高中物理3.理想气体的状态方程

1高中精品试题高中物理选修3-3同步训练试题解析一、选择题1．对一定质量的理想气体，下列状态变化中不可能的是()A．使气体体积增大，同时温度降低、压强减小B．使气体温度升高，体积不变、压强减小C．使气体温度不变，而压强、体积同时增大D．使气体温度降低，压强减小、体积减小解析：根据理想气体状态方程pVT＝C知，V增大，T降低，如果压强减小，A可以实现；同理．D可以实现，B、C不可以实现，因此选B、C.答案：BC2.一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V－T图上如图所示，则()A．在过程AC中，气体的压强不断变大B．在过程CB中，气体的压强不断变小C．在状态A时，气体的压强最大D．在状态B时，气体的压强最大答案：AD3.如图所示，内壁光滑的气缸和活塞都是绝热的，缸内被封闭的理想气体原来体积为V，压强为p，若用力将活塞向右压，使封闭的气体体积变为V2，缸内被封闭气体的()A．压强等于2pB．压强大于2pC．压强小于2pD．分子势能增大了解析：气缸绝热，压缩气体，其温度必然升高，由状态方程pVT＝恒量可知T增大，体积变为V2，则压强大于2p，故B正确，A、C错，理想气体分子无势能，D错．答案：B4．已知理想气体的内能与温度成正比．如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能()2A．先增大后减小B．先减小后增大C．单调变化D．保持不变解析：由图知汽缸内理想气体状态的pV变化特点是先减小后增大，又因为pVT＝C(常量)可知温度T先减小后增大，故气体内能先减小后增大，B正确．答案：B5．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：甲、乙两容器中的气体由于质量相等，可以看成同一气体的两个不同状态．则p甲V甲T甲＝p乙V乙T乙，由于V甲＝V乙，所以T甲T乙，B、C正确．答案：BC6.一定质量的气体做等压变化时，其V－t图象如图所示，若保持气体质量不变，使气体的压强增大后，再让气体做等压变化，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pVT＝C可知，V0减小，等压线与t轴夹角减小，A、B错．答案：C7.如图所示为一定质量的理想气体沿着所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强变化是()3A．从状态c到状态d，压强减小B．从状态d到状态a，压强不变C．从状态a到状态b，压强增大D．从状态b到状态c，压强不变解析：在V－T图象中，过原点的直线表示等压变化，直线的斜率越大，气体的压强越小．分别做过a、b、c、d四点的等压线，则有pbpcpdpa，故A、C正确．答案：AC8．如图所示，一定质量的某种理想气体，由状态A沿直线AB变化到状态B，A、C、B三点所对应的热力学温度分别记为TA、TC、TB，在此过程中，气体的温度之比TA∶TB∶TC为()A．1∶1∶1B．1∶2∶3C．3∶3∶4D．4∶4∶3解析：由p－V图象可知，pA＝3atm，VA＝1L，pB＝1atm，VB＝3L，pC＝2atm，VC＝2L，由理想气体状态方程可得pAVATA＝pBVBTB＝pCVCTC，代入数据得TA∶TB∶TC＝3∶3∶4.答案：C9.如图所示是一定质量的理想气体的p－V图线，若其状态由A→B→C→A，且A→B等容，B→C等压，C→A等温，则气体在ABC三个状态时()A．单位体积内气体的分子数na＝nB＝nCB．气体分子的平均速率vA＞vB＞vCC．气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA＞FB，FB＝FCD．气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数是NA＞NB，NA＞NC解析：由图可知B→C，体积增大，密度减小，A错．C→A等温变化，分子平均速率vA＝vC，B错．而气体分子对器壁产生作用力，B→C为等压过程，pB＝pC，FB＝FC，FA＞4FB，则C正确．A→B为等容降压过程，密度不变，温度降低，NA＞NB，C→A为等温压缩过程，温度不变，密度增大，应有NA＞NC.答案：CD10．光滑绝热的活塞把密封的圆筒容器分成A、B两部分，这两部分充有温度相同的气体，平衡时VA∶VB＝1∶2，现将A中气体加热到127℃，B中气体降低到27℃，待重新平衡后，这两部分气体体积的比V′A∶V′B为()A．1∶1B．2∶3C．3∶4D．2∶1解析：对A部分气体有：pAVATA＝p′AV′AT′A①对B部分气体有：pBVBTB＝p′BV′BT′B②因为pA＝pB，p′A＝p′B，TA＝TB，所以将①式÷②式得VA/VB＝V′AT′B/V′BT′A.所以V′A/V′B＝VAT′A/VBT′B＝1×4002×300＝2/3.答案：B二、非选择题11．一个半径为0.1cm的气泡，从18m深的湖底上升．如果湖底水的温度是8℃，湖面的温度是24℃，湖面的大气压强是76cmHg，那么气泡升至湖面时体积是多少？解析：由题意可知V1＝43πr3≈4.19×10－3cm3p1＝p0＋ρ水h水ρ汞＝76＋1.0×18×10213.6cmHg≈208cmHgT1＝(273＋8)K＝281Kp2＝76cmHgT2＝(273＋24)K＝297K根据理想气体的状态方程p1V1T1＝p1V2T2得V2＝p1V1T2p2T1＝208×4.19×10－3×29776×281cm3≈0.012cm3.答案：0.012cm312．一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，初始时气体体积为3.0×10－3m3.用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300K和1.0×105Pa.推动活塞压缩气体，5测得气体的温度和压强分别为320K和1.0×105Pa.求：(1)求此时气体的体积；(2)保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0×104Pa，求此时气体的体积．解析：(1)由理想气体状态方程得p0V0T0＝p1V1T1所以此时气体的体积为V1＝p0V0T1T0p1＝1.0×105×3.0×10－3×320300×1.0×105m3＝3.2×10－3m3(2)由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，所以V2＝p1V1p2＝1.0×105×3.2×10－38.0×104m3＝4.0×10－3m3.答案：(1)3.2×10－3m3(2)4.0×10－3m3