2018-2019学年物理人教版选修3-38.3理想气体的状态方程同步练习.pdf
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1、2018-2019学年物理人教版选修3-38.3 理想气体的状态方程同步练习 1 / 10 8.3理想气体的状态方程同步练习 一、单选题 1.一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示,AB 为一 条直线,则气体从状态A 到状态 B 的过程中 A. 气体分子平均动能保持不变 B. 气体分子平均动能先增大后减小到初始状态 C. 整个过程中气体对外不做功 D. 气体的密度在不断增大 【答案】 B 【解析】解: A、 , C不变, pV越大, T 越高 状态在处温度最高 在 A 和 B 状态, pV乘积相等,所以温度先升高,后又减小到初始温度,则气体分子平 均动能先增大后减小到初始状态故 A 错误 B
2、 正确 C、气体膨胀,则气体对外界做功,故C 错误 D、气体的体积在不断增大,质量一定,所以气体的密度在不断减小故 D 错误 故选: B 根据气体状态方程 和已知 P、V 变化量去判断T的变化,温度是分子平均动能的 标志; 对于一定质量的理想气体,温度升高,那么气体的内能增加 根据热力学第一定律判断气体吸热还是放热 能够运用控制变量法研究多个物理量变化时的关系知道温度是分子平均动能的标志 2.如图所示, a、b、c 三根完全相同的玻璃管,一端封 闭,管内各用相同长度的一段水银柱封闭了质量相等 的空气, a 管竖直向下做自由落体运动,b 管竖直向 上做加速度为g 的匀加速运动, c 管沿倾角为的
3、光 滑斜面下滑,若空气温度始终不变,当水银柱相对管 壁静止时, a、b、c 三管内的空气柱长度、间的关系为 A. B. C. D. 【答案】 D 【解析】解:设大气压为 对 a 管: a 管竖直向下做自由落体运动,处于完全失重状态,封闭气体的压强等于大气 压,即; 对 b 管: 以水银为研究对象, 根据牛顿第二定律得:, 则得:; 对 c 管:以水银为研究对象,根据牛顿第二定律得: ,又 对管子和水银整体,有: ,得 ,可解得:; 所以可得:; 根据玻意耳定律得: 故选: D 根据牛顿第二定律分别求出管内封闭气体的压强与大气压的关系,再由玻意耳定律列式 分析 解决本题的关键是根据牛顿第二定律研
4、究封闭气体的压强,常常以与气体接触的水银或 活塞为研究对象,由力学规律求解封闭气体的压强 3.如图所示, 一定质量的理想气体,经过图线的 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 A. 过程压强不变,气体对外做功 B. 过程压强增大,外界对气体做功 C. 过程压强不变,气体对外做功 D. 过程压强减小,外界对气体做功 【答案】 B 【解析】【分析】 由图示图象判断气体的状态变化过程,应用气态方程判断气体体 积如何变化,然后应用气体的体积增大的过程中对外做功,体积 减小的过程中外界对气体做功。 本题考查气体的状态方程中对应的图象,要抓住在图象中等 压线为过原点的直线解
5、决此类题目得会从图象中获取有用信息,判断出气体情况,内 能变化情况,然后利用热力学第一定律即可做出正确得分析。 【解答】 如图做过C 的等容线,则体积相等的情况下,C 的温度高,所以C 的压强一定比AB两 点的压强大。 A、由图示可知, AB 过程,气体体积与热力学温度成正比,则气体发生等压变化,气体 压强不变,体积减小,外界对气体做功,故A错误; B、如图做过C 的等容线, 则体积相等的情况下,C 的温度高, 所以 C 的压强一定比AB 的压强大,由图可知体积减小,外界对气体做功;故B 正确; C、D、C 的压强一定比AB 两点的压强大,所以过程压强减小;由图可知气体的 体积增大,气体对外界
6、做功故 CD 错误。 故选 B。 4.如图所示,在水平面上放置着一个密闭绝热的容器,容器内一个 有质量的活塞封闭着理想气体,活塞下部为真空两端固定的轻弹 簧被压缩后用绳扎紧现在绳突然断开,当轻弹簧推动活塞上升的 过程中,理想气体 A. 压强增大,温度升高B. 压强增大,温度降低 C. 压强减小,温度升高D. 压强减小,温度降低 2018-2019学年物理人教版选修3-38.3 理想气体的状态方程同步练习 3 / 10 【答案】 A 【解析】解:活塞向上压缩气体的过程中对气体做正功,同时,由于是绝热的气缸,气 体与外界之间没有热交换,根据热力学第一定律可知,气体的内能一定增大,所以气体 的温度升
