内容正文:
第3课时 理想气体的状态方程
第八章 气体
一、单选题
1.如图所示,一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中,活塞与容器间光滑接触,在图中三种稳定状态下的温度分别为,体积分别为且,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【来源】2021年高考物理专练(广东专用)-重难点11 气体实验定律和理想气体状态方程
【答案】B
【详解】设三种稳定状态下气体的压强分别为,以活塞为研究对象,三种稳定状态下分别有
可以得出
根据理想气体的状态方程
由得
由得
即
所以选项B正确;ACD错误;
故选B。
2.如图,长为h的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分割成两部分,A处管内外水银面相平。将玻璃管缓慢向上提升H高度(管下端未离开水银面),上下两部分气体的压强发生变化分别为和,体积变化分别为和。已知水银密度为,玻璃管截面积为S,则( )
A.一定等于 B.一定等于
C.与之差为 D.与之和为HS
【来源】湖南省湘潭市第一中学2020-2021学年高二(上)第三次月考物理试题
【答案】A
【详解】AC.对水银柱有
上下两部分气体压强总是满足
故一定等于,两者之差为零,故A正确,C错误;
B.对上部分气体,根据玻意耳定律得
对下部分气体,根据玻意而定律得
由于两部分封闭原来气体体积关系不确定,所以两部分气体体积变化不确定,故B错误;
D.在A处管内外水银面相平的情况下有几何关系得
故D错误;
故选A。
3.如图所示,一个顶端开口的绝热气缸竖直放置,上部气缸高,下部气缸高为,上下两部分内部横截面积分别为S和,下部用绝热轻活塞封闭一定质量的气体,气缸底部有一电热丝(不计体积和质量)可对气体加热,活塞上方有水银,当气体温度为27℃时下部水银柱高,上部水银柱高,已知大气压为,活塞厚度不计,则( )
A.加热气体,当温度为时水银恰好全部进入上部气缸
B.加热气体,当温度为时水银恰好全部进入上部气缸
C.当温度为时缸内气体压强为
D.当温度为时缸内气体压强为
【来源】2021届山东省东营市广饶一中高三(上)普通高中学业水平等级考试物理试题
【答案】B
【详解】AB.缸内气体开始的压强、温度、体积分别为
, ,
水银恰好全部进入上部气缸时,气体的压强、体积分别为
,
根据理想气体状态方程有
代入数据解得
所以A错误;B正确;
CD.当温度为时缸内气体做等容变化,则有
解得
所以CD错误;
故选B。
4.如图所示,水平放置的封闭绝热气缸被一锁定的绝热活塞分为a、b两部分,且a部分体积是b部分体积的2倍。已知a部分装有2.5mol的氧气,b部分装有1mol的氧气,两部分气体温度相同,均可视为理想气体。现解除锁定,活塞移动一段距离静止后,a、b两部分的体积分别为Va、Vb,温度分别为Ta、Tb。下列说法正确的是( )
A.Va>2Vb,Ta>Tb B.Va>2Vb,Ta<Tb
C.Va<2Vb,Ta>Tb D.Va<2Vb,Ta<Tb
【来源】2021届湖南省长郡中学高三(上)入学摸底考试物理试题
【答案】B
【详解】两部分气体温度相同,根据公式,可知,初状态时
,
a部分压强大于b部分压强,所以解除锁定后,向右移动,a部分气体对外做功,内能减小,温度降低,故平衡时,有Va>2Vb,Ta<Tb,B正确ACD错误。
故选B。
二、多选题
5.一定质量的理想气体经历一系列状态变化,其p-图线如图所示,变化顺序由a→b→c→d→a,图中ab线段延长线过坐标原点,cd线段与p轴垂直,da线段与轴垂直。气体在此状态变化过程中( )
A.a→b,压强减小、温度不变、体积增大
B.b→c,压强增大、温度降低、体积减小
C.c→d,压强不变、温度降低、体积减小
D.d→a,压强减小、温度升高、体积不变
【来源】湖北省武汉市江夏区金口中学2019-2020学年高二(下)月考物理试题
【答案】AC
【详解】A.由图象可知,a→b过程,气体压强减小而体积增大,气体的压强与体积倒数成正比,则压强与体积成反比,气体发生的是等温变化,故A正确;
B.由理想气体状态方程可知:
由图示可知,连接Ob的直线的斜率小,所以b的温度小,b→c过程温度升高,由图还可知,同时压强增大,且体积也增大,故B错误;
C.由图象可知,c→d过程,气体压强p不变而体积V变小,由理想气体状态方程可知,气体温度降低,故C正确;
D.由图象可知,d→a过程,气体体积V不变,压强p变小,由由理想气体状态方程可知,气体温度降低,故D错误。
故选AC。
6.下列说法正确的是 。
A.酒精的温度越高,其分子平均动能越小
B.气球的体积增大时,气球内气体温度可能降低
C.水的温度越高,悬浮在水中的花粉颗粒运动越缓慢
D.喷洒消毒药水时,一段时间后远处也能闻到消毒药水的味道,这属于扩散现象