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2019年高中物理 第八章《氣體》理想氣體的狀態(tài)方程雙基限時(shí)練 新人教版選修3-3 1．一定質(zhì)量的理想氣體，下列狀態(tài)變化中不可能的是(　　) A．使氣體體積增加而同時(shí)溫度降低 B．使氣體溫度升高，體積不變，壓強(qiáng)增大 C．使氣體溫度降低，壓強(qiáng)減小，體積減小 D．使氣體溫度不變，而壓強(qiáng)體積同時(shí)增大 解析　由理想氣體狀態(tài)方程＝常量，可知當(dāng)溫度不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)和體積的乘積保持不變，故D選項(xiàng)符合題意要求． 答案　D 2．一定質(zhì)量的理想氣體，在某一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p1、V1、T1，在另一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p2、V2、T2，下列關(guān)系正確的是(　　) A．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝ B．p1＝p2，V1＝，T1＝2T2 C．p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2 D．p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T2 解析　由理想氣體狀態(tài)方程＝，可知D選項(xiàng)正確． 答案　D 3．(多選題)一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)為p、V、T，經(jīng)過一系列狀態(tài)變化后，壓強(qiáng)仍為p，則下列過程中可以實(shí)現(xiàn)的是(　　) A．先等溫膨脹，再等容降溫 B．先等溫壓縮，再等容降溫 C．先等容升溫，再等溫壓縮 D．先等容降溫，再等溫壓縮 解析　根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝C，若經(jīng)過等溫膨脹則p減小，再等容降溫，p減小最后壓強(qiáng)不會保持不變，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；同理可知，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，B、D選項(xiàng)正確． 答案　BD 4．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)A沿直線AB變化到B，在此過程中，氣體的溫度的變化情況是(　　) A．不斷增大 B．不斷減小 C．先減小后增大 D．先增大后減小 解析?。剑?， 可知TC>TA＝TB，故D選項(xiàng)正確． 答案　D 5．為研究影響家用保溫瓶保溫效果的因素，某同學(xué)在保溫瓶中灌入熱水，現(xiàn)測量初始水溫，經(jīng)過一段時(shí)間后再測量末態(tài)水溫．改變實(shí)驗(yàn)條件，先后共做了6次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表： 序號 瓶內(nèi)水量 (mL) 初始水溫 (℃) 時(shí)間(h) 末態(tài)水溫 (℃) 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 下列研究方案中符合控制變量方法的是(　　) A．若研究瓶內(nèi)水量與保溫效果的關(guān)系，可用第1、3、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) B．若研究瓶內(nèi)水量與保溫效果的關(guān)系，可用第2、4、6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) C．若研究初始水溫與保溫效果的關(guān)系，可用第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) D．若研究保溫時(shí)間與保溫效果的關(guān)系，可用第4、5、6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 解析　由表知，1、3、5控制的初始溫度相同和時(shí)間相同；2、4、6控制的時(shí)間不同． 答案　A 6．如圖所示為0.3 mol的某種氣體的壓強(qiáng)和溫度關(guān)系p－t圖線．p0表示1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．則氣體在B狀態(tài)的體積為(　　) A．5 L B．3.2 L C．1.2 L D．8.4 L 解析　此氣體在0 ℃時(shí)壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，所以它的體積應(yīng)為22.40.3 L＝6.72 L．根據(jù)圖線所示，從p0到A狀態(tài)，氣體進(jìn)行等容變化，即A狀態(tài)的體積為6.72 L，溫度TA＝(127＋273)K＝400 K，由B狀態(tài)TB＝(227＋273)K＝500 K， 據(jù)蓋－呂薩克定律＝ VB＝＝L＝8.4 L. 答案　D 7．一圓筒形真空容器，在筒頂系著的輕彈簧下掛一質(zhì)量不計(jì)的活塞，彈簧處于自然長度時(shí)，活塞正好觸及筒底，如圖，當(dāng)在活塞下方注入一定質(zhì)量的理想氣體后，溫度為T時(shí)，氣柱高為h，則溫度為T′時(shí)，氣柱的高為(活塞與圓筒間摩擦不計(jì))(　　) A. B. C．h D．h 解析　設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，當(dāng)氣柱高為h時(shí)，彈簧彈力f＝kh，由此產(chǎn)生的壓強(qiáng)＝(S為容器的橫截面積)．