7、高 根据理想气体的状态方程:可知,气体的温度升高,体积减小则气体的压强一定 增大 故选: A 根据理想气体的状态方程分析气体的状态参量的变化;轻弹簧推动活塞上升的过程中对 气体做功,结合热力学第一定律即可判定气体内能的变化与温度的变化 通过受力分析确定所受的各个力,以及物体的初末状态和物体运动过程,从而确定不同 力的做功情况以及能量的转化是解决此类题目的解题思路 5.一定质量的理想气体经历三个状态的变化过程, 图象如图所示,BC 是双曲线,则气体内能减小的过程是 A. B. C. 和都是D. 和都 不是 【答案】 A 【解析】解: A 到 B 的过程中是等压变化,体积减小,根据 ,知温度减小,
8、理想 气体的内能与温度有关,温度降低,内能减小所以 A 到 B 内能减小到 C 过程是等温 变化,内能不变故 A 正确, B、C、D 错误 故选 A 理想气体内能与温度有关,A到 B 的过程是等压变化,体积减小, 则温度减小到 C 的 过程中温度不变 解决本题的关键知道理想气体的内能与温度有关,温度越高,内能越大 6.如图所示, 粗细均匀U 形管中装有水银,左端封闭有一段空气柱,原来两 管水银面相平,将开关K 打开后,放掉些水银,再关闭K,重新平衡后若 右端水银下降h,则左管水银面 A. 不下降B. 下降 hC. 下降高度小于hD. 下降高 度大于 h 【答案】 C 【解析】解:原来左右两边的
9、水银等高,说明左边的气体的压强和大气压相等,当放掉 一部分水银之后,左边气体的体积变大,压强减小,右边压强为大气压强,右边的水银 下降 h,左边的必定要小于h,所以 C 正确 故选 C 对于左边的气体温度不变,体积变大,压强压减小,根据压强平衡来分析下降的高度大 小 根据两边的压强相等,分析封闭气体的压强变化即可,难度不大 7.如图所示,竖直放置的弯曲玻璃管 a端封闭,b端开口, 水银将两段空气封闭在管内,管内各液面间高度差为、 且;、为两个阀门,位置与 b 管水银面 等高,打开阀门后可与外界大气相通打开或,下列判 断正确的是 A. 打开 , 、 和 均变为零 B. 打开 , 增大,和 均变为
10、零 C. 打开 , 、 和 均变为零 D. 打开 , 、 、 的长度保持不变 【答案】 D 【解析】解: 设 , 由图示可知, 中间封闭气体的压强 , 左边气体压强; A、打开 ,中间部分气体压强等于大气压,则 和 均变为零,左边气体压强变大, 气体体积减小,增大,故AB错误; C、打开 ,各部分气体压强均不变,则、 、 均不变,故C 错误, D 正确; 故选: D 根据图示判断各部分气体压强与大气压的关系,然后分析打开阀门后各部分气体压强如 何变化,然后根据压强的变化分析答题 解决本题有两个结论可以直接应用同一气体的压强处处相等同一液体内部不同点 间的压强差由高度差决定分析清楚气体压强如何变
11、化是正确解题的关键 二、多选题 8.下列说法中正确的是 A. 温度升高,分子热运动的平均动能增大,但并非每个分子的速率都增大 B. 物体吸收热量时其内能不一定增大 C. 对于一定量的理想气体,在分子平均动能不变时,分子间的平均距离减小则压 强也减小 D. 温度高的理想气体,分子运动剧烈,因此其内能大于温度低的理想气体 E. 一定量的理想气体在某过程中从外界吸热并对外界做功, 则气体的温度升高密度减小 【答案】 ABE 【解析】解:A、温度是分子平均动能的标志,温度升高分子的平均动能增大,分子热 运动加剧,但个别分子的速率可能还会减小,故 A正确; B、 做功和热传递都可以改变物体的内能,在物体
12、吸收热量时对外做的功大于吸收的热, 则其内能减小,故B 正确; C、一定量的理想气体分子平均动能不变时,故其温度不变,单个分子与器壁碰撞时的 2018-2019学年物理人教版选修3-38.3 理想气体的状态方程同步练习 5 / 10 作用力不变,但由于分子间距减小,单位时间内分子撞击的个数增加,致使气体的压强 增大,故C 错误; D、内能是构成物质的所有分子动能和势能之和,温度高的气体分子平均动能大,理想 气体没有分子势能,但由于分子个数不知,故不能确定内能的大小,故D 错误; E、由 可知,即气体内能增加,温度升高,又因气体对外 做功,体积膨胀,故密度减小,故E正确 故选: ABE 明确温度
13、是分子平均动能的标志,知道温度升高时分子的平均动能增大,但并不是每个 分子动能都增大; 掌握热力学第一定律的基本内容和应用,知道做功和热传递均可以改变物体的内能; 明确气体压强的微观意义,能明确温度和体积变化时压强的变化情况 本题考查热力学第一定律以及气体压强的微观意义,要注意热力学第一定律 中, W、Q 取正负号的含义,正确利用公式分析内能的变化情况 9.如图所示,足够长U 型管内分别由水银封有、两部分气体, 则下列陈述中正确是 A. 只对 加热,则h 减小,气柱长度不变 B. 只对 加热,则h减小,气柱长度减少 C. 若在右管中注入一些水银, 将增大 D. 使 、同时升高相同的温度,则增大
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