高中物理人教版 (新课标)选修33 理想气体的状态方程复习练习题

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修33 理想气体的状态方程复习练习题，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.一定质量的气体做等压变化时，其V－t图像如图8－3－6所示，若保持气体质量不变，使气体的压强增大后，再让气体作等压变化，则其等压线与原来相比，下列可能正确的是( )
A．等压线与t轴之间夹角变大 图8－3－6[来源:学.科.网]
B．等压线与t轴之间夹角不变
C．等压线与t轴交点的位置不变
D．等压线与t轴交点的位置一定改变
解析：对于一定质量气体的等压线，其V－t图线的延长线一定过－273 ℃的点，故C项正确，D错。气体压强增大后，温度还是0 ℃时，由理想气体状态方程eq \f(pV,T)＝C可知，V0减小，等压线与t轴夹角减小，A、B错。
答案：C
2．对一定质量的理想气体( )
A．若保持气体的温度不变，则当气体的压强减小时，气体的体积一定会增大
B．若保持气体的压强不变，则当气体的温度减小时，气体的体积一定会增大
C．若保持气体的体积不变，则当气体的温度减小时，气体的压强一定会增大
D．若保持气体的温度和压强都不变，则气体的体积一定不变
解析：气体的三个状态参量变化时，至少有两个同时参与变化，故D对；T不变时，由pV＝恒量知，A对； p不变时，由eq \f(V,T)＝恒量知，B错；V不变时，由eq \f(p,T)＝恒量知，C错。
答案：AD
3.如图8－3－7中A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为TA，状态B的温度为TB；由图可知( )
A．TB＝2TA B．TB＝4TA
C．TB＝6TA D．TB＝8TA 图8－3－7
解析：对于A、B两个状态应用理想气体状态方程eq \f(pAVA,TA)＝eq \f(pBVB,TB)可得：eq \f(TB,TA)＝eq \f(pBVB,pAVA)＝eq \f(3×4,2×1)＝6，即TB＝6TA，C项正确。
答案：C
4.图8－3－8表示一定质量的理想气体，从状态1出发经过状态2和3，最终又回到状态1。那么，在图8－3－9的p－T图像中，反映了上述循环过程的是( ) 图8－3－8
图8－3－9
解析：从状态1出发经过状态2和3，最终又回到状态1，先后经历了等压膨胀、等容降温、等温压缩三个变化过程，由此判断B项正确。
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＜p乙。则( )
A．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度
B．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度
C．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能
D．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
解析：根据理想气体的状态方程可知，eq \f(p甲V甲,T甲)＝eq \f(p乙V乙,T乙)，因为p甲＜p乙，且V甲＝V乙，则可判断出T甲＜T乙，B正确；气体的温度直接反映出气体分子的平均动能的大小，故C对。
答案：BC
6.一定质量的理想气体经历如图8－3－10所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四段过程在p－T图上都是直线段，ab和cd的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，由图可以判断( )
A．ab过程中气体体积不断减小 图8－3－10
B．bc过程中气体体积不断减小C．cd过程中气体体积不断增大D．da过程中气体体积不断增大
解析：由p－T图线的特点可知a、b在同一条等容线上，过程中体积不变，故A错；c、d在同一条等容线上，过程中体积不变，故C错；在p－T图线中，图线的斜率越大与之对应的体积越小，因此b→c的过程体积减小，同理d→a的过程体积增大，故B、D均正确。
答案：BD
7．为研究影响家用保温瓶保温效果的因素，某同学在保温瓶中灌入热水，现测量初始水温，经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件，先后共做了6次实验，实验数据记录如下表：
下列研究方案中符合控制变量方法的是( )
A．若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第1、3、5次实验数据
B．若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第2、4、6次实验数据
C．若研究初始水温与保温效果的关系，可用第1、2、3次实验数据
D．若研究保温时间与保温效果的关系，可用第4、5、6次实验数据
解析：由表知，1、3、5控制了初始温度相同和时间相同；2、4、6控制的时间不同。
答案：A
8.装有两种不同气体的容积相同的两个容器A、B，用均匀的长直玻璃管水平连接，管内有一段水银柱，将两部分气体隔开，当A的温度低于B的温度17℃时，水银恰好平衡，位于管中央，如图8－3－11所示。为使水银柱保持 图8－3－11
在中央，则两容器的温度变化是( )
A．升高相同温度
B．使A、B升高到相同温度
C．使两容器升温后的热力学温度之比等于它们的初状态的热力学温度之比
D．使两容器温度变化量之比等于它们的初状态的热力学温度之比
解析：假设水银柱不动，对A：eq \f(pA,TA)＝eq \f(pA′,TA′)，
ΔpA＝pA′－pA＝eq \f(pA,TA)TA′－pA＝eq \f(ΔTA,TA)pA，
同理对B得：ΔpB＝eq \f(ΔTB,TB)pB，
初始时，TA＝17＋TB，pA＝pB，
整理得：eq \f(ΔTA,TA)＝eq \f(ΔTB,TB)或eq \f(ΔTA,17＋TB)＝eq \f(ΔTB,TB)，由此判断C、D正确。
答案：CD二、非选择题(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
9．(9分)一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平放置的固定汽缸内，开始时气体体积为V0，温度为27 ℃。在活塞上施加压力，将气体体积压缩到eq \f(2,3)V0，温度升高到57 ℃。设大气压强p0＝1.0×105 Pa，活塞与汽缸壁的摩擦不计。
(1)求此时气体的压强；
(2)保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V0，求此时气体的压强。
解析：(1)由理想气体状态方程得eq \f(p0V0,T0)＝eq \f(p1V1,T1)，
所以此时气体的压强为
p1＝eq \f(p0V0,T0)×eq \f(T1,V1)＝eq \f(1.0×105×V0,300)×eq \f(330,\f(2,3)V0)Pa
＝1.65×105 Pa。
(2)由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，
所以p2＝eq \f(p1V1,V2)＝eq \f(1.65×105×\f(2,3)V0,V0) Pa＝1.1×105 Pa。
答案：(1)1.65×105 Pa (2)1.1×105 Pa
10．(9分)一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0。经过太阳曝晒，气体温度由T0＝300 K升至T1＝350 K。 图8－3－12
(1)求此时气体的压强。
(2)保持T1＝350 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。
解析：(1)设升温后气体的压强为p1，
由查理定律得eq \f(p0,T0)＝eq \f(p1,T1)①代入数据得p1＝eq \f(7,6)p0②
(2)抽气过程可视为等温膨胀过程，设膨胀后的总体积为V，由玻意耳定律得p1V0＝p0V③
联立②③式解得V＝eq \f(7,6)V0④
设剩余气体的质量与原来气体的总质量之比为 K，由题意得K＝eq \f(V0,V)⑤
联立④⑤式解得K＝eq \f(6,7)。⑥
答案：(1)eq \f(7,6)p0 (2)eq \f(6,7)
序号
瓶内水量(mL)
初始水温(℃)
时间(h)
末态水温(℃)
1
1 000
91
4
78
2
1 000
98
8
74
3
1 500
91
4
80
4
1 500
98
10
75
5
2 000
91
4
82
6
2 000
98
12
77