取封閉的氣體為研究對象：初狀態(tài)：(T，hS，)；末狀態(tài)；(T′，h′S，)，由理想氣體狀態(tài)方程＝，得h′＝h ，故C選項(xiàng)正確． 答案　C 8．(多選題)甲、乙兩個(gè)相同的密閉容器中分別裝有等質(zhì)量的同種氣體，已知甲、乙容器中氣體的壓強(qiáng)分別為p甲、p乙，且p甲＜p乙．則(　　) A．甲容器中氣體的溫度高于乙容器中氣體的溫度 B．甲容器中氣體的溫度低于乙容器中氣體的溫度 C．甲容器中氣體分子的平均動(dòng)能小于乙容器中氣體分子的平均動(dòng)能 D．甲容器中氣體分子的平均動(dòng)能大于乙容器中氣體分子的平均動(dòng)能 解析　根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可知，＝，因?yàn)閜甲＜p乙，且V甲＝V乙，則可判斷出T甲＜T乙，B正確；氣體的溫度直接反映出氣體分子的平均動(dòng)能的大小，故C對． 答案　BC 9．(多選題)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過程，ab、bc、cd和da這四段過程在p－T圖上都是直線段，ab和dc的延長線通過坐標(biāo)原點(diǎn)O，bc垂直于ab，由圖可以判斷(　　) A．a(chǎn)b過程中氣體體積不斷減小 B．bc過程中氣體體積不斷減小 C．cd過程中氣體體積不斷增大 D．da過程中氣體體積不斷增大 解析　由p－T圖線的特點(diǎn)可知a、b在同一條等容線上，過程中體積不變，故A錯(cuò)；c、d在同一條等容線上，過程中體積不變，故C錯(cuò)；在p－T圖線中，圖線的斜率越大與之對應(yīng)的體積越小，因此b→c的過程體積減小，同理d→a的過程體積增大，故B、D均正確． 答案　BD 10．如圖，上端開口的圓柱形氣缸豎直放置，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 N/kg)．若從初溫27 ℃開始加熱氣體，使活塞離氣缸底部的高度由0.5 m緩慢變?yōu)?.51 m，則此時(shí)氣體的溫度為________ ℃. 解析　p＝p0＋＝1.05105 Pa ＝，T2＝306 K，t2＝33 ℃ 答案　1.05105　33 11．一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在水平放置的固定氣缸內(nèi)，開始時(shí)氣體體積為V0，溫度為27 ℃.在活塞上施加壓力，將氣體體積壓縮到V0，溫度升高到57 ℃.設(shè)大氣壓強(qiáng)p0＝1.0105 Pa，活塞與氣缸壁的摩擦不計(jì)． (1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)； (2)保持溫度不變，緩慢減小施加在活塞上的壓力使氣體體積恢復(fù)到V0，求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)． 解析　(1)由理想氣體狀態(tài)方程得＝， 所以此時(shí)氣體的壓強(qiáng)為 p1＝＝ Pa ＝1.65105 Pa. (2)由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，所以 p2＝＝ Pa＝1.1105 Pa. 答案　(1)1.65105 Pa　(2)1.1105 Pa 12．如圖所示，帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，其下部放入盛水的燒杯中．注射器活塞的橫截面積S＝510－5 m2，活塞及框架的總質(zhì)量m0＝510－2 kg，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0105 Pa.當(dāng)水溫為t0＝13 ℃時(shí)，注射器內(nèi)氣體的體積為5.5 mL.(g＝10 m/s2)求： (1)向燒杯中加入熱水，穩(wěn)定后測得t1＝65 ℃時(shí)，氣體的體積為多大？ (2)保持水溫t1＝65 ℃不變，為使氣體的體積恢復(fù)到5.5 mL，則要在框架上掛質(zhì)量多大的鉤碼？ 解析　(1)由蓋－呂薩克定律＝ 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得V1＝6.5 mL (2)由查理定律＝ 解得m＝0.1 kg. 答案　(1)6.5 mL　(2)0.1 kg 13．某壓縮式噴霧器儲液桶的容量為5.710－3 m3.往桶內(nèi)倒入4.210－3 m3的藥液后開始打氣，打氣過程中藥液不會向外噴出，如圖所示．如果每次能打進(jìn)2.510－4 m3的空氣，要使噴霧器內(nèi)空氣的壓強(qiáng)達(dá)4 atm，應(yīng)打氣幾次？這個(gè)壓強(qiáng)能否使噴霧器內(nèi)的藥液全部噴完？(設(shè)大氣壓強(qiáng)為1 atm) 解析　設(shè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為p0，藥桶中空氣的體積為V，打氣N次后，噴霧器中的空氣壓強(qiáng)達(dá)到4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，打入的氣體在1 atm的體積為V′. 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程的分態(tài)式，得 p0V＋Np0V′＝4p0V 其中V＝5.710－3 m3－4.210－3 m3 ＝1.510－3 m3， 代入數(shù)值，解得N＝18. 當(dāng)空氣完全充滿藥桶后，如果空氣壓強(qiáng)仍然大于外界大氣壓，那么藥液可以全部噴出． 由于溫度不變，根據(jù)玻意耳定律p1V1＝p2V2，得 4p0V＝p5.710－3 解得p＝1.053p0＞p0 所以藥液可以全部噴出． 答案　18次　可以全部噴出