2022-2022学年高中物理第8章气体第3节理想气体的状态方程练习含解析新人教版选修3-3.doc

第3节理想气体的状态方程一、选择题1下面有关理想气体的说法正确的选项是 ()A分子本身的大小不可忽略B一定质量的理想气体，内能只与温度有关C分子与分子之间的相互作用力表现为斥力D所有气体都可视为理想气体解析：选B理想气体是实际气体在温度不太低，压强不太大的情况下的抽象，是理想化模型，分子体积与气体分子之间的平均距离相比可以忽略不计，故A选项错误；分子之间没有相互作用力，不计分子势能，理想气体的内能是分子动能之和，而温度是分子平均动能的标志，所以一定质量的理想气体，内能只与温度有关，理想气体不考虑分子间的互相作用力，C选项错误；实际气体只有在温度不太低，压强不太大情况下看成理想气体，B选项正确，D选项错误2(多项选择)以下关于理想气体的说法正确的选项是()A理想气体也是物理学中的一个理想模型B任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体叫做理想气体C温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以把实际气体当成理想气体来处理D容易液化的气体在通常温度和压强下可以看成理想气体解析：选ABC只要实际气体的压强不是很大，温度不是很低，都可以近似的当成理想气体来处理，理想气体是一个理想化模型，A选项正确；由理想气体的定义可知，B选项正确；气体的压强不是很大，温度不是很低，才可以近似的当成理想气体来处理，C选项正确，D选项错误3.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气假设玻璃管内水柱上升，那么外界大气的变化可能是()A温度降低，压强增大B温度升高，压强不变C温度升高，压强减小D温度不变，压强减小解析：选A外界温度降低，泡内气体体积减小，根据C可知，泡内气体压强可能减小，液柱上升，内外液柱高度差变大，外界大气压增大，A项正确；由C可知，当T增大V减小时，p一定增大，而液柱上升，说明外界大气压增大，B、C两项错误；被封闭气体温度不变，液柱升高，气体体积减小，由pVC可知气体压强增大，那么外界压强一定增大，D项错误4(2022山东师大附中期中考试)一定质量的理想气体，从初状态(p0、V0、T0)先经等压变化使温度上升到T0，再经等容变化使压强减小到p0，那么气体最后状态为()A.p0、V0、T0B.p0、V0、T0C.p0、V0、T0 D.p0、V0、T0解析：选B在等压过程中，VT，有，得V2V0，再经过一个等容过程，有，解得T3T0，所以B正确5(多项选择)(2022江苏卷)在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体()A分子的无规那么运动停息下来B每个分子的速度大小均相等C分子的平均动能保持不变D分子的密集程度保持不变解析：选CD在没有外界影响的情况下，分子的无规那么运动永不停息，分子的速率分布呈中间多两头少，不可能每个分子的速度大小均相等，选项A、B错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，只要温度不变，分子的平均动能就保持不变，由于体积不变，所以分子的密集程度保持不变，选项C、D正确6.一定质量的理想气体，状态变化由a到b到c，其pt图中直线ab平行于p坐标轴，直线bc通过坐标原点，三种状态的体积分别为Va、Vb、Vc，那么根据图象可以判定()AVaVb BVaVbCVbVc DVbVc解析：选C分析图象，根据理想气体的状态方程可知，C，其中ab温度不变，压强减小，即体积增大，VaVc，C选项正确，D选项错误7(多项选择)关于理想气体的状态变化，以下说法中正确的选项是()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，一定满足方程C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，热力学温度加倍解析：选CD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，故B项错误；由理想气体状态方程恒量可知，故C、D选项正确8.(多项选择)如下图，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，由状态变化到状态，如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度气体从状态变化到状态，此过程可用图中的哪几个图象表示()解析：选AD由题意知，由状态到状态过程中，温度不变，体积增大，根据C可知压强将减小对A图象进行分析，pV图象是双曲线即等温线，且由到体积增大，压强减小，故A正确；对B图象进行分析，pV图象是直线，温度会发生变化，故B错误；对C图象进行分析，可知温度不变，体积却减小，故C错误；对D图象进行分析，可知温度不变，压强是减小的，体积增大，故D正确9.(2022泰安一中期中考试)如下图，一定质量的理想气体，经过图线ABCA的状态变化过程，AB的延长线过O点，CA与纵轴平行由图线可知()AAB过程气体压强不变，密度减小BBC过程气体压强增大，密度增大CBC过程气体温度升高，密度减小DCA过程气体温度不变，密度增大解析：选B由题图可知，AB过程，气体体积与热力学温度成正比，那么气体发生等压变化，气体压强不变，体积减小，密度变大，故A错误；BC过程，体积减小，温度升高，故压强增大，密度增大，故B正确，C错误；CA过程，气体的体积增大，温度不变，故压强减小，密度减小，故D错误10(多项选择)甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲p乙那么()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：选BC根据理想气体的状态方程可知，因为p甲p乙，且V甲V乙，那么可判断出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，C正确二、非选择题11如下图，是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的pT图象，气体在状态B时的体积是8 L，求VA、VC和VD，并画出此过程的VT图象解析：AB为等温过程，由玻意耳定律得pAVApBVB，所以VAVB8 L4 L.BC为等容过程，所以VCVB8 L.CD为等压过程，有，那么VDVC8 L L10.7 L.此过程的VT图如下：答案：4 L8 L10.7 L图象见解析12如下图，圆柱形汽缸A中用质量为2m的活塞封闭有一定质量的理想气体，温度为27 ，汽缸中活塞通过滑轮系统悬挂一质量为m的重物，稳定时活塞与汽缸底部的距离为h，现在重物上加挂质量为的小物体，大气压强为p0，活塞横截面积为S，m，不计一切摩擦，T273 Kt，求当气体温度升高到37 且系统重新稳定后，重物下降的高度解析：初状态下，设封闭气体的压强为p1，p1Smgp0S2mg，V1hS，T1300 K.末状态下，设封闭气体的压强为p2，p2Smgp0S2mg，解得p12p0，p2p0.V2(hh)S，T2310 K，根据理想气体状态方程得，解得h0.24h.答案：0.24h13(2022武汉外国语学校期中)如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中当温度为280 K时，被封闭的气柱长L22 cm，两边水银柱高度差h16 cm，大气压强p076 cmHg.(1)为使左端水银面下降3 cm，封闭气体的温度应为多少？(2)封闭气体的温度重新回到280 K后，为使封闭气柱长度变为20 cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？解析：(1)封闭气体初状态压强p1(7616)cmHg60 cmHg.末状态左右水银面高度差为(1623)cmHg10 cmHg.压强p2(7610)cmHg66 cmHg.由理想气体状态方程得，那么T2T1280 K350 K.(2)设参加的水银柱长度为L cm，末状态时左右水银面高度差h162(L2)20L，由玻意耳定律得p1V1p3V3，式中p376(20L)cmHg(56L)cmHg，解得L10 cm.答案：(1)350 K(2)10 cm