高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册气体的等压变化和等容变化同步练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册气体的等压变化和等容变化同步练习题，共5页。
知识点一：气体的等压变化
1．等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程．
2．盖－吕萨克定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比．
(2)表达式：V＝CT或eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2).
(3)适用条件：气体的质量和压强不变．
(4)图像：如图所示．

V－T图像中的等压线是一条过原点的直线
知识点二：气体的等容变化
1．等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程．
2．查理定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比．
(2)表达式：p＝CT或eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2).
(3)适用条件：气体的质量和体积不变．
(4)图像：如图所示．

①p－T图像中的等容线是一条过原点的直线．
②p－t图像中的等容线不过原点，但反向延长线交t轴于－273.15 ℃.
知识点三：理想气体、气体实验定律的微观解释
（一）理想气体
1．理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
2．理想气体与实际气体：实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理。
理想模型
（二）理想气体的状态方程
1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变。
2．表达式：eq \f(pV,T)＝C。
（三）气体实验定律的微观解释
1．玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的。体积减小时，分子的数密度增大(填“增大”或“减小”)，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大(填“增大”或“减小”)。
2．盖－吕萨克定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变(填“增大”“减小”或“不变”)。
3．查理定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，气体的压强增大(填“增大”或“减小”)。
[典型例题、易错易混点剖析]
易错易混点1盖－吕萨克定律即等压变化的理解及应用
易错易混点辨析:1．盖－吕萨克定律及推论
表示一定质量的某种气体从初状态(V、T)开始发生等压变化，其体积的变化量ΔV与热力学温度的变化量ΔT成正比．
2．V－T图像和V－t图像
一定质量的某种气体，在等压变化过程中
(1)V－T图像：气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且p1 tB
则有 < 所以pA′ < pB′，则水银柱将向左移动。故选B。
例题4一定量气体的体积保持不变，其压强随温度变化关系的图像是（ ）
A．B．C．D．
解析：选C,
一定质量气体体积不变，压强与热力学温度成正比，故C正确。
故选C。
易错易混点3：理想气体的理解及气态方程的微观解释
易错易混点辨析：一、理想气体
1．理想气体严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。
2．理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点。它是对实际气体的一种科学抽象，是一种理想模型，实际并不存在。
3．理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力。
4．理想气体分子无分子势能的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关。
二、气体实验定律的微观解释
1．玻意耳定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小。
(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变。体积越小，分子的数密度增大，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大，如图。
2．查理定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小。
(2)微观解释：体积不变，则分子数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大，如图。
3．盖－吕萨克定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小。
(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即分子的数密度减小，所以气体的体积增大，如图。
例题5.一定质量的理想气体发生状态变化时，其状态参量p、V、T的变化情况不可能是（ ）
A．p、V、T都增大B．p减小，V和T都增大
C．p和V减小，T增大D．p和T增大，V减小
解析：选C，根据理想气体状态方程，有
因此不可能出现压强和体积减小而温度升高的情形。
故选C。
例题6.某同学在水杯中倒入一半开水后，将杯盖盖上后杯内空气（视为一定质量的理想气体）的温度约为97℃，一段时间后，该同学想喝水时，发现杯盖很难被打开，若此时杯中空气的温度与外部环境温度均为17℃，则下列说法正确的是（ ）
A．杯盖很难被打开的原因是降温后杯内空气的压强大于外界大气压强
B．17℃时杯内空气的体积比97℃时的大
C．17℃时杯内空气的密度比97℃时的大
D．17℃时杯内空气对杯壁单位时间内，单位面积上的碰撞次数比97℃时的少
解析：选D， A．杯内空气温度降低，由
可知杯内压强减小，杯内空气的压强小于外界大气压强，故A错误；
BC．17℃时与97℃时相比，杯内空气的体积不变，质量不变，所以密度不变，故BC错误；
D．17℃时与97℃时相比，杯内空气压强减小，对杯壁单位时间内，单位面积上的碰撞次数减少，故D正确。故选D。
【针对训练】
单选题
1.如图所示，一定质量的气体的状态沿1→2→3→1的顺序循环变化，若用或图像表示这一循环，在下图中表示正确的是（ ）
A．B．C．D．
解析：选B,
AB．在图线中，1→2过程中，体积不变，压强增大，图线是竖直直线；在2→3过程中，温度保持不变，体积增大，压强减小，图线是双曲线；在3→1过程中，压强不变，体积减小，图线是水平直线。A错误，B正确；
CD．在图线中，1→2过程中，体积不变，温度升高，是水平直线，CD错误。
故选B。
2．一定质量理想气体的压强p与体积V的关系如图所示。该气体由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C。设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，下列关系式正确的是（ ）
A．TATB，TB 600 K所以温度从T1＝600 K继续升高到T2＝900 K的过程中，A室内气体为等容变化过程，设其最终压强为pA2，根据查理定律有
解得pA2＝114 cmHg
核心素养
学习目标
物理观念
能建立等压过程、等容过程的物理观念，理解这两个过程状态参量的变化
科学思维
知道理想气体是一种理想化的物理模型，现实中并不存在，具有建构“理想化的物理模型”的意识
科学探究
探究气体的等压变化与等容变化的规律，加强合作讨论问题的意识
科学态度
与责任
理解物理概念的建立的过程和规律；感悟自然界的统一、和谐美；认识到气体实验的规律可以从微观解释，也可以从宏观来感受