二、非选择题6如图所示，1、2、3 为 p V 图中一定量理想气体的三种状态，该理想气体由状态1 经过程 132 到达状态 2。试利用气体实验定律证明： 。p1V1T1 p2V2T2答案：证明：由题图可知
5、 13 是气体等压过程，据盖吕萨克定律有： V1T1 V2T32 是等容过程，据查理定律有： p1T p2T2由式合并消去 T 可得 。p1V1T1 p2V2T27.如图所示，一个密闭的气缸，被活塞分成体积相等的左、右两室，气缸壁与活塞是不导热的；它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等。现利用电热丝对右室加热一段时间，达到平衡后， 左室的体积变为原来的 ，气体的温度 T1300K，求右室气体的温度。34答案：500K解析：根据题意对气缸中左、右两室中气体的状态进行分析：左室的气体：加热前 p0、 V0、 T0，加热后 p1、 V0， T1；34右室的气体：加热前 p0、 V0、 T0，加热后
6、p1、 V0、 T2。54根据理想气体状态方程： 恒量，pVT左室气体 ，p0V0T0 p134V0T1右室气体 ，p0V0T0 p154V0T2所以 ，所以 T2500K。p134V0300Kp154V0T2能力提升一、选择题(13 题为单选题，4 题为多选题)1.(吉林一中 20132014 学年高二下学期期末)如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是( )A若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些B若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大C若气
7、温升高，则活塞距地面的高度将减小D若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大答案：D解析：以活塞和气缸整体为研究对象可知，重力等于弹簧弹力，跟外界大气压无关，即弹簧压缩量不变，A 错。以气缸为研究对象，若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将减小，B 错。若气温升高，因为弹力不变活塞距地面的高度不变，C 错。若气温升高，气体压强增大故气缸上升所以上底面距地面的高度将增大，D 对。2如图为一定质量的理想气体两次不同体积下的等容变化图线，有关说法正确的是( )A a 点对应的气体分子密集程度大于 b 点对应的气体分子密集程度B a 点对应的气体状态其体积等于 b 点对应的气体体积C由状态
8、a 沿直线 ab 到状态 b，气体经历的是等容过程D气体在状态 a 时 的值大于气体在状态 b 时 的值paVaTa pbVbTb答案：A解析：由 C， a 点对应的气体状态其体积小于 b 点对应的气体体积，故 a 点对应的pVT气体分子密集程度大于 b 点对应的气体分子密集程度，故 A 正确，B 错误；由状态 a 沿直线 ab 到状态 b，气体经历的是等温过程，故 C 错误；气体在状态 a 时 的值等于气体在paVaTa状态 b 时 的值，故 D 错误。pbVbTb3已知湖水深度为 20 m，湖底水温为 4，水面温度为 17，大气压强为1.0105Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约
9、为原来的(取 g10 m/s2， 水1.010 3 kg/m3)( )A12.8 倍 B8.5 倍C3.1 倍 D2.1 倍答案：C解析：湖底压强大约为 p0 水 gh，即 3 个大气压，由气体状态方程， 3p0V14 273，当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的 3.1 倍，选项 C 正确。p0V217 2734一定质量的某实际气体，处在某一状态，经下列哪个过程后会回到原来的温度( )A先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强B先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强C先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀D先保持体积不变而减
10、小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀答案：AD解析：由于此题要经过一系列状态变化后回到初始温度，所以先在p V 坐标中画出等温变化图线，然后在图线上任选中间一点代表初始状态，根据各个选项中的过程画出图线，如图所示。从图线的趋势来看，有可能与原来的等温线相交说明经过变化后能够回到原来的温度。选项 A、D 正确。二、非选择题5.如图，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为 5103 m2，一定质量的气体被质量为 2.0kg 的光滑活塞封闭在气缸内，其压强为_Pa(大气压强取 1.01105Pa， g 取 10N/kg)。若从初温 27开始加热气体，使活塞离气缸底部的高度由 0.5m 缓慢变为
11、0.51m，则此时气体的温度为_。答案：1.0510 5 33解析： p p0 1.0510 5PamgS ， T2306K， t233pV1T1 pV2T26如图所示，带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，其下部放入盛水的烧杯中。注射器活塞的横截面积 S510 5 m2，活塞及框架的总质量 m0510 2 kg，大气压强 p01.010 5Pa.当水温为t013时，注射器内气体的体积为 5.5mL。( g10m/s 2)(1)向烧杯中加入热水，稳定后测得 t165时，气体的体积为多大？(2)保持水温 t165不变，为使气体的体积恢复到 5.5mL，则要在框架上挂质量多大的钩码？答案：(1)6.
12、5mL (2)0.1kg解析：(1)由盖吕萨克定律 得 V16.5mLV0T0 V1T1(2)由查理定律 p0 m0gsT0 p0 m m0 gs T1解得 m0.1kg。7(诸城一中 20142015 学年高二下学期期末)教室的容积是 100m3，在温度是 7，大气压强为 1.0105Pa 时，室内空气的质量是 130kg，当温度升高到 27时大气压强为1.2105Pa 时，教室内空气质量是多少？答案：145.6kg解析：初态： p11.010 5Pa， V1100m 3，T1(2737)K280K。末态： p21.210 5Pa， V2？， T2300K。根据理想气体状态方程： 得p1V1T1 p2V2T2V2 V1 m389.3m 3，p1T2p2T1 1.01053001001.2105280V2V1，有气体流入房间。m2 m1145.6kg。V1V2
