课时作业(4) 气体实验定律和理想气体状态方程（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（粤教版2019）

课时作业(4)气体实验定律和理想气体状态方程 [对应学生用书P108] 1．有一定质量的理想气体，如果要使它的密度减小，可能的办法是(　　) A．保持气体体积一定，升高温度 B．保持气体的压强和温度一定，增大体积 C．保持气体的温度一定，增大压强 D．保持气体的压强一定，升高温度 D　[由ρ＝可知，ρ减小，V增大，又由＝C可知A、B、C三项错，D项对．] 2．一气泡从30 m深的海底升到海面，设水底温度是4 ℃，水面温度是15 ℃，那么气泡在海面的体积约是水底时的(　　) A．3倍　　　　　　　　　 B．4倍 C．5倍 D．12倍 B　[根据理想气体状态方程：＝，知＝，其中T1＝(273＋4)K＝277 K，T2＝(273＋15)K＝288 K，故≈1，而p2＝p0≈10ρ水g，p1＝p0＋p≈40ρ水g，即≈4，故≈4.故选B项．] 3.如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．下列各个描述理想气体状态变化的图像中，与上述过程相符合的是(　　) D　[A、B错：根据题设条件可知，汽缸和活塞是由导热材料制成的，汽缸内气体的温度由于热交换与环境温度保持相等，外界的温度保持不变，则封闭气体的温度不变．C错、D对：根据玻意耳定律得：pV＝C，得p＝C·，即p与成正比，p­图像是过原点的倾斜直线．] 4.如图是一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较，下列说法正确的是(　　) A．在相同时间内撞在单位面积上的分子数，b状态较多 B．在相同时间内撞在单位面积上的分子数，a状态较多 C．在相同时间内撞在相同面积上的分子数，两状态一样多 D．单位体积的分子数，两状态一样多 B　[b状态比a状态体积大，故单位体积分子数b状态比a状态少，D错误；b状态比a状态温度高，其分子平均动能大，而a、b状态压强相等，故相同时间内撞到单位面积上的分子数a状态较多，B正确，A、C错误．] 5．(多选)某校外学习小组在进行实验探讨，如图所示，在烧瓶上连着一根玻璃管，用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起，在烧瓶中封入了一定质量的理想气体，整个烧瓶浸没在温水中．用这个实验装置来研究一定质量的气体在体积不变时，压强随温度的变化情况．开始时水银压强计U形管两端水银面一样高，在下列几种做法中，能使U形管左侧水银面保持原先位置(即保持瓶内气体体积不变)的是(　　) A．甲同学：把烧瓶浸在热水中，同时把A向下移 B．乙同学：把烧瓶浸在热水中，同时把A向上移 C．丙同学：把烧瓶浸在冷水中，同时把A向下移 D．丁同学：把烧瓶浸在冷水中，同时把A向上移 BC　[浸在热水中，温度升高，p＝p0＋h，上移A管保持体积不变；浸在冷水中，温度降低，p＝p0－h，下移A管保持体积不变．] 6．钢瓶中装有一定质量的气体，现在用两种方法抽取钢瓶中的气体，第一种方法是用小抽气机，每次抽出1 L气体，共抽取三次，第二种方法是用大抽气机，一次抽取3 L气体，这两种抽法中，抽取气体质量较多的是(　　) A．第一种抽法 B．第二种抽法 C．两种抽法抽出气体质量一样多 D．无法判断 A　[设初状态气体压强为p0，抽气体后压强为p，对气体状态变化应用玻意耳定律，第一种抽法：p0V＝p1(V＋1)， p1＝，p1V＝p2(V＋1)，p2＝＝p0，p2V＝p3(V＋1)，p3＝＝p0，即三次抽完后：p3＝p0；第二种抽法：p0V＝p′(V＋3)，p′＝p0＝p0＞p3，由此可知第一种抽法抽出气体后，剩余气体的压强小，即抽出气体的质量大，故A正确．] 7．一定质量的理想气体，由状态A变化到状态B的过程如图所示，由图中AB线段可知，气体分子的平均速率在状态变化过程中的变化情况是(　　) A．不断增大 B．不断减小 C．先增大、后减小 D．先减小、后增大 C　[因为温度是分子平均动能的标志，所以分子平均速率变化情况应与温度变化情况相同，由图线可知，AB线段中有一点对应pV值最大，即温度最高，因而气体分子平均速率经历先增大后减小的过程，故选项C正确．] 8．某不封闭的房间容积为20 m3，在温度为7 ℃、大气压强为9.8×104 Pa时，室内空气质量为25 kg.当温度升高到27 ℃、大气压强为1.0×105 Pa时，室内空气的质量是多少？(T＝273 K＋t) 解析　假设气体质量不变，末态体积为V2， 由理想气体状态方程有：＝， 解得V2＝＝ m3＝21.0 m3因为V2＞V1，即有部分气体从房间内流出，设剩余气体质量为m2，由比例关系有：＝，m2＝＝23.8 kg. 答案　23.8 kg 9.如图所示，两