8.3理想气体的状态方程—2020-2021学年人教版高中物理选修3-3同步一节一练

8.3理想气体的状态方程 1．如图所示，一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定量的气体（不计活塞与缸壁摩擦），温度升高时，下列物理量发生变化的是（　　） A．活塞高度h B．汽缸高度H C．气体压强p D．弹簧长度L 【答案】B 【解析】AD．根据整体法分析可知，弹簧的拉力大小等于活塞、汽缸以及气体重力之和，所以当温度升高时，弹簧拉力大小不变，根据胡克定律可知弹簧伸长量不变，即弹簧长度L不变，根据长度关系分析可知，活塞高度h也不变，故AD不符合题意； C．对活塞单独进行受力分析，由题意及上述分析可知活塞受力情况不变，则气体压强p不变，故C不符合题意； B．根据理想气体状态方程=C可知，当T增大且p不变时，气体体积V增大，所以汽缸将向下运动，则汽缸高度H减小，故B符合题意。 故选B。 2．某同学设计了如图所示测量液体密度的装置：左侧为上端开口的圆柱形玻璃缸右侧为上端封闭、高为L0=52cm的玻璃管，两容器底部用细管相连，且左侧玻璃缸横截面积远远大于右侧玻璃管横截面积，两容器导热性能良好。环境温度T=300K。现向左侧玻璃缸缓慢注入待测液体，将原长为L0的空气柱封闭在玻璃管中，当左侧液面高度h1=52cm时，右管内液柱高度h2=2cm。已知大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2 ①求待测液体的密度； ②将右侧玻璃管内气体温度缓慢升高，当右管内液体刚好全部挤出时，求管内空气的温度。（计算结果保留三位有效数字） 【答案】（1）8×102kg/m3；（2）312K 【解析】①设右管横截面积为S，对右管内的气体，由玻意耳定律 p0V0=p1V1 其中 V0=L0S V1=(L0-h2）S 解得 p1=1.04×105Pa 又 p1=p0+ρg（h1-h2） 解得 ρ=8×102kg/m3 ②对右管内的气体，根据理想气体状态方程 其中 p2=p0+ρgh1 解得 T′=312K 3．如图所示，一粗细均匀的U形细玻璃管竖直放置并盛有水银，左端封闭一定质量、长度为L=5.0cm的空气，右端足够长且上端开口与大气相通。玻璃管底部有一处于关闭状态的绝热开关K，此时右侧管中的水银面比左侧管中的水银面高h1=16.0cm，现将开关K打开，从玻璃管中缓慢放出部分水银，当左侧水银面比右侧水银面高h2=10.0cm时，将开关K关闭，此时玻璃管内左边空气柱的温度为27℃，并对左侧